Рабочая программа дисциплины химия (стр. 1 )

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Калининградский государственный технический университет»

УТВЕРЖДАЮ Проректор по учебно-методической работе п\п «16» ноября _201 г.

Рабочая программа дисциплины

ХИМИЯ

Математический и естественнонаучный цикл, базовая часть

Направление подготовки

022000 ЭКОЛОГИЯ И ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕ

Квалификация (степень) выпускника -

Бакалавр

Форма обучения -

Очная

Факультет биоресурсов и природопользования

Кафедра - разработчик - кафедра химии

Калининград 2012

1 ЦЕЛЬ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Целью освоения дисциплины студентами является формирование необходимого объема знаний и практических навыков в области химии для решения профессиональных задач в процессе их будущей профессиональной деятельности.

Задача дисциплины: изучить взаимосвязь, строение и свойств веществ, составляющих среду обитания биологических объектов и загрязняющих ее.

2 МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП

Дисциплина «ХИМИЯ» является базовой дисциплиной математического и естественнонаучного цикла основной образовательной программы.

Для изучения курса химии требуется обязательный уровень довузовской подготовки по химии. Студент должен знать периодический закон и его графическое выражение - периодическую систему, строение атома; классы неорганических соединений; химию отдельных элементов; уметь писать формулы молекул веществ, уравнения реакции в молекулярной и ионной формах; вести расчёты по формулам и уравнениям химических реакций; работать самостоятельно; проводить химические эксперименты; вести наблюдения и делать выводы; работать в коллективе.

Знания, полученные при освоении дисциплины, найдут свое применение при изучении естественнонаучных и профессиональных дисциплин таких, как биология, общая экология, почвоведение.

3 КОМПЕТЕНЦИИ ОБУЧАЮЩЕГОСЯ, ФОРМИРУЕМЫЕ В РЕЗУЛЬТАТЕ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ «ХИМИЯ»

В результате освоения дисциплины «Химия» у обучающегося формируются элементы следующей профессиональной компетенции (ПК), предусмотренной ФГОС ВПО:

- обладать базовыми знаниями фундаментальных разделов физики, химии и биологии в объеме, необходимом для усвоения физических, химических и биологических основ в экологии и природопользовании; владеть методами химического анализа, а также методами отбора и анализа геологических и биологических проб; иметь навыки идентификации и описания биологического разнообразия, его оценки современными методами количественной обработки информации (ПК-2).

В результате изучения дисциплины «Химия » студент должен:

знать:

-химические элементы и их соединения, методы и средства химического исследования веществ и их превращений;

уметь:

- использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности;

владеть:

-методами и средствами измерения физико-химических величин;

-методами отбора проб;

-современными методами количественной обработки информации.

4 СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ «ХИМИЯ»

4.1 Структура дисциплины

Дисциплина изучается в первом семестре. Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетные единицы, 144 часа. Аудиторные занятия (АЗчасов, самостоятельная работа студента (СРС)- 84 часа. Аттестация по дисциплине проводится в форме экзамена. Более подробные сведения о структуре дисциплины, видах, трудоемкости и формах контроля учебной работы студентов приведены в нижерасположенной таблице.

№ п/п	Темы дисциплины	Семестр	Недели семестра	Трудоемкость учебной работы по ее видам (ч.)	Формы текущей (промежуточной) и итоговой аттестации по дисциплине
АЗ	СРС	Всего
Лекции	ЛР
1	Введение.	1	1	2	2	4	8	Защита ЛР
2.	Строение вещества	2-4	6	6	8	20	Защита ЛР
3.	Основные закономерности химических процессов	5-6	4	4	6	14	Защита ЛР
4.	Растворы. Электрохимические процессы	7-13	14	14	10	34	Защита ЛР
5.	Избранные вопросы химии	14-17	4	4	10	22	Защита ЛР, сдача индивидуальных заданий
Подготовка к экзамену и сдача его в период экзаменационной сессии			46	46	Экзамен
Итого по дисциплине	30	30	84	144
60

ЛР – лабораторные работы

4.2 Теоретические занятия (лекции)

№ п/п	Тема	Содержание	Кол-во часов
1	2	3	4
1.	Введение в химию	Задачи, предмет и содержание дисциплины. Современный уровень и основные тенденции в развитии химии. Связь химии с другими науками. Основные понятия химии. Стехиометрические законы. Закон эквивалентов, фактор эквивалентности, определение молярной массы химического эквивалента простых и сложных веществ. Современная номенклатура неорганических веществ.	2
2.	Строение вещества	Строение атома. Двойственная природа электрона. Характеристика состояния электронов системой квантовых чисел, их физический смысл. Спин электрона. Атомные орбитали для s-, p-, d - ,f семейств. Многоэлектронные атомы. Принцип Паули. Максимальное число электронов в электронных слоях и оболочках. Правило Гунда. Последовательность энергетических уровней и подуровней электронов в многоэлектронных атомах. Магнитные и энергетические характеристики атомов. Энергия ионизации, сродство к электрону. Периодический закон и строение атомов элементов. Современная формулировка периодического закона. Структура периодической системы. Периоды, группу подгруппы. Периодическая система и ее связь со строением атомов. Порядковый номер элемента. Заполнение электронных слоев и оболочек атомов. Правило Клечковского. Особенности электронного строения атомов в главных, побочных подгруппах, в семействах лантаноидов, актиноидов: s-, p-, d-, f - элементы. Периодическое изменение свойств элементов (вертикальная, горизонтальная диагональная периодичности). Ковалентная связь. Свойства ковалентной связи, направленность и насыщаемость. Механизм образования ковалентной связи (обменный, донорно-акцепторный). Характеристика ковалентной связи. Эффективные заряды атомов в молекулах. Дипольные моменты и строение молекул. Основные положения метода валентных связей. Валентность элемента. Гибридизация волновых функций (примеры sp3-, sp2-, sp-гибридизаций). Образование кратных связей. Сигма - и пи-связи, их особенности. Делокализованные пи-связи. Ионная связь, как предельный случай ковалентной связи. Электростатическое взаимодействие ионов. Кривая потенциальной энергии для ионной молекулы. Поляризация ионов. Зависимость поляризации ионов от типа электронной структуры, заряда и радиуса иона. Влияние поляризации ионов на свойства вещества, температуру плавления, термическую устойчивость. Типы кристаллических решеток. Комплексные соединения. Теория Вернера, комплексообразователь, лиганды, внешняя, внутренняя сферы, диссоциация комплексов, константа нестойкости. Номенклатура комплексных соединений. Роль комплексных соединений в природе.	6
3.	Основные закономерности химических процессов	Термохимия экзо - и эндотермические реакции. Термохимические уравнения. Понятие о стандартном состоянии. Стандартные энтальпии образования веществ. Закон Гесса и его следствия. Применение закона Гесса для вычисления энтальпии химических реакций. Понятие об энтропии. Абсолютная энтропия и строение вещества. Изменение энтропии в различных процессах. Использование справочных данных для расчета характеристик различных процессов. Энергия Гиббса, ее связь с энтропией и энтальпией. Направленность химических реакций. Скорость химических реакций. Понятие о химической кинетике. Закон действующих масс, константа скорости реакции. Зависимость скорости реакции от температуры; энергия активации. Понятие о гомогенном и гетерогенном катализе. Примеры каталитических процессов в промышленности. Химическое равновесие. Константа химического равновесия. Смещение химического равновесия. Влияние температуры, давления и концентрации реагентов на химическое равновесие.	4
4.	Растворы. Электрохимические процессы.	Типы растворов. Способы выражения концентрации растворов. Общие свойства растворов: закон Рауля (следствия из закона Рауля), осмотическое давление. Слабые электролиты. Константа диссоциации. Сильные электролиты. Электролитическая диссоциация воды, водородный показатель. Кислотно-основные индикаторы. Гидролиз солей, типы гидролиза солей. Необратимый гидролиз. Роль гидролиза в природных и технологических процессах. Окислительно-восстановительные реакции. Степень окисления. Важнейшие окислители и восстановители. Классификация реакций окисления-восстановления. Составление уравнений реакций окисления-восстановления. Роль окислительно-восстановительных процессов. Понятие об электродном потенциале. Гальванический элемент Даниэля-Якоби. Электродвижущая сила элемента. Стандартный водородный электрод. Водородная шкала потенциалов. Концентрационный гальванический элемент. Электролиз. Окислительно-восстановительные процессы при электролизе. Закон Фарадея. Коррозия металлов. Виды коррозии, типы коррозии. Основные методы защиты от коррозии.	12
5.	Избранные вопросы химии.	Получение полимеров. Реакции полимеризации, поликонденсации. Физико-химические свойства полимеров. Линейные и пространственные полимеры. Пластмассы. Стойкость и старение различных полимеров в условиях длительной эксплуатации. Идентификация катионов неорганических веществ, идентификация анионов. Основные методы количественного анализа. Технологический процесс и экологические проблемы общества. Роль химии в решении экологических проблем	6
	Итого		30

4.3 Практические занятия (семинары)

Учебным планом не предусмотрены.

4.4 Лабораторные занятия

№ п/п	Номер темы	Темы ЛР	Кол-во часов
1.	1.	Общие правила работы и техника безопасности в химической лаборатории. Определение молярной массы эквивалента металла методом вытеснения водорода.	2
2.	2.	Строение атома. Химическая связь.	2
3.	2.	Комплексные соединения	2
4.	2	Установление формул кристаллогидратов.	2
5.	3.	Термохимия. Определение теплоты растворения соли	2
6.	3.	Кинетика. Изучение скоростей химических реакций.	2
7.	4.	Приготовление растворов заданной концентрации	2.
8.	4.	Электролитическая диссоциация.	2
9.	4.	Индикаторы. Определение рН среды.	2.
10.	4.	Гидролиз	2
11.	4.	Окислительно-восстановительные реакции	2
12.	4	Электролиз	2.
13.	4.	Коррозия металлов	2
14.	5.	Высокомолекулярные соединения.	2
15.	5.	Определение жесткости воды.	2
Итого		30

4.5 Самостоятельная работа