Рабочая программа

Рабочая программа

Форма Ф СО ПГУ 7.14.2/05

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Павлодарский государственный университет им. С. Торайгырова

Кафедра химии и химических технологий

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

дисциплины «Химия»

для студентов специальности «5В060700-Биология»

Павлодар

Лист утверждения к рабочей программе дисциплины, разработанной на основании государственного общеобязательного стандарта образования специальности и типовой программы

Форма Ф СО ПГУ 7.18.1/07

УТВЕРЖДАЮ

Проректор по УР

« » 200 г.

Составитель: старший преподаватель

Кафедра химии и химических технологий

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

по дисциплине «Химия»

для студентов специальности «5В060700-Биология»

Рабочая программа разработана на основании Государственного общеобязательного стандарта специальности ГОСО РК 3.08.322-2006 и типовой программы, утвержденной протоколом РУМС от 22 июня 2006 года

Рекомендована на заседании кафедры от «___»_________20__г.

Протокол №____

Заведующий кафедрой ___________

Одобрена учебно-методическим советом биолого-химического факультета «___»________ 2008г., протокол №

Председатель УМС ________________

СОГЛАСОВАНО

Декан факультета ________________ «___»_______20__г.

ОДОБРЕНО ОПиМО

Начальник ОПиМО ______________ «___»_______20__г.

1 ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ

Цель преподавания дисциплины – целью преподавания дисциплины является обучение студентов знаниям, умениям, навыкам необходимым для последующего изучения и глубокого понимания биологических дисциплин. Приобщить студентов к экспериментальным методам исследования.

Задачи изучения дисциплины – задачами курса является изучение периодической системы на основе современной теорий строения атома. Закономерностей протекания химических реакций, теории растворов и т. д.

В результате изучения дисциплины студенты:

должны знать основные теории и законы химии, химическую терминологию. На основе современной теории строения атома знать периодическую систему .

должны уметь проводить различные лабораторные опыты. Производить расчеты по формулам и уравнениям, расчеты для приготовления растворов различной концентрации. На основе изученных теорий законов, понятий и фактов уметь объяснить результаты опытов. Уметь пользоваться справочной литературой.

2 ПРЕРЕКВИЗИТЫ - предшествующие дисциплины, содержащие перечень знаний, умений и навыков, необходимых для освоения дисциплины "Химия"

1.  Школьный курс химии

Тематический план дисциплины

Форма Ф СО ПГУ 7.18.2/07

3 СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

3.1 ТЕМАТИЧЕСКИЙ План ДИСЦИПЛИНЫ
№ п/п	Наименование тем	Количество часов
Лек	Лаб	Практ	СРС
1	2	3	4	5	6
1.	Введение.	1	1		4
2.	Неорганическая химия. Некоторые теоретические основы общей химии.		2	1	4
3	Основные законы химии.	1	2		4
4.	Современная теория строения атома.		2	1	3
5.	Химическая связь.	1	2		4
6.	Энергетические характеристики химических реакций.	1	2		4
7.	Растворы.	1	2	1	4
8.	Химия элементов главных подгрупп.	1	1	1	4
9.	Галогены.	1	1		4
10.	Общая характеристика подгруппы серы.	1	1		4
11.	Общая характеристика элементов подгруппы азота.	1	1		4
12.	Общая характеристика элементов подгруппы углерода.		1	1	4
13.	Общая характеристика элементов подгруппы бора.			1	4
14.	Общая характеристика s—элементов.		1	1	4
15	Химия элементов побочных подгрупп.			1	4
16	Органическая химия. Введение.		1	1	4
17	Углеводороды.	1	1	1	4
18	Галогенопроизводные углеводородов.	1	1	1	4
19	Гидроксилсодержащие соединения.	1	1	1	4
20	Карбоновые кислоты и их функциональные производные.	1	2		4
21	Окси-, оксо - и аминокислоты. Белки.	1	2	1	4
22	Углеводы.		2	1	4
23	Нуклеиновые кислоты.	1	1	1	3
Всего:	15	30	15	90

3.2 Содержание теоретического курса

Тема № 1. Введение. Химия как наука имеет, прежде всего, дело с веществами и происходящими с ними изменениями. Вещества - это конкретный вид материи, обладающий массой покоя, характеризующийся при данных условиях физическими и химическими свойствами.

Место химии в системе естественных наук определяется специфичной только для нее формой движения материи. Химическая форма движения материи определяется движением атомов и молекул, протекающим при их качественном изменении.

В природе и в искусственных условиях приходится постоянно наблюдать взаимосвязь между всеми естественными науками (физика, химия, биология, геология, математика и др.). Химия, физика, биология широко пользуются методами и понятиями, выработанными физикой; расшифровка сложных биологических образований возможна лишь при участии химии, математики и биологии. Зарождение химии связано с развитием химических промыслов и ремесел, таких как выплавка металла, пивоварение, дубление кож и крашение, которые давали практические сведения о поведении веществ.

Тема № 2. Основные законы химии. Законы: сохранения масса вещества, кратных отношений, постоянства состава, объемных отношений. Закон Авогадро. Соединения постоянного и переменного состава. Газовые законы. Уравнение Менделеева-Клапейрона. Относительная плотность газов.

Тема № 3. Химическая связь. Природа химической связи. Метод валентных связей. Перекрывание атомных орбиталей. δ- и π- связи, порядок связи. Характеристики химической связи - энергия, длина. Ковалентная связь, направленность и насыщаемость. Донорно-акцепторное взаимодействие. Ионная связь. Водородная связь. Межмолекулярные взаимодействия. Силы Ван-дер-Ваальса.

Тема № 4. Энергетические характеристики химических реакций. Эндо - и экзотермические реакции. Скорость химической реакции. Зависимость скорости реакции от концентрации реагентов. Правило Вант-Гоффа. Катализ и катализаторы. Ферменты. Химическое равновесие. Обратимые и необратимые химические реакции. Константа химического равновесия. Смещение химического равновесия при изменении условий. Принцип Ле-Шателье.

Тема № 5. Растворы. Общие свойства. Растворитель и растворяемое вещество. Явление осмоса. Электронное строение и структура молекулы воды. Ионное произведение воды, водородный показатель. Электролитическая диссоциация растворенных веществ. Сильные и слабые электролиты. Гидролиз солей. Произведение растворимости. Окислительно-восстановительные реакции. Окислители и восстановители.

Тема № 6. Химия элементов главных подгрупп. Водород. Кислород. Общая характеристика, положение в периодической системе, строение атома. Характер химических связей в соединениях. Физические и химические свойства. Формы нахождения водорода в природе. Получение в лаборатории и технике, применение.

Тема № 7. Галогены. Общая характеристика группы. Строение атомов. Изменение свойств по группе атомных радиусов, сродства к электрону, электроотрицательности элементов. Особенности фтора. Физические, химические свойства. Токсичность галогенов. Меры предосторожности при работе с галогенами. Формы нахождения галогенов, применение. Проблема дефицита йода в Казахстане. Галогеноводороды. Физические свойства, химические свойства. Промышленное получение соляной кислоты. Применение. Токсичность галогенов. Меры предосторожности при работе с галогенами. Формы нахождения галогенов, применение.

Тема № 8. Общая характеристика подгруппы серы. Строение атомов. Аллотропия. Изменение но группе атомных радиусов, электроотрицательности элементов. Валентность и степени окисления атомов. Физические, химические свойства. Окислительно-восстановительные свойства. Формы нахождения элементов в природе. Соединения типа Н2Э. Строение молекул Сероводород. Свойства. Токсичность. Оксиды (IV, VI). Окислительно – восстановительные свойства. Применение диоксида серы и влияние его на окружающую среду. Сернистая кислота. Сульфиты средние и кислые. Серная кислота. Свойства разбавленной и концентрированной кислоты. Олеум. Промышленные методы получения серн6ой кислоты. Сульфаты.

Тема № 9. Общая характеристика элементов подгруппы азота. Строение атомов. Изменение по группе атомных радиусов, электроотрицательности элементов. Химические свойства простых веществ. Реакционная способность молекулярного и атомарного азота, белого и красного фосфора. Формы нахождения элементов в природе. Фосфориты Казахстана. Соединения типа H3Э. Cтроение молекул. Аммиак. Получение, применение. Оксиды азота (I, II, III, IV, V). Строение молекул. Огкислительно – восстановительные свойства. Токсичность оксидов азота. Влияние на окружающую среду. Азотистая кислота. Строение молекулы. Нитриты. Токсичность нитритов. Азотная кислота. Строение молекулы. Нитраты. Окислительные свойства концентрированной и разбавленной азотной кислоты. Лабораторные и промышленные методы получения азотной кислоты. Царская водка. Асоли азотной кислоты, применение, токсичность. Азотные удобрения. Оксиды фосфора (III, V). Особенности строения. Ортофосфорная кислота и ее соли. Химические свойства. Получение ортофосфорной кислоты, ее применение. Фосфорные удобрения.

Тема № 10. Углеводороды. Природа С-Н и С-С связей, двойной (π-связь), диеновой, тройной связи, sp -, sp2, sp -гибридизация. Различия в прочности связей в при первичном, вторичном и третичном атомах углерода. Цис-, транс-изомерия алкенов. Правило Марковникова, механизм реакций присоединения. Понятие о π- и δ-комплексах. Напряжение угловое и конформационное. Теория напряжения Байера. Конформации циклогексана («кресло» и «ванна»).

Тема № 11. Галогенопроизводные углеводородов. Общая характеристика галогенпроизводных предельного, непредельного и ароматического рядов. Номенклатура, гомологические ряды, виды изомерии. Характер поляризации связи углерод-галоген. Общие закономерности нуклеофильного замещения.

Тема № 12. Гидроксилсодержащие соединения. Классификация спиртов и фенолов. Гомологические ряды, виды изомерии, номенклатура. Электронное строение ОН-содержащих соединений, взаимное влияние числа ОН-групп и природа радикала. Химические свойства спиртов. Многоатомные спирты - этиленгликоль, глицерин. Особенные свойства многоатомных спиртов. Взаимное влияние ароматического кольца и фенольного гидроксила. Сравнение кислотных свойств фенолов и спиртов. Производство спиртов и фенолов и вопросы экологии. Альдегиды и кетоны. Классификация альдегидов и кетонов, изомерия, номенклатура (насыщенные, ненасыщенные, ароматические). Строение карбонильной (оксо-) группы, ее полярность и поляризуемость. Химические свойства карбонилсодержащих соединений.

Тема № 13. Карбоновые кислоты и их функциональные производные. Классификация, изомерия, номенклатура жирного и ароматического ряда. Строение карбоксильной группы и карбоксилат - аниона. Ассоциация кислот. Общая характеристика реакционной способности кислот. Соли галогенангидриды, ангидриды кислот, нитрилы, амиды, сложные эфиры. Дикарбоновые кислоты. Особые свойства метиленовой группы малонового эфира. Двухосновные непредельные кислоты. Фумаровая и малеиновая кислоты. Различия в их строении и свойствах. Ароматические карбоновые кислоты. Жиры, масла, мыла, способы переработки жиров и масел, экологические проблемы.

Тема № 14. Окси-, оксо - и аминокислоты. Белки. Классификация окси-, оксо - и аминокислот. Их важнейшие представители. Заменимые, незаменимые аминокислоты, молочная и пировиноградная кислоты. Биологическая роль. Стереохимия α-амино - и α-оксикислот. Дегидратация α-, β- и γ- окси- и аминокислот, зависимость результата от взаимного положения окси-, амино - и карбоксигрупп. Методы получения и химические свойства α-, β- и γ- окси-, амино - и оксокислот.

Тема № 15. Нуклеиновые кислоты. Нуклеозиды, нуклеотиды, нуклеиновые кислоты. Строение, классификация, биологическая роль РНК, ДНК.

3.3 Содержание лабораторных занятий

Тема 1. Введение. Техника безопасности. Тема 2. Закон эквивалента. Тема 3. Определение эквивалентной массы цинка.

Тема 4. Классификация неорганических соединений. а)Способы получения оксидов; б)Способы получения оснований; в)Получение кислот; г)Способы получения солей.

Тема 5. Химические и физические свойства оксидов. Тема 6. Химические и физические свойства оснований. Тема 7. Химические и физические свойства кислот. Тема 8. Химические и физические свойства солей. Тема 9.Изменение свойств элементов и их соединений в периодической системе.

Тема 10. Растворы. Методы приготовления растворов различной концентрации

Тема 11. Гидролиз солей.

Тема 12. Окислительно-восстановительные реакции.(КMnO4, K2Cr2O7)

Тема 13. Электролиз солей. Тема 14. Получение углеводородов. Тема 15. Способы получения спиртов. Тема 16. Химические и физические свойства спиртов. Тема 17. Получение фенолов. Тема 18. Химические и физические свойства фенолов. Тема 19. Получение и свойства оксикислот. Тема 20. Свойства белков. Тема 21. Строение, свойства углеводов.

3.4 Содержание практических занятий

Тема 1. Некоторые теоретические основы общей химии. Основные химические понятия: атом, молекула, простое вещество, химическое соединение. Двойственная роль химической промышленности в системе природа-произаодство. Тема 2. Современная теория строения атома. Заполнение электронных оболочек атомов. Принцип Паули и правило Хунда. Периодичность строения электронных оболочек. Электроотрицательность элементов. Периодический закон. Современная интерпретация периодического закона. Понятие и биогенных элементах, их положение в периодической системе. Тема 3. Растворы. Механизм закисления и засоления воды и почв. Координационные соединения. Структура координационных соединений. Тема 4. Химия элементов главных подгрупп. Озон, строение молекулы, его свойства и практическая важность. Тема 5. Общая характеристика элементов подгруппы углерода. Строение атомов. Изменение по группе атомных радиусов и электроотрицательности элементов. Валентность и степень окисления атомов. Простые вещества. Аллотропные модификации углерода. Химические свойства простых веществ. Формы нахождения элементов в природе. Уголь, нефть, газ, горючие сланцы, свинец Казахстана. Оксид углерода (II). Оксид углерода (IV). Получение. Восстановительные свойства. Влияние углекислого газа на окружающую среду. Угольная кислота и ее соли. Соединения углерода с азотом. Циановодород. Циановодородная кислота. Цианиды. Токсичность циановодорода и цианидов. Оксиды кремния (II, IV). Диоксид кремния, особенности его строения. Кварц. Ортокремниевая кислота. Строение. Получение. Силикагель. Силикагель как адсорбент. Тема 6. Общая характеристика элементов подгруппы бора. Строение атомов. Изменение по группе атомных радиусов. Валентность и степень окисления атомов. Бор. Алюминий. Нахождение в природе. Химические свойства. Соединения бора, алюминия, их свойства, применение. Оксиды элементов. Оксид алюминия. Химические свойства. Гидроксиды элементов (III) Отношение к кислотам и щелочам. Тема 7. Общая характеристика s—элементов. Особенности строения атомов. Валентность и степени окисления атомов. Свойства простых веществ. Характер изменения свойств по группе. Особенности физических свойств щелочных металлов в сравнении с другими металлами. Оксиды. Строение. Химические свойства. Гидроксиды. Свойства. Изменение силы оснований и ряду гидроксидов лития – цезия. Меры предосторожности при работе с щелочами. Соли. Хлориды натрия и калия. Тема 8. Химия элементов побочных подгрупп. Марганец, железо, хром, медь, цинк, кадмий, ртуть, серебро, золото. Общая характеристика элементов, их месторождения в Казахстане. Строение атомов. Валентность и степень окисления атомов. Характер химических связей в соединениях. Склонность к комплексообразованию. Нахождение в природе. Физические и химические свойства простых веществ. Коррозийная устойчивость. Оксиды металлов. Окислительно-восстановительные свойства. Тема 9. Органическая химия. Введение. Предмет органической химии. Основные направления развития органической химии, её взаимосвязь с промышленностью. Особенности атома углерода и его роль в многообразии органических соединений, молекулярные структурные формулы. Типы гибридизации орбиталей атома углерода и типы связей в органических соединениях. Основные функциональные группы. Классификация органических соединений. Номенклатура (тривиальная, рациональная и современная систематическая). Классификация органических реакций по типу - замещение, присоединение, отщепление и перегруппировки. Механизмы органических реакций. Типы промежуточных частиц - карбкатионы, карбанионы, оксокомплексы, радикалы. Классификация органических реакций по механизму - электрофильное, нуклеофильное, радикальное присоединение и замещение. Тема 10. Углеводороды. Аксиальные и экваториальные связи. Особенности строения бензола. Критерии ароматичности. Биологическое сродство в ряду углеводородов. Сходство и различие в химических свойствах алканов, алкенов, алкадиенов, алкинов и аренов. Экологические проблемы процесса переработки нефти и пиролиза углеводородов. Тема 11. Галогенопроизводные углеводородов. Взаимное влияние С-С, С=С, С=С ароматического кольца на свойства галогенпроизводных. Производство галогенпроизводных и вопросы экологии. Тема 12. Гидроксилсодержащие соединения. Глицериновый альдегид и его стереохимия. Д-, L-ряды карбонильных соединений. Диальдегиды, дикетоны. Реакции конденсации. Экологические проблемы производств на основе альдегидов и кетонов. Тема 13. Окси-, оксо - и аминокислоты. Белки. Пептидная связь. Представление о составе и строении пептидов, полипептидов и белков (первичная, вторичная, третичная, четвертичная структуры). Тема 14. Углеводы. Классификация углеводов (моно-, олиго-, полисахара). Строение моносахаридов, стереоизомерия, Д, L - ряды. Открытые и циклические формы. Кольчато-цепная таутомерия и мутаротация сахаров. Переход от формул Фишера к формулам Толленса и Хеуорса. α-, и β- стереоизомеры. Мутаротация, рацематы. Реакция моносахаридов по карбонильной и гидроксильной группам. Особые свойства гликозидного гидроксила. Гликозиды, агликоны, их распространение в природе. Типы дисахаридов. Восстанавливающие и невосстанавливающие, специфические свойства. Полисахариды, классификация. Крахмал, клетчатка. Экология производства полисахаридов. Тема 15. Нуклеиновые кислоты. Роль водородных связей между гетероциклическими основаниями в молекуле ДНК на ее устойчивость. Биосинтез белков.

3.5 Содержание СРС

№	Вид СРС	Форма отчетности	Вид контроля	Объем в часах
1	Подготовка к лекционным занятиям		Участие на занятии	7,5
2	Подготовка к лабораторным работам		Участие на занятии	15
3	Подготовка и выполнение домашних заданий	Рабочая тетрадь	Отчёт	22,5
4	Подготовка к семестровым занятиям		Защита	20
5	Подготовка к контрольным мероприятиям		РК 1, РК 2, коллоквиум и др.	25
Всего:	90

Темы, предлагаемые студентам для самостоятельного изучения

1 Энергия ионизации и сродство к электрону

Рекомендуемая литература: [1,2,4,5,6,7]

2. Квантовые числа. Принцип Паули. Постоянная Планка.

Рекомендуемая литература: [1,2,4,5,6,7]

3. Межмолекулярные взаимодействия

Рекомендуемая литература: [1,2,4,5,6,7]

4. Зависимость скорости реакции от различных факторов: от концентрации реагирующих веществ, от температуры, от природы реагирующих веществ.

Рекомендуемая литература: [1,2,4,5,6,7]

5. Химическое равновесие. Смещение химического равновесия. Принцип

Ле- Шателье.

Рекомендуемая литература: [1,2,4,5,6,7]

6. Типы химической связи.

Рекомендуемая литература: [1,2,4,5,6,7]

7. Электролиты. Сила электролитов.

Рекомендуемая литература: [1,2,5,6]

8. Химическая экология литосферы.

Рекомендуемая литература: [3]

9. Химическая промышленность и охрана биосферы.

Рекомендуемая литература: [3]

10. Биогеохимические циклы важнейших элементов

Рекомендуемая литература: [3]

11. Электролиз.

Рекомендуемая литература: [1,2,4,5,6,7]

12. Основные химические законы.

Рекомендуемая литература: [1,2,4,5,6,7]

Выписка из рабочего учебного плана специальности

Форма Ф СО ПГУ 7.18.1/10

Выписка из учебного рабочего учебного плана

специальностей «050607-Биология»

№

Форма обучения

Формы контроля

Объем работы студ. в часах

Распределение часов по курсам и семестрам (часов)

экз.

зач.

кп.

кр.

РГР

кон. раб

всего

лек

пр.

лаб

срс

срсп

лек

пр.

лаб

срс

срсп

общ

ауд

срс

1.

очная на базе средн.

1

1 35

45

90

Семестр 1

Семестр 2

15

15

30

67,5

22,5

Литература

Основная

1. , Смарыгин химия. - М: Высшая школа,
1990.

2. Глинка неорганическая химия.- Л., 1989.

3. Ахметов и неорганическая химия.- М.: Высшая школа, 1988

4. Ахметов химия/М.: Высшая школа, 2003г. Неорганическая химия в 3т.: учебн. для студ. вузов/ под ред. . / М.: Академия, 2004г.

5. Некрасов общей химии.- М., 1970.

Дополнительная литература

1. Глинка химия./ Под ред. .- 28-е изд., перераб. и доп.- М.: Интеграл-Пресс, 2000.- 728 с.

2. «Задачи и упражнения по общей химии». – Л.: Химия, 1988.

3. Таперова практикум по общей химии. -М., 1976.

4. , Дракина по неорганической химии. - М. Химия, 1984

5. , , Трощенко химия. - М., ВШ, l981.

6. Грандберг химия. - М., 1974.

7. , Сагитуллин P. M., Терентьев и упражнения по
органической химии.-М.,1974.

8. Методические разработки кафедры органической химии и химии
природных соединений по органической химии. Алматы.

9. , Татаринчик химия. - М., 1979.

10. Степаненко и биохимия углеводов. М., Высшая школа.

11. Шабаров химия.- М.:Химия, 2000, 848 с.

12. , Дракин и неорганическая химия. - 4-е
изд., стереотип.- М: Химия, 2000.- 592 с.

13. Зайцев химия (Теоретические основы.
Углубленный курс).- М.: Просвещение, 1997.- 320 с.

14. , Цветков химия. М.: Высш. шк., 1994.-
608 с

15. Николаев в живых организмах. - М., 1986.

ФСО ПГУ 7.18.1/10

Лист согласования рабочей программы дисциплины

«Химия» на 2006-2007 учебный год

ЛИСТ СОГЛАСОВАНИЯ
Выпускающая кафедра	Ф. И.О заведующего кафедрой	подпись	Дата согласования
1	2	3	4