ИНФОРМАЦИЯ

Рисунок связанный с химией


Современные методы / Химия гетероциклических соединений

6.16.1.7. Современные методы

Ряд недавно описанных синтетических подходов к хинолинам и изохинолинам основан на использовании разнообразных процессов. Например, при озонолизе индена образуется гомофталевый альдегид, который при взаимодействии с аммиаком превращается в результате замыкания цикла в полностью ароматический изохинолин [122]. Другой подход к генерированию родственного дикарбонильного соединения связан с литиированием по боковой цепи циклогексилимина орто-метилбензальдегида с последующим ацилированием литиевого производного амидом Вайнреба [123].

Другой родственный подход связан с литиированием по орто-положению арилбромидов с целью получения орто-бромарилальдегидов, которые впоследствии превращаются в изохинолины в результате катализируемой палладием реакции с терминальными ацетиленами и циклизации с аммиаком [124]. Приведённая ниже схема демонстрирует использование этого подхода для получения моно-N-оксидов нафтиридина при реакции алкинилальдегидов с гидроксиламином вместо аммиака [125].

Подход к синтезу изохинолинов, связанный с применением 1,2-моноазабисилидов, включает в себя реакцию Виттига и аза-реакцию Виттига с участием фталевого диальдегида [126].

Некоторые из описанных методов синтеза хинолинов и изохинолинов связаны с одновременным образованием двух связей C–C. 2-Арилхинолины можно получить при реакции оснований Шиффа с эфирами енолов в присутствии трифлата иттербия(III) [127]. 2-Хлор-3-формилхинолин легко образуется при взаимодействии ацетанилида с фосфорилхлоридом и диметилформамидом [128]. Для синтеза изохинолинов также может быть использована реакция эфиров арилуксусных кислот с нитрилом и ангидридом трифторметансульфоновой кислоты [129].

В синтезе 2-хинолона [130] эфир транс-коричной кислоты изомеризуется при замыкания цикла.

Катализируемая палладием реакция орто-иодарилальдегидов с ацетиленами приводит к образованию изохинолинов, при этом происходит отщепление заместителя у атома азота [131]. Необычный способ синтеза хинолина связан с образованием на ключевой стадии связи между бензольным кольцом и атомом азота Взаимодействие оксимов 2-арилэтилкетонов с перренатом тетра-н-бутиламмония приводит к образованию хинолинов. В зависимости от строения ароматического заместителя реализуется либо механизм циклизации, включающий электрофильную атаку по  орто-положению ароматического цикла, либо мясо-замещение с последующей перегруппировкой [132].

Разработан метод синтеза хинолинов, использующий радикальную циклизацию [133]. Такой подход нашёл применение в полном синтезе камптотецина [134] — антибиотика, обладающего противоопухолевой активностью. Ниже приведена последовательность, приводящая к образованию камптотецина и механизм его образования [135]:

Интересная органическая химия. Интересные факты о химии.

В эту самую минуту

Пока Вы читаете данную статью, Ваши глаза используют органическое соединение – ретиналь, который преобразует световую энергию в нервные импульсы. Пока Вы сидите в удобной позе, мышцы спины поддерживают правильную осанку благодаря химическому расщеплению глюкозы с высвобождением требуемой энергии. Как Вы понимаете, пробелы между нервными клетками так же заполнены органическими веществами – медиаторами (или нейространсмиттерами), которые помогают всем нейронам стать одним целым. И данная слаженная система работает без участия Вашего сознания! Так глубоко, как биологи, только химики-органики понимают, насколько филигранно создан человек, как логично устроены внутренние системы органов и их жизненный цикл. Отсюда следует, что изучение органической химии – основа понимания нашей жизни! А качественное изучение – это путь в будущее, ибо новые лекарства создаются прежде всего в химических лабораториях. Наша кафедра желает познакомить Вас поближе с этой прекрасной наукой.

11-цис-ретиналь, поглощает свет

серотонин – нейромедиатор

Органическая химия как наука

Органическая химия как наука возникла в конце девятнадцатого века. Она возникла на перекрещивании разных сфер жизни – от получения пищи до лечения миллионов людей, не подозревающих о роли химии в их жизни. Химия занимает уникальное место в структуре понимания Вселенной. Это наука о молекулах, но органическая химия является чем-то большим, чем это определение. Органическая химия в буквальном смысле сама себя создает, словно растет. Органическая химия, занимаясь изучением не только природных молекул имеет возможность самой создавать новые вещества, структуры, материи. Данная особенность подарила человечеству полимеры, красители для одежды, новые лекарства, духи. Некоторые считают, что синтетические материалы могут нанести вред человеку, либо быть экологически опасными. Однако, как порой отличить черное от белого, так и установить тонкую грань между «опасностью для человека» и «коммерческой выгодой» очень сложно. В этом вопросе так же поможет кафедра Органического синтеза и нанотехнологий (ОСиНТ).

Органические соединения

Органическая химия формировалась, как наука о жизни, ранее считалось, что она сильно отличается от неорганической химии в лаборатории. Затем ученые полагали, что органическая химия – это химия Углерода, особенно соединений каменного угля. В наше время органическая химия объединяет все соединения Углерода как живой, так и не живой природы.

Доступные для нас органические соединения получаются либо из живых организмов, либо из ископаемых материалов (нефть, уголь). Примером субстанций из природных источников являются эфирные масла – ментол (вкус мяты) и цис-жасмон (аромат цветков жасмина). Эфирные масла получают перегонкой с водяным паром; подробности раскроются при обучении на нашей кафедре.

Ментол
Цис-жасмон
Хинин

Уже в 16 веке был известен алкалоид – хинин, который получают из коры хинного дерева (Южная Америка) и используют против малярии.

Иезуиты, что открыли данное свойство хинина, конечно же не знали его структуры. Тем более в те времена не стоял вопрос о синтетическом получении хинина – что удалось осуществить только в 20 столетии! Ещё любопытная история, связанная с хинином – это открытие фиолетового пигмента мовеина Уильямом Перкиным в 1856 году. Зачем он это сделал и какие результаты его открытия – так же можно узнать на нашей кафедре.

Но вернемся к истории становления органической химии. В 19 веке (времена У. Перкина) основным источником сырья для химической промышленности был уголь. Сухая перегонка угля давала коксовый газ, который использовался для обогрева и приготовления пищи, каменноугольную смолу, богатую на ароматические карбоциклические и гетероциклические соединения (бензол, фенол, анилин, тиофен, пиридин). На нашей кафедре Вам расскажут, чем они отличаются и какое они имеют значение в органическом синтезе.

Бензол, пиридин, фенол, анилин, тиофен

 

Фенол обладает антисептическими свойствами (тривиальное название – карболовая кислота), а анилин стал основой развития красочной промышленности (получение анилиновых красителей). Данные красящие вещества по-прежнему коммерчески доступны, например, Бисмарк-Браун (коричневый) показывает, что большая часть ранних трудов по химии была проведена в Германии:

Бисмарк-Браун

Однако в 20 столетии, нефть опередила уголь в качестве основного источника органического сырья и энергии, поэтому газообразные метан (природный газ), этан, пропан стали доступным энергетическим ресурсом.

В тоже время, химическая промышленность разделилась на массовую и тонкую. Первая занимается производством красок, полимеров – веществ, не имеющих сложное строение, однако, производимых в огромном количестве. А тонкая химическая промышленность, правильнее сказать – тонкий органический синтез занимается получением лекарств, ароматов, вкусовых добавок, в гораздо меньших объемах, что, однако более прибыльно. В настоящее время известно около 16 миллионов органических соединений. Сколько ещё возможно? В этой области, органический синтез не имеет ограничений. Представьте себе, что Вы создали самую длинную алкильную цепь, однако Вы можете легко добавить ещё один углеродный атом. Этот процесс бесконечен. Но не следует думать, что все эти миллионы соединений – обычные линейные углеводороды; они охватывают все виды молекул с удивительно разнообразными свойствами.

Алифатические соединения

Свойства органических соединений

Каковы же физические свойства органических соединений?

Они могут быть кристаллическими как сахар, или пластичными как парафин, взрывоопасными как изооктан, летучими как ацетон.

Сахароза
Изооктан (2,3,5-триметилпентан)

Окраска соединений так же может быть самая разнообразная. Человечество уже столько синтезировало красителей, что создается впечатление, что уже не осталось таких цветов, какие нельзя получить с помощью синтетических красителей.

К примеру, можно составить такую таблицу ярко окрашенных веществ:

Однако кроме этих характеристик, органические вещества обладают запахом, который помогает их дифференцировать. Любопытный пример – защитная реакция скунсов. Запах секрета скунсов обуславливают сернистые соединения – тиолы:

Компоненты секретов скунсов

Но самый ужасный запах был «унюхан» в городе Фрайбурге (1889), во время попытки синтеза тиоацетона разложением тримера, когда пришлось эвакуировать население города, поскольку «неприятный запах, которых быстро распространился по большой площади в городе, вызывает обмороки, рвоту и тревожные состояния». Лабораторию закрыли.

Но этот опыт решили повторить химики научной станции Ессо (Esso) к югу от Оксфорда. Передадим им слово:

«В последнее время, проблемы запаха вышли за пределы наших худших ожиданий. Во времена ранних экспериментов, пробка выскочила из бутылки с отходами и сразу была заменена, а наши колеги из соседней лаборатории (200 ярдов) немедленно почувствовали тошноту и рвоту.

Двое из наших химиков, которые просто изучали крекинг незначительных количеств тритиоацетона нашли себя как объект враждебных взглядов в ресторане и были посрамлены, когда официантка распылила дезодорант вокруг них. Запахи «бросили вызов» ожидаемым эффектам разбавления, поскольку работники лаборатории не считали запахи невыносимыми… и по-настоящему отрицали свою ответственность, так как они работали в закрытых системах. Чтобы убедить их в обратном, они были распределены с другими наблюдателями по всей территории лаборатории на расстояниях до четверти мили. Затем одна капля ацетон гем-дитиола, а позже маточного раствора перекристаллизации тритиоацетона была размещена на часовом стекле в вытяжном шкафу. Запах был обнаружен по ветру в считанные секунды». Т.е. запах этих соединений усиливается при понижении концентрации.

Существует два претендета на эту ужасную вонь  – дитиол пропан (вышеуказанный гем-дитиол), либо 4-метил-4сульфанил-пентанон-2:

Вряд ли кто-то найдется чтобы определить из них лидера.

Однако, неприятный запах имеет свою область применения. Природный газ, что поступает в наши дома содержит небольшое количество ароматизатора – третбутил тиола. Небольшое количество – это столько, что люди способны почувствовать одну часть тиола в 50 миллиардах частей метана.

Напротив, некоторые другие соединения имеют восхитительные запахи. Чтобы искупить честь сернистых соединений мы должны сослаться на трюфель, который хрюшки могут унюхать через метр почвы и чей вкус и запах настолько восхитительны что они стоят дороже, чем золото. За аромат роз отвечают дамаскеноны. Если Вы имеете возможность понюхать запах одной капли, то Вы, вероятно, будете разочарованы, так как она пахнет как скипидар, или камфора. А на следующее утро Ваша одежда (и Вы в том числе) будете очень сильно благоухать розами. Так же, как и тритиоацетон, этот запах усиливается при разведении.

Компонент аромата трюфелей

Демаскенон – аромат роз

А как насчет вкуса?

Всем известно, что дети могут попробовать на вкус бытовую химию (средство для чистки ванны, туалета и т.д.). Перед химиками встала задача, чтобы несчастные дети больше не захотели попробовать какую-то химию в яркой упакове. Обратите внимание, что это сложное соединение является солью:

Битрекс денатониум бензоат

Некоторые другие вещества оказывают «странное» воздействие на человека, вызывая комплексы психических ощущений – галюцинации, эйфорию и т.д. К ним относятся наркотики, этиловый спирт. Они очень опасны, т.к. вызывают зависимость и уничтожают человека как личность.

Давайте не забывать и о других существах. Известно, что кошки любят спать в любое время. Недавно ученые получили из спинномозговой жидкости бедных кошек вещество, позволяющее им быстро засыпать. Оно так же действует и на человека. Это удивительно простое соединение:

Инициатор сна – цис-9,10-октадеценоамид

Подобная структура, носящая название Коньюгированная Линолевая Кислота (КЛК) обладает противоопухолевыми свойствми:

КЛК- противораковое средство цис-9-транс-11 сопряженная линолевая кислота

Ещё одна любопытная молекула – ресвератол, может быть отвечает за благотворное влияние красного вина в профилактике сердечных заболеваний:

Ресвератол из шкурки виноградинок

В качестве третьего примера «съедобных» молекул (после КЛК и ресвератрола) возьмем витамин С. Моряки дальнего плавания времен эпохи Великих Географических Открытий страдали заболеванием скорбут (цингой), когда происходят дегенеративные процессы мягких тканей, особенно ротовой полости. Нехватка данного витамина и вызывает цингу. Аскорбиновая кислота (тривиальное название витамина С) является универсальным антиоксидантом, она нейтрализует свободные радикалы, защищая людей от рака. Некоторые считают, что большие дозы витамина С защищают нас от простуды, но это ещё не доказано.

Витамин С

Органическая химия и промышленность

 Витами С в больших колличествах получают в Швейцарии, на фармацевтическом заводе Roshe (не путать с РошеноМ). Во всем мире объемы промышленности органического синтеза исчисляются как килограмами (мелкотоннажные производства), так и миллионами тонн (крупнотоннажные производства). Это хорошая новость для студентов-органиков, т.к. дефицита рабочих мест (равно как и переизбытка выпускников) тут нет. Другими словами профессия инженера-химика очень актуальна.

Некоторые простые соединения можно получать как из нефти, так и из растений. Этиловый спирт используют в качестве сырья для получения резины, пластмасс, других органических соединений. Его можно получить каталитической гидратацией этилена (из нефти), либо путем ферментации отходов сахарной промышленности (как в Бразилии, где использование этанола в качестве топлива позволило улучшить экологическую ситуацию).

Стоит отдельно упомянуть полимерную промышленность. Она поглощает наибольшую часть продуктов переработки нефти в виде мономеров (стирол, акрилаты, винилхлорид, этилен). Производство синтетических волокон имеет оборот более чем 25 миллионов тонн в год. В получение поливинилхлорида вовлечено около 50 000 людей с годовым выпуском 20 миллионов тонн.

Следует так же упомянуть производство клеев, герметиков, покрытий. Например, известным суперклеем (на основе метил цианоакрилата) Вы можете приклеить почти все.

Цианоакрилат – основной компонент суперклея

Пожалуй, наиболее известным красителем является индиго, который раньше выделяли из растений, а сейчас получают синтетически. Индиго – это цвет синих джинсов. Для окраски полиэфирных волокон используются, к примеру, бензодифураноны (как дисперсол), которые придают ткани отличный красный цвет. Для окрашивания полимеров используют фталоцианины в виде комплексов с железом, или медью. Они так же находят применение в качестве компонента активного слоя CD, DVD, Blu Ray дисков. Новый класс «высокопроизводительных» красителей на основе DPP (1,4-diketopyrrolo[3,4-c]pyrroles) разработан Ciba-Geidy.

Индиго

Фотография сначала была черно-белой: галоиды серебра взаимодействуя со светом высвобождали атомы металла, которые и воспроизводили изображение. Окрашенные фотографии в цветной пленке марки Кодак возникали как следствие химической реакции между двумя бесцветными реагентами. Один из них, как правило ароматический амин:

От фотоискусства можно легко перейти в сладкую жизнь.

Подсластители, такие как классический сахар получают в огромных масштабах. Другие подсластители, как аспартам (1965) и сахарин (1879) производятся в аналогичных объемах. Аспартам представляет собой дипептид из двух натуральных аминокислот:

Фармацевтические компании производят лекарственные субстанции от многих болезней. Примером коммерчески успешного, революционного препарата является Ранитидин (от язвенной болезни) и Силденафил (Виагра, надеемся Вы в курсе кому и зачем она нужна).

Успех этих препаратов связан как с лечебной эффективностью, так и прибыльностью:

Это еще не всё. Это только начало

Ещё осталось много интересного об органической химии, поэтому обучение на кафедре ОСиНТ является приоритетным не только для любителей химии, но и для абитуриентов, которым интересен окружающий мир, которые желают расширить рамки своего восприятия и раскрыть свой потенциал.

Всё о поступлении на специальность Химические технологии и инженерия

Поступление
на 1 курс

Все самое важное для абитуриента
смотрите здесь

Подробнее

Продолжение обучения

Поступление на 2-4 курс, в магистратуру и аспирантуру. Все формы обучения!

Подробнее

Наши
галереи

Лучше 1 раз увидеть
Чем 100 раз услышать!
Смотрите наши фотографии

Подробнее

 

Вот несколько последних статей:

 

  • Говорили о том какой бывает этиловый спирт из чего его делают, как фальсифицируют и проводят анализы, и чего стоит остерегаться.…

  • Глицерин применение – пищевые продукты, косметика и взрывчатые вещества Читая этикетки косметических средств, мы зачастую замечаем в их составе глицерин.…

  • Не так давно Пепси объявила, что они больше не будут использовать подсластитель аспартам, искусственный сахарозаменитель, в диетической Пепси (на территории…

  • По доброй традиции встреча Нового года у большинства людей не обходится без открытой бутылки шампанского. Напиток в бокале с его…

  • СОСТАВ КРАСКИ ДЛЯ ВОЛОС КРАСИТЕЛИ И ПИГМЕНТЫ Сегодня, стойкая краска для волос широко используются, либо чтобы прикрыть седые волосы, либо…

Поделиться

Загрязнение воздуха и изменение климата: две стороны одной медали

Извержения вулканов, землетрясения, пылевые штормы и падающие на Землю метеориты – всё это природные явления, способные приводить к изменению климата и загрязнению воздуха: возможно динозавры вымерли вследствие падения огромного метеорита, поднявшего такое количество пыли, что заслонило солнце на десятилетия, затрудняя процессы фотосинтеза и препятствуя росту растений.

Вдобавок к этим потенциальным угрозам, человечество усугубляет проблемы загрязнения воздуха и изменения климата своим ресурсоемким образом жизни. Мы производим и потребляем значительно больше, чем когда-либо прежде и соответственно создаем больше парниковых газов и загрязнителей воздуха в форме химикатов и дисперсных частиц, в том числе “черного углерода”.

Важной составляющей решения проблем изменения климата и загрязнения воздуха является переход к использованию возобновляемых источников энергии. Фото: hpgruesen/Wikimedia Commons

Изменение климата и загрязнение воздуха могут казаться весьма разными и несвязанными между собой проблемами, однако в действительности их взаимосвязь весьма тесная, поэтому уменьшая загрязнение воздуха мы также содействуем борьбе с изменением климата. В число загрязнителей воздуха входят не только парниковые газы, – преимущественно углекислый газ, а также метан и прочие, но кроме того существует множество смежных моментов: эти две проблемы часто взаимодействуют между собой.

Например, загрязнение воздуха в форме образуемых в процессе работы дизельных двигателей дисперсных частиц циркулирует по всей планете, попадая в самые отдаленные уголки Земли, в том числе полярные районы. Опадая на лёд и снег, частицы слегка затемняют поверхность, уменьшая отражение солнечных лучшей обратно в космос и соответственно содействуя глобальному потеплению. В свою очередь, слегка более высокие температуры позволяют растительности Субарктического пояса вырастать чуть-чуть больше, и по мере своего прорастания через снег отбрасывать тень, площадь которой, будучи умноженной на миллионы маленьких растений также способствует затемнению покрова Земли приводя к дальнейшему потеплению.

Хорошие новости заключаются в том, что незамедлительные изменения в уровнях загрязнения климата оказывают соответствующий немедленный эффект. Срочные действия по сокращению мощных кратковременно загрязняющих атмосферу веществ, оказывающих воздействие на климат, – метана, тропосферного озона, гидрофторуглеродов и черного углерода могут в значительной мере сократить шансы достижения критических точек в области изменения климата, таких как необратимые выбросы углекислого газа и метана вследствие таяния вечной мерзлоты Арктики.

В 2018 году активисты помоги сохранить оставшуюся часть расположенного на севере Германии Хамбахского леса от планов по расширению огромного буроугольного карьера, в ходе которого предполагалась вырубка леса. Леса депонируют углерод, способствуют увеличению биоразнообразия, а также очищают воздух. Фото: Creative Commons

Вместе с тем нам следует продолжать сокращать выбросы парниковых газов с длительным жизненным циклом, таких как углекислый газ.

“Занимаясь решением проблемы загрязнения воздуха мы содействуем борьбе с критически важной проблемой изменения климата путем простых в своей реализации усилий. Кратковременно загрязняющие атмосферу вещества, оказывающие воздействие на климат оказывают исключительно отрицательное воздействие во всех смыслах, и в нашем распоряжении уже имеются проверенные технологии и политические меры, позволяющие незамедлительно и экономически-рационально снизить загрязнение воздуха,” – говорит Никлас Хагельберг, специалист ООН-Окружающая среда по изменению климата.

Причиной недавно возникшей озабоченности стал трихлорфторметан, или CFC-11, – вещество, использование которого должно было быть прекращено по всему миру в рамках Монреальского протокола – глобального соглашения, призванного защитить озоновый слой. Этот промышленный газ используется нелегально, например при производстве изолирующих материалов, содействуя глобальному потеплению.

Аэрозоли, – воздействующие на климат загрязнители атмосферы

Опубликованный Межправительственной группой экспертов по изменению климата (МГЭИК) в октябре 2018 года доклад подчеркивает важность удержания повышения глобальных температур на уровне ниже 1.5˚C по сравнению с доиндустриальными уровнями. Чтобы иметь хоть какую-то возможность достижения этой цели необходимы постоянные и незамедлительные действия в течение следующих 12 лет.

Аэрозоли бывают естественного и антропогенного происхождения и могут воздействовать на климат несколькими путями: “посредством взаимодействий, рассеивая и/или поглощая радиацию, а также посредством взаимодействия с микрофизикой и другими свойствами облаков, либо вследствие оседания на укрытых снегом или льдом поверхностях, тем самым изменяя их отражательную способность и провоцируя климатические обратные связи,” – говорится в докладе МГЭИК.

Доклад дает следующее определение понятию "аэрозоль": “находящаяся в воздухе суспензия твердых или жидких частиц с типовым размером в пределах от нескольких нанометров до 10 μm, существующих в атмосфере не меньше нескольких часов.”

Загрязнение воздуха в докладе определяется как “деградация качества воздуха, имеющая негативные последствия для человеческого здоровья или природной либо антропогенной среды вследствие возникновения в атмосфере естественным образом, либо в результате деятельности человека, веществ (газов, аэрозолей), оказывающих непосредственное (первичное загрязняющее вещество) или косвенное (вторичное загрязняющее вещество) пагубное воздействие."

В 2019 году тема ежегодно отмечаемого 5 июня Всемирного дня окружающей среды – загрязнение воздуха. Качество воздуха, которым мы дышим, зависит от ежедневно принимаемых нами в повседневной жизни решений. Узнайте больше о том, как загрязнение воздуха влияет на Вас, а также о том, какие усилия предпринимаются для очистки воздуха. А что делаете Вы, чтобы сократить выбросы и дать #БойЗагрязнениюВоздуха?

Китай – принимающая страна Всемирного дня окружающей среды 2019 года.

За дополнительно информацией обращайтесь к:
Niklas Hagelberg – [email protected]

 23 сентября 2019 года в Нью-Йорке пройдет Саммит ООН по мерам в области изменения климата, чтобы выразить поддержку самым смелым инициативам, и подчеркнуть необходимость ускорить действия направленные на противодействие климатическому кризису и выполнение Парижского соглашения.

Саммит ООН по мерам в области изменения климата 2019 года будет проведен Генеральным секретарем ООН Антониу Гутерришем. 

Парниковый эффект: что надо знать о влиянии парниковых газов на Землю

Углекислый газ (CO2) — считается важнейшим парниковым газом антропогенного происхождения. Углекислый газ возникает и естественным путем при круговороте углерода, но именно человек увеличил его концентрацию в атмосфере на 47% с момента индустриальной революции. [1]

Метан (CH4) — по своему парниковому эффекту метан считается даже сильнее, чем углекислый газ, но в атмосфере его заметно меньше. Естественные источники — болота и термитники. Антропогенное происхождение — свалки, сельское хозяйство, добыча угля и природного газа.

Закись азота (N2O) образуется при сжигании твердых отходов и ископаемого топлива. Значительная часть N2O идет от сельского хозяйства.

Синтетические химические вещества, например, гидрофторуглероды, галогенированные углеводороды, гексафторид серы и другие синтетические газы. Основной источник — это химическая промышленность.

Озон (O3) — естественным образом встречается в стратосфере и тропосфере Земли и не вызывает значительного парникового эффекта. [2]

Водяной пар — по объему занимает первое место среди всех парниковых газов, однако прямые выбросы водяного пара влияют на парниковый эффект наименьшим образом. [3]

Сам по себе парниковый эффект — благо для нас, так как без него не было бы жизни на Земле. Если представить, что его не существует, средняя температура на Земле составляла бы -18℃, то есть реки и океаны всегда были бы замерзшими и нигде не росли растения. С его же помощью на нашей планете средняя температура достигает +15℃. [4]

Самый сильный парниковый эффект в Солнечной системе существует на Венере. Атмосфера планеты практически полностью состоит из углекислого газа, поэтому температура на поверхности Венеры достигает 475℃.

Образование ионной связи — урок. Химия, 8–9 класс.

Представим, что встретились два атома: атом щелочного металла и атом галогена. У атома металла на внешнем энергетическом уровне — единственный электрон, а атому неметалла как раз не хватает одного электрона, чтобы завершить свой внешний уровень.

 

Атом металла легко отдаст свой слабо связанный с ядром валентный электрон атому неметалла, который предоставит ему свободное место на внешнем энергетическом уровне. Оба в результате получат заполненные внешние уровни.

 

Атом металла при этом приобретёт положительный заряд, а атом галогена превратится в отрицательно заряженную частицу. Такие частицы называются ионами.

Ионы заряженные частицы, в которые превращаются атомы в результате отдачи или принятия электронов.

Образовавшиеся разноимённо заряженные ионы притягиваются друг к другу, и возникает химическая связь, которая называется  ионной.

Ионная связь — связь между положительно и отрицательно заряженными ионами.

Рассмотрим механизм образования ионной связи на примере взаимодействия натрия и хлора.

 

 

 Na0+Cl0→Na++Cl−→Na+Cl−        

 

Такое превращение атомов в ионы происходит всегда при взаимодействии атомов типичных металлов и типичных неметаллов, электроотрицательности которых резко различаются.

Ионная связь образуется в сложных веществах, состоящих из атомов металлов и неметаллов.

Рассмотрим другие примеры образования ионной связи. 

Пример:

Взаимодействие кальция и фтора

  

1. Кальций — элемент главной подгруппы второй группы. Ему легче отдать два внешних электрона, чем принять недостающие.

 

 

2. Фтор — элемент главной подгруппы седьмой группы. Ему легче принять один электрон, чем отдать семь.

 

 

3. Найдём наименьшее общее кратное между зарядами образующихся ионов. Оно равно \(2\). Определим число атомов фтора, которые примут два электрона от атома кальция: \(2\) \(:\) \(1\) \(=\) \(2\).

 

4. Составим схему образования ионной связи:

 

 Ca0+2F0→Ca2+F2−. 

Пример:

Взаимодействие натрия и кислорода

 

1. Натрий — элемент главной подгруппы первой группы. Он легко отдаёт один внешний электрон.

 

 

2. Кислород  — элемент главной подгруппы шестой группы. Ему легче принять два электрона, чем отдать шесть.

 

 

3. Найдём наименьшее общее кратное между зарядами образующихся ионов. Оно равно \(2\) \(:\) \(1\) \(=\) \(2\). Определим число атомов натрия, которые отдадут два электрона атому кислорода: \(2\).

 

4. Составим схему образования ионной связи:

 

2Na0+O0→Na2+O2−.

  

 С помощью ионной связи образуются также соединения, в которых имеются сложные ионы:

 

Nh5+,NO3−,OH−,SO42−,PO43−,CO32−.

 

Значит, ионная связь существует также в солях и основаниях.

  

Обрати внимание!

Соли аммония Nh5NO3,Nh5Cl,Nh5SO42 не содержат металла, но образованы ионной связью.

Ионы создают вокруг себя электрическое поле, действующее во всех направлениях. Поэтому каждый ион окружён ионами противоположного знака. Такое соединение представляет собой огромную группу положительных и отрицательных частиц, расположенных в определённом порядке.

 

Рис. \(1\). Ионный кристалл

 

Притяжение между ионами довольно сильное, поэтому ионные вещества имеют высокие температуры кипения и плавления.

  

  

Обрати внимание!

Все ионные соединения при обычных условиях — твёрдые вещества.

Примеры веществ с ионной связью:

 

Рис. \(2\). Питьевая сода

Рис. \(3\). Железный купорос

Рис. \(4\). Поваренная соль

Источники:

Рис. 1. Ионный кристалл https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/eb/Sodium_chloride_crystal.png

Рис. 2. Питьевая сода https://pixabay.com/images/id-768950/ 8.06.2021

Рис. 3. Железный купорос https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/ab/Iron%28II%29-sulfate-heptahydrate-sample.jpg/1280px-Iron%28II%29-sulfate-heptahydrate-sample.jpg

Рис. 4. Поваренная соль https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/93/Chlorid_sodn%C3%BD.JPG

Химическая связь — основные виды, типы и характеристики

Статья находится на проверке у методистов Skysmart.
Если вы заметили ошибку, сообщите об этом в онлайн-чат (в правом нижнем углу экрана).

Химическая связь и строение вещества

Все системы стремятся к равновесию и к уменьшению свободной энергии — так гласит один из постулатов химической термодинамики. Атомы, взаимодействующие в молекуле вещества, тоже подчиняются этому закону. Они стремятся образовать устойчивую конфигурацию — 8-электронную или 2-электронную внешнюю оболочку. Этот процесс взаимодействия называется химической связью, благодаря ему получаются молекулы и молекулярные соединения.

Химическая связь — это взаимодействие между атомами в молекуле вещества, в ходе которого два электрона (по одному от каждого атома) образуют общую электронную пару либо электрон переходит от одного атома к другому.

Как понятно из определения химической связи, при взаимодействии двух атомов один из них может притянуть к себе внешние электроны другого. Эта способность называется электроотрицательностью (ЭО). Атом с более высокой электроотрицательностью (ЭО) при образовании химической связи с другим атомом может вызвать смещение к себе общей электронной пары.

Важно!

Существует несколько систем измерения ЭО, но пользоваться для расчетов можно любой из них. Для образования химической связи важно не конкретное значение ЭО, а разница между этими показателями у двух атомов.

Механизм образования химической связи

Существует два механизма взаимодействия атомов:

  • обменный — предполагает выделение по одному внешнему электрону от каждого атома и соединение их в общую пару;

  • донорно-акцепторный — происходит, когда один атом (донор) выделяет два электрона, а второй атом (акцептор) принимает их на свою свободную орбиталь.

Независимо от механизма химическая связь между атомами сопровождается выделением энергии. Чем выше ЭО атомов, т. е. их способность притягивать электроны, тем сильнее и этот энергетический всплеск.

Энергией связи называют ту энергию, которая выделяется при взаимодействии атомов. Она определяет прочность химической связи и по величине равна усилию, необходимому для ее разрыва.

Также на прочность влияют следующие показатели:

  • Длина связи — расстояние между ядрами атомов. С уменьшением этого расстояния растет энергия связи и увеличивается ее прочность.

  • Кратность связи — количество электронных пар, появившихся при взаимодействии атомов. Чем больше это число, тем выше энергия и, соответственно, прочность связи.

На примере химической связи в молекуле водорода посмотрим, как меняется энергия системы при сокращении расстояния между ядрами атомов. По мере сближения ядер электронные орбитали этих атомов начинают перекрывать друг друга, в итоге появляется общая молекулярная орбиталь. Неспаренные электроны через области перекрывания смещаются от одного атома в сторону другого, возникают общие электронные пары. Все это сопровождается нарастающим выделением энергии. Сближение происходит до тех пор, пока силу притяжения не компенсирует сила отталкивания одноименных зарядов.

Основные типы химических связей

Различают четыре вида связей в химии: ковалентную, ионную, металлическую и водородную. Но в чистом виде они встречаются редко, обычно имеет место наложение нескольких типов химических связей. Например, в молекуле фосфата аммония (NH4)3PO4присутствует одновременно ионная связь между ионами и ковалентная связь внутри ионов.

Также отметим, что при образовании кристалла от типа связи между частицами зависит, какой будет кристаллическая решетка. Если это ковалентная связь — образуется атомная решетка, если водородная — молекулярная решетка, а если ионная или металлическая — соответственно, будет ионная или металлическая решетка. Таком образом, влияя на тип кристаллической решетки, химическая связь определяет и физические свойства вещества: твердость, летучесть, температуру плавления и т. д.

Основные характеристики химической связи:

  • насыщенность — ограничение по количеству образуемых связей из-за конечного числа неспаренных электронов;

  • полярность — неравномерная электронная плотность между атомами и смещение общей пары электронов к одному из них;

  • направленность — ориентация связи в пространстве, расположение орбиталей атомов под определенным углом друг к другу.

Ковалентная связь

Как уже говорилось выше, этот тип связи имеет два механизма образования: обменный и донорно-акцепторный. При обменном механизме объединяются в пару свободные электроны двух атомов, а при донорно-акцепторном — пара электронов одного из атомов смещается к другому на его свободную орбиталь.

Ковалентная связь — это процесс взаимодействия между атомами с одинаковыми или близкими радиусами, при котором возникает общая электронная пара. Если эта пара принадлежит в равной мере обоим взаимодействующим атомам — это неполярная связь, а если она смещается к одному из них — это полярная связь.

Как вы помните, сила притяжения электронов определяется электроотрицательностью атома. Если у двух атомов она одинакова, между ними будет неполярная связь, а если один из атомов имеет большую ЭО — к нему сместится общая электронная пара и получится полярная химическая связь.

Важно!

В зависимости от того, сколько получилось электронных пар, химические связи могут быть одинарными, двойными или тройными.

Ковалентная неполярная связь образуется в молекулах простых веществ, неметаллов с одинаковой ЭО: Cl2, O2, N2, F2 и других.

Посмотрим на схему образования этой химической связи. У атомов водорода есть по одному внешнему электрону, которые и образуют общую пару.

Ковалентная полярная связь характерна для неметаллов с разным уровнем ЭО: HCl, NH3,HBr, H2O, H2S и других.

Посмотрим схему такой связи в молекуле хлороводорода. У водорода имеется один свободный электрон, а у хлора — семь. Таким образом, всего есть два неспаренных электрона, которые соединяются в общую пару. Поскольку в данном случае ЭО выше у хлора, эта пара смещается к нему.

Другой пример — молекула сероводорода H2S. В данном случае мы видим, что каждый атом водорода имеет по одной химической связи, в то время как атом серы — две. Количество связей определяет валентность атома в конкретном соединении, поэтому валентность серы в сероводороде — II.

Число связей, которые могут быть у атома в молекуле вещества, называется валентностью.

Характеристики ковалентной связи:

  • насыщена,
  • направлена,
  • имеет полярность.

Ионная связь

Как понятно из названия, данный тип связи основан на взаимном притяжении ионов с противоположными зарядами. Он возможен между веществами с большой разницей ЭО — металлом и неметаллом. Механизм таков: один из атомов отдает свои электроны другому атому и заряжается положительно. Второй атом принимает электроны на свободную орбиталь и получает отрицательный заряд. В результате этого процесса образуются ионы.

Ионная связь — это такое взаимодействие между атомами в молекуле вещества, итогом которого становится образование и взаимное притяжение ионов.

Разноименно заряженные ионы стремятся друг к другу за счет кулоновского притяжения, которое одинаково направлено во все стороны. Благодаря этому притяжению образуются ионные кристаллы, в решетке которых заряды ионов чередуются. У каждого иона есть определенное количество ближайших соседей — оно называется координационным числом.

Обычно ионная связь появляется между атомами металла и неметалла в таких соединениях, как NaF, CaCl2, BaO, NaCl, MgF2, RbI и других. Ниже схема ионной связи в молекуле хлорида натрия.

Важно!

Все соли образованы с помощью ионных связей, поэтому в задачах, где нужно определить тип химической связи в веществах, в качестве подсказки можно использовать таблицу растворимости.

Характеристики ионной связи:

Ковалентная и ионная связь в целом похожи, и одну из них можно рассматривать, как крайнее выражение другой. Но все же между ними есть существенная разница. Сравним эти виды химических связей в таблице.

Ковалентная связь

Ионная связь

Характеризуется появлением электронных пар, принадлежащих обоим атомам.

Характеризуется появлением и взаимным притяжением ионов.

Общая пара электронов испытывает притяжение со стороны обоих ядер атомов.

Ионы с противоположными зарядами подвержены кулоновскому притяжению.

Имеет направленность и насыщенность.

Ненасыщенна и не имеет направленности.

Количество связей, образуемых атомом, называется валентностью.

Количество ближайших соседей атома называется координационным числом.

Образуется между неметаллами с одинаковой или не сильно отличающейся ЭО.

Образуется между металлами и неметаллами — веществами со значимо разной ЭО.

Металлическая связь

Отличительная особенность металлов в том, что их атомы имеют достаточно большие радиусы и легко отдают свои внешние электроны, превращаясь в положительно заряженные ионы (катионы). В итоге получается кристаллическая решетка, в узлах которой находятся ионы, а вокруг беспорядочно перемещаются электроны проводимости, образуя «электронное облако» или «электронный газ».

Свободные электроны мигрируют от одного иона к другому, временно соединяясь с ними и снова отрываясь в свободное плавание. Этот механизм по своей природе имеет сходство с ковалентной связью, но взаимодействие происходит не между отдельными атомами, а в веществе.

Металлическая связь — это взаимодействие положительных ионов металлов и отрицательно заряженных электронов, которые являются частью «электронного облака», рассеянного по всему объему вещества.

Наличие такого «электронного облака», которое может прийти в направленное движение, обусловливает электропроводность металлов. Другие их качества — пластичность и ковкость, объясняются тем, что ионы в кристаллической решетке легко смещаются. Поэтому металл при ударном воздействии способен растягиваться, но не разрушаться.

Характеристики металлической связи:

  • ненаправленность,

  • делокализованный характер,

  • многоэлектронность.

Металлическая связь присуща как простым веществам — таким как Na, Ba, Ag, Cu, так и сложным сплавам — например, AlCr2, CuAl11Fe4, Ca2Cu и другим.

Схема металлической связи:

M — металл,

n — число свободных внешних электронов.

К примеру, у железа в чистом виде на внешнем уровне есть два электрона, поэтому его схема металлической связи выглядит так:

Обобщим все полученные знания. Таблица ниже описывает кратко химические связи и строение вещества.

Химические элементы, названные в честь российских ученых и топонимов. Досье - Биографии и справки

ТАСС-ДОСЬЕ. 30 ноября Международный союз теоретической и прикладной химии (The International Union of Pure and Applied Chemistry, IUPAC) объявил об утверждении названий новооткрытых элементов периодической таблицы Менделеева.

113-й элемент получил имя нихониум (символ - Ni, в честь Японии), 115-й - московием (Mc, в честь Московской обл.), 117 - теннесином (Ts, в честь штата Теннеси) и 118-й - оганессоном (Og, в честь российского ученого Юрия Оганесяна).

Редакция ТАСС-ДОСЬЕ подготовила список других химических элементов, названных в честь российских ученых и топонимов.

Рутений

Рутений (Ruthenium, символ - Ru) - химический элемент с атомным номером 44. Представляет собой переходный металл платиновой группы серебристого цвета. Используется в электронике, химии, для создания износостойких электрических контактов, резисторах. Добывается из платиновой руды.

Был открыт в 1844 г. профессором Казанского университета Карлосом Клаусом, который решил назвать элемент в честь России (Ruthenia - один из вариантов средневекового латинского названия Руси).

Самарий

Самарий (Samarium, Sm) - химический элемент с атомным номером 62. Представляет собой редкоземельный металл из группы лантаноидов. Широко используется для изготовления магнитов, в медицине (для борьбы с раком), для изготовления аварийных регулирующих кассет в ядерных реакторах.

Был открыт в 1878-1880 гг. французским и швейцарским химиками Полем Лекоком де Буабодраном и Жаном Галиссар де Мариньяком. Они обнаружили новый элемент в найденном в Ильменских горах минерале самарските и назвали его самарием (как производное от минерала).

Однако сам минерал, в свою очередь, был назван по имени русского горного инженера, начальника штаба Корпуса горных инженеров Василия Самарского-Быховца, который передал его иностранным химикам для изучения.

Менделевий

Менделевий (Mendelevium, Md) - синтезированный химический элемент с атомным номером 101. Представляет собой высокорадиоактивный металл.

На эту тему

Наиболее из стабильных изотопов элемента имеет период полураспада 51,5 суток. Может быть получен в лабораторных условиях при бомбардировке атомов эйнштейния ионами гелия. Был открыт в 1955 г. американскими учеными из Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли (США).

Несмотря на то, что в это время США и СССР находились в состоянии холодной войны, первооткрыватели элемента, среди которых был один из основателей ядерной химии, Гленн Сиборг, предложили назвать его в честь создателя периодической таблицы - русского ученого Дмитрия Менделеева. Правительство США согласилось с этим, в том же году IUPAC присвоил элементу название Менделевий.

Дубний

Дубний (Dubnium, Db) - синтезированный химический элемент с атомным номером 105, радиоактивный металл. Наиболее стабильный из изотопов имеет период полураспада около 1 часа. Получается при бомбардировке ядер амереция ионами неона. Был открыт в 1970 г. в ходе независимых экспериментов физиками Лаборатории ядерных реакций Объединенного института ядерных исследований в Дубне и лаборатории в Беркли.

После более чем 20-летнего спора о первенстве в открытии, IUPAC в 1993 г. принял решение признать оба коллектива первооткрывателями элемента и назвать его в честь Дубны (при этом в Советском Союзе предлагали назвать его нильсборием в честь датского физика - Нильса Бора).

Флеровий

Флеровий (Flerovium, Fl) - синтезированный химический элемент с атомным номером 114. Сильнорадиоактивное вещество с периодом полураспада не более 2,7 секунд. Впервые был получен группой физиков Объединенного института ядерных исследований в Дубне под руководством Юрия Оганесяна с участием ученых из Ливермоской национальной лаборатории США) путем слияния ядер кальция и плутония.

Назван по предложению российских ученых в честь одного из основателей института в Дубне, Георгия Флерова.

Московий и оганессон

8 июня комитет Международного союза теоретической и прикладной химии рекомендовал назвать 115-й элемент таблицы Менделеева московием в честь Московской области, где находится Объединенный институт ядерных исследований (город Дубна).

На эту тему

118-й элемент организация предложила называть оганессоном в честь его первооткрывателя, академика РАН Юрия Оганесяна.

Оба химических элементов являются синтезированными с периодом полураспада, не превышающим несколько долей секунд. Были открыты в Лаборатории ядерных реакций Объединенного института ядерных исследований в Дубне в ходе экспериментов в 2002-2005 гг. Предложенные IUPAC названия прошли публичное обсуждение и были утверждены им же 28 ноября 2016 г.

Также до 1997 г. в СССР и России синтезированный элемент с атомным номером 104 носил название курчатовий, в честь физика Игоря Курчатова, однако IUPAC принял решение назвать его в честь британского физика Эрнеста Резерфорда - резерфордием.

90 000 польских рамок квалификаций | Химический факультет
ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ЦЕЛИ

В соответствии с Законом от 23 июня 2016 года о внесении изменений в Закон «О высшем образовании» и некоторые другие законы (Законодательный вестник 2016, поз. 1311) и Законом от 22 декабря 2015 года об Интегрированной системе квалификаций (Законодательный вестник 2016, пункты 64 и 1010) и Распоряжение министра науки и высшего образования от 28 ноября 2018 г. о характеристиках второго уровня результатов обучения для квалификаций на уровнях 6-8 Польской рамки квалификаций (ЖурналЗаконов 2018 г., ст. 2218), лица, начавшие обучение на химическом факультете, помимо определенного количества баллов ECTS, для завершения данного уровня образования должны получить результаты обучения в соответствии с Польской рамкой квалификаций и областью изучаемого знание.

Описание результатов обучения действует с 1 октября 2021 г. :

Химический бизнес первой степени

Химический бизнес второй степени

Химия 1 степени

Химия второй степени

Защита окружающей среды 1 степени

2-я степень защиты окружающей среды

Описание результатов обучения, действительных до 2021 года :

Химическое дело 1 степень

Химическое дело II степени

Химия 1 степень

Химия II степень

Охрана окружающей среды 1 степени

Охрана окружающей среды II степень

Анкета выпускника

НАЗНАЧЕНИЕ ХИМИЧЕСКИЙ

В образовании в области ХИМИЯ основной целью является оснащение выпускника знаниями, умениями и компетенциями в области химии, основанными на основах точных и естественных наук (дисциплина химическая наука).Обучение в области ХИМИИ проводится в рамках специальностей, назначенных Советом химического факультета и одобренных Сенатом Гданьского университета. Независимо от вида специализации выпускники достигают одних и тех же направленных результатов обучения, различаясь лишь предметным содержанием содержания профильных, факультативных и дипломных занятий.

Выпускники первой ступени обучения обладают углубленными знаниями, навыками и компетенциями в области общей и практической химии.В частности, выпускник готов анализировать, обрабатывать и безопасно использовать химические вещества и действовать в соответствии с принципами устойчивого развития. Достижение результатов обучения на первом этапе обучения дает выпускникам возможность работать на предприятиях, в организациях и учреждениях (государственных и негосударственных), деятельность которых связана с применением химии на практике, а также вести собственное дело.Выпускники готовы продолжить обучение на втором этапе и в аспирантуре.

Учащиеся первого цикла могут выбрать дополнительный модуль подготовки учителей. Модуль продолжается во втором цикле обучения и охватывает в общей сложности 560 часов, на которые отводится 35 кредитов. ECTS (26 баллов ECTS за первый цикл и 9 баллов ECTS за второй цикл). Проводится параллельно с профильными исследованиями. Результаты обучения, достигнутые в результате реализации профильных исследований и модуля подготовки учителей, соответствуют «Стандартам образования по подготовке к профессии учителя », изложенным в Постановлении министра науки и высшего образования от 25 июля. , 2019.(Вестник законов 2019 г., ст. 1450).

Выпускник второго высшего образования обладает глубокими знаниями, навыками и компетенциями в области специальных вопросов, входящих в химические науки. В частности, выпускник готов самостоятельно решать химические задачи, вести исследовательскую деятельность, а также собирать и критически анализировать экспериментальные данные. Достижение результатов обучения на второй ступени дает выпускникам возможность работать на предприятиях, а также в общественных, негосударственных и научно-исследовательских организациях и учреждениях, деятельность которых связана с применением химии.Выпускник готов продолжить обучение в докторантуре и аспирантуре.

Выпускник, завершивший факультативный модуль педагогического образования, готов преподавать предмет химии во всех типах школ.

ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА НАЗНАЧЕНИЯ

В образовании в междисциплинарной области ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ основной целью является оснащение выпускника знаниями, умениями и компетенциями в области охраны окружающей среды на основе основ точных и естественных наук.Исследования предполагают реализацию результатов обучения по трем дисциплинам: химическим наукам, биологическим наукам и наукам о Земле и окружающей среде, из которых ведущей является дисциплина химических наук.

Выпускники первого цикла обучения обладают передовыми междисциплинарными знаниями, навыками и компетенциями в области общих и практических вопросов, связанных с охраной окружающей среды. В частности, выпускник готов анализировать и оценивать экологические последствия важнейших процессов, происходящих в природе, выявлять и решать основные и более сложные проблемы, связанные с охраной окружающей среды (вытекающие из действия законов природы, деятельности человека, правовых и экономические аспекты) и действовать в соответствии с принципами устойчивого развития.Достижение результатов обучения на первом этапе обучения дает выпускникам возможность работать на предприятиях, в организациях и учреждениях (государственных и негосударственных), заинтересованных в вопросах охраны окружающей среды, а также вести собственное дело. Выпускники готовы продолжить обучение на втором этапе и в аспирантуре.

Выпускник второго высшего образования обладает глубокими знаниями, навыками и компетенциями в области специальных вопросов, связанных с охраной окружающей среды.В частности, выпускник готов самостоятельно анализировать предполагаемые проблемы в области охраны окружающей среды, проводить исследовательскую деятельность, а также собирать и критически анализировать данные о состоянии окружающей среды из различных источников. Достижение результатов обучения на второй ступени дает выпускникам возможность работать на предприятиях, а также в общественных, негосударственных и научно-исследовательских организациях и учреждениях, деятельность которых связана с мониторингом и охраной окружающей среды.Выпускник готов продолжить обучение в докторантуре и аспирантуре.

НАПРАВЛЕНИЕ ХИМИЧЕСКИЙ БИЗНЕС

К отраслям наук и научным дисциплинам, к которым относятся результаты обучения в области ХИМИЧЕСКОГО ДЕЛА, относятся области образования в области точных и естественных наук (химико-научная дисциплина) и общественных наук (экономика и финансы), из которых Химическая наука является ведущей дисциплиной.

Целью обучения на междисциплинарных исследованиях первой степени в области ХИМИЧЕСКОГО БИЗНЕСА является оснащение выпускника передовыми знаниями в области химии, прикладной химии, переработки отходов и экономики малого бизнеса, основанными на глубоких знаниях математики, физике, основам технического черчения и навыкам лабораторной работы.Это инженерные исследования, поэтому реализуются и эффекты, приводящие к приобретению знаний, навыков и инженерных компетенций. Исследования предназначены для подготовки кандидатов для создания и управления небольшими предприятиями, работающими в широко понимаемой химической промышленности (производство косметики, чистящих средств, химических средств защиты растений, переработка отдельных групп отходов, производство гальванических покрытий и т. д.). Такое образование также дает выпускникам возможность работать в производственных и сервисных компаниях, работающих в области широко понимаемой прикладной химии.Выпускники готовы продолжить свое образование в рамках обучения второго цикла и аспирантуры.

Выпускник 3-семестрового обучения второй ступени обладает углубленными знаниями, навыками и компетенциями в области специальных вопросов, входящих в химические науки. В частности, выпускник готов самостоятельно решать химические задачи, вести исследовательскую деятельность, а также собирать и критически анализировать экспериментальные данные.Помимо знаний в области химии, выпускник будет специалистом в области экономики и управления малыми и средними предприятиями с особым упором на химическую промышленность. Бизнес-элементы образования позволяют выпускникам не только эффективно создавать/управлять небольшими компаниями, работающими в сфере прикладной химии, но и занимать руководящие должности на предприятиях. Таким образом, они получат значительное преимущество на рынке труда по отношению к людям с типичным образованием в области химических или экономических наук, обладающих компетенциями как из области знаний.Достижение результатов обучения второй ступени дает выпускникам возможность работать на предприятиях, а также в общественных, негосударственных и научно-исследовательских организациях и учреждениях, деятельность которых связана с применением химии. Выпускник готов продолжить обучение в докторантуре и аспирантуре.

На химическом факультете и экономическом факультете Гданьского университета научная и исследовательская деятельность осуществляется в вышеупомянутых научных областях и дисциплинах, к которым относятся результаты обучения междисциплинарного курса ХИМИЧЕСКОЕ БИЗНЕС.Занятия на инженерных специальностях проводятся на основе фундаментальных и прикладных исследований, проводимых в подразделениях (студент имеет контакт с последними результатами исследований).

.90 000 электронное обучение, дистанционное обучение, обучение на протяжении всей жизни 9 000 1

В статье рассматривается опыт сотрудников кафедры преподавания химии Университета им. Адама Мицкевича в Познани, связанный с использованием образовательных платформ в обучении студентов, избравших педагогический путь.

Развитие информационных технологий меняет нашу жизнь практически во всех ее аспектах. Электронные указатели становятся нормой, и эксперты прогнозируют, что к 2014 году электронный контроль посещаемости и успеваемости будет внедрен почти в 4000 школ 1 .Это подтверждают данные одной из компаний – количество филиалов, отказывающихся от бумажных журналов в пользу электронных, ежегодно увеличивается в три раза 2 .

В контексте слов Колина Роуза о том, что знания, полученные студентом-статистиком в первые три года, во многом устаревают к моменту окончания им обучения по программе 3 , важно, чтобы у студентов выработалась привычка к самостоятельному обучению и повысилась квалификация после окончания учебы. используя, среди прочего, возможности дистанционного обучения 4 .

Поддержка подготовки к профессии учителя, т. е. электронное обучение в университетах – тематическое исследование

Немного истории

До сих пор факультеты Университета г. Адам Мицкевич, в том числе химический факультет, использовали в своей дидактической работе собственные платформы электронного обучения. На кафедре преподавания химии имелись две платформы Moodle, с использованием которых с 2005 года проводились курсы в форме дополнительного обучения для студентов и преподавателей.Один из них был только для обмена курсами, другой был тестовой площадкой, где участники создавали свои курсы, учились ими управлять, а после окончания занятий имели к ним доступ еще на год.

В 2008-2010 годах в сотрудничестве с Microsoft Poland в рамках программы «Партнерство во имя будущего » сотрудники кафедры преподавания химии также протестировали платформу SharePoint на занятиях, проверяя ее образовательную полезность. Используя доступные инструменты LMS, были созданы и проведены курсы, адресованные студентам химического факультета Университета Адама Мицкевича, студентам педагогического факультета Университета Адама Мицкевича в Познани, а также курс для учителей химии 5 .

Рисунок 1. Курсы на платформе SharePoint кафедры химии и дидактики АМУ

Источник: собственное исследование

Общеуниверситетская платформа Moodle

В настоящее время в Университете г. Адама Мицкевича, создается общеуниверситетская платформа, объединяющая все факультеты. В рамках проекта UAM: Unique Graduate = Opportunities 6 был приобретен сервер и установлена ​​платформа Moodle, а пятинедельные онлайн-курсы для научно-педагогических работников помогают в подготовке оригинальных курсов.Свидетельство об их окончании (независимо от ранее имевшейся квалификации) требуется руководством факультета для создания и проведения вспомогательных классов в форме смешанно-дневной формы обучения, предусмотренных программой обучения.

2012/2013 учебный год - тематическое исследование

В целях соответствия общим тенденциям обучения в дистанционной форме, а также с учетом деятельности руководства университета, сотрудники кафедры преподавания химии запустили несколько новых курсов.Одним из них является курс, поддерживающий предмет Учебные пособия по химическому образованию , который до сих пор проводился стационарно в объеме 15 часов лекций и 30 часов упражнений. Общеуниверситетская платформа включает в себя два курса по данному предмету:

  • Учебно-методические пособия по химическому образованию - лекции
  • Учебно-методические пособия по химическому образованию - упражнения» (рис. 2).
Курсы предназначены для студентов педагогической специальности Химия и природоведение и лиц, выбравших образовательный путь подготовки к профессии учителя химии.

В 2012/2013 учебном году курсы проводились по методу смешанного обучения, как и было запланировано. В определенные недели преподаватели и студенты встречались на занятиях, а в остальное время использовали материалы курса и выполняли задания на платформе дистанционного обучения. Авторы постарались, чтобы предлагаемые формы активности учащихся, поддерживаемые встроенным в платформу автоматическим оцениванием электронное обучение, адаптированное к потребностям педагогической профессии.

Работа велась методами, активизирующими, развивающими творческие способности и активизирующими механизмы запоминания. Использование конструктивистских методов значительно увеличивало нагрузку и время преподавателей, но приносило большое удовлетворение им и учащимся. Эффект от сотрудничества обеих групп выразился, среди прочего, в создавать ценные ресурсы в виде сайтов, богатых учебными пособиями (различные развивающие игры, инфографика, богато иллюстрированные описания опытов), предназначенных для широкого круга учителей химии и природоведения.Большое значение для успеха курса имела личная мотивация преподавателей, поддерживающая поиск методологических решений, лучше адаптированных к меняющимся потребностям и ожиданиям учащихся.

Курс "Учебно-методические пособия - лекции"

Модули, составляющие цикл лекций, доступны по определенному графику. Содержание лекций, как и в других курсах такого типа, 7 , было обогащено интерактивными заданиями и тестами, мультимедийными презентациями и проблемными вопросами.Лекция была тесно связана с упражнениями, проводимыми в форме смешанного обучения. Участие учащегося в виртуальных занятиях и его онлайн-активность оценивается по взаимно согласованным критериям, выработанным в ходе обсуждения на первом занятии. Баллы начисляются за активность, представленные работы, обсуждения на форуме. Описания продукции, выпускаемой в рамках выполняемых заданий (развивающие игры, фильмы), размещаются в соответствующих блоках курса (рис. 3), а сами изделия входят в состав итоговой оценки при проведении стационарного экзамена.

Рисунок 3. Курс Учебные пособия - хранилище созданных обучающих игр и фильмов

Источник: собственное исследование

Курс "Учебные пособия - упражнения"

Целью традиционных занятий является ознакомление учащихся с ресурсами и инструментами интерактивной доски, расположенной в компьютерном классе, тогда как в дистанционном режиме учащиеся изучают широкий спектр программного обеспечения для создания сценариев уроков на различных образовательных уровнях и выполняют задания, решают тесты, а также общаться через форумы и чаты.

Программа курса построена таким образом, что каждый блок завершается подготовкой студентом конкретного образовательного продукта. На следующих занятиях студенты завершают свои сценарии с заданными элементами, благодаря чему они получают возможность создавать различные типы учебных материалов. Подготовленные таким образом ресурсы размещены на сайте www.tabletice.net.pl, во вкладке Lessons , где находится хранилище польскоязычных сценариев, посвященных SMART board.Они общедоступны, любой желающий может воспользоваться поисковой системой предметного и образовательного уровня, скачать файл, а главное - модифицировать его под свои нужды (рис. 4).

Рисунок 4. Курс Учебные пособия , репозиторий сценариев – портал tablice.net.pl 8

Источник: собственное исследование

Курсы "Учебно-методические пособия" - лекции и упражнения по анкетным опросам

Первые опыты оценки самих слушателей курсов (60 человек), а также проводивших занятия в предыдущие годы Учебно-методических пособий чисто традиционным способом, положительные.

Опрос, проведенный после окончания занятий, показывает, что это был не первый опыт дистанционного обучения для студентов. Участники чаще всего использовали платформу дома, в пансионате или общежитии. Самым большим преимуществом курса была возможность обучения в любое время и в любом месте (диаграмма 1).

Диаграмма 1. Наибольшие преимущества занятий на платформе – распределение ответов учащихся 90 023 90 036
* Студенты (n = 60) могли выбрать более одного ответа.
Источник: собственное исследование

В качестве предпочтительных материалов участники курса упомянули: анимации, фильмы, презентации, лекции в виде видеофайлов, симуляции и ссылки на веб-сайты. Они подчеркнули, что занятия научили их пользоваться платформой Moodle (86%), познакомили с новыми компьютерными программами и приложениями (64%), мотивировали к самостоятельной работе. Более того, они указывали, что смешанные занятия позволяют им воспользоваться техническими возможностями, предлагаемыми Интернетом, оставляя, однако, возможность личного контакта с преподавателем и другими учащимися.Несколько человек признались, что преодолели свою застенчивость и благодаря этой форме активно участвовали в занятиях, представляя разработанные дидактические ресурсы.

Внимания заслуживают ответы на вопрос: Дает ли курс электронного обучения больше информации/навыков по сравнению с обычными занятиями; если да то почему? (схема 2). Наибольшее количество студентов (58%) указали, что это связано с необходимостью активного участия в онлайн-дискуссиях и самовыражения, т.е.в форумах и чатах, что требует тщательного прочтения материала, включенного в курс, возможность обучения в любое время (удобное для студентов) была признана одинаково важной (50%), а для 44% викторины оказались мобилизующим к работе элементом.

Диаграмма 2. Причины преимущества электронных занятий перед традиционными – распределение ответов студентов 90 023 90 036
* Студенты (n = 60) могли выбрать более одного ответа. Только двое респондентов дали отрицательный ответ.
Источник: собственное исследование

Платформа Moodle успешно зарекомендовала себя на курсах, организованных кафедрой преподавания химии для студентов 2 и 3 курсов химического факультета как устойчивая виртуальная рабочая среда, а имеющиеся инструменты оказались удобными и в то же время достаточными для выполнения вне курсовых задач. Приобретенные навыки (работа на платформе, самостоятельная работа, сотрудничество в группе, оценка и самооценка) и знания, связанные с изучаемой областью науки, безусловно, будут полезны как для студентов, которые начнут работать в педагогической профессии, так и для группа, выбравшая другую профессию.

Магистерские курсы, посвященные подготовке будущих учителей

Также стоит отметить, что для студентов, готовящихся к профессии учителя в магистратуре, проводится семинедельный электронный курс по созданию ресурсов для платформы Moodle и управлению ею на основе имеющихся на ней инструментов.

В его объем входят, в том числе создание и публикация цифровых материалов, администрирование платформы Moodle и методики дистанционного обучения.В ходе встреч участники знакомятся с содержанием заданного блока (доступ к материалам курса на уровне Студент ), а также реализуют собственные курсы, учатся управлять содержанием и процессом электронного обучения (доступ к созданным курсы на уровне Лектор с возможностью создания материалов). Ожидается, что участие в этих занятиях облегчит будущим учителям возможность самостоятельной подготовки специализированных электронных учебных материалов с учетом потребностей учащихся.

Платформа OLAT в обучении будущих учителей

Moodle — не единственная платформа, которой пользуются студенты химического факультета АМУ, готовящиеся к профессии учителя естествознания в начальных классах и химии в средних классах.Во время предметно-методических стажировок у них есть возможность ознакомиться с полезностью платформы электронного обучения OLAT 9 ( Online Learning And Training ), которая получает все большее признание, особенно в университетах. Его преимущества обусловлены использованием языка JAVA, благодаря чему его можно использовать в различных операционных системах 10 . Эти особенности повлияли на выбор платформы, задача которой – обеспечить прямую коммуникацию между учениками и учителями – репетиторами школы 11 .

Студенты и преподаватели, использующие платформу, имеют доступ к справочным файлам (написанным сотрудниками кафедры преподавания химии Университета Адама Мицкевича), в т.ч. обучающие видеоролики, мультимедийные инструкции для проведения химических экспериментов, примеры планов уроков, киноэпизоды с записанными учебными ситуациями, которые можно наблюдать в классе (рис. 5).

Рисунок 5. Использование платформы OLAT для представления элементов урока

Источник: собственное исследование

Эти материалы могут служить инструктивным пособием в процессе подготовки учащихся к проведению занятий, но их можно использовать и на уроках в школе в качестве привлекательных методических пособий, помогающих учащимся разобраться в обсуждаемых вопросах.Такой богатый набор наглядных средств облегчает студентам планирование хода занятий на содержательном, методическом и формальном этапах подготовки к уроку 12 . Контакт между студентом и преподавателем особенно важен при составлении планов уроков, планировании дидактических и воспитательных целей и выборе подходящего метода обучения, а контроль на этом этапе дает тьюторам уверенность в том, что ход учебного процесса во время практики будет правильно.

Размещение зарегистрированных уроков на платформе позволяет студентам и преподавателям анализировать все этапы занятий со студентами и синхронно обсуждать их на платформе.

Резюме

В соответствии с требованиями Европейского Союза, связанными с подготовкой граждан к обучению в течение всей жизни, на химическом факультете Университета имени Адама Мицкевича постоянно проводятся занятия для студентов, преподавателей и воспитателей по самостоятельному созданию дистанционных курсов, опубликованных на сайте электронного обучения. платформе, а также занятия по методике дистанционного обучения, подготавливающие будущих учителей и уже работающих в школах учителей к проведению занятий с использованием виртуальных удаленных рабочих сред.

Стоит отметить, что обучающиеся таким образом студенты химического факультета Университета им. Адама Мицкевича соответствуют требованиям, изложенным в Постановлении Министра науки и высшего образования от 17 января 2012 г. о стандартах подготовки к обучению. для педагогической профессии, где результатом обучения является наличие у будущего учителя, выпускника вуза: 90 036

90 065 90 066 90 021 базовых знаний и навыков в области информационных технологий, обработки текстов, использования электронных таблиц, использование баз данных, использование презентационной графики, использование услуг в ИТ-сетях, получение и обработка информации,
  • умение разносторонне использовать информационные технологии в педагогической работе 13 .
  • Направленность действий, предпринимаемых для подготовки будущих учителей к работе в современной системе образования, обозначена в многочисленных статьях о качестве педагогического образования, в которых ставится цель, чтобы учитель умел эффективно использовать те или иные приемы работы в системе образования. в классе, например, чтобы поддерживать темп обучения, проводить занятия без скуки, иметь какие-то увлечения и интересы 90 024 14 . Дело также в том, что время обучения должно способствовать развитию таких ключевых компетенций, которые будут особенно полезны в постдипломной профессиональной деятельности, а в обсуждаемом случае, в частности, компетенций в использовании ИТ-технологий.Эффективное использование этих методик направлено на адаптацию личности к функционированию в современном компьютеризированном мире.

    Благодаря дистанционному обучению развивается еще одна компетенция - способность учиться самостоятельно и демонстрировать (постоянную) готовность к самосовершенствованию. Он тесно связан с идеей непрерывного обучения ( непрерывного обучения ) 15 , которая является одним из приоритетов Европейского Союза в последнее десятилетие, что подчеркивалось, в частности,в в документе Europe 2020 , являющемся продолжением Лиссабонской повестки дня, принятой 3 марта 2010 г. Европейской комиссией 16 .

    Библиография 9000 3
    • Х. Гулинска, М. Бартошевич, Эффект использования платформы Share Point при обучении студентов и преподавателей естественным наукам , [в:] М. Валенчич Зульян, Й. Вогринц, Содействие эффективному обучению учащихся через исследования учителей Инновации , Педагогический факультет, Любляна, 2010.
    • P. Jagodziński, R. Wolski, Применение платформы дистанционного обучения OLAT для реализации школьного ученичества для студентов-естественников , Материалы Школы проблем преподавания химии, Wyd. Сова, Познань 2012.
    Нетография
    • Центр развития заочного образования Варшавской школы экономики, http://www.cren.pl/wyklady-e-learningowe,1,17,143.html.
    • Э. Хмелецка, М. Домбровский, Стратегии обучения на протяжении всей жизни, «e-mentor» 2013, № 3, http: // www.e-mentor.edu.pl/artykul/index/numer/50/id/1030.
    • EDU Trendy 2013 - Обучение на протяжении всей жизни , http://www.edu-trendy.pl.
    • Й. Фазлагич, Качество обучения польских учителей , "e-mentor" 2012, № 4, http://www.e-mentor.edu.pl/artykul/index/numer/46/id/955 .
    • Д. Голомбек, Онлайн-обучение: плюсы и минусы , «Akademia Wirtualna», 2011, http://akademiawirtualna.pl/aktualnosci/studia-online-plusy-i-minusy/.
    • IRS - SMART http: // www.tablice.net.pl.
    • А. Маршалек, Совершенствование ключевых компетенций как требование современного рынка труда , "e-mentor" 2011, № 3, http://www.e-mentor.edu.pl/artykul/index/numer/ 40/ид/841.
    • OLAT, http://www.olat.org/website/en/download/OLAT_6_0_Functional_Survey.pdf.
    • Образовательно-диагностический центр, http://ant.wsip.pl/articles/showArticle/a,186,i,102/.htm.
    • Е. Палка, Платформа OLAT как инструмент дистанционного обучения - часть II , «Электронный наставник» 2010, №3, http: // www.e-mentor.edu.pl/artykul/index/numer/35/id/754.
    • Электронные дневники используются во все большем количестве школ в Польше , "na życia.pl" 2012, http://natablicy.pl/z-dziennikow-elektronicznych-biora-coraz-wiecej-szkol-w-polsce,artykul .html ?material_id = 5059b267142d5c543f000000.

    Сноски
    1 - Все больше и больше школ в Польше используют электронные журналы , 2012 г., http: // natablicy.pl/from-electronic-journals-uses-more-and-more-school-in-Poland, article.html?material_id = 5059b267142d5c543f000000, [09.04.2012].
    2 - Там.
    3 - EDU Trendy 2013 - Обучение на протяжении всей жизни , http://www.edu-trendy.pl, [16.09.2013].
    4 - Д. Нойшевски, Платформы электронного обучения в польских учебных заведениях , "e-mentor" 2003, № 2, http://www.e-mentor.edu.pl/artykul/index/numer/2/id/ 20 , [15.03.2013].
    5 - Х. Гулиньска, М. Бартошевич, Эффект использования платформы Share Point при обучении студентов и преподавателей естественным наукам , [в:] М. Валенчич Зульян, Й. Вогринц, Содействие эффективному обучению студентов с помощью исследований учителей Инновации , Факультет образования, Любяна, 2010 г.
    6 - Проект АМУ: Уникальный выпускник = Возможности. Повышение преподавательского потенциала Университета г. Адам Мицкевич через проинновационное образование на английском языке.Английский язык, междисциплинарность, электронное обучение, инвестиции в человеческие ресурсы софинансируется Европейским социальным фондом.
    7 - Центр развития заочного образования Варшавской школы экономики, http://www.cren.pl/wyklady-e-learningowe,1,17,143.html, [03.08.2013].
    8 - IRS - SMART, www.tablece.net.pl, [8 марта 2013 г.].
    9 - OLAT, http://www.olat.org/website/en/download/OLAT_6_0_Functional_Survey.pdf, [08.03.2013].
    10 - Е. Палка, Платформа OLAT как инструмент дистанционного обучения - часть II , «e-mentor» 2010, № 3, http://www.e-mentor.edu.pl/artykul/index/numer/35/id/754, [03.08.2013].
    11 - В рамках проекта Современные стратегии многосторонней подготовки студентов к профессии учителя при поддержке системы Интернет-образования.
    12 - P. Jagodziński, R. Wolski, Использование платформы дистанционного обучения OLAT для осуществления школьного ученичества для студентов, изучающих естественные науки , Материалы Школы проблем преподавания химии, Wyd.Сова, Познань, 2012.
    13 - Постановление министра науки и высшего образования от 17 января 2012 г. о стандартах подготовки к профессии учителя (Законодательный вестник № 164, поз. 1365 с изменениями), http://www.lex.pl/du-akt /-/акт/дз-у-2012-131, [05.08.2013].
    14 - Й. Фазлагич, Качество обучения польских учителей , "e-mentor" 2012, № 4, http://www.e-mentor.edu.pl/artykul/index/numer/46/id/955, [08 .03.2013].
    15 - Э. Хмелецка, М. Домбровски, Стратегии обучения на протяжении всей жизни , "e-mentor" 2013, № 3, http://www.e-mentor.edu.pl/artykul/index/numer/50/id/1030 .
    16 - А. Маршалек, Совершенствование ключевых компетенций как требование современного рынка труда , «e-mentor» 2011, № 3, http://www.e-mentor.edu.pl/artykul/index/numer/40 /id/841 , [8 марта 2013 г.].

    .

    апрель | 2021 | Химический факультет Варшавского университета

    Вебинар, посвященный Всемирному дню интеллектуальной собственности
    23 апреля 2021 г.

    29 апреля Университетский центр трансфера технологий (UOTT UW) совместно с Центром трансфера технологий CITTRU Ягеллонского университета организуют вебинар в рамках празднования Всемирного дня защиты интеллектуальной собственности.

    Мероприятие организовано в сотрудничестве с Альянсом академических центров трансфера технологий (PACTT).Партнером встречи является Патентное ведомство Республики Польша.

    Это открытый вебинар, который должен быть интересен ученым, а также студентам и аспирантам.

    ПОВЕСТКА ДНЯ
    29.04.2021,
    час. 13.25-17.00

    • 13.25-13.30 Приветствие участников
    • 13.30-15.00 Правовые аспекты обмена исследовательскими данными, Dr. Krzysztof Siewicz (ICM UW)
    • 15.00-15.30 Перерыв
    • 15.30-17.00 Азбука интеллектуальной собственности во время учебы, др хаб. Юстина Ожегальска-Трибальска (кафедра права интеллектуальной собственности Ягеллонского университета)

    Регистрационная форма и дополнительная информация доступны на веб-сайте PACTT: https://pactt.pl/aktualnosci/ip-week-z-pactt-56.html