Программа элективного курса Теоретическая химия

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Кружок «Теоретическая химия» рассчитан на учащихся 11-ых классов, желающих наиболее полно и глубоко изучить разделы теоретической химии и владеющих программным материалом по химии 8-10 классов.
Предлагаемый кружок расширяет и углубляет теоретическую базу школьников по химии за счет введения дополнительного материала, который отсутствует в базовом курсе химии (при 2-ух часах в неделю); реализует межпредметные связи химии с физикой и математикой; подготавливает учащихся к успешному усвоению курса общей химии в нехимических вузах или отдельной дисциплины «строение вещества» в химических вузах.
Программа кружка предусматривает еженедельные занятия продолжительностью 2 часа (всего 68 часов).
Цель кружка: расширение и углубление знаний учащихся по теоретическим основам химии: строение атома, теории строения вещества и периодическому закону Д.И. Менделеева, подготовка учащихся к успешному обучению в ВУЗе.
Задачи кружка:
повышение интереса учащихся к химии и областям ее применения; развитие внутренней мотивации учения;
заложить теоретическую базу основных знаний для успешного обучения в ВУЗе любого профиля (кроме гуманитарных);
формирование у учащихся правильного представления о работе современного химика;
содействие к осознанному выбору профессии.
На занятиях кружка учащиеся решают различные по содержанию и типам теоретические, расчетные и комплексные химические задачи. Реализация программы кружка требует хорошей подготовки по физике, математике и предназначена для удовлетворения познавательных интересов тех учащихся, которые серьезно увлекаются предметами естественно-математического цикла: физикой, химией и математикой и готовящих себя к обучению в вузе как химического, так и технического профилей; это и объясняет актуальность данного кружка для мотивированных учащихся.
Формы организации занятий:
В связи с тем, что кружок представляет собой в основном теоретический курс, то при организации занятий помимо лекционных и семинарских занятий целесообразно использовать учебные фильмы и (или) фрагменты из них, модели атомов и молекул и кристаллических решеток. Большое внимание при изучении периодического закона Д.И. Менделеева уделяется предсказанию свойств химических элементов и их соединений, используя знания, полученные учащимися в процессе обучения на уроках. Для того, чтобы научить школьников самостоятельно работать с дополнительной литературой, а также выступать с сообщениями и докладами, необходимо использовать реферативную работу с научной и научно-популярной литературой. Выступления с докладами должны занимать не более 15-20 мин, но за это время необходимо раскрыть сущность изученной темы и сделать соответствующие выводы. Сообщения должны обсуждаться всеми членами кружка.
В программу введен раздел о современных физических методах изучения строения молекул. В этом направлении целесообразно организовать экскурсии в ВУЗ, в котором имеется научно-исследовательская аппаратура по исследованию строения молекул.
Знания, полученные в процессе занятий в кружке, послужат основой для профессиональной ориентации школьников.
Теоретической базой курса служат школьные курсы химии, физики и математики.
Формы контроля достижений учащихся:
Входной контроль осуществляется в начале занятий в виде собеседования.
Текущий контроль осуществляется в ходе собеседований, индивидуального опроса, сообщений на заседании кружка.
Итоговая форма отчетности – выполнение и публичная защита творческих заданий и рефератов.
Основные идеи, реализуемые при работе учащихся в кружке:
химические наука служит интересам человечества, при правильном и рациональном использовании её достижений появляется возможность создания новых веществ, материалов и т д;
без прочных химических знаний нельзя эффективно работать в любой отрасли промышленности, сельского хозяйства, медицины.
без хорошего знания теории невозможно получить хорошие исследовательские знания.
После обучения в кружке обучаемый должен знать: основные понятия теоретической химии; основные методы исследования строения молекул.
Обучаемый должен уметь:
1. Объяснять периодичность повторения свойств химических элементов и их соединений в ПСХЭ на основе теории строения атома;
2. Определять тип химической связи в различных веществах, различать полярность связи и полярность молекулы в целом;
3. Устанавливать связь между строением молекул различных соединений и типом гибридизации;
4. Применять метод молекулярных орбиталей для объяснения свойств и строения простейших двухатомных молекул, например молекулы кислорода
5. Определение функциональных групп, которые содержатся в веществах по ИК-спектрам
6. Выделять главное при чтении дополнительной литературы и делать выводы.



СОДЕРЖАНИЕ ПРОГРАММЫ КРУЖКА

Тема 1. Строение атома (14 часов).
Правила ТБ в кабинете химии и химических лабораториях.
Доказательства существования атомов. Масса и размеры атомов. Опыты Томпсона и Резерфорда. Ядро и электронная оболочка атома. Строение атомного ядра: протоны, нейтроны и характер взаимодействия между ними. Дефект массы. Изотопы. Радиоактивность. Ядерные реакции, закон смещения Содди-Фаянса, закон радиоактивного распада.
Теории Резерфорда и Бора. Современные представления о строении электронных орбиталей. Квантовые числа- главное, орбитальное и побочное. Спин электрона. S,p,d,f –орбитали.
Соотношение неопределенности Гейзенберга, уравнение Л.Дебройля.
Строение многоэлектронных атомов. Последовательность заполнения электронных орбиталей. Принцип Паули. Правила Гунда и Клечковского. Связь строения электронной оболочки с положением химического элементав ПСХЭ Менделеева и его химическими свойствами.
Тема 2 Периодический закон Д.И. Менделеева (10 часов).
Попытки классификации химических элементов (Ньюлендс, Одлинг, Деберейнер, Мейер). Открытие Менделеевым закона и его экспериментальное подтверждение. Закон Мозли.
Периодический закон и периодическая система элементов Д.И. Менделеева. Различные варианты изображения периодической системы (ПС). Характер изменения физических и химических свойств элементов и их соединений на основании ПС.
Тема 3 Строение молекул (15 часов).
Доказательства существования молекул. Механизмы образования и типы химической связи. Межмолекулярные взаимодействия. Валентность и валентные возможности атомов. Свойства ковалентной связи: насыщаемость, направленность. Степень полярности связи. Электроотрицательность элементов по Л. Полингу. Влияние типа связей на физические и химические свойства веществ. Длины связей, валентные углы. Энергия химической связи и методы ее экспериментальной оценки.
Гибридизация электронных орбиталей. Связь между строением молекул различных соединений и типом гибридизации.
Одинарные, двойные и тройные связи, сигма и пи-связи.
Ароматические соединения. Понятие об одноэлектронных и многоцентровых связях. Теория химической связи: метод молекулярных орбиталей (ММО) и метод валентных связей (МВС).
Изомерия структурная и пространственная. Оптически активные соединения.
Тема 4 Строение вещества (14 часов).
Основные агрегатные состояния вещества. Понятие о плазме.
Основные свойства газов. Уравнения состояния газов: Менделеева-Клапейрона и Ван-дер-Ваальса. Основные свойства жидкостей. Растворы (истинные и коллоидные, различия между ними, построение формулы коллоидной мицеллы). Сольватация и диссоциация растворенных веществ. Водородная связь и ее значение в природе. Твердые вещества. Аморфные тела и кристаллы. Строение металлов, металлическая связь. Ионные кристаллы. Основные типы кристаллических решеток. Ковалентные кристаллы. Графит. Алмаз. Связь свойств кристаллических веществ со строением кристаллических решеток. Аллотропия, полиморфизм и изоморфизм. Жидкие кристаллы и их значение.
Тема 5 Исследование строения молекул (4 часа).
Дипольные моменты. Зависимость дипольного момента от строения соединений. Типы колебаний молекул, инфракрасные спектры. Электронные спектры молекул. Связь между цветом вещества и строением молекул. Понятие об электронном парамагнитном резонансе (ЭПР) и ядерном магнитном резонансе (ЯМР), рентгеноструктурном анализе.
Тема 6. Экскурсии в НИИ и лаборатории (1 час).
Экскурсия на кафедру физической и коллоидной химии Российского Университета Дружбы Народов (РУДН).
Тема 7. Выполнение рефератов и исследовательских заданий (10 часов).
Темы рефератов смотрите в приложении (после списка литературы).

Тематическое планирование

Тема
Теоретические занятия
Экскурсии

1. Строение атома
14


2. Периодический закон Д.И. Менделеева
10


3. Строение молекул
15


4. Строение вещества
14


5.Исследование строения молекул
4


6. Экскурсии в НИИ и лаборатории

1

7.Выполнение рефератов и исследовательских заданий
10


ИТОГО:
67 часов
1 час

ВСЕГО:
68 часов
















Поурочное планирование

№ занятия
Кол. часов
Тема занятия

1.
2
Т Тема 1. Строение атома (14 часов).
ТБ в кабинете химии. Доказательства существования атомов. Масса и размеры атомов. Опыты Томпсона и Резерфорда. Ядро и электронная оболочка атома.

2.
2
Строение атомного ядра: протоны, нейтроны и характер взаимодействия между ними. Дефект массы. Изотопы.

3.
2
Радиоактивность. Ядерные реакции, закон смещения Содди-Фаянса, зак закон радиоактивного распада.

4.
2
Теории Резерфорда и Бора. Современные представления о строении электронных орбиталей.

5.
2
Квантовые числа-главное, орбитальное и
побочное. Спин электрона. S,p,d,f –орбитали.

6.
2
С Соотношение неопределенности Гейзенберга, уравнение
Л. Л. Дебройля.
Строение многоэлектронных атомов. Последовательность заполнения электронных орбиталей. Принцип Паули.

7.
2
Правила Гунда и Клечковского. Связь строения электронной оболочки с
по положением химического элемента в ПСХЭ Менделеева и его химическими
свойствами.

8
2
Тема 2. Периодический закон Д.И. Менделеева (10 часов)
П Попытки классификации химических элементов (Ньюлендс,
Одлинг, Деберейнер, Мейер).

9
2
Открытие Менделеевым закона и его экспериментальное подтверждение. Зако Закон Мозли

10
2
Периодический закон и периодическая система элементов Д.И. Менделеева.

11
2
Различные варианты изображения периодической системы (ПС).

12
2
Характер изменения физических и химических свойств элементов и их
соединений на основании ПС.

13
2
Тема 3 Строение молекул (15 часов).
Доказательства существования молекул. Механизмы образования и типы химической связи. Межмолекулярные взаимодействия.

14
2
Валентность и валентные возможности атомов. Свойства ковалентной связи: насыщаемость, направленность. Степень полярности связи. Электроотрицательность элементов по Л. Полингу.

15
2
Влияние типа связей на физические и химические свойства
веществ. Длины связей, валентные углы. Энергия химической связи и ме методы ее экспериментальной оценки.
Г Гибридизация электронных орбиталей. Связь между строением
молекул различных соединений и типом гибридизации.

16
2
О Одинарные, двойные и тройные связи, сигма и пи-связи.
Ароматические соединения. Понятие об одноэлектронных и многоцентровых связях.

17
3
Метод молекулярных орбиталей (ММО)

18
3
Метод валентных связей (МВС)

19
1
Оптически активные соединения.

20
2
Тема 4 Строение вещества (14 часов).
О Основные агрегатные состояния вещества. Понятие о плазме.
Основные свойства газов. Уравнения состояния газов: Менделеева-Клапейрона и Ван-дер-Ваальса.

21
2
Основные свойства жидкостей. Растворы (истинные и коллоидные, различия между ними, построение формулы коллоидной мицеллы).

22
2
Сольватация и диссоциация растворенных веществ. Водородная связь и ее значение в природе.

23
2
Твердые вещества. Аморфные тела и кристаллы. Строение металлов, металлическая связь.

24
2
Ионные кристаллы. Основные типы кристаллических решеток. Ковалентные кристаллы. Графит. Алмаз.

25
2
Связь свойств кристаллических веществ со строением кристаллических решеток. Аллотропия, полиморфизм и изоморфизм.

26
2
Жидкие кристаллы и их значение.

27
2
Тема 5 Исследование строения молекул (4 часа).
Дипольные моменты. Зависимость дипольного момента от строения соединений. Типы колебаний молекул, инфракрасные спектры. Электронные спектры молекул.

28
2
С Связь между цветом вещества и строением молекул. Понятие об
электронном парамагнитном резонансе (ЭПР) и ядерном магнитном
резонансе (ЯМР), рентгеноструктурном анализе.

29
1
Тема 6.Экскурсия на кафедру физической и коллоидной химии РУДН (1 час)

30

2
Тема 7. Выполнение рефератов и исследовательских заданий (10 часов)
Теории строения атома
Открытие радиоактивности

31
2
Состояние учения о периодичности на рубеже 19-20 веков
Возникновение квантовой химии

34
2
Открытие явления изомерии.
Оптически активные соединения

35
2
Исследовательское занятие: Уровни структурной организации вещества (атомный, молекулярный, макроуровень-вещество),
описать строение по трем уровням организации для веществ: CaF2, NI3,O2,CS2

36
2
История развития коллоидной химии.
Коллоидные растворы- их значение в природе и использование человеком

Всего часов: 68

Литература:

Агафошин Н.П. Периодический закон и периодическая система элементов Д.И. Менделеева.-М.: Просвещение, 1982.
Глинка Н.Л. Общая химия.-Л.:Химия, 1984.
Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Строение вещества.-М.: Высшая школа, 1998.
Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Общая и неорганическая химия.-М.: Высшая школа, 1998.
Николаев Л.А. Современная химия.-М.: Просвещение, 1989.
Пурмаль А.П., Розенберг Е.Л. Общая химия.-Л.:Химия, 1988.

ПРИЛОЖЕНИЕ
Темы рефератов:
1. Теории строения атома
2. Открытие радиоактивности
3.Состояние учения о периодичности на рубеже 19-20 веков
4. Возникновение квантовой химии
5.Открытие явления изомерии.
6. Оптически активные соединения
7. История развития коллоидной химии.
8. История развития коллоидной химии.
Коллоидные растворы- их значение в природе и использование человеком





15

Приложенные файлы


Добавить комментарий