АКТУАЛЬНЫЕ ХИМИЧЕСКИЕ ЧУДЕСА

СОВРЕМЕННЫЕ ХИМИЧЕСКИЕ ЧУДЕСА
Канарёв Ф. М.
kanarevfm@mail.ru
Анонс. Ниже приведённая информация – классической пример стереотипного
ортодоксального педагогического мышления без элементарной заботы о самозащите от
исторического позора за наполнение интеллекта учащихся не только устаревшими, но и
глубоко ошибочными химическими знаниями. Среди тем рефератов, рекомендуемых
учащимся министерской инструкцией, есть и такая: «История создания сканирующего
туннельного микроскопа». Историю описывать не будем, а представим лишь самые
последние достижения по фотографированию, атомов, молекул и кластеров, которые
автоматически перечёркивают ниже приведённую министерскую инструкцию и ставят её
сочинителей в позорное положение.
НОВЕШИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ И ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ДОСТИЖЕНИЯ В ХИМИИ
Из фотографий кластеров графена (рис. 1) следует, что шестигранные его ячеистые
структуры являются молекулами C 6 атомов углерода, а белые пятнышки в вершинах
шестиугольников - атомы углерода С [2].
Рис. 1. Фото графена и его графическая визуализация
Возникают школьные вопросы: каким образом шесть электронов атомов углерода, летающих по орбитам вокруг своих ядер, формируют четкие шестигранные молекулы, из которых образуются плоские шестигранные кластеры графена (рис. 1)? И ещё пару вопросов:
почему атомы и графена (рис. 1 и 2) имеют по три связи с соседними атомами? Каким образом, электроны атомов, летающие по орбитам вокруг их ядер, умудряются обеспечивать такие чёткие геометрические связи между атомами одного и того же химического элемента –
углерода? Ортодоксальные физика и химия не дают ответы на эти вопросы, а новая теория
микромира свидетельствует линейное взаимодействие валентных электронов атомов графена
и этим даёт автоматические ответы на приведённые вопросы. Ортодоксы! Вам понятно
это??? [1].
Электроны атомов взаимодействуют с протонами ядер линейно. Это следует из нового закона формирования спектров атомов и ионов, открытого и опубликованного более 15
лет назад [3]. Валентные электроны атомов соединяют их в молекулы также линейно. Это
также стало известно из нового закона формирования спектров атомов и ионов [3], а теперь
подтверждено фотографиями графена и бензола (рис. 1, 2, 3, 5 и 6). Вам понятно это ортодоксы???????
2
фото атома углерода C
графическая визуализация
атома углерода
теоретическая визуализация
ядра и атома углерода [4]
Рис. 2. Фото атома углерода C и его графическая и теоретическая визуализации [2], [3]
графическая визуализация
фото молекулы углерода
теоретическая визуализация
молекулы углерода С 6
Рис. 3. Фото молекулы углерода C6 , её графическая и теоретическая визуализации [2], [3]
фото молекулы углерода C6
Рис. 4. Теоретическая визуализированная двух молекул углерода C2 [4]
Согласно ортодоксальным физическим и химическим представлениям главным
соединительным звеном между молекулами разных химических элементов является атом
водорода. Европейским исследователям удалось сфотографировать кластеры бензола C6 H 6 ,
в состав которых входят и атомы водорода H (рис. 5) [2]. Но на рис. 5 и 6 вместо атомов
водорода, лишь туманные выступы на внешнем контуре кластера бензола С6 Н 6 . Выступы
эти имеют явно линейные структуры, что даёт нам основание полагать, что электроны
атомов взаимодействуют с протонами ядер не орбитально, а линейно, как показано на рис. 6,
а и b.
3
Рис. 5. Фото кластеров бензола и их графическая визуализация [2]
a)
Атом водорода
b)
Рис. 6. Теоретическая молекула бензола и фото её кластеров и атом водорода [2], [3]
Сравним ортодоксальные и новые представления об атомах водорода и углерода
(рис. 7, 8 и 9) [1], [3].
атом водорода [4]
Ортодоксальный атом водорода
Рис. 7. Ортодоксальные и новые представления об атоме водорода
4
Атом графита
12С
Атом алмаза
Рис. 8. Новые структуры атомов графита и алмаза [3], [4]
Учителя до сих пор учат школьников ортодоксальным, глубоко ошибочным,
представлениям об атомах углерода [5].
Продолжение. Начало см. в № 15, 16/2004
Урок 5. Гибридизация атомных орбиталей углерода
ФОРМЫ ЭЛЕКТРОННЫХ ОБЛАКОВ
Форма и ориентация
р-электронных орбиталей
Четыре sp3-гибридные орбитали
атома углерода
Схема перекрывания электронных
Орбитали (три sp2 и одна р)
облаков в молекуле этана
атома углерода в sp2-гибридизации
Рис. 9. Ортодоксальные, глубоко ошибочные, представления об атомах углерода [5]
5
Жуть какая-то! По-другому не скажешь. Несчастные учителя, вынужденные
издеваться над интеллектом своих учеников ради исполнения прихоти академиков,
требующих обучения учеников ортодоксальным представлениям, которые никак не следуют
из фотографий графена (рис. 1, 2 и 3) и бензола (рис. 5 и 6), а значит и - не имеют никакого
отношения к реальности.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Я пытался три года назад проинформировать президента России о том, что главным
препятствием новых знаний к учащимся всех уровней являются академики РАН, но его
модераторы сразу пресекли это моё намерение и оно до сих пор бродит в Интернете в
незаконченном виде http://blog.da-medvedev.ru/accounts/13071
Источники информации
1. Основные проблемы современной химии.
http://yandex.ru/yandsearch?text=%D0%BE%D1%81%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D0%BD%D
1%8B%D0%B5%20%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B1%D0%BB%D0%B5%D0%BC%D1%
8B%20%D1%81%D0%BE%D0%B2%D1%80%D0%B5%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D0%BD
%D0%BE%D0%B9%20%D1%85%D0%B8%D0%BC%D0%B8%D0%B8&lr=63
2. Канарёв Ф.М. Монография микромира.
http://www.micro-world.su/index.php/2010-12-22-11-45-21/663-2012-08-19-17-07-36
3. Интернет. Учёные, впервые запечатлевшие анатомию молекул и кластеров.
http://www.membrana.ru/particle/14065
4. Мыльников В.В. Видео – микромир.
http://www.micro-world.su/index.php/2012-01-27-15-57-34
5. Вяземский А.Д. Практическое пособие по химии.
http://him.1september.ru/article.php?ID=200401504
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
(ТГПУ)
Утверждаю
________________________
декан факультета/
директор института
«___» ___________ 2011 года
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)
М.2.01 АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ СОВРЕМЕННОЙ ХИМИИ
(УКАЗЫВАЕТСЯ НАИМЕНОВАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ) В СООТВЕТСТВИИ С РАБОЧИМ УЧЕБНЫМ ПЛАНОМ)
ТРУДОЕМКОСТЬ (В ЗАЧЕТНЫХ ЕДИНИЦАХ) 6
Направление подготовки: 020100.68 Химия
Профиль подготовки: Физическая химия
Квалификация (степень) выпускника: магистр
6
1. Цель изучения дисциплины (модуля): формирование у будущего магистра
профессиональных компетенций и навыков в важнейших направлениях
современной химии, в подходе к планированию и осуществлению химических
реакций и химических процессов.
2. Место учебной дисциплины (модуля) в структуре основной
образовательной программы.
Дисциплина «Актуальные проблемы современной химии» относится к
вариативной (профильной) части профессионального цикла Основной
образовательной программы. Для освоения дисциплины студенты используют
знания, умения и виды деятельности, сформированные в процессе освоения
дисциплин химического цикла на предыдущих уровнях образования (общей
химии, органической химии, химии высокомолекулярных соединений,
аналитической химии, кристаллохимии и других).
Дисциплина «Актуальные проблемы современной химии» является
основой для изучения нового подхода к химии как к науке, способной
обеспечить производство и потребление химических продуктов таким образом,
чтобы максимально снизить ущерб, наносимый природе на всех стадиях
химического процесса, начиная от потребления энергии и заканчивая
утилизацией отходов. Такой подход позволит обеспечить земной цивилизации
устойчивое развитие в части, связанной с производством и использованием
искусственных химических продуктов, а это одна из крупнейших групп
потребляемых веществ. Освоение такого подхода способствует приобретению
общекультурных компетенций (ОК).
3. Требования к уровню освоения дисциплины.
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование и развитие
специальных компетенций (СК), а также профессиональных компетенций (ПК1, ПК-2, ПК-3, ПК-6, ПК-7, ПК-11), общекультурных компетенций (ОК-2, ОК-4,
ОК-5, ОК-6). Освоивший дисциплину «Актуальные проблемы современной
химии» должен
- владеть:
знаниями об основных направлениях в области современной химии, о новых
подходах к планированию и осуществлению химических реакций и химических
процессов (СК, ОК-4, ОК-5, ОК-6, ПК-1, ПК-2, ПК-3);
- быть способным:
к системному анализу методов изучения принципов химии в интересах
устойчивого развития, включая использование «зеленых», то есть безвредных
для природы растворителей, проведение реакций в отсутствие растворителя,
применение каталитических процессов вместо стехиометрических там, где это
возможно, мониторинг проходящих процессов на всех стадиях осуществления
(СК, ОК-4, ОК-6, ПК-4, ПК-5);
- понимать принципы развития современной химии в социальном и
политическом значении и роли химии на земном шаре и в условиях России в
интересах устойчивого развития (СК, ОК-4, ПК-1, ПК-6);
- уметь применять полученные знания:
для анализа прикладных проблем хозяйственной деятельности (СК);
7
в педагогической деятельности (ПК-2, ПК-8);
- быть готовым к самостоятельному проведению исследований,
использованию информационных технологий для решения научных и
профессиональных задач (СК, ПК-1, ПК-13).
В результате изучения дисциплины студент должен
знать:
- основные направления в современной химической науке и технологии;
- основные направления конструирования химических процессов в условиях
устойчивого развития;
- способы введения элементов «Зелёной химии» в химическую технологию;
владеть:
- основными понятиями и терминами современной науки «Химия»;
- знаниями о современных методах исследования в области химии;
- базовыми познаниями в методике преподавания химии в интересах устойчивого
развития и способов введения элементов этого подхода в базовые химические
курсы;
уметь:
- доказательно обсуждать теоретические и практические проблемы современной
химии;
- применять полученные знания и навыки при выполнении курсовых и дипломных
работ и в будущей профессиональной деятельности.
4. Общая трудоемкость дисциплины (модуля) и виды учебной работы.
Трудоемкость:
Распределение по семестрам, часы
зачетные
(в соответствии с учебным
единицы, часы (в
планом)
соответствии с
Вид учебной работы учебным планом)
Всего:
6 зачетных
1 семестр
2 семестр
единицы – 216
часов
Аудиторные занятия
105
Лекции
35
16
19
Практические
70
35
35
занятия
Семинары
Лабораторные работы
Другие
виды
аудиторных работ
Другие виды работ
35
Самостоятельная
84
работа
Курсовой проект
Реферат
-
8
Расчётнографические работы
Формы
текущего
контроля
-
-
-
-
Микроконтроль
ные
Микроконтроль
ные
Формы
промежуточной
аттестации
соответствии
учебным планом
Зачет по
результатам
в
27
тестирования
с
Зачет по
результатам
тестирования
Зачёт
5. Содержание учебной дисциплины (модуля).
5.1. Разделы учебной дисциплины (модуля).
№п/п
Наименование раздела
дисциплины (темы)
лекции
1
2
3
4
5
6
7
8
Общие тенденции
развития современной
химии.
Основные
направления развития
химии в ХХI веке.
Прогресс науки и роль
«зеленой химии» в
современном мире
12
принципов
«Зелёной химии»
Основные
направления
в
развитии технологий
«Зелёной химии»
Химия и наступающая
эра нанотехнологий.
Суперкритические
флюидные технологии
в химии природных
соединений
Теоретическое
моделирование
и
компьютерный дизайн
новых молекулярных
и
наноразмерных
Экзамен
Виды учебной работы (час)
(в соответствии с учебным планом)
практические
лаборатор самостоятель
(семинары)
ные
ные
работы
2
2
4
2
4
2
3
4
6
2
4
4
3
4
6
3
4
6
2
4
5
2
4
5
9
№п/п
Наименование раздела
дисциплины (темы)
лекции
Виды учебной работы (час)
(в соответствии с учебным планом)
практические
лаборатор самостоятель
(семинары)
ные
ные
работы
структур
9
Компьютерное
2
4
4
моделирование
молекул
(молекулярный
дизайн) и химических
реакций
10 Спиновая химия
2
4
4
11 Хемосенсорика. Новое
направление
органической,
аналитической и
координационной
химии
12 Органические
и
2
4
6
элементоорганические
соединения
для
светоизлучающих
диодов
13 Протеомика.
2
2
8
Проблема
трансформации
здоровой клетки в
раковую
14 Масс-спектроскопия в
2
4
6
органической химии и
биохимии
15 Органические
2
4
8
фотохромные
соединения:
структурный дизайн и
практические
применения
16 Современные
2
4
10
приложения
спектроскопии ЯМР
5.2. Содержание разделов дисциплины (модуля).
5.2.1. Общие тенденции развития современной химии. Концепции
современной химии и их практическое применение.
10
5.2.2. Основные направления развития химии в ХХI веке. Химия как
фундаментальная
наука.
Развивающиеся
современные
направления:
компьютерная химия, компьютерное моделирование молекул (молекулярный
дизайн) и химических реакций; спиновая химия; синтез и исследование
наноструктур, развитие и применение нанотехнологий; синтез полимерных
полупроводников; химия чрезвычайно быстротекущих реакций (фемтохимия);
синтез фуллеренов и нанотрубок; развитие химии одиночной молекулы;
развитие электроники на молекулярном уровне; создание «молекулярных
машин»; электровзрывная активация пульпы и растворов.
5.2.3. Прогресс науки и роль «зеленой химии» в современном мире.
«Зелёная химия» в России.
5.2.4. 12 принципов «Зелёной химии». Анализ технологии производства с
использованием принципов «Зелёной химии»
5.2.5. Основные направления в развитии технологий «Зелёной химии».
Общие подходы к оценке эффективности проведения процессов с точки зрения
зеленой химии.
5.2.6. Химия и наступающая эра нанотехнологий. Разработка новых
наноматериалов. Разработка методов сборки крупных молекул из атомов с
помощью наноманипуляторов. Получение новых нанокатализаторов для
химической и нефтехимической промышленности. Изучение механизма
каталитических реакций на нанокристаллах. Исследование явления
самоорганизации в коллективах нанокристаллов. Поиск новых способов
пролонгирования стабилизации наноструктур химическими модификаторами.
5.2.7. Суперкритические флюидные технологии в химии природных
соединений. Оснвные области практического использования сверхкритических
веществ. Развитие суб- и суперкритических жидкостных технологий для
процессов экстракции и химического синтеза. Сверхкритические среды в
экстракционных процессах.
5.2.8. Теоретическое моделирование и компьютерный дизайн новых
молекулярных и наноразмерных структур. Перспективы использования
компьютерного моделирования в области нанотехнологий. Развитие теории и
методов теоретического моделирования неклассических молекулярных систем
и механизмов химических реакций, молекулярный дизайн новых структурных
мотивов
для
высокотехнологичных
материалов,
молекулярных
и
супрамолекулярных актуаторов, молекулярных машин.
5.2.9. Компьютерное моделирование молекул (молекулярный дизайн) и
химических реакций. Основные направлениями компьютерной химии: создание
принципиально новых компьютерных программ поиска и отбор новых
эффективных веществ; количественный анализ связи структура-активность для
широкого спектра ФАВ. Молекулярный дизайн макромолекулы с
управляемыми биологическими функциями.
5.2.10. Спиновая химия. Молекулярная электроника и спинтроника. На
пути к созданию молекулярного компьютера. Дизайн молекулярных
магнетиков.
11
5.2.11. Хемосенсорика. Новое направление органической, аналитической и
координационной
химии.
Молекулярная
электроника,
фотоника
и
хемосенсорика. Направленный синтез, фото- и магнетохимия бистабильных
органических и металлоорганических структур для молекулярных
переключателей и сред трехмерной оптической памяти.
5.2.12. Органические и элементоорганические соединения для
светоизлучающих диодов. Основные характеристики электролюминесцентных
устройств на основе органических соединений. Светоизлучающие диоды на
основе органолантаноидов. Светоизлучающие диоды на основе смешанных (3дикетонатныхкомплексов. Светоизлучающие диоды на основе комплексов
редкоземельных элементов, содержащих хинолинолятные лиганды.
5.2.13. Протеомика. Проблема трансформации здоровой клетки в
раковую. Создание современных липосомальных противоопухолевых
прераратов. Иммобилизация противоопухолевых средств на носителе.
5.2.14. Масс-спектроскопия в органической химии и биохимии.
Использование масс-спектроскопия в органической химии. Использование
масс-спектроскопия в биохимии.
5.2.15. Органические фотохромные соединения: структурный дизайн и
практические применения. Разнообразие фотохромных соединений и систем.
Особенности применения фотохромных соединений и материалов. Принципы
дизайна оптических молекулярных сенсоров и фотоуправляемых рецепторов на
основе краун-эфиров. Фотохромные спиропираны и объекты биологического
мира.
5.2.16. Современные приложения спектроскопии ЯМР. Импульсный
двойной электрон-электронный резонанс - спектроскопия ЭПР в нанометровом
диапазоне расстояний. Современные возможности ЯМР-спектроскопии
твердого тела квадрупольных ядер с полуцелым спином. Методики
определения ЯМР параметров, корреляции со структурными параметрами.
Исследование процесса приготовления нанесенных катализаторов методом
ЯМР томографии.
5.3. Лабораторный практикум: не предусмотрен учебным планом.
6. Учебно-методическое обеспечение дисциплины.
6.1. Основная литература:
1. Ким, А. М. Органическая химия: учебное пособие / А. М. Ким.– Изд. 2-е,
перераб. и доп., изд. 3-е, испр. и доп., изд. 4-е, испр. и доп. – Новосибирск:
Сибирское университетское издательство,2001(2003, 2004). – 813 (971, 841) с.
2. Дядин, Ю. А. Супрамолекулярная химия : клатратные соединения / Ю. А.
Дядин. – Новосибирск : Изд-во НГУ, 1998. – 53 с.
3. Зоркий, П. М., Лубнина И.Е. Супрамолекулярная химия : возникновение,
развитие, перспективы / П. М. Зоркий, И. Е. Лубнина. – М.: МГУ, 1999.– 42 с.
4. Зелёная химия в России. Сборник статей под редакцией В.В. Лунина, П.
Тундо, У.С. Локтевой. – М.: Издательство Московского университета, 2004. –
230с.
5. Соловьев, М. Е. Компьютерная химия / М. Е. Соловьев, М. М. Соловьев. –М.:
Соломон-Пресс, 2005. - 536 с.
12
6. Полещук, О. Х. Компьютерное моделирование химических реакций : учебное
пособие / О. Х. Полещук. - Томск: ТГПУ, 2007. - 176 с.
7. Полещук, О. Х. Компьютерное моделирование химических реакций: учебное
пособие/ О. Х. Полещук, Д. М. Кижнер - Томск: ТГПУ, 2007. - 159 с.
6.2. Дополнительная литература:
1. Артеменко, А. И. Органическая химия : Учебник для вузов / А. И.
Артеменко. – Изд. 5-е изд., испр. – М. : Высшая школа, 2002 (2003). – 559
(604) с.
2. Березин, Б. Д. Курс современной органической химии : учебное пособие для
вузов / Б. Д. Березин, Д. Б. Березин. – Изд. 2-е, испр. – М. : Высшая школа,
2003 (2001, 1999). – 767 (768, 768) с.
3. Полещук, О. Х. Компьютерное моделирование химических реакций:
уметодические указания/ О. Х. Полещук, Д. М. Кижнер - Томск: ТГПУ,
2007. - 171 с.
4. Грандберг, И. И. Органическая химия : учебник для вузов / И. И. Грандберг.
– Изд. 5-е, перераб. и доп. – М. : Дрофа, 2002 (1974). – 671 (415) с.
5. Степанов, Н. Ф. Квантовая механика и квантовая химия / М.: Мир, 2001. 519 с.
6. Нейланд, О. Я. Органическая химия / О. Я. Нейланд. – М. : Высш. шк., 1990.
– 842 с.
7. Бейдер, Р. Атомы в молекулах / М.: Мир, 2001. -532 с.
8. Симкин, Б. Я. Задачи по теории строения молекул / Симкин Б. Я., М. Е.
Клецкий, М. Н. Глуховцев. - Ростов/Дон.: Феникс, 1997. -272 с.
9. Пожарский, А.Ф. Супрамолекулярная химия /А. Ф. Пожарский. – Ростов на
Дону : РГУ, 1997. – 56 с.
10.Органическая химия : классический университетский учебник : в 2. ч. / О.
А. Реутов, А. Л. Курц, К. П. Бутин. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний,
2004-05. Ч. 1-4.
11.Основы органической химии : в 2 ч. Дж. Робертс, М. Касерио. – М. : Мир,
1978. – Ч. 1-2.
12.Сайкс П. Механизмы реакций в органической химии. –М: Химия, 1973. –
319 с.
13.Кларк, Т. Компьютерная химия / М.: Мир, 1990. - 383 с.
14.Современная органическая химия. в 2-х ч. / А. Терней. – М.: Мир, 1981. –
1239 с.
15.Минкин, В. И. Теория строения молекул / В. И. Минкин, Б. Я. Симкин, Р. М.
Миняев. - Ростов/Дон.: Феникс, 1997. -560 с.
Шевельков, А. В. Супрамолекулярная химия: от экзотических веществ к
материалам нового поколения / А. В. Шевельков. – М.: МГУ, 2004. – 47 с.
6.3. Средства обеспечения освоения дисциплины.
1. http://www.iupac.org/projects/2002/2002-029-1-300.html - координируемая ИЮПАК
веб-страница по «Зеленой химии» (химии в интересах устойчивого развития).
2. http://www.scf-tp.ru/ - журнал «Сверхкритические флюиды; теория и практика».
3. http://himki-vaz.ru/ - сайт «Химия в современном мире».
4. http://www.chemport.ru/ - химический портал ChemPort.Ru.
13
5.
http://www.greenchemistry.ru/education/magister_prog.htm
сайт
научнообразовательного центра "Химия в интересах устойчивого развития – Зеленая
химия".
6. http://sci-lib.com/chemistry – сайт «Химия. Новости химии».
6.4. Материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля).
Лекционная аудитория, оснащенная мультимедийным оборудованием.
Основное оборудование: видеоматериалы, презентации-слайды.
№п/п Наименование раздела
(темы) учебной
дисциплины (модуля)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Общие
тенденции
развития современной
химии.
Основные
направления развития
химии в ХХI веке.
Прогресс науки и
роль «зеленой химии»
в современном мире
12
принципов
«Зелёной химии»
Основные
направления
в
развитии технологий
«Зелёной химии»
Химия
и
наступающая
эра
нанотехнологий.
Суперкритические
флюидные
технологии в химии
природных
соединений
Теоретическое
моделирование
и
компьютерный
дизайн
новых
молекулярных
и
наноразмерных
структур
Компьютерное
моделирование
молекул
Наименование
материалов обучения,
пакетов программного
обеспечения
Наименование
технических и
аудиовизуальных средств,
используемых с целью
демонстрации материалов
-
Мультимедийные
материалы.
-
Мультимедийные
материалы.
-
Мультимедийные
материалы.
-
Мультимедийные
материалы.
Мультимедийные
материалы.
-
-
Мультимедийные
материалы.
-
Мультимедийные
материалы.
-
Мультимедийные
материалы.
-
Мультимедийные
материалы.
14
10
(молекулярный
дизайн) и химических
реакций
Спиновая химия
-
Мультимедийные
материалы.
Мультимедийные
материалы.
Хемосенсорика.
Новое направление
органической,
аналитической и
координационной
химии
12 Органические
и
Мультимедийные
элементоорганически
материалы.
е соединения для
светоизлучающих
диодов
13 Протеомика.
Мультимедийные
Проблема
материалы.
трансформации
здоровой клетки в
раковую
14 Масс-спектроскопия в
Мультимедийные
органической химии
материалы.
и биохимии
15 Органические
Мультимедийные
фотохромные
материалы.
соединения:
структурный дизайн и
практические
применения
16 Современные
Мультимедийные
приложения
материалы.
спектроскопии ЯМР
7. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины
7.1. Методические рекомендации (материалы) преподавателю.
Организация учебного процесса при изучении курса «Актуальные
проблемы современной химии» соотносится с целями образования на
современном этапе, направленных на системный подход к обучению и
интеграцию дисциплин.
В программе определена последовательность изучения учебного
материала, а содержание представлено в виде 16 блоков – разделов,
отражающих целостность курса и внутренние связи учебного материала в
курсе.
11
15
Программой предусмотрено использование современных образовательных
технологий: информационные (лекции и презентации в Power Point), проектные
(мультимедиа, видео) и т.п.
Формы работы на учебных занятиях предусматривают активную позицию
магистрантов при изучении материала, например, дополнение, обсуждение,
дискуссию, элементы собственных научных исследований, непосредственное
выступление с докладом (презентации в Power Point).
7.2. Методические рекомендации для студентов.
Половина учебного материала дисциплины «Актуальные проблемы
современной химии» учебным планом отводится на самостоятельное изучение.
Вопросы, рекомендованные к самостоятельному изучению, обычно не
рассматриваются во время аудиторных занятий из-за недостатка времени. Они
имеют в основном иллюстративный характер и не относятся к
основополагающим вопросам, но знание их существенно облегчает восприятие
принципиальных положений предмета обсуждения. Кроме того, материал,
выносимый на самостоятельное рассмотрение, расширяет у обучающихся
кругозор, повышает эрудированность. Это дает возможность увереннее
ориентироваться в науках, уже знакомых с предыдущих курсов и являющихся
базовыми для современной химии (неорганическая, органическая химии,
физика, кристаллохимия и другие) имеющих мировоззренческое значение, и,
следовательно, способствует формированию всех перечисленных выше
компетенций (СК, ПК, ОК).
План самостоятельной работы
Общее количество часов, выносимых на самостоятельную работу : 84 часа
№
Раздел дисциплины
1.
Общие тенденции
развития
современной
химии.
Основные
направления
развития химии в
ХХI веке.
Прогресс науки и
роль
«зеленой
химии»
в
современном мире
2.
3.
4.
Перечень вопросов
4
Форма
контроля
Реферат
Электровзрывная активация
пульпы и растворов
2
Реферат
Что такое «Зеленая химия»?
В чем заключается разница
между
наукой
об
окружающей
среде
и
Зеленой химией?
6
Реферат
12
принципов Количественные
«Зелёной химии»
характеристики
используемые для оценки
процессов с точки зрения
Зеленой химии.
4
Реферат
Фемтохимия.
Химия
молекулы.
Кол-во
часов
одиночной
16
Основные
направления
в
развитии
технологий
«Зелёной химии»
Химия
и
наступающая эра
нанотехнологий.
Общие подходы к оценке
эффективности проведения
процессов с точки зрения
зеленой химии.
6
Реферат
Туннельный микроскоп и
его использование.
6
Реферат
Суперкритические
флюидные
технологии
в
химии природных
соединений
8.
Теоретическое
моделирование и
компьютерный
дизайн
новых
молекулярных
и
наноразмерных
структур
9.
Компьютерное
моделирование
молекул
(молекулярный
дизайн)
и
химических
реакций
10. Спиновая химия
Использование
суперкритических
технологий
в
создании
лекарственных соединений
5
Реферат
Синтез
фуллеренов
нанотрубок.
и
5
Реферат
Новое направление химии дизайн
молекулярных
магнетиков
4
Реферат
Многоспиновая
молекула
Гиперактивирующее
воздействие
магнитных
полей на спин-селективный
катализ
11. Хемосенсорика.
Магнитная
Новое направление восприимчивость
и
органической,
магнитный момент
аналитической и
координационной
химии
12. Органические
и Разработка
органических
элементоорганичес светоизлучающих доиодов и
кие
соединения индикаторов
основных
для
цветов свечения
светоизлучающих
диодов
4
Реферат
4
Реферат
6
Реферат
5.
6.
7.
17
Протеомика.
Проблема
трансформации
здоровой клетки в
раковую
14. Массспектроскопия
в
органической
химии и биохимии
15. Органические
фотохромные
соединения:
структурный
дизайн
и
практические
применения
16. Современные
приложения
спектроскопии
ЯМР
13.
Современные
технологии
молекулярно-генетических
исследований
8
Реферат
Колебательная
спектроскопия в химии
координационных
соединений
Координационная химия и
развитие современных представлений о химических соединениях и реакциях
6
Реферат
8
Реферат
Реферат
Использование
ЯМР
10
томографии
в
исследованиях процессов,
протекающих
при
получении функциональных
материалов по золь-гель
технологии
8. Формы текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации
обучающихся
8.1. Тематика рефератов (докладов, эссе).
1. Процессы получения наночастиц и наноматериалов.
2. Химия одиночной молекулы.
3. История создания сканирующего туннельного микроскопа.
4. Область изучения фемтохимии.
5. Нанокатализаторы.
6. Экологический катализ: достижения и перспективы.
7. Методы зеленой химии в получении целлюлозы.
8.2. Вопросы и задания для самостоятельной работы, в том числе
групповой самостоятельной работы обучающихся.
См. выше - план самостоятельной работы студентов.
8.3. Вопросы для самопроверки, диалогов, обсуждений, дискуссий,
экспертиз.
1. Особенности и тенденции развития химии в XX в.
2. Химия как фундаментальная наука.
3. Основные направления развития современной химии на рубеже ХХ - ХХI в.
4. Основные направления развития химии в ХХI.
5. «Зеленая химия» и химия в интересах устойчивого развития.
6. 12 принципов «Зелёной химии».
7. Два основных направления в разработке технологии «Зелёной химии».
18
8. Суперкритические флюидные технологии в химии природных соединений.
9. Развитие нанотехнологий в современной химии.
10. Разработка новых нанокатализаторов и их применение.
8.5. Перечень вопросов к зачет (экзамену).
1. Общие тенденции развития современной химии.
2. Основные направления развития химии в ХХI.
3. Прогресс науки и роль «зеленой химии» в современном мире.
4. 12 принципов «Зелёной химии».
5. Основные направления в развитии технологий «Зелёной химии»
6. Химия и наступающая эра нанотехнологий.
7. Один из принципов зеленой химии – атомная эффективность.
8. Е-фактора для различных типов химических процессов.
9. Расчёт атомной эффективности для химических производств.
10. Принципы энергоэффективности.
11. Использование локальных источников энергии для активации молекул.
12. Цеолиты и мезопористые катализаторы.
13. Катализ энзимами (ферментами), в том числе закрепленными
(гетерогенизированными).
14. Закрепление гомогенных катализаторов на носителе.
15. Катализ наночастицами.
16. Что такое сверхкритический флюид?
17. Реакции в сверхкритическом СО2.
18. Реакции метатезиса олефинов.
8.6. Темы для написания курсовой работы (предоставляются на выбор
обучающегося, если предусмотрено рабочим планом).
Не предусмотрено.
8.7. Формы контроля самостоятельной работы.
Реферат, публичный доклад (см. выше - план самостоятельной работы
студентов).
Рабочая программа учебной дисциплины составлена в соответствии с
учебным планом, федеральным государственным образовательным
стандартом высшего профессионального образования по направлению
подготовки 020100.68 Химия.
Рабочую программу учебной дисциплины (модуля) составил:
к.х.н., доцент Кец Татьяна Станиславовна. Рабочая программа учебной
дисциплины (модуля) утверждена на заседании кафедры органической химии:
протокол № ___ от «___»____ 2011 года. Зав. кафедрой ________ Дырин В.А.
(подпись)
Рабочая программа учебной дисциплины (модуля) одобрена методической
комиссией Биолого-химического факультета:
протокол № ___ от «___» _________ 2011 года.
Председатель методической комиссии БХФ_______________ Князева Е.П.
(подпись)
Согласовано: Декан факультета ________________ Дырин В.А.
(подпись)