Партнерка на США и Канаду по недвижимости, выплаты в крипто
- 30% recurring commission
- Выплаты в USDT
- Вывод каждую неделю
- Комиссия до 5 лет за каждого referral
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Башкирский государственный педагогический университет
им. М. Акмуллы»
(ФГБОУ ВПО «БГПУ им. М.Акмуллы»)
Естественно-географический факультет
Кафедра химии
«Согласовано» _________________ председатель УМК | «Утверждаю» _______________ руководитель ООП |
ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
М2.В. ДВ.1.2 Неорганический синтез
Рекомендуется для
направления 050100.68 Педагогическое образование,
программы Химическое образование,
квалификации (степени) выпускника «магистр»
2013
1. Целью дисциплины является:
1.Формирование общекультурных компетенций:
ОК-2 (готовность использовать знание современных проблем науки и образования при решении образовательных и профессиональных задач);
2. Формирование профессиональных компетенций (ПК):
в области педагогической деятельности:
- ПК-1 (способность применять современные методики и технологии организации и реализации образовательного процесса на различных образовательных ступенях в различных образовательных учреждениях);
- ПК-3 (способность формировать образовательную среду и использовать свои способности в реализации задач инновационной образовательной политики);
в области научно-исследовательской деятельности:
- ПК-7 (готовность самостоятельно осуществлять научное исследование с использованием современных методов науки);
специальные компетенции:
- CК-1 (владеть основами теории фундаментальных разделов химии, прежде всего, неорганической химии);
- СК-2 (способность применять основные законы химии при обсуждении полученных результатов, в том числе с привлечением информационных баз данных);
- СК-3 (владеть навыками химического эксперимента, основными синтетическими и аналитическими методами получения и исследования химических веществ и реакций);
- СК-7 (владение методами регистрации и обработки результатов химических экспериментов).
2. Трудоемкость учебной дисциплины составляет 4 зачетных единицы (144 часа), из них 24 часа аудиторных занятий, в том числе 16 часов в интерактивной форме, 93 часа самостоятельной работы, экзамен в 1 семестре.
3. Место дисциплины в структуре основной образовательной программы:
- дисциплина относится к профессиональному циклу (дисциплины по выбору) - М2.В. ДВ.1.2;
- программа дисциплины по неорганическому синтезу базируется преимущественно на знаниях, полученных студентами при изучении основных научных направлений химии: общей, неорганической, аналитической, физической химии, а также основ математики и физики. Цель дисциплины - содействие развитию на основе достигнутой в бакалавриате специальной профессиональной компетентности магистра данного направления путем ознакомления с основами неорганического синтеза, установления взаимосвязей между строением веществ и их превращениями в неорганических системах, понимание которых открывает путь к созданию неорганических соединений и материалов с принципиально новыми функциональными и конструкционными свойствами, овладения знаниями по неорганической химии до уровня их свободного использования в практической деятельности.
- с данной дисциплиной сопряженно изучаются 6 дисциплин, в том числе: Современные проблемы науки и образования (М1.Б.1), Методология и методы научного исследования (М1.Б.2), История и философия науки (М1.В. ОД.2), Современные технологии в химическом образовании, Методология методической и технологической подготовки магистра (М1.В. ДВ.1), Информационные технологии в профессиональной деятельности (М2.Б.2), Современные проблемы органической химии, Органический синтез (М2.ДВ.2). Данная дисциплина «Физико-химические основы неорганической химии» является предшествующей для 8 дисциплин, в том числе: Методология и методы научного исследования (М1.Б.2), Инновационные процессы в образовании (М2.Б.1), Механизмы химических реакций (М2.В. ОД.1), Металлокомплексный катализ (М2.В. ОД.2), Современные методы анализа химических соединений (М2.В. ОД.3), Современные методы научных исследований (М2.В. ОД.4), Интермедиаты химических реакций, Динамика химических реакций (М2.В. ДВ.3), Научно-исследовательская работа (М3.Н).
4. Требования к результатам освоения дисциплины
В результате освоения дисциплины магистрант должен:
Знать
- обобщающую и систематизирующую роль физико-химических основ неорганической химии, в том числе современных представлений о строении вещества при установлении взаимосвязей между строением неорганических соединений и их реакционной способностью, превращениями в неорганических системах, понимание которых открывает путь к созданию неорганических веществ с принципиально новыми функциональными свойствами;
- понимать и использовать расширенный и углубленный комплекс химических знаний по химической связи и строению вещества (теория взаимного отталкивания электронных пар, ТКП для объяснения строения и свойств КС и др.).
Уметь
- обеспечивать преемственность знаний в области строения неорганических соединений и межпредметных связей с целью формирования комплексного естественнонаучного мировоззрения;
- анализировать теоретический материал, находить взаимную связь важнейших понятий и моделей, используемых в неорганической химии, находить связь изучаемого материала с жизнью и другими дисциплинами профессионального цикла;
- применять знания по основам неорганического синтеза при решении практических задач естествознания; при анализе научных явлений в области химии.
Владеть навыками:
- формирования логики химического мышления, направленного на установление причинно-следственных связей «структура-свойство»;
- содействия формированию и развитию профессиональной компетентности в области химического образования;
- экспериментальной работы в области неорганической химии и методов синтеза повышенной сложности для решения образовательных задач профильного обучения;
- работы с использованием компьютерных технологий для решения образовательных задач профильного обучения и демонстрации результатов научного исследования;
- организации самостоятельной работы с целью адаптации научных знаний для решения образовательных задач профессионального обучения.
5. Объем дисциплины и виды учебной работы
Вид учебной работы | Трудоемкость в часах | Семестры | |||
1 | 2 | 3 | 4 | ||
Аудиторные занятия: | 24 | 24 | |||
Лекции (ЛК) | 8 | 8 | |||
Практические занятия (ПЗ) | |||||
Лабораторные работы (ЛБ) | 16 | 16 | |||
Самостоятельная работа: | 93 | 93 | |||
Выполнение реферативных работ Подготовка презентаций Расчетные задачи и упражнения по различным разделам дисциплины Оформление отчетов по лабораторным работам | |||||
Промежуточная аттестация (экзамен) | 27 | 27 | |||
ИТОГО: | 144 | 144 |
6. Содержание дисциплины
6.1. Содержание разделов дисциплины
В соответствии с целью дисциплины, программа включает обобщение на более высоком уровне основных вопросов, посвященных современным представлениям о строении вещества, подробно изложены вопросы строения комплексных соединений, их применение к разнообразным физико-химическим системам и превращениям, включая окислительно-восстановительные и кислотно-основные реакции, изучавшиеся ранее в курсе неорганической химии.
Особое внимание уделяется прикладным вопросам, а также возможностям использования учебного материала данной дисциплины в курсах химии в профильной школе. Широкий спектр вопросов каждого раздела может стать предметом внеаудиторной работы студентов, основой проектной деятельности и интерактивных форм обучения.
№ | Наименование раздела дисциплины | Содержание раздела |
1 | Химическая связь и строение вещества | Химическая связь и строение вещества: природа химической связи, ковалентная связь (метод валентных связей, теория взаимного отталкивания электронных пар – модель Гиллеспи, метод молекулярных орбиталей), ионная связь, металлическая связь, межмолекулярные взаимодействия. Координационные соединения (основные понятия, строение комплексных соединений, термодинамическая и кинетическая устойчивость координационных соединений). |
2 | Равновесия в растворах | Кислотно-основные равновесия. |
3 | Синтез неорганических веществ | Синтезы по теме «Химия элементов». Синтез КС. |
6.2. Разделы дисциплины и виды учебных занятий
№ | Наименование раздела дисциплины | Распределение трудоемкости (в часах) по видам учебных занятий | ||||
ЛК | ПЗ | ЛБ | СР | Всего | ||
1 | Химическая связь и строение вещества | 4 | 20 | 24 | ||
2 | Равновесия в растворах | 3 | 10* | 43 | 56 | |
3 | Синтезы неорганических веществ | 1 | 6* | 30 | 37 |
* занятия в интерактивной форме
6.3. Лабораторный практикум
Наименование раздела дисциплины | Наименование лабораторных работ | Трудоемкость в часах |
Равновесия в растворах | Определение концентрации кислот методом потенциометрического, кондуктометрического и калометрического титрования. Установление концентрации и природы кислот в пищевых продуктах методом рН-метрического титрования. Определение концетрации ионов тяжелых металлов в виде комплексов методом фотоколориметрии. Опыты повышенной сложности: гидролиз солей алюминия. | 10 |
Синтезы неорганических веществ | Получение олова восстановлением углем. Синтез нитрата калия, кристаллогидрата хлорида кальция, хромокалиевых квасцов, манганата(VI) калия, соли Мора и его аналогов. Синтез КС. | 6 |
6.4. Междисциплинарные связи дисциплины
№ | Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин | №№ разделов дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин | ||
1 | 2 | 3 | ||
1 | Механизмы химических реакций | х | х | |
2 | Металлокомплексный катализ | х | х | |
3 | Современные методы анализа химических соединений | х | х | |
4 | Интермедиаты химических реакций, Динамика химических реакций | х | х | |
5 | Современные методы научных исследований | х | х | |
5 | Научно-исследовательская работа | х | х |
6.5. Требования к самостоятельной работе студентов
Задания для самостоятельной работы даются на лекциях и лабораторно-практических занятиях с целью текущей аттестации магистрантов. Они не связаны с дублированием лекционного материала и предполагают самостоятельное изучение отдельных тем и аспектов содержания дисциплины, работу с разнообразными научными источниками, справочной литературой. В ходе изучения дисциплины предполагается организация СРС, которая включает также подготовку отчетов по лабораторным работам, решение расчетных задач и упражнений, написание рефератов по выбранной теме.
Типовые задания для самостоятельной работы:
- Индивидуальные задания.
- Рефераты по отдельным темам и аспектам содержания дисциплины.
- Расчетные задачи по различным разделам дисциплины.
Темы для самостоятельной работы:
Для самостоятельного изучения предлагаются следующие темы:
Синтезы по теме «Галогены»
- Синтезы по теме «Сера»
- Синтезы по теме «Азот»
- Синтезы по теме «Фосфор»
- Синтезы по теме «Кремний»
- Синтезы по теме «Бор»
- Синтезы по теме «Щелочные металлы»
- Синтезы по теме «Магний и ЩЗМ»
- Синтезы по теме «Алюминий»
- Синтезы по теме «Хром»
- Синтезы по теме «Марганец»
- Синтезы по теме «Железо, кобальт, никель»
- Синтезы по теме «Медь, серебро»
- Синтезы по теме «Цинк»
- Искусственные неорганические материалы
- Соединения благородных газов
- История синтеза комплексных соединений
- История прикладной неорганической химии
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:
а) основная литература 1. , , Плоткин химии. Методическое пособие - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012. :http://biblioclub. ru 2. Механизмы неорганических реакций - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012:http://biblioclub. ru. |
б) дополнительная литература 1. Шевницына, Л. В. Неорганическая химия. Задачи и упражнения для выполнения контрольных работ. Учебно-методическое пособие. - Новосибирск: НГТУ, 2011. - Режим доступа:http://biblioclub. ru 2. Ахметов, и неорганическая химия: учеб. для вузов / Наиль Сибгатович; . - М. : Высшая школа, 2002. 3. Угай, и неорганическая химия: учеб. для студентов вузов / Яков Александрович; . - М.: Высшая школа, 2004. 4. Практикум по неорганической химии: учебное пособие для вузов по направлению 510500 "Химия" и специальности 011000 "Химия" / под ред. . - М.: Academia, 2004. 5. , Добрынина координационных соединений.- М.: Издательский центр «Академия», 2007. 6. Ахметов, и семинарские занятия по общей и неорганической химии: учеб. пособие для студ. ун-тов, химико-технологич. и педагогич. вузов / Наиль Сибгатович, Маргарита Константиновна, Лиля Исламовна; , , . - М.: Высшая школа, 2003. |
в) базы данных, информационно-справочные материалы и поисковые системы
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины:
Для обеспечения данной дисциплины необходимы: оборудованные лаборатории № 000, № 000, № 000, имеющие лабораторные столы, вытяжные шкафы, сушильный шкаф, муфельную печь, приборы (рН-метр, насос вакуумный, термоблок, интерфейсное устройство Unipraktic; фотоэлектроколориметр (ФЭК), электрические плитки, бани комбинированные штативы), химическую посуду, химические реактивы.
9. Методические рекомендации по изучению дисциплины
В соответствии с целью дисциплины, программа включает обобщение на более высоком уровне основных вопросов, посвященных современным представлениям о строении вещества, подробно изложены вопросы строения комплексных соединений, их применение к разнообразным физико-химическим системам и превращениям, включая окислительно-восстановительные и кислотно-основные реакции, изучавшиеся ранее в курсе общей и неорганической химии.
Особое внимание уделяется прикладным вопросам, а также возможностям использования учебного материала данной дисциплины в курсах химии в профильной школе, т. е. овладению знаниями по неорганической химии до уровня их свободного использования в практической деятельности. Широкий спектр вопросов каждого раздела может стать предметом внеаудиторной работы студентов, основой проектной деятельности и интерактивных форм обучения.
На протяжении всего курса обучения при изложении материала привлекаются современные данные на основе анализа литературных источников, публикаций в научных журналах и источников Интернет-ресурсов.
10. Требования к промежуточной аттестации по дисциплине
Она завершается устным экзаменом, на котором проверяется степень усвоения теоретического материала и овладения умениями, обусловленными задачами изучения данной дисциплины.
Перечень вопросов к экзамену
1. Современное представление о строении атома, основные характеристики атомов.
2. Химическая связь и строение вещества. Ковалентная связь. Теория взаимного отталкивания электронных пар (модель Гиллеспи).
3. Химическая связь и строение вещества. Ковалентная связь. ММО.
4. Химическая связь. Металлическая связь. Понятие о зонной теории.
5. Химическая связь. Межмолекулярные взаимодействия.
6. Строение КС: МВС и теория кристаллического поля.
7. Равновесия в растворах. Кислотно-основные равновесия.
8. Металлотермические и термические основы синтеза.
9. Окислительно-восстановительные методы синтеза.
10. Синтезы при помощи обменных реакций.
11. Синтез комплексных соединений.
12. Современные методы неорганического синтеза.
Задачи
1. В спектре испускания натрия длина волны, соответствующая первому потенциалу ионизации, равна 242 нм. Рассчитайте первый потенциал ионизации натрия.
2. Элемент бор имеет два изотопа с атомными массами 10,01 и 11,01. Атомная масса природного бора зависит от происхождения образца: например, для минерала, полученного из Калифорнии, Аr(В) = 10,84. Определите содержание (в %) изотопов в этом минерале.
3. Основываясь на методе валентных связей, опишите геометрию следующих ионов и сравните эти частицы попарно: CO32- и SO32-;
4. Основываясь на методе валентных связей, опишите геометрию следующих молекул и сравните эти частицы попарно: CO2 и SO2.
5. Длина связей (нм) в следующих молекулах и ионах составляет:
А) | NO+ | NO | NO- |
0,106 | 0,115 | 0,118 | |
Б) | B2 | C2 | N2 |
0,159 | 0,124 | 0,110 | |
В) | C2 | CN | CN- |
0,124 | 0,117 | 0,114 |
- постройте для этих молекул и ионов схемы МО;
- вычислите порядок связи в этих частицах;
- объясните с позиций метода МО изменения межатомных расстояний в рядах А) и В);
- укажите парамагнитные частицы;
- расположите частицы в каждом ряду (А - В) в порядке уменьшения прочности связи.
6. Укажите пространственное строение указанных молекул и ионов в газовой фазе, используя модель отталкивания валентных электронных пар и метод валентных связей. Для каждого соединения и иона укажите тип пространственной конфигурации:
OF2, PF5, BrF5, SeF4, ICl4-
7. Укажите пространственное строение указанных молекул и ионов в газовой фазе, используя модель отталкивания валентных электронных пар и метод валентных связей. Для каждого соединения и иона укажите тип пространственной конфигурации:
ICl2+, SO3, ClF3, SO42-
8. Определите пространственное строение у следующих молекул в газовой фазе: SF6 и BrF5? Сопоставьте величины валентных углов F-Э-F в приведенных парах соединений. Дайте обоснование ответа.
9. Определите пространственное строение у следующих молекул в газовой фазе: BrF3 и NF3? Сопоставьте величины валентных углов F-Э-F в приведенных парах соединений. Дайте обоснование ответа.
10. Сравните группы следующих комплексных ионов:
[Co(NH3)6]3+, [Co(H2O)6]3+, [CoF6]3-, [Co(CN)6]3-
- укажите электронное строение центральных ионов в этих комплексах;
- изобразите на энергетических диаграммах (ТКП) расщепленных d–орбиталей распределение электронов;
- сделайте вывод о магнитных свойствах комплексов.
11. Сравните группы следующих комплексных ионов:
[Fe (NH3)6]3+, [Fe(CN)6]3-, [FeF6]3-, [Fe (H2O)6]3+
- укажите электронное строение центральных ионов в этих комплексах;
- изобразите на энергетических диаграммах (ТКП) расщепленных d–орбиталей распределение электронов;
- сделайте вывод о магнитных свойствах комплексов.
12. Какие реакции происходят:
- при растворении безводного хлорида алюминия в воде?
- если к этому раствору по каплям на холоду добавлять недостаток или избыток едкого натра?
- если в раствор хлорида алюминия после добавления избытка едкого натра пропускать оксид углерода (IV)?
- если раствор хлорида алюминия после добавления недостатка едкого натра нагреть до кипения?
Напишите уравнения всех происходящих реакций в молекулярной и сокращенно - ионной формах.
Программа составлена в соответствии с ФГОС ВПО по направлению 050100 Педагогическое образование, программа «Химическое образование», № 35 от 14 января 2010 года.
Программа одобрена на заседании кафедры химии от 01.01.2001г., протокол № 2.
Разработчики:
Кафедра химии БГПУ им. М. Акмуллы, к. т.н., доцент
Эксперты:
Кафедра химии БГПУ им. М. Акмуллы, зав. кафедрой, д. х.н., профессор М
БашГУ, зав. кафедрой аналитической химии, д. х.н., профессор
Программа одобрена на заседании кафедры химии от 01.01.2001 г., протокол № 1.
Разработчики:
Кафедра химии БГПУ им. М. Акмуллы, к. т.н., доцент
Эксперты:
Д. х.н., профессор, зав. кафедрой химии
БГПУ им. М. Акмуллы
Д. х.н., профессор кафедры физической химии
и химической экологии БГУ
