Рабочая программа дисциплины дисциплина б. 4 Химия, (в том числе 1 Неорганическая химия) (индекс и наименование дисциплины в соответствии с фгос впо и учебным планом
| Вид материала | Рабочая программа |
- Рабочая программа дисциплины дисциплина С. 2 Математика индекс и наименование дисциплины, 960.9kb.
- Программа дисциплины опд. Ф. 01 Неорганическая химия для студентов специальности 020101, 373.27kb.
- Рабочая программа дисциплина ‹‹Неорганическая химия›› опд. Ф. 02 Специальность 020101, 343.5kb.
- Примерная программа наименование дисциплины неорганическая химия рекомендуется для, 263.82kb.
- Рабочая программа дисциплины (модуля) «математический анализ», 424.74kb.
- Рабочая программа дисциплины (модуля) «Уравнения математической физики», 266.58kb.
- Рабочая программа дисциплины (модуля) «Линейная алгебра и аналитическая геометрия», 275.82kb.
- Программа дисциплины опд ф. 12. Методика преподавания химии для студентов специальности, 140.35kb.
- Примерная программа наименование дисциплины «Неорганическая и аналитическая химия», 341.23kb.
- Программа дисциплины дс методы разделения и концентрирования Форма обучения: дневная, 179.32kb.
Министерство образования и науки РФ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Сибирский федеральный университет»
УТВЕРЖДАЮ
Проректор-директор института
фундаментальной подготовки
_____________/ В.М. Журавлев /
Согласовано:
Директор ИГДиГ
____________ /В.А. Макаров/
« ___ » марта 2011 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
Дисциплина С2.Б.4 ХИМИЯ, (в том числе С2.Б4.1 Неорганическая химия)
(индекс и наименование дисциплины в соответствии с ФГОС ВПО и учебным планом)
Укрупненная группа 130000 Геология, разведка и разработка месторождений полезных ископаемых
Специальность 130101.65 Прикладная геология
Специализация
130101.65.01 Геологическая съемка, поиски и разведка твердых полезных ископаемых;
130302.65.02 Поиски и разведка подземных вод и инженерно-геологические изыскания 130304.65.03 Геология нефти и газа
130306.65.04 Прикладная геохимия, петрология, минералогия;
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 130000 Геология, разведка и разработка месторождений полезных ископаемых; Специальность 130101.65 Прикладная геология Специализации:
130101.65.01 Геологическая съемка, поиски и разведка твердых полезных ископаемых;
130302.65.02 Поиски и разведка подземных вод и инженерно-геологические изыскания.
130304.65.03 Геология нефти и газа.
130306.65.04 Прикладная геохимия, петрология, минералогия.
Программу составили____доцент, к.т.н. /Вострикова Н.М.
(должность, фамилия, и. о., подпись)
Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры химии
«______» _________________ 2011г. протокол № _______
Заведующий кафедрой ______________________/А.Г.Аншинц_
(фамилия, и. о., подпись)
Программа согласована:
«______» _________________ 2011г. протокол № _______
Заведующий кафедрой ГМиМГ______________________/В.А.Макаров
«______» _________________ 2011г. протокол № _______
Заведующий кафедрой ГМиП______________________/ А.М.Сазонов
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)
Примечание: Изменения в программе можно указывать в отдельном приложении.
1 Цели и задачи изучения дисциплины
1.1 Цель преподавания дисциплины
Целью изучения дисциплины является обеспечение фундаментальной химической подготовки на основе овладения теоретическими основами химии, способствующие формированию мировоззрения современного специалиста и обеспечивающего его общекультурное развитие.
Сформировать знания основных понятий и законов химии, свойств важнейших веществ, окружающих человека в повседневной жизни, природе, промышленности, понимание сути химических превращений, умений применять полученные знания в образовательном процессе при решении профессиональных задач.
Настоящая программа рассчитана на 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
Задачи изучения дисциплины является развитие общекультурных (ОК-1, 2,3,4) и формирование составляющих общепрофессиональных компетенций (ПК-,21, 23) через:
- усвоение основных законов химии, закономерностей протекания химических процессов;
- приобретение навыков в проведении лабораторных исследований;
- умения интерпретировать результаты химического эксперимента и делать выводы;
- умения применять теоретические знания в практике;
- владение химическим языком науки (записывать уравнения реакций различных химических процессов, решать типовые задачи, строить графики);
-освоение стехиометрических расчетов химических процессов.
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 физическая химия, кристаллохимия, а также ряда дисциплин по профилю будущей специальности:
- общая геология,
- общая геохимия,
- изотопная геохимия,
- кристаллография минералогия.
2 Объем дисциплины и виды учебной работы
Таблица 2.1
-
Вид учебной работы
Всего зачетных единиц (часов)
1
2
Общая трудоемкость дисциплины
4 (144)
Аудиторные занятия:
1,9 (68)
Лекции
0,94(34)
лабораторные работы (ЛР)
0,94(34)
Самостоятельная работа:
1,1 (40)
изучение теоретического курса (ТО)
0,55(20)
выполнение и защита домашних заданий (ДЗ)
0,28 (10)
подготовка к лабораторным работам
0,17 (6)
промежуточный контроль
0,11(4)
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) | Самостоятельная работа зачетные единицы (часы) | Формируемые компетенции |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 1 | Строение вещества | 0,17(6) | 0,17(6) | 0,39(14) | ОК-1,2,3,4 ПК-21,23 |
| 1 Электронное строение атома. | | | | ||
| 2. Периодическая система элементов Д.И.Менделеева. | | | | ||
| 3. Химическая связь и строение молекул. | | | | ||
| 2 | Общие закономерности протекания химических реакций | 0,11 (4) | 0,17(6) | 0,11(4) | |
| | 4. Энергетика химических реакций. | | | | |
| 5. Химическая кинетика и равновесие. | | | | ||
| 3 | Растворы электролитов | 0,28 (10) | 0,44(16) | 0,5(18) | |
| | 6. Общая характеристика растворов | | | | |
| 7. Ионные равновесия в растворах | | | | ||
| 8. Окислительно-восстано-вительные реакции | | | | ||
| 4 | Химия элементов и их соединений | 0,39(14) | 0,17 (6) | 0,5 (18) | |
| | 9. Электрохимические процессы | | | | |
| | 10. Общие свойства металлов и их соединений | | | | |
| | ИТОГО ПО КУРСУ: | 0,94 (34) | 0,94 (34) | 1,11 (40) |
3.2 Содержание разделов и тем лекционного курса
МОДУЛЬ 1 Строение вещества
Объем: аудиторной работы 0,17 (6 часов); самостоятельной работы 0,39 (14 часов).
1. Электронное строение атома. Строение атома. Представление о корпускулярно - волновом дуализме микрочастиц (электрон – частица и волна). Квантовые числа (главное, орбитальное, магнитное, спиновое). Атомные орбитали s-, p-, d- и f- типа. Энергетические уровни электронов в одноэлектронном и многоэлектронном атомах. Принцип Паули, правило Хунда, принцип наименьшей энергии – как основа порядка заполнения атомных орбиталей. Основное и возбужденные состояния электронов в атоме.
2. Периодическая система элементов Д.И. Менделеева. Периодическая система элементов Д.И. Менделеева и электронное строение атомов. Периоды, группы, подгруппы и семейства элементов. Атомные и ионные радиусы, электроотрицательность, потенциал (энергия) ионизации, сродство к электрону и периодичность их изменения для различных элементов. Положение элемента в Периодической системе как его главная характеристика. Изменение кислотно-основных и окислительно-восстановительных свойств веществ.
Основные классы неорганических соединений. Представление о координационных (комплексных) соединениях: центральный атом (комплексообразователь), координационное число, лиганды, комплексный ион. Основные типы комплексных соединений. Номенклатура комплексных соединений.
3. Химическая связь и строение молекул. Типы и характеристики химической связи. Метод валентных связей (МВС): ковалентная связь, механизмы ее образования и основные характеристики. Валентность. Кратность связей, σ- и π- связи. Гибридизация атомных орбиталей. Форма электронных облаков и геометрия молекул. Донорно-акцепторный механизм образования ковалентной связи. Полярность молекул. Диполи. Нековалентные взаимодействия: ионная, межмолекулярная и водородная связи.
Природа химической связи в комплексных соединениях. Метод валентных связей (МВС). Влияние типа гибридизации орбиталей комплексообразователя на структуру и свойства комплексных ионов.
МОДУЛЬ 2 Общие закономерности протекания
химических реакций
Объем: аудиторной работы 0,11 (4 часа); самостоятельной работы 0,11 (4 часа)
4.Энергетика химических реакций. Тепловые эффекты химических процессов, экзо- , эндотермические реакции. Внутренняя энергия и энтальпия. Закон Гесса и его следствие. Изменение внутренней энергии и энтальпии при химических реакциях. Стандартные условия. Энтальпия образования. Энтропийный и энтальпийный факторы при определении направления химических реакций. Энергия Гиббса как мера реакционной способности.
5. Химическая кинетика и равновесие. Гомогенные и гетерогенные процессы. Скорость химических реакций. Факторы, влияющие на скорость. Катализаторы и каталитические системы. Химическое равновесие в гомогенных и гетерогенных системах. Принцип Ле Шателье.
МОДУЛЬ 4 Растворы электролитов
Объем: аудиторной работы 0,28 (10 часов); самостоятельной работы 0,5 (18 часов).
6. Общая характеристика растворов. Типы дисперсных систем. Способы выражения состава растворов. Растворение как физико-химический процесс. Разбавленные, концентрированные, ненасыщенные, насыщенные и пересыщенные растворы. Растворимость. Влияние природы связи в веществе и в растворителе на растворимость. Растворы неэлектролитов.
7. Ионные равновесия в растворах. Растворы электролитов. Сильные и слабые электролиты. Степень диссоциации. Константа диссоциации (ионизации) кислот и оснований. Поведение комплексных соединений в водных растворах. Устойчивость комплексных соединений в водных растворах. Константа нестойкости.
Ионное произведение воды. Водородный показатель. Обменные реакции в водных растворах. Кислотно-основные свойства соединений (теория электролитической диссоциации). Гидролиз солей. Произведение растворимости. Условия осаждения и растворения осадков.
8. Окислительно-восстановительные реакции. Окислитель, восстановитель, окисление, восстановление. Типы окислительно-восстановительных процессов: межмолекулярные, внутримолекулярные, диспропорционирование. Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций методами электронного баланса и полуреакций (ионно-электронный метод). Влияние кислотности среды на продукты окислительно-восстановительных
реакций.
Оценка термодинамической возможности протекания окислительно-восстановительных реакций по стандартным электродным потенциалам. Ряд напряжений металлов.
МОДУЛЬ 4 Химия элементов и их соединений
Объем: аудиторной работы 0,39 (14 часов); самостоятельной работы 0,5 (18 часов)
9. Электрохимические процессы. Гальванический элемент, электрод, электродный (окислительно-восстановительный) потенциал, электродвижущая сила (ЭДС) процесса, связь ее с энергией Гиббса. Уравнение Нернста. Коррозия металлов и сплавов: химическая, электрохимическая. Водородная и кислородная деполяризации. Способы защиты от коррозии. Электролиз расплавов и водных растворов электролитов. Законы Фарадея.
10. Общие свойства металлов и их соединений. Общая характеристика металлов. Металлическая связь. Зависимость свойств металлов от их положения в периодической системе элементов Д.И. Менделеева. Нахождение металлов в природе. Минералы и руды. Классификация минералов. Промышленные способы получения металлов: пирометаллургический, гидрометаллургический, электрометаллургический.
Физические и химические свойства металлов. Их отношение к неметаллам, воде, щелочам, кислотам, смесям кислот. Изменение кислотно-основных, окислительно-восстановительных свойств важнейших соединений металлов.
3.3. Практические занятия.
Практические занятия не предусмотрены учебным планом
3.4. Лабораторные занятия
Лабораторные занятия – важная часть процесса изучения курса Неорганической химии. Они иллюстрируют основные представления и законы химии как науки, а также свойства элементов и их соединений. Химические опыты позволяют закрепить знания, полученные студентами на лекциях, развивают у них аналитический подход и навыки самостоятельной творческой работы.
Общий объем лабораторного практикума – 34 часа, эквивалентные 0,94 зачетной единице.
Перечень лабораторных работ изучаемой дисциплины приводится в таблице 3.2.
Таблица 3.2
-
№ модуля
Дисциплины
Наименование лабораторных работ, трудоемкость
зачетные единицы (часы)
1
Вводное занятие. Правила работы в химической лаборатории
0,11 (4ч.)
Л.Р. 1. Классы неорганических соединений
0,11 (4ч.)
2
Л.Р. 2. Скорость химических реакций и химическое равновесие
0,11 (4ч.)
3
Л.Р. 3. Приготовление растворов заданной концентрации
0,11(4ч.)
Л.Р.4. Электролитическая диссоциация и гидролиз солей
0,11 (4ч.)
Л.Р. 5. Окислительно-восстановительные реакции
0,11 (4ч.)
Л.Р. 6. Элементы электрохимии
0,11 (4ч.)
4
Л.Р. 7. Химические свойства металлов и их соединений
0,11 (4ч.)
Вводное занятие. Правила работы в химической лаборатории. 0,11 (4ч.).
Ознакомление техники безопасности в химической лаборатории. Проведение вводного тест-контроля определения остаточных школьных знаний по химии.
Л.Р. 1. Классы неорганических реакций 0,11 (4ч.).
Формируются умения распознания кислотно-основных свойств оксидов, гидроксидов. Приобретаются навыки работы с химическими веществами.
Л.Р. 2. Скорость химических реакций и химическое равновесие 0,11 (4ч.).
Формирование навыков проведения эксперимента по определению скорости химической реакции. Влияние температуры процесса, концентрации серной кислоты на скорость разрушения тиосульфата натрия. Изучается влияние концентрации исходных веществ или продуктов реакции на сдвиг химического равновесия.
Л.Р. 3. Приготовление растворов заданной концентрации 0,11 (4ч.).
Обучить студентов приготовлению растворов заданной концентрации, научить измерять плотность жидкостей с помощью ареометра.
Л.Р. 4. Электролитическая диссоциация и гидролиз солей 0,11 (4ч.).
Формирование умений работы с растворами электролитов. Влияние концентрации на смещение равновесия слабого электролита.
Ознакомиться с разновидностью реакций гидролиза, определения рН растворов, научиться управлять смещением равновесия гидролиза.
Л.Р. 5. Окислительно-восстановительные реакции 0,11 (4ч.).
Формирование умений навыков работы с растворами типичных окислителей и восстановителей. Изучить условия протекания ОВР.
Л.Р. 6. Элементы электрохимии 0,11 (4ч.).
Ознакомление с электрохимическими процессами, протекающими при работе гальванического элемента, электрохимической коррозии металлов, электролиза растворов электролитов.
3.4. Самостоятельная работа
Данный вид работы предусматривает:
- самостоятельное изучение теоретического материала – 0,55 з.е. (20 ч.).
Используются конспект лекций и рекомендуемая литература (раздел 4.1.);
На самостоятельное изучение выносятся разделы:
Раздел 1. Строение атома. Представление о корпускулярно- волновом дуализме микрочастиц (электрон – частица и волна). Квантовые числа (главное, орбитальное, магнитное, спиновое).
Раздел 2. Атомные и ионные радиусы, электроотрицательность, потенциал (энергия) ионизации, сродство к электрону и периодичность их изменения для различных элементов. Номенклатура комплексных соединений.
Раздел 3. Полярность молекул. Диполи. Нековалентные взаимодействия: ионная, межмолекулярная и водородная связи.
Раздел 4. Энтальпия образования. Энтропийный и энтальпийный факторы при определении направления химических реакций.
Раздел 5. Скорость химических реакций. Факторы, влияющие на скорость.
Раздел 6. Произведение растворимости. Условия осаждения и растворения осадков.
Раздел 7. Типы окислительно-восстановительных процессов: межмолекулярные, внутримолекулярные, диспропорционирование.
Раздел 8. Способы защиты от коррозии. Законы Фарадея.
Раздел 9. Распространение металлов в природе и способы их получения. Физические свойства металлов. Способы получения металлов.
- выполнение практических заданий для закрепления и проверки знаний (ДЗ) 0,28 з.е. (10ч.).
Для выполнения практических домашних заданий студенты получают у преподавателя на первой неделе учебного семестра номер варианта, присвоенного студенту на весь семестр. Студент представляет домашнее задание в виде письменной работы, оформленной в отдельной тетради, либо на листах (формат А 4). К домашнему заданию прилагается титульный лист, на котором указывается тема домашнего задания, № варианта, специальность и № группы, ФИО студента, ФИО преподавателя.
Используются конспект лекций, методические указания к практическим занятиям, рекомендуемая литература.
Перечень предлагаемых студентам заданий на самостоятельную работу (Д.З.):
- Строение атома и Периодическая система элементов Д.И. Менделеева.
- Классы неорганических соединений.
- Общие закономерности протекания химических процессов.
- Растворы электролитов.
5. Окислительно-восстановительные реакции.
6. Элементы электрохимии.
7. Общие свойства металлов.
8. Комплексные соединения
- подготовка к лабораторным занятиям: оформление отчетов, выполнение расчетов и подготовка к защите лабораторных работ 0,17 з.е. (6 ч.).
Отчет по лабораторной работе содержит теоретическую и экспериментальную часть. В теоретической части излагаются теоретические основы изучаемых химических процессов. В экспериментальной части приводится цель, название и методика выполнения химического опыта. При необходимости приводятся расчёты и составляются уравнения химических реакций. В конце каждого опыта формулируется вывод.
Оформление титульного листа, изложение текста, нумерация страниц, оформление рисунков, таблиц, написание формул, уравнений, расчетов и списка литературы выполняют в соответствии с требованиями к инженерной документации (Стандарт предприятия. Текстовые документы в учебном процессе. Общие требования к оформлению. СТО 4.2-07-2008).
Самостоятельная работа по темам дисциплины «Неорганическая химия» представлена в таблице 3.3.
Таблица 3.3
| Тема | Объем Зач. ед. (час) | Литература | Задание для СРС (ДЗ) |
| 1. Электронное строение атома | 0,11 (4) | [1] стр.194-208 [2] стр.17-26 | 1. Строение атома и Периодическая система элементов Д.И. Менделеева |
| 2. Периодическая система элементов Д.И. Менделеева | 0,17 (6) | [1] стр.208- 232 [2]стр.408-421 | 2. Классы неорганических соединений |
| 3. Химическая связь | 0,11 (4) | [1] стр. 241-265 [2] стр. 35-62 [23] стр. 45-54 | |
| 4. Энергетика химических реакций | 0,05 (2) | [1] стр. 31-93 [2] стр.116-142 [23] стр.5-29 | 3. Общие закономерности протекания химических процессов |
| 5. Химическая кинетика и равновесие | 0,05 (2) | [1] стр.114-129 [2] стр.149-201 [23] стр. 29-45 | |
| 6.Общая характеристика растворов | 0,11 (4) | [1] стр.137-182 | 4.Растворы электролитов |
| 7.Ионные равновесия в растворах электролитов | 0,11 (4) | [1]стр. 159-185 [2]стр. 204-242 | |
| 8.Окислительно - восстановительные реакции | 0,28 (10) | [1]стр. 271-286 [2]стр.251-259 | 5. Окислительно - восстановительные реакции |
| 9. Электрохимические реакции | 0,22 (8) | [1] стр.382-395 [2]стр.261-336 | 6.Элементы электрохимии |
| 10.Общие свойства металлов и их соединений | 0,28 (10) | [1] стр.300-361 стр.428-485 [2]стр.341-381 | 7.Общие свойства металлов |
3.6 Структура и содержание модулей дисциплины
Структура и содержание модулей дисциплины «Неорганическая химия» приводится в таблице приложения 1.
4 Учебно-методические материалы по дисциплине
4.1 Библиографический список, информационные ресурсы