Аудиторная контрольная работа №1 по темам семинаров 1 и 2.

Семинар 4. Работа постоянной и переменной силы. Кинетическая и потенциальная энергии. Закон сохранения энергии в механике.

К сем.4. Решение задач (дома): § 2 (58,62,63,64,72,76,84,85)

На сем.4. Решение задач (ауд.): § 2 (78,79,80).

 

Семинар 5. Динамика вращательного движения. Основной закон динамики вращательного движения. Момент инерции. Теорема Штейнера. Закон сохранения момента импульса. Кинетическая энергия тела, вращающегося вокруг неподвижной оси.

К сем.5. Решение задач (дома): § 3 (2,8,12,21,23,29,31,45)

На сем 5. Решение задач (ауд): § 3 (13,33,47).

 

Семинар 6. Кинематика гармонических колебаний.

К сем 6. Решение задач (дома): § 6 (15,18,25)

На сем.6. Решение задач (ауд): § 6 (17,22).

 

Аудиторная контрольная работа №2 по темам семинаров 4 и 5.

Семинар 7. Динамика гармонических колебаний. Физический маятник. Затухающие и вынужденные колебания.

К сем.7. Решение задач (дома): § 6 (33,36,37,43,44,50,56,66).

На сем.7. Решение задач (ауд.): § 6 (48,49,68).

 

Семинар 8. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории для идеального газа. Распределение Больцмана. Барометрическая формула. Распределения Максвелла.

К сем.8. Решение задач (дома): § 8 (31), § 9 (17), § 10 (5,6,9,17,20,42).

На сем. 8. Решение задач (ауд.): § 8 (39), § 10 (16).

 

Семинар 9. Первое начало термодинамики и его применение к изопроцессам. Теплоемкость идеального газа. Адиабатный процесс.

К сем. 9. Решение задач (дома): § 11 (29,32,39).

На сем. 9. Решение задач (ауд.): § 11 (45,47).

 

Аудиторная контрольная работа №3 по темам семинаров 8 и 9.

Семинар 10. Второе начало термодинамики. Цикл Карно. Энтропия.

К сем. 10. Решение задач (дома): § 11 (53,54,56,60,61,69,70,71).

На сем. 10. Решение задач (ауд.): § 11 (59,64,72).

 

Семинар 11. Явление переноса. Диффузия. Теплопроводность, вязкость.

К сем. 11. Решение задач (дома): § 10 (49,52,62,66,68,69,70,71).

На сем. 11. Решение задач (ауд.): § 10 (51,56,57).

 

Семинар 12. Реальный газ. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Критическое состояние вещества. Идеальная жидкость. Уравнение неразрывности. Закон Бернулли. Формула Торичелли.

К сем. 12. Решение задач (дома): § 12 (1, 2, 45).

На сем. 11. Решение задач (ауд.): § 12 (12,52).

 

Аудиторная контрольная работа №4 по темам семинаров 10 и 11.

Семинар 13. Взаимодействие точечных зарядов. Закон Кулона. Напряженность и потенциал электростатического поля. Принцип суперпозиции электростатических полей. Связь потенциала с напряженностью. Теорема Остроградского-Гаусса и применение ее к расчету электрических полей, обладающих симметрией.

К сем. 13. Решение задач (дома): § 13 (2, 5, 14); § 14 (7, 59*); § 15 (14,24,28).

На сем. 13. Решение задач (ауд.): § 14 (67*, 68*, 69*).

 

Семинар 14. Работа сил электростатического поля. Энергия системы взаимодействующих электрических зарядов. Движение заряженных частиц в электростатических полях. Поле точечного диполя. Диполь в однородном электрическом поле (механический момент сил, действующих на диполь и потенциальная энергия диполя).

К сем. 14. Решение задач (дома): § 15 (45, 47, 50, 51, 60); § 16 (13, 16).

На сем. 14. Решение задач (ауд.): § 15 (61, 62).

 

Семинар 15. Диполь в неоднородном электростатическом поле.

К сем. 15. Решение задач (дома): § 16 (17).

На сем. 15. Решение задач (ауд.): § 16 (19).

 

Аудиторная контрольная работа №5 по темам семинаров 13 и 14.

Семинар 16. Диэлектрики. Поляризация диэлектриков. Поляризованность. Поляризованность молекул. Формулы Клаузиуса-Мосотти и Лоренц-Лоренца.

К сем. 16. Решение задач (дома): § 16 (20, 31, 32, 40, 43, 44, 48).

На сем. 16. Решение задач (ауд.): § 16 (49,51).

Семинар 17. Итоговый.

К последнему (итоговому) семинару студент должен представить преподавателю, ведущему семинарские занятия, маршрутный лист с оценкой (в баллах) за проделанные лабораторные работы и тетради с контрольными работами и со всеми решенными домашними задачами в соответствии с учебным планом. Решение задач должно быть аккуратно записано и содержать:

1) Рисунок (чертеж, график, схему), поясняющие физическое содержание задачи;

2) Решение задачи в общем виде (т.е. в буквенном выражении);

3) Проверку единиц измерения в полученном выражении;

4) Перевод в единицы СИ величин, заданных в условии задачи;

5) Расчетную формулу с подставленными числовыми значениями физических величин, промежуточными вычислениями (детали вычислений) и числовой ответ, содержащий, как правило, три значащие цифры с указанием единиц измерения. Ответ должен быть записан как в стандартной форме, так и с использованием (если это возможно) кратных и дольных приставок.

На итогом семинаре преподаватель, ведущий семинарские занятия, проставляет в ведомость суммарный рейтинговый балл за работу в семестре (домашние задания, работа на семинаре, контрольные работы, лабораторные работы).

 

ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

Цели и задачи дисциплины

Программа составлена в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта (ГОС ВПО) для направлений подготовки 240700 – «Химическая технология», «Биотехнология» и 241000 – «Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии», рекомендаций методической секции Ученого совета и накопленного опыта преподавания предмета кафедрой органической химии РХТУ им. Д.И. Менделеева. Программа рассчитана на изучение курса в течение одного семестра.

Цель курса органической химии является приобретение студентами знаний о строении органических соединений, основных химических свойствах различных классов органических соединений и методах их получения, как промышленных, так и лабораторных.

Задача изучения курса органической химии сводится к:

– формированию представлений о теоретических основах современной органической химии, о физических и химических свойствах, методах получения различных классов органических соединений;

– приобретению навыков применения теоретических законов к решению практических задач химической технологии органических веществ.

Цели и задачи курса достигаются с помощью:

- ознакомления студентов с основными теоретическими представлениями органической химии,

- ознакомления с химическими свойствами основных классов органических соединений, включая гетероциклические, элементоорганические и биоорганические соединения,

- обучения основным методам планирования синтеза органических соединений на основе полученных знаний об основных химических свойствах классов органических соединений,

- обучения основным методам идентификации органических соединений как по совокупности химических свойств, так и включая спектральные методы исследования органических соединений.

Библиографический список

Основной:

1. Травень В.Ф. Органическая химия. М.; Академкнига, 2008. Т. 1. 727 с.

2. Травень В.Ф. Органическая химия. М.; Академкнига, 2008. Т.2. 582 с.

3. Углеводороды. Текст лекций по органической химии /Под ред. Травеня В.Ф.; РХТУ им. Д.И. Менделеева. М. 2000. 196 с.

4. Функциональные производные углеводородов. Текст лекций по органической химии. /Под ред. Травеня В.Ф.; РХТУ им. Д.И. Менделеева. М. 2001. 424 с.

5. Терней А. Современная органическая химия. М.; Мир,1981. Т.1. 678с.

6. Терней А. Современная органическая химия. М.; Мир. 1981. Т.II. 651с.

7. Нейланд О.Я. Органическая химия. М.; Высш. школа, 1990. 751с.

8. Травень В.Ф. и др. Природа ковалентной связи и концепции реакционной способности. М.: МХТИ, 1992. 58с.

9. Веселовская Т.К., Мачинская И.В. и др. Вопросы и задачи по органической химии. М.; Высш. школа, 1988. 255с.

10. Органическая химия. Задания для подготовки к контрольным работам. РХТУ им. Д.И. Менделеева. M.; 2001. 72 с.

11. Природа ковалентной связи и концепции реакционной способности. Кислоты и основания в органической химии: учебное пособие / Е.М. Бондаренко [и др.]; ред. В. Ф. Травень. - М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2009. - 91 с.

12. Буянов В.Н., Манакова И.В., Таршиц Д.Л. Органическая химия: задания для подготовки к контрольным работам: Учебное пособие / М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2009. - 299 с.

Дополнительный:

13. Моррисон Р. и. Бойд Р. Органическая химия. М.; Мир, 1974. 1092с.

14. Робертс Дж., Кассерио М. Основы органической химии.; Мир, 1974. Т.1.842с.; Т II. 888с.

15. Марч Дж. Органическая химия. М.; Мир, 1987. Т.1. 381с.; Т.II. 502с.; Т.Ш. 459с.; T.IV.464c.

16. Сайкc П. Механизмы реакций в органической химии. 4-е изд. М.; Химия, 1991.448с.

17. Травень В.Ф. Электронная структура и свойства органических молекул. М.; Химия, 1989. 384с.

18. Днепровский А.С.. Темникова Т.Н. Теоретические основы органической химии. М.; Химия, 1991.600с.

19. Травень В.Ф. и др. Стереохимия. РХТУ им. Д.И. Менделеева. M.; 1999.23 с.

20. Травень В.Ф. и др. Элементоорганические соединения. РХТУ им. Д.И. Менделеева. M.; 1999. 45 с.

ЛЕКЦИИ

Введение.

Предмет органической химии. Теория химического строения. Классификация органических соединений. Функциональные группы. Основные классы и ряды. Структурные изомеры. Правила номенклатуры.

 

Модуль 1. Теория химического строения и насыщенные углеводороды (УВ)

1.1. Теория химического строения

Природа ковалентной связи. Формулы Льюиса. Формальный заряд. Атомные орбитали (АО). Типы перекрывания орбиталей. Принцип максимального перекрывания. Теория гибридизации АО. Теория отталкивания электронных пар валентной оболочки (ОЭПВО) и форма молекул. Атомно-орбитальные модели. Полярность ковалентной связи. Индуктивный эффект заместителей. Делокализованная ковалентная связь, условия делокализации. Сопряжение. Резонансные структуры. Сверхсопряжение. Теория молекулярных орбиталей (МО). Основные положения теории МОЛКАО; p-Приближение. Метод МОХ. Расчет этилена. Анализ результатов расчета этилена, 1,3-бутадиена, акролеина. Собственные энергии и собственные коэффициенты. Граничные орбитали: ВЗМО и НСМО. Электронные плотности, заряды на атомах. Молекулярная диаграмма. Энергетическая диаграмма и графическое изображение МО. Экспериментальные методы квантовой химии. Потенциалы ионизации и электронное сродство органических молекул. Фотоионизация метана. Классификация органических реакций: по типу превращения, по типу разрыва связей, по характеру активации. Классификация реагентов. Понятие о механизме химической реакции. Кислоты и основания в органической химии. Теория Бренстеда. Количественная оценка кислотности и основности. ОН-, СН- и NH-Кислоты. Электронные эффекты, влияющие на кислотность и основность органических соединений. Обобщенная концепция кислот и оснований Льюиса. Кислотно-основные реакции Льюиса. Промежуточные соединения и частицы органических реакций: донорно-акцепторные комплексы, ионные пары, карбокатионы, карбанионы, ион-радикалы.

 

1.2 Алканы

Гомологический ряд. Изомерия. Номенклатура. Способы получения. Пространственное и электронное строение. Конформации, способы изображения, сравнительная устойчивость. Физические свойства. Потенциалы ионизации и электронное сродство, общая характеристика реакционной способности. Реакции алканов. Галогенирование метана. Механизм реакции. Теплоты отдельных стадий и суммарный тепловой эффект. Кинетика галогенирования метана. Энергетическая диаграмма. Энергия активации. Переходное состояние. Активированный комплекс, (скоростьлимитирующая стадия). Метильный радикал, строение. Постулат Хэммонда. Реакции галогенирования гомологов метана: реакционная способность, региоселективность. Ряд устойчивости алкильных радикалов. Другие радикальные (цепные и нецепные) реакции алканов.

 

1.3 Стереоизомерия

Типы стереоизомеров: конформеры, геометрические изомеры, энантиомеры. Оптическая изомерия. Хиральность. Хиральная молекула. Асимметрический центр. Оптическая активность. Энантиомеры, антиподы. Рацемическая смесь. Способы пространственного изображения оптических изомеров. Относительная и абсолютная конфигурации. Проекции Фишера. D,L-Номенклатура. R,S-Номенклатура. Понятие об оптической активности соединений с двумя асимметрическими центрами. Диастереомеры, мезо-, эритро- и трео-формы.

 

1.4 Циклоалканы

Гомологический ряд. Изомерия. Номенклатура. Способы получения. Пространственное и электронное строение. Конформации. Типы напряжений в циклах (угловое, торсионное, трансаннулярное). Относительная устойчивость циклоалканов. Физические свойства. Потенциалы ионизации и электронное сродство, общая характеристика реакционной способности. Конформации циклогексана. Экваториальные и аксиальные связи. Пространственная изомерия замещенных циклогексанов. Реакции циклоалканов. Особенности реакций малых циклов. Важнейшие представители: циклопропан, циклопентан, циклогексан, декалины, стероиды, адамантан.