Как химия объясняет и изменяет окружающий мир

Цели изучения курса Дать слушателям представление об основных понятиях химии и задачах, которые решает эта наука, научить их пользоваться химическим языком. Рассказать о химической картине мира: строении веществ, особенностях химических реакций и свойствах живых систем. Показать прикладные возможности химии, объяснить её роль в жизни общества и повседневной жизни людей. Задачи курса: Рассказать о мире веществ и их превращений, основных понятиях химии, химическом языке и великих химических открытиях. Дать представление о том, как устроены вещества разной природы и частицы, из которых они состоят. Показать, как строение веществ влияет на их свойства. Раскрыть суть химических явлений. Определить факторы, определяющие направление и скорость химических превращений. Объяснить явление катализа и показать его роль в химии. Описать химическую природу живых систем. Рассказать о важнейших органических веществах в составе живых организмов и о том, какие функции они выполняют. Дать представление о химической промышленности, её масштабах и крупнейших химических производствах. Показать возможность создания безопасных химических производств. Объяснить суть химической формы энергии и показать роль химии в решении энергетических проблем человечества. Дать представление о современных синтетических материалах на примере полимеров и композитов, описать их свойства и применение. Рассказать о важнейших веществах и материалах, используемых в повседневной жизни людей.

Курс состоит из 10 лекций. Часть I. Как химия объясняет мир 1. Химия как наука. Основные понятия и законы химии. Великие химические открытия 1. Химия как наука. 2. Основные понятия химии: вещество, химический элемент, молекула, валентность, химическая реакция. 3. Язык химии: химические формулы, названия веществ, уравнения реакций. 4. Великие химические открытия: открытие атомов и молекул, Периодический закон, молекулярные формы углерода. 2. От атомов к молекулам. Как устроены молекулы 1. Что такое молекула? 2. Почему молекулы образуются из атомов? Ковалентная связь. 3. Какие бывают связи? Характеристики ковалентной связи. 4. Геометрия молекул. 3. От молекул к веществу. Газы, жидкости, твердые вещества 1. Связи между молекулами. 2. Газы. 3. Жидкости. 4. Твердые вещества. 5. Агрегатные состояния вещества. Фазовые диаграммы. 6. Мифы и заблуждения о воде. 4. Почему и как происходят химические реакции. Направление, скорость и время реакций. Катализ в химии 1. Физические и химические явления. 2. Почему что-то меняется? Когда изменения будут необратимыми? 2-й закон термодинамики. Энтропия и информация. 3. Почему и в какую сторону идут химические реакции? Химическое равновесие. 4. Время в химии. Скорость химических реакций. От чего и как она зависит? 5. Катализ в химии и в жизни. 5. Химия и жизнь 1. Химический состав живых организмов. 2. Аминокислоты и белки. 3. Нуклеиновые кислоты. 3. Углеводы: моно-, олиго- и полисахариды. 4. Жиры и липиды. 5. Как на Земле появились сложные молекулы? Часть II. Как химия изменяет мир а) Химия на службе общества 6. Химическая промышленность – опасная и безопасная. Зеленая химия 1. Общие сведения о химической промышленности. Природные источники неорганических и органических веществ. 2. Научные принципы организации химического производства. Производство неорганических и органических веществ. 3. Переработка нефти: физические и химические процессы. 4. Безопасная химическая промышленность. Принципы «зеленой химии». 7. Химическая энергия (химические источники тока, углеводороды) 1. Энергия и ее формы. Закон сохранения энергии. 2. Энергетические проблемы человечества. 3. Энергия химических связей (химическая энергия). 4. Преобразование химической энергии. 5. Водородные топливные элементы. Водород как основа энергетики будущего. 8. Современные материалы. Полимеры и композиты 1. Основные классы полимерных материалов. 2. Пластики. 3. Каучуки и резины. 4. Волокна. 5. Композиты. 6. «Умные» материалы. б) Химия в повседневной жизни 9. Бытовая химия 1. Моющие средства. 2. Удобрения. 3. Неорганические пигменты и краски. 4. Органические красители. 10. Традиционные материалы – стекло и керамика 1. Кварц и кварцевое стекло. 2. Силикатные стекла. 3. Органические стекла. 4. Керамика.