Учебно-методическое обеспечение дисциплины. Рабочая учебная программа по дисциплине

Рабочая учебная программа по дисциплине

Б2.Б.5 ХИМИЯ

Для направления 020400.62 Биология

Профили: Генетика

Зоология

Биоэкология

Биохимия

Ботаника

Квалификация (степень) выпускника – Бакалавр

Форма обучения очная

 

Г. Краснодар

1. Требования к результатам освоения содержания дисциплины

В результате изучения данного курса студент будет:

Знать:основы общей, неорганической химии: свойства химических систем, основы химической термодинамики и кинетики, свойства и реакционную способность веществ.

Уметь:применять знания в области химии для освоения общепрофессиональных дисциплин и решения профессиональных задач.

Владеть:навыками химических исследований.

 

Содержание и структура дисциплины

Содержание разделов дисциплины

№ раздела Наименование раздела Содержание раздела Форма текущего контроля Разработано с участием представителей работодателей (указать организацию)
1. Введение. Предмет и содержание химии. Место курса химии в системе учебных дисциплин, его значение в профессиональной подготовке биологов. Химия как раздел естествознания – наука о веществах и их превращениях. Т  
2. Строение вещества. Периодический закон и периодическая система элементов Д.И. Менделеева. Химическая связь. История развития представления о строении атома, Квантово-механическая модель атома, строение электронных оболочек атома. Электронные формулы атомов элементов. Периодический закон Д.И. Менделеева и структура электронных оболочек атомов. Валентность, степень окисления. Изменение свойств элементов и их соединений взависимости от структуры электронных оболочек. Свойства взаимодействующих атомов: эффективный радиус, ионизационный потенциал, сродство к электрону, электроотрицательность. Возникновение химической связи. Основные параметры химической связи. Ковалентная связь. Свойства ковалентной связи. Связи σ- и π-типа. Гибридизация. Ионная связь. Металлическая связь. Водородная связь. К  
3. Энергетика химических процессов. Химическая термодинамика и химическое равновесие.   Химическая термодинамика и цели её изучения. Основные понятия термодинамика. Внутренняя энергия и энтальпия. Экзо- и эндотермические реакции. Термохимические уравнения. Закон Гесса и следствия из него. Понятие об энтропии. Энергия Гиббса, Гельмгольца Направление протекания химических процессов. Особенности термодинамики биохимических процессов. Понятие о гомеостазе. Химическое равновесие. Константа химического равновесия как мера глубины протекания процессов. Условия смещения химического равновесия. Принцип Ле-Шателье. ЛБ  
4. Химическая кинетика. Катализ. Скорость химической реакции. Кинитеческие уравнения химических реакций. Закон действия масс. Порядок и молекулярность реакции. Зависимость скорости реакции от температуры. Правило Вант-Гоффа. Уравнение Аррениуса. Энергия активации. Катализ. Гомогенный и гетерогенный катализ. Кислотно-основной катализ. Ферментативный катализ и его особенности. Автоколебательные биохимические процессы. Т  
5. Растворы. Реакции в водных растворах. Растворы. Виды растворов. Термодинамика процесса растворения. Способы выражения концентрации растворов. Растворимость твердых веществ и газов в жидкостях. Законы Генри, Дальтона, Сеченова. Коллигативные свойства растворов. Понижение температуры замерзания и повышение температуры кипения растворов как следствие понижения давления пара растворителя над раствором. Осмос. Роль осмоса и осмотического давления в биологических системах. Электролитическая диссоциация. Равновесие в растворах слабых электролитов. Особенности растворов сильных электролитов. Активность и ионная сила раствора. Электролитическая диссоциация. Ионное произведение воды (рН и рОН растворов). Методы определения рН растворов. Физико-химические основы водно-электролитного баланса в живых системах. Протолитическая теория кислот и оснований Бренстеда и Лоури. Протолитический баланс. Реакция нейтрализации. Гидролиз солей. Буферные растворы. Буферные системы организмов, их взаимодействие, явления ацидоза и алкалоза. Реакции осаждения – растворения. Условия растворения и осаждения осадков. Гетерогенные равновесия в живых системах. ЛБ, К  
6. Химия комплексных соединений. Комплексообразование в растворах. Комплексные соединения. Состав, структура, номенклатура и классификация соединений. Комплексообразователь, лиганды, координационное число. Изомерия комплексных соединений. Диссоциация комплексных соединений. Устойчивость комплексного кона Биологическая роль комплексных соединений. Т  
  7. Окислительно-восстановительные процессы, их закономерности и роль в жизнедеятельности организмов. Электрохимические процессы. Основные понятия и факторы, влияющие на протекание окислительно-восстановительных реакций. Электрохимические свойства растворов. Сопряженные окислительно-восстановительные пары. Двойной электрический слой электрода. Стандартный электродный потенциал. Уравнение Нернста. Направление протекания окислительно-восстановительных реакций, особенности биохимических окислительно-восстановительных процессов в организмах. Окислительно-восстановителные реакции в природе. Электролиз. Электрохимичсекие источники энергии. Коррозия как электрохимический процесс. Защита металлов от коррозии. Т, ЛБ  
8. Обзор свойств элементов и их соединений. Классификация и распространенность химических элементов в организме и окружающей среде. Роль элементов-органогенов и их соединений в растительном и животном мире. Металлы жизни их роль в растительном и животном мире. Макро- и микроэлементы в среде и организме человека. Водород.О месте водорода в Периодической системе. Изотопы водорода. Физические и химические свойства водорода. Соединения водорода с металлами и неметаллами. Вода. Структура и свойства воды. Вода как растворитель Галогены.Общая характеристика. Галогены как окислители. Водородные и кислородные кислоты галогенов. Относительная устойчивость кислородных соединений галогенов. Биохимическая роль галогенов. Кислород.Изотопы кислорода. Электронное строение и свойства молекулы кислорода. Кислород и природа. Озон. Озонирование, Оксиды в гидроксиды. Закономерности в изменении свойств оксидов, гидроксидов в рядах и группах. Периодической системы. Пероксиды. Халькогены.Общая характеристика. Сульфиды. Растворимость сульфидов. Восстановительная активность сульфидов. Получение, свойства и применение оксидов серы. Серная и сернистая кислоты. Сопоставление силы кислотности и прочности серной и сернистой кислот. Окислительная активность серной кислоты. Соли серной кислоты. Квасцы. Термическая устойчивость сульфатов. Роль серы в биомолекулах. Азот и фосфор.Общая характеристика. Азот. Строение и причина относительной инертности молекулы азота. Азот в природе. Аммиак. Равновесие в водном растворе аммиака. Кислородные соединения азота. Энергетика получения и свойства оксида азота. Азотсодержащие кислоты. Взаимодействие азотной кислоты с металлами к неметаллами. Азотные удобрения. Свойства и роль химических связей азота в биомолекулах. Фосфор. Фосфорные кислоты. Основность фосфорных кислот. Фосфаты. Растворимость и гидролиз фосфатов. Фосфиды металлов. Фосфор в природе. Фосфорные удобрения. Свойства и роль химических связей фосфора в биомолекулах, Углерод. Кремний.Общая характеристика. Углерода, Модификация свободного углерода. Связь структуры со свойствами. Уголь как адсорбент. Получение и свойства оксидов углерода. Монооксид углерода. Карбонилы металлов. Диоксид утл рода. Равновесие в водных растворах диоксида углерода. Карбонаты. Карбонатное равновесие в природе. Свойства химических связей углерода в биомолекулах. Кремний. Химические и физические свойства кремния. Кислородные соединения кремния. Кремниевые кислоты. 'Силикаты, Гидролиз силикатов. Щелочные металлы.Сравнительная характеристика щелочных металлов. Характеристика атомов и ионов щелочных металлов. Оксиды, пероксиды и гидроксиды. Получение и свойства солей. Биологическая роль натрия и кадия. Калийные удобрения. Бериллий, магний. Щелочноземельные металлы.Общая характеристика элементов второй группы. Важнейшие соединения бериллия и магния. Гидролиз солей бериллия магния. Щелочноземельные металлы. Оксиды, гидроксиды и соли щелочноземельных металлов. Роль соединений кальция и магния в живом организме. Химия d-элементов.Физические свойства, простых веществ. Степени окисления. Закономерности в изменении свойств простых веществ и соединений переходных элементов в периодах и группах. Переходные элементы как комплексообразователи. Особенности химии d-элементов по сравнению с химией s, р-элементов. Подгруппа хрома. Общая характеристика элементов подгруппы хрома. Физические и химические свойства хрома. Соединение хрома (Ш): оксид, гидроксид, соли. Хроматы и дихроматы. Окислительная активность соединений хрома (VI). Важнейшие соединения молибдена и вольфрама. Биологическая роль, Подгруппа марганца. Общая характеристика элементов подгруппы марганца. Оксиды и гидроксиды марганца. Устойчивость соединений различной степени окисления марганца. Манганаты и перманганаты. Влияние среды на окислительно-восстановительную активность соединений марганца. Биологическая роль соединений марганца. Элементы восьмой подгруппы. Общая характеристика. Железо. Оксиды и гидроксиды железа. Гидролиз и устойчивость солей железа. Ферриты. Ферраты. Комплексные соединения железа. Соединения кобальта и никеля. Биологическая роль d-элементов семейства железа. ЛБ,Т  

 

Лекционные занятия

№ Тема Час.
1. Химическая термодинамика. Химическое равновесие.
2. Химическая кинетика.
3. Растворы. Свойства растворов неэлектролитов.
4. Свойства растворов электролитов.
5. Протолитические равновесия в растворах. Водно-электролитный баланс в биологических системах.
6. Окислительно-восстановительные процессы, их закономерности и роль в биологических системах.
7. Элементы органогены и их соединения. Свойства неметаллов и их соединения.
8. Химия металлов и их соединения. Металлы жизни.

 

Лабораторные работы

№ Тема Час.
1. Техника безопасности. Основные правила и приемы работы в химической лаборатории. Оборудование лаборатории. Элементы химической термодинамики. Определение тепловых эффектов химических реакций (теплоты нейтрализации, теплоты гидратации).
2. Электролитическая диссоциация. Кислотно-основные равновесия в водных растворах солей. Гидролиз солей. Определение рН.
3. Химия элементов IV-A, V-A, VI-A групп.
4. Химия d-элементов (Cr, Mn, Fe, Co, Ni)

 

 

Учебно-методическое обеспечение дисциплины

Основная литература