Учебно-методический комплекс учебной дисциплины «Неорганическая химия»
Скачать 0.89 Mb.
|
Раздел 1. Химический экспериментТехника безопасности при работе в химической лаборатории. Правила и приёмы работы с химической посудой и основным лабораторным оборудованием и приборами: операции нагревания; взвешивание на технических и аналитических весах; работа с мерной посудой для жидкостей; вакуумное фильтрование; приборы объёмного и потенциометрического титрование, сушка в сушильном шкафу, работа с муфельной печью и т.д. Техника приготовления растворов с использованием сухих веществ, концентрированных растворов, фиксаналов. Оформление и правила ведения лабораторного журнала. Раздел 2. Точность в химических расчётах Понятие точного и приближенного значения измеряемой величины. Значащие и верные цифры числа. Абсолютная и относительная погрешность измеряемой величины. Пределы абсолютной погрешности при округлении чисел. Среднее арифметическое значение и стандартное отклонение как оценки точного значения и разброса измеряемой величины. Раздел 3. Классификация и номенклатура неорганических веществ и комплексных соединений Современная классификация химических элементов по различным признакам: химическому поведению, типу валентной электронной оболочки, групповому положению в периодической системе химических элементов (ПСХЭ). Названия элементов - латинский и русский варианты. Классификация неорганических веществ: по составу - простые и сложные; простых веществ по типу химической связи - металлы и неметаллы; сложных веществ по химическому составу; по химическому поведению (водная классификация) и другим признакам (растворимости, степени диссоциации, кислотности, основности). Номенклатура неорганических веществ и комплексных соединений – как система правил, важность единой номенклатуры для современной химии. Связь формулы и названия вещества. Названия химических элементов и производные от них. Правила составления формул, практический ряд элементов. Правила составления названий, числовые и умножающие приставки, способ Штока и Эванса Бассетта. Виды номенклатурных названий: систематические, традиционные и специальные. Раздел 4. Химический эквивалент вещества. Нормальная концентрация раствора. Эквивалент вещества, молярная масса и молярный объём эквивалента. Формула эквивалента, расчёт фактора эквивалентности и числа эквивалентности в обменных и окислительно-восстановительных реакциях. Нормальность или нормальная концентрация раствора – молярная концентрация эквивалента. Закон эквивалентов, использование в химических расчётах. Раздел 5. Атомно-молекулярное учение Атомно-молекулярное учение: понятия атом и молекула, атомная единица массы (а.е.м.), относительные и абсолютные атомные и молекулярные массы. Связь между массой и энергией, уравнение А. Эйнштейна; законы сохранения массы и энергии. Основные законы атомно-молекулярного учения: закон постоянства состава (современные представления, вещества дальтониды и бертоллиды); закон кратных отношений; закон объемных отношений; закон Авогадро. Количество вещества и единица его измерения (моль) в системе СИ, понятия молярной массы и молярного объёма; расчет этих величин. Нормальные и стандартные условия химических процессов, соответствующие значения температур, давления, концентраций. Раздел 6. Строение атома. Радиоактивность. Электронное строение атома Строение атома. Ядерная модель атома. Основные элементарные частицы их характеристики в структуре атома, единица элементарного заряда (е.э.з.). Классификация атомных ядер. Заряд ядра и атомный номер элемента. Явление радиоактивности элементов, самопроизвольное (спонтанное) и несамопроизвольное деление ядер, естественная и искусственная радиоактивность. Типы самопроизвольного распада радиоактивных изотопов. Период полураспада изотопа. Дефект массы. Квантовая механика в описании электронного строения атома. Дуализм электрона – волна и частица; уравнение Планка – квант энергии; уравнение волны де Бройля. Принцип неопределённости Гейзенберга. Общий вид волнового уравнения Шрёдингера, смысловое значение волновой функции, вероятностное положение электрона в атоме. Квантовые числа. Атомные орбитали (АО) – математическая модель и геометрическая абстракция. Связь квантовых чисел и энергии электрона в одноэлектронном и многоэлектронном атоме. Основное состояние атома. Эффективный заряд ядра. Электронная конфигурация атомов и ионов, распределение электронов по атомным орбиталям. Принцип минимума энергии. Правила Клечковского. Принцип Паули. Правило Хунда. Вырождение орбиталей. Основные характеристики атомов: атомные радиусы (ионный, ковалентный, металлический, ванн-дер-ваальсовый); энергия или потенциал ионизации; сродство к электрону. Раздел 7. Периодический закон. Периодическая система химических элементов (ПСХЭ) Периодический закон. История открытия. Содержание периодического закона. Закон Мозли. Современный, полудлинный, рекомендованный IUPAC, и короткий вариант ПСХЭ, структура периодической таблицы. Важнейшие периодические свойства атомов элементов (потенциал ионизации, сродство к электрону, электроотрицательность, степень окисления, атомные радиусы, химическая активность и др.). Понятие о вторичной периодичности в группах, релятивистском сжатии радиуса для элементов с номерами в ПСХЭ более 60 и эффекте инертной пары для 6s2 элементов. Естественные границы ПСХЭ. Раздел 8. Химическая связь Химическая связь. Природа и причины образования химической связи. Типы химических связей. Основные характеристики химической связи (длина, валентный угол, энергия, дипольный и магнитный моменты). Ионная связь. Природа ионной связи. Прочность, ненасыщенность и ненаправленность ионной связи. Ионные соединения, ионные кристаллы. Ковалентная связь. Основные положения метода валентных связей (МВС). Основное и возбужденное состояние атома. Образование ковалентной связи по теории МВС – обменное и донорно-акцепторное взаимодействие, насыщаемость, направленность и полярность ковалентной связи. Гибридизация атомных орбиталей в теории МВС, энергия гибридизации. Возможности образования ковалентных σ-, π-, δ-связей. Кратность и прочность ковалентных связей. Делокализация электронной плотности при образовании ковалентной связи, многоцентровая четырёх электронная или гипервалентная ковалентная связь. Метод Гиллеспи в описании пространственной структуры неорганических соединений, ограниченность метода. Метод молекулярных орбиталей (ММО) – историческая справка. Теоретические основы ММО. Правила построения молекулярных орбиталей. Связывающие, несвязывающие и разрыхляющие молекулярные орбитали, понятие о групповых молекулярных орбиталях. Построение молекулярных орбиталей гомоядерных двухатомных молекул элементов второго периода. Молекулярные орбитали гетероядерных двухатомных молекул на примере LiH и HF. Использование ММО при рассмотрении образования химической связи в электроно избыточных (орбитально-дефицитных) и электронно-дефицитных молекулах на примере XeF2 и B2H6 соответственно. Металлическая связь. Зонная теория образования химической связи в металлическом кристалле, зона проводимости и валентная зона, понятие об электронном газе. Ненасыщенность и ненаправленность металлической связи. Координационные числа атомов в металлических решётках. Особенности металлической связи и физические свойства металлов (цветность, непрозрачность, электро- и теплопроводность). Межмолекулярные слабые взаимодействия. Понятие о силах Ван-дер-Ваальса и энергии межмолекулярных взаимодействий. Краткая характеристика универсальных слабых взаимодействий: диполь-дипольное или ориентационное притяжение; индукционное притяжение; дисперсионное притяжение. Водородная связь как специфический вид межмолекулярного взаимодействия. Природа возникновения водородной связи; энергия водородной связи. Влияние водородной связи на некоторые физические характеристики веществ (на температуры плавления и кипения, растворимость в воде и т.п.). Раздел 9. Классификация химических реакций. Понятие – химическая реакция (ХР). Формальные признаки, используемые для классификации химических реакций. Классификация ХР по механизму: элементарный акт, простые и сложные реакции. Деление сложных реакций на последовательные, параллельные и последовательно-параллельные. Классификация по числу частиц-участниц реакции – молекулярность реакции. Классификация реакций по числу реагирующих веществ и их элементному составу: 1) реакции без изменения числа веществ и элементного состава; 2) с изменением числа веществ и элементного состава, реакции: а) соединения; б) разложения; в) замещения; г) обмена. Классификация реакций по знаку её теплового эффекта – экзо- и эндотермические реакции. Классификация по фазовому составу реагирующих и образующихся веществ – гомогенные и гетерогенные реакции. Варианты гетерогенных реакций по комбинации агрегатного состояния участвующих фаз. Классификация реакций по наличию или отсутствию катализатора – каталитические и некаталитические реакции. Классификация по направлению процесса – прямая и обратная реакции, обратимые и необратимые реакции. Классификация реакций по их механизму – радикальные и ионные. Классификация реакций по виду энергии, инициирующей процесс: фотохимические, термохимические, радиационные, электрохимические, санохимические. Классификация по изменению степени окисления атомов веществ, участвующих в процессе – окислительно-восстановительные реакции (ОВР): межмолекулярные, внутримолекулярные, внутримолекулярного диспропорционирования, межмолекулярного диспропорционирования. Раздел 10. Учение о химическом процессе. Элементы химической термодинамики Химические превращения и их характеристики. Условия протекания реакций. Термодинамика – раздел химии, изучающий энергетику химических и фазовых превращений. Термодинамические параметры состояния системы, интенсивные и экстенсивные параметры состояния. Определение изобарного, изохорного и изотермического процессов. Функция состояния системы и её свойство; термодинамические функции состояния химической системы (внутренняя энергия U, энтальпия Н, энтропия S, свободная энергия Гиббса или изобарно-изотермический потенциал G). Изменение энтальпии – тепловой эффект реакции в изобарно изотермическом процессе. Закон Лавуазье-Лапласа для тепловых эффектов обратимых реакций. Стандартные условия реакций. Стандартные теплоты образования веществ и стандартные тепловые эффекты реакций. Закон Гесса и его применение. Значение свободной энергии Гиббса химической реакции, направление химического процесса, самопроизвольное протекание реакции. Раздел 11. Основы химической кинетики. Обратимые химические реакции. Химическое равновесие. Принцип Ле-Шателье Химическая кинетика: закономерности протекания реакций во времени, скорость и механизм химических реакций. Понятия простой (элементарного акта) и сложной реакции. Механизм реакции как совокупность элементарных актов, молекулярность химических реакций. Понятие об интермедиате и активном комплексе. Скорость химических реакций: мгновенная и средняя скорости реакции; лимитирующая стадия реакции в сложном процессе. Зависимость скорости реакции от концентрации реагентов, закон Гульдберга и Вааге или закон действующих масс. Кинетическое уравнение скорости реакции. Физический смысл константы скорости реакции. Частный и общий порядок реакции. Зависимость скорости реакции от температуры: уравнение Вант-Гоффа, температурный коэффициент реакции; уравнение Аррениуса, энергии активации. Кривая потенциальной энергии реакции, энергия активации, эндо- и экзотермические процессы. Обратимые и необратимые химические реакции. Понятие прямой и обратной реакции. Химическое равновесие как. Кинетический подход: константа химического равновесия как отношение скоростей обратной и прямой реакций, вторая формулировка закона действующих масс. Термодинамический подход: связь стандартного изобарно-изотермического потенциала процесса с константой равновесия. Динамическое химическое равновесие, смещение положения химического равновесия, принцип Ле-Шателье. Раздел 12. Окислительно-восстановительные реакции (ОВР) – составление уравнений и расстановка коэффициентов. Количественные характеристики ОВР Степень окисления элемента и её расчет в простых и сложных соединениях, правила расчёта для ионных и молекулярных форм. Окислительно вос-становительные реакции (ОВР) и их значение в химии. Понятия – окислитель, восстановитель, процесс окисления, процесс восстановления. Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций в растворах, расстановка коэффициентов методом электронного и электронно-ионного баланса. Стандартный электродный потенциал как количественная оценка ОВР в растворах, таблицы стандартных восстановительных потенциалов. Расчёт стандартного восстановительного потенциала реакции, его значение и термодинамически разрешённое направление процесса. Окислительно-восстановительные свойства воды. Раздел 13. Комплексные соединения в неорганической химии. Теория строения, изомерия, кинетическая и термодинамическая устойчивость комплексных соединений Введение, краткая историческая справка. Понятия координационные и комплексные соединения (КС). Теория А.Вернера строения комплексных соединений: главная и побочная валентность, центральный атом, лиганды. Современные представления о структуре комплексных соединений: внешняя и внутренняя сфера, центральный атом и его координационное число, лиганды и их дентатность. Состав КС катионного, анионного и нейтрального типа. Основные виды возможных координационных полиэдров КС. Изомерия комплексных соединений. Определение понятий изомерия и изомер. Пространственная или стереоизомерия комплексных соединений: геометрическая изомерия (цис- и транс-изомеры для плоско-квадратных КС); представление об оптической изомерии; конформационная изомерия. Другие виды изомерии КС: ионизационная (ионная) или гидратная изомерия; координационная изомерия; координационная полимерия; солевая изомерия или изомерия связей. Теория строения комплексных соединений. Историческое значение в теории строения КС метода валентных связей (МВС). Теория кристаллического поля (ТКП) и её развитие в теории поля лигандов (ТПЛ). Основные положения ТКП; энергетические схемы расщепления d АО в октаэдрическом поле лигандов, высокоспиновые и низкоспиновые комплексы, энергия стабилизации комплексов в поле лигандов (ЭСПЛ). Спектрохимический ряд лигандов. Окраска комплексных соединений с точки зрения ТКП-ТПЛ. Ограниченность и недостатки ТКП-ТПЛ. Метод молекулярных орбиталей (ММО) в теории строения комплексных соединений. Природа химической связи металл-лиганд с точки зрения ММО: понятие о σ- и π-донорном взаимодействии, π-акцепторных связях. Образование π-дативной связи в КС переходных металлов. Преимущества и недостатки ММО по сравнению с предшествующими теориями строения КС. Термодинамическая и кинетическая устойчивость комплексных соединений, критерии их оценки. Индивидуальные и полные константы устойчивости КС, взаимосвязь индивидуальных и полных констант устойчивости. Оценка прочности КС по величине индивидуальных констант устойчивости. Кинетическая устойчивость КС, инертные и лабильные комплексы. |
Похожие:
 | Аналитическая химия учебно-методический комплекс «Химия», профили подготовки: «Неорганическая химия и химия координационных соединений», «Физическая химия», «Химия окружающей среды,... | | Высокомолекулярные соединения учебно-методический комплекс «Химия», профили подготовки: «Неорганическая химия и химия координационных соединений», «Физическая химия», «Химия окружающей среды,... |
| Химические основы биологических процессов учебно-методический комплекс «Химия», профили подготовки: «Неорганическая химия и химия координационных соединений», «Физическая химия», «Химия окружающей среды,... |  | Рабочая программа по дисциплине Е. Н. Ф. 04 Химия общая и неорганическая Цели и задачи учебной дисциплины «Общая и неорганическая химия», ее место в учебном процессе |
| Программа вступительных экзаменов по специальным дисциплинам, соответствующих... ... | | Программа вступительных экзаменов по специальным дисциплинам, соответствующих... «Неорганическая химия»; «Аналитическая химия»; «Органическая химия»; «Физическая химия» |
| Учебно-методический комплекс рабочая программа для студентов очного... Рабочая программа для студентов очного обучения по направлению 020100. 62 «Химия», профили подготовки: «Неорганическая химия и химия... | | Примерная программа наименование дисциплины «Неорганическая и аналитическая химия» Дисциплина «Неорганическая и аналитическая химия» относится к обще-профессиональному ветеринарно-биологическому циклу |
| Рабочая программа по дисциплине б химия неорганическая и аналитическая Целью освоения дисциплины «Химия неорганическая и аналитическая» является формирование базовых, системных и информационных компетенций... | | Рабочая программа дисциплины «Общая и неорганическая химия» «Общая и неорганическая химия» по направлению 240800 – "Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии... |
| Учебно-методический комплекс учебной дисциплины прикладная химия... Целью курса является приобретение студентами знаний по общим принципам и теоретическим основам химической технологии и о ее влиянии... | | Учебно-методический комплекс дисциплины «химия» Специальность Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего профессионального... |
| Учебно-методический комплекс дисциплины «Химия» Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего профессионального... | | Учебно-методический комплекс учебной дисциплины симметрия в химии... Программа учебной дисциплины обсуждена и утверждена на заседании кафедры химии протокол №9 от 23. 05. 2012 г |
| Аннотация рабочей программы дисциплины Химия неорганическая и аналитическая «Химия неорганическая и аналитическая» на основе модульной технологии обучения составлена для студентов очной формы обучения в соответствии... | | Учебно-методический комплекс одобрен на заседании кафедры общественных... При разработке учебно-методического комплекса учебной дисциплины в основу положены |
