Єзіков Володимир Іванович завідувач кафедри органічної та біологічної хімії, доктор хімічних наук, професор робоча програма icon

Єзіков Володимир Іванович завідувач кафедри органічної та біологічної хімії, доктор хімічних наук, професор робоча програма




Скачати 251.81 Kb.
НазваЄзіков Володимир Іванович завідувач кафедри органічної та біологічної хімії, доктор хімічних наук, професор робоча програма
Дата03.05.2013
Розмір251.81 Kb.
ТипПрограма


Херсонський державний університет

Кафедра органічної та біологічної хімії


ЗАТВЕРДЖУЮ”

Проректор з навчальної та

науково-педагогічної роботи

професор Тюхтенко Н.А.

“___”________________2013 року


РОБОЧА ПРОГРАМА НАВЧАЛЬНОЇ ДИСЦИПЛІНИ


1.2.5. БУДОВА РЕЧОВИНИ


напрям підготовки 6.040101. Хімія*


факультет Природознавства, здоров’я людини і туризму


Херсон-2013 рік


Робоча програма Будова речовини

для студентів за напряму підготовки 6.040101 Хімія*.


Розробник:

Єзіков Володимир Іванович – завідувач кафедри органічної та біологічної хімії, доктор хімічних наук, професор.


Робоча програма затверджена на засіданні кафедри органічної та біологічної хімії

Протокол від “ 8 ” січня 2013 року № 6

Завідувач кафедри органічної та біологічної хімії

_______________________ (професор Єзіков В.І.)


Схвалено науково-методичною радою

Факультету Природознавства, здоров’я людини і туризму

Протокол від. “____”________________20___ року № ___

Голова _____________ (доцент Карпухіна Ю.В.)


^

Опис навчальної дисципліни





Найменування показників

Галузь знань, напрям підготовки, освітньо-кваліфікаційний рівень

Характеристика навчальної дисципліни

денна форма навчання

заочна форма навчання

Кількість кредитів – 3

Галузь знань

0401. Природничі науки

Нормативна


Напрям підготовки

6.040101. Хімія*


Модулів – 2

Спеціальність (професійне

спрямування):


^ Рік підготовки:

Змістових модулів – 2

2-й




Загальна кількість годин – 108

Семестр:

4-й




Тижневих годин для денної форми навчання:

Аудиторних - 2

самостійної роботи студента – 78

Освітньо-кваліфікаційний рівень:

Бакалавр


Лекції

36 год.

.

^ Практичні, семінарські

34 год.




Лабораторні







^ Самостійна робота

38 год.




Вид контролю: диф.залік (4)


Примітка.

Співвідношення кількості годин аудиторних занять до самостійної роботи становить:

для денної форми навчання – 1,84:1;


^ Пояснювальна записка


Мета курсу: Сформувати знання про загальні принципи будови і властивості речовин у різних агрегатних станах.


Завдання курсу

Теоретичні:

  • сформувати знання про будову речовин у різних агрегатних станах: газоподібному, рідкому і кристалічному;

  • сформувати уявлення про загальні принципи будови кристалів і класифікації кристалічних структур.


Практичні:

  • набути вміння встановлювати зв’язки між структурою кристалів і природою хімічної взаємодії атомів;

  • набути вміння встановлювати зв’язки кристалічної структури з фізико-хімічними властивостями кристалічних речовин.


Перелік знань та умінь студентів

Студент повинен знати:

  • особливості складу, будови речовин у різних агрегатних станах: газоподібному, рідкому і кристалічному;

  • знати особливості геометрії та симетрії молекул і кристалів;

  • основи рентгеноструктурного аналізу;

  • знати основи систематичної кристалохімії.

Студент повинен вміти:

  • характеризувати будову речовин у різних агрегатних станах;

  • визначати елементи симетрії та встановлювати формули симетрії молекул та кристалів;

  • визначати залежність енергії кристалічних структур від типу зв’язків в кристалах.


^ Міждисциплінарні зв’язки: загальна хімія, органічна хімія. фізична хімія.


Зміст навчальної дисципліни


ВСТУП

Предмет і задачі кристалохімії. Модель кристалічної структури. Основні аспекти кристалохімії: стереохімічний, кристалоструктурний, характеристика хімічних зв’язків, енергетика кристалічної речовини, залежність властивостей кристалів від їхньої будови. Структурний аналіз як основний експериментальний метод кристалохімії.


^ ЗАГАЛЬНА КРИСТАЛОХІМІЯ

Симетрія молекул

Закриті операції й елементи симетрії. Точкові групи симетрії. Символи Германа-Могена і Шенфлиса. Системи еквівалентних позицій (орбіти). Ізоедри і ізогони. Полярність і хіральність молекул.

^ Симетрія ланцюгів, шарів, кристалів

Групи трансляцій. Паралелепіпеди повторення. Решітка і структура кристала. Кристалографічні системи координат. Елементарна комірка. Типи решіток. Індекси вузлів, вузлових рядів, вузлових сіток. Зворотні решітки. Кристалографічні точкові групи. Сингонії.

Відкриті операції й елементи симетрії. Групи симетрії ланцюгів і шарів. Просторові групи симетрії. Орбіти. Симетрія позиції. Ступеня свободи атомів.

Залежність фізичних властивостей кристалів від їхньої симетрії. Енантіоморфизм і оптична активність. Двозаломлення. Електропровідність. Піро- і п’єзоефект.

^ Основи рентгеноструктурного аналізу

Дифракція рентгенівських променів. Умови Лауэ і рівняння Брегга-Вульфа. Три методи рентгенографії: метод Лауэ, метод обертання, метод порошку. Рентгенофазовий аналіз. Фотографічний і дифракційний методи реєстрації дифракційних променів.

Основні етапи аналізу структури кристала. Визначення параметрів решітки. Визначення симетрії кристалічної структури. Визначення координат і середньоквадратичних зсувів атомів. Дослідження деталей розподілу електронної щільності.

Структурні амплітуди. Формула електронної щільності (ряд Фур’є). Проблема початкових фаз. Метод проб і помилок. Фактор розходження. Функція Паттерсона і метод важкого атома. Статистичні прямі методи. Уточнення структури. Систематичні і випадкові помилки. Автоматизація рентгеноструктурного аналізу. Нейтронографія і електронографія кристалів.

^ Опис і систематика кристалічних структур

Число формульних одиниць і рентгенівська щільність. Міжатомні відстані, валентні і торсійні кути. Середньоквадратичні площини. Координаційне число і координаційний поліедр. Власна симетрія координаційних поліедрів, молекул і складних йонів. Кількісне порівняння молекул і інших фрагментів структури. Контактна конформерія.

Структурні типи і ізоструктурність. Найпростіші структурні типи і співвідношення між ними. Поліедричний метод зображення структур. Опис структур у термінах кульових упаковок і укладок.

Сімейства кристалічних структур. Острівні, ланцюжні, шаруваті, каркасні і координаційні структури. Структури з неоднорідними фрагментами. Структурні класи. Структури зі статистичною і неповною упорядкованістю.

^ Хімічні зв’язки в кристалах

Загальна теорія міжатомних взаємодій. Ковалентний зв’язок. Йонний зв’язок. Металевий зв’язок. Ван-дер-ваальсова взаємодія. Водневий зв’язок. Інші специфічні міжмолекулярні взаємодії. Міжатомна відстань і міцність зв’язку. Систематика кристалічних структур по типі зв’язку. Гомо- і гетеродесмічні структури.

^ Кристалохімічні радіуси атомів

Фізичний зміст кристалохімічних радіусів. Йонні радіуси. Ковалентні радіуси. Орбітальні радіуси. Металеві радіуси. Ван-дер-ваальсові радіуси. Моделі молекул. Принцип щільних упаковок.

Енергія кристалічних структур

Основні термодинамічні співвідношення. Енергія йонних, ковалентних, металевих структур. Енергія молекулярних і других ван-дер-ваальсових кристалів. Розрахунок оптимальної структури кристала.

^ Динаміка кристалічних структур

Середньоквадратичні зсуви атомів і теплові еліпсоїди. Середньоквадратичні зсуви молекул. Фотонні спектри. Розрахунок термодинамічних функцій. Обертальні і реорієнтаційні рухи.

Ізоморфізм і поліморфізм

Типи ізоморфізму. Тверді розчини. Межа ізоморфного заміщення і морфотропії. Ізоморфізм із заповненням простору. Типи поліморфізму. Політипія. Термодинаміка поліморфних перетворень. Механізм поліморфних перетворень.

Залежність властивостей кристалічних речовин від їхньої структури

Механічні властивості. Напівпровідники. Сегнетоєлектрики. Феріти. Тверді електроліти. Провідність органічних молекулярних комплексів. Топохімічні реакції у твердих тілах.

Реальні кристали.

Точкові дефекти. Дислокації. Мозаїчність. Структура поверхні і тонких плівок. Вплив дефектів кристалів на їхні властивості.


^ ГЛАВИ СИСТЕМАТИЧНОЇ КРИСТАЛОХІМІЇ

Структури простих речовин

Основні структурні типи металів (мідь, магній, α-залізо). Аномальні металеві структури.

Структури простих речовин-неметалів. Координація атомів. Зміна характеру структури по групах періодичної таблиці.

^ Структури бінарних сполук

Структури інтерметаличних сполук (АВ). Сімейства міді, магнію, α-заліза. Фази Лавеса.

Структури сполук металів з неметалами (АХ). Структури, описані в термінах кульових упаковок і укладок. Ажурні структури. Фактори, що визначають вибір структурного типу. Роль типу хімічного зв’язку. Особливості координації перехідних і неперехідних металів. Кластери.

Структури сполук неметалів (ХУ).

^ Найважливіші структурні типи тернарних сполук

Структурний тип перовскита. Сегнето- і антисегнетоелектричні властивості речовин з перекрученою структурою перовскита.

Структурний тип шпінелі. Нормальна і звернена шпінель. Пояснення будови шпінелей на основі теорії кристалічного поля. Феріти і їх технічне значення. Зв’язок будови і магнітних властивостей з’єднань, що кристалізуються по типу шпінелі.

^ Кристалохімія силікатів

Основні риси будови силікатів. Класифікація структур силікатів. Залежність фізичних властивостей силікатів від їхньої будови. Ізовалентний і гетеровалентний ізоморфізм у силікатах. Природні і синтетичні цеоліти, їх структура і застосування.

^ Органічна кристалохімія

Стереохімія органічних молекул. Розрахунок оптимальної конформації. Вплив кристалічного поля на конформацію. Співвідношення власної симетрії молекули і симетрії позиції. Контактна конформерія.

Розподіл органічних кристалів по структурних класах. Найважливіші структурні класи.

Щільне упаковка молекул. Молекулярне координаційне число. Структури з міжмолекулярними водневими зв’язками.

Розрахунок енергії міжмолекулярної взаємодії. Структурні підкласи і їхній зв’язок з анізотропією фізичних властивостей.

Кристалічні структури полімерів і біополімерів. Білки. Полінуклеотиди. Полісахариди.

^ Структура навчальної дисципліни


Назви змістових модулів і тем

Кількість годин

денна форма

Заочна форма

усього

у тому числі

усього

у тому числі

л

п

лаб

інд

с.р.

л

п

лаб

інд

с.р.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

Змістовий модуль 1. Будова речовини

Тема 1. Геометрія молекул




6

4




0,8

3,6



















Тема 2. Теоретичні основи вчення про будову та властивості макротіл




4

3




0,6

3,3



















Тема 3. Газоподібний та рідкий стан речовини




4

3




0,6

3,3



















Тема 4. Рідини




4

3




0,6

3,3



















Тема 5. Рідкі кристали




4

3




0,6

3,3



















Разом за змістовим модулем 1

54

18

16




3,2

16,8



















Змістовий модуль 2. Кристалохімія

Тема 1. Симетрія молекул і кристалів




4

4




0,45

1,8



















Тема 2. Деякі фізичні властивості кристалів




2

2




0,45

1,8



















Тема 3. Рентгеноструктурний аналіз




2

2




0,45

1,8



















Тема 4. Хімічні зв’язки в кристалах.




2

2




0,45

1,8



















Тема 5. Енергія кристалічних структур




2

2




0,45

1,8



















Тема 6. Основні поняття кристалохімії




2

2




0,45

1,8



















Тема 7. Дефекти в кристалах




2

2




0,45

1,8



















Тема 8. Кристалохімія хімічних сполук




2

2




0,45

1,8



















Разом за змістовим модулем 2

54

18

18




3,6

14,4



















^ Усього годин

108

34

34




6,8

31,2




















^ Змістові модулі

Змістовий модуль 1. Будова речовини

Лекційний модуль:



^ Тема лекції

Кількість годин

1

Геометрія молекул

6

2

Теоретичні основи вчення про будову та властивості макротіл

4

3

Газоподібний та рідкий стан речовини

4

4

Рідини

4

5

Рідкі кристали

4



^ Семінарський модуль:



Тема і зміст занять

Кількість

годин

1.

Геометрія молекул. Залежність властивостей від будови молекули

4

2.

Агрегатний стан речовини. Гази

4

3.

Рідини та аморфний стан

8



Модуль самостійної роботи:

Індивідуальне завдання №1. Будова речовини
Змістовий модуль 2. Кристалохімія

Лекційний модуль:



^ Тема лекції

Кількість годин

1

Симетрія молекул і кристалів

4

2

Деякі фізичні властивості кристалів

2

3

Рентгеноструктурний аналіз

2

4

Хімічні зв’язки в кристалах.

2

5

Енергія кристалічних структур

2

6

Основні поняття кристалохімії

2

7

Дефекти в кристалах

2

8

Кристалохімія хімічних сполук

2


^ Семінарський модуль:



Тема заняття

Кількість годин

1.

Симетрія молекул та кристалів

4

2.

Хімічний зв’язок в кристалах

4

3.

Енергія кристалевих структур

4

4.

Основні поняття кристалохімії

4

5.

Кристалохімія хімічних сполук

2



Модуль самостійної роботи:

Індивідуальне заняття №2. Кристалохімія.


Методи навчання

При викладанні будови речовини використовуються методи навчання:

1.За джерелом передачі та характером сприйняття інформації:

- словесні;

- наочні;

- практичні.

2. За розв’язком основних дидактичних завдань:

- набуття знань;

- формування вмінь та навичок;

- застосування знань;

- застосування творчої діяльності;

- засвоєння знань;

- перевірка знань.

3. За характером пізнавальної діяльності при засвоєнні змісту дисципліни:

- пояснювально-ілюстративний;

- репродуктивний;

- дослідницький;

- евристичний.

4. За поєднанням методів:

- інформаційно-повідомлюючий і виконуючий;

- пояснювальний і репродуктивний;

- інструктивно-практичний і продуктивно-практичний;

- пояснювально-спонукаючий і частково-пошуковий;

- спонукаючий і пошуковий.

Використовуються засоби реалізації методів навчання:

  1. загальнолюдські (інструкція, аналіз, синтез, дедукція, аналогія);

  2. засоби хімічного дослідження (спостереження, хімічний експеримент, моделювання, опис, метод теоретичного дослідження);

  3. загальнопедагогічні засоби (виклад, бесіда, самостійна робота).


Види контролю, які використовуються у процесі викладання дисципліни:

^ 1. Поточний тематичний контроль

- перед лабораторною роботою – це контроль рівня теоретичної підготовки студента до проведення дослідів у формі письмової відповіді чи розв’язку задачі за 3-5 хвилин (письмовий контроль);

- після виконання лабораторної роботи – це оцінювання рівня виконання експерименту (практичний контроль).

^ 2. Проміжний блочний контроль – це контроль за виконанням індивідуальних завдань з розв’язування задач або тестів (письмовий тестовий або усний тестовий контроль).

3. Підсумковий блочний контроль – це здача модулів у формі колоквіуму (усний контроль) чи розв’язування задач або тестів (письмовий контроль).

^ 4. Дисциплінарний контроль – це перевірка засвоєння матеріалу всієї дисципліни у формі заліку або екзамену (усний або письмовий контроль).


Критерії оцінювання знань та вмінь студенів


5 балів (90-100 балів)

Відповідь повна і правильні на основі вивчених теорій, матеріал викладено у повній логічній послідовності літературною мовою.

Лабораторна робота виконана повністю, правильно, отримані наукові результати, оформлена робота правильно.

Експеримент виконано за планом з дотриманням техніки безпеки і правил роботи з речовинами та обладнанням.

При розв’язуванні експериментальних завдань план розв’язування складено правильно, правильно здійснений підбір реактивів та приладів, відсутні помилки в записах і висновках. Задача розв’язана раціональним шляхом.

Самостійна робота виконана повністю, без помилок.

^ 4,5 балів (82-89 балів)

Відповідь чи результат роботи відповідає вимогам до “5”, але містить одну несуттєву помилку, яка виправляється самостійно після зауваження викладача.

4 бала (74-81 бала)

Відповідь повна правильна на основі вивчених теорій, матеріал викладено у певній логічній послідовності, при цьому допущено дві-три несуттєві помилки, які виправлені самостійно за вимогою викладача.

Лабораторна робота виконана правильно, спостереження і висновки наукові, але допущенні несуттєві помилки в роботі з речовинами і обладнанням.

План лабораторної роботи виконано повністю. при розв’язуванні експериментальної задачі допущені одна дві несуттєві помилки в оформленні, але відповідь правильна. задача розв’язана раціональним шляхом.

Самостійна робота містить одну дві несуттєві помилки.

3,5 бала (64-73 бала)

Відповідь чи результат роботи відповідає вимогам до “4”, але несуттєві помилки не виправлено після вказівок викладача.

3 бала (63-60 бала)

Відповідь або неповна, без логічної послідовності, або допущено одна-дві суттєві помилки.

План лабораторної роботи виконано на 75%, допущено помилки в оформленні.

План розв’язування експериментальної задачі складено правильно, але відповідь містить одну суттєву помилку. При розв’язуванні розрахункової задачі допущена суттєва помилка.

Самостійна робота виконана не менше, як на 50%, допущена одна суттєва і при цьому дві-три несуттєві помилки.

2 бала (35-50 бала)

Відповідь містить більше двох суттєвих помилок, які не виправляються після зауваження викладача.

План лабораторної роботи виконано менше, як на 50%, спостереження і висновки містять наукові помилки.

План розв’язування експериментальної чи розрахункової задачі складено правильно, але відповідь неправильна.

Самостійна робота виконана менше, як на 50% або містить декілька суттєвих помилок.

1 бал (1-34 бала)

Відповідь відсутня.

Лабораторна робота не виконана.

Експериментальна чи розрахункова задача не розв’язані.

Самостійна робота не виконана.

Список рекомендованої літератури


Основна література:

1. Бокий Г.Б. Кристаллохимия. – М.: Химия. – 1971. – 399 с.

2. Попов Н.М., Шафрановский И.И. Кристаллография. – М.: Высшая школа. – 1972. – 352 с.

3. Ормант Б.Ф. Введение в физическую химию и кристаллохимию проводников. – М.: Высшая школа. – 1973. – 656 с.

4. Шевченко Л.Л. Кристалохімія. – К.: Вища школа. – 1993. – 174 с.

5. Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Строение вещества. – М.: Высшая школа. – 1978. – 304 с.

6. Ахметов Н.С. Неорганическая химия. – М.: Высшая школа. – 1978. – 716 с.


Додаткова література:

1. Шаскольская М.П. Очерк о свойствах кристаллов. – М.: Наука. – 1978. – 192 с.

2. Зайцев О.С. Общая химия. Состояние веществ и химических реакций. – М.: Химия. – 1990. – 352 с.

3. Киреев В.А. Курс физической химии. – М.: Химия. – 1995. – 776 с.

4. Полинг Л. Общая химия. – М.: Мир. – 1977. – 846 с.


Зміни та доповнення до робочої програми


______________ н.р.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


Протокол № ___ Протокол № ___

від «___» _______20__р. від «___» _______20__р.


Завідувач кафедри __________ Голова НМР факультету __________

природознавства,

здоров’я людини і туризму


______________ н.р.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


Протокол № ___ Протокол № ___

від «___» _______20__р. від «___» _______20__р.


Завідувач кафедри __________ Голова НМР факультету __________

природознавства,

здоров’я людини і туризму


______________ н.р.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


Протокол № ___ Протокол № ___

від «___» _______20__р. від «___» _______20__р.


Завідувач кафедри __________ Голова НМР факультету __________

природознавства,

здоров’я людини і туризму

Схожі:

Єзіков Володимир Іванович завідувач кафедри органічної та біологічної хімії, доктор хімічних наук, професор робоча програма iconЄзіков Володимир Іванович професор кафедри органічної та біологічної хімії, доктор хімічних наук, професор робоча програма
Володимир Іванович – професор кафедри органічної та біологічної хімії, доктор хімічних наук, професор
Єзіков Володимир Іванович завідувач кафедри органічної та біологічної хімії, доктор хімічних наук, професор робоча програма iconРобоча програма Фізико-хімічні методи дослідження для студентів за напряму підготовки
Володимир Іванович – завідувач кафедри органічної та біологічної хімії, доктор хімічних наук, професор
Єзіков Володимир Іванович завідувач кафедри органічної та біологічної хімії, доктор хімічних наук, професор робоча програма iconМіністерство освіти І науки україни
Програма розроблена: Єзіков В.І. – професор кафедри органічної та біологічної хімії, доктор хімічних наук
Єзіков Володимир Іванович завідувач кафедри органічної та біологічної хімії, доктор хімічних наук, професор робоча програма iconМіністерство освіти І науки україни
Програма розроблена: Єзіков В.І. – професор кафедри органічної та біологічної хімії, доктор хімічних наук
Єзіков Володимир Іванович завідувач кафедри органічної та біологічної хімії, доктор хімічних наук, професор робоча програма iconМіністерство освіти І науки, молоді та спорту україни
Програма розроблена: Єзіков В.І. – професор кафедри органічної та біологічної хімії, доктор хімічних наук
Єзіков Володимир Іванович завідувач кафедри органічної та біологічної хімії, доктор хімічних наук, професор робоча програма iconМіністерство освіти І науки, молоді та спорту україни
Програма розроблена: Єзіков В.І. – професор кафедри органічної та біологічної хімії, доктор хімічних наук
Єзіков Володимир Іванович завідувач кафедри органічної та біологічної хімії, доктор хімічних наук, професор робоча програма iconМіністерство освіти І науки, молоді та спорту україни херсонський державний університет затверджую
Програма розроблена: Єзіков В.І. – професор, доктор хімічних наук, професор кафедри органічної та біологічної хімії
Єзіков Володимир Іванович завідувач кафедри органічної та біологічної хімії, доктор хімічних наук, професор робоча програма iconРобоча програма Вибрані розділи органічної хімії для студентів за спеціальністю
Речицький Олександр Наумович – завідувач кафедри органічної та біологічної хімії, кандидат хімічних наук, доцент
Єзіков Володимир Іванович завідувач кафедри органічної та біологічної хімії, доктор хімічних наук, професор робоча програма iconРобоча програма Вибрані розділи органічної хімії для студентів за спеціальністю
Речицький Олександр Наумович – завідувач кафедри органічної та біологічної хімії, кандидат хімічних наук, доцент
Єзіков Володимир Іванович завідувач кафедри органічної та біологічної хімії, доктор хімічних наук, професор робоча програма iconРешнова Світлана Федорівна доцент кафедри органічної та біологічної хімії, кандидат педагогічних наук, доцент робоча програма
Речицький Олександр Наумович – завідувач кафедри органічної та біологічної хімії, кандидат хімічних наук, доцент
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи