Общая химия

Курс «Общая химия» является элементом математического и естественного цикла (базовой части) подготовки бакалавров и специалистов нехимических и химических направлений подготовки. Актуальность курса достигается за счет современного и систематического изложения основных концепций и законов химии. 

Дополнительно к данному бесплатно предлагается к изучению курс “Общая химия: демонстрационные опыты НИТУ МИСИС”.

Присоединяйтесь к Telegram-каналу МИСИС Онлайн и каналу МИСИС Онлайн в MAX или пишите на openedu@misis.ru. Мы ответим на все ваши вопросы.

Курс содержит 10 разделов и является многоуровневым. Сопровождается видеороликами отдельных химических экспериментов. Включает темы для более углубленного изучения предмета. Разделы содержат подробную информацию о строении атома и вещества, об образовании и свойствах веществ, химических и электрохимических процессах, о кинетической и термодинамической оценке возможности их протекания; о многообразии и образовании комплексных соединений и различных аспектов их применения.

В состав курса входят видеолекции продолжительностью 10-12 минут, включающие 2-3 вопроса на самопроверку усвоения теоретического материала; материалы для самостоятельного изучения пользователями; видеоролики. 

Разделы курса завершаются тестами на понимание материала (15-20 вопросов). 
Онлайн-курс предусматривает итоговое контрольное тестирование по всему содержанию с автоматизированной проверкой результатов.
 

Основная литература:
1. Глинка Н.Л. Общая химия / Н.Г. Глинка. - 18-е изд. - Москва : 2011 г. - 746 с.
2. Некрасов Б.В. Основы общей химии / Б.В. Некрасов. - Москва : 2013. - 696 с.
3. Неорганическая химия. В 3 т. / под ред. Ю.Д. Третьякова. - Москва : Издательский центр «Академия», 2004.
4. Общая химия / Г.П. Жмурко, Е.Ф. Казакова, В.Н. Кузнецов, А.В. Яценко; под редакцией С.Ф. Дунаева. - Москва : Издательский центр «Академия», 2011. - 512 с.
5. Физическая химия / А.А. Жуховицкий, Л.А. Шварцман. - 4-е изд. - 1987. - 346 с.

Дополнительная литература:
1. Бокштейн Б.С. Краткий курс физической химии / Б.С. Бокштейн, М.И. Менделев, - 2-е изд. - 2001. - 232 с.
2. Хаускрофт К. Современный курс общей химии. В 2 т. / К. Хаускрофт, Э. Констебл. - Москва : Издательство «МИР», 2002.
3. Шрайвер Д. Неорганическая химия. В 2 т. / Д. Шрайвер, П. Эткинс. - Москва : Издательство «МИР», 2004.
4. Эткинс П. Справочник концепций / П. Эткинс. - Москва : Издательство «МИР», 1977. - 496 с

Для полноценного освоения учебного материала по дисциплине студент должен 
владеть химической терминологией; понимать смысл химических формул и символов, индексов и коэффициентов в уравнениях химических реакций; иметь представления об основных классах неорганических соединений; иметь представление об атомно-молекулярном учении; иметь навыки решения простейших расчетных задач.
Кроме того, студент должен уметь работать с литературой, иметь навыки работы с персональным компьютером, работы в команде.
 

Структура курса

Раздел 1. Строение атома
Урок 1. Структура атома
Урок 2. Современная модель строения атома (исходные положения квантовой механики)
Урок 3. Квантово-механические представления о состоянии электрона в атоме
Урок 4. Основные принципы заполнения атомных орбиталей электронами

Раздел 2. Периодический закон и Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева
Урок 1. Значение Периодического закона Д.И. Менделеева
Урок 2. Периодическая система и ее связь со строением атомов. Часть 1
Урок 2. Периодическая система и ее связь со строением атомов. Часть 2
Урок 3. Структура периодической системы в свете электронного строения атома
Урок 4. Периодичность изменения основных атомных характеристик: атомные и ионные радиусы. Часть 1.
Урок 4. Периодичность изменения основных атомных характеристик: атомные и ионные радиусы. Часть 2.
Урок 5. Периодичность изменения основных атомных характеристик: энергия ионизации, сродство к электрону. Часть 1
Урок 5. Периодичность изменения основных атомных характеристик: энергия ионизации, сродство к электрону. Часть 2
Урок 6. Периодичность изменения основных атомных характеристик: электроотрицательность, металлические и неметаллические свойства

Раздел 3. Химическая связь и строение молекул
Урок 1. Химическая связь: причины образования химической связи; природа, типы химической связи
Урок 2. Ковалентная химическая связь
Урок 3. Свойства ковалентной связи. Часть 1
Урок 3. Свойства ковалентной связи. Часть 2
Урок 4. Донорно-акцепторный механизм образования ковалентной связи
Урок 5. Характеристики ковалентной связи
Урок 6. Ионная связь
Урок 7. Металлическая связь
Урок 8. Водородная химическая связь
Урок 9. Межмолекулярные взаимодействия
Дополнительный блок для профильных ВУЗов:
Урок 10* Теория молекулярных орбиталей. Часть 1
Урок 10* Теория молекулярных орбиталей. Часть 2

Раздел 4. Понятие о химической термодинамике, термодинамические функции состояния
Урок 1. Основные понятия химической термодинамики
Урок 2. Работа, внутренняя энергия, теплота. Первый закон термодинамики. Энтальпия
Урок 3. Независимость изменения энергии от пути реакции
Урок 4. Стандартные энтальпии образования, сгорания и растворения веществ
Урок 5. Изменение энтальпии при химической реакции
Урок 6. Направление самопроизвольного протекания процессов. Второй закон термодинамики
Урок 7. Энтропия
Урок 8. Изменение энтропии в различных процессах
Урок 9. Энергия Гиббса
Урок 10. Направление самопроизвольного протекания процессов при постоянном давлении

Раздел 5. Понятие о химической кинетике. Химическое равновесие
Урок 1. Особенности протекания химических реакций
Урок 2. Скорость химической реакции и ее зависимость от концентрации исходных веществ
Урок 3. Влияние температуры на скорость реакции
Урок 4. Катализ
Урок 5. Каталитические процессы
Урок 6. Химическое равновесие
Урок 7. Константа химического равновесия
Урок 8. Связь ΔG˚ с константой равновесия
Урок 9. Влияние условий на состав равновесной смеси

Раздел 6. Общие свойства растворов
Урок 1. Дисперсные системы и их классификация
Урок 2. Истинные и коллоидные растворы
Урок 3. Способы выражения концентраций растворов. Часть 1
Урок 3. Способы выражения концентраций растворов. Часть 2
Урок 4. Растворимость
Урок 5. Зависимость растворимости от температуры и связь растворимости газов с их парциальным давлением
Урок 6. Коллигативные свойства растворов. Закон Рауля и следствия из него. Часть 1
Урок 6. Коллигативные свойства растворов. Закон Рауля и следствия из него. Часть 2
 

Раздел 7. Свойства растворов электролитов
Урок 1. Растворы электролитов
Урок 2. Классификация электролитов
Дополнительный блок для профильных ВУЗов:
Урок 2*. Теории кислот и оснований. Теория Бренстеда-Лоури. Сопряженные протолитические пары. Часть 1
Урок 2*. Теории кислот и оснований. Константы кислотности и основности. Часть 2
Урок 2*. Теории кислот и оснований. Автопротолиз растворителя. Соотношение между константами кислотности и основности для сопряженной протолитической пары. Часть 3
Урок 2**. Константы протолитических равновесий
Урок 3. Ионное произведение воды
Урок 4. Вычисление рН сильных и слабых кислот и оснований
Урок 5. Буферные растворы
Урок 6. Гидролиз солей
Урок 7. Количественные характеристики гидролиза
Дополнительный блок для профильных ВУЗов:
Урок 7*. Вычисление рН растворов амфолитов
Урок 8*. Гетерогенные равновесия. Часть 1
Урок 8*. Гетерогенные равновесия. Часть 2

Раздел 8. Окислительно-восстановительные процессы

1. Окислительно-восстановительные реакции (ОВР). Степень окисления.
2. Типичные окислители и восстановители
3. Подбор коэффициентов в ОВР. Метод электронного баланса
4. Подбор коэффициентов в ОВР. Метод электронно-ионного баланса
5. Влияние различных факторов на протекание ОВР
6. Подбор продуктов ОВР
7. Особенности азотной и серной кислот в ОВР

Раздел 9. Направление окислительно-восстановительных реакций
Урок 1. О количественной оценке окислительно-восстановительных свойств
Урок 2. Скачок потенциала на границе металл/раствор
Урок 3. Электродный потенциал
Урок 4. Токообразующая окислительно-восстановительная реакция в гальваническом элементе
Урок 5. Критерий возможности протекания окислительно-восстановительной реакции
Урок 6. Примеры определения направления реакции в стандартных условиях
Урок 7. Электрохимический ряд напряжений металлов
Урок 8. Вычисление потенциала в нестандартных условиях

Раздел 10. Комплексные соединения
Урок 1. Основные положения координационной теории
Урок 2. Классификация комплексных соединений
Урок 3. Номенклатура координационных соединений
Урок 4. Устойчивость комплексных соединений
Дополнительный блок для профильных ВУЗов:
Урок 4*. Полнота связывания комплексообразователя в комплекс
Урок 4**. Особенности протекания реакций
Урок 5. Химические реакции с участием комплексных соединений: реакции образования комплексных соединений. Часть 1
Урок 5. Химические реакции с участием комплексных соединений: реакции образования комплексных соединений. Часть 2
Урок 6. Природа химической связи в комплексных соединениях
Урок 7. Пространственное строение и изомерия комплексных соединений
Дополнительный блок для профильных ВУЗов:
Урок 7*. Комплексные соединения с органическими лигандами. Часть 1
Урок 7*. Комплексные соединения с органическими лигандами. Часть 2
Урок 8. Понятие о теории кристаллического поля
Урок 9. Практическое применение комплексных соединений
Дополнительный блок для профильных ВУЗов:
Урок 9*. Теория молекулярных орбиталей для координационных соединений. Часть 1
Урок 9*. Теория молекулярных орбиталей для координационных соединений. Часть 2

На прохождение каждого раздела отводится 1 неделя. По завершении каждого раздела обучения слушатели должны выполнить 1 контрольное (обязательное) задание.

В результате освоения курса у обучающихся формируются следующие компетенции:
 •   знает - строение атомов и молекул, их взаимодействие и характеристики; периодический закон и периодическую систему Д.И. Менделеева; классификацию и свойства химических элементов и их соединений, реакционную способность веществ; фундаментальные константы химии; методы химической идентификации веществ; общие закономерности химических процессов; основные процессы, протекающие в растворах электролитов и неэлектролитов; методы теоретического и экспериментального исследования химических процессов; классификацию реакций и процессов, используемых в химии; закономерности, присущие химическим системам; алгоритмы решения конкретных  задач с использованием химических и физико-химических  законов;
 •   умеет - использовать теоретические знания на практике; выявлять закономерности изменения в свойствах и строении веществ;  прогнозировать свойства элементов и соединений на основе положения элемента в Периодической системе и электронных представлений о структуре веществ;    анализировать свойства и строение веществ, используя химическую терминологию, номенклатуру, символику; оценивать условия и возможности  протекания реакций и управления химическими процессами; рассчитывать энергетические эффекты и энергозатраты; скорость получения и выход продуктов реакции; воздействовать на скорость химических процессов; проводить расчеты  количественных характеристик растворов электролитов и неэлектролитов; применять алгоритмы решения типовых задач на практике.

УК-1. Способность осуществлять поиск, критический анализ и синтез информации, применять системный подход для решения поставленных задач

ОПК-1: Способность использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и математического (компьютерного) моделирования, теоретического и экспериментального исследования