Geum.ru

Львова Елена Михайловна к Х. н., доцент учебно-методический комплекс

Вид материалаУчебно-методический комплекс

Содержание


4. Содержание курса
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6   7   8

4. Содержание курса



Тема 1. Основные понятия и законы химии

Атомно-молекулярное учение. Современная система атомных масс. Изотопный состав элементов. Простые и сложные вещества. Молекулярная масса. Индивидуальные вещества и их смеси. Стехиометрия химических реакций. Стехиометрические законы. Моль – единица количества вещества. Эквивалент. Закон эквивалентов. Газовые законы.

Современная номенклатура неорганических веществ. Химические элементы. Простые вещества. Ионы. Классы химических соединений.

Тема 2. Строение и свойства атомов химических элементов

Строения атома. Строение атомного ядра. Двойственная природа электрона. Квантовые числа, их физический смысл. Многоэлектронные атомы.

Последовательность заполнения уровней и подуровней электронами. Правило Клечковского. Принцип Паули. Правило Хунда. Способы записи электронных конфигураций атомов и ионов. . S-, p-, d-, и f- элементы.

Тема 3. Периодический закон и периодическая система элементов Д.И. Менделеева

История открытия периодического закона. Периодическая таблица Д.И.Менделеева. Структура периодической системы: периоды, группы, подгруппы. Особенность электронного строения атомов элементов главных и побочных подгрупп. Энергия ионизации атомов, сродство к электрону. Понятие об электроотрицательности. Степень окисления.

Связь строения атома элемента с положением последнего в периодической таблице. Щелочные металлы. Щелочно-земельные металлы. Переходные металлы. Галогены, халькогены. Благородные газы.

Изменение свойств элементов в периодической системе (вертикальная, горизонтальная периодичность, диагональное сродство).

Тема 4. Химическая связь и строение молекул. Методы валентных связей и молекулярных орбиталей. Межмолекулярное взаимодействие.

Причина химического взаимодействия веществ. Основные виды химической связи. Характеристика ковалентной связи. Направленность и насыщаемость. Механизмы образования ковалентной связи (донорно-акцепторной, дативный).

Метод валентных связей. Основные положения метода. Схема перекрывания атомных орбиталей при образовании связей в молекулах. Метод молекулярных орбиталей.

Образование кратных связей. Сигма - и пи- связи, их особенности. Гибридизация орбиталей.

Ионная связь как предельный случай ковалентной связи. Ненаправленность и ненасыщаемость ионной связи. Электростатическое взаимодействие ионов.

Межмолекулярное взаимодействие. Природа межмолекулярных сил. Водородная связь. Влияние водородной связи на свойства веществ (кипение, плавление, степень диссоциации и др.)

Тема 5. Комплексные соединения. Химическая связь в комплексных соединениях.

Природа химической связи в комплексных соединениях. Структура и свойства комплексных соединений. Комплексообразователь, лиганды, координационное число. Классификация комплексов (анионные, катионные, нейтральные).

Изомерия комплексов. Номенклатура комплексных соединений. Роль комплексных соединений в природе и технике.

Тема 6. Элементы химической термодинамики. Закон Гесса.

Элементы химической термодинамики. Внутренняя энергия и энтальпия, их физический смысл. Тепловые эффекты химических реакций. Эндо- и экзотермические реакции. Термохимические уравнения. Стандартные энтальпии образования веществ. Закон Гесса и его следствия.

Понятие об энтропии. Условия самопроизвольного протекания и равновесия химических реакций. Энергия Гиббса.

Тема 7. Химическая кинетика и химическое равновесие. Принцип Ле-Шателье. Основы катализа.

Понятие скорости химической реакции. Зависимость скорости химической реакции от концентрации реагирующих веществ, температуры, наличия катализатора. Закон действующих масс для гомогенных и гетерогенных процессов. Гомогенный и гетерогенный катализ. Механизм действия катализаторов. Ингибиторы. Ферменты.

Обратимые и необратимые реакции. Химическое равновесие в гомогенных и гетерогенных процессах. Константа равновесия. Смещение химического равновесия. Принцип Ле-Шателье. Влияние температуры, давления и концентрации реагентов на состояние химического равновесия.

Тема 8. Агрегатное состояние вещества. Химические системы. Параметры химических систем.

Физическое состояние вещества. Химические системы. Гомогенные и гетерогенные системы. Параметры и условия. Температура, давление, концентрация. Стандартные (нормальные) условия.

Газообразное состояние вещества. Идеальные и реальные газы. Законы идеальных газов.

Жидкое состояние вещества. Дисперсные системы и растворы. Давление насыщенных паров. Парциальное давление. Кипение жидкости, температура кипения.

Твердые вещества. Кристаллическое и аморфное состояние. Кристаллические структуры. Виды кристаллов. Металлические кристаллы и связь.

Тема 9. Растворы и их свойства. Способы выражения концентрации растворов.

Образование растворов. Растворимость веществ. Насыщенные, ненасыщенные и пересыщенные растворы. Давление пара раствора. Идеальные и реальные растворы. Общие свойства растворов. Закон Рауля. Температуры замерзания и кипения растворов. Осмос. Закон распределения.

Способы выражения концентрации растворов. Процентная концентрация. Молярная, нормальная и моляльная концентрации растворов. Титр. Концентрационные расчеты.

Тема 10. Теория электролитической диссоциации. Растворы электролитов и их свойства. Закон разбавления Оствальда. Произведение растворимости. Водородный показатель. Гидролиз солей.

Растворы электролитов. Теория электролитической диссоциации. Степень диссоциации слабого электролита. Константа диссоциации. Закон разбавления Оствальда. Ступенчатая диссоциация слабых электролитов. Влияние одноимённых ионов на равновесие в системе.

Сильные электролиты, характерные особенности их свойств. Ионная сила растворов и коэффициент активности. Механизм реакций обмена в растворах электролитов.

Гидролиз солей. Ступенчатый гидролиз. Полный гидролиз. Усиление и подавление гидролиза. Необратимый гидролиз.

Буферные растворы. Сущность буферного действия. Применение буферных растворов.

Произведение растворимости (ПР). Водородный показатель. Кислотность среды.

Тема 11. Окислительно-восстановительные реакции. Стандартные электродные потенциалы. Гальванические элементы. Электролиз.

Понятие о степени окисления. Важнейшие окислители и восстановители. Процессы окисления и восстановления. Изменения окислительно-восстановительных свойств элементов и их соединений в зависимости от положения элементов в Периодической системе. Классификация реакций окисления-восстановления (межмолекулярные, внутримолекулярные, диспропорционирования). Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций.

Электродные потенциалаы. Электролиз растворов и расплавов электролитов. Анодное окисление и катодное восстановление. Применение электролиза. Химические источники тока. Гальванические элементы. Аккумуляторы.

Тема 12. Классы неорганических соединений. Общая характеристика химических элементов и их соединений.

Простые и сложные соединения. Бинарные соединения. Важнейшие классы неорганических соединений. Получение и свойства оксидов. Неорганические и органические кислоты. Неорганические и органические основания. Соли. Способы получения солей. Генетическая связь между классами неорганических соединений.

Тема 13. Простые вещества, их свойства и получение. Нахождение в природе. Металлы и неметаллы. Коррозия и защита металлов.

Простые вещества, распространенность в природе, способы получения. s-, p- и d- металлы и их соединения. Общая характеристика металлов. Физические свойства. Нахождение в природе. Получение. Химические свойства. Переходные металлы и их соединения. Сплавы.

Галогены. Общая характеристика галогенов. Способы получения. Электронная структура атомов. Химические свойства. Аналитические реакции галогенид-ионов.

Сера и её соединения. Общая характеристика. Способы получения. Электронная структура атомов. Сероводород и сульфиды металлов. Восстановительные свойства сероводорода. Кислородные соединения серы. Серная кислота. Аналитические реакции сульфид-, сульфат-, сульфит- ионов.

Азот, аммиак и соли аммония. Способы получения. Некоторые соединения азота с кислородом. Азотистая и азотные кислоты. Аналитические реакции нитрат- и нитрит- ионов.

Фосфор. Характеристика основных соединений фосфора. Аналитические реакции фосфат- ионов.

Минеральные удобрения. Состав. Свойства.

Вода. Строение, свойства. Жёсткость воды. Способ устранения жёсткости.

Основные виды коррозии металлов. Сущность электрохимической коррозии. Способы защиты металлов от коррозии (металлические покрытия: анодное и катодное, протекторная защита, обработка агрессивной среды и др.).

Тема 14. Реакционная способность веществ. Химическая идентификация и анализ веществ.

Предмет аналитической химии. Типы химических реакций и процессов в аналитической химии. Методы обнаружения и идентификации. Аналитическая классификация ионов. Систематический и дробный анализ. Групповой реактив. Реакции маскирования мешающих ионов. Реакции обнаружения катионов. Реакции обнаружения анионов.

Классификация методов количественного анализа. Общая характеристика гравиметрии и титриметрии. Их преимущества и недостатки.

Физико-химические методы анализа.

Тема 15. Теоретические представления в органической химии. Классы органических соединений

Краткие сведения о развитии теоретических представлений в органической химии. Теория химического строения органических соединений А.М. Бутлерова.

Электронные представления в органической химии. Валентные состояния атома углерода.

Явление изомерии органических соединений. Понятие о пространственном строении органических молекул. Оптическая изомерия.

Взаимное влияние атомов в органической молекуле. Индуктивный эффект. Мезомерный эффект (эффект сопряжения).

Типы химических связей. Классификация органических реакций и их механизмы. Промежуточные активные частицы.

Классификация органических соединений. Важнейшие классы органических соединений. Функциональные группы органических соединений.

Тема 16. Углеводороды. Природные источники углеводородов. Состав и свойства органического топлива. Нефтяные масла, охлаждающие и гидравлические жидкости.

Алканы. Гомологический ряд предельных углеводородов. Общая формула. Изомерия. Номенклатура предельных углеводородов. Алкильные радикалы. Способы получения алканов. Физические и химические свойства алканов.

Алкены. Гомологический ряд этиленовых углеводородов. Изомерия: структурная и пространственная (цис-, транс- изомерия). Номенклатура. Способы получения. Физические и хмические свойства. Правило Марковникова. Отдельные представители, их применение.

Алкины. Общая формула. Изомерия и номенклатура. Физические и химические свойства. Отдельные представители. Ацетилен.

Алкадиены. Классификация алкадиенов. Номенклатура. Углеводороды с сопряженными двойными связями. Физические свойства. Особенности химического поведения алкадиенов с сопряженными двойными связями. Получение алкадиенов. Способы получения дивинила и изопрена. Синтез на основе диеновых углеводородов. Каучук.

Ароматические углеводороды. Гомологический ряд бензола. Номенклатура и изомерия. Физические и химические свойства бензола и его гомологов. Правила замещения в бензольном ядре.

Толуол, ксилолы, кумол, стирол. Понятие о многоядерных ароматических углеводородах с конденсированными и неконденсированными ядрами.

Нафталин, его строение. Замещения в ряду нафталина.

Антрацен и антрахинон. Понятие об ароматических красителях.

Нефть, природный и попутный газ, уголь как природные источники углеводородов. Основные процессы переработки нефти, газа и угля. Характеристика продуктов переработки. Фракционный состав углеводородного топлива. Октановое число бензина.

Нефтяные смазочные материалы, их свойства, получение. Присадки к маслам. Охлаждающие и гидравлические жидкости на основе нефтепродуктов.

Тема 17. Кислородсодержащие органические соединения (спирты, альдегиды, кетоны, карбоновые кислоты, эфиры). Жиры. Масла.

Классификация спиртов.

Одноатомные спирты. Классификация. Изомерия. Понятие о первичных, вторичных и третичных спиртах. Номенклатура спиртов. Способы получения спиртов. Физические свойства. Водородная связь, ее влияние на температуру кипения и растворимость спиртов. Химические свойства. Образование простых и сложных эфиров.

Многоатомные спирты. Классификация. Двухатомные спирты (гликоли). Методы получения. Физические свойства. Особенности химических свойств. Этиленгликоль. Получение и применение.

Глицерин как представитель трехатомных спиртов. Получение. Физические свойства глицерина. Химические свойства: образование глицератов, галогенгидринов, сложных эфиров, дегидратация, окисление. Нитроглицерин. Применение глицерина в промышленности.

Фенолы. Изомерия и номенклатура. Выделение фенолов из каменноугольной смолы. Получение кумольным способом. Физические и химические свойства. Применение.

Строение, изомерия и номенклатура альдегидов и кетонов. Получение альдегидов и кетонов. Физические и химические свойства. Качественные реакции на альдегидную группу: реакция серебряного зеркала, восстановление фелинговой жидкости. Использование альдегидов для синтеза полимерных материалов.

Карбоновые кислоты и их производные. Классификация карбоновых кислот.

Одноосновные кислоты. Изомерия. Номенклатура. Способы получения кислот. Физические и химические свойства. Сила кислот. Получение и свойства функциональных производных кислот: галогенангидридов, ангидридов, сложных эфиров, амидов и нитрилов. Механизм реакции этерификации.

Высшие жирные кислоты. Жиры и масла. Строение, классификация. Состав природных жиров и масел. Получение. Физические и химические свойства. Гидролиз жиров. Окисление. Гидрогенизация.

Предельные двухосновные кислоты. Их химические свойства.

Адипиновая кислота. Терефталевая кислота.

Непредельные одноосновные кислоты – акриловая и метакриловая. Сложные эфиры акриловой и метакриловой кислот. Акрилонитрил.

Производные угольной кислоты. Фосген. Мочевина.

Тема 18. Поверхностно-активные вещества (ПАВ) и синтетические моющие средства (СМС). Мыла.

Классификация поверхностно-активных веществ. Механизм действия. Анионоактивные и катионоактивные ПАВ. Мыла. Алкилсульфонаты. Сульфонолы. Получение. Неионогенные и амфолитные ПАВ. Активные добавки.

Тема 19. Углеводы . Нахождение в природе. Биологическая роль. Получение и применение в промышленных технологиях

Классификация углеводов. Распространение углеводов в природе и их практическое значение. Моносахариды. Классификация. Стереохимия моносахаридов. D- и L-ряды моносахаридов. Глюкоза как представитель моносахаридов (моноз). Открытая и циклическая (полуацетальная) форма глюкозы.

Фруктоза как представитель кетогексоз, ее строение. Химические свойства моносахаридов.

Дисахариды: мальтоза, целлобиоза и сахароза. Образование дисахаридов при неполном гидролизе крахмала и целлюлозы.

Полисахариды: крахмал и целлюлоза. Распространение в природе. Продукты гидролиза крахмала. Применение крахмала и декстринов в промышленности. Целлюлоза как основа растительного мира. Строение. Применение в промышленных технологиях. Ацетатное волокно.

Тема 20. Азотсодержащие органические соединения. Аминокислоты. Белки. Биологическая роль белков.

Нитросоединения. Общая формула. Строение нитрогруппы. Получение нитросоединений. Физические и химические свойства нитросоединений.

Амины. Строение, изомерия, классификация. Первичные, вторичные и третичные амины. Получение аминов. Значение реакции Зинина для развития анилинокрасочной промышленности. Физические и химические свойства аминов.

Азосоединения.

Производные изоциановой кислоты. Изоцианаты. Получение уретанов.

Азотсодержащие гетероциклические соединения. Индол. Пиридин. Винилпиридины и их полимеризация. Понятие об активных красителях.

Аминокислоты. Классификация и номенклатура. Получение аминокислот. Физические и химические свойства. Полипептиды.

Белки. Биологическое значение и функции белков. Структура белков. Химические свойства. Денатурация. Гидролиз. Биологическая роль. Белки как компонент пищи.

Тема 21. Органические красители.

Классификация красителей. Красители и пигменты. Связь между химическим строением органического вещества и его цветом. Основные группы органических красителей. Азокрасители. Арилметановые красители. Антрахиноновые, индигоидные, фталоцианиновые красители.

Тема 22. Высокомолекулярные соединения и полимерные материалы на их основе

Высокомолекулярные соединения, их роль в природе. Значение природных и синтетических высокомолекулярных соединений.

Классификация высокомолекулярных соединений.

Реакции полимеризации и поликонденсации. Строение полимеров, их агрегатные и фазовые состояния. Аморфные полимеры. Пластификация полимеров. Химические превращения полимеров.

Отдельные представители высокомолекулярных соединений, их свойства.

Полиэтилен. Полипропилен. Поливинилхлорид. Перхлорвинил. Натуральные и синтетические каучуки. Фенолформальдегидные смолы. Аминосмолы. Полиакрилаты. Химические волокна.