Простые молекулы в нашей жизни

Курс рассказывает о веществах, которые состоят из очень простых молекул, но играют огромную роль в жизни человека и общества. Эти вещества участвуют в биохимических процессах в организме человека, определяют свойства окружающей его природной среды и служат источником многих материалов, которые приносят пользу человеку и делают его жизнь более комфортной. К таким веществам относятся, в первую очередь, вода, газы – компоненты атмосферы (кислород, азот, углекислый газ, озон), а также газы и жидкости, используемые в крупных промышленных процессах (водород, хлор, аммиак, угарный газ, этилен, бензол). Курс состоит из 12 лекций. Каждая лекция посвящена одной молекуле. Рассмотрены строение молекулы, ее необычные свойства (они есть у любой молекулы), интересные факты, связанные с веществом, состоящим из этих молекул, практическое значение вещества, его роль в организме человека и в экосистемах. В курсе активно используются связи с другими науками – биологией, геологией, астрофизикой, историей, экономикой. Курс имеет популярный характер, он предназначен для широкого круга слушателей. Специальная химическая подготовка не требуется, достаточно школьного курса химии, пусть даже и слегка подзабытого. Цели изучения курса Развитие представлений об атомно-молекулярной картине мира. Анализ молекулярного строения и свойств веществ, определяющих особенности окружающего мира. Изучение прикладных возможностей химии, ее роли в жизни общества и повседневной жизни людей. Задачи курса: Рассказать о наиболее важных в жизни человека веществах молекулярного строения. На конкретных примерах объяснить, как строение молекул и связи между ними влияют на физические и химические свойства вещества. Рассмотреть историю открытия важнейших газов, обсудить роль «пневмохимии» в развитии науки. Раскрыть суть фазовых переходов и показать зависимость строения и свойств вещества в разных агрегатных состояниях от температуры и давления. Описать лабораторные и промышленные способы получения изучаемых веществ. Дать представление о круговороте азота, углерода и воды в природе. Рассмотреть роль и значение различных компонентов атмосферы, обсудить антропогенные изменения атмосферы и их влияние на жизнь на Земле. Дать представление о химическом составе Солнечной системы и распространенности различных молекул в космическом пространстве. Описать важнейшие превращения изучаемых веществ в живых системах. Рассмотреть практическое значение изучаемых веществ и описать основные области их применения в промышленности и в повседневной жизни. Дать достоверную информацию об антропогенном воздействии на окружающую среду и глобальных экологических проблемах, стоящих перед человечеством.

Курс состоит из 12 лекций. Часть I. Молекулы простых веществ Лекция 1. Молекулярный водород 1. Что такое молекула? Вещества молекулярного строения. Молекула H2 2. Уникальные свойства водорода: распространенность в природе, физические свойства 3. История открытия 4. Получение и химические свойства водорода 5. Водород как источник энергии 6. Цепные реакции с водородом Лекция 2. Кислород – молекула, которая изменила мир 1. Молекула кислорода 2. Свойства кислорода 3. История открытия кислорода. Получение и химические свойства кислорода 4. Кислород в организме. Дыхание 5. Фотосинтез и «кислородная катастрофа» 6. Кислород в промышленности Лекция 3. Озон – молекула, которая защищает нас от Солнца 1. Молекула озона 2. Свойства и способы получения озона 3. Озон защищает нас от Солнца 4. Озон в воздухе и в воде Лекция 4. Азот – самая инертная молекула 1. Молекула N2 2. Физические свойства азота. Жидкий азот 3. Способы получения и химические свойства азота 4. Проблема связывания азота. Круговорот азота в природе Лекция 5. Хлор – цветной, ядовитый, полезный 1. Молекула Cl2 2. История открытия. Физические свойства 3. Способы получения и химические свойства хлора 4. Полезные и вредные применения хлора Часть II. Молекулы сложных веществ Лекция 6. Вода – молекула жизни 1. Молекула H2O 2. Вода в жидком, твердом и газообразном состоянии 3. Вода во Вселенной 4. Обычные и необычные свойства воды 5. Вода в нашей жизни 6. Мифы и заблуждения о воде Лекция 7. Аммиак – азотсодержащий аналог воды 1. Молекула NH3 2. История открытия. Физические свойства 3. Жидкий аммиак как растворитель 4. Способы получения и химические свойства аммиака 5. Роль аммиака в жизни человека и общества Лекция 8. Углекислый газ – продукт дыхания и горения 1. Молекула CO2 2. История открытия. Физические свойства 3. Способы получения, химические свойства и применение CO2 4. Углекислый газ в организме 5. Углекислый газ в атмосфере. Парниковый эффект Лекция 9. Угарный газ – самая прочная молекула 1. Молекула CO 2. История открытия. Физические свойства и способы получения CO 3. Химические свойства CO 4. CO во Вселенной и вокруг нас Лекция 10. Метан – самая легкая органическая молекула 1. Молекула CH4 2. История открытия. Физические свойства 3. Получение и химические свойства метана 4. Метан в природе 5. Метан в энергетике Лекция 11. Этилен – молекула, которая соединяется сама с собой 1. Молекула C2H4 2. История открытия. Физические свойства 3. Получение и химические свойства этилена 4. Полимеры на основе этилена 5. Этилен в органическом синтезе Лекция 12. Бензол – молекула с особыми химическими связями 1. Молекула бензола. Резонансные структуры 2. История открытия бензола 3. Ароматичность в органической химии 4. Физические и химические свойства бензола 5. Бензол в органическом синтезе