методические указания по выполнению аудиторных занятий

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ АУДИТОРНЫХ
ЗАНЯТИЙ, ПРЕДУСМОТРЕННОЙ УЧЕБНОЙ ПРОГРАММОЙ
1.
Лекции.
Содержание лекционных занятий должно быть в соответствии с ГОС по
дисциплине, которые отличаются по специальностям. Например:
Химия:
химические системы: растворы, дисперсные системы, электрохимические
системы, катализаторы и каталитические системы, полимеры и олигомеры;
химическая термодинамика и кинетика: энергетика химических процессов,
химическое и фазовое равновесие, скорость реакции и методы ее
регулирования, колебательные реакции;
реакционная способность веществ: химия и периодическая система
элементов, кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства
веществ, химическая связь, комплементарность;
химическая идентификация: качественный и количественный анализ,
аналитический сигнал, химический, физико-химический и физический анализ;
химический практикум
В лекциях необходимо отразить содержание дидактических единиц
ГОСа, которые расположены в разделах данного курса.
Представленный в учебных программах материал курса «Химия» условно
разделён на 10 разделов для того, чтобы студентам было легче ориентироваться
в содержании при выполнении контрольных работ. Для отдельных
специальностей рекомендуется вводить дополнительный материал. Например,
для направлений «Горное дело» такие темы как: Взрывчатые вещества.
Пламягасители. Ингибиторы. Способы покрытия от промерзания (пенные).
Понятие о процессах флотации. Для специальностей
В лекциях рекомендуется обратить внимание на наиболее трудные для
освоения студентами темы.
Содержание разделов дисциплины
Введение
Химии как часть естествознания – наука о веществах и их превращениях.
Понятие о материи, веществе и поле. Связь химии с другими науками. Значение
химии в формировании мышления, в изучении природы и развитии техники.
1.Основные законы и понятия химии
Закон сохранения массы и энергии. Стехиометрические законы. Атомные и
молекулярные массы. Количество вещества. Молярная масса и молярный объем
вещества. Эквивалент. Молярная масса эквивалентов. Закон эквивалентов.
2. Строение атома
Основные сведения о строении атома. Состав атомных ядер. Современное
понятие о химическом элементе. Электронные оболочки атомов. Двойственная
природа электрона. Уравнение де Бройля. Атомная орбиталь. Квантовые числа.
Распределение электронов в многоэлектронных атомах. Принцип минимума
энергии и правило Клечковского; принцип Паули; правило Хунда.
Электронные конфигурации атомов и ионов. Основное и возбужденное
состояние атомов.
3. Периодический закон и периодическая система Д. И. Менделеева.
Химическая связь.
Реакционная способность веществ: химия и периодическая система
элементов. Периодический закон и физический смысл периодичности.
Структура периодической системы элементов и ее связь с электронным
строением атомов. s-, p-, d-, f- элементы. Периодические свойства элементов –
энергия ионизации, сродство к электрону, электроотрицательность. Их
изменение в периодах и группах периодической системы. Кислотно–основные
свойства веществ. Окислительно-восстановительные свойства элементов.
Строение и свойства вещества.
Химическая связь. Типы химической связи. Ковалентная (полярная и
неполярная) связь. Квантово-механические методы описания химической связи.
Метод валентных связей. Основные характеристики ковалентной связи. Длина
и энергия связи. Кратность связи. Гибридизация атомных орбиталей. Понятие о
методе молекулярных орбиталей. Строение
простейших молекул.
Комплементарность. Поляризация связи. Дипольный момент связи.
Характеристики взаимодействующих атомов: потенциал ионизации, сродство к
электрону, электроотрицательность. Степень ионности связи. Ионная связь как
предельный случай ковалентной полярной связи. Свойства веществ с
различным типом связи.
Межмолекулярное взаимодействие. Водородная связь. Донорноакцепторный механизм образования ковалентной связи. Комплексные
соединения. Координационная теория. Типичные комплексообразователи и
лиганды.
4. Энергетика и направление химических процессов
Химическая термодинамика. Энергетика химических процессов.
Тепловые эффекты химических реакций. Экзо- и эндотермические реакции.
Внутренняя энергия и энтальпия. Стандартное состояние вещества.
Термохимия. Термохимические законы и уравнения. Энтальпия образования
химических соединений. Энтропия и ее изменение при химических процессах.
Энергия Гиббса и направление самопроизвольного протекания химических
реакций.
5. Химическая кинетика и равновесие
Химическая кинетика. Гомогенные и гетерогенные системы. Скорость
химической реакции и методы её регулирования. Факторы, влияющие на
скорость реакции. Зависимость скорости химической реакции от
концентрации, закон действия масс. Зависимость скорости реакции от
температуры, правило Вант-Гоффа. Скорость реакции в гетерогенных
системах. Ускорение химических реакций. Катализаторы и каталитические
системы. Катализ гомогенный и гетерогенный. Необратимые и обратимые
реакции. Химическое и фазовое равновесие. Константа равновесия и ее связь
с термодинамическими функциями. Смещение химического равновесия.
Принцип Ле Шателье. Колебательные реакции.
Фазовые равновесия. Правило фаз. Диаграммы плавкости.
6. Растворы. Дисперсные системы.
Химические системы: растворы, дисперсные системыОпределение и
классификация растворов. Растворы электролитов и неэлектролитов. Теория
электролитической диссоциации. Диссоциация кислот, оснований, солей.
Степень диссоциации. Сильные и слабые электролиты. Ионно-молекулярные
уравнения. Электролитическая диссоциация воды. Водородный показатель.
Гидролиз солей.
Общие понятия о дисперсных системах. Коллоидные растворы.
Оптические свойства, устойчивость. Гели и твердые коллоиды. Коагуляция
коллоидных растворов. Нахождение в природе, применение. Органические
полимерные материалы, их свойства. Полимеры, олигомеры и их синтез.
Полимеризация, поликонденсация. Применение полимеров.
Химическая идентификация: качественный и количественный анализ.
Аналитический сигнал, химический, физико-химический и физический анализ.
7. Окислительно-восстановительные реакции
Степень окисления элементов. Важнейшие восстановители и окислители.
Окислительно-восстановительная двойственность. Составление уравнений
окислительно-восстановительных
реакций.
Типы
окислительновосстановительных реакций. 8. Электродные потенциалы. Гальванические
элементы
Электрохимические системы. Равновесие на границе металл-раствор.
Электродный потенциал. Стандартный водородный электрод. Ряд напряжений
металлов. Уравнение Нернста. Химические источники электрического тока.
Гальванические элементы. ЭДС гальванических элементов. Аккумуляторы.
9. Коррозия и защита металлов
Определение и классификация коррозионных процессов. Химическая
коррозия. Электрохимическая коррозия. Защита металлов от коррозии –
легирование, защитные неметаллические и металлические покрытия,
электрохимическая защита. Изменение свойств коррозионной среды.
Ингибиторы коррозии.
10. Электролиз
Электролиз как окислительно-восстановительный процесс. Электролиз водных
растворов и расплавов солей. Катодные и анодные процессы. Законы
электролиза. Выход по току.