980

2

УДК 54

Дмитренков, А. И. Химия [Текст] : методические указания для самостоятельной работы студентов по направлению подготовки 35.03.01 – Лесное дело / А. И. Дмитренков ; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВО «ВГЛТУ». –

Воронеж, 2015. – 31 с.

Печатается по решению учебно-методического совета ФГБОУ ВО «ВГЛТУ» (протокол № 7 от 29 мая 2015 г.)

Рецензент канд. хим. наук, доц. кафедры неорганической химии и химической технологии ФГБОУ ВПО «ВГУИТ» Ю.С. Перегудов

3

ОГЛАВЛЕНИЕ

5.Лабораторный практикум, практические занятия, семинары и другие виды аудиторных занятий…………………………………………………. 13

6.Перечень вопросов для промежуточного контроля……………………… 15

9.Перечень примерных тем рефератов …………………………………….. 24

Библиографический список ……………………………………………..... 27

Приложение 1. Технологическая карта модульно-рейтинговой системы оценки успеваемости студентов ………………………………. 29

Приложение 2. Пример оформления титульного листа реферата ……. 30

4

1. Цели и задачи дисциплины

1.1.Целью изучения дисциплины «Химия» является формирование у студентов фундаментальных представлений о единстве естественных наук, о понятиях и законах химии, об основных химических системах, о закономерностях протекания химических процессов; получение практических навыков решения задач и выполнения химических экспериментов.

1.2.Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи:

−освоение основных понятий и законов химических систем, реакционной способности веществ;

−изучение теоретических основ строения веществ;

−ознакомление с общими закономерностями протекания химических процессов;

−ознакомление со свойствами растворов неэлектролитов и электролитов и дисперсных систем;

−изучение особенностей окислительно-восстановительных и электрохимических процессов;

−ознакомлениеспринципомхимическойидентификацииианализавеществ;

−изучениеосновныхпонятийоборганическойхимии, олигомерахиполимерах;

−ознакомление с лабораторным практикумом по химии и химической идентификации веществ.

1.3.Дисциплина «Химия» относится к математическому и естественнонаучному циклу дисциплин и входит в базовую часть учебного плана, индекс по учебному плану Б.2.Б.3.

2. Требование к результатам освоения дисциплины

2.1. Для эффективного освоения дисциплины «Химия» у обучающегося должны быть сформированы следующие предварительные компетенции или их части в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта среднего (полного) общего образования к базовому уровню освоения курса химии:

а) сформированность представлений о месте химии в современной научной картине мира; понимание роли химии в формировании кругозора и функциональной грамотности человека для решения практических задач;

б) владение основополагающими химическими понятиями, теориями, законами и закономерностями; уверенное пользование химической терминологией и символикой;

в) владение основными методами научного познания, используемыми в химии: наблюдение, описание, измерение, эксперимент; умение обрабатывать, объяснять результаты проведенных опытов и делать выводы; готовность и способность применять методы познания при решении практических задач;

5

г) сформированность умения давать количественные оценки и проводить расчеты по химическим формулам и уравнениям;

д) владение правилами техники безопасности при использовании химических веществ;

е) сформированность собственной позиции по отношению к химической информации, полученной из разных источников.

2.2. Студент по результатам освоения дисциплины «Химия» должен обладать следующими компетенциями (ПК):

а) общекультурными (ОК):

– способностью понимать сущность и значение информации в развитии современного общества, сознавать опасности и угрозы, возникающие в этом процессе, соблюдать основные требования информационной безопасности, в том числе защиты государственной тайны (ОК-9);

б) профессиональными (ПК):

– использованием основных законов естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, экспериментального исследования (ПК-1).

2.3. В результате освоения дисциплины студент должен:

–знать: основные законы химии, необходимые для использования в профессиональной деятельности; основные химические методы анализа; основные методы решения прикладных задач химии; основные принципы охраны окружающей среды и перспективы создания экологически чистых технологий;

–уметь: использовать основные законы химии в профессиональной деятельности; понимать роль химии в системе наук; проводить экспериментальные исследования основных химических процессов, делать выводы, и давать рекомендации; самостоятельно работать с учебной и научной литературой; понимать принципы и основы химии живой материи, быть знакомым с химическими свойствами биологических процессов;

–владеть: основными методами качественного и количественного химического анализа.

6

3. Объем дисциплины и виды учебной работы

4. Содержание дисциплины

4.1. Разделы дисциплины и виды занятий

В первую часть дисциплины “Химия” включены вопросы строения вещества, химической термодинамики и кинетики химических реакций. Рассмотрены химические системы: растворы, дисперсные системы, электрохимические системы, катализаторы и каталитические системы. В состав данного курса включены элементы неорганической, физической и аналитической химий. Они составляют неотъемлемую часть курса общей химии.

Во вторую часть дисциплины “Химия” включены основы органической химии. Рассмотрены современные теоретические представления в органической химии. Особое внимание в данной части уделено изучению основных классов органических соединений, их свойствам, методам получения наиболее важных веществ. Рассмотрены вопросы взаимного влияния атомов в молекуле,

8

развитии техники. Химия и охрана окружающей среды. Значение химии для бакалавров лесного дела. Основные понятия и законы химии.

Раздел 2. ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

Энергетика химических процессов. Элементы термохимии. Экзотермические и эндотермические реакции. Teпловой эффект реакции. Основные термодинамические функции. Первый закон термодинамики. Внутренняя энергия и энтальпия. Закон Гесса и следствия из него. Закон Лавуазье-Лапласса. Понятие об энтропии. Второй закон термодинамики. Понятие об изобарно-изотермическом потенциале (энергия Гиббса). Влияние энтальпийного и энтропийного факторов на направление реакции. Стандартная энергия Гиббса образования. Условия самопроизвольного протекания химических процессов.

Скорость химических реакций и методы ее регулирования. Гомогенные и гетерогенные системы. Зависимость скорости химической реакции от концентрации. Закон действия масс. Константа скорости реакции. Зависимость скорости реакции от температуры. Правило Вант-Гоффа. Понятие об энергии активации. Влияние катализатора на скорость химической реакции. Катализаторы и каталитические системы. Гомогенный и гетерогенный катализ. Биологические катализаторы - ферменты. Колебательные реакции. Обратимые и необратимые химические реакции. Условия химического равновесия. Константа равновесия. Принцип Ле-Шателье. Химическое равновесие в гетерогенных системах. Фазовое равновесие. Правило фаз.

Раздел 3. СТРОЕНИЕ ВЕЩЕСТВА

Строение атома. Исторические этапы создания теории строения атома. Состав атомных ядер. Изотопы. Изобары. Особенности поведения микрообъектов. Двойственная природа электрона. Уравнение де Бройля. Квантово-механическая модель атома. Уравнение Шредингера. Характеристика состояния электрона в атоме квантовыми числами. Правила и порядок заполнения атомных орбиталей. Принцип Паули и следствие из него. Правило Клечковского. Правило Гунда. Связь строения атома с периодической системой элементов.

Химическая связь. Условие и механизм образования химической связи. Химическая связь и валентность. Количественные характеристики химической связи: энергия связи, длина связи, валентные углы. Ковалентная связь. Метод валентных связей. Свойства ковалентной связи: насыщаемость, направленность, σ- и π -связи. Поляризуемость. Гибридизация атомных орбиталей. Метод молекулярных орбиталей. Связывающие и разрыхляющие орбитали. Донорно-акцепторный механизм образования связи. Образование и особенности ионной связи. Свойства ионной связи: ненасыщаемость, ненаправленность. Металлическая связь и ее особенности. Кристаллическая

10

реакции и способы их выполнения. Требования к аналитическим реакциям и реактивам. Системы качественного анализа катионов и анионов. Аналитическая классификация катионов и анионов. Дробный анализ и систематический ход анализа. Анализ индивидуального вещества. Методы количественного анализа. Физико-химические методы анализа. Хроматография. Колориметрия. Поляриметрия. Рефрактометрия.

Химия, ч. II

Раздел 1. ВВЕДЕНИЕ. АЛИФАТИЧЕСКИЕ УГЛЕВОДОРОДЫ

Введение. Предмет органической химии. Теоретические представления в органической химии. Значение органической химии для изучения процессов жизнедеятельности растений и животных. Роль органической химии в профессиональной подготовке бакалавров лесного дела. Органическая химия и проблемы экологии и охраны окружающей среды.

Теория химического строения А.М.Бутлерова. Понятие об изомерии и гомологии органических соединений.

Классификация органических соединений и органических реакций. Алканы. Гомологический ряд. Изомерия. Строение алканов. Физические

и химические свойства алканов.

Алкены. Гомология и изомерия. sp2 -гибридизация и ее следствия. Физические и химические свойства алкенов. Правило Марковникова.

Алкины. sp-гибридизация и ее следствия. Физические и химические свойства алкинов.

Алкадиены. Классификация. Особенности строения и химических свойств диеновых углеводородов с сопряженными двойными связями.

Раздел 2. АЛИЦИКЛИЧЕСКИЕ И АРОМАТИЧЕСКИЕ УГЛЕВОДОРОДЫ

Алициклические углеводороды: особенности изомерии, конформационных превращений. Теория устойчивости циклов. Алициклические соединения - составные компоненты растений. Химические свойства.

Ароматические углеводороды. Понятие об ароматичности. Бензол. Изомерия, номенклатура в ряду бензола. Строение, физические и химические свойства бензола и его гомологов. Правила замещения в ароматическом ряду. Ориентанты I и II рода.