Учебная программа по химии Для студентов заочного отделения

ВВЕДЕНИЕ. Предмет и задачи химии. Роль химии в познании материального мира. Взаимосвязь химии с естественными науками.

СТРОЕНИЕ АТОМА. Открытие электронов. Ядерная модель атома. Протоны и нейтроны. Изотопы. Естественная и искусст­венная радиоактивность. Строение электронной оболочки атома: s, p и d – орбитали, электронные слои. Характеристика электронов с помощью квантовых чисел. Электронные конфигурации атомов и одноатомных ионов, правила их составления. Периодический закон Д.И. Менде­леева в свете представлений об электронном строении атома. Изменение металлических и неметаллических свойств в периодах и главных подгруппах по мере увеличения атомной массы.

СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛЫ. Классификация химических связей:

1)По механизму образования - обменный, донорно-акцепторный. Валентность и валентные возможности химических элементов - на примере элементов II и III периодов.

2) По способу перекрывания валентных орбиталей - s, p - связи. Примеры возможных способов перекрывания с участием s, p и d- орбиталей. Кратность связи и ее связь с энергией и длиной химической связи.

3) По положению связывающей электронной пары между ядрами - ковалентные, полярные, ионные. Электроотрицательность химических элементов и ее изменение в периодах и группах ПС. Разность электроотрицательностей атомов как мера полярности связи (на примере молекул галогеноводородов). Образование ионной связи.

СТРОЕНИЕ ВЕЩЕСТВА. Агрегатное состояние вещества. Аморфные и кристаллические твердые вещества. Типы кристал­лических решеток.

ВОДА. Вода в природе. Содержание и распределение воды в живом организме. Строение молекулы воды. Молекула воды как электрический диполь. Образование водородных связей в воде. Роль воды в природе и в живом организме.

РАСТВОРЫ. Агрегатное состояние растворов. Истинные и коллоидные растворы. Механизм растворения электролитов и неэлектролитов. Гидратация. Способы выражения состава раствора - весовые (массовая доля) и объемные (молярная (моль/л) и весовая (г/л)) концентрации. Уравнения пересчета между разными видами концентраций.

Электролитическая диссоциация. Сильные и слабые электролиты. Степень диссоциации. Расчет концентрации ионов в растворе по известной концентрации сильного электролита и наоборот. Вода как слабый амфотерный электролит. Ионное произведение воды и водородный показатель среды рН. Шкала рН, кислые, нейтральные и щелочные растворы. Понятие об общей и активной кислотности раствора. Методы определения рН растворов - колориметрический и потенциометрический. Кислотно-основные индикаторы (фенолфталеин, лакмус, метилоранж) и их характеристики. Универсальные индикаторные бумаги.

Постоянство кислотности биологических жидкостей как важнейшая характеристика гомеостаза человеческого организма. Буферные растворы – их химический состав (кислотно-основные сопряженные пары) и сущность буферного действия, буферная емкость. Соотношение кислотных и основных продуктов обмена веществ, образующихся в организме человека, их главные представители. Кислотность плазмы крови и границы изменения ее рН. Буферные системы крови, места их функционирования, состав и соотношение основного и кислотного компонентов. Буферное действие гидрокарбонатной буферной системы при поступлении в кровь молочной кислоты и аммиака. Метаболическое и респираторное происхождение явлений ацидоза и алкалоза.

Понятие о коллигативных свойствах растворов. Изотонический коэффициент, его значение для растворов неэлектролитов и сильных электролитов (осмолярность раствора). Осмос, физическое содержание явления. Полупроницаемые мембраны. Осмотическое давление и его расчет по закону Вант-Гоффа. Понятие об изотонических растворах, гипертонических и гипотонических растворах, физиологических растворах. Состав плазмы крови человека, ее осмолярность и осмотическое давление. Расчет концентрации физиологических растворов на основе NaCl, CaCl₂, глюкозы. Поведение эритроцитов крови в гипертонических, гипотонических и физиологических растворах. Гемолиз и плазмолиз, правила проведения внутривенных инъекций лекарств.

Отличие коллоидных растворов от истинных. Светорассеяние (мутность) как внешний признак коллоидных растворов. Получение коллоидных растворов методами диспергирования малорастворимого вещества (суспензии) и химической конденсации в результате реакции обмена или гидролиза (гидрозоли). Размеры коллоидных частиц в суспензиях и золях. Строение мицеллы. Факторы устойчивости коллоидных растворов. Коагуляция как процесс перехода золя в суспензию в результате внешних воздействий. Коагуляция золей электролитами. Правило Шульце-Гарди. Гелеобразование.

КИНЕТИКА ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ. Обязательные условия протекания химических реакций. Скорость химической реакции её размерность. Факторы, влияющие на скорость реакции:

1. концентрация реагирующих веществ: соударение частиц как необходимое условие химического взаимодействия; общая формулировка закона действующих масс и его частный случай для простых реакций; константа скорости и порядок реакции; схемы и законы действующих масс для реакций I и II порядков. Радиоактивный распад как пример реакции I порядка, период полураспада и его связь с константой скорости, расчет изменения во времени содержания радиоактивного элемента в исследуемой системе.

1. влияние температуры: температурный коэффициент реакции и формулировка эмпирического правила Вант-Гоффа; активные соударения и энергия активации; энергетическая диаграмма реакции, понятие об активированном комплексе (переходном состоянии). Уравнение Аррениуса для константы скорости и расчет энергии активации по экспериментальным данным.

1. влияние катализатора: роль катализатора в изменении механизма реакции и уменьшении энергии активации, как необходимом условии роста скорости реакции; особенности ферментативного катализа биохимических процессов – высокая эффективность и специфичность, механизм взаимодействия катализатора и субстрата (“ключ в замке”). Гомогенный и гетерогенный катализ.

Обратимые химиче­ские реакции. Химическое равновесие - его признаки. Положение химического равновесия, связь между равновесными концентрациями участников реакции через константу равновесия. Способы смещения положения равновесия при изменении внешних условий протекания реакции (температуры, давления в случае участия в реакции газообразных веществ, внешнего изменения состава реакционной смеси). Принцип Ле Шателье.

ПОВЕРХНОСТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ. Поверхностное натяжение. По­верхностно-активные (ПАВ) и поверхностно-неактивные вещества. Строение молекул ПАВ и их ориентация в поверхностном слое на границе раствор ПАВ – воздух. Адсорбция газов и паров на поверхности твердых адсорбентов. Получение активированных углей. Силикагели. Избирательной адсорбции ПАВ из растворов. Биологическое значение избирательной адсорбции, применение активных углей в медицинской практике при отравлениях и очистке воды от органических примесей.

Коллоидные ПАВ - особенности строения и поведения в водных растворах. Мицеллообразование, форма мицелл, явление солюбилизации. Механизм моющего действия коллоидных ПАВ (мыла, стиральные порошки).

ОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ. Общая характеристика орга­нических соединений. Функциональные группы органических соединений. Изомерия органических соединений. Классификация органических соединений. Международная номенклатура органических соединений. Строение, физико-химические и химические свойства предельных и непредельных углеводородов. Строение, физико-химические и химические свойства спиртов, альдегидов и карбоновых кислот. Строение, физико-химические и химические свойства ароматических соединений. Общая характеристика гетероциклических соединений.

БЕЛКИ. Биологические функции белков. Строение аминокис­лот. Типы химических связей между аминокислотами. Простран­ственное строение белковой молекулы. Классификация белков. Физико-химические свойства белков: молекулярная масса, амфотерность, растворимость в воде, высаливание, денатурация.

НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ. Строение и номенклатура мононуклеотидов. Биологическая роль свободных мононуклеотидов. Различия в строении и свойствах РНК и ДНК. Строение и биологическая роль ДНК.

УГЛЕВОДЫ. Классификация углеводов. Строение и биологи­ческая роль глюкозы и гликогена

ЛИПИДЫ. Биологическая роль и строение жиров. Общие за­кономерности строения жирных кислот. Агрегатное состояние и эмульгирование жиров. Общая характеристика липоидов. Участие липоидов в построении биологических мембран.