Химия элементорганических соединений

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный университет

имени »

ИНСТИТУТ ХИМИИ

УТВЕРЖДАЮ

Проректор по учебно-методической

работе, профессор, д. ф.н.

___________________________

"__" __________________2011 г.

Рабочая программа дисциплины по выбору

Химия элементорганических соединений

Направление подготовки

050100 Педагогическое образование

Профиль подготовки

Химия

Квалификация выпускника

Бакалавр

Форма обучения

очная

Саратов, 2011

1. Целями освоения дисциплины по выбору «Химия элементорганических соединений» являются - обеспечение развития общекультурных, общепрофессиональных и профессиональных компетенций будущих бакалавров педагогического образования через формирование системы знаний и практических умений в области теории и практики химии элементорганических соединений, последующего их обобщения и применения для самообразования и решения типовых профессиональных задач.

2. Место дисциплины по выбору «Химия элементорганических соединений» в структуре ООП бакалавриата

Дисциплина по выбору «Химия элементорганических соединений» относится к вариативной части профессионального цикла. Изучение данной дисциплины базируется на знании общеобразовательной программы по химии, а именно: Периодической системы химических элементов , теории строения органических соединений, типов химической связи, теории взаимного влияние атомов в молекулах, химических свойств органических соединений, способов получения неорганических и органических веществ, а также взаимосвязи неорганических и органических соединений.

Для освоения дисциплины обучающиеся используют знания, умения, сформированные в ходе изучения дисциплин: «Общая и неорганическая химия», «Аналитическая химия», «Основы культуры химического языка и терминологии», дисциплин по выбору студентов «Понятия базового курса химии». Одновременно с дисциплиной «Химия элементорганических соединений» изучается дисциплина по выбору «Химия комплексных соединений».

Освоение данной дисциплины является основой для последующего изучения дисциплин вариативной части профессионального цикла: «Органическая химия и основы супрамолекулярной химии», «Методы неорганического и органического синтеза», «Новейшие достижения химической науки и технологии», «Методика организации учебного химического эксперимента», а также для последующего прохождения педагогической практики, подготовки к итоговой государственной аттестации.

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины по выбору «Химия элементорганических соединений».

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование элементов следующих компетенций в соответствии с ФГОС ВПО по данному направлению:

- владеет культурой мышления, способен к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей её достижения (ОК-1);

- способен использовать знания о современной естественнонаучной картине мира в образовательной и профессиональной деятельности, применять методы математической обработки информации, теоретического и экспериментального исследования (ОК-4);

- способен работать с информацией в глобальных компьютерных сетях (ОК-9);

- способен использовать навыки публичной речи, ведения дискуссии и полемики (ОК-16).

Обучающийся должен обладать следующими профессиональными компетенциями (ПК):

общепрофессиональными (ОПК):

- осознает социальную значимость своей будущей профессии, обладает мотивацией к осуществлению профессиональной деятельности (ОПК-1);

- владеет основами речевой профессиональной культуры (ОПК-3);

в области педагогической деятельности:

способен использовать возможности образовательной среды, в том числе информационной, для обеспечения качества учебно-воспитательного процесса (ПК-4);

в области культурно-просветительской деятельности:

- решение задач воспитания средствами учебного предмета (ПК-12).

Выпускник должен обладать следующими специальными компетенциями (СК):

- способен понимать особенности химической формы организации материи, место неорганических и органических систем в эволюции Земли, единство литосферы, гид-росферы и атмосферы; роль химического многообразия веществ на Земле (СК-1);

- владеет основными химическими и физическими понятиями, знаниями фундаментальных законов химии и физики; явлений и процессов, изучаемых химией и физикой (СК-2);

- владеет знаниями о составе, строении и химических свойствах простых веществ и химических соединений; иметь представление об электронном строении атомов и молекул, закономерностях химических превращений веществ (СК-3);

- владеет классическими и современными методами анализа веществ; способен к постановке эксперимента, анализу и оценке лабораторных исследований (СК-4).

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

· знать:

- современные проблемы неорганической и органической химии;

- условия и закономерности протекания химических реакций;

- единую природу химической связи;

- закономерности составления электронной конфигурации атомов химических элементов;

- способы получения неорганических и органических веществ.

· уметь:

- применять знания о строении и реакционной способности химических веществ, методику химического эксперимента в процессе профессиональной деятельности;

- решать расчетные и экспериментальные задачи по химии;

· владеть:

- способами ориентации в профессиональных источниках информации (журналы, сайты, образовательные порталы);

- методикой химического эксперимента.

4. Структура и содержание дисциплины «Химия элементорганических соединений»

Общая трудоемкость дисциплины составляет 5 зачетных единиц 180 часа.

Таблица 1

Содержание учебной дисциплины «Химия элементорганических соединений»

Тема 1. Элементорганическая химия – «третий континент химии». Элементооргани-ческие соединения. Классификация элементоорганических соединений Строение. Номенклатура. Физические свойства. Методы получения. Виды связей. Ионный и радикальный разрыв связи С—Элемент.

Тема 2. Металлоорганические соединения. Металлоорганические соединения щелочно-земельных металлов (диалкил(арил) производные, алкил(арил)металлгало-гениды). Строение. Номенклатура. Физические свойства. Методы получения.

Магнийорганические соединения, их получение и свойства. Реактив Гриньяра: историческая справка, синтез, реакционная способность, использование в синтетической практике. Количественное определение по методу Чураева-Церевитинова. Реактив Иоцича, применение в органическом синтезе. Алкоксиды магния. Магнийнафталин.

Кальций и барийорганические соединения.

Цинкорганические соединения. Меры предосторожности при работе с цинкорганическими соединениями. Получение в условиях «in situ». Реакция Реформатского (синтез эфиров α,β-непредельных кислот из α-галогенкетонов).

Натрийорганические соединения. Алкилнатриевые соединения в реакции Вюрца. Ацетилениды натрия, использование в органическом синтезе.

Литийорганические соединения. Способы получения. Литийдиалкилкупраты, использование в синтезе «сдваивания радикалов». Присоединение к кратным связям. Реакции замещения. Перегруппировки. Реакции литий (натрий, калий) органических соединений с анион-радикалами. Реакции амидов и алкоксидов лития, натрия и калия. Зависимость реакционной способности хелатов от щелочного металла его образующего.

Медьорганические соединения. Диалкилкупратлития. Ацетилениды меди. Строение. Номенклатура. Методы получения, реакции. Алкоксиды меди. Медные хелаты на основе b-дикарбонильных соединений. Ацилаты серебра.

Алюминийорганические соединения. Свойства, методы получения, реакции. Гидриды алюминия в органическом синтезе. Промышленное значение алюминийорганических соединений. Таллийорганические соединения. Моно-, ди-, триалкил(арил)таллийорганические соединения. Алкоксиды, хелаты, ацилаты одновалентного таллия в органическом синтезе.

Германий-, олово - и свинецорганические соединения. Свойства, методы получения и реакции. Промышленное применение органических соединений свинца. Гидридные соединения олова. Соединения двухвалентного свинца, соединения со связью свинец-свинец.Тетраэтилсвинец, получение и применение.

Тема 3. Кремнийорганические соединения, их классификация и номенклатура. Основные способы получения. Общее понятие о физических и химических свойствах простейших типов кремнийорганических соединений в промышленности. Силоксаны и гетерополисилоксаны. Модификация природных силикатов кремнийорганическими соединениями. Новые типы сорбентов, модифицированных силиконами. Кремний - органические соединения в синтезе сверхчистых кремния и кремнезема. Термостабильные материалы на основе кремнийорганических соединений.

Борорганические соединения. Бороводороды и их производные в органическом синтезе. Органилбораны. Соли органоборатов, их применение в органическом синтезе. Галогениды бора и их реакции. Алкокси - и ацилоксибораны, их получение и свойства.

Тема 4. Фосфорорганические соединения. Фосфорорганические соединения разной валентности, степени окисления и координационного числа. Сравнение реакционной способности с соединениями мышьяка, сурьмы и висмуты. Применение органических соединений фосфора в промышленности, неорганических – в органическом синтезе. Алкилфосфины и алкил-фосфиновые эфиры. Понятие о фосфорорганических инсектицидах и отравляющих веществах. Негорючие фосфорсодержащие материалы.

Тема 5. Органические соединения серы: тиолы, сульфиды, полисульфиды, соли сульфония, сульфоксиды, сульфоны, сульфеновые, сульфоксиловые, сульфиновые, сульфоновые кислоты. Органические сульфиты и сульфаты. Тиокарбонильные соединения. Селено- и теллурорганические соединения. Свойства, методы получения, реакции. Аналогия с органическими соединениями серы, отличия. Смешанные соединения серы и селена.

Тема 6. Галогенсодержащие органические соединения. Соединения, содержащие галогены в виде положительно заряженных атомов. Соли йодония, йодозо - и йодопроизводные. Аналогичные соединения брома и хлора. Хлорная кислота и ее производные в органической химии. Специфика синтеза фторорганических соединений. Специальные фторирующие агенты. Фторированные углеводороды в промышленности, фторсодержащие полимеры. Биологически активные фторорганические соединения.

Тема 7. Органические соединения переходных металлов, s- и p-комплексы. Реакции внедрения, перегруппировки. Алкоксиды переходных металлов. Стерический контроль. Реакции полимеризации. Биологические системы с участием переходных металлов.

Тема 8. Общие проблемы химии элементоорганических соединений. Специфика синтезов и использования элементорганических соединений. Взаимосвязь реакционной способности с положением элемента в периодической системе. Возможности регулирования реакционной способности путем изменения валентности и степени замещения металлов и неметаллов. Прогресс методов химии элементоорганических соединений.

5. Образовательные технологии, используемые при реализации дисциплины «Химия элементорганических соединений»

Освоение курса «Химия элементорганических соединений» предполагает

- проведение традиционных и интерактивных лекционных занятий;

- репродуктивные и исследовательские лабораторные работы по темам «Металлоорганические соединения», «Кремнийорганические соединения. Борорганические соединения», «Фосфорорганические соединения», «Органические соединения серы»;

- компьютерные презентации (по темам «Химия элементов в органике», «Фторорганика в действии», «Третий континент химии»;

- дискуссии «Химия элементов в органике», «Третий континент химии»;

- работу студентов на семинарах;

- выполнение специальных заданий в виде тестов, контрольных заданий;

- использование метода анализа проблемных ситуаций;

Удельный вес занятий, проводимых в интерактивных формах, составляет 28% аудиторных занятий.

Занятия лекционного типа составляют 33% объема аудиторных занятий.

Успешное освоение материала курса предполагает самостоятельную работу студентов. Формы контроля: выполнение контрольных работ, подготовка рефератов, информационный поиск, решение ситуативных задач.

Самостоятельная работа обучающихся подкреплена учебно-методическим и информационным обеспечением, включающим учебники, учебно-методические пособия, в том числе в фонде кафедральной библиотеки, конспекты лекций, интернет-ресурсы.

6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины по выбору «Химия элементорганических соединений».

Самостоятельная работа обучающихся включает подготовку к лабораторным занятиям, к отчетам, контрольным работам, подготовку к зачету с оценкой.

Вопросы для зачета представлены в Приложении 1.

Перечень рефератов по теме ««Химия элементов в органике», «Фторорганика в действии», «Третий континент химии» представлены в Приложении 2.

Вопросы к коллоквиуму «Биологические системы с участием переходных металлов» представлены в Приложении 3.

Тексты вариантов заданий контрольных работ № 1 (Металлоорганические соединения) и № 2 (Галогенсодержащие органические соединения) представлены в Приложении 4,5.

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины по выбору «Химия элементорганических соединений».

Основная литература:

1. Металлоорганическая химия. Пер. с нем. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 20с. ISBN 0203-1

2. Органический синтез. Наука и искусство. М.: Мир, 2001.

Дополнительная литература:

1. , , , Органическая химия, в 4 частях, М.: « Бином, Лаборатория знаний», 2004. (http://edu. prometey. org./library/autor/7883.html)

2. Указатель препаративных синтезов - неорганических, комплексных и элементорганических соединений. М Л.: Химия, 1986, 152с

Программное обеспечение и Интернет-ресурсы

1. Инновационная образовательная сеть «Эврика». http://www. *****

Федеральный центр информационно-образовательных ресурсов (ФЦИОР). http://fcior. *****/

2. Научная электронная библиотека ***** – http://*****/defaultx. asp

Интернет библиотека электронных книг Elibrus – http://*****/psi. shtml

3. http://edu. prometey. org./library/autor/7883.html - Электронная библиотека

4. http://www.fptl.ru/Chem block.html – различные учебно-методические материалы по химии;

5. http:///Uchebniki. html - учебники, практикумы и справочники по химии.

6. Сайты http://www.xumuk.ru/, http://www.nehudlit.ru/books/subcat281.html

Программное обеспечение:

ChemDrawUltra, Microsoft Word, HyperChem.

8. Материально-техническое обеспечение дисциплины по выбору «Химия элементорганических соединений».

Изучение дисциплины «Химия элементорганических соединений» подразумевает наличие:

- лекционных аудиторий (№ 87, Мичурина 92);

- учебных химических лабораторий (№ 84, Мичурина 92);

- лабораторной посуды и оборудования;

- химических реактивов;

- компьютера, проектора, для демонстрации учебного материала с помощью программы Power Point.

Самостоятельная работа студентов также включает применение ИКТ (информационно-коммуникационных технологий), кафедральной библиотеки.

Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО направления подготовки 050100 Педагогическое образование, утвержденного приказом Минобрнауки России 17 сентября 2009 года, № 000. Профиль «Химия» ФГОС ВПО утвержден прика-зом Минобрнауки России от 01.01.01 года, № 000 с учетом рекомендаций и При-мерной ООП ВПО по направлению 050100 Педагогическое образование, профиль «Химия».

Автор, зав. кафедрой химии и методики обучения,

д. х.н. Института химии СГУ

_________________________

Программа одобрена на заседании кафедры химии и методики обучения Института химии СГУ от 29 августа 2011 года, протокол

Подписи:

Зав. кафедрой химии и методики обучения,

д. х.н. _______________________

Директор Института химии,

д. х.н, профессор _______________________