1.2. Тематический план изучения дисциплины

Общая трудоемкость

дисциплины в часах

250

Аудиторные занятия, час

Самостоятельная учебная работа студентов

Лекции

Семинарские занятия

Лабораторные занятия

II семестр

III семестр

36

34

18

16

18

16

56

56

№ темы

Наименование темы,

основные вопросы, изучаемые на лекциях

Лекции, часов

Рассматриваемый тип задач

Форма промежуточного контроля

Модуль №1

строение вещества. периодичность изменения свойств элементов и их соединений

1

2

Химия как раздел естествознания и учебная дисциплина. Атомно-молекулярное учение

Предмет химии. Место химии в системе наук. Взаимосвязь химии с естественными, гуманитарными, техническими и прикладными науками. Значение химических знаний для экологии и природопользования. Уровни химической организации вещества. Основные химические понятия: атом, молекула, химический элемент, химические формулы и уравнения. Относительные атомная и молекулярная массы. Количество вещества. Моль. Связь между массой, количеством вещества и объёмом. Молярная масса и молярный объём. Основные положения атомно-молекулярного учения. Закон сохранения массы, закон постоянства состава, закон Авогадро.

4

Расчёт количества вещества, массы и объёма продуктов реакции по известным массам (объёмам, количествам вещества) двух и более исходных веществ.

Контрольная работа (Кр) №1

3

Классификация и номенклатура неорганических веществ

Классификация неорганических веществ. Оксиды кислотные, основные и амфотерные, гидроксиды, кислоты одно- и многоосновные, сильные и слабые, кислородсодержащие и бескислородные; основания сильные (щелочи) и слабые, одно- и многокислотные; соли средние, кислые, основные, двойные, смешаные и комплексные. Номенклатура неорганических веществ: русская и международная.

2

Написание эмпирической и структурной формулы вещества по названию; определение названия вещества и его принадлежности к классу веществ

Химический диктант

4

Строение атома

Атом как сложная система. Планетарная модель строения атома, её недостатки. Квантово-механическая модель строения атома. Квантовые числа и атомные орбитали, их физический смысл. Строение многоэлектронных атомов. Правила заполнения орбиталей в атомах: принцип наименьшей энергии, принцип Паули, правило Гунда, правила Клечковского. Емкость электронных слоёв. Электронные и электронно-графические формулы атомов и одноатомных ионов.

2

Составление электронных и электронно-графических формул атомов и одноатомных ионов

К/р №1

5

Периодический закон и Периодическая система элементов Д. И. Менделеева

Периодическая система как естественная система химических элементов. Формулировки периодического закона: Д.И. Менделеева и современная. Длинная и короткая формы периодической системы. Периоды, группы, подгруппы. Особенности электронного строения атомов главных и побочных подгрупп. Физический смысл периодического закона, порядкового номера элемента, номера периода, номера группы. Определение электронной конфигурации атома по положению элемента в Периодической системе. Связь строения атомов элементов с их свойствами. Изменение величин радиусов, энергий ионизации, сродства к электрону и электроотрицательностей элементов с ростом зарядов их ядер в подгруппе и в периоде.

2

К/р №1

6

Ковалентная химическая связь

Метод валентных связей. Физическая идея метода: образование двухэлектронных двухцентровых связей, принцип максимального перекрывания атомных орбиталей. Обменный и донорно-акцепторный механизмы образования и основные характеристики ковалентной связи: длина, энергия, направленность, насыщаемость, полярность и поляризуемость. Эффективный заряд атома в молекуле и степень окисления. Кратность связи. -, - и δ-связи. Валентный угол. Гибридизация и пространственная структура молекул. Понятие о методе молекулярных орбиталей. Особенности строения молекул кислорода и оксида углерода с точки зрения метода молекулярных орбиталей.

2

К/р №1

7

Ионная, металлическая и водородная химические связи

Катионы и анионы. Ионная связь и её влияние на свойства вещества. Поляризуемость и поляризующая способность ионов, их зависимость от радиуса, заряда и строения наружной электронной оболочки иона. Ненаправленность и ненасыщенность ионной связи. Металлическая и водородная связи, их влияние на свойства вещества. Невалентные силы сцепления. Понятие о ван-дер-ваальсовом. Взаимодействии: «диполь – диполь», «диполь – индуцированный диполь», дисперсионное взаимо­действие.

2

К/р №1

Модуль №2

направленность и скорость Химических процессов

8

Основы химической термодинамики

Химические системы. Основные понятия и величины в химической термодинамике: внутренняя энергия и энтальпия, энергетические эффекты химических реакций и фазовых переходов. Закон Гесса. Термохимические расчёты. Направление течения химических процессов. Энтропия и энергия Гиббса.

2

Расчёт энергии Гиббса и определение направления химической реакции по справочным данным.

Расчёт теплового эффекта химической реакции на основании закона Гесса

Определение знаков термодинамических функций и условий самопроизвольного протекания процесса.

К/р №2

9

Химическая кинетика

Истинная и средняя скорость химической реакции. Факторы, влияющие на скорость химической реакции. Зависимость скорости реакции от природы и концентрации реагирующих ве­ществ, от температуры. Закон действия масс. Правило Вант-Гоффа. Энергия активации. Скорость реакции в гомогенных и в гетерогенных системах. Влияние фактора поверхности на скорость химической реакции в гетерогенной системе. Катализ. Понятие о катализаторах и ингибиторах

2

Определение изменения скорости химической реакции при определённых изменениях: температуры и концентраций реагирующих веществ.

К/р №2

10

Химическое равновесие. Катализ

Обратимые и необратимые реакции. Константа химического равновесия. Условия смещения химического равновесия. Принцип Ле Шателье. Смещение химического равновесия при изменении концентрации реагирующих веществ, давлении и температуры. Влияние катализаторов на обратимые процессы

2

Расчёт константы равновесия для ионной реакции и определение смещения равновесия.

К/р №2

Модуль №3

Растворы.

11

Общие свойства растворов

Природная вода, её виды состав и электронное строение молекул воды. Полярность. Физические и химические свойства воды. Взаимодействие воды с простыми и сложными веществами. Аномалии воды и их объяснение. Вода как растворитель. Механизм процесса растворения. Явление сольватации (гидратации) при растворении. Связь теплоты растворения вещества с энергией кристаллической решётки и теплотой гидратации. Насыщенный раствор как динамическая система. Ненасыщенные и пересыщенные растворы. Растворимоcть, её зависимость от температуры. Способы выражения состава растворов. Концентрированные и разбавленные растворы. Массовая и мольная доли, молярная, нормальная и моляльная концентрации, титр. Температуры кипения и замерзания растворов. Диффузия, осмос и осмотическое давление.

2

Расчёт молярной концентрации и массовой доли раствора

Расчёт массовой доли раствора, образующегося при объединении определённых объёмов растворов одного вещества с разной массовой долей.

К/р №3

12

Растворы электролитов

Электролиты и неэлектролиты. Теория электролитической диссоциации Аррениуса, её основные положения. Сильные и слабые электролиты. Степень и константа диссоциации, факторы на них влияющие. Истинная и кажущаяся степень диссоциации. Коэффициент активности. Кислоты, основания и соли в свете теории электролитической диссоциации. Основной и кислотный типы диссоциации. Зависимость типа диссоциации от полярности связей. Ступенчатая диссоциация. Водородный показатель (рН), расчёт его значений для растворов сильных и слабых кислот и оснований

2

Составление уравнения диссоциации сильной кислоты (сильного основания) и расчет pH ее (его) раствора.

Составление уравнения диссоциации слабой кислоты (основания), расчет рН и степени диссоциации её (его) раствора.

К/р №3

13

Произведение растворимости

Равновесие в насыщенных растворах малорастворимых электролитов. Ионное произведение и произведение растворимости. Условия образования и растворения осадков. Влияние добавления одноимённого иона на полноту осаждения осадка. Направленность обменных реакций в растворах электролитов.

2

Определение возможности осаждения данного иона из раствора предложенного соединения определённым осадителем.

К/р №3

14

Гидролиз солей

Понятие о реакциях гидролиза. Гидролиз солей, его механизм. Обратимый и необратимый гидролиз. Реакция среды в водных растворах солей. Степень и константа гидролиза. Факторы, смещающие равновесие гидролиза. Расчёт значений рН, константы и степени гидролиза водных растворов солей. Значение гидролиза.

2

Составление уравнения гидролиза соли и расчёт рН её раствора с известной молярной концентрацией.

К/р №3

Модуль №4

Окислительно-восстановительные процессы

15

Окислительно-восстановительные реакции

Реакции, идущие с изменением и без изменения степеней окисления. Окислители и восстановители. Правила составления уравнений окислительно-восстановительных реакций. Методы электронного баланса и электронно-ионный. Классификация окислительно-восстановительных реакций (ОВР). Окислительно-восстановительный потенциал. Ряд стандартных электродных потенциалов.

2

Составление уравнения ОВР методом электронного баланса (методом полуреакций).

К/р №4

16

Электрохимические процессы. Гальванический элемент.

Понятие о гальваническом элементе. Электродвижущая сила (ЭДС) и направление течения окислительно-восстановительных реакций.

2

Расчёт ЭДС гальванческого элемента и определение возможности протекания ОВР.

К/р №4

17

Электрохимические процессы. Электролиз

Составление уравнений электролиза расплавов и водных растворов солей, кислот и щелочей. Катодные и анодные процессы. Законы электролиза. Применение электролитических процессов.

2

Определение масс и объёмов веществ, образующихся при электролизе

К/р №4

18

Дисперсные системы

Дисперсные системы: дисперсионная среда и дисперсная фаза. Коллоидное состояние вещества как промежуточное между состоянием в истинном растворе и в суспензии. Строение мицеллы. Устойчивость и коагуляция коллоидных систем. Поверхностная энергия. Адгезия и когезия. Сорбция и сорбционные процессы. Адсорбция и абсорбция. Сила поверхностного натяжения и поверхностно-активные вещества.

2

Итого за семестр

36

Зачет

№ темы

Наименование темы,

основные вопросы, изучаемые на лекциях

Лекции, часов

Рассматриваемый тип задач

Форма промежуточного контроля

Модуль №1

основы химии элементов. Комплексные соединения

1

Введение в химию элементов

План общей характеристики элемента (или группы элементов) Периодической системы:

1. Закономерности изменения в группе элементов физических свойств изолированных атомов (электронная конфигурация, размеры атомов и ионов, потенциал ионизации, сродство к электрону, электроотрицательность).

2. Распространенность в природе элемента или группы элементов. Зависимость распространенности элемента и его распределения по различным геосферам от строения ядра атома и его электронных оболочек, величины радиуса.

3. Изменение в группе элементов физических и химических свойств простых веществ.

4. Характерные степени окисления и валентные состояния. Типы химической связи. Основные классы сложных соединений, изменение их состава и свойств в группе элементов.

4

Контрольная работа (Кр) №1

2

3

Комплексные соединения

Понятие о комплексных соединениях. Основные положения координационной теории А. Вернера. Внешняя и внутренняя сфера комплексов. Лиганды, их характеристика. Координационное число комплексообразователя. Заряд комплексного иона. Основные типы и номенклатура комплексных соединений. Донорно-акцепторный механизм образования химической связи в комплексных соединениях. Влияние координации на свойства центрального атома и лигандов. Диссоциация комплексных соединений в растворах. Константы устойчивости и нестойкости комплексного иона. Условия образования и разрушения комплексных соединений в растворах

2

2

Кр №1

Модуль №2

химия s- и p- элементов

4

Первая группа Периодической системы Д.И. Менделеева (ПС). Щелочные элементы (ЩЭ)

Общая характеристика s-элементов. Нахождение элементов первой группы в природе, важнейшие минералы, получение. Изменение химической активности ЩЭ по ряду литий  цезий (отношение к воде, кислороду, азоту). Соединения ЩЭ с неметаллами (гидриды, галогениды, сульфиды, нитриды). Гидроксиды и соли ЩЭ (едкий натр, едкое кали, нитраты, сульфаты, галогениды). Калийные удобрения. Эколого-валеологическое значение ЩЭ.

2

К/р №2

5

Вторая группа ПС бериллий, магний, щелочноземельные элементы (ЩЗЭ: кальций, стронций, барий), радий

Общая характеристика элементов второй группы.

Влияние особенностей строения атома бериллия на свойства его соединений. Токсичность бериллия и его соединений. Гидроксид бериллия, его амфотерность. Диагональное сходство свойств соединений магния и лития. Щелочноземельные элементы, их получение, физические и химические свойства. Оксиды и гидроксиды, гидриды ЩЗЭ. Жесткость воды (временная, постоянная). Эколого-валеологическое значение ЩЗЭ.

2

К/р №2

6

Элементы главной подгруппы третьей группы ПС (бор, алюминий, галлий, индий, талий)

Общая характеристика р-элементов. Нахождение в природе, получение, применение, важнейшие физические, химические и эколого-валеологические свойства элементов и их соединений

2

К/р №2

7

Элементы главной подгруппы четвертой группы ПС (углерод, кремний, германий, олово, свинец)

Нахождение в природе, получение, применение, важнейшие физические, химические и эколого-валеологические свойства элементов и их соединений. Аллотропные модификации углерода.

2

8

Элементы главной подгруппы пятой группы ПС (азот, фосфор, мышьяк, сурьма, висмут)

Нахождение в природе, получение, применение, важнейшие физические, химические и эколого-валеологические свойства элементов и их соединений. Аллотропные модификации фосфора.

2

9

Элементы главной подгруппы шестой группы ПС (кислород, сера, селен, теллур)

Нахождение в природе, получение, применение, важнейшие физические, химические и эколого-валеологические свойства элементов и их соединений. Аллотропные модификации кислорода.

2

10

Водород и элементы главной подгруппы седьмой группы ПС (галогены)

Нахождение в природе, получение, применение, важнейшие физические, химические и эколого-валеологические свойства элементов и их соединений. Особенности положения в ПС водорода.

2

11

Элементы главной подгруппы восьмой группы ПС (благородные газы)

Нахождение в природе, получение, применение, особенности физических, химических и эколого-валеологических свойств благородных газов.

2

Модуль №3

Особенности химии d- и f- элементов металлов

12

Переходные элементы

Общая характеристика d- элементов. Элементы третьей побочной подгруппы. Лантаноиды. Актиноиды. Правомерность отнесения редкоземельных элементов (скандий, иттрий, лантан, лантаниды) и актиния к f-элементам. Нахождение в природе, получение, применение, важнейшие физические, химические и эколого-валеологические свойства элементов и их соединений.

2

К/р №3

13

Четвертая, пятая, шестая и седьмая побочные подгруппы элементов.

Нахождение в природе, получение, применение, важнейшие физические, химические и эколого-валеологические свойства элементов и их соединений.

2

К/р №3

14

Восьмая побочная подгруппа элементов.

Нахождение в природе, получение, применение, важнейшие физические, химические и эколого-валеологические свойства элементов семейства железа и платиновых металлов.

2

К/р №3

15

Первая и вторая побочные подгруппы элементов.

Нахождение в природе, получение, применение, важнейшие физические, химические и эколого-валеологические свойства элементов и их соединений.

2

К/р №4

16

Коррозия металлов и способы защиты металлов

Сущность и виды коррозии металлов. Основные способы защиты металлов от коррозии

2

К/р №4

17

Периодический закон Д.И. Менделеева - основа для изучения и дальнейшего развития неорганической химии

Значение периодической системы химических элементов для предсказания свойств элементов и их соединений. Задачи синтеза новых неорганических соединений с заданными свойствами (полупроводники, неорганические полимеры, летучие хелаты, пленочные, тугоплавкие, магнитные материалы, ВТСП, сегнето и пьезоэлектрики). Получение веществ сверхвысокой чистоты. Бионеорганическая химия.

2

Итого за семестр

34

Экзамен