Учебная дисциплина «Химия», специальность 060602

Учебная дисциплина «Химия»,
специальность 060602 «Медицинская биофизика»
СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Цель и задачи освоения дисциплины «Химия»
Цель освоения учебной дисциплины:
- формирование знаний о фундаментальных законах, теориях, фактах, необходимых для
понимания научной картины мира; строении и свойствах неорганических и органических
соединений, их биологической роли и основных закономерностях их превращения во
взаимосвязи с их строением, для понимания и объяснения механизмов биохимических
процессов, протекающих на молекулярном уровне, а также навыков исследовательской работы
с неорганическими и органическими веществами.
- формирование знаний об основных закономерностях физико-химических процессов,
энергетике химических и биологических процессов, скорости превращения веществ и факторов,
влияющих на неё.
При этом задачами дисциплины являются:
а) приобретение студентами знаний в области теоретических основ неорганической,
органической и физической химии,
б) обучение студентов важнейшим методам неорганической, органической и физической
химии, позволяющим применять полученные знания для понимания процессов,
протекающих в живом организме на молекулярном и клеточном уровне.
в) обучение студентов умению использовать полученные теоретические знания для
решения практических задач в области современной медицины.
г) обучение студентов умению проводить эксперименты в химической лаборатории
д) научить студентов проводить обработку и анализ экспериментальных данных и на
основании этого судить о закономерностях протекания физико-химических процессов
в живых организмах,
е) формирование навыков работы с
научной литературой
и умения обобщать
литературные данные в виде рефератов и научных докладов.
Разделы учебной дисциплины
п/
№
1.
2.
Наименовани
е раздела
учебной
дисциплины
Модуль:
Общая и
неорганичес
кая химия.
Основные
закономернос
ти протекания
химических
реакций
Растворы
Содержание раздела в дидактических единицах (темы разделов)
1. Элементы химической термодинамики. Понятие о внутренней
энергии, энтальпии, энтропии, энергии Гиббса. Тепловые эффекты
химических реакций. Энергия Гиббса и направление химических
процессов.
2. Химическое равновесие. Константа химического равновесия и её
зависимость от различных факторов. Сдвиг химического равновесия.
Принцип Ле-Шателье.
3. Элементы химической кинетики. Зависимость скорости реакции
от различных факторов.
1. Термодинамика процесса растворения.
2. Способы выражения состава растворов. Химический эквивалент.
2
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
3. Сильные электролиты. Понятие об активности и ионной силе
раствора.
4. Протолитическая
теория
Бренстеда-Лоури.Протолитические
равновесия. Водородный показатель рН. Константы кислотности и
основности. Факторы влияющие на степень протолиза и константу
протолитического равновесия.
Теория кислот и оснований Льюиса.
5. Буферные растворы.Расчёт рН буферных растворов.Механизм
буферного действия.
6. Растворы газов в жидкостях. Законы Генри Генри-Дальтона
Сеченова. Зависимость растворимости газов от различных факторов.
7. Равновесия в насыщенном растворе труднорастворимого сильного
электролита.Произведение растворимости.
Строение
Квантово-механические принципы строения вещества. Орбитали,
атома
энергетические подуровни и уровни электронов в атоме.Принципы
распределения электронов в атомах для невозбуждённого состояния.
Химическая 1. Типы и характеристики химической связи.
связь и
2. Метод валентных связей.
строение
3. Метод молекулярных орбиталей.
молекул
4. Межмолекулярное взаимодействие.
Комплексные 1.Природа химической связи в комплексных соединениях. Теория
соединения
кристаллического поля.
2. Магнитные свойства и окраска комплексных соединений.
3. Равновесия в растворах комплексных соединений.
Устойчивость комплексных соединений.
Окислительно-восстановительные ОВР галогенов, перманганата калия, дихромата
свойства элементов и их
калия, азотной кислоты, перекиси водорода и
соединений
др.
Химия
Кислотно-основные, окислительно-восстановительные,
элементов
комплексообразующие свойства элементов и их соединений.
Основы
1.Метод нейтрализации.
объёмного
2.Йодометрия.
анализа
3 Перманганатометрия
4.Комплексонометрия.
Предмет органической химии. Состав, строение
Модуль: Органическая
органических
соединений.
Классификация.
химия
Пространственное строение органических соединений
Теоретические основы
и пространственная изомерия. Химическая связь.
органической химии
Электронные эффекты заместителей.
УглеводоКлассификация. Типы связей. Химические свойства углеводородов
роды.
различного строения.
КислородГидроксисоединения. Сравнение свойств спиртов, фенолов, простых
содержащие эфиров. Оксосоединения. Общая характеристика. Карбоновые
органические кислоты. Химические свойства.
соединения.
АзотсодерКлассификация. Амины. Общая характеристика свойств аминов.
жащие
Аминокислоты. Аминокислоты, входящие в белки. Строение,
органические свойства, пептиды. Углеводы. Строение, конфигурация, свойства.
соединения. Природные гетероциклические соединения. Понятия о строении
Природные
ДНК и РНК.
соединения
3
1. Основные понятия. Виды систем. Равновесие. энергия и формы
её передачи. Параметры систем. Тепловое равновесие и температура.
Уравнения состояния.
2. Первое начало термодинамики.
Внутренняя энергия.
Энтальпия. Теплоёмкость. Процессы с идеальным газом. Уравнение
политропы. Цикл Карно с идеальным газом, его термодинамический
КПД.
3. Второе начало термодинамики. Постулаты Томпсона и
Клаузиуса. Теорема Клаузиуса. Энтропия. Энтропия как критерий
равновесия.
4. Объединённая формулировка I и II начал. Характеристические
термодинамические функции. Приращение термодинамических
функций и максимальная полезная работа. Функции как критерии
термодинамического равновесия. Важнейшие частные производные.
Уравнения Гиббса-Гельмгольца.
5. Многокомпонентные
системы
переменного
состава.
Парциальные молярные величины. Химический потенциал.
Фундаментальное уравнение Гиббса. Уравнение Гиббса-Дюгема.
Идеальные
газовые
смеси.
Летучесть.
Стандартное
термодинамическое состояние, термодинамическая активность.
6. Химическое равновесие и работа химической реакции.
Сродство. Общее условие химического равновесия. Уравнение
изотермы химической реакции. Уравнения изобары и изохоры ВантГоффа.
7. Третий постулат термодинамики. Тепловая теорема Нернста.
Постулат Планка. Расчёт абсолютных энтропий.
8. Гетерогенное равновесие. Основные понятия. Правило фаз
Гиббса. Фазовая диаграмма однокомпонентной системы. Равновесия
жидкость-пар. Равновесия жидкость - твёрдое вещество. Криоскопия.
Термодинамика осмотического давления.
Электро1. Термодинамика гальванического элемента. ЭДС. Уравнение
химия
Нернста. Методы измерения ЭДС. Электродные реакции.
Электродный потенциал. Правила IUPAC.
2. Классификация электродов. Электроды I рода. Электроды II
рода. Редокс-электроды. Газовые электроды. Стеклянный электрод.
Потенциометрические методы анализа.
3. Термодинамическая активность электролитов в растворах.
Методы её экспериментального определения. Общая характеристика
гальванических цепей. Физические и химические цепи. Цепи без
переноса, цепи с переносом. Диффузионный потенциал.
Кинетика
1. Формальная кинетика. Скорость химической реакции, её
порядок и молекулярность. Необратимые реакции I, II и n-го порядка.
Методы определения порядка реакции. Обратимая реакция.
Параллельные реакции. Последовательные реакции. Влияние
температуры на скорость реакции. Уравнение Аррениуса. Энергия
активации.
2. Гомогенные каталитические процессы. Ферментативный
катализ.
Коллоидная
1. Общая характеристика дисперсных систем. Их термохимия
динамическая неустойчивость. Классификация. Способы получения.
Очистка от низкомолекулярных примесей. Гемодиализ.
Модуль:
Физическая
химия.
Химическая
термодинамика
13.
14.
15.
16.
17.
4
2. Адсорбция. Изотерма адсорбции Гиббса. Мономолекулярная
адсорбция.
Изотерма
адсорбции
Люнгмюра.
Теории
полимолекулярной адсорбции. Связь адсорбции с поверхностными
явлениями.
3. Коагуляция лиозолей. Правила электролизной коагуляции.
Теория быстрой коагуляции Смолуховского. Теория устойчивости
золей ДЛФО.
4. Коллоидные ПАВ. Мицеллообразование. Солюбилизация.
Применение.