Подробнее о дисциплинах преподаваемых на кафедре химии и методики обучения химии

Общая и неорганическая химия:

Основные понятия и теоретические представления химии: химические элементы, простые и сложные вещества, основные законы стехиометрии, эквивалент, атомные и молекулярные массы, моль. Классификация и номенклатура неорганических веществ. Типы химических реакций. Периодический закон и периодическая система элементов. Свойства элементов. Строение вещества: атомы, молекулы, вещества в конденсированном состоянии. Невалентные взаимодействия. Зависимость свойств веществ от химического строения. Современные физико-химические методы исследования строения и реакционной способности соединений.

Представления о кинетике и механизмах химических реакций. Элементы химической термодинамики. Химическое равновесие. Термодинамическая и кинетическая устойчивость соединений. Растворы. Свойства растворов. Электролитическая диссоциация. Равновесия в растворах электролитов. Современные представления о кислотах и основаниях. Протолитические равновесия в водных и неводных растворах. Гетерогенное равновесие "осадок-раствор". Окислительно-восстановительные реакции. Электролиз. Комплексные соединения: классификация, номенклатура, изомерия, строение, устойчивость в растворах.

Химия элементов. Элементы главных подгрупп и их важнейшие соединения: оксиды, водородные соединения, гидроксиды, галогениды, соли (состав, строение, свойства, получение). Периодичность в изменении свойств по группам и периодам (главная, внутренняя, вторичная, диагональное сходство). Элементы побочных подгрупп и их важнейшие соединения. Комплексные и металлоорганические соединения. Особенности химии лантанидов и актинидов. Синтез новых элементов. Производные химических элементов в аномально низких и высоких степенях окисления. Основные методы синтеза и очистки неорганических соединений. Важнейшие источники информации о методах синтеза и свойствах неорганических соединений.

Строение молекул и основы квантовой химии:

Основные положения квантовой механики. Одноэлектронные и многоэлектронные атомы: атомные орбитали, энергетические уровни, квантовые числа. Квантовая теория образования химической связи. Адиабатическое приближение и понятие о поверхностях потенциальной энергии молекул. Основные методы решения электронного уравнения Шредингера для молекулы: одноэлектронное приближение и молекулярные орбитали; учет корреляционных эффектов. Расчетные методы квантовой химии: неэмпирические и полуэмпирические. Симметрия молекул. Строение и свойства p-сопряженных молекул. Координационные соединения: теория МО и теория поля лигандов. Структурно нежесткие молекулы. Квантовая теория химических реакций. Сохранение орбитальной симметрии в химических реакциях. Теория МО для твердых тел.

Органическая химия и основы супрамолекулярной химии:

Введение. Предмет и объекты органической химии. Основные вехи истории изучения органических соединений. Генезис представлений о строении органических соединений, воззрения А.М. Бутлерова, А. Кекуле и П. Кунера. Электронное строение органических соединений, учение об электронных эффектах. Современные представления о строении органических молекул. Классификация реагентов и реакций в органической химии. Стереохимическое учение. Понятие о хиральности, динамика органических соединений, конформации, оптическая изомерия органических соединений. Физические и физико-химические методы исследования в органической химии, учения о механизмах реакций органических соединений. Катализ в превращениях важнейших классов веществ. Важнейшие источники информации об органических соединениях и органических реакциях.

Соединения с σ-связями. Алканы, их распространение в природе, основные химические свойства, гомолитические реакции алканов, их крекинг, микробиологические трансформации алканов. Функционализированные алканы: металлорганические соединения, галоид-, гидрокси-, тиогидрокси-, амино- и нитропроизводные алканов. Их основные превращения и использование в синтезе.

Соединения с π-связями. Алкены, их строение, геометрическая изомерия, электрофильные реакции, правило Марковникова, металлические p-комплексы алкенов, оксосинтез, полимеризация алкенов. Алкадиены, их изомерия. Строение сопряженных диенов, представления о сопряжении. Основные реакции сопряженных алкадиенов, их полимеризация. Работы С.В.Лебедева, К.Циглера и Дж.Натта, прогресс в синтезе эластомеров. Алкины, их строения, кислотные свойства, склонность вступать в реакции с электроно-донорами (М.Г.Кучеров). Окислительные реакции алкинов. Каталитическая олигомеризация алкинов.

Соединения с полярными π-связями. Альдегиды и кетоны, их нахождение в природе. Строение карбонильной группы, участие карбонильной группы в σ-p-сопряжени. Основные химические свойства альдегидов и кетонов: гомолитическое и нуклеофильное присоедлинения, реакции за счет α-метильных (метиленовых) водородов. Реакции Каниццаро. Альдольная и кротоновая конденсации. Олигомеризация карбонильных соединений. Карбоновые кислоты и их производные: распространение в природе. Основные синтезы и химические превращения. Сложноэфирная конденсация.

Полифункциональные системы. Ацетоуксусный и малоновый эфиры как типичные представители β- дикарбонильных соединений. Основные синтезы на их основе. Обзор химических особенностей полифункциональных производных алканов.

Алициклы. Циклоалканы и другие циклические алифатические соединения, их строение, динамика и основные химические свойства.

Арены и их функциональные производные. Бензол, его электронное строение. Представления об ароматичности. Основные химические свойства моно- и полиядерных аренов. Функциональные производные аренов, аспекты их реакционной способности и синтетического использования. Особенности химического поведения жирноароматических соединений.

Гетероциклы. Фуллерены. Гетероциклические соединения, их многообразие, синтез и важнейшие химические свойства основных типов пяти- и шестичленных ароматических гетероциклов.

Понятия о супрамолекулярной химии. Типы взаимодействий, обуславливающие супрамолекулярные взаимодействия. Молекулярное распознавание. Самосборка, самоорганизация.

Аналитическая химия:

Метрологические основы химического анализа. Теория и практика пробоотбора. Типы реакций и процессов в аналитической химии Кислотно-основные реакции, реакции комплексообразования, окислительно-восстановительные реакции. Методы выделения, разделения и концентрирования. Гравиметрический, титриметрические, кинетические, электрохимические и спектроскопические методы анализа. Основные объекты анализа.

Физическая химия:

Предмет и задачи курса как теоретических основ современной химии и химической технологии, основы химической термодинамики, растворы, фазовые равновесия, химическое равновесие, поверхностные явления, необратимые процессы, химическая кинетика, катализ, электрохимия, строение и свойства молекул, межмолекулярные взаимодействия, современная теория химического строения молекул, строение конденсированных фаз.

Коллоидная химия:

Молекулярные взаимодействия и особые свойства поверхностей раздела фаз, адсорбционные слои, их влияние на свойства дисперсных систем, дисперсные системы, их свойства, органическая устойчивость дисперсных систем.

Биохимия и основы биорегуляции организмов:

Химический состав живых организмов; методы выделения и изучения веществ в живой природе. Изучение химических свойств структурных компонентов биополимеров: аминокислот, моносахаридов, нуклеотидов и липидов. Методы синтеза указанных биомолекул. Структурная организация биополимеров и физико-химические методы исследования белков, нуклеиновых кислот, олиго- и полисахаридов. Витамины. Ферменты. Механизм действия и роль в обмене веществ. Метаболизм углеводов и липидов, энергетический эффект распада углеводов и окисление триглицеридов. Минеральный и водный обмен в живых системах. Биологическое окисление и окислительное фосфорилирование, тканевое дыхание. Молекулярный механизм передачи генетической информации в организме. Геномика. Метаболизм нуклеиновых кислот и белков. Протеомика. Мутагенез и основы генной инженерии. Обмен веществ в организме как единое целое и его регуляция. Апоптоз. Эндогенные и экзогенные борегуляторы. Роль синтетических биорегуляторов.

Прикладная химия:

Учение о химическом производстве. Основные задачи, решаемые химической технологией. Характеристика важнейших химических производств и аппаратов. Современные требования к химическим производствам экономического, структурного и экологического характера. Проблема техники безопасности. Химизация экономики и социально-бытовой сферы общества. Химия и энергетика. Химия и новые материалы. Химия и биорегуляция. Химия и создание продуктов питания. Проблема направленного синтеза практически важных продуктов.

Неорганический синтез:

Теоретические основы неорганического синтеза. Экспериментальная техника неорганического синтеза. Синтезы неорганических и координационных соединений в водных и неводных средах. Выбор растворителя для управления химическим процессом. Реакции в газовой фазе. Химические транспортные реакции. Твердофазные методы синтеза. Получение простых веществ, оксидов, галогенидов, гидридов, гидроксидов, кислот, солей. Методы синтеза безводных неорганических соединений. Особенности препаративных методов в химии координационных соединений. Основные методы разделения, концентрирования и очистки неорганических веществ. Важнейшие источники информации о путях синтеза неорганических и координационных соединений.

Органический синтез:

Цели и тенденции развития органического синтеза, его принципы и условия совершенствования. Эффективность синтезов, характеристики продуктов синтеза. Направленный синтез, его планирование, ретросинтетический анализ по Кори, понятие о синтонах. Техника эксперимента и техника безопасности. Выполнение экспериментальных работ по основным направлениям современного органического синтеза.

Химия высокомолекулярных соединений:

Полимеры, их разнообразие и химические особенности. Важнейшие представители природных и синтетических высокомолекулярных веществ. Макромолекулы и их поведение в растворах. Полимерные тела. Структурные характеристики, химические свойства и химические превращения полимеров. Синтез полимерных материалов и аспекты их практического использования.

Химия окружающей среды:

Химический состав литосферы, гидросферы, атмосферы и тропосферы. Основные циклы миграции химических элементов и глобальные биогеохимические циклы. Основные химические реакции в атмосфере и гидросфере. Антропогенное воздействие на равновесие в природе. Методы контроля состояния окружающей среды. Формы существования металлов в водных экосистемах и влияние тяжелых металлов на развитие животных и растений. Радиоактивные отходы АЭС и методы их захоронения.

Основы минералогии и кристаллохимии:

Химическое учение об окружающей человека мертвой природе. Минералы Земли и небесных светил. Рост камней. Камни и животные, технические и драгоценные камни, самоцветы, руды. Кристаллы и их свойства. Строение кристаллов, методы их исследований.

История и методология химии:

Введение. Периодизация истории химии. Предалхимический период. Химические знания в древности. Алхимический период. Период объединения химии. Теория флогистона. Химическая революция. Период количественных законов. Возникновение химической атомистики. Неорганическая и аналитическая химия в первой половине 19 века. Периодический закон Д.И. Менделеева. Становление и развитие физической химии. Возникновение и развитие органической химии в первой половине 19 века. Дальнейшее развитие химической науки во второй половине 19 века. Открытие радиоактивности и возникновение радиохимии. Важнейшие направления в развитии химии в 20 веке. Методологические аспекты химии. Роль науки в современном обществе.

Теория и методика обучения химии:

Введение. Цели и задачи учебной дисциплины "Методика обучения химии". Методика обучения химии как интегративная наука. Проблематика и структура методики обучения химии, ее методология. Теоретические и экспериментальные методы педагогических исследований, используемые в методике обучения химии. Идея единства образовательной, воспитывающей и развивающей функций обучения химии. Построение учебного курса методики обучения химии. Формы обучения.

Цели и задачи обучения химии в общеобразовательной школе на разных ступенях обучения. История становления учебного предмета "Химия" в средней школе и вклад в этот процесс выдающихся методистов. Государственный образовательный стандарт по химии для основной и полной средней школы. Содержание и построение курса химии. Дифференцированное обучение химии на старшей ступени общеобразовательной школы. Особенности обучения химии на базовом и профильном уровне. Основные дидактические единицы школьного курса химии. Школьные программы и учебники по химии. Классификация основных курсов. Пропедевтические курсы химии. Элективные курсы по химии. Построение обучения с ориентацией на систему понятий о веществе и о химической реакции.

Деятельность учителя химии по развитию мышления учащихся и формированию у них патриотизма, гуманистических взглядов и убеждений. Развитие самостоятельности и творческой активности учащихся при обучении химии. Межпредметные связи химии с естественными и гуманитарными предметами. Формирование научной картины мира и экологической культуры в процессе изучения химии. Проблемное обучение как важное средство развития мышления учащихся. Организация процесса обучения химии. Методы обучения химии и пути их совершенствования. Современные технологии обучения химии. Школьный химический эксперимент. Методика проведения демонстрационных, лабораторных опытов и практических занятий. Методика использования на уроке химических задач (расчетных и качественных) различных типов. Контроль, оценка и диагностика результатов обучения химии на разных ступенях обучения.

Школьный химический кабинет. Учебное оборудование по химии. Средства обучения химии. Техника безопасности при работах по химии.

Система организационных форм обучения химии. Урок как главная организационная форма в обучении химии. Методика подготовки, планирования и организации урока химии в средней школе. Конспект урока химии. Другие формы организации учебно-воспитательного процесса по химии.

Обобщенное рассмотрение методики изучения конкретных химических теорий, систем понятий, законов, методологии химической науки, фактов, творческих биографий крупнейших ученых. Их взаимосвязь в школьном курсе химии. Методика изучения конкретных групп химических элементов, их соединений и классов органических веществ.

Профессиональная ориентация учащихся на изучение химии. Предпрофильная подготовка на завершающем этапе основной школы.

Аудиовизуальные технологии обучения химии. Интерактивные технологии обучения. Дидактические принципы построения аудио-, видео- и компьютерных учебных пособий. Типология учебных аудио-, видео- и компьютерных пособий и методика их применения. Банк аудио-, видео- и компьютерных учебных материалов.

Использование современных информационных и коммуникационных технологий в учебном процессе. Основные понятия и определения предметной области - информатизация образования. Цели и задачи использования информационных и коммуникационных технологий в образовании. Информационные и коммуникационные технологии в реализации информационных и информационно-деятельностных моделей в обучении. Информационные и коммуникационные технологии в активизации познавательной деятельности учащихся. Информационные и коммуникационные технологии в реализации системы контроля, оценки и мониторинга учебных достижений учащихся.

Методы анализа и экспертизы для электронных программно-методических и технологических средств учебного назначения. Методические аспекты использования информационных и коммуникационных технологии в учебном процессе.

Органическая химия:

Предмет органической химии, классификация реагентов и реакций, углеводороды (алканы, циклоалканы, алкены, алкадиены, алкины, арены), оптическая изомерия органических соединений, галогено-производные углеводородов, магний- и литийорганические соедине-ния, гидроксилпроизводные углеводородов, простые эфиры, карбо-нильные соединения, карбоновые кислоты и их производные, нитросоединения, амины, азосоединения, гетерофункциональные и гетероциклические соединения.

Химические основы жизни

Биомолекулы (аминокислоты, пептиды, белки), сахара, нуклеозиды, нуклеиновые кислоты, жирные кислоты, витамины и микроэлементы, биокатализ, метаболизм, биополимеры и наследственность, молеку-лярные аспекты физиологии человека, химические аспекты происхож-дения жизни.

Химическая технология

Химическое производство как сложная система, сырьевая и энергетическая база химической промышленности, критерии эффективности химико-технологических процессов, процессы и аппараты химических производств, гидромеханические, тепловые, массообменные и химические реакционные процессы, классификация химических реакторов, основы математического моделирования и оптимизация режимов их работы, важнейшие химические производства.