Рабочая программа дисциплины дисциплина органическая химия укрупненная группа
| Вид материала | Рабочая программа |
- Рабочая программа дисциплины органическая химия, 654.51kb.
- Рабочая программа по дисциплине ен. Ф. 04 «Органическая химия», 422.49kb.
- Рабочая программа по дисциплине ен. Ф. 04 «Органическая химия», 320.1kb.
- Рабочая программа дисциплины (модуля) «математический анализ», 424.74kb.
- Рабочая программа по дисциплине ен ф06 Органическая химия для специальности 240302, 369.92kb.
- Рабочая программа дисциплины (модуля) «Уравнения математической физики», 266.58kb.
- Рабочая программа по дисциплине «органическая химия» для направления 020100-Химия (цикл, 697.58kb.
- Рабочая программа дисциплины (модуля) «Линейная алгебра и аналитическая геометрия», 275.82kb.
- Рабочая программа дисциплины дисциплина в. Дв. 2 Некорректные задачи Укрупненная группа, 616.95kb.
- Рабочая программа дисциплины дисциплина в. Од. 3 Теория и методы решения нелинейных, 669.72kb.
Министерство образования и науки РФ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Сибирский федеральный университет»
УТВЕРЖДАЮ
Проректор-директор ИФП
_____________/ В.М. Журавлев /
« ___ » __________ 2011 г.
Согласовано:
Директор ИЦМиМ
_____________/В.М.Денисов/
«_____»________2011 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
Дисциплина ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
Укрупненная группа
150000 “Металлургия, машиностроение и материалообработка”
Направление 150400.62 "Металлургия"
Профиль подготовки
150400.62.00.04 “ Литейное производство черных и цветных металлов”
Институт Фундаментальной подготовки (ИФП)
Кафедра химии
Красноярск
2011
РАБОЧАЯ программа дисциплины
составлена в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по укрупненной группе 150000 «Металлургия, машиностроение и материалообработка», направление 150400.62 "Металлургия",
профиль подготовки 150400.62.00.04 “Литейное производство черных и цветных металлов”
Программу составили____доцент, к.т.н.________________ / Н.М.Вострикова
доцент, к.т.н. _____________ / И.В.Дубова
Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры химии
«______» _________________ 2011г. протокол № _______
Заведующий кафедрой ______________________/А.Г.Аншиц
(фамилия, и. о., подпись)
Программа согласована:
Зав.кафедрой ЛП, проф., докт.техн.наук _________________/ С.В.Беляев /
Рабочая программа обсуждена на заседании НМСИ _____________
__________________________________________________________________
«______» __________________ 201___ г. протокол № _____________
Председатель НМСИ __________________________________________
(фамилия и. о., подпись)
Дополнения и изменения в учебной программе на 201 __/201__ учебный год.
В рабочую программу вносятся следующие изменения: _____________
____________________________________________________________________________________________________________________________________
Рабочая программа пересмотрена и одобрена на заседании кафедры _______
«____» _____________ 201__г. протокол № ________
Заведующий кафедрой ______________________________________________
(фамилия, и.о., подпись)
Внесенные изменения утверждаю:
Директор ___________________________________________ В.М.Журавлев
(фамилия, и. о., подпись)
1.1 Цель преподавания дисциплины
Целью преподавания дисциплины “Химия” является обеспечение фундаментальной подготовки бакалавров по теоретическим вопросам химии на основе усвоения основных законов, закономерностей протекания химических процессов, экспериментальных методов науки.
Настоящая программа рассчитана на 4З.Е. (144 ч.) трудоемкости. Календарные планы, составляемые на основе данной программы, должны быть ориентированы на объем часов, установленный Советом вуза на основании соответствующего Федерального государственного образовательного стандарта.
1.2 Задачи изучения дисциплины
Задачами изучения дисциплины является
развитие общекультурных компетенций (ОК):
-владеть культурой мышления, обобщать и анализировать информацию, поставить цель и выбрать пути ее достижения (ОК-1);
-логически верно, аргументировано и ясно строить устную и письменную речь (ОК-2)
-использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-6);
-владеть основными методами защиты производственного персонала и населения от возможных последствий аварий, катастроф, стихийных бедствий (ОК-7);
-владеть основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации (ОК-10);
-использовать компьютер, как средство управления информацией (ОК-11);
-работать с информацией в глобальных компьютерных сетях (ОК-12);
-оформлять, представлять и докладывать результаты выполненной работы (ОК-13);
формирование профессиональных компетенций (ПК):
-уметь использовать фундаментальные общеинженерные знания (ПК-1);
-уметь сочетать теорию и практику для решения инженерных задач (ПК-4);
-уметь применять в практической деятельности принципы рационального использования природных ресурсов и защиты окружающей среды (ПК-5);
-способность к анализу и синтезу (ПК-18);
-способность выбирать методы исследования, планировать и проводить необходимые эксперименты, интерпретировать результаты и делать выводы (ПК-19);
-способность использовать физико-математический аппарат для решения задач, возникающих в ходе профессиональной деятельности (ПК-20);
-способность использовать основные понятия, законы и модели термодинамики, химической кинетики, переноса тепла и массы (ПК-21);
-способность выбирать и применять соответствующие методы моделирования физических, химических и технологических процессов (ПК-22);
-способность использовать стандартные программные средства при проектировании (ПК-24);
Формирование общекультурных (ОК-1, ОК-2, ОК-6, ОК-7, ОК-10, ОК-11, ОК-12, ОК- 13) и профессиональных компетенций (ПК-1,ПК-4, ПК-5, ПК-18-22, ПК-24) осуществляется через:
- знание основных законов химии, закономерностей протекания химических процессов;
- умения в проведении лабораторных исследований;
- умения интерпретировать результаты химического эксперимента и делать выводы;
- умения применять теоретические знания в практике;
- умения записывать уравнения реакций различных химических процессов, решать типовые задачи, строить графики;
-умения проводить стехиометрические расчеты химических процессов;
- умения осуществлять поиск с помощью информационных технологий;
-самостоятельное приобретение новых знаний и умений с помощью информационных технологий и использовать их в практической деятельности.
1.3 Межпредметная связь
Данный курс базируется на школьных знаниях курса химии (классы неорганических соединений, теории электролитической диссоциации, строении атома), физики (газовые законы, строение атома, электричество, магнетизм, элементы зонной теории твердого тела) и математики (уравнения и система уравнений, действие со степенями и корнями, средние величины, натуральные и десятичные логарифмы, пропорциональность, функции и графики их). Материал изучаемой дисциплины является основой для изучения последующих дисциплин, таких как органическая химия, физическая химия, экология, физико-химические методы анализа, а также ряда дисциплин по профилю будущей специальности: материаловедение, безопасность жизнедеятельности, металлургическая теплотехника, металлургические технологии и др.
2 Объем дисциплины и виды учебной работы
Направление: Направление 150400.62 "Металлургия" (квалификация “Бакалавр”), профиль подготовки 150400.62.00.04 “Литейное производство черных и цветных металлов”
Таблица 2.1
-
Вид учебной работы
Семестр
2
1
Общая трудоемкость дисциплины
4(144)
Аудиторные занятия:
1,5 (54)
Лекции
0,5 (18)
лабораторные работы (ЛР)
0,5 (18)
практические занятия (ПЗ)
0,5 (18)
Самостоятельная работа:
1,5 (54)
изучение теоретического курса (ТО)
0,67 (24)
выполнение и защита домашних заданий (ДЗ)
0,42 (15)
подготовка к лабораторным работам
0,42 (15)
Вид итогового контроля – экзамен
1 (36)
3 Содержание дисциплины
3.1 Разделы дисциплины и виды занятий в часах
(тематический план занятий)
Таблица 3.1
| № модуля п/п | Модули и разделы дисциплины | Лекции зачетные единицы (часы) | ЛР зачетные единицы (часы) | ПЗ зачетных единиц (часов | Самостоятельная работа зачетные единицы (часы) | Формируемые компетенции |
| 1 | 2 | 3 | 4 | | 5 | 6 |
| 1 | Углеводороды | 0,11 (4) | 0,11 (4) | 0,11 (4) | 0,33(12) | ОК-1 ОК-2 ОК-6 ОК-7 ОК-10 ОК-11 ОК-12 ОК-13 ПК-1 ПК-4 ПК-5 ПК-18- ПК-19 ПК-20 ПК-21 ПК 22 ПК-24 |
| 12.Основные положения органической химии | | | | | ||
| 13.Углеводороды | | | | | ||
| 2 | Кислородсодержащие органические соединения | 0,17(6) | 0,16(6) | 0,17(6) | 0,44(16) | |
| 14.Спирты и фенолы | | | | | ||
| 15.Карбонильные соединения | | | | | ||
| 16.Карбоксильные соединения | | | | | ||
| 3 | Элементоорганические соединений | 0,17(6) | 0,11 (4) | 0,17(6) | 0,33(12) | |
| 17.Азотсодержащие органические соединения | | | | | ||
| 18.Серосодержащие органические соединений | | | | | ||
| 4 | Высокомолекулярные органические соединения | 0,05 (2) | 0,11 (4) | 0,05 (2) | 0,33(12) | |
| 19. Высокомолекулярные органические соединения | | | | | ||
| | ИТОГО: | 0,5 (18) | 0,5 (18) | 0,5 (18) | 1,5 (54) | |
3.2 Содержание разделов и тем лекционного курса
МОДУЛЬ 1 Углеводороды
Объем: аудиторной работы 0,11(4 час.); самостоятельной работы 0,33 (12 час.)
1.Основные положения органической химии. Предмет органической химии. Теория А.М.Бутлерова о строении химических соединений. Особенности электронного строения атома углерода. Явление изомерии в органической химии. Виды изомерии. Взаимное влияние атомов в молекуле. Индуктивный эффект. Мезомерный эффект. Электронодонорные и электроноакцепторные заместители.∗
Классификация органических соединений. Гомологический ряд. Номенклатура органических соединений: тривиальная, рациональная, систематическая.
Классификация органических реакций: замещения, присоединения, отщепления, перегруппировки. Два способа разрыва ковалентной связи в молекулах органических соединений: радикальный и ионный. Гомолитические и гетеролитические процессы
2. Углеводороды. Алканы (углеводороды с одинарной связью). Строение алканов. Гомологический ряд. Номенклатура: рациональная и систематическая. Физические свойства. Нахождение в природе и получение. Нефть. Состав нефти и нахождение ее в природе. Продукты переработки нефти и их применение. Природные газы. Методы получения.∗
Химические свойства: реакции замещения атома водорода в алканах (галогенирование, сульфирование, нитрование).
Алкены (углеводороды с двойной связью). Строение алкенов. Гомологический ряд. Номенклатура: рациональная и систематическая. Физические свойства.∗ Способы получения (дегалогенирование, дегидрирование, дегидратация и др.). Основные химические свойства – реакции электрофильного присоединения: гидрирование, гидратации, гидрогалогенирования, галогенирования. Механизм электрофильного присоединения. Электрофильное присоединение к несимметричным алкенам (правило В.В. Марковникова). Окисление алкенов.
Диеновые углеводороды (углеводороды с двумя двойными связями). Строение диеновых углеводородов с кумулированными, сопряженными и изолированными двойными связями. Номенклатура: рациональная и систематическая. Физические свойства. Способы получения.∗
Химические свойства сопряженных диенов. Электрофильное присоединение.
Алкины (углеводороды с тройной связью). Строение. Гомологический ряд. Номенклатура: рациональная и систематическая. Физические свойства. Методы синтеза. Ацетилен и его практическое применение.∗
Химические свойства алкинов – реакции присоединения по механизмам: электрофильному, нуклеофильному, радикальному. Кислотные свойства алкинов с концевой тройной связью.
Алициклические углеводороды (циклоалканы, циклоалкены). Классификация и номенклатура. Строение, изомерия. Цис-транс изомерия. Способы получения.∗ Химические свойства – реакции замещения атома водорода и реакции электрофильного присоединения по двойной связи.
Ароматические соединения. Бензол и его строение. Номенклатура и изомерия гомологов бензола. Получение бензола. ∗ Синтез гомологов бензола реакцией Вюрца – Фитига и Фриделя – Крафтса. Физические и химические свойства. Механизм электрофильного замещения атома водорода.
Полимеризация (радикальная, катионная и анионная) углеводородов с кратными связями. Экологические последствия получения и использование углеводородов.
МОДУЛЬ 2 Кислородсодержащие органические соединения
Объем: аудиторной работы 0,17(6 час.); самостоятельной работы 0,44(16 час.)
3. Спирты и фенолы. Предельные одноатомные спирты. Функциональная гидроксигруппа, ее электронное строение. Гомологический ряд. Изомерия. Строение. Номенклатура: рациональная и систематическая. Физические свойства.∗ Простейшие представители одноатомных спиртов: метанол, этанол. Их применение и промышленный синтез. Основные способы получения: гидратация алкенов, взаимодействие галогенпроизводных углеводородов со щелочью, восстановление карбонильных соединений: альдегидов, кетонов. Химические свойства. Реакции замещения водорода, входящего в состав гидроксильной группы спиртов: взаимодействие с щелочными металлами, спиртами, карбоновыми кислотами. Реакции ионного замещения функциональной группы спиртов: взаимодействие с галогеноводородами, дегидратация спиртов.
Простейшие представители одноатомных спиртов: метанол, этанол. Их применение и промышленный синтез. Генетическая связь между углеводородами и спиртами.∗
Многоатомные спирты и их строение. ∗ Особенности свойств многоатомных спиртов. Качественная реакция на многоатомные спирты (взаимодействие с гидроксидом меди (II)).
Простейшие представители многоатомных спиртов: этиленгликоль и глицерин. Их применение и промышленный синтез.∗
Ароматические спирты и фенолы. Строение. Изомерия и номенклатура.∗ Способы получения (нуклеофильное замещение сульфогруппы, атомов хлора и брома). Механизм нуклеофильного замещения в ароматическом цикле.
Сравнительные кислотные свойства фенолов и спиртов. Влияние ЭД и ЭА заместителей в углеводородном радикале на кислотные свойства спиртов и фенолов. ∗
Основность и нуклеофильность спиртов и фенолов. Нуклеофильное замещение гидроксигруппы. Качественные реакции фенолов (взаимодействие с хлоридом железа (III), бромной водой). Окисление фенолов до фенокси-радикалов. Получение и свойства хинонов. Реакции на ароматическое кольцо: галогенирование, нитрование и сульфирование.
4. Карбонильные соединения. Строение карбонильной группы. Гомологический ряд. Изомерия и номенклатура. Физические свойства алифатические и ароматические альдегидов и кетонов. Основные способы получения (окисление спиртов, нуклеофильное замещение галогенпроизводных, пиролиз кальциевых солей карбоновых кислот, восстановление карбоксильной группы и др.)∗.
Химические свойства. Реакции нуклеофильного присоединения аммиака и аминов, нитрильной группы, бисульфита натрия. Реакции альдольной и кротоновой конденсаций.
Окислительно-восстановительные реакции (реакция серебряного зеркала). Циклизация формальдегида. Качественные реакции на альдегиды (взаимодействие с аммиачным раствором оксида серебра, гидроксидом меди (II)).∗
5. Карбоксильные соединения. Карбоновые кислоты алифатического и ароматического ряда. Геометрическое и электронное строение карбоксильной группы. Влияние природы заместителей в углеводородном радикале на кислотные свойства карбоксильной группы.
Гомологический ряд. Изомерия и номенклатура. Физические свойства. Основные способы получения карбоновых кислот (гидролиз тригалогенпроизводных углеводородов, нитрильный синтез, оксосинтез).∗
Химические свойства. Реакции по связи О–Н. Нуклеофильное замещение гидроксигруппы (получение галогенангидридов, ангидридов, амидов). Реакции на радикал (галогенирование, нитрование, сульфирование).
Важнейшие представители карбоновых кислот: муравьиная, уксусная, пальмитиновая, стеаринования, акриловая, олеиновая, линолевая, линоленовая. Мыла как соли высших карбоновых кислот.∗
Двухосновные карбоновые кислоты. Изменение кислотных свойств от длины углеводородного радикала. Декарбоксилирование. Синтезы через ацетоуксусный и малоновый эфиры. Непредельные одноосновные кислоты. Цис-, транс- изомерия.
Галогензамещенные карбоновые кислоты, способы получения, свойства. Применение карбоновых кислот и их производных. Понятие о синтетических моющих средствах (СМС).
Сложные эфиры. Жиры. Сложные эфиры органических и минеральных кислот. Строение и способы получения (реакция этерификации). Химические свойства. Кислотный и щелочной гидролиз сложных эфиров.∗
Жиры. Строение и свойства. Высшие карбоновые кислоты, входящие в состав природных жиров: пальмитиновая, олеиновая, стеариновая. Физические и химические свойства: гидролиз, окисление, реакции гидрогенизации. Применение жиров.∗
Углеводы. Краткая характеристика. Моно-, ди- и полисахариды. Основные химические свойства. Клетчатка, крахмал, декстрины, свойства водных растворов полисахаридов.∗ Медно-аммиачные растворы целлюлозы. Производные целлюлозы: оксиметилцеллюлоза , метилцеллюлоза, карбоксиметилцеллюлоза, сульфаты целлюлозы, этансульфонаты целлюлозы. Понятие о степени полимеризации и степени замещения. Применение.