ХИМИЯ

ПОРТАЛ ДИСТАНЦИОННОГО ОБРАЗОВАНИЯ

СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ХИМИЯ

 

Дистанционное обучение по учебной дисциплине "Химия".

Преподаватель - Ильин Пётр Викторович

 

Учебно-планирующая документация:

1. Программа учебной дисциплины "Химия" (группы ЭМ, ЭМН, ЭМС, НКС)

2. Программа учебной дисциплины "Химия" (группы ПК-11, ПК-12)

3. Программа учебной дисциплины "Химия" (группа ПКД)

 

 

Раздел 1. Основы неорганической химии (1 курс)

Тема 1. Основные понятия и законы химии

Тема 2. Молярная масса. Количество вещества. Молярный объем

Тема 3. Строение атома

Тема 4. Классификация реакций в неорганической химии

Тема 5. Скорость химических реакций

 

*Презентация.СТЕХИОМЕТРИЧЕСКИЕ ХИМИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ

 

 

Практические работы

Практическая работа. Решение расчетных химических задач

Практическая работа. Решение химических задач по теме "Скорость химических реакций"

 

 

 

Виртуальные лабораторные работы

1. Виртуальная лабораторная работа. Простые и сложные вещества:

Знакомство с образцами металлов http://www.virtulab.net/index.php?option=com_content&view=article&id=261:2009-11-14-22-37-18&catid=57:2009-11-14-21-25-00&Itemid=108

 

2. Виртуальная лабораторная работа. Признаки химических реакций:

                     Вытеснение одного металла другим из растворов соли http://www.virtulab.net/index.php?option=com_content&view=article&id=258:2009-11-14-22-37-18&catid=57:2009-11-14-21-25-00&Itemid=108

 

                     3. Виртуальная лабораторная работа. Классификация химических реакций:

                     Реакция замещения (взаимодействие металлов и кислот) http://www.virtulab.net/index.php?option=com_content&view=article&id=258:2009-11-14-22-37-18&catid=57:2009-11-14-21-25-00&Itemid=108

 

 

Интерактивные рисунки для выполнения виртуальных лабораторных работ:

         

 

 

Лабораторные видеоопыты

Видеоопыт 1. Горение серы в кислороде (реакция соединения)

Видеоопыт 2. Взаимодействие металлов с растворами солей (реакция замещения)

Видеоопыт 3. Взаимодействие основных оксидов с кислотами (реакция обмена)

 

 

 

Видеоуроки:

1. Валентность. Определение валентности по химической формуле

2. Строение атома

3. Классификация (виды) химических реакций

 

 

 

*Задания для развития критического мышления:

1. Сравните простое и сложное вещества на примере металла (натрия) и соли (хлорида натрия). Составьте план сравнения, найдите общее и отличия, обобщите и сделайте выводы.

2. Сравните строение атома кислорода и серы. Составьте план сравнения, найдите общее и отличия, обобщите и сделайте выводы.

3. Составьте схему анализа реакции замещения (на примере взаимодействия металла и кислоты) и реакции обмена (на примере взаимодействия соли и кислоты). Составьте план анализа видов химических реакций.

 

 

Темы проектов по теме "Основные понятия и законы химии"*:

1. Значение химии в моей будущей профессии.

2. Значение классификации химических реакций в жизни человека.

3. Химия в Хабаровском крае: ученые, исследования, опыт.

4. Стехиометрия в химии: значение, методология и расчетные формулы.

5. Я и химия, или Почему мне нравится изучать химию.

 

*Памятка по оформлению проектов размещена на этом портале в разделе "Виртуальный проектный офис" http://edu.metodist-spo.ru/p7aa1.html

 

 

ЛИТЕРАТУРА:

Фрагмент электронного учебника

Габриэлян О.С. Химия: учебник для студентов учреждений среднего профессионального образования. - М., Издательский центр "Академия", 2012

 

Задания по химии

Решебник по химии. Электронный вариант

 

Электронно-библиотечная система IPRbooks

 

 


 

 

Раздел 2. Основы органической химии (2 курс)

 

 

 

Основные темы органической химии (для дистанционного обучения)

1. Предмет органической химии

Органические вещества в своем составе наряду с другими элементами всегда содержат углерод. Изучение соединений углерода – их строения, химических превращений – и составляет предмет органической химии.

Вещества органические и неорганические.

Наряду с углеродом в состав органических веществ чаще всего входят водород, кислород и азот, сравнительно реже – сера, фосфор, галогены и другие элементы. Известно несколько миллионов органических соединений, неорганических же веществ значительно меньше. Из всех химических элементов только углерод образует такое большое число органических соединений.

С органическими веществами мы встречаемся на каждом шагу. Они содержатся во всех растительных и животных организмах, входят в состав нашей пищи, служат материалом для изготовления одежды, образуют различные виды топлива, используются нами в качестве лекарств, красителей, средств защиты урожая и т. д.

Резкой грани между органическими и неорганическими веществами не существует. Оксиды углерода, угольная кислота, ее соли и некоторые другие вещества по наличию в них углерода должны считаться органическими, но по свойствам они близки к неорганическим соединениям подобного типа и изучаются обычно в неорганической химии.

С органическими веществами человек знаком с давних времен. Наши далекие предки применяли природные красители для окраски тканей, использовали в качестве продуктов питания растительные масла, животные жиры, тростниковый сахар, получали уксус брожением спиртовых жидкостей.

В настоящее время синтезированы многие органические вещества, не только имеющиеся в природе, но и не встречающиеся в ней: многочисленные пластмассы, различные виды каучуков, всевозможные красители, взрывчатые вещества, лекарственные препараты.

Синтетически полученных веществ сейчас известно даже больше, чем найденных в природе, и число их быстро растет. Осуществляются синтезы самых сложных органических веществ – белков.

Название науки «органическая химия», утратив первоначальный смысл, приобрело в связи с этим более широкое толкование.

Можно сказать, что такое название получило и новое подтверждение, так как ведущей познавательной задачей современной органической химии является глубокое изучение процессов, происходящих в клетках организмов на молекулярном уровне, выяснение тех тонких механизмов, которые составляют материальную основу явлений жизни.

Изучение химии органических веществ, таким образом, расширяет наши знания о природе.

 

2. Предпосылки теории строения

Подобно тому как в неорганической химии при изучении элементов и их соединений необходимо постоянно руководствоваться периодическим законом и Периодической системой химических элементов Д.И. Менделеева, в органической химии при изучении веществ необходимо опираться на теорию химического строения.

Основные особенности предпосылок химического строения:

1) теория химического строения в своей основе была создана в 60-е гг. XIX в.;

2) основная задача органической химии того времени состояла в изучении состава и свойств природных соединений;

3) также основная задача состояла в разработке способов рационального использования состава и свойств природных соединений для практических нужд;

4) в связи с развитием промышленности, торговли, ростом городов к органической химии стали предъявляться большие требования;

5) текстильная промышленность нуждалась в разнообразных красителях;

6) для развития пищевой промышленности требовались более совершенные методы переработки сельскохозяйственных продуктов;

7) необходимо было решить проблему освещения растущих городов на основе использования природных материалов;

8) нужно было также удовлетворить потребность населения в лекарственных веществах и т. д.

Дальнейшее развитие органической химии стало замедляться из-за отставания в ней теоретических представлений.

Новые теоретические воззрения:

1) открывшиеся в процессе исследования веществ новые явления требовали систематизации и объяснения их с единой точки зрения, но теория того времени оказывалась для этого недостаточной;

2) органическая химия должна была создавать новые вещества, но теоретические знания не могли указать пути их целенаправленного синтеза;

3) необходимость новых теоретических воззрений в органической химии становится более понятной, если знать некоторые известные факторы.

При изучении курса неорганической химии становится известно, что:

а) углерод образует с водородом большое число соединений, так называемых углеводородов;

б) в состав горючего природного газа, например, наряду с простейшим углеводородом метаном СН4, входят этан С2Н6, пропан С3Н8, бутан С4H10 и др.;

в) при термическом разложении каменного угля образуется бензол С6Н6, толуол С7Н8 и т. д.;

г) много различных углеводородов содержится в нефти;

4) углерод, который содержится в природном газе, является четырехвалентным элементом, но только в метане он сохраняет эту валентность;

5) в этане С2Н6 углерод должен быть трехвалентным, а в пропане С3Н8 иметь даже дробную валентность.

 

Теория химического строения органических соединений А.М. Бутлерова

Крупнейшим событием в развитии органической химии было создание в 1961 г. великим русским ученым А.М. Бутлеровым теории химического строения органических соединений.

До А.М. Бутлерова считалось невозможным познать строение молекулы, т. е. порядок химической связи между атомами. Многие ученые даже отрицали реальность атомов и молекул.

А.М. Бутлеров опроверг это мнение. Он исходил из правильных материалистических и философских представлений о реальности существования атомов и молекул, о возможности познания химической связи атомов в молекуле. Он показал, что строение молекулы можно установить опытным путем, изучая химические превращения вещества. И наоборот, зная строение молекулы, можно вывести химические свойства соединения.

Теория химического строения объясняет многообразие органических соединений. Оно обусловлено способностью четырехвалентного углерода образовывать углеродные цепи и кольца, соединяться с атомами других элементов и наличием изомерии химического строения органических соединений. Эта теория заложила научные основы органической химии и объяснила ее важнейшие закономерности. Основные принципы своей теории А.М. Бутлеров изложил в докладе «О теории химического строения».

Основные положения теории строения сводятся к следующему:

1) в молекулах атомы соединены друг с другом в определенной последовательности в соответствии с их валентностью. Порядок связи атомов называется химическим строением;

2) свойства вещества зависят не только от того, какие атомы и в каком количестве входят в состав его молекулы, но и от того, в каком порядке они соединены между собой, т. е. от химического строения молекулы;

3) атомы или группы атомов, образовавшие молекулу, взаимно влияют друг на друга.

В теории химического строения большое внимание уделяется взаимному влиянию атомов и групп атомов в молекуле.

Химические формулы, в которых изображен порядок соединения атомов в молекулах, называются структурными формулами или формулами строения.

Значение теории химического строения А.М. Бутлерова:

1) является важнейшей частью теоретического фундамента органической химии;

2) по значимости ее можно сопоставить с Периодической системой элементов Д.И. Менделеева;

3) она дала возможность систематизировать огромный практический материал;

4) дала возможность заранее предсказать существование новых веществ, а также указать пути их получения.

Теория химического строения служит руководящей основой во всех исследованиях по органической химии.

 

3. Особенности органических соединений

В отличие от неорганических веществ органические вещества имеют ряд характерных особенностей:

1) атомы углерода способны соединяться друг с другом;

2) образуют цепи и кольца, что не так типично для неорганических соединений. Это одна из причин многообразия органических соединений;

3) одной из важных особенностей органических соединений, которая накладывает отпечаток на все их химические свойства, является характер связей между атомами в их молекулах.

Эти связи имеют ярко выраженный ковалентный характер. Органические вещества в большинстве неэлектролиты, не диссоциируют в растворах на ионы и сравнительно медленно взаимодействуют друг с другом.

Время, необходимое для завершения реакций между органическими веществами, измеряется часами, а иногда и днями.

Если ионные (неорганические) соединения легко диссоциируют в воде на ионы и реакции между ними протекают весьма быстро, то органические вещества, содержащие простые (одинарные) С – С и С – Н связи, взаимодействуют между собой с большим трудом.

При нагревании в пределах 400–600 °C органические соединения полностью разлагаются и обугливаются, а в присутствии кислорода сгорают. Это объясняется сравнительно небольшой прочностью связи между атомами углерода (355,6 кДж/моль);

4) важной особенностью органических соединений является и то, что среди них широко распространено явление изомерии;

5) имеется множество соединений углерода, которые обладают одинаковым качественным и количественным составом и одинаковой молекулярной массой, но совершенно различными физическими и даже химическими свойствами;

6) многие органические соединения являются непосредственными носителями, участниками или продуктами процессов, которые протекают в живых организмах, – ферменты, гормоны, витамины.

Особенности атома углерода объясняются его строением:

1) он имеет четыре валентных электрона;

2) атомы углерода образуют с другими атомами, а также друг с другом общие электронные пары. При этом на внешнем уровне каждого атома углерода будет восемь электронов (октет), четыре из которых одновременно принадлежат другим атомам.

В органической химии обычно пользуются структурными формулами, поскольку атомы имеют пространственное расположение в молекуле.

Структурные формулы – это язык органической химии.

В структурных формулах ковалентная связь обозначается черточкой. Как и в структурных формулах неорганических веществ, каждая черточка означает общую электронную пару, связывающую атомы в молекуле. Используются также эмпирические и электронные формулы.

 

 

Изомерия

Свойства органических веществ зависят не только от их состава, но и от порядка соединения атомов в молекуле.

Изомеры – это вещества, которые имеют одинаковый состав и одинаковую молярную массу, но различное строение молекул, а потому обладающие разными свойствами.

Научное значение теории химического строения:

1) углубляет представления о веществе;

2) указывает путь к познанию внутреннего строения молекул;

3) дает возможность понять накопленные в химии факты; предсказать существование новых веществ и найти пути их синтеза.

Всем этим теория в огромной степени способствовала дальнейшему развитию органической химии и химической промышленности.

Немецкий ученый А. Кекуле высказывал мысль о соединении атомов углерода друг с другом в цепи.

 

Гомологические ряды органических соединений

Среди многообразия органических соединений можно выделить группы веществ, которые сходны по химическим свойствам и отличаются друг от друга на группу СН2.

Гомологи – это соединения, сходные по химическим свойствам, состав которых отличается друг от друга на одну или несколько групп СН2.

Гомологи, расположенные в порядке возрастания их относительной молекулярной массы, образуют гомологический ряд.

Гомологическая разность – это группы СН2.

Примером гомологического ряда может служить ряд предельных углеводородов (алканов).

Простейший его представитель – метан СН4.

Формула любого последующего гомолога может быть получена прибавлением к формуле предыдущего углеводорода гомологической разности.

Состав молекул всех членов гомологического ряда может быть выражен одной общей формулой: СnН2n + 2, где n – число атомов углерода.

Гомологические ряды могут быть построены для всех классов органических соединений. Зная свойства одного из членов гомологического ряда, можно сделать выводы о свойствах других представителей того же ряда. Это обусловливает важность понятия гомологии при изучении органической химии.

Классификация органических соединений.

Все органические соединения в зависимости от природы углеродного скелета можно разделить на ациклические и циклические.

Ациклические (нециклические, ценные) соединения называют также жирными или алифатическими.

Эти названия связаны с тем, что одними из первых хорошо изученных соединений такого типа были природные жиры.

Среди циклических соединений обычно выделяют: 1) карбоциклические – молекулы которых содержат кольца из углеродных атомов; 2) гетероциклические – кольца которых содержат, кроме углерода, атомы других элементов (кислорода, серы, азота и др.).

Карбоциклические соединения подразделяются: 1) на алициклические (предельные и непредельные), похожие по свойствам на алифатические; 2) ароматические – содержат бензольные кольца.

Функциональные группы – это группы атомов, которые определяют химические свойства данного класса соединений.

Наличие этих групп позволяет разделить типы органических соединений на классы и облегчить их изучение.

Классы соединений: а) спирты; б) фенолы; в) альдегиды; г) кетоны; д) карбоновые кислоты; е) нитросоединения; ж) первичные амины; з) амиды кислот.

Свойства свободных радикалов: 1) обычно очень неустойчивы; 2) химически весьма активны; 3) быстро превращаются в устойчивые молекулы.

Индуктивный эффект – это смещение электронной плотности от одного атома к другому в результате их разной электроотрицательности. Происходит поляризация связи.

 

Информационные (теоретические) модули:

Тема. Теория строения органических соединений А.М.Бутлерова

Тема. Классификация органических соединений

            Номенклатура органических соединений

 

Виртуальные лабораторные работы:

1. Виртуальная лабораторная работа. Изготовление моделей молекул углеводородов http://www.virtulab.net/index.php?option=com_content&view=article&catid=57%3A2009-11-14-21-25-00&id=266%3A2009-11-14-22-37-18&Itemid=108

2. Виртуальная лабораторная работа. Химические свойства, получение предельных углеводородов http://www.yoursystemeducation.com/opyty-po-ximii-predelnye-uglevodorody/

 

 

Видеоурок 1. Основные принципы номенклатуры органических соединений

Видеоурок 2. Название органических соединений 

 

 

 

Модели молекул органических соединений

 

 

 

 

Таблица 1. Классификация и связь классов органических соединений

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Контрольная работа (1 полугодие)

 

Проектные задания:

1. Современные направления развития органической химии в России.

2. Современные органические вещества в профессиональной деятельности человека (по выбору).

3. Органические вещества в здоровом образе жизни человека.

4. Органическая химия и экология: взаимосвязь и междисциплинарные научные исследования.

 

Литература:

Учебник по органической химии (электронный вариант)

*Сборник задач по органической химии

 




Комментарии



Оставьте комментарий
Фамилия, имя, отчество
Ваш e-mail
Ваш статус
Ваш комментарий
Код:
Дата последнего обновления страницы 28.11.2017
Сайт создан по технологии «Конструктор сайтов e-Publish»