Программа курса по общей химии 2015-2016 уч.г


Чтобы посмотреть этот PDF файл с форматированием и разметкой, скачайте его и откройте на своем компьютере.

1

Программа
образовательной дисциплины

"Общая химия"

для студентов 1 курса
бакалавриата Академического университета


I

семестр


Символы химических элементов, их названия, русские и латинские корни
названий. Индексы при символе химического элемента. Их физиче
ский смысл.
Химические формулы и
их виды: простейшая, брутто
-
формула, молекулярная,
рациональная, структурная и перспективная формулы
.
Поняти
я

состав
а
, строени
я

и структур
ы

соединени
й.

Классификация основных классов неорганических соединений.

Простые и
сло
жные вещества

(соединения)
. Металлы и неметаллы. Их основные отличия.
Бинарные соединения. Способы получения. Принципы классификации бинарных
соединений.
Аналогия

свойств бинарных соединений разных
классов
.
Несолеобразующие и солеобразующие бинарные соедин
ения.
Химические
свойства.
Гидролиз бинарных соединений.
Н
оменклатура
: прави
ла названия
бинарных соединений (
Система Штока, Эванса
-
Бассета, систематическая
номенклатура
)
.
Псевдобинарные соединения.

Примеры.

Бинарные соедин
ения с
водородом: номенклатура.

Ки
слоты, основания и соли
.

Основные способы получения и химические
свойства.
Основные теории кислот и основа
ний: Либиха
-
Дэви, Аррениуса,
сольвосистем, Бренстеда
-
Лоури, Льюиса и Усановича.
Значение каждой из
теорий
: преимущества и недостатки. Самоионизация ра
створителей.

Ионы лиония
и лиат
-
ионы.
Общая схема реакции нейтрализации в каждой из теорий.
Сопряженная кислотно
-
осн
ó
вная пара.
Сила кислот и оснований. О
снóвность
кислот и кислотность осн
ований
.

С
редние, кислые и оснóвные соли; двойные,
смешанные и компле
ксные соли.

Функциональная и систематическая
номенклатура

кислот, оснований и солей
. Значение основ
ных
служебны
х

морфем
(аффиксов)
химического названия:
-
ат,
-
ит, пер
-
, гипо
-
,
-
н
-
,

-
ов
-
,
-
ев
-
,
-
ист
-

(
-
нист
-
),
-
оват
-

(
-
новат
-
),
-
новатист
-
, пероксо
-
, оксо
-
,
гидро
-
, орто
-
, мета
-
.

Примеры.

Простейшие стехиометрические расч
е
ты.

Масса, количество вещества и
молярная масса.
Физический смысл стехиометрических коэффициентов.
Эквивалент. Фактор эквивалентности. Определение фактора эквивалентности по
реакции.
Формулы
расчета фактора эквивалентности для кислот, оснований,
солей, бинарных соединений, окислителей и восстановителей.
Молярная масса
эквивалентов. Количество вещества эквивалента. Формулы
взаимосвязи. Закон
эквивалентов.

Основы термодинамики. Понятие термодина
мической системы
; виды
термодинамических систем
.
Понятие фазы. Классификация термодинамических
систем по числу фаз.

Переменные состояния, функции состояния и функции
процесса. Свойства функций состояния.

Полный и неполный
дифференциалы
:
физический смысл.

Э
кстенсивные и интенсивные физические величины.

Понятие

2

термодинамического процесса. Изопроцессы. Обратимые и необратимые
процессы

в термодинамическом и химическом смыслах
.

Теплота и температура. Работа и теплота.
Их физический смысл.
Многообразие
видов раб
оты.
Полезная работа.
Международные с
истемы знаков.
Механический
эквивалент теплоты.

Внутренняя энергия; ее свойства и расчет. Первое начало
термодинамики:
физический смысл и
формулировки.
Энтальпия: физический
смысл,

свойства, расчет, применение.
Энтальпи
я образования и энтальпия
сгорания.
Теплоемкость.
Зависимость теплоемкости от температуры.
Уравнение
Кирхгофа
: вывод, применение. Термохимические расчеты. Законы Лавуазье
-
Лапласа и Гесса.

Цикл Карно. Работа двигателя Карно. Теорема Карно. КПД.
Энтропия.
Из
менение энтропии в обратимом и необратимом процессах. Нескомпенсирован
-
ная теплота.
Второе начало термодинамики:
физический смысл и
эквивалентные
математические
формулировки.

Статистический смысл энтропии и уравнение
Больцмана.

Объединенн
ое

первое

и второе

начала термодинамики
: физический смысл и
формулировки.

Третье начало термодинамики. Тепловая теорема Нернста и постулат Планка.
Расчет энтропии.
Нулевое начало термодинамики.

Принципы экстремумов в термодинамике. Термодинамические потенциалы
.

Критерии сам
опроизвольно протекающего процесса.
Изменение термодинамичес
-
ких потенциалов в обратимых и необратимых процессах.

Свободная энергия:
энергия Гиббса и энергия Гельмгольца. Их физический смысл.

Интегральное
уравнение Гиббса
-
Гельмгольца.

Парциально
-
молярные в
еличины. Химический потенциал: концепция,
физический смысл и применение.
Зависимость химического потенциала от
состава раствора.
Активность и фугитивность
.

Подходы к расчету. Коэффициент
активности.

Термодинамическое равновеси
е
.
Равновесное и стационарное
состояния:
общность и различия.
Условия наступления термодинамического равновесия
Гиббса. Термическое и механи
ческое (барическое) равновесие.

Уравнение зависимости
Гиббса

процесса от состава системы
.

Константа
равновесия: физически
й

смысл, расчет
, размерно
сть

и факторы, влияющие на
константу

равновесия
.
Истинная (термодинамическая) и концентрационная
(кажущаяся) константы равновесия.

Применение константы равновесия.

Понятие раствора. Типы растворов.
Растворитель и растворенные вещества.
Концентрированные и
разбавленные растворы.
Растворимость. Насыщенные,
ненасыщенные и пересыщенные растворы.
Многообразие способо
в

выражения
количественного состава растворов.
Способы выражения концентрации: дол
евые

(по массе, объему и количеству), молярная концентрация,
массо
вая концентрация,
объемная концентрация, числовая концентрация,
молярная концентрация
эквивалентов (нормальная концентрация), моляльность,
титр, титр по
определяемому веществу, осмолярность, осмоляльность и миллиграмм
-
процент.
Определение, обозначение, фор
мула для расчета, размерность, единица измерения
и формулы взаимосвязи.


3

Коллигативные свойства растворов.
Идеальные и реальные растворы. Первый и
второй законы Рауля.
Графическая интерпретация

явления криоскопии и
эбулиоскопии
с помощью диаграммы состояния

в координатах
p
-
T
.
Отклонения
от законов Рау
ля. Криометрия и эбулиометрия.
Законы Генри и Генри
-
Дальтона.
Взаимосвязь законов Рауля и Генри. Осмос. Причины осмоса. Осмотическое
давление. Закон Вант
-
Гоффа.
Изотонический коэффициент.

Обратный осмос.

Растворы электролитов. Электролитическая диссоциация. Электролиты и
неэлектролиты. Причины диссоциации в водных растворах
. Термодинамика
растворения.
Ионофоры и ионогены. Ионизация и диссоциация.
Механизм
диссоциации. Ионизирующие и диссоциирующие раствори
тели.
Диэлектрическая
прон
ица
емость и полярность растворителя.

Классификация растворителей по
Паркеру.
Структура
жидкой
воды и
разбавленных
водных
растворов
электролитов.
Структурные зоны растворителя в растворах электролитов
невысоких концентраций.
Положи
тельная и отрицательная гидратация

по

О.Я. Самойлову
.
Г
идратаци
онное число

(координационное число).

Протолитические равновесия на примере

различных

класс
ов

электролитов:
кислот, основани
й и солей
.
Автопротолиз воды.
Сила электролита.

Обратимая и
необратима
я диссоциация.
Ступенчатая диссоциация. Первичная и вторичная
диссоциация.
Константы диссоциации:
K
a

и
K
b

(
p
K
a

и
p
K
b
).
Их взаимосвязь.
Общие и ступенчатые константы диссоциации.

Зависимость силы кислоты от ее
природы и от природы растворителя.
Нивелирующие

и дифференцирующие
растворители.
Степень диссоциации. Закон разбавления Оствальда.
Гидролиз
солей.
Причины
и механизм
гидролиза.
Типы солей по отношению к гидролизу
:

гидролиз по катиону, по аниону и
гидролиз,

как по катиону, так и по аниону.
Частичный и п
олный гидролиз.
Факторы, усиливающие или ослабляющие
гидролиз.
Молекулярные, полные и сокращенные ионно
-
молекулярные уравнения
гидролиза.
Ступени

гидролиз
а
.
Характер среды
водн
ых

раствор
ов

сол
ей
.
Константы гидролиза

и степень гидролиза
.

Их взаимосвязь.
Рас
творимость и
диссоциация электролитов. Произведение
растворимости
.

Критерий образования
донной фазы и в
лияние одноименного иона на растворимость

малорастворимых
сильных электролитов
.

Характер среды.
Условия нейтральности среды.
Зависимость ионного
произвед
ения воды от температуры.
Водородный показатель.

pH

и
pOH
:
концентрационные и термодинамические.
Активность и коэффициент активности.
Ионная сила раствора.
Расчет среднего ионного коэффициента активности по
предельному закону
Деба
я
-
Хюккеля
.
Общая, активная

и потенциальная
кислотность.
Расчет
pH

для растворов сильных кислот и оснований,
слабых
кислот и оснований,
средних, кислых и основных солей
, растворов, содержащих
две сильные кислоты (два сильны
х

основания), сильную и слабую кислоты
(основания)
. Понятие
об измерении
pH
: основные трудности и пути их
пр
е
одоления
.

Эволюция концепции
pH
. Ограничения применения функции
pH
.
Шкала
pH
.
Кислотно
-
осн
ó
вные индикаторы.
Цветные индикаторы.
Примеры,
интервалы перехода окраски и причины изменения цвета при изменении
pH
.

Хромофор
ы
.


4

Буферные системы.

Кислотно
-
оснóвные буферные системы.

Буферное действие
и его механизм. Состав буферных растворов.

Кислотные и осн
ó
вные буферные
системы. Примеры буферных систем.
Получение буферных растворов

с заданным
значением
pH
. Уравнение Г
ендерсона
-
Хассельбаха.
Буферная емкость и ее расчет.
Кислот
ная и оснóвная буферная емкость. Факторы, влияющие на
буферную
емкость.

Номенклатура буферных систем.

Образцовые буферные растворы.

Основы аналитической химии. Понятие о качественном и количественн
ом
анализе. Виды количественного анализа. Объемный анализ. Т
итриметри
я и
титрование. Методы титрования.

Титрант и титруемое вещество. Требования к
реакции титрования
. Приготовление растворов титрантов. Первичные
и
вторичные
стандарты
.

С
тандартизация титран
тов. Стандарт
-
титры (фиксаналы).

Типы (п
риемы
)

титрования: прямое (в т.ч.

реверсивное
)
,
обратное и
заместительное.
Требования к титруемым веществам
и реакции титрования
при
прямом титровании.

Кислотно
-
оснóвное титрование

(метод нейтрализации)
.
Ацидиметрия
и
алкалиметрия. Крив
ые

титрования.
Схематичное
изображение

и расчет к
ривы
х

титрования сильной кислоты сильным основанием и наоборот, слабой кислоты
сильным основанием и слабого основания сильной кислотой.

Скачок титрования,
его определение

(графическое и а
налитическое)
.
Факторы, влияющие на
величины скачка титрования.
Точка эквивалентности и конечная точка
титрования.

Выбор кислотно
-
осн
ó
вного индикатора дл
я

титрования.
Буферные
области.


5


Программа
образовательной дисциплины

"Общая химия"

для студентов 1 курса
бакалавриата Академического университета


II

семестр


Понятие атома.
Масса атома, о
тносительная а
томная масса

и массовое число

нуклида
.
Шкалы
относительных
атомных масс.
Опыты Гейгера
-
Марсдена и
я
дерная (планетарная) модель атома
Резерфорда
:

описание эксперимента, выводы
и
за
трудн
ения
.
Квантование энергии. Тепловое излучение абсолютно черного тела
и постулат Планка.

Квазикласси
ческие теории строения атома: теория

Бора и
т
еория

Бора
-
Зом
мерфельда.
Понятие о фазовом пространстве, обобщенных координатах и
обобщенном
импульсе.
Понятие о стационарных состояниях и атомных спектрах.
Спектральные серии атома водорода

(Лаймана, Бальмера, Пашена, Брэкета,
Пфунда, Хэмфри)

и формула Бальмера
-
Ридберг
а.
Основное и возбужденные
состояния атомов.
Понятие о ридберговском атоме.
Круговые и эллиптические
орбиты.
Расчет энергии и радиуса боровских орбит.
Первый боровский радиус
атома.
Квантовые числа в теори
ях Бора и

Бора
-
Зоммерфельда
: выводы и новые
труднос
ти
.

Преимущества и недостатки квазиклассических представлений.

Введение в квантовую теорию.
На пороге новой физики: опыты Вильсона,
Комптона
-
Саймона и Девиссона
-
Джермера.
Принцип неопределенностей
Гейзенберга и его следствия.
Микрообъект "сам по себе" и по
д влиянием
экспериментатора.
Крушение понятий траектория и орбита.
Корпускулярно
-
волновой дуализм де Бройля.
Факторы, влияющие на преимущественное
проявление корпускулярных или волновых свойств электрона.
Волны де Бройля.
Дебройлевская интерпретация стацио
нарных состояний Бора.
Формула де Бройля
и Вульфа
-
Брэгга
:
сравнительный
расчет длины волны электрона.

Понятие о линейном самосопряженном
(эрмитовом)
операторе.
Сложение и
умножение операторов. Коммутатор. Коммутирующие и некоммутирующие
операторы.
Понятие
об операторном уравнении. Собственные функции и
собственные числа операторов.
Основные свойства
самосопряже
н
ных

операторов
: вещественные собственные числа, существование полного набора
(базиса) ортонормированных
собственных функций
.
Идеи М. Борна и П. Дира
ка:
операторы физических величин.
Явный вид операторов координат, проекций
импульса на декартовы координаты, полного импульса, кинетической и полной
энергии

(оператор Гамильтона)
.
Оператор набла и оператор Лапласа.
Коммутатор
и возможность одновременного и
зме
р
ения физических величин.

Основные постулаты квантовой механики. Волновая функция: требовани
я

к
свойствам и вероятностная интерпретация физического смысла.
Плотность
вероятности.
Временнóе и с
тационарное уравнение Шредингера.
Доказательство
независимост
и пси
-
модуль
-
квадрат от вр
емени в стационарном состоянии.

Аналогия стационарного уравнения Шредингера и волнового уравнения

6

Даламбера.

Расчет значений физических величин в квантовой механике и спектр
гамильтониана.

Принцип суперпозиции

в квантовой механике
. Физический смысл
коэффициентов ра
з
ложения

пси
-
функции
.

Принцип запрета Паули. Оператор
перестановок и антисимметрия волновой функции.

Спин электрона. Опыты Штерна
-
Герлаха
: взаимодействие спина с магнитным
полем
. Проекция спина на ось квантования

и

с
пинов
ое квантовое число

(
m
s
)
.
Оператор
ы

спинового момента и
проекции спинового момента
его собственные
функции и собственные значения.
Спиновая переменная

(
σ
)
.
Квантовое число
спинового момента

(
s
)

и
величина

спина электрона.

Понятие
об
орбитали и спин
-
орбитали
.

Понятие о вакантных и заселенных орбиталях. Понятие о замкнутых и
наполовину заполненных электронных оболочках; их повышенная устойчивость.
Спаренные и неспаренные электроны. Понятие об электронной паре.

Атом водорода и водородоподобные атомы. Уравнение
Шредингера для атома
водорода.
Атомные орбитали (АО)

водорода

и водородоподобных атомов
.
Ортогональность АО.
Соотношение понятий орбита и орбиталь.
Физическая
интерпретация понятия орбитали: электронное облако и электронная плотность.
Квантовые числа: физи
ческий смысл, возможные значения. Электронные слои

(
K
,
L
,
M
,
N
,…)

и
электронные
оболочки

(
s
,
p
,

d
,

f
,…)
.
Изменение

энергии орбиталей
при переходе от слоя к слою

и

в пределах одного электронного слоя.
Формулы
для расчета числа орбиталей и электронов
в

данно
м
электронном
слое.
Оператор
момента импульса и орбитальное квантовое число. Геометрическая форма
s
-
,
p
-
,

d
-

и
f
-
орбиталей. Оператор проекции момента импульса и магнитное квантовое
число. Комплексные и вещественные орбитали. Пространственное расположение
в
ещественных
s
-
,
p
-

и

d
-
функций
в

декартовых координат
ах
.
Радиальное и
угловое распределение электронной плотности различных АО
:
1
s
, 2
s
,
3
s
, 2
p
, 3
p
,
3
d
, 4
d
, 4
f
. Распределение знаков волновой функции

в пределах данной АО
,
условность выбора знака
. Уз
лы и пучн
ости.
Соотношение максимумов
электронной плотности
в различных АО и
в пределах
одной
орбитали.
Средняя
удаленность электрона от ядра.
Внутренние узлы.

Формула для расчета числа
внутренних узлов.

Безузловые орбитали.

Многоэлектронный атом. Орбитальное (одно
электронное) приближение
:
преимущества и недостатки.

Принципы заполнения электронных оболочек
атомов.
Принцип наименьшей энергии. Правила Клечковского. Принцип

Паули
.

П
равило Хунда.

Электронная конфигурация многоэлектронного атома
(иона)
в
основном и возбу
жденных состояниях. Особенности электронной конфигурации
атомов хрома, меди, молибдена,
вольфрама, серебра, золота и палладия

в
основном состоянии.

Внешние и валентные электроны. Остовные электроны.

Атомные свойства и характеристики атомов. Понятие о разме
ре атома.
Орбитальный радиус атома. Потенциал ионизации и сродство к электрону.
Теорема Купманса.
Понятие об относи
тельной электроотрицательности атомов
(ЭО). Многообразие шкал ЭО. Шкалы Полинга, Малликена и Оллреда
-
Рохова.

Факторы, влияющие на ЭО атомов.

Атом, нуклид, х
имическ
ий элемент
и
простое вещество
.
Принцип периодичнос
-
ти: Периодический закон и
Периодическая
система

Д.

И. Менделеева.

Современ
-
ная формулировка Периодического закона. Структура Периодической системы

7

химических элементов Д.

И. Менделеев
а.
Физический смысл
порядкового

номера
химического элемента.
Многообразие графических форм Периодической систе
-
мы. Короткопериодный и длиннопериодный варианты Периодической системы.
Периоды и группы.
Физический смысл номера периода.
Большие и малые пери
-
од
ы. Нумерация групп в
зависимости от графической формы Периодической сис
-
темы.
Переходные и непереходные эле
менты. Электронные семейства
химичес
-
ких
элементов:

s
-
,
p
-
,

d
-

и
f
-
элементы.
Понятие о главной диагонали Периодичес
-
кой системы.
Металлические
,

немет
ал
лические элементы

и элементы
-
амфогены:
принцип и
условность деления
.

Семейства химических элементов: щелочные и
щелочноземельные элементы, галогены, халькогены, платиновые элементы,
благородные газы, лантаноиды, актиноиды и редкоземельные элементы.

Общие

закономерности

Периодической системы химич
еских элементов

Д.

И. Менделеева: вертикальная,

горизонтальная и диагональная периодичность.
Формы проявления периодичности

(на примерах)
. Закономерности изменения
орбитальных радиусов, потенциалов ионизации, энер
гии сродства к электрону и
электроотрицательности атомов
, металлических/неметаллических свойств прос
-
тых веществ, окислительно
-
восст
а
новительных свойств простых веществ и
соединений

в группах, периодах и диагоналях
.

Правило четности Менделеева.
"Тонкая стр
уктура" Периодической системы химических элементов

Д. И. Менде
-
леева
: работы С. А. Щукарева.

Принцип кайносимметрии. Уникальность свойств
соединений элементов
-
кайносимметриков.
Примеры из различных электронных
семейств.
Проявление особенностей свойств
атом
а водорода.
Эффекты экраниро
-
вания

в атомах
как проявление принципа Паули
.
Заряд и эффективный заряд ядра.
Валентная активность орбиталей.
Внутренняя и вторичная периодичность
:
рассмотрение
немонотонно проявляющихся
закономерностей
изменени
я

свойств
атомов
, простых и сложных веществ.

Эффекты
3
d
-

и
лантаноидного

сжатия

(
f
-
сжатия
). Эффект инертной 6
s
2
-
пары. Примеры.

Элементы
-
близнецы.

Основы теории строения молекул.
Х
имическ
ая

связ
ь
.

Причины образования
химической связи, вклады потенциальной и кинетической эн
ергии.
Понятие о
т
еорем
е

вириала.
Термин

"
молекула
"
.

Вещества с молекулярным и немолекуляр
-
ным строением.

Кривая Морзе. Колебательные состояния.
Н
улевое колебательное
состояние.

Основные характеристики химических связей. Средняя энергия связи и энергия
дис
социации связи.
Кратность и п
орядок связи.
Длина связи. Ковалентный и
ионный радиусы.

Аддитивная схема определения длины химической связи.

Факторы, влияющие на энергию, длину и порядок химической связи.
Полярность
химической
связи и молекулы.
Металлическа
я и ионная связь. Схема образования
ионной связи по Косселю.
Степень ионности.
Понятие об "электронном газе" в
металлах.

Доквантовые теории химической связи.
Электронная теория
химической связи
Г. Н.
Льюиса.
Валентные и остовные электроны.
Понятие
о ковале
нтной
связи и

об обобществленной электронной паре.
Механизмы образования связей:
обменный, донорно
-
акцепторный и дативный.
Условность выбора центрального
атома.
Кратн
ость

связ
ей

и

в
алентность

атома
.
Связь кратности и энергии связи.
Полярные и неполярные св
язи. Свойства ковалентной связи: насыщаемость,

8

направленность.
Правило октетов Льюиса и правило 18
e

как стремление к
достижению устойчивой конфигурации благородного газа.

Квантовые теории химической связи.
Приближение Борна
-
Оппенгеймера

(
простое адиабатическое приближение
). Поверхность потенциальной энергии
(ППЭ)
и изомерия.

Многомерность ППЭ.
Использование ППЭ для описани
я

течения реакции. Переходное состояние. Седловая точка. Энергия активации

и
скорость химической реакции.

Метод валентн
ых связей (ВС).
Физические принципы метода.
Причины и схема
образования химической связи.
Построение молекулярной волновой функции.
Описание электронного строения молекулы водорода В. Гайтлером и Ф. Лондо
-
ном.
В
озбужденное и в
алентное состояни
я

атома
.
Взаи
мосвязь теории Льюиса и
метода ВС
. Валентность атома в методе ВС.
Понятие о спин
-
валентности.
Ограничение теории ВС.
Нецелочисленные химические связи в рамках метода
ВС.
Теория
резонанса (
мезомерии
)
.

Резонансные (к
анонические
)

структуры.

Определение формал
ьного порядка
с помощью

резонанс
ных структур
.
Примеры.
Делокализация связей и э
ффект сопряжения.
Примеры.

Метод молекулярных орбиталей (МО): основные положения теории и причины
образования химических связей.
Интерференция электронных волн.
Связыва
-
ющие, ра
зрыхляющие и несвязывающие МО.

Порядок заполнения МО.
Валентность атома

и

порядок связей в методе МО.
Случаи образования
несвязывающих орбиталей.
Понятие о НЭП.
Приближе
ние МО ЛКАО.
Построение молекулярной волновой функции.
Понятие о перекрывании
орбитале
й.
Весовые коэффициенты и их физический смысл.
Качественное
о
писание строения молекул
H
2
,
HeH
,
He
2

и молекулярных ионов
H
2
+
,
H
2

,
H
2
2−
,
HeH
+
,
He
2
+

в рамках метода МО.

Факторы, влияющие на взаимодействие АО.
Орбитальная симметрия.
Классификации МО

по симмет
рии (по числу узлов):

σ
-
,
π
-

и
δ
-
орбитали
.
Прочность,
длин
а и

условия образования

σ
-
,
π
-

и
δ
-
связ
ей
.
Зависимость прочности
σ
-
,
π
-

и
δ
-
связ
ей от

межъядерного расстояния.
Энергетические схемы образования МО.

Схемы МО для двухатомных гомоядер
-
ных
и гетероядер
ных
молекул и ионов второго периода Периодической системы
Д.И. Менделеева.

Определение порядка связей.

Валентная активность
(
"
р
аботоспособность"
)

орбиталей.
Формальная и истинная валентность.

Виды химических связей

в рамках метода МО
.

Канонические и локали
зованные
МО.
Приближения локализованных связей.
Приближение ковалентной связи.
Одноэлектронная, двухэлектронная и трех
электронная ковалентные связи.
Примеры.
Соотношение понятий ковалентная связь с методах ВС и МО.
Примеры.
Схемы
МО
образования
ковалентной

неполярной, полярной и ионной
связи.
Понятие о сигма
-
остове.
Эффект сопряжения и д
елокали
з
ация

π
-
связ
ей
:

влияние на переход электрона с ВЗМО и на НВМО.
Крушение концепции
экстравалентных
nd
-
орбиталей для соединений непереходных элемен
тов.
Приближение трех
центровых связей
: гипервалентн
ая

и орбитально
-
избыточн
ая

связи.
Построение молекулярной волновой функции.
Схемы МО, геометрия
связи, распределение электронной плотности. Примеры

σ
-

и π
-
гипервалентных
связей
:

PCl
5
,
SCl
4
,
ClF
3
,
XeF
2
,
IF
5
,
O
3
,
SO
2
,
NO
2
. Водор
одная связь как частный
случай гипервалентного взаимодействия. Ее в
лияние на физические свойства.

9

Примеры.
Симметричные и несимметричные водородные связи.

Внутримоле
-
кулярные и межмолекулярные водородные связи.
Примеры.
Многоцентровые
связи:
n
-
центровые
m
-
электронные связи.
Примеры.

Геометрия молекул.
Степени свободы молекулы.
Параметры для описания
структуры молекул: длина связи, валентный и торсионный (двугранный) уг
лы
.
Описание пространственного строения молекул в методе МО на примерах
BeH
2
,
BH
3

и
CH
4
.
С
оотношение симметри
и

молекул и их МО.
Концепция г
ибридизаци
и

атомных орбит
ал
ей
:
сущность метода

и основные типы гибридизации (
sp
n
,
dsp
3
,
dsp
2

и
d
2
sp
3
)
.
Принцип максимального перекрывания.
Изменение энергетического
выигрыша от гибридизации в пределах период
а и группы.
Общий вид ГАО вида

sp
n
.
Взаимосвязь валентного угла и гибридизации.
Эквивалентные и
неэквивалентные
Г
АО: понятие и примеры.

Ортогональность ГАО.
Уравнения
для тетрагональных, тригональны
х

и дигональных ГАО.
Соотношение энергии и
геометрических
форм
sp
n
-
орбиталей.
Ковалентные радиусы
sp
n
-
гибридизованных
атомов
. Влияние межъядерного расстояния на энергию связей с участие
м

ГАО.
Участие
d
-
орбиталей в гибридизации.
Взаимосвязь гибридизации и
электроотрицательности.
Регибридизация. Нежесткость молекул

с НЭП

(на
примере аммиака и во
д
ы)
.
Гибридизация и потенциал ионизации

(
BeH
2
,
BH
3

и
CH
4
)
.
Преимущества и ограничения метода гибридизации.
Теория ОЭПВО

(метод
Гиллеспи): о
сновные положения.

Основные типы полиэдров
, образуемых
частицами вида
AX
n
. Влияние НЭП

на геометрию молекул.

Преимущества и
недостатки т. ОЭПВО. Примеры.

О
кислительно
-
восстановительны
е

реакци
и
.

Степень окисления.
Соотношение
понятий: степень окисления, эффективный заряд атома, зарядовое число иона,
валентность и координационное число.
Прави
ла вычисления.
Элементы с
постоянной и переменной степенью окисления. Определение степени окисления
по структурной формуле.
Примеры.
Окисление и восстановление.
Окислители,
восстановители, вещества с двойственной природой и вещества, индифферентные
к окисл
ительно
-
восстановительным свойствам в водных растворах.
Межмоле
-
кулярные и внутримолекулярные ОВР
.
Реакции дис
-

и конпропорционирования.
Химические свойства основных окислителей

и восстановителей
. Методы уравни
-
вания окислительно
-
восстановительных реакций:

метод электронного баланса и
метод
электронно
-
ионного баланса (метод
полуреакций
)
.

Сущность методов,
преимущества и недостатки. Примеры.

Количественное описание окислительно
-
восстановительных реакций в водных
растворах.

Понятие об электроде. Катод и анод.

Гальванический элемент.
ЭДС.
Диффузионный потенциал и электролитический мостик.
Сопряжѐнная окисли
-
тельно
-
восстановительная пара.

Стандартный в
осстано
вительный
потенци
ал:
физический смысл
, применение
.
Сравнение силы окислителей (восстановите
лей).
Водор
одный электрод
. Физический смысл знака восстановительного потенциала.
Выбор потенциала в зависимости от характера среды.
Стандартный кислый и
стандартный щелочной водный раствор.
Уравнение Нернста
: вывод и
применение
. Зависимость силы окислителя и восстано
вителя от
pH

среды.
Вли
-
яние образования слабых электролитов, малораст
в
оримых сильных электролитов
и комплексов
на восстановительный потенциал.
Пределы возможности существо
-

10

вания окислителей и восстановителей в водном растворе.
ЭДС реакции, е
е

вза
-
имосвязь

с
о стандартной

энергией Гиббса и константой равновесия.

Крите
рий
самопроизвольного протекания окислительно
-
восстановительных реакций и
критерий необратимости.

К
лассические к
омплексные соединения (КС)
.
История возникновения термина.
Теория А. Вернера. В
нут
ренняя

(комплекс)
и внешняя сферы
.

Комплексообразо
-
ватель и лиганды
.

К
оординационное число и дентантность.
Мостиковые лиганды.
Эмпирическая связь степени окисления центрального атома и его координа
-
ционного числа.
Классификация комплексов по заряду; по чис
лу атомов (ионов)
комплексообразователей и характеру их связывания.
Примеры.
Классификация
лигандов.
Хелатные комплексы и хелатный эффект. Аквакомплексы и гидролиз.
Первичная и вторичная диссоциации КС. Константы устойчи
вости и нестойкости
комплексов: мате
матические выражения и физический смысл. Расчет концентра
-
ции комплексообразователя.
Номенклатура КС.
Образование

и
разрушение

КС.
Электронное строение комплексов.
Теория кристаллического поля.
Спектрохими
-
ческий ряд.

Цвет
и магнитные свойства
комплексов.
Низкоспиновые и высоко
-
спиновые КС.

Геометрия комплексов и гибридизация центрального атома.



11

УЧЕБНО
-
МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ


Основная литература

1.

Лилич Л
.С., Хрипун М.К. Растворы как химические системы. Донорно
-
акцепторные реакции в растворах. СПб: Издательство СПбГУ. 2010. 252с.

2.

Корольков Д.В., Скоробогатов Г.А. Теоретическая химия. СПб: Издательство
СПбГУ. 2005.

3.

Пригожин И., Кондепуди Д. Современная терм
одинамика. М.: Мир. 2002.
461с.

4.

Скуг Д., Уэст Д. Основы аналитической химии. М.: Мир. 1979. Т. 1. 479с, Т. 2.
438с.

5.

Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. М.: Высшая школа. 2001. 743с.

6.

Суворов А.В., Никольский А.Б. Общая химия. СПб: Химия. 1995. 512с.

7.

Курс физической химии / под ред. Герасимова Я.И. М.: Химия. Т.1. 1970.
592с. Т.2. 1973. 623с.

8.

Минкин В.И., Симкин В.Я., Миняев Р.М. Теория строения молекул. Ростов
-
на
-
Дону: Феникс. 1997. 557с.

9.

Кан Р, Дермер О. Введение в химическую номенклатуру. М.: Химия
. 1983.
224с.


Дополнительная литература

1.

Коттон Ф., Уилкинсон Дж. Современная неорганическая химия. Т.1. М.: Мир.
1969. 223с.

2.

Физическая химия. / под ред. Никольского Б.П. Л.: Химия. 1986. 879с.

3.

Дмитриев И.С. Электрон глазами химика. Л.: Химия. 1986. 224с.

4.

Фиалков Ю.А. Не только в воде. Л.: Химия. 1989. 87с.

5.

Корольков Д.В. Основы неорганической химии. М.
:

Просвещение. 1982. 271с.

6.

Дей К., Селбин Д. Теоретическая неорганическая химия. М.: Химия. 1969.
432с.

7.

Грей Г. Электроны и химическая связь.

М.: Мир. 1967.

235с.

8.

Эммануэль Н.М. Курс химической кинетики. М.: Высшая школа. 1984. 460с.

9.

Карапетьянц М.Х., Дракин С.Н. Строение вещества. М.: Высшая школа. 1981.
632с.


Приложенные файлы

  • pdf 10728101
    Размер файла: 276 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий