Document 2392010

1. Цели и задачи изучения дисциплины
1.1 Цель преподавания дисциплины
Целью
преподавания
дисциплины
«Химия
элементоорганических
соединений» является овладение аспирантами теоретическими вопросами
направленного синтеза элементоорганических соединений, изучения их
строения и реакционной способности.
1.2 Задачи изучения дисциплины:
1.2.1
Изучение строения, физико-химических
свойств и
реакционной
способности элементоорганических соединений.
1.2.2
Установление
взаимосвязи
между
строением
и
свойствами
элементоорганических соединений.
1.2.3 Изучение методов направленного синтеза соединений с практически
важными свойствами.
1.2.4
Изучение
отечественного
и
зарубежного
опыта
химии
элементоорганических соединений.
1.2.5 Ознакомление с прикладными аспектами химии элементоорганических
соединений (новые материалы для техники и железнодорожного транспорта).
По
завершению
изучения
дисциплины
аспирант
должен
обладать
следующими компетенциями:
- знать место элементоорганической химии в ряде других химических и
естественнонаучных дисциплин;
- иметь представления о современных методах синтеза и исследовании
строения элементоорганических соединений;
- уметь работать с химической литературой, включая периодические и
иностранные издания;
- знать основные области применения элементоорганических соединений в
технике и на железнодорожном транспорте;
- владеть стратегией и тактикой элементоорганического синтеза;
-
владеть
методами
физико-химического
исследования
элементоорганических соединений.
1.3 Межпредметная связь
Для
квалифицированного
освоения
дисциплины
«Химия
элементоорганических соединений» необходимы знания по:
- химии, включая специальные химические дисциплины: общая и
неорганическая химия, органическая химия, аналитическая химия, физическая
химия;
- физике;
- высшей математике;
- общепрофессиональным и специальным дисциплиам по направлениям:
химическая технология и биотехнология, техносферная безопасность и др.
2. Объем дисциплины и виды учебных занятий
Общая трудоемкость дисциплины составляет 72 часа (2 зачетных единицы).
Аудиторные занятия предусмотрены в объеме 36 часов в виде лекций.
Самостоятельная работа – 36 часов.
Дисциплину «Химия элементоорганических соединений» планируется
изучать на 1 году обучения в аспирантуре.
Изучаемый материал является составной частью экзамена по
специальности.
3. Содержание дисциплины (тематический план занятий)
№
Модули и разделы
п/п
дисциплины
1. Модуль 1.
Строение и реакционная
способность
элементоорганических
соединений
Лекции
(час)
12
Самостоятельная Реализуемые
работа (час) компетенции
12
Все
компентенции
1.1 Место
элементоорганической
химии. Понятие об
элементоорганических
соединениях
1.2 Современные методы
изучения строения
2
4
6
4
1.3 Реакционная способность
элементоорганических
соединений
4
4
2. Модуль 2.
Взаимосвязь строение –
свойства
6
6
2.1 Влияние
пространственного
строения на свойства
элементоорганических
соединений
2
2
2.2 Координационная химия
4
4
3. Модуль 3.
Направленный синтез
соединений с практически
полезными свойствами
18
18
3.1 Стратегия и тактика
элементоорганического
синтеза
6
6
3.2 Прикладные аспекты
химии
элементоорганических
соединений
Итого
12
12
36
36
Все
компетенции
Все
компетенции
3.2 Содержание тем лекционного курса
Модуль 1.
Тема 1. Понятия об элементоорганических соединениях. Свойства
соединений в свете Периодического закона Менделеева. Основные классы
элементоорганических соединений.
Тема 2. Современные методы изучения строения химических соединений.
Особенности
спектроскопических
элементоорганических
методики
в
соединений.
соединений.
спектроскопии.
Применение
методов
Гетероядерный
Масс-спектрометрия
химической
ионизации
исследования
ЯМР.
Специальные
элементоорганических
при
исследовании
неустойчивых соединений.
Тема 3. Реакционная способность элементоорганических соединений.
Основные типы реакций в элементоорганической химии. Взаимное влияние
органического остатка и атома элемента. Теория возмущения молекулярных
орбиталей. Образование координационных соединений и их структура.
Модуль 2.
Тема
4.
Влияние
пространственного
строения
на
свойства
элементоорганических соединений.
Основные понятия стереохимии. Стереохимия элементоорганических и
координационных соединений. Особенности пространственного строения
элементоорганических соединений. Взаимосвязь «строение - свойства».
Тема 5. Координационная химия.
Участие элементоорганических соединений в комплексообразовании. Роль
вакантных орбиталей в образовании комплексов. Теория кристаллического
поля.
Модуль 3.
Тема 6. Стратегия и тактика элементоорганического синтеза.
Основные методы получения элементоорганических соединений. Реакция
Гриньяра. Применение литийорганических соединений в синтезе. Прямая
реакция элементов с органическими соединениями. Пути активации элементов.
Ретросинтетический анализ и разработка стратегии элементоорганического
синтеза. Тактические задачи в синтезе.
Тема 7. Прикладные аспекты химии элементоорганических соединений.
Создание новых материалов для медицины, техники и железнодорожного
транспорта.
Новые
системы
для
лубрикации
рельсов
на
базе
элементоорганических соединений. Элементоорганические соединения в
электронике.
Нанохимия
полупроводниковых
материалов.
Элементоорганические соединения в инженерной защите окружающей среды.
Новые
сорбенты
для
очистки
сточных
вод,
их
модификация
элементоорганическими соединениями. Выявление практически важных
свойств элементоорганических соединений.
4. Учебно-методические материалы по дисциплине
4.1 Основная литература
1. Л.М. Хананашвили, К.А. Андриянов. Технология элементоорганических
мономеров и полимеров. – М.: ИКЦ «Академкнига». 2003. – 414 с.
2. В.В. Скопенко, А.Д. Гарновский. Координационная химия. – М.: ИКЦ
«Академкнига». 2007. – 487 с.
3. Получение и свойство органических соединений серы. /Под ред. Л.И.
Беленького. – М.: Химия 1999. – 506 с.
4. О.А. Реутов, И.П. Белецкая. Механизм реакций металлоорганических
соединений. – М.: Изд. «Оптима». 2002. – 368 с.
5. В.Г. Цирельсон. Квантовая химия. Молекулы, молекулярные системы и
твердые тела. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний. 2010. – 496 с.
6. М.А. Федотов. Ядерный, магнитный резонанс в неорганической и
координационной химии. – М.: ФИЗМАТЛИТ. 2009. – 384 с.
4.2 Дополнительная литература
1. А.Н. Несмеянов, Н.А. Несмеянов. Начало органической химии. Т. 1, 2. –
М.: Химия. 1990. – 790 и 818 с.
2. А.В. Тарасов. Основы токсикологии. – М.: Маршрут. 2006. – 160 с.
3. Ю.Д. Семчиков. Высокомолекулярные соединения. – М.: ИЦ «Академия».
2003. – 368 с.
4. Д.И. Рыжанков, В.В. Левина. Наноматериалы. – М.: БИНОН. Лаборатория
знаний. 2008. – 365 с.
5. В.А. Смит, А.Д. Дильман. Основы современного органического синтеза. –
М.: БИНОМ. Лаборатория знаний. 2009. – 750 с.
6. Ю. Беккер. Спектроскопия. – М.: Техносфера. 2009. – 528 с.
7. А.Т. Лебедев. Масс-спектрометрия в органической химии. – М.: БИНОМ.
Лаборатория знаний. 2003. – 493 с.
8. В.М. Потапов, Э.К. Кочеткова. Химическая информация. Где и как искать
химику нужные сведения.–М.: Химия. 1988.–224 с.
4.3 Периодические издания
Журнал общей химии, Журнал прикладной химии, Известия вузов (химия и
химическая технология), Journal of organometallic chemistry, Journal of American
chemical Society, Координационная химия, Журнал органической химии,
Organometallics и др.
4.4 Вопросы к экзамену
1. Понятие об элементоорганической химии.
2. Периодический закон Д.И. Менделеева – основа классификации
элементоорганических соединений.
3. Изменение свойств элементоорганических соединений по периодам и
группам.
4. Методы исследования элементоорганических соединений.
5. Применение ИК и УФ спектроскопии.
6. Метод ЯМР. Современные методики.
7. Масс-спектометрия и ее применение в элементоорганической химии.
8. Типы реакций элементоорганических соединений.
9. Электрофильные реакции ЭОС.
10. Нуклеофильные реакции ЭОС.
11. Радикальные реакции. Элементоорганические радикалы.
12. Виды изомерии ЭОС.
13. Пространственное строение соединений элементов разных групп.
14. Стереоизомерия комплексных и металлоорганических соединений.
15. Теория кристаллического поля.
16. Метод молекулярных орбиталей в элементоорганической химии.
17.Основные реагенты в синтезе ЭОС.
18. Применение реакций Гриньяра и литийорганических соединений.
19. Органические соединения серы, селена и теллура. Сходство и различия в
их поведении.
20. Кремнийорганические соединения. Их получение и применение.
21. Сорбция ионов металлов. Элементоорганические сорбенты.
22. Связь элементоорганической химии с нанохимией.
23. Элементоорганический синтез наноматериалов.
24. Области применения элементоорганических соединений на ж/д
транспорте.
Приложение А
5. График учебного процесса по дисциплине «Химия элементоорганических соединений»
Год обучения
Число часов –
Форма контроля
аудиторных
Самостоят.
Недели учебного
работа
процесса
занятий
Химия элементоорганических
соединений
1
Всего
Лекций
36
36
экзамен
Всего
По видам
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
36
ТО – 36
ТО
ТО
ТО
ТО
ТО
ТО
ТО
ТО
ТО
ТО
Приложение В.
Перечень модулей дисциплины
Наименов Перечень лекционного
Перечень
ание
курса
самостоятельных видов
модуля,
работ
срок его
реализаци
и
1
Модуль 1. Строение и
Темы 1,2,3
реакционная способность
ЭОС
Реализуемые
компетенции
Умения
Знания
ТО по темам 1,2,3
Представлены в целях и
задачах программы
Работа с химической
литературой.
Использование
физико-химических
методов исследования
2
Модуль 2. Взаимосвязь,
строение и свойства
Темы 4,5
ТО по темам 4,5
3
Модуль 3. Направленный
синтез соединений с
практически полезными
свойствами
Темы 6,7
ТО по темам 6,7
Теория химического
строения. Классификация
химических реакций ЭОС
Представлены в целях и Использование теорий Теория взаимного влияния
задачах программы
химического строения в
атома и групп
химии ЭОС
пространственное строение
молекул
Представлены в целях и Нахождение наиболее
Строения и тактика
задачах программы
оптимального пути
элементоорганического
синтеза. Использование синтеза. Ретроструктурный
направленного синтеза
анализ. Области
использования ЭОС
Приложение С
Трудоемкость модулей и видов учебной работы по дисциплине «Химия элементоорганических соединений»
Номер
Срок реализации
модуля
модуля
Текущая работа
Аттестация (сдача экзамена)
Лекции
Итого
Самостоятельные
работы
1
Всего
1 – 12 недели
36 ч (50%)
36 ч (50%)
Экзамен
72 ч 100%
2
Модуль 1
1 – 4 недели
12 ч (16,7%)
12 ч (16,7%)
Экзамен
24 ч 33,3%
3
Модуль 2
5 – 7 недели
6 ч (8,3%)
6 ч (8,3%)
Экзамен
12 ч 16,7%
4
Модуль 3
8 – 12 недели
18 ч (25%)
18 ч (25%)
Экзамен
36 ч 25%