 |
Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами
|
|
|
|
ХИМИЯ
Учебно-методический комплекс. Рабочая программа
для студентов направления 022000.62 «Экология и природопользование» профили подготовки «Геоэкология», «Природопользование»
очной формы обучения
«ПОДГОТОВЛЕНО К ИЗДАНИЮ»:
Автор работы _____________________ /Бурханова Т.М./
«12» мая 2011 г.
Рассмотрено на заседании кафедры неорганической и физической химии 19 мая 2011 года Протокол № 12
Соответствует требованиям к содержанию, структуре и оформлению.
«РЕКОМЕНДОВАНО К ЭЛЕКТРОННОМУ ИЗДАНИЮ»:
Объем 18 стр.
Зав. кафедрой________________ /Андреев О.В./
«19» мая 2011 г.
Рассмотрено на заседании УМК Института математики, естественных наук и информационных технологий. Пртокол № ___.
«____» ____________ 2011 г.
Соответствует ФГОС ВПО и учебному плану образовательной программы.
«СОГЛАСОВАНО»:
Председатель УМК _________________ /Столярова О.А. /
«____»___________ 2011 г.
«СОГЛАСОВАНО»:
Зав. методическим отделом УМУ __________________ /Федорова С.А./
«_____»___________ 201__ г.
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Институт математики, естественных наук и информационных технологий
Кафедра неорганической и физической химии
Бурханова Т.М.
ХИМИЯ
Учебно-методический комплекс. Рабочая программа
для студентов направления 022000.62 «Экология и природопользование» профили подготовки «Геоэкология», «Природопользование»
очной формы обучения
Тюменский государственный университет
Бурханова Т. М., Химия: Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов направления 022000.62 «Экология и природопользование» профили подготовки «Геоэкология», «Природопользование» очной формы обучения. Тюмень, 2011, 18 стр.
|
|
|
Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению и профилю подготовки.
Рабочая программа дисциплины опубликована на сайте ТюмГУ: Химия [электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.umk3.utmn.ru., свободный.
Рекомендовано к изданию кафедрой неорганической и физической химии. Утверждено проректором по учебной работе Тюменского государственного университета.
ОТВЕТСТВЕННЫЙ РЕДАКТОР: заведующий кафедройАндреев О.В., д.х.н., профессор
© Тюменский государственный университет, 2011
© Бурханова Т.М., 2011
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Цели и задачи дисциплины
Целью обучения является формирование у студентов современных представлений о строении и свойствах химических веществ, закономерностях протекания химических процессов, усвоение на этой основе определенных экологических знаний и систем понятий, развитие химического и экологического мышления.
Задачи обучения- формирование у студентов:
- навыков определения свойств веществ на основе их строения;
-умения анализировать химические превращения;
-общего представления о современных методах анализа химических систем;
-навыков экспериментальной работы в химической лаборатории;
-умения находить необходимую информацию в химической учебной и справочной литературе.
1.2 Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата
Дисциплина «Химия» предназначена для студентов Института математики, естественных наук и информационных технологий дневной формы обучения и относится блоку общих естественно-научных дисциплин, базовая часть (Б2.) рабочего учебного плана по направлению 022000.62 «Экология и природопользование».
|
|
|
Материал, излагаемый в данном курсе, может быть полезен при изучения таких дисциплин как «Общая экология», «Экологическая геохимия», «Биология», «Экологическая гидрология» и др.
Для изучения курса требуются знания по химии в объеме средней школы.
Компетенции выпускника ООП бакалавриата, формируемые в результате освоения данной ООП ВПО.
Студент, изучивший курс «Химии», должен обладать следующими профессиональными компетенциями (ПК):
обладать базовыми знаниями фундаментальных разделов физики, химии и биологии в объеме, необходимом для освоения 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 освоения дисциплины студент должен:
Знать: место химии в естествознании, закономерности протекания химических превращений, классификацию и номенклатуру химических веществ.
Уметь: прогнозировать свойства веществ на основе знания их строения и принципов химических превращений, работать с учебной и справочной литературой по химии.
Владеть: основными понятиями химии, навыками экспериментальной работы в химической лаборатории.
СТРУКТУРА И ТРУДОЕМКОСТЬ ДИСЦИПЛИНЫ
Дисциплина «Химия» преподается в течение первого семестра. Основной материал курса излагается в цикле лекций (36 часов, 1 ЗЕ), раскрывающий содержание основных законов, теоретических и практических понятий химии. Методы решения конкретных задач рассматриваются в ходе лабораторных занятий (36 часов, 1 ЗЕ). Итоговый контроль осуществляется посредством балльной системы оценок текущей успеваемости студентов и экзамена. Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единицы, 108 часов.
ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН
Таблица 1.
Тематический план
| № | Тема | недели семестра | Виды учебной работы и самостоятельная работа, в час. | из них в интерактивной форме, в час. | Итого часов по теме | Итого количество баллов | ||
| Лекции | Лабораторные занятия | Самостоятельная работа | ||||||
| Модуль 1 | ||||||||
| Основные понятия и законы химии. Классы неорганических соединений | 1,2 | 0 - 10 | ||||||
| Строение атома и периодическая система. | 3,4 | 0 - 10 | ||||||
| Химическая связь и строение вещества. | 5,6 | 0 - 10 | ||||||
| Всего | 0 - 30 | |||||||
| Модуль 2 | ||||||||
| Закономерности протекания химических процессов. | 7,8 | 0 - 14 | ||||||
| Способы выражения состава и общие свойства растворов. | 9-12 | 0 - 20 | ||||||
| Всего | 0 - 34 | |||||||
| Модуль 3 | ||||||||
| Окислительно-восстановительные реакции. | 13-16 | 0 - 20 | ||||||
| Комплексные соединения. | 17-18 | 0 - 8 | ||||||
| Химия металлов и неметаллов. | 17-18 | 0 - 8 | ||||||
| Всего | 0 - 36 | |||||||
| Итого (часов, баллов): | 0– 100 | |||||||
| из них часов в интерактивной форме |
Таблица 2.
|
|
|
Виды и формы оценочных средств в период текущего контроля
| № темы | Устный опрос | Письменные работы | Итого количество баллов | |||
| коллоквиумы | собеседование | лабораторная работа | контрольная работа | тест | ||
| 1. Основные понятия и законы химии. Классы неорганических соединений | - | 0-2 | 0-4 | 0-4 | - | 0 - 10 |
| 2. Строение атома и периодическая система. | - | 0-2 | 0-4 | 0-4 | - | 0 - 10 |
| 3. Химическая связь и строение вещества. | 0-6 | 0-4 | 0 - 10 | |||
| Всего | 0-6 | 0-8 | 0-8 | 0-8 | 0 - 30 | |
| 1. Закономерности протекания химических процессов. | 0-6 | 0-4 | 0-4 | 0 - 14 | ||
| 2. Способы выражения состава и общие свойства растворов. | 0-4 | 0-4 | 0-4 | 0-4 | 0-4 | 0 - 20 |
| Всего | 0-4 | 0-10 | 0-8 | 0-4 | 0-8 | 0 - 34 |
| 1. Окислительно-восстановительные реакции. | 0-6 | 0-6 | 0-4 | 0-4 | 0 - 20 | |
| 2. Комплексные соединения. | 0-4 | 0-4 | 0 - 8 | |||
| 3. Химия металлов и неметаллов. | 0-4 | 0-4 | 0 - 8 | |||
| Всего | 0-6 | 0-10 | 0-8 | 0-8 | 0-4 | 0 - 36 |
| Итого | 0-16 | 0-28 | 0-24 | 0-20 | 0-12 | 0 –100 |
Таблица 3.
|
|
|
Планирование самостоятельной работы студентов
| № | Модули и темы | Виды СРС | Неделя семестра | Объем часов | Кол-во баллов | ||
| обязательные | дополнительные | ||||||
| Модуль 1 | |||||||
| 1.1 | Основные понятия и законы химии. Классы неорганических соединений | Работа с учебной литературой и лекционным материалом. Лабораторные отчеты, домашние задания. | Подготовка к контрольной работе и лабораторной работе | 1, 2 | 0 - 10 | ||
| 1.2 | Строение атома и периодическая система. | Работа с учебной литературой и лекционным материалом. Лабораторные отчеты, домашние задания. | Подготовка к контрольной работе и лабораторной работе | 3, 4 | 0 - 10 | ||
| 1.3 | Химическая связь и строение вещества. | Работа с учебной литературой и лекционным материалом. Домашние задания. | Подготовка к коллоквиуму | 5, 6 | 0 - 10 | ||
| Всего по модулю 1: | 0-30 | ||||||
| Модуль 2 | |||||||
| 2.1 | Закономерности протекания химических процессов. | Работа с учебной литературой и лекционным материалом. Лабораторные отчеты, домашние задания. | Подготовка к тестированию и лабораторной работе | 7, 8 | 0 - 14 | ||
| 2.2 | Способы выражения состава и общие свойства растворов. | Работа с учебной литературой и лекционным материалом. Лабораторные отчеты, домашние задания. | Подготовка к коллоквиуму, контрольной работе, лабораторной работе и тестированию | 9 - 12 | 0 - 20 | ||
| Всего по модулю 2: | 0-34 | ||||||
| Модуль 3 | |||||||
| 3.1 | Окислительно-восстановительные реакции. | Работа с учебной литературой и лекционным материалом. Лабораторные отчеты, домашние задания. | Подготовка к коллоквиуму, контрольной работе, лабораторной работе | 13 - 16 | 0 - 20 | ||
| 3.2 | Комплексные соединения. | Работа с учебной литературой и лекционным материалом. Лабораторные отчеты, домашние задания. | Подготовка к контрольной работе и лабораторной работе | 17 - 18 | 0 - 8 | ||
| 3.3 | Химия металлов и неметаллов. | Работа с учебной литературой и лекционным материалом. Домашние задания. | Подготовка к тестированию и экзамену | 17 - 18 | 0 - 8 | ||
| Всего по модулю 3: | 0-36 | ||||||
| ИТОГО: | 0-100 |
РАЗДЕЛЫ ДИСЦИПЛИНЫ И МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫЕ СВЯЗИ С ОБЕСПЕЧИВАЕМЫМИ (ПОСЛЕДУЮЩИМИ) ДИСЦИПЛИНАМИ
| № п/п | Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин | Темы дисциплины необходимые для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин | |||||||
| Общая экология | + | + | + | + | + | + | + | + | |
| Экологическая геохимия | + | + | + | + | + | + | + | + | |
| Экологическая гидрология | + | + | + | + | + | + | + | + | |
| Биология | + | + | + | + | + | + | + | + | |
| Учебная практика по гидрологии с основами гидрохимии | + | + | + | + | + | + | + | ||
| Охрана окружающей среды | + | + | + | + | + |
СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
|
|
|
Тема 1. Основные понятия и законы химии. Классы неорганических соединений.
Атом. Молекула. Химический элемент. Простое и сложное вещество. Химическая реакция. Химический эквивалент. Моль. Атомно-молекулярное учение. Стехиометрические законы, условия их применимости. Классы неорганических соединений.
Тема 2. Строение атома и периодическая система.
Модели строения атома. Корпускулярно волновой дуализм электрона. s-, p-, d-, f-атомные орбитали. Квантовые числа. Электронное строение атома. Заполнение атомных орбиталей электронами: принцип наименьшей энергии, принцип Паули, правило Хунда, правила Клечковского. Ядерная модель атома. Строение ядра. Изотопы.
Периодический закон и периодическая система элементов Д.И. Менделеева как основа для изучения закономерностей в изменении свойств простых веществ и химических соединений. Характеристики взаимодействующих атомов: орбитальный и эффективный радиусы, потенциал ионизации, сродство к электрону; их зависимость от положения элемента в периодической системе.
Тема 3. Химическая связь и строение вещества.
Основные характеристики химической связи: длина связи, энергия связи, валентные углы. Типы, химической связи: ионная, ковалентная, координационная, водородная, металлическая. Метод валентных связей. Гибридизация.
Тема 4. Закономерности протекания химических процессов.
Внутренняя энергия веществ. Энтальпия. Стандартные условия. Тепловой эффект химических реакций. Закон Гесса и следствия из него. Энтропия. Изменение энтропии в реакциях. Энергия Гиббса.
Химическая кинетика и катализ. Скорость химической реакции. Закон действующих масс. Константа скорости химической реакции. Порядок и молекулярность химических реакций. Механизм реакций. Лимитирующая стадия на примере реакции окисления оксида азота (II) в оксид азота (IV). Факторы, влияющие на скорость химической реакции. Зависимость скорости химической реакции от температуры. Энергия активации. Уравнение Аррениуса.
Гомогенный и гетерогенный катализ. Химическое равновесие. Обратимость химической реакции. Гомогенные и гетерогенные равновесия. Константа равновесия. Правило Ле-Шателье.
Тема 5. Способы выражения состава и общие свойства растворов.
Растворы. Способы выражения состава растворов. Растворимость. Сольватация.
Коллигативные свойства растворов неэлектролитов: осмос, понижение давления насыщенного пара растворителя над раствором, повышение температуры кипения и понижение температуры замерзания растворов.
Электролитическая диссоциация. Изотонический коэффициент. Современная теория растворов. Степень диссоциации. Сильные и слабые электролиты. Константа диссоциации. Закон разбавления Оствальда.
Активность ионов. Ионная сила раствора. Кажущаяся степень диссоциации.
Ионное произведение воды. рН.
Гидролиз солей. Типы гидролиза. Количественные характеристики гидролиза. Необратимый гидролиз. Расчет рН растворов солей.
Произведение растворимости. Условия образования и растворения осадков.
Тема 6. Окислительно-восстановительные реакции.
Основы электрохимии. Равновесие на границе металл-раствор. Электродный потенциал. Ряд напряжений металлов. Уравнение Нернста. Гальванические элементы.
Окислительно-восстановительные реакции. Важнейшие окислители и восстановители. Методы составления уравнений окислительно-восстановительных реакций.
Стандартные окислительно-восстановительные потенциалы. Направление протекания окислительно-восстановительных реакций.
Тема 7. Комплексные соединения.
Состав комплексных соединений. Основные положения координационной теории. Основные типы и номенклатура комплексных соединений. Изомерия комплексных соединений. Диссоциация, константа нестойкости комплексных соединений.
Тема 8. Химия металлов и неметаллов.
Физические и химические свойства металлов. Взаимодействие с кислотами. Гальванический элемент. Коррозия металлов. Электролиз растворов и расплавов. Способы получения металлов. Амфотерные элементы, взаимодействие с кислотами и основаниями.
Общая характеристика неметаллов и их важнейших соединений.
ТЕМЫ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ
1. Классы неорганических соединений.
2. Определение молярной массы эквивалента магния.
3. Химическая кинетика и химическое равновесие.
4. Химическое равновесие в растворах электролитов.
5. Окислительно-восстановительные реакции.
6. Комплексные соединения.
Лабораторные работы выполняются по методическим указаниям (см. Cписок основной литературы, п. 4).
|
|
|
