WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 6 |

«Цель данного курса заключается: - в формировании у будущих специалистов объективного и целостного естественно-научного мировоззрения; - в углублении, развитии и ...»

-- [ Страница 1 ] --

Федеральное агентство по образованию РФ

Стандарт “Химия” ЕН.Ф.04 специальность 260901 и 260209 (400

часов)

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 вещества, химическая связь.

Химическая идентификация: качественный и количественный анализ, аналитический сигнал, химический, физико-химический анализ.

Элементы органической химии и биохимия. Комплементарность.

Химический практикум.

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Программа предназначена для подготовки специалистов направления “Технология и конструирование изделий легкой промышленности”. Для подготовки специалистов данной специальности необходимы знания по ряду дисциплин химического цикла. В частности по общей и неорганической химии, аналитической химии, физической и коллоидной химии, органической химии, химической технологии текстильных материалов, физике и химии полимеров. Знание этих дисциплин будет способствовать формированию диалектического мышления, логической сообразительности, выработке научного взгляда на объекты исследования и на окружающую нас природу.

Цель данного курса заключается:

- в формировании у будущих специалистов объективного и целостного естественно-научного мировоззрения;

- в углублении, развитии и систематизации химических знаний, необходимых при решении практических вопросов на предприятии;

- в раскрытии роли химии и смежных с ней наук в развитии научнотехнического прогресса; роли отечественных и зарубежных ученых в развитии химии.

Основные знания, приобретаемые студентами при изучении данного курса:

Теоретические знания о строении вещества, фундаментальных понятиях и законах.

О реакционной способности веществ и взаимосвязи между свойствами химической системы, о процессах, происходящих в системах.

О регулировании химических процессов.

Основные умения и навыки, приобретаемые студентами при изучении курса:

Самостоятельное проведение экспериментальной работы в химических лабораториях и освоение техники химического анализа, а также объяснение результатов исследования.

Освоение методики работы с химической посудой, реактивами, приборами и оборудованием.

Овладение навыками расчета практических задач по условиях химических реакций.

Умение работать с научной литературой, справочниками, иметь навыки исследовательской работы.

Знать и понимать сущность химических процессов, происходящих в природе, на производстве и рационально применять свои знания в решении возникших проблем.

СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Часть первая РАЗДЕЛ 1. Теоретические основы химии.

Введение (1час) Задачи, стоящие перед химической наукой, отличительные особенности изучения химии в вузе. Необходимость творческого отношения к познанию.

Основные направления познания химии. Место химии в ряду наук о природе, ее связь с другими естественнонаучными достижениями. Развитие “пограничных наук”. Примеры достижений химии и пограничных с нею наук в последние годы.

Концептуальные системы химии и их эволюционное развитие.

Содержание раздела “Теоретические основы химии”, его роль и значение.

Основные понятия и законы химии. Современная номенклатура химических веществ. Основы термодинамики, основы кинетики, учение о растворах и основы строения вещества, как теоретические основы химии. Роль периодического закона в химии.

Часть 1. Основы строения вещества (13 час) 1.1. Введение в квантовую механику. Строение атома. Модели атома Томсона, Резерфорда, Бора, их достоинства и недостатки. Квантование энергии электронов в атоме. Корпускулярно-волновой дуализм электрона.

Уравнение Де Бройля. Соотношение неопределенностей Гейзенберга.

Уравнение Шредингера.

Современные представления о строении атома. Характеристика состояния электронов системой квантовых чисел, их физический смысл.

Спин электрона. Понятие об атомной орбитали. Атомные орбитали для s-,p-, d-, f- состояний электронов. Многоэлектронные атомы. Принцип Паули.

Максимальное число электронов в электронных слоях и оболочках. Правило Хунда. Последовательность заполнения энергетических уровней и подуровней электронами в многоэлектронных атомах. Правила В.М.

Клечковского.

1.2. Периодический закон Д.И.Менделеева и строение атомов элементов.

Доменделеевская систематизация элементов. Закон Мозли. Современная формулировка периодического закона. Структура периодической системы.

Периоды, группы и подгруппы. Порядковый номер элемента и его физический смысл. Особенности электронного строения атомов в главных, побочных подгруппах, в семействах лантаноидов и актиноидов.

Периодическое изменение свойств элементов (вертикальная, горизонтальная и диагональная периодичности). Магнитные и энергетические характеристики атомов. Энергия ионизации, сродство к электрону, электроотрицательность.

Атомные и ионные радиусы, их зависимость от электронного строения степени окисления.



Периодический закон как основа неорганической химии, его философское значение.

1.3. Понятие о химической связи, ее природа. Свойства химической связи.

Ковалентная связь. Метод валентных связей (МВС), его основные положения. Свойства ковалентной связи: направленность, насыщаемость, полярность, поляризуемость. Полярная и неполярная ковалентная связь.

Механизмы образования ковалентной связи (обменный, донорноакцепторный, дативный). Количественные характеристики ковалентной связи: длина, прочность, валентные углы.Дипольные моменты и строение молекул.

Кривая потенциальной энергии двухатомной молекулы. Валентность элемента. Схемы перекрывания атомных орбиталей при образовании связей в молекулах. Гибридизация волновых функций; примеры sp-, sp2-, sp3гибридизаций.

Образование кратных связей. Сигма- и пи-связи, их особенности.

Делокализованные пи-связи.

1.4. Метод молекулярных орбиталей (ММО). Основные положения метода молекулярных орбиталей (МО ЛКАО), энергетические диаграммы МО.

Последовательность заполнения МО в двухатомных гомо- и гетероядерных молекулах. Объяснение закономерностей в изменении длин и энергий связи в двухатомных молекулах при помощи метода МО. Влияние спина электронов на магнитные свойства молекул и ионов с позиций метода МО.

1.5. Ионная связь. Ионная связь как предельный случай ковалентной Электростатическое взаимодействие ионов. Понятие о расчете энергии ионной связи. Поляризация ионов. Зависимость поляризации ионов от типа электронной структуры, заряда и радиуса иона. Влияние поляризации ионов на свойства вещества, температуру плавления, термическую устойчивость.

1.6. Металлическая связь. Механизм образования металлической связи.

Свойства веществ в металлической связью. Зонная теория строения металлов.

1.7. Межмолекулярное взаимодействие. Природа межмолекулярных сил.

Энергия межмолекулярного взаимодействия. Типы взаимодействий:

ориентационное, индукционное, дисперсионное (силы Ван-дер-Ваальса).

Зависимость межмолекулярных взаимодействий от температуры и расстояния между молекулами. Водородная связь. Энергия и длина связи.

Влияние водородной связи на свойства вещества (температуру плавления, кипения, степень диссоциации в водном растворе и др.).

1.8. Строение вещества в конденсированном состоянии. Твердое, жидкое, газообразное, плазменное состояния, их особенности.

Кристаллическое состояние. Типы кристаллических решеток (атомная, молекулярная, ионная, металлическая). Природа связи между частицами в различных типах кристаллических решеток.

Жидкое и аморфное состояние, их особенности. Понятие строения жидкой воды. Жидкокристаллическое состояние вещества.

Часть 2. Взаимодействие веществ (18 час) 2.1. Кинетика химических реакций. Основные понятия. Классификация реакций. Скорость химической реакции. Закон действующих масс, константа скорости реакции, ее физический смысл. Молекулярность и порядок реакции.

Зависимость скорости гомогенной реакции от концентрации, температуры (правило Вант Гоффа, закон Аррениуса), природы реагирующих веществ.

Энергия активации. Зависимость скорости гетерогенной реакции от площади взаимодействия. Диффузия. Механизмы химических реакций. Цепные и фотохимические реакции. Катализ. Примеры каталитических реакций в промышленности.

Обратимые и необратимые реакции. Химическое равновесие. Константа равновесия. Принцип Ле Шателье. Факторы, влияющие на смещение химического равновесия: изменение концентрации компонентов системы, температура, изменение объема и давления в реакциях, протекающих в газовой фазе. Фазовое равновесие.

2.2. Химическая термодинамика. Основные понятия химической термодинамики: система, ее состояние и виды, термодинамические параметры и процессы, функции состояния. Первое начало термодинамики для различных процессов. Внутренняя энергия системы. Энтальпия. Экзо- и эндотермические реакции. Термохимические уравнения. Понятие о стандартном состоянии. Стандартные энтальпии образования веществ. Закон Гесса и следствия из него. Применение закона Гесса для вычисления энтальпий химических реакций.

Второе начало термодинамики. Энтропия. Обратимые и необратимые процессы и их характеристика. Изменение энтропии в различных процессах.

Энергия Гиббса (изобарно-изотермический потенциал). Изменение энергии Гиббса как характеристика равновесного состояния. Определение направления самопроизвольного протекания химических процессов.

2.3. Общие представления о растворах. Классификация растворов. Теории растворов: работы Аррениуса, Каблукова. Сольватная теория растворов Д.И.

Менделеева. Растворение и растворимость. Влияние на растворимость природы компонентов, температуры и давления. Способы выражения концентрации растворов.

Растворы неэлектролитов. Процессы, сопровождающие образование жидких истинных растворов. Краткая характеристика межмолекулярных взаимодействий в растворах. Фазовые превращения в растворах. Законы Рауля. Фазовое равновесие. Идеальные и реальные растворы. Активность.

Осмос и осмотическое давление. Закон Вант Гоффа.

Изотонический коэффициент.

Роль молекул растворителя в процессе растворения – ассоциированные и неассоциированные электролиты. Теория электролитической диссоциации Аррениуса. Определение степени диссоциации слабого электролита в растворе. Константа диссоциации, закон разбавления Оствальда.

Ступенчатая диссоциация слабых электролитов. Влияние одноименных ионов на равновесие диссоциации слабого электролита в растворе.

Равновесие в системе, состоящей из насыщенного раствора электролита и его кристаллов. Кривая растворимости. Произведение растворимости.

Произведение растворимости, условия осаждения и растворения малорастворимого электролита.

2.5. Протолитическое равновесие. Протонная теория кислот и оснований растворителя. Диссоциация воды. Водородный показатель среды (рН).

Сила кислот и оснований, константа кислотности, единая шкала кислотности для водных растворов.

зависимость от концентрации и температуры. Константа гидролиза.

Различные случаи гидролиза. Ступенчатый гидролиз. Усиление и подавление гидролиза. Полный гидролиз.



Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 6 |