3. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
3.1. Разделыдисциплиныивидызанятийвчасах (тематическийпланзанятий)
Направления: 150100.62 «Металлургия»; 280200.62 «Защита окружающей среды».
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 3.1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
Лекции, |
ЛР, |
Самостоятельная |
|
|||
№ |
Модули и разделы |
|
зачетные |
зачетные |
работа, зачетные |
Формируемые |
||||||
п/п |
|
дисциплины |
|
единицы |
единицы |
|
единицы |
компетенции |
||||
|
|
|
|
|
|
(часы) |
(часы) |
|
(часы) |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
МОДУЛЬ 1 |
|
|
0,43 |
(26) |
0,3 (18) |
1,04 |
(62) |
|
|||
1 |
Общие |
закономерности |
про- |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
текания |
|
|
химических |
|
|
|
|
|
|
СК 2,3,4,6,7 |
|
|
А а |
и |
сов |
|
|
0,07 |
(4) |
0,07 |
(4) |
0,17 (10) |
ИК 1,3,4,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ОПК 2,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
2 |
Строение |
атома |
и Периоди- |
|
|
|
|
|
|
СК 1 |
||
|
ческая |
система |
элементов |
|
|
|
|
|
|
|||
|
0,08 |
(5) |
– |
|
0,20 (12) |
ИК 1,7 |
||||||
|
Д. И. Менделеева |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
3 |
Химическая связь и строение |
|
|
|
|
|
|
ИК 1,4 |
||||
|
молекул |
|
|
|
0,07 |
(4) |
– |
|
0,17 (10) |
|||
|
|
|
|
|
ОПК 4 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
4 |
Растворы и дисперсные сис- |
|
|
|
|
|
|
СК 2,3,4,5,6 |
||||
|
темы |
|
|
|
|
0,10 |
(6) |
0,10 |
(6) |
0,20 (12) |
ИК 1,2,4,6,7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ОПК 1,4 |
5 |
Электрохимические системы |
|
|
|
|
|
|
СК 1,2,3, 6 |
||||
|
|
|
|
|
|
0,11 |
(7) |
0,13 |
(8) |
0,30 (18) |
ИК 1,4,5,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ОПК1,4 |
|
МОДУЛЬ 2 |
|
|
0,25 |
(15) |
0,20 |
(12) |
0,36 (22) |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
6 |
Химия элементов и их соеди- |
|
|
|
|
|
|
СК 1,2,3,6 |
||||
|
нений |
|
|
|
|
0,25 |
(15) |
0,20 |
(12) |
0,36 (22) |
ИК 1,3,4,5,6,7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ОПК 1,2,3,4 |
|
МОДУЛЬ 3 |
|
|
0,17 |
(10) |
0,07 |
(4) |
0,18 (11) |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
7 |
Химическая идентификация и |
|
|
|
|
|
|
СК 1,2,3,6 |
||||
|
анализ вещества |
|
|
0,17 |
(10) |
0,07 |
(4) |
0,18 (11) |
ИК 1,4,5,6 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ОПК 1,2,3,4 |
Неорганическая химия. Учеб. программа дисциплины |
-8- |
3.СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
3.2.Содержаниеразделовитемлекционногокурса
Модуль1. Общетеоретическиевопросынеорганическойхимии
Раздел1. Общиезакономерностипротеканияхимическихпроцессов Тема1. Элементыхимическойтермодинамики
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.
а) Студент должен знать:
•определения основных термодинамических функций: внутренняя энергия, энтропия, энтальпия, энергия Гиббса;
•формулировку закона Гесса и его следствие;
•особенности термохимических уравнений.
б) Студент должен уметь:
•производить расчеты энтальпии, энтропии, энергии Гиббса и констант равновесия реакций, используя справочные данные стандартных термодинамических функций;
•определять возможность и направление протекания химических реакций;
•анализировать влияние энтальпийного и энтропийного факторов и темпе-
ратуры на направление протекания реакций. Компетенции: ИК 1,3,4; ОПК 2.
Тема 2. 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. Фазовые равновесия. Правило фаз Гиббса. Диаграмма состояния воды. Связь константы равновесия и стандартной энергии Гиббса процесса. Зависимость константы равновесия от температуры и давления.
а) Студент должен знать:
•понятия: «скорость реакции», «катализ», «энергия активации», «константа скорости», «константа равновесия»;
•законы химической кинетики;
•факторы смещения равновесия (принцип Ле Шателье).
б) Студент должен уметь:
•записывать математическое выражение основных законов кинетики;
•объяснять смещение химического равновесия, используя принцип ЛеШателье. Компетенции: СК 2,3,4,6,7; ИК 6; ОПК 4.
Неорганическая химия. Учеб. программа дисциплины |
-9- |
3.СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
3.2.Содержание разделов и тем лекционного курса
Раздел2. СтроениеатомаиПериодическаясистемаэлементов Д. И. Менделеева
Тема3. Электронноестроениеатома
Строение атома. Представление о корпускулярноволновом 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.
а) Студент должен знать:
•понятия: «атомный номер», «массовое число», «элемент», «изотопы»;
•основные положения современной теории строения атома.
б) Студент должен уметь:
•записывать электронные формулы атомов и ионов, находить валентные электроны и показывать их состояние электронно-графическими схемами, знать принципы классификации элементов на семейства;
•характеризовать состояние электронов в атоме набором квантовых чисел. Компетенции: СК 1; ИК 1,7.
Тема 4. 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) uзации, сродство к электрону и периодичность их изменения для ра з- личных элементов. Положение элемента в Периодической системе как его главная характеристика. Изменение кислотно-основных и окислительновосстановительных свойств веществ.
а) Студент должен знать:
•понятия: «период», «семейство», «группа», «подгруппа», «электронные аналог», «эффективный радиус», «энергия ионизации», «электроотрицательность», «сродство к электрону», «степень окисления»;
•современную формулировку Периодического закона Д.И. Менделеева. б) Студент должен уметь:
•объяснять Периодический закон и Периодическую систему элементов с точки зрения теории строения атома;
•характеризовать химические свойства элементов по их положению в Периодической системе;
•объяснять периодичность изменения свойств атомов: атомных радиусов, энергии ионизации и сродства к электрону, электроотрицательности, ме-
Неорганическая химия. Учеб. программа дисциплины |
-10- |
3.СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
3.2.Содержание разделов и тем лекционного курса
таллических и неметаллических свойств;
• объяснять периодичность изменения основно-кислотных свойств оксидов и гидроксидов и окислительно-восстановительных свойств простых веществ и однотипных соединений.
Компетенции: ИК 1; СК 1.
Раздел3. Химическаясвязь
Тема5. Химическаясвязь
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. Донорноакцепторный механизм образования ковалентной связи. Полярность молекул. Диполи. Представление о молекулярных орбиталях. Нековалентные взаимодействия: ионная, межмолекулярная и водородная связи.
а) Студент должен знать:
•типы химической связи и отличительные признаки веществ с различным типом связи;
•механизмы образования ковалентной связи (обменный, донорноакцепторный) и иллюстрировать их примерами;
•свойства ковалентной связи (полярность, насыщаемость, направленность, кратность);
•типы межмолекулярного (вандерваальсового) взаимодействия;
•механизм образования водородной связи и ее влияние на свойства веществ.
б) Студент должен уметь:
•определять тип химической связи для несложных молекул;
•определять ковалентность, степень окисления, показывать перекрывание электронных облаков, указывать тип перекрывания и кратность связи.
•применять метод валентных связей для объяснения образования и свойств ковалентной связи, определять тип гибридизации орбиталей и геометрию молекул и ионов.
Компетенции: ИК 1,4; ОПК 4.
Неорганическая химия. Учеб. программа дисциплины |
-11- |
3.СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
3.2.Содержание разделов и тем лекционного курса
Раздел4. Растворыидисперсныесистемы
Тема6. Растворыиихсвойства
Общая характеристика растворов, типы дисперсных систем. Способы выражения состава растворов. Растворение как физико-химический процесс. Разбавленные, а ированные , ненасыщенные, насыщенные и пересыщенные растворы. Растворимость. Влияние природы связи в веществе и в растворителе на растворимость. Растворы неэлектролитов.
а) Студент должен знать:
•типы дисперсных систем и приводить их примеры;
•понятия: «насыщенный», «ненасыщенный», «пересыщенный раствор», «растворимость», «произведение растворимости»;
•основные способы выражения концентрации растворов.
б) Студент должен уметь:
•объяснять тепловые эффекты процессов растворения;
•проводить расчеты по растворимости веществ;
•проводить расчеты, связанные с приготовлением растворов и с переходом
от одного способа выражения концентрации раствора к другому.
Компетенции: СК 2,3,5,6; ИК 1,2,4,6,7; ОПК 1,4.
Тема 7. Ионные равновесия в растворах электролитов
Растворы электролитов. Сильные и слабые электролиты. Степень диссоциации. Константа диссоциации (ионизации) кислот и оснований. Ионное произведение воды. Водородный показатель. Обменные реакции в водных растворах. Кислотно-основные свойства соединений (теория электролитической диссоциации и протолитическая теория). Гидролиз солей. Произведение растворимости. Условия осаждения и растворения осадков.
а) Студент должен знать:
•понятия: «кислота» и «основание» Бренстеда и Аррениуса, «сильные и слабые электролиты», «степень диссоциации», «константа диссоциации», «водородный показатель», «гидролиз солей»;
•условия осаждения и растворения осадков.
б) Студент должен уметь:
•рассчитывать концентрации ионов и рН растворов сильных и слабых кислот и оснований;
•проводить расчеты по уровниям реакций при взаимодействии веществ в растворах;
•записывать уравнения ионообменных реакций в молекулярном и ионном виде, определять направление их протекания;
Неорганическая химия. Учеб. программа дисциплины |
-12- |
3.СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
3.2.Содержание разделов и тем лекционного курса
•иллюстрировать примерами различные типы гидролиза солей, записывать их молекулярные и ионные уравнения, объяснять направления смещения равновесия реакций гидролиза при изменении условий их проведения;
•рассчитывать концентрацию ионов в насыщенных растворах из данных по растворимости ПР и наоборот.
Компетенции: СК 2,3,4,5,6; ИК 1,4,6; ОПК 1,4.
Раздел5. Электрохимическиесистемы
Тема8. Окислительно-восстановительныереакции
Окислитель, восстановитель, окисление, восстановление. Типы окисли- тельно-восстановительных процессов: межмолекулярные, внутримолекулярные, диспропорционирование, конпропорционирование. Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций методами электронного баланса и полуреакций (ионно-электронный метод). Влияние кислотности среды на продукты окислительно-восстановительных реакций.
а) Студент должен знать:
•понятия: «окисление», «восстановление», «окислитель», «восстановитель», «полуреакции окисления-восстановления»;
•типы окислительно-восстановительных реакций;
•типичные окислители и восстановители. б) Студент должен уметь:
•определять степени окисления элементов в соединениях;
•определять окислитель и восстановитель в окислительновосстановительных реакциях;
•расставлять стехиометрические коэффициенты в уравнениях окисли-
тельно-восстановительных реакций методами электронного баланса и полуреакций;
Компетенции: СК 1,2,3,6; ИК 1,4,5,6; ОПК 1,4.
Тема9. Основыэлектрохимии
Гальванический элемент, электрод, электродный (окислительновосстановительный) потенциал, электродвижущая сила (ЭДС) процесса, связь ее с энергией Гиббса. Уравнение Нернста. Оценка термодинамической возможности протекания окислительно-восстановительных реакций по стандартным электродным потенциалам. Ряд напряжений металлов. Коррозия металлов и сплавов: химическая, электрохимическая. Водородная и кислородная деполяризации. Способы защиты от коррозии. Электролиз расплавов и водных растворов электролитов. Законы Фарадея.
Неорганическая химия. Учеб. программа дисциплины |
-13- |
3.СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
3.2.Содержание разделов и тем лекционного курса
а) Студент должен знать:
•понятия: «электродный потенциал» (окислительновосстановительный), «гальванический элемент», «коррозия металлов», «электролиз»;
•особенности концентрационного гальванического элемента;
•формулировку законов Фарадея;
•уравнение Нернста;
•меры защиты от коррозии. б) Студент должен уметь:
•определять термодинамическую возможность или невозможность протекания окислительно-восстановительной реакции из стандартных электродных потенциалов;
•объяснять механизм возникновения электродного потенциала на ме- талл-раствор, рассчитывать их значения по уравнению Нернста;
•записывать схемы и уравнения процессов электролиза, приводить примеры получения и очистки веществ этим способом, проводить количественные расчеты процессов электролиза;
•составлять уравнения процессов электрохимической коррозии металлов и определять их продукты.
•объяснять принцип действия гальванических элементов, записывать уравнения токообразующих реакций, вычислять электродвижущую силу;
•объяснять механизм электрохимической коррозии металлов, знать методы их защиты от коррозии;
•вычислять константы равновесия окислительно-восстановительных ре-
акций по значениям электрохимических потенциалов. Компетенции: СК 1,2,3,6; ИК 1,4,5,6; ОПК 1,4.
Модуль2. Химияэлементовиихсоединений
Раздел6. Общаяхарактеристикахимическихэлементови ихсоединений
Тема 10. Обзор химических свойств неметаллов и их соединений
Общая характеристика неметаллов. Распространение неметаллов в природе и способы их получения. Химические свойства неметаллов. Обзор свойств важнейших соединений неметаллов, кислотно-основные и окисли- тельно-восстановительные свойства.
Неорганическая химия. Учеб. программа дисциплины |
-14- |