МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова»

ИНСТИТУТ ЕСТЕСТВЕННЫХ НАУК И БИОМЕДИЦИНЫ

УТВЕРЖДАЮ

Директор института

_________________ Л.В. Морозова

«___»___________________20___г.

ПРОГРАММА

ИТОГОВОЙ ГОСУДАРСТВЕННЙ АТТЕСТАЦИИ

ПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ

«Биология» с дополнительной специальностью «ХИМИЯ»

Утверждено на заседании УМС ИЕНБ

13 ноября 2012 г., ПРОТОКОЛ № __

Председатель УМС

____________________Г.В. Мартынов

СОДЕРЖАНИЕ

- Пояснительная записка (актуализация знаний по экзамену, цель экзамена)

Основные задачи государственного квалификационного экзамена:

• оценка уровня освоения учебных дисциплин, определяющих профессиональную подготовку выпускника;

• выявление соответствия подготовки выпускников квалификационным требованиям.

В программу государственного экзамена внесены важнейшие разделы химических дисциплин, позволяющие оценить уровень подготовки выпускника.

• знать теоретические основы неорганической химии, состав, строение и химические свойства основных простых веществ и химических соединений; понимать принципы строения вещества и протекания химических процессов; владеть методами и способами синтеза неорганических веществ, описанием свойств веществ на основе закономерностей, вытекающих из периодического закона и периодической системы элементов; владеть основными методами исследования неорганических соединений и уметь интерпретировать экспериментальные результаты;

• владеть теоретическими представлениями органической химии, иметь знания о составе, строении и свойствах органических веществ – представителей основных классов органических соединений (углеводородов – алканов, циклоалканов, алкенов, алкадиенов, алкинов, аренов; гомофункциональных соединений, гетерофункциональных соединений, гетероциклических соединений); иметь представление о белках и биологически активных веществах, структуре и свойствах важнейших типов биомолекул; владеть основами органического синтеза;

• понимать основы физической химии как теоретического фундамента современной химии, владеть основами химической термодинамики, теории растворов и фазовых равновесий, элементами статистической термодинамики, знать основы химической кинетики и катализа, механизма химических реакций, электрохимии, владеть основными законами физической химии;

• знать основы химии высокомолекулярных соединений; иметь представление о классификации полимеров и их важнейших представителях, о строении макромолекул и их поведении в растворах; иметь представление о структуре и основных физических свойствах полимерных тел, о химических реакциях, приводящих и не приводящих к изменению степени полимеризации макромолекул, а также реакциях макромолекул для химического и структурно-химического модифицирования полимерных материалов и изделий; владеть основами синтеза полимеров;

• иметь представление об основах теории строения вещества, о квантовых состояниях молекул, их электрических и магнитных свойствах, знать основные составляющие межмолекулярных взаимодействий, строение конденсированных фаз (жидкостей, аморфных веществ, кристаллов и мезофаз) и их поверхностей;

• иметь представление об особых свойствах поверхностей раздела фаз; знать свойства и основы применения поверхностно-активных веществ (ПАВ); иметь представление о закономерностях адсорбции ПАВ и влиянии адсорбционных слоев на свойства дисперсных систем; знать методы экспериментального изучения адсорбции ПАВ на различных поверхностях раздела фаз; владеть основами учения об устойчивости дисперсных систем; иметь представление об основах физико-химической механики; иметь представление о коллоидно-химических основах охраны природы.

Итоговые аттестационные испытания предназначены для определения практической и теоретической подготовленности дипломированного специалиста-химика к выполнению профессиональных задач, установленных упомянутым государственным образовательным стандартом (ГОС).

- Общие положения (виды государственной аттестации)

Государственным образовательным стандартом (ГОС) высшего профессионального образования по специальности 032400 (050102) – Биология с дополнительной специальностью Химия, утвержденным Министерством образования Российской Федерации 31 января 2005 г. (регистрационный номер 698 пед/сп.), предусмотрена государственная аттестация выпускников в виде:

а) государственные экзамены как по основной, так и по дополнительной специальности;

б) защиты выпускной квалификационной работы.

- Требования к профессиональной подготовленности выпускника.

Выпускник должен знать:

Конституцию Российской Федерации; законы Российской Федерации, в том числе Закон Российской Федерации "Об образовании", решения Правительства Российской Федерации и органов управления образованием по вопросам образования; Конвенцию о правах ребёнка;

основы общих и специальных теоретических дисциплин в объёме, необходимом для решения типовых задач профессиональной деятельности; основные направления и перспективы развития образования и педагогической науки; школьные программы и учебники; требования к оснащению и оборудованию учебных кабинетов и подсобных помещений; средства обучения и их дидактические возможности; санитарные правила и нормы, правила техники безопасности и противопожарной защиты;

государственный язык Российской Федерации - русский язык; свободно владеть языком, на котором ведется преподавание.

Выпускник должен уметь решать типовые задачи профессиональной деятельности, соответствующие его квалификации, указанной в п.1.2. настоящего Государственного образовательного стандарта.

Типовые задачи профессиональной деятельности.

Типовыми задачами по видам профессиональной деятельности для учителя биологии и химии (в соответствии с дополнительной специальностью) являются: в области учебно-воспитательной деятельности:

- осуществление процесса обучения биологии и химии (в соответствии с дополнительной специальностью) в соответствии с образовательной программой;

- планирование и проведение учебных занятий по биологии и химии (в соответствии с

дополнительной специальностью) с учетом специфики тем и разделов программы и в соответствии с учебным планом;

- использование современных научно обоснованных приемов, методов и средств обучения

биологии и химии (в соответствии с дополнительной специальностью), в том числе технических средств обучения, информационных и компьютерных технологий; применение современных средств оценивания результатов обучения;

- воспитание учащихся как формирование у них духовных, нравственных ценностей и патриотических убеждений;

- реализация личностно-ориентированного подхода к образованию и развитию обучающихся с целью создания мотивации к обучению;

- работа по обучению и воспитанию с учетом коррекции отклонений в развитии;

в области социально-педагогической деятельности:

- оказание помощи в социализации учащихся; проведение профориентационной работы;

- установление контакта с родителями учащихся, оказание им помощи в семейном воспитании;

в области культурно-просветительной деятельности:

- формирование общей культуры учащихся,

в области научно-методической деятельности:

- выполнение научно-методической работы, участие в работе научно-методических объединений;

- самоанализ и самооценка с целью повышение своей педагогической квалификации;

в области организационно-управленческой деятельности:

- рациональная организация учебного процесса с целью укрепления и сохранения здоровья школьников;

- обеспечение охраны жизни и здоровья учащихся во время образовательного процесса;

- организация контроля за результатами обучения и воспитания;

- организация самостоятельной работы и внеурочной деятельности учащихся;

- ведение школьной и классной документации;

- выполнение функций классного руководителя;

- участие в самоуправлении и управлении школьным коллективом.

- Основные разделы итоговой государственной аттестации:

1. Общая химия

2. Химия элементов и их соединений

3. Органическая химия

4. Биологическая химия

5. Физическая химия

6. Коллоидная химия

- Содержание разделов

Общая химия

Атомно-молекулярное учение. Основные химические понятия и законы.

Основные положения атомно-молекулярного учения. Основные химические понятия. Химический элемент. Формульные единицы: атомы, молекулы, ионы, радикалы, условные молекулы. Количество вещества. Моль. Химический эквивалент. Относительная атомная и молекулярная масса. Молярная масса, молярный объем, молярная масса эквивалента.

Закон сохранения массы и энергии. Закон постоянства состава, закон кратных отношений. Границы применимости законов. Закон Авогадро и его следствия. Закон эквивалентов.

Строение атома.

Корпускулярно-волновой дуализм излучения. Уравнение Планка. Спектры атомов. Теория атома водорода по Бору. Корпускулярно-волновой дуализм частиц. Волны де Бройля. Принцип неопределенности Гейзенберга.

Квантово-механическая модель атома. Квантовые числа. Понятие об электронном облаке. Атомные орбитали.

Многоэлектронные атомы. Три принципа заполнения орбиталей в атомах. Порядок заполнения атомных орбиталей: правила Клечковского.

Строение атомных ядер. Изотопы. Радиоактивный распад ядер, виды радиоактивного распада. Ядерные реакции и превращения химических элементов.

Свойства изолированных атомов (атомные радиусы, энергия ионизации, сродство к электрону, магнитные свойства). Относительная электроотрицательность.

Периодический закон и периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева.

Современная формулировка периодического закона. Периодичность изменения свойств элементов как проявление периодичности изменения электронных конфигураций атомов. Структура периодической системы. Особенности электронных конфигураций атомов элементов А и Б групп. Связь электронной конфигурации атомов с положением в периодической системе.

Виды периодичности. Периодическое изменение свойств атомов (радиусов, энергии ионизации, сродства к электрону и электроотрицательности) с ростом зарядов их ядер.

Значение открытия периодического закона в развитии науки.

Химическая связь. Межмолекулярные взаимодействия. Агрегатное состояние вещества.

Основные характеристики химической связи: длина, энергия. Валентный угол.

Ковалентная связь. Метод валентных связей (МВС). Физическая идея метода. Три механизма образования ковалентной связи: обменный, донорно-акцепторный и дативный.

Свойства ковалентной связи. Насыщенность. Ковалентность атомов I, II, III периодов. Направленность. Теория направленных валентностей. Гибридизация атомных орбиталей. Типы гибридизации и геометрия молекул. Полярность связи и полярность молекулы в целом. Расположение связей в пространстве. σ-, π-, δ-связи. Кратность связи. Поляризуемость ковалентной связи. Делокализованные связи. Метод наложения валентных схем. Достоинства и недостатки МВС.

Метод молекулярных орбиталей (ММО). Физическая идея атома. Связывающие, несвязывающие и разрыхляющие молекулярные орбитали (МО). Принципы заполнения МО. Энергетические диаграммы и электронные формулы молекул. Гомонуклеарные двухатомные молекулы, образованные элементами I и II периодов. Гетеронуклеарные двухатомные молекулы, образованные элементами II периода. Многоатомные молекулы.

Свойства веществ с ковалентной связью.

Ионная связь. Свойства ионной связи. Область применения ионной модели. Поляризация и поляризующее действие ионов. Свойства веществ с ионным типом связи.

Металлическая связь. Структура металлов.

Межмолекулярные взаимодействия: ориентационное, индукционное, дисперсионное.

Водородная связь: симметричная и асимметричная; межмолекулярная и внутримолекулярная. Влияние водородной связи на свойства веществ.

Понятие о фазовом состоянии вещества. Правило фаз Гиббса. Фазовые диаграммы.

Газовое состояние. Жидкое состояние. Твердое состояние. Кристаллическая решетка. Элементарная ячейка. Типы кристаллических систем (сингоний). Типы твердых кристаллов: гомодесмические, гетеродесмические, ионные, атомные, молекулярные, металлические.

Вода. Растворы.

Вода. Строение молекулы. Физические свойства воды. Аномалии воды и их объяснение. Химические свойства воды. Вода как растворитель.

Классификация и характеристика дисперсных систем. Механизмы и термодинамика процесса растворения.

Растворимость твердых веществ. Способы выражения концентрации растворенного вещества в растворе.

Растворимость газов. Законы Генри и Дальтона. Взаимная растворимость жидкостей.

Электролитическая диссоциация.

Основные положения теории электролитической диссоциации Аррениуса. Механизм диссоциации веществ с различными типами химической связи. Энергетика процесса диссоциации. Степень электролитической диссоциации. Факторы, влияющие на степень диссоциации. Природа электролита. Концентрация раствора. Диссоциация слабых электролитов, константа диссоциации. Истинная и кажущаяся степень диссоциации. Активность ионов. Природа растворителя. Присутствие в растворе одноименного иона. Температура.

Теории кислот и оснований: теория Аррениуса, протонная теория Бренстеда-Лаури, теория Льюиса.

Электролитическая диссоциация воды. Ионное произведение воды; водородный показатель. Методы определения рН среды. Индикаторы. Буферные растворы.

Ионные реакции в растворах электролитов. Направленность обменных реакций в растворах электролитов. Правила Бертолле.

Равновесия в насыщенных растворах малорастворимых электролитов. Произведение растворимости. Условия образования и растворения осадков.

Гидролиз солей. Механизмы процесса гидролиза. Объяснение механизмов поцесса гидролиза с позиций протолитической (поляризационной) теории. Различные случаи гидролиза солей. Степень и константа гидролиза. Факторы, смещающие равновесие гидролиза. Роль гидролиза в биологических и геохимических процессах.

Окислительно-восстановительные реакции.

Окислительно-восстановительные реакции. Окислители и восстановители. Классификация окислительно-восстановительных реакций. Правила расстановки коэффициентов в уравнениях окислительно-восстановительных реакций (ионно-электронный метод и метод электронного баланса).

Комплексные соединения (КС).

Строение комплексных соединений. Основные положения координационной теории А. Вернера. Номеклатура КС. Классификация КС (комплексы, содержащие молекулярные монодентатные лиганды; комплексы, содержащие ионные лиганды; циклические КС; многоядерные КС). Стереохимия и изомерия КС. Природа химической связи в КС (рассмотрение ее с позиций метода валентных связей и теории кристаллического поля). Электролитическая диссоциация КС. Образование и разрушение комплексных ионов в растворах. Константа нестойкости. Кислотно-основные свойства КС. Окислительно-восстановительные свойства КС. Объяснение гидролиза с позиций теории комплексообразования.

ХИМИЯ ЭЛЕМЕНТОВ И ИХ СОЕДИНЕНИЙ

Водород.

Особое положение в периодической системе. Строение атома, изотопный состав. Распространение в природе. Характеристика и строение молекулы водорода с позиций МВС и ММО. Физические и химические свойства. Механизм реакции взаимодействия с кислородом. Способы получения.

Бинарные соединения водорода^* - гидриды. Классификация гидридов, степень окисления водорода в них, природа химической связи, кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства, применение.

Элементы VII А группы.

Общая характеристика атомов элементов^**. Сравнительная характеристика простых веществ^***.

Водородные соединения галогенов^***. Сравнительная характеристика устойчивости, силы галогеноводородных кислот и восстановительных свойств их анионов. Галогениды металлов.

Кислородные соединения галогенов. Оксиды (структура молекул, физические и химические свойства, устойчивость).

Оксокислоты хлора: сравнение силы, устойчивости и окислительно-восстановительных свойств.

Сравнительная характеристика оксокислот галогенов с одинаковыми степенями окисления кислотообразующих элементов.

Общая характеристика интергалогенидов.

Биологическая роль галогенов и их соединений. Токсикология.

Элементы VIА группы.

Общая характеристика атомов элементов.

Сравнительная характеристика простых веществ.

Кислород. Озон. Роль и проблемы озонового слоя планеты.

Оксиды: классификация, номенклатура, свойства, способы получения.

Водородные соединения кислорода: вода, пероксид водорода.

^*Характеристика соединения (простого или сложного) дается по схеме: структура, характеристика физических свойств, характеристика химических свойств, способы получения, применение.

^**Общая характеристика элементов дается по схеме: электронное строение, радиусы атомов, ионизационные потенциалы, сродство к электрону, электроотрицательность, валентные возможности, проявляемые степени окисления, изотопный состав, распространение в природе.

^***Сравнительная характеристика простых и сложных веществ дается по схеме: структура соединений, сравнительная характеристика физических свойств, сравнительная характеристика химических свойств, способы получения простых веществ, применение.