Учебно-методический комплекс учебной дисциплины «Неорганическая химия»
Скачать 0.89 Mb.
|
Раздел 14. Химические системыАгрегатное состояние как форма организации вещества. Газообразное, конденсированное – жидкое и твёрдое, плазменное состояния, краткая характеристика; энергетика вещества в разных агрегатных состояниях. Общие представления о жидкокристаллическом состоянии вещества. Особенности молекулярного строения жидких кристаллов. Определение понятия - химическая система. Открытая, закрытая и изолированная химические системы. Гомогенные и гетерогенные системы. Состояние системы; микроскопические и макроскопические (термодинамические) параметры системы. Равновесное состояние системы. Понятие фазы в химической системе; фазы постоянного и переменного состава. Понятие о фазовом переходе вещества и температурах фазового перехода, фазовые равновесия. Фазовая диаграмма однокомпонентных систем (фазовые диаграммы серы и воды): области диаграммы, линии равновесия; критическая точка и тройная точка. Газовые системы. Идеальный газ. Идеальная смесь газов. Основные законы идеальных газов: Бойля-Мариотта; Гей-Люссака – Шарля; Шарля; объединённый газовый закон. Уравнение Менделеева-Клапейрона или уравнение состояния идеального газа. Парциальное давление и парциальный объём газа, законы Дальтона и Амаго соответственно для полного или общего давления и объёма смеси идеальных газов. Молярная, объёмная доля и доля парциального давления газа, их количественная взаимосвязь. Реальные газы: уравнение Ван-дер-Ваальса. Определение молекулярных масс газов. Твердые системы. Кристаллическое состояние вещества, элементарная кристаллическая ячейка, узлы кристаллической решетки, идеальный кристалл, дальний порядок. Плотнейшие шаровые упаковки – гексагональная (ГПУ) и кубическая (КПУ) – кристаллической решётки, объёмноцентрированная кубическая решётка. Типы кристаллических решёток в зависимости от вида связи между образующими её частицами: ионные, молекулярные, атомные-ковалентные, атомные металлические. Электронное строение кристаллов – зонная теория. Валентная зона и зона проводимости. Диэлектрики, полупроводники, металлы. Сверхпроводники. Общие свойства кристаллов: анизотропия, явления полиморфнизма и изоморфизма. Понятие о твердых растворах. Краткие сведения о строении аморфных тел и стёкол, наличие ближнего порядка в структуре аморфных тел. Жидкие системы: силы Ван-дер-Ваальса и строение жидких фаз, ассоциаты. Область жидкого состояния, критические температура и давление жидкости. Насыщенный, ненасыщенный и пересыщенный пар. Жидкие растворы, идеальный и реальный раствор. Ненасыщенный, насыщенный и пересыщенный растворы. Количественные характеристики выражения состава растворов, концентрация растворов: процентная или массовая доля, молярная, моляльная и нормальная, единицы их измерения; растворимость и коэффициент растворимости веществ. Закон Генри для идеальных растворов газов в жидкостях. Закон Рауля для идеальных растворов твёрдого вещества в жидкости и жидкости в жидкости. Коллигативные свойства растворов: диффузия и явление осмоса в растворах, осмотическое давление; эбуллиоскопия, криоскопия. Расчеты величин коллигативных характеристик идеальных и реальных растворов. Изотонический коэффициент или коэффициент Вант-Гоффа. Концентрация и активность вещества в растворе; коэффициенты активности ионов и средний коэффициент активности вещества в растворе. Ионная сила раствора. Зависимость величины коэффициента активности от концентрации вещества в растворе. Дисперсные системы: дисперсная фаза и дисперсионная среда. Классификация дисперсных систем по степени дисперсности частиц и агрегатному состоянию составляющих её частей: пена, эмульсия, суспензия; коллоидный раствор (золь); твердый золь; гель; аэрозоли (дымы и пыли, туманы и спреи). Раздел 15. Растворы электролитов Теория электролитической диссоциации С.Аррениуса, вещества электролиты. Физико-химические процессы в растворах: взаимодействие молекул растворителя с молекулами и ионами растворённого вещества; взаимодействие молекул растворителя между собой; взаимодействие молекул и ионов растворённого вещества между собой. Процессы координации в растворах, сольватация (гидратация) молекул и ионов в растворах, сольватная оболочка, координационное число сольватации, понятие о специфической (первичная) и неспецифической (вторичная) сольватации. Специфическое поведение (аномальная подвижность) катиона водорода и гидроксид-иона в воде; молекулярные ассоциаты и ионные формы катиона водорода и гидроксид-иона, существующие в жидкой воде. Сильные и слабые электролиты. Количественная оценка силы электролита: степень диссоциации и константа диссоциации. Закон разбавления Освальда. Зависимость степени диссоциации электролита от концентрации раствора. Ступенчатая диссоциация слабых электролитов, полная и ступенчатые константы диссоциации. Понятие о кажущейся степени диссоциации для сильных электролитов, ионная атмосфера ионов, образование ионных ассоциатов (ионные пары, тройки, квадруполи). Количественная характеристика растворимости малорастворимых веществ – произведение растворимости (ПР). Теории кислот и оснований. Основные положения теории кислот и оснований С.Аррениуса, её достоинства и недостатки. Протолитическая теория кислот и оснований Бренстеда-Лоури: определения кислот и оснований, понятие о сопряжённых парах кислот и оснований. Основы теории кислот и оснований Льюиса. Процессы самоионизация (автоионизации) жидкостей. Ионное произведение воды. Водородный показатель рН. Реакция нейтрализации с точки зрения различных теорий кислот и оснований. Реакция гидролиза солей в водных растворах, условия гидролиза по катиону или (и) аниону, ступенчатый гидролиз. Количественные характеристики гидролиза – степень гидролиза, ступенчатые и полные константы гидролиза. Зависимость степени гидролиза от разбавления раствора. Буферные растворы. Влияние одноименных ионов на диссоциацию слабого электролита. Состав и свойства буферных растворов. Буферная ёмкость раствора. Обменные реакции в растворах, условия их протекания до конца (реакции с газовыделением, образованием осадков и малодиссоциированных соединений). Раздел 16. ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЭЛЕМЕНТОВ 16.1. ХИМИЯ НЕПЕРЕХОДНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ 16.1.1. Элементы первой группы. Водород. Водород. Водород в природе. Изотопный состав водорода: протий - H, дейтерий - D, тритий - T. Особенности положения водорода в периодической системе. Электронное строение атома, валентные возможности, степени окисления. Антивещество, позитроний как антиводород, антидейтерий и антитритий, состав и строение их атомов. Физические свойства диводорода. Химические свойства диводорода. Восстановительные свойства диводорода и водорода в момент выделения (атомарного водорода), степень окисления элемента «+I»: бинарные соединения водорода, его взаимодействие с неметаллами (галогенами, халькогенами, азотом и др.). Цепной характер реакций газообразного водорода с хлором и кислородом; взаимодействие водорода с оксидами металлов и неметаллов. Окислительные свойства водорода, степень окисления элемента «-I», общие представления о гидридных соединениях металлов, гидридный пробел металлов периодической в системе. Растворимость водорода в металлах (никеле, платине, палладии) и интерметаллах (La5Ni), использование в химии и технологии. Поведение иона водорода Н+ в водных растворах, его поляризующие свойства, образование иона оксония Н3O+. Взаимодействие водорода с кислородом, «гремучий газ». Вода, состав и строение молекулы воды, водородная связь, молекулярная ассоциация молекул воды в жидком состоянии. Кристаллическая структура льда. Уникальность физических свойств жидкой и твёрдой фаз воды. Вода как универсальный природный растворитель, амфотерность воды как растворителя. Тяжелая вода. Химические свойства воды: взаимодействие с металлами различной активности при комнатной и высоких температурах; взаимодействие с неметаллами (на примере углерода и хлора). Понятие о кристаллогидратных соединениях солей и о так называемых соединениях включения (клатратах) газов. Пероксид водорода: строение молекулы, окислительно восста-новительные свойства (на примере реакции окисления иодид-иона и восстановления перманганат-иона), пероксиды металлов. Получение пероксида водорода в промышленности и лаборатории; понятие о пероксокислотах и их солях. Области применение пероксидных соединений водорода. Гидроксиды (оксокислоты и основания) элементов, их состав, краткая общая характеристика химического поведения этих веществ. Методы получения водорода в лаборатории (взаимодействие кислот или щелочей с металлами, активных металлов или их гидридов с водой) и в промышленности (электролиз, взаимодействие угля с водой, паровоздушная конверсия метана). Краткие сведения об использовании водорода в лаборатории и промышленности. 16.1.2. Элементы 18 группы. Благородные газы. Элементы 18 группы: гелий He, неон Ne, аргон Ar; (подгруппа криптона) криптон Kr, ксенон Xe, радон Rn. Распространенность элементов в природе. Физические свойства простых веществ, молекулярное строение. Особенности электронного строения атомов, энергия ионизации и химическая активность. Способность к образованию валентных соединений элементами подгруппы криптона с точки зрения ММО, возможные степени окисления в соединениях. Обзор кислородных и галоидных соединений криптона и ксенона. Окислительные свойства соединений благородных газов. Клатраты благородных газов. Получение и применение благородных газов. 16.1.3. Элементы 17 группы. Галогены. Элементы 17 группы: фтор F, хлор Cl, бром Br, иод I, астат At. Распространенность элементов в земной коре, основные природные соединения элементов. Изотопный состав. Положение в периодической системе, электронное строение атомов, валентные электроны. Атомные радиусы и изменение неметаллических свойств в подгруппе галогенов. Возможные степени окисления галогенов в химических соединениях, сравнительная характеристика устойчивости различных степеней окисления элементов в подгруппе. Простые вещества, строение молекул, физические свойства. Химические свойства галогенов. Изменение окислительно восста-новительной способности элементов в подгруппе; взаимодействие галогенов с простыми и сложными веществами. Получение галогенов в лаборатории и промышленности. Применение галогенов. Понятие о псевдогалогенах и псевдогалогенидах. Водородные соединения галогенов: методы и реакции получения, физические свойства, изменение химической устойчивости при движении по группе. Растворимость галогеноводородов в воде, галогеноводородные кислоты, характеристика силы этих кислот. Взаимодействие галогеноводородных кислот с металлами. Особенности физико- химических характеристик фтороводородной кислоты: водородная связь, строение ассоциатов в жидкой фазе, образование гидрофторид-иона. Реакция фтороводородной кислоты с элементарным кремнием и его диоксидом. Галогенид-ионы Hal–: изменение их восстановительной способности по группе. Соли галогеноводородных кислот, общий обзор физико химических свойств их важнейших представителей. Применение галогеноводородов и их солей. Кислородные соединения галогенов. Устойчивые при обычных условиях бинарные кислородные соединения галогенов: реакции получения, физические и химические свойства. Реакции галогенов с водой, особенности химического поведения фтора. Кислородные кислоты галогенов, методы получения. Изменение устойчивости, окислительно восстановительной способности и силы кислородных кислот галогена в зависимости от его степени окисления (на примере соединений хлора) и по группе (на примере кислот состава НЭО). Области применение кислородных кислот галогенов и их солей. Межгалогенные соединения, состав, строение, методы получения и физико-химические свойства. Краткие сведения о соединениях галогенов с благородными газами. 16.1.4. Элементы 16 группы. Халькогены. Элементы 16 группы: типические - кислород О, сера S, селен Se, теллур Te, полоний Po. Содержание элементов в земной коре, основные природные соединения. Положение в периодической системе, электронная структура атомов, валентные электроны, степени окисления. Изменение атомных радиусов, энергии ионизации, металлических свойств элементов при движении по группе. Кислород . Значение кислорода в жизнеобеспечении экосистем планеты: воздух и его состав; вода - универсальный природный растворитель. Электронная конфигурация атома кислорода в невозбужденном состоянии. Аллотропные формы простого вещества: дикислород - О2, озон - О3. Строение молекул кислорода и озона в терминах ММО, парамагнитность молекулы кислорода. Физические свойства кислорода и озона. Молекулярный и атомарный кислород. Взаимодействие кислорода с металлами и неметаллами, краткие сведения о строении оксидов (ковалентные и ионные оксиды); обзор других классов кислородных соединений (гидроксиды, кислоты, соли, пероксиды, озониды). Положительная степень окисления кислорода. Катион диоксигенила и примеры его соединений. Особенности поведения кислорода в соединениях со фтором. Краткая физико-химическая характеристика дифторида кислорода и диоксидифторида. Озон: окислительная активность озона, реакции окисления простых и сложных веществ; получение озонидов металлов. Действие озона на живые организмы, антибактерицидные свойства. Получение кислорода в промышленности и лаборатории. Применение кислорода и озона. Cера . Сера в природе - основные соединения, распространенность серы. Аллотропные модификации серы: физические свойства, молекулярное строение и кристаллическая структура. Применение элементарной серы в промышленности и медицине. Электронное строение атома, валентные электроны, основное и возбуждённое состояние, устойчивые степени окисления. Химические свойства серы: реакции с металлами и неметаллами, реакция диспропорционирования в растворах щелочей. Сероводород, его получение, краткая физико-химическая характеристика; сероводородная кислота, состав и химические свойства, сульфид-анион S2–; соли сероводородной кислоты. Реакции окисления сероводорода и сульфидов кислородом при высоких температурах, мягкое окисление сероводорода диоксидом серы. Получение и свойства полисульфидов металлов (персульфиды) и водорода (полисульфаны), строение персульфидного аниона. Реакции получения сульфидов неметаллов (углерода, фосфора, мышьяка). Соединения серы различных степеней окисления с галогенами, реакции получения, состав и физико-химическая характеристика. Особенности химического поведения гексафторида серы. Оксид серы(IV) SO2 (сернистый газ, диоксид серы, сернистый ангидрид). Реакции образования диоксида серы: взаимодействие простых веществ; окисление сероводорода кислородом; “обжиг” сульфидов металлов. Строение молекулы SO2. Физико-химические свойства диоксида серы: кислотный характер оксида, реакция с водой и растворами щелочей; окислительно-восстановительные свойства (реакции с кислородом, хлором, сероводородом). Сернистая кислота и ее соли – сульфиты и гидросульфиты, реакции получения, таутамерные превращения гидросульфит-иона в водных растворах. Окислительно-восстановительные свойства сернистой кислоты и её солей: на примере реакций с кислородом, хлором и сероводородом. Реакции солей сернистой кислоты с сильными килотами. Оксид серы(VI) SO3 (триоксид серы, серный ангидрид). Получение триоксида серы каталитическим окислением диоксида. Физические свойства. Строение молекулы триоксида серы в газообразной фазе и конденсированном состоянии. Серная кислота или тетраоксосульфат(VI) водорода, реакция получения. Физические свойства серной кислоты. Разбавленная и концентрированная серная кислота: водопоглотительная способность и окислительные свойства концентрированной серной кислоты. Диссоциация серной кислоты в водном растворе, сульфат-анион и его структура. Реакции разбавленной и концентрированной кислоты с металлами и неметаллами. Соли серной кислоты - сульфаты и гидросульфаты, их важнейшие представители. Применение серной кислоты и сульфатов в промышленности. Олеум, условия образования и состав; кислородные полисерные кислоты кислоты с фрагментом (-S-O-S-), дисерная (устаревшее - пиросерная) кислота H2S2O7 и её соли дисульфаты. Кислородные соединения, содержащие связи (–S–S–), политионовые кислоты H2SnO6; тетратионовая кислота H2S4O6 и её соли, состав и структура. Тиосерная кислота H2S2O3 и её соли тиосульфаты: реакции получения, строение молекулы, химические свойства; тиосульфат натрия - области применения. Кислородные соединения, содержащие связи (–О–О–): пероксомоносерная или кислота Каро H2SO5 и пероксодисерная кислота H2S2O8 как представители пероксокислот, реакции получения. Понятие о сульфоновых кислотах. Селен Se, теллур Te, полоний Po. Краткий обзор химических свойств элементов: изменение восстановительной способности элементов в группе, реакция с кислородом, отношение к кислотам, реакция с кислотами-окислителями. Краткая сравнительная характеристика изменения устойчивости, окислительно-восстановительных и кислотных свойств веществ по группе: водородные соединения элементов; оксиды селена и теллура (IV,VI); селенистая H2SeO3 и теллуристая H2TeO3,селеновая H2SeO4 и ортотеллуровая H6TeO6 кислоты, галогенидные соединения элементов. Обзор химического поведения полония. II семестр. |
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 |
