Программа дисциплины ф. Биоорганическая химия для студентов специальности 060101 «Лечебное дело» направления
| Вид материала | Программа дисциплины |
- Примерная программа наименование дисциплины Химия Рекомендуется для направления (ий), 333.3kb.
- Рабочая учебная программа дисциплины акушерство и гинекология для специальности 060101., 991.52kb.
- Учебная программа курса по выбору по дисциплине «Биоорганическая химия» Специальность:, 174.53kb.
- Программа дисциплины биоэтика для студентов специальности 060101 «Лечебное дело» направления, 323.21kb.
- Программа дисциплины анатомия человека для студентов специальности 060101 «Лечебное, 653.46kb.
- Программа дисциплины физика для студентов специальности 060101 «Лечебное дело» направления, 136.06kb.
- Программа дисциплины ф. 7 Латинский язык и основы терминологии для студентов специальности, 234.26kb.
- Программа ига по специальности 060101. 52 «Лечебное дело» «утверждаю», 996.9kb.
- Примерная программа дисциплины общественное здоровье и здравоохранение для студентов,, 606.01kb.
- Рабочая программа по производственной практике «помощник фельдшера скорой и неотложной, 1003.76kb.
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
ОБНИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ (ИАТЭ)
| | УТВЕРЖДАЮ |
| | Проректор по учебной работе С.Б. Бурухин |
| | “______”____________ 200__ г. |
ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
Ф. БИООРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
для студентов специальности 060101 «Лечебное дело»
направления 060100 «Здравохранение»
Форма обучения: очная
Объем дисциплины и виды учебной работы по очной форме в соответствии с учебным планом
| Вид учебной работы | Всего часов | Семестры | |||
| | | 1 | | | |
| Общая трудоемкость дисциплины | 114 | 114 | | | |
| Аудиторные занятия | 76 | 76 | | | |
| Лекции | 20 | 20 | | | |
| Практические занятия и семинары | - | - | | | |
| Лабораторные работы | 56 | 56 | | | |
| Курсовой проект (работа) | - | - | | | |
| Самостоятельная работа | 38 | 38 | | | |
| Расчетно-графические работы | - | - | | | |
| Вид итогового контроля (зачет, экзамен) | | экзамен | | | |
Обнинск 2008
Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению060100 «Здравохранение» специальности 060101 «Лечебное дело»
Программу составили:
___________________ Н.К. Китаева, доцент, кандидат химических наук, доцент кафедры Общей и специальной химии
Программа рассмотрена на заседании кафедры общей и специальной химии (протокол № 25 от 12. 04. 2008 г.)
Заведующий кафедрой
Общей и специальной химии, профессор
___________________ В.К.Милинчук
“____”_____________ 2008 г.
СОГЛАСОВАНО
| Начальник Учебно – методического управления ___________________ Ю.Д. Соколова | Декан факультета естественных наук, доцент ___________________ Н.Б.Эпштейн “____”_____________ 2008 г. |
1. Цели и задачи дисциплины.
– формирование системных знаний, которые необходимы студентам при рассмотрении физико-химической сущности и механизмов процессов, происходящих в организме человека на молекулярном и клеточном уровнях;
– формирование умений выполнять в необходимых случаях расчеты параметров этих процессов, что позволит более глубоко понять функции отдельных систем организма и организма в целом, а также его взаимодействие с окружающей средой;
– освещение ключевых вопросов программы; материал лекций призван стимулировать студентов к последующей самостоятельной работе.
– формирование умений и навыков для решения проблемных и ситуационных задач;
– формирование практических навыков постановки и выполнения экспериментальной работы.
2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины.
В результате изучения дисциплины студент должен
знать:
1. термодинамические и кинетические закономерности, определяющие протекание химических и биохимических процессов;
2. физико-химические аспекты важнейших биохимических процессов и различных видов гомеостаза в организме: теоретические основы биоэнергетики, факторы, влияющие на смещение равновесия биохимических процессов;
3. свойства воды и водных растворов сильных и слабых электролитов;
4. основные типы равновесий и процессов жизнедеятельности: протолитические, гетерогенные, лигандообменные, редокс;
5. механизмы действия буферных систем организма, их взаимосвязь и роль в поддержании кислотно-основного гомеостаза; особенности кислотно-основных свойств аминокислот и белков;
6. закономерности протекания физико-химических процессов в живых системах с точки зрения их конкуренции, возникающей в результате совмещения равновесий разных типов;
7. роль биогенных элементов и их соединений в живых системах;
8. физико-химические основы поверхностных явлений и факторы, влияющие на свободную поверхностную энергию; особенности адсорбции на различных границах разделов фаз;
9. особенности физико-химии дисперсных систем и растворов биополимеров.
уметь:
1. решать типовые практические задачи, рассчитывать величины
– осмотического давления,
– pH,
– буферной емкости и других параметров, характеризующих кислотно-щелочное равновесие организма;
– определять возможность образования осадков,
– определять осуществимость того или иного процесса в условиях организма,
– оценивать скорость биохимических превращений,
– оценивать время элиминации лекарственных препаратов,
– проводить тепловые расчеты, связанные с энергетическим балансом;
2. относить вещества к определенным классам химических соединений, выделять функциональные группы, кислотный и основный центры, сопряженные и ароматические фрагменты в молекулах, прогнозировать их химическое поведение в условиях организма;
3. составлять формулы по названиям и называть по структурной формуле типичные представители биологически важных веществ и лекарственных средств;
4. прогнозировать результаты физико-химических процессов, протекающих в живых системах, опираясь на теоретические положения;
5. готовить растворы заданной концентрации с предварительным проведением соответствующих расчетов;
6. производить физико-химические измерения, характеризующие те или иные свойства растворов, смесей и других объектов, моделирующих внутренние среды организма, определять
– массовую долю,
– кислотность,
– буферную емкость,
– поверхностную активность;
7. использовать методы
– калориметрии,
– хроматографии,
– сталагмометрии;
8. производить наблюдения за протеканием химических реакций и делать научно-обоснованные выводы;
9. представлять результаты экспериментов и наблюдений в виде законченного протокола исследования с использованием графиков и таблиц, делать обобщающие выводы.
иметь навыки:
1. самостоятельной работы с учебной, научной и справочной литературой, ведения поиска и ориентирования в библиографии;
2. безопасной работы в химической лаборатории и обращения с
– химической посудой,
– спиртовками, электрическими нагревательными приборами,
– едкими, ядовитыми, легколетучими соединениями.
3. Содержание дисциплины
3.1 Лекции
1. Строение атома и химическая связь (2 часа)
1.1. Квантово-механическая модель атома. Характеристики энергетического состояния электрона системой квантовых чисел. Основное и возбужденное состояние атома.
1.2. Периодический закон и периодическая система Д.И. Менделеева в свете квантово-механической теории строения атомов; s-,p-, d-, f- блоки элементов.
1.3. Развитие представлений о природе химической связи. Основные характеристики связи. Геометрия связи и молекулы Строение комплексных соединений: центральный атом и лиганды, координационное число и дентатность, внешняя и внутренняя координационная сфера. Изомерия комплексных соединений. Пространственное строение комплексных соединений. Классы комплексных соединений: внутрикомплексные, макроциклические, многоядерные, сэндвичевые.
Водородная связь. Межмолекулярные взаимодействия.
2. Классификация веществ, основанная на природе переносимых частиц
(1 час)
2.1 Кислоты и основания. Основные положения теории кислот и оснований Бренстеда - Лоури: молекулярные и ионные кислоты и основания, сопряженная протолитическая пара, амфолиты. Водородный показатель рН. Основные положения теории кислот и оснований Льюиса.
2.2. Окислители и восстановители. Сопряженные окислительно-восстановительные пары (редокс-системы).
3. Элементы химической термодинамики (4часа)
3.1. Предмет и методы химической термодинамики. Взаимосвязь между процессами обмена веществ и энергии в организме. Химическая термодинамика как теоретическая основа биоэнергетики.
3.2. Основные понятия термодинамики. Интенсивные и экстенсивные параметры.Функция состояния. Внутренняя энергия. Работа и теплота - две формы передачи энергии. Типы термодинамических систем (изолированные, закрытые, открытые). Типы термодинамических процессов (изотермические, изобарные, изохорные). Стандартное состояние.
3.3. Первое начало термодинамики. Энтальпия. Стандартная энтальпия образования вещества, стандартная энтальпия сгорания вещества. Стандартная энтальпия реакции. Закон Гесса. Применение первого начала термодинамики к биосистемам.
3.4 Второе начало термодинамики. Обратимые и необратимые в термодинамическом смысле процессы. Энтропия. Энергия Гиббса. Прогнозирование направления самопроизвольно протекающих процессов в изолированной и закрытой системах; роль энтальпийного и энтропийного факторов. Термодинамические условия равновесия. Стандартная энергия Гиббса образования вещества, стандартная энергия Гиббса биологического окисления вещества. Стандартная энергия Гиббса реакции. Примеры экзергонических и эндергонических процессов, протекающих в организме. Принцип энергетического сопряжения.
3.5. Химическое равновесие. Обратимые и необратимые по направлению реакции. Термодинамические условия равновесия в изолированных и закрытых системах. Константа химического равновесия. Общая константа последовательно и параллельно протекающих процессов. Уравнения изотермы и изобары химической реакции. Прогнозирование смещения химического равновесия Понятие о буферном действии, гомеостазе и стационарном состоянии живого организма
.
4. Учение о растворах (4 часа)
4.1. Роль воды и растворов в жизнедеятельности. Физико-химические свойства воды, обусловливающие ее уникальную роль как-единственного биорастворителя. Автопретолпз воды. Константа автопроголиза воды. Зависимость растворимости веществ в воде от соотношения гидрофильных и гидрофобных свойств; влияние внешних условий на растворимость. Термодинамика растворения. Понятие об идеальном растворе.
4.2. Коллигативные свойства разбавленных растворов электролитов. Закон Рауля и следствия из него: понижение температуры замерзания раствора, повышение температуры кипения раствора, осмос. Осмотическое давление: закон Вант-Гоффа.
4.3. Электрическая проводимость растворов Жидкости и ткани организма как проводники электричества второго рода. Удельная электрическая проводимость раствора, молярная электрическая проводимость электролита; их изменение с концентрацией раствора. Электрическая подвижность нонов. Предельная молярная электрическая подвижность. Закон Кольрауша. Кондуктометрия. Использование кондуктометрпческих измерений в медицине и биологии.
4.4. Элементы теории растворов электролитов. Сильные и слабые электролиты. Константа ионизации слабого электролита. Закон разведения Оствальда. Общие положения теории Дебая - Хюккеля. Ионная сила раствора. Активность и коэффициент активности ионов. Электролиты в организме. Осмотические свойства растворов электролитов. Осмоляльность и осмолярность биологических жидкостей и перфузионных растворов. Гипо- гипер- и изотонические растворы. Изотонический коэффициент. Понятия об изоосмии (электролитном гомеостазе). Роль осмоса в биологических системах. Плазмолиз и цитолиз.
5. Элементы химической кинетики (3 часа)
5.1. Предмет и основные понятия химической кинетики. Химическая кинетика как основа для изучения скоростей и механизмов биохимических процессов. Скорость реакции, средняя скорость реакции в интервале, истинная скорость Классификации реакций, применяющиеся в кинетике: реакции, гомогенные, гетерогенные и микрогетерогенные; реакции простые и сложные (параллельные, последовательные, сопряженные, цепные). Молекулярность элементарного акта реакции. Кинетические уравнения. Порядок реакции. Период полупревращения.
5.2. Зависимость скорости реакции от концентрации. Кинетические уравнения реакций первого, второго и кулевого порядков. Экспериментальные методы определения скорости и константы скорости реакций.
5.3. Зависимость скорости реакции от температуры. Температурный коэффициент скорости реакции и его особенности для биохимических процессов. Понятие о теории активных соударении. Энергетический профиль реакции; энергия активации; уравнение Аррениуса. Роль стерического фактора. Понятие о теории переходного состояния.
5.4. Катализ. Гомогенный и гетерогенный катализ. Энергетический профиль каталитической реакции. Особенности каталитической активности ферментов. Уравнение Михаэлиса - Ментен и его анализ.
6. Химия биогенных элементов (5 часа)
6.1. Понятие биогенности химических элементов. Биосфера, круговорот биогенных элементов. Кларки элементов. Концентрирование биогенных элементов живыми системами. Классификация биогенных элементов по их функциональной роли: органогены, элементы электролитного фона, микроэлементы. Примесные элементы (аккумулирующиеся и неаккумулируюшиеся). Основные источники поступления примесных элементов в организм человека. Химические аспекты охраны окружающей среды.
6.2. Химия элементов з- блока. Электронные структуры атомов и катионов. Сравнение свойствонов элементов IA и ПА групп (комплексообразование, образование осадков). Биологическая роль натрия, калия, кальция, магния. Химическое сходство и биологический антагонизм (натрий-калий, магний-кальций).
6.3. Химия элементов d- блока. Электронные структуры атомов и катионов. Наиболее важные биогенные элементы d-блока: "остров" биометаллов хром-медь, молибден. Окислительно-восстановительные свойства элементов d- блока: закономерности устойчивости степеней
окисления, неустойчивость некоторых степеней окисления из-за реакции соединений с водой (кобальт +3, хром +2); диспропориио-нирование промежуточных степеней окисления (марганец +3. +6). Устойчивость в условиях организма степени окисления. Образование комплексных соединений с органическими лигандами; гидроксоком-плексы; амминокомплексы: образование нерастворимых соединений; гндроксиды. фосфаты, карбонаты, оксалаты.
6.4. Химия элементов р- блока. Электронные структуры атомов и ионов. Закономерности в проявлении устойчивых степеней окислния. Особенности реакций комплексообразования. Протолитические спойства соединений р- блока. Неорганические соединения углерода: цианиды, тиоц.ианаты, оксид углерода(П). Азот: азид-ион; оксонитрид азота(У). азотистая кислота и нитриты. Фосфор: полифосфаты. Килород: свойства озона: синглетный кислород. Протолитические и редокс-амфотерные свойства пероксида водорода. Сера: тиосульфат натрия. Хлор: кислородсодержащие соединения хлора. Хлорид-гипо-хлорит кальция.
7. Основные типы химических равновесий и процессов в жизнедеятельности (4 часа)
7.1. Протолитические реакции. Ионизация слабых кислот и оснований. Константа кислотности и основности. Связь между константой кислотности и константой основности в сопряженной протолити-ческой паре. Конкуренция за протон: изолированное и совмещенное протолитические равновесия. Общая константа совмещенного прото-литического равновесия. Гидролиз солей. Степень и константа гидролиза. Амфолиты. Изоэлектрическая точка. Буферное действие - основ-нон механизм протолитического гомеостаза организма. Механизм действия буферных систем. Зона буферного действия и буферная емкость Расчет рН протолитических систем.
Буферные системы крови: гидрокарбонатная, фосфатная, гемо-глобиновая. протеиновая. Понятие о кислотно-основном состоянии организма Применение реакции нейтрализации в фармакотерапии: лекарственные средства с кислотными и основными свойствами (гидрокарбонат натрия, оксид и пероксид магния, трисамин и др.)
7.2. Гетерогенные реакции в растворах электролитов. Константа растворимости. Конкуренция за катион или анион: изолированное и совмещенное гетерогенные равновесия в растворах электролитов. Общая константа совмещенного гетерогенного равновесия. Условия образования и растворения осадков. Реакции, лежащие в основе образования неорганического вещества костной ткани гидроксидфосфата кальция. Механизм функционирования кальций-фосфатного буфера. Явление изоморфизма: замещение в гидроксидфосфате кальция гидроксид-ионов на ионы фтора, ионов кальция на ионы стронция. Остеотропность металлов. Реакции, лежащие в основе образования конкрементов: уратов, оксалатов, карбонатов. Применение хлорида кальция и сульфата магния в качестве антидотов.
7.3. Реакции замещения лигандов. Константа нестойкости комплексного нона. Конкуренция за лиганд или за комплексообразова-тель: изолированное и совмещенное равновесия замещения лигандов. Общая константа совмещенного равновесия замещения лигандов. Инертные и лабильные комплексы. Представления о строении металлоферментов и других биокомплексных соединений (гемоглобин, иито.чромы, кооаламнны). Физико-химические принципы транспорта кислорода гемоглобином. Металло-лигандный гомеостаз и причины его нарушения. Механизм токсического действия тяжелых металлов и мышьяка на основе теории жестких и мягких ислот и оснований (ЖМКО). Термодинамические принципы хелатотерапии. Механизм цитотоксического действия соединений платины.
7.4. Окислительно-восстановительные (редокс) реакции Механизм возникновения электродного и редокс-потенцпалов. Уравнения Нернста-Петерса. Сравнительная сила окислителей и восстановителей. Прогнозирование направления редокс-процессов по величинам редокс-потенциалов. Константа окислительно-восстановительного процесса. Влияние лигандного окружения центрального атома на величину редокс-потенцмала. Физико-химические принципы транспорта электронов в электронотранспортной цепи митохондрии. Общие представления о механизме действия редокс-буферных систем. Токсическое действие окислителей (нитраты, нитриты, оксиды азота) Обезвреживание кислорода, пероксида водорода и супероксид-иона. Применение редокс-реакций для детоксикации.
7.5. Совмещенные равновесия и конкурирующие процессы разных типов. Константа совмещенного равновесия. Совмещенные равновсия п конкурирующие процессы разных типов, протекающие в организме в норме, при патологии и при коррекции патологических состояний.
8. Физико-химия поверхностных явлений (3 часа)
8.1. Адсорбционные равновесия и процессы на подвижных границах раздела фаз. Поверхностная энергия Гиббса и поверхностное натяжение. Адсорбция. Уравнение Гиббса. Поверхностно-активные и поверхностно-неактивные вещества. Изменение поверхностной активности в гомологических рядах (правило Траубе). Изотерма адсорбции. Ориентация молекул в поверхностном слое п структура биомембран
8.2. Адсорбционные равновесия на неподвижных границах раздела фаз. Физическая адсорбция и хемосорбция. Адсорбция газов на твердых телах. Адсорбция из растворов. Уравнение Ленгмюра. Зависимость величины адсорбции от различных факторов. Правило выравнивания полярностей. Избирательная адсорбция. Значение адсорб-цнонных процессов для жизнедеятельности. Физико-химические основы адсорбционной терапии, гемосорбцпп, применения в медицине ионитов.
9. Физико-химия дисперсных систем (3 часа)
9.1. Классификация дисперсных систем. Классификация дисперсных систем по степени дисперсности; по агрегатному состоянию фаз; по силе межмолекулярного взаимодействия между дисперсной фазой и дисперсионной средой. Природа коллоидного состояния.
9.2. Получение и свойства дисперсных систем. Получение суспензий, эмульсий, коллоидных растворов. Диализ, электродиализ, ультрафильтрация. Физико-химические принципы функционирования искусственной почки. Молекулярно-кинетические свойства коллоид-но-диспер-сных систем: броуновское движение, диффузия, осмотическое давление, седиментационное равновесие Оптические свойства: рассеивание света (Закон Рэлея). Электро-кинетические свойства: электрофорез и электроосмос; потенциал течения и потенциал седиментации. Строение двойного электрического слоя. Электрокинетический потенциал и его зависимость от различных факторов.
9.3. Устойчивость дисперсных систем. Седиментационная, агрегативная и конденсационная устойчивость лиозолей. Факторы влияющие на устойчивость лиозолей. Коагуляция. Порог коагуляции и его определение, правило Шульце-Гарди, явление привыкания. Взаимная коагуляция. Понятие о современных теориях коагуляции. Коллоидная защита и пептизация.
9.4. Коллоидные ПАВ; биологически важные коллоидные ПАВ (мыла, детергенты, желчные кислоты). Мицеллообразование в растворах ПАВ. Определение критической концентрации мицеллообразо-вания. Липосомы.
10. Химические и физико-химические методы исследования и медицине и биологии (3 часа)
10.1. Титриметрический анализ. Химический эквивалент вещества. Молярная концентрация эквивалента вещества. Закон эквивалентов. Точка эквивалентности и способы ее фиксирования. Способы титрования: прямое, обратное, косвенное. Ацидиметрия и алкалиметрия: титранты, их стандартизация; индикаторы. Окислительно-восстановительное титрование. Иодиметрия и перманганатометрия: титранты, их стандартизация; индикаторы. Расчет массы и массовой доли определяемого вещества по данным титриметрического анализа. Использование титриметрическпх методов в медицине и в биологии.
10.2. Потенциометрия. Обратимые электроды первого и второго рода. Измерение электродных потенциалов. Электроды сравнения: водородный и хлорсеребряный. Ионоселективные электроды на основе твердых и жидких мембран; их использование для измерения концентрации ионов водорода (стеклянный электрод), калия, кальция, натрия в биожидкостях. Потенциометрическое титрование.
10.3. Хроматография. Классификация хроматографических методов по доминирующему механизму разделения веществ. Идентификация веществ на хроматограммах и их количественное определение. Применение тонкослойной, бумажной, газо-жидкостной, высокоффективной жидкостной, молекулярно-ситовой хроматографии в медико-биологических исследованиях.
10.4. Избранные методы анализа. Представления о применении в медицине и биологии эбулиометрии, криометрии, осмометрии, электрофореза, кондуктометрии, вискозиметрии.
3.2 Практические и семинарские занятия
Не предусмотрены
3.3 Лабораторный практикум
| Раздел(ы) | Тема | Число часов |
| Основные понятия в химии | Техника безопасности. Правила поведения в химической лаборатории. Правила выполнения и защиты работ. Основные понятия в химии. Концентрации (, См, Сн). Расчётные задачи. Основы объемного химического анализа 8, с. 14-16. | 18 |
| Основные классы неорганических соединений 8, с. 3-14. | 6 | |
| Элементы химической термодинамики и кинетики | Кинетика химических реакций. Исследование кинетических закономерностей разложения тиосерной кислоты8, с. 16-20. | 4 |
| Химическое равновесие 8, с. 21-22. | 2 | |
| Основы химической термодинамики, Определение тепловых эффектов химических реакций 8, с. 21-22. | 4 | |
| Основы электрохимии. Гальванические элементы. Электропроводность. 8, с.21-22. | 4 | |
| Учение о растворах | Химические равновесия в растворах электролитов. Водородный показатель. рН. Определение рН водных растворов (метод индикаторов, инструментальный метод). Буферные растворы. 8, с. 28-31. | 8 |
| Обменные реакции в растворах. Произведение растворимости. 8, с. 22-28. | 4 | |
| Гидролиз солей 8, с. 31-37. | 4 | |
| Окислительно-восстановительные реакции 8, с. 37-42. | 6 | |
| Комплексные соединения 8, с. 42-44. | 4 | |
| Химия биогенных элементов | Водород. [7,с. 134-137] Пероксид водорода и его производные [7, с. 150-152]. | 2 |
| Галогены. [6,с. 132-137] | 4 | |
| Сера и ее соединения. [7, с. 155-167] Серная кислота, ее свойства. [7, с. 161-164] | 4 | |
| Азот. Аммиак. Азотная кислота и ее свойства. [7, с. 167-171] Фосфор. [6, с. 155- 162] | 3 | |
| Углерод. Кремний. [7, с. 190-195; с.196-199] | 3 | |
| Щелочные, щелочноземельные металлы. Алюминий. [7, с. 205; с.208; 211-215] | 2 | |
| Хром. Вольфрам. Молибден. [7, с. 234-240] Марганец. [7, с. 243-246] | 2 | |
| Семейство железа. [7, с. 248-251] | 2 | |
| Поверхностные явления. Адсорбция. | Определение поверхностного натяжения сталагмометрическим методом. Влияние солей желчных кислот на поверхностное натяжение их растворов. – распечатка. | 2 |
| Хроматография. | Разделение анестизина и новокаина методом тонкослойной хроматографии. – распечатка. | 2 |
| Коллоидно- дисперсные системы | Получение золей гексацианоферрата (II) железа (III) с различными зарядами. Определение знака заряда коллоидных частиц. – распечатка. | 2 |
| Определение порога коагуляции золя гидроксида железа (III) . – распечатка | 3 | |
| Микрогетерогенные и грубодисперсные системы. Коллоидные ПАВ | Определение ККМ водорастворимого ПАВ сталагмометрическим методом. – распечатка. | 3 |
3.4. Курсовые проекты (работы)
“Не предусмотрены”.
3.5. Формы текущего контроля
| Раздел(ы) | Форма контроля | Неделя |
| Химическая термодинамика (1 семестр) | Контрольная работа | 6 |
| Химическая кинетика. Химическое равновесие. | Контрольная работа | 10 |
| Количественные характеристики растворов. Сильные элетролиты. Осмос. Расчет pH растворов. Буферные системы (1 семестр) | Контрольная работа | 16 |
| Комплексные соединения. ПР. Гидролиз. (2 семестр) | Контрольная работа | 4 |
| Потенциалы. ЭДС. (2 семестр) | Контрольная работа | 10 |
| Поверхностные явления. Хроматография. Коллоидно-дисперсные системы. (2 семестр) | Коллоквиум | 16 |
3.6. Самостоятельная работа
1. Метод молекулярных орбиталей
Основные положения метода ЛКАО-МО. Связывающие и разрыхляющие орбитали. Энергетические схемы образования молекулярных орбиталей при взаимодействии з- орбиталей двух одинаковых атомов; р- орбиталей двух одинаковых атомов. Объяснение с позиций метода МО существования двухатомных молекул и двух- атомных ионов (Н2, О2, Nz, H/, О2+) Представления об использовании метода МО для рассмотрения образования гетероядерных молекул (на примере СО) [1,2]. - защита лабораторных работ.
2. Избранные разделы термодинамики
Зависимость энтальпии процесса от температуры. Закон Кирхгофа. Теплоемкость системы. Химический потенциал. Энергия Гельмгольца; изменение энергии Гельмгольца как критерий самопроизвольного протекания процесса в изохорно-изотермических условиях. Уравнения Гиббса-Гельмго.тьца. Представления о термодинамике открытых систем [1,2]. - защита лабораторных работ.
3. Растворимость газов
Растворимость газов в жидкостях и ее зависимость от различных факторов. Законы Генри и Дальтона. Влияние электролитов на растворимость газов. Закон Сеченова [1,2]. - защита лабораторных работ.
4. Виды катализа в биохимических реакциях
Классификация типов катализа. Катализ кислотами: общий кислотный катализ, специфический кислотный катализ, электрофильный катализ (особенности, примеры и биологическое значение). Катализ основаниями: общий основный катализ, специфический основный катализ, нуклеофильный катализ (особенности, примеры и биологическое значение). Окислительно-восстановительный катализ. Катализ как результат комплексообразовання. Полифункциональный катализ [1,2]. - защита лабораторных работ.
5. Фотохимические реакции
Фотохимические реакции: первичные и вторичные процессы. Квантовый выход реакции. Фотохимические реакции, протекающие в атмосфере. Физико-химические основы фотосинтеза, механизма зрения, биолюминесценции [1,2]. - защита лабораторных работ.
6. Химия элементов IА -IIА групп
Общая характеристика; краткие сведения об истории открытия элементов и их распространенности в природе. Изменения в группах величины радиусов атомов и ионов, потенциала ионизации. Сравнение свойств простых веществ IA и ПА групп. Реакции натрия и калия с кислородом. Свойства важнейших соединений бериллия. Амфотер-ность соединений бериллия. Реакции комплексообразования соединений элементов ПА группы, особенности комплексообразования соединений элементов IA группы. Качественные реакции на ионы лития, натрия, калия, бериллия, магния, кальция, стронция и бария. Использование реакций окрашивания пламени для обнаружения катионов IA и ПА групп. Медико-биологическое значение натрия, калия, кальция. Соединения лития, натрия, калия, магния и кальция как лекарственные средства. Токсичность бериллия и бария [1,2]. - защита лабораторных работ.
7. Химия элементов IIIB - VВ групп
Общая характеристика; краткие сведения об истории открытия элементов и их распространенности в природе. Изменения в группах величины радиусов атомов и ионов, потенциал ионизации. Свойства простых веществ: реакции с корродирующими реагентами (водой, кислотами, щелочами). Устойчивые степени окисления элементов в соединениях. Свойства, оксидов гидроксидов. Окислительно-восстановительные реакции, реакции комплексообразования и образования малорастворимых соединений. Особенность свойств элементов IIIB группы по сравнению с другими элементами d-блока. Гидролиз солей тита-na(IV). Свойства галогенидов элементов VB группы. Качественные реакции на ион титана и ванадат-ион. Медико-биологическое значение элементов III В - VB групп [1,2]. - защита лабораторных работ.
8. Химия элементов VIВ группы
Общая характеристика; краткие сведения об истории открытия элементов и их распространенности в природе. Изменения в группе величины радиусов атомов и ионов, потенциала ионизации. Свойства простых веществ: реакции с кислотами. Общие свойства соединений Ме(П). Важнейшие соединения хрома(Ш) и их свойства Гидратная изомерия катонных аквакомплексов Общие свойства соединений Мо(Ш) и W(III). Соединения Me(Vl): молибденил- и вольфрамил-поны, галогениды и оксигалогениды, оксиды, анионные комплексы. Окислительные свойства хроматов и дихроматов. Изополикислоты и гетерополикислоты. Качественные реакции на ионы хрома(Ш). воль-фрамил и молибденил-поны Медико-биологическое значение соединений хрома, молибдена и вольфрама. Роль молибдена в процессе азо-фиксаиин и восстановления нитритов [1,2]. - защита лабораторных работ.
9. Химия элементов VII В группы
Общая характеристика; краткие сведения об истории открытия элементов и их распространенности в природе Изменения в группе величины радиусов атомов и ионов, потенциала ионизации. Свойства простых веществ, реакции с кислотами. Свойства соединений Мп(П), Mn(II), Mn(IV), Mn(VII) (окислительно-восстановительные реакции, реакции комплексообразования и образования малорастворимых соединений). Качественная реакция на ион марганца. Медико-биологическое значение марганца (марганецсодержашие ферменты; роль марганца в фотосинтезе) [1,2]. - защита лабораторных работ.
10. Химия элементов VIIIВ группы
Общая характеристика; краткие сведения об истории открытия элементов и их распространенности в природе. Изменения в подгруппах железа, кобальта и никеля величины радиусов атомов и ионов, потенциала ионизации. Свойства простых веществ: реакции с корродирующими реагентами (водой, кислородом, кислотами, гипохлори-тами). Свойства соединений железа в степенях окисления О (пентакарбонилжелезо). +2, +3, +6 (ферраты). Обшие свойства соединений Ме(П), Ме(Ш) (подгрупп железа, и кобальта), Me(IV) (подгрупп кобальта и никеля), Me(VI). Me(VIII) (рутений, осмий). Цис-транс изомерия комплексных соединений платины. Принцип трансвлияния Черняева, Качественные реакции на ионы железа(II)(Ш), кобальта и никеля. Медико-биологическое значение элементов VIII В группы [1,2]. - защита лабораторных работ.
11. Химия элементов IIВ группы
Общая характеристика; краткие сведения об истории открытия элементов и их распространенности в природе. Изменения в группе величины радиусов атомов и ионов, потенциала ионизации, сродства к электрону Свойства простых веществ: реакции с кислотами. Свойства важнейших соединений Ме(I) Свойства соединений меди(Ш) и золота(III) (окислительно-восстановительные реакции, реакции комплек-сообразования и образования малорастворимых соединений). Качественные реакции на ионы меди и серебра. Медико-биологическое значение соединении меди, серебра и золота [1,2]. - защита лабораторных работ.
12. Химия элементов П В группы
Общая характеристика; краткие сведения об истории открытия элементов и их распространенности в природе. Изменения в группах величины радиусов атомов и ионов, потенциала ионизации. Свойства простых веществ, реакции с кислотами. Амальгамы к их использование в стоматологической практике. Свойства соединений цинка, кадмия и ртути. Закономерности в изменении устойчивости комплексных соединений элементов IIВ группы с различными лигандами. Образование кластерного иона [-Hg-Hg-]. Дпспропорционнрование соединений ртути(I). Качественные реакции на ионы цинка, кадмия и ртути. Медико-биологическое значение соединений цинка. Соединения цинка и ртути в качестве лекарственных средств. Ртутьэрганические соединения Кадмий как токсикант окружающей среды [1,2]. - защита лабораторных работ.
13. Химия элементов III А группы
Общая характеристика; краткие сведения об истории открытия элементов и их распространенности в природе. Изменения в группе величины радиусов атомов и ионов, потенциала ионизации. Сравнение свойств простых веществ. Свойства соединений бора(Ш): галогенидов, оксида, анионных комплексов. Бораны. Борная кислота, ее производные и ее соли. Свойства галогенидов алюминия и гидрида алюминия. Свойства соединений галлия, индия и таллия в степенях окисления +1 и +3. Качественные реакции на ион алюминия и борат-нон. Медико-биологическое значение элементов IIIA группы [1,2]. - защита лабораторных работ.
14. Химия элементов VIA группы
Общая характеристика; краткие сведения об истории открытия элементов и их распространенности в природе. Изменения в группе величины радиусов атомов и ионов, потенциала ионизации. Сравнение свойств простых веществ. Свойства соединений углерода. карбиды, галогениды, сероуглерод, оксодигалогениды; сульфидокарбонаты и нитридокарбонаты. Свойства соединений кремния: силициды, галогениды, силаны. Оксосиликаты Зависимость свойств силикатных и боросилнкатных стекол от состава и их использование в медицине. Алюмосиликаты. Свойства соединении германия, олова и свинца в степенях окисления +2 и +4 (оксиды, галогениды). Качественные реакции на карбонат-ион, тиоцианат-ион, цианид-ион, ионы свинца и олова. Медико-биологическое значение элементов VIA группы [1,2]. - защита лабораторных работ.
15. Химия элементов VА группы
Общая характеристика; краткие сведения об истории открытия элементов и их распространенности в природе. Изменения в группе величин радиусов атомов и ионов, потенциала ионизации. Сравнение свойств простых веществ. Свойства соединений азота в отрицательных степенях окисления: нитриды, гидразин, гндроксиламин. Свойства соединений в положительных степенях окисления. Окислительно-восстановительные реакции с участием азота. Свойства соединений фосфора, фосфин и фосфиды; фосфорноватистая кислота и гипофосфиты; фосфористая кислота и фосфиты; галогениды и оксогалогениды. Свойства соединении мышьяка, сурьмы и висмута (оксиды, кислоты и их соли, сульфиды, галогениды). Качественные реакции на ион аммония, нитрит-ион, нитрат-ион, фосфат-ион, арсеннт-ион, арсенат-ион, ионные формы сурьмы, ион висмута. Обнаружение мышьяка в биологических объектах (проба Марша). Медико-биологическое значение элементов VA группы [1,2]. - защита лабораторных работ.
16. Химия элементов VIA группы
Обшая характеристика: краткие сведения об истории открытия элементов и их распространенности в природе. Изменения в группе величины радиусов атомов и ионов, потенциала ионизации, сродства к электрону. Сравнение свойств простых веществ. Свойства пероксидов и надпероксидов. Сера: свойства соединений в отрицательных степенях окисления (сульфиды и полисульфпды). свойства соединений в положительных степенях окисления (галогенпды. оксогалогениды). Политноновые кислоты и пероксосерные кислоты и их соли. Свойства селена и теллура и их соединений, селеноводорода и теллуроводорода. оксидов и кислородсодержащих кислот Качественные реакции на сульфид, сульфит, сульфат и тиосульфат-ионы. Соединения элементов VIA группы как лекарственные средства. Медико-биологическое значение элементов VIA группы [1,2]. - защита лабораторных работ.
17. Химия элементов VIIА группы
Общая характеристика; краткие сведения об истории открытия элементов и их распространенности в природе. Изменения в группе величины радиусов атомов и ионов, сродства к электрону. Сравнение свойств простых веществ. Свойства соединений фтора. Кислородсодержащие соединений хлора, брома и иода: оксиды, кислоты и их соли. Окислительно-восстановительные свойства галогенов. Качественные реакции на галогенид-ионы. Соединения галогенов как лекарственные средства. Медико-биологическое значение элементов VIIA группы [1,2]. - защита лабораторных работ.
18. Избранные разделы физика-химии поверхностных явлений
Явление смачивания. Краевой угол смачивания. Избирательное смачивание. Адгезия и когезия. Значение явления смачивания для биологических объектов. Капиллярная конденсация [1,2]. - защита лабораторных работ.
19. Структурно-механические свойства дисперсных систем
Кривые зависимости деформации системы от времени действия. Напряжение сдвига. Относительная деформация сдвига Реологические тела (тела Гука, Ньютона, Максвелла, Кельвина, Шведова). Период релаксации. Реологические свойства тканей организма [1,2]. - защита лабораторных работ.
20. Аэрозоли
Особенности аэрозолей как дисперсных систем. Конденсационные и диспергационные аэрозоли. Оптические свойства аэрозолей. Молекулярно-кинетические свойства аэрозолей; термофорез, фотофо-рез, термопреципитация. Электрические свойства аэрозолей. Устойчивость аэрозолей. Методы разрушения аэрозолей. Использование аэрозолей в быту и медицине. Отрицательное воздействие аэрозолей на организм человека: промышленная пыль (силикоз, силикатоз. металлокониозы, антракоз, графитоз). пыль, содержащая органические вещества, аллергены, радионуклиды; смог [1,2]. - защита лабораторных работ.
21. Избранные методы титриметрического анализа
Осадительное титрование. Факторы, влияющие на отчетливость фиксирования точки эквивалентности. Аргентометрия: титранты, их стандартизация. Методы аргентометрического титрования: метод Мора, метод Фольгарда, метод Фаянса. Недостатки и преимущества каждою метода. Меркурометрия.
Окислительно-восстановительное титрование: броматометрия, бромометрия, нитрнтометрия, периметрия. Титранты методов и их стандартизация, индикаторы; примеры определения.
Комплексометрическое титрование: комплексонометрия, меркуриметрпя. Титранты, их стандартизация; индикаторы; примеры определения [1,2]. - защита лабораторных работ.
22. Вольтамперометрия
Понятие о поляризации электрода в электрохимической ячейке. График зависимости сила тока, протекающего через ячейку, от приложенного напряжения при неполяризованных, частично поляризованных и полностью поляризованных электродах. Деполяризаторы. Характеристика вольтамперной кривой (потенциал полуволны, высота волны). Уравнение Ильковича, его анализ.
Электроды, применяемые в вольтамперометрии. Полярография. Применение вольтамперометрии в медицине (определение кислорода на небольшой плошади в глубине ткани или органа; опыты по изучению транспорта и утилизации кислорода) [1,2]. - защита лабораторных работ.
4.1. Рекомендуемая литература
4.1.1. Основная литература
1. Попков В.А., Пузаков С.А. Общая химия. М.: ГЕОТАР - МЕДИА, 2007. -976с.
- 47 экз.
2. Пузаков С.А., Попков В.А., Филиппова А.А. Сборник задач и упражнений по
общей химии. М.:Высшая школа, 2008. -255 с.- 60 экз.
3. Пузаков С.А. Химия. М.: ГЕОТАР - МЕДИА, 2006. 640с. - 25 экз.
4. Глинка Н.Л. Общая и неорганическая химия./под ред. А.И. Ермакова.- изд.30-е,
перераб. и доп. М.Интеграл-пресс. 2005. - 728 с.100 экз.
Глинка Н.Л. Общая и неорганическая химия./под ред. А.И. Ермакова.- изд.28-е,
перераб. и доп. М.Интеграл-пресс. 2005.- 728 с.100 экз.
5. Коровин Н.В. Общая химия.- изд.2-е., испр. и доп.- М.: Высшая школа, 2000.-
558 с. 52 экз.
4.1.2. Дополнительная литература
6. Васильева З. Г., Грановская А. А., Таперова А. А. Лабораторные работы по общей и неорганической химии: Учеб. Пособие для вузов.–2-е изд., испр. – Л.: Химия, 1986. -288 с.
7. Практикум по общей и неорганической химии: Пособие для студентов вузов / В. И. Фролов, Т. М. Курохтина, З. Н. Дымова и др.; Под ред. Н. Н. Павлова, В. И. Фролова.-2-е изд., перераб. И доп. – М.: Дрофа, 2002.- 304 с.
8. Ананьева О.А., Бурухин С.Б., Мачула А.А., Ларичева Т.Е., Панкова Н.Н., Соколова Ю.Д. Лабораторный практикум по курсу «Общая химия». – Обнинск: ИАТЭ.2005.- 60 с. - 200 экз.
9. Слесарев В.И. Химия. Основы химии живого -СПб. Химиздат, 2006.-270с.
4.2. Средства обеспечения освоения дисциплины
Презентация некоторых тем в Power Point.
5. Материально-техническое обеспечение дисциплины
Две специализированные лаборатории, оснащенные приборами для выполнения работ, препараторская, 4 вытяжных шкафа, рН-метр, весовая, установка для титрования, дистиллятор, лабораторная посуда, реактивы.