Бакалавриат
2022/2023
Общая и неорганическая химия
Статус:
Курс обязательный (Клеточная и молекулярная биотехнология)
Направление:
06.03.01. Биология
Кто читает:
Базовая кафедра Института биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН
Где читается:
Факультет биологии и биотехнологии
Когда читается:
1-й курс, 1, 2 модуль
Формат изучения:
без онлайн-курса
Охват аудитории:
для своего кампуса
Преподаватели:
Жарикова Эмилия Владимировна,
Зуев Ярослав Игоревич,
Истомин Сергей Яковлевич,
Милакина Мария Андреевна,
Попова Анастасия Александровна,
Яндулов Дмитрий Владимирович
Язык:
русский
Кредиты:
5
Контактные часы:
158
Программа дисциплины
Аннотация
раздел химии, связанный с изучением строения, реакционной способности и свойств всех химических элементов и их неорганических соединений. Эта область охватывает все химические соединения, за исключением органических веществ (класса соединений, в которые входит углерод, за исключением нескольких простейших соединений, обычно относящихся к неорганическим). Различия между органическими и неорганическими соединениями, содержащими углерод, являются по некоторым представлениям произвольными. Неорганическая химия изучает химические элементы и образуемые ими простые и сложные вещества (кроме органических соединений). Обеспечивает создание материалов новейшей техники. Важнейшая задача неорганической химии состоит в разработке и научном обосновании способов создания новых материалов с нужными для современной техники свойствами. Настоящая программа учебной дисциплины устанавливает требования к образовательным результатам и результатам обучения студента и определяет содержание и виды учебных занятий и отчетности. Программа предназначена для преподавателей, ведущих дисциплину «Общая и неорганическая химия», учебных ассистентов и студентов направления подготовки 06.03.01 Биология, обучающихся по образовательной программе «Клеточная и молекулярная биотехнология». Программа учебной дисциплины разработана в соответствии с: Образовательным стандартом НИУ ВШЭ по направлению 06.03.01 Биология; Образовательной программой «Клеточная и молекулярная биотехнология» и объединенным учебным планом по образовательной программе «Клеточная и молекулярная биотехнология». Данная учебная дисциплина включена в раздел «Базовая часть» Учебного плана 06.03.01 Биология и относится к базовой профильной части. Осваивается на 1 курсе в 1-2 модуле. Изучение данной дисциплины базируется на курсе Химия школьной программы. Основные положения дисциплины «Общая и неорганическая химия» будут использоваться при освоении дисциплин «Органическая химия для медицины и биологии», «Биохимия» и при прохождении практик.
Цель освоения дисциплины
- дать учащемуся основные теоретические знания в области общей и неорганической химии и привить навыки практической работы с химическими веществами и базовой химической посудой и оборудованием.
Планируемые результаты обучения
- Владение информацией о химии галогенов: сравнительная характеристика элементов, простые вещества, галогеноводороды, межгалоидные соединения, кислородные соединения галогенов.
- Владение информации о химии халькогенов: сравнительная характеристика элементов, простые вещества, соединения в степенях окисления -2, +4, +6, кислородные соединения серы.
- Знание Второго закон термодинамики. Умение решать задачи по расчету энтропии различных процессов, решать расчетные задачи по нахождению энергии Гиббса химической реакции и определению направления ее протекания.
- Знание закономерностей в изменении ковалентных радиусов, потенциалов ионизации, температур кипения и плавления простых веществ, прочностей одинарных, кратных связей элемент-элемент вдоль по периоду для элементов, относящихся ко второму периоду периодической системы.
- Знание основных понятий химической термодинамики. Умение решать расчётные задачи по нахождению тепловых эффектов химических реакций и энтальпий, а также энергии химической связи.
- Знание понятий химическая работа и химический потенциал. Освоение зависимости химического потенциала от давления и концентрации.
- Знание процессов растворения. Энтальпия и энтропия растворения. Закон Рауля.
- Знание свойства азота, соединения азота с водородом и кислородом, кислородные кислоты и их соли, галогениды азота. Фосфор: простое вещество, соединения с водородом, галогенами и кислородом, кислородные кислоты фосфора. Основные соединения мышьяка, сурьмы, висмута, сравнение свойств.
- Знание характеристики элементов 13 группы, простые вещества, соединения с водородом, кислородом, галогенами, халькогенами и азотом. Сравнительная характеристика элементов 14 группы, простые вещества, соединения с водородом, кислородом, галогенами; сравнение строения и свойств соединений в степенях окисления +2 и +4.
- Знание элементов группы титана, получение и свойства простых веществ, соединения с кислородом и галогенами, элементов группы ванадия.
- Знание элементов группы хрома, простые элементов группы марганца, проявляемые степени окисления.
- Ознакомление с комплексными соединениями: основные понятия, номенклатура, изомерия, химическая связь.
- Ознакомление с сильными и слабыми кислотами и основаниями. Знание факторов, влияющих на силу кислот. Гидролиз солей.
- Ознакомление с электронным строением атома. Волновая функция и ее физический смысл. Ознакомление с Уравнением Шредингера и его решение для водородоподобного атома.
- Ознакомление с элементами группы меди, с элементами группы цинка.
- Ознакомление с: Металлы, полупроводники, диэлектрики. Химия водорода, соединения водорода с кислородом. щелочных металлов, простые вещества, методы получения. Соединения щелочных металлов: оксиды, гидроксиды, соли.
- Ознакомление со сравнительной характеристикой элементов триады железа, соединения в различных степенях окисления, комплексы. Общая характеристика платиновых металлов.
- Освоение простых и сложных реакций. Основной закон химической кинетики.
- Умение составлять уравнения окислительно-восстановительных реакций в растворах.
- Усвоение закономерности в изменении свойств d-элементов.
- Усвоение типов химической связи. Характеристики химической связи.
Содержание учебной дисциплины
- Тема 1. Основные понятия и законы химии. Введение в термодинамику. Первый Закон Термодинамики.
- Тема 2. Второй закон термодинамики, энтропия, энергия Гиббса.
- Тема 3. Химический потенциал, химическое равновесие, принцип Ле-Шателье.
- Тема 4. Основные понятия химической кинетики.
- Тема 5. Растворы, расчет концентраций, коллигативные свойства растворов.
- Тема 6. Кислотно-основные равновесия в растворах, протолитическая теория
- Тема 7. Окислительно-восстановительные процессы. Стандартный электродный потенциал, диаграмма Латимера и уравнение Нернста.
- Тема 8. Строение атома и Периодический закон.
- Тема 9. Химическая связь. Типы химической связи. Характеристики химической связи. Представление о гибридизации атомных орбиталей. Геометрия многоатомных молекул (модель Гиллепси). Основы метода молекулярных орбиталей. Строение кристаллических веществ. Межмолекулярные взаимодействия и водородные связи.
- Тема 10. Химия s-элементов (водород, элементы 1-ой и 2-ой групп Периодической системы).
- Тема 11. Химия элементов 13 и 14 групп Периодической системы.
- Тема 12. Химия элементов 15 группы Периодической системы.
- Тема 13. Химия элементов 16 группы Периодической системы.
- Тема 14. Химия элементов 17 группы Периодической системы
- Тема 15. Общий обзор химии p-элементов. Биологическая активность s- и p-элементов.
- Тема 16. Координационные соединения.
- Тема 17. Химия элементов 4 и 5 групп Периодической системы.
- Тема 18. Химия элементов 6 и 7 групп Периодической системы.
- Тема 19. Химия элементов 8-10 групп Периодической системы.
- Тема 20. Химия элементов 11 и 12 групп Периодической системы.
- Тема 21. Общий обзор d-элементов. Биологическая активность d-элементов
Элементы контроля
- ПрактикумыПроверочные работы по теоретической подготовке студентов по темам практикума. Всего – 3 темы. Темы оцениваются следующим образом: 1) Очистка веществ, химическое равновесие, растворы, кинетика –3 балла; 2) Химия s- и p- элементов – 5 баллов; 3) Химия d- элементов – 5 баллов
- Контрольные работыВ семестре выполняются 4 курсовые (по 25 баллов максимально каждая) контрольные работы. Студенты, пропустившие курсовую контрольную работу по уважительной причине, пишут ее в дополнительное время.
- Экзаменэкзамен – 100 баллов
Промежуточная аттестация
- 2022/2023 учебный год 2 модульМаксимально за семестр студент может набрать : За лабораторные – 13 баллов; За контрольные – 100 баллов; Экзамен – 100 баллов всего – 213 баллов.
