- •1) Основные законы химии: сохранения массы и энергии, постоянство состава, эквивалентов и Авогадро.
- •2) Закон постоянства состава с современной точки зрения. Соединения постоянного и переменного состава.
- •3) Закон эквивалентов. Эквивалент элементов и соединений.
- •4) Классы неорганических соединений.
- •5) Модель строения атома Резерфорда
- •6) Теория строения атома Бора. Недостатки теории строения.
- •7) Принципы квантов механики: дискретность энергии, корпускулярно-волновой дуализм, принципы неопределенности Гейзенберга.
- •8) Уравнение Шредингера. Смысл волновой функции.
- •10) Электронного уравнения, подуровня, орбитали.
- •11) Правила и принципы, определяющие последовательность формирования электронных уровня и подуровня.
- •9) Квантовые числа. Их значение и сущность.
- •13) Периодический закон д.И.Менделеева. Периодичность в изменении различных свойств элементов(потенциал ионизации, сродство к электрону, атомные радиусы)
- •14) Сходство и различие химических свойств элементов главных и побочных подгрупп в связи с электронным строением атома/
- •15) Химическая связь. Виды химической связи. Энергетические и геометрические характеристики связи.
- •16) Природа химической связи. Энергетические эффекты в процессе образования химической связи.
- •17) Основные положения метода Валентных связей. Обменный и донорно-акцепторный механизма образования ковалентной связи.
- •18) Валентные возможности атомов в основном и в возбужденном состоянии.
- •20) Насыщаемость ковалентной связи. Понятие валентности.
- •21) Полярность ковалентной связи. Теория гибридизации. Виды гибридизации. Примеры.
- •22) Полярность ковалентной связи. Дипольный момент.
- •23) Достоинства и недостатки метода в.С.
- •24) Метод молекулярных орбиталей. Основные понятия.
- •25) Описать методы мо связи в биполярных и много центровых молекулах(b2 o2 BeH2 BeF2).
- •26) Ионная связь предельный случай ковалентно-полярной связи. Свойства ионной связи. Основные виды кристаллических решеток для соединения с ионной связью.
- •27) Металлическая связь. Особенности. Элементы зонной теории для объяснения особенностей металлической связи.
- •28) Межмолекулярное взаимодействие. Ориентационный, индукционный и дисперсионный эффекты.
- •Дисперсионные силы
- •29) Водородная связь.
- •30) Основные типы кристаллических решеток.
- •Простейшие кристаллические решетки. Плотнейшая кубическая упаковка. Плотнейшая гексагональная упаковка
- •31) Законы термохимии. Следствие из законов Гесса.
- •32) Понятие о внутренней энергии системы, энтальпии и энтропии.
- •33) Энергия Гиббса, её взаимодействие с энтальпией и энтропией. Изменение энергии Гиббса в самопроизвольно протекающих процессах.
- •34) Скорость химической реакции. Закон действия масс для гомогенных и гетерогенных реакций. Сущность константы скорости. Порядок и молекулярность реакции.
- •35) Факторы, влияющие на скорость химических реакций.
- •36) Влияние температуры на скорость химический реакций. Правило Вант-Гоффа. Энергия активации. Уравнение Аррениуса.
- •37) Особенности протекания гетерогенных реакций. Влияние диффузии и степень дискретности вещества.
- •38) Влияние катализатора на скорость химических реакций. Причины влияния катализатора.
- •39) Обратимые процессы. Химическое равновесие. Константа равновесия.
- •40) Влияние различных факторов на смещение равновесия. Принцип Ле Шателье.
- •41) Определение раствора. Физико-химические процессы при образование растворов. Изменения энтальпии и энтропии при растворение.
- •42) Способы выражения концентрации растворов.
- •43) Закон Рауля.
- •44) Осмос. Осматическое давление. Закон Вант-Гоффа.
- •45) Растворы электролитов. Сильные и слабые электролиты. Степень электролитической диссоциации. Изотонический коэффициент.
- •46) Теория элекролитической диссоциации. Физическая теория Аррениуса, химическая Менделеева и современный взгляд на диссоциацию.
- •47) Реакции в растворах электролитов, их направленность. Смещение ионных равновесий.
- •48) Ионное произведение воды. Водородный показатель как химическая характеристика.
- •49) Гетерогенные равновесия в растворах электролитов. Произведение растворимости.
- •50)Гидролиз солей.
- •51) Химическое равновесие на границе металл-раствор. Двойной электрический слой. Скачок потенциала. Водородный электрод сравнения. Ряд стандартных электродных потенциалов.
- •52) Зависимость электродного потенциала от природы веществ, температуры и концентрации раствора. Формула Нэриста.
- •53. 1)Гальванические элементы. 2)Процессы на электродах. 3)эдс гальванического элемента.
- •54. 1)Обратимые источники электрической энергии. 2)Кислотные и щелочные аккумуляторы.
- •55.Топливные элементы.
- •56.1)Электролиз растворов и расплавов. 2)Последовательность электродных процессов. 3)Перенапряжение и поляризация.
- •57.Взаимодействие металлов с кислотами и щелочами.
- •58. Коррозия металлов в растворах солей.
- •59. Применение электролиза в промышленности.
- •60. 1)Электрохимическая коррозия металлов. 2)Основные виды электрохимической коррозии. 3)Процессы на электродах.
- •61. Методы борьбы с коррозией.
- •Выбор одного из методов защиты основывается не только на технических соображениях, но и на экономических расчетах. Наиболее дешевым и распространенным методом являются лакокрасочные покрытия.
9) Квантовые числа. Их значение и сущность.
Главное квантовое число: n .при n=1 электрон находится на первом энерг. уровне. Главное квантовое число определяет размеры электронного облака. Электроны с одним и тем же числом n образуют электронные облака.
Орбитальное квантовое число: L Форма электронного облака определяется им. L принимает значения от 0 до (n-1)
Магнитное квантовое число m. Ориентация электронного облака. пределы –L до L
Спиновое квантовое число s . Собственное состояние электрона значения +1/2 и -1/2
Квантовые числа эт энергетические параметры, определяющие состояние электрона и тип атомной орбитали, на которой он находится.
Главное квaнтовое число n определяет общую энергию электрона и степень его удаления от ядра (номер энергетического уровня); оно принимает любые целочисленные значения, начиная с 1(n = 1, 2, 3, . . .)
Орбитальное (побочное или азимутальное) квантовое число l определяет форму атомной орбитали. Оно может принимать целочисленные значения от 0 до n-1 (l = 0, 1, 2, 3,..., n-1). Каждому значению lсоответствует орбиталь особой формы. Орбитали с l = 0 называются s-орбиталями, l = 1 – р-орбиталями (3 типа, отличающихся магнитным квантовым числом m), l = 2 – d-орбиталями (5 типов), l = 3 – f-орбиталями (7 типов).
Магнитное квантовое число m определяет ориентацию орбитали в пространстве относительно внешнего магнитного или электрического поля. Его значения изменяются от +l до -l, включая 0. Например, приl = 1 число m принимает 3 значения: +1, 0, -1, поэтому существуют 3 типа р-АО: рx, рy, рz.
Спиновое квантовое число s может принимать лишь два возможных значения +1/2 и -1/2. Они соответствуют двум возможным и противоположным друг другу направлениям собственного магнитного момента электрона, называемого спином (от англ. веретено). Для обозначения электронов с различными спинами используются символы:↑и↓
10) Электронного уравнения, подуровня, орбитали.
Понятие электронного уравнения. Используя метод электронного баланса мы составляем электронные уравнения
В этом методе сравнивают степени окисления атомов в исходных и конечных веществах, руководствуясь правилом: число электронов, отданных восстановителем, должно равняться числу электронов, присоединенных окислителем. Для составления уравнения надо знать формулы реагирующих веществ и продуктов реакции. Последние определяются либо опытным путем, либо на основе известных свойств элементов.
Энергетический подуровень- это совокупность орбиталей, которые находятся на одном энергетическом уровне и имеют одинаковую форму.
Орбиталь – область наиболее вероятного местонахождения электрона в атоме (атомная орбиталь) или в молекуле (молекулярная орбиталь).
11) Правила и принципы, определяющие последовательность формирования электронных уровня и подуровня.
1 Принцип наименьшей энергии. Уровни заполняются постепенно
2 Принцип запрета Хунд. В атоме не могут находится 2 электрона с одинаковым набором квантовых чисел.
3 электроны заполняют уровень до максимального спинового момента.
4 Правило Кигновского: при одинаковом n+L у двух подуровней в первую очередь формируется уровень с меньшим n.
На каждой орбитали может быть не более двух электронов, отличающихся значением спинового квантового числа s (спина). Этот запрет определён принципом Паули. Порядок заполнения электронами орбиталей одного уровня (орбиталей с одинаковым значением главного квантового числа n) определяется правилом Клечковского, порядок заполнения электронами орбиталей в пределах одного подуровня (орбиталей с одинаковыми значениями главного квантового числа n и орбитального квантового числа l) определяется Правилом Хунда.
Краткую запись распределения электронов в атоме по различным электронным оболочкам атома с учётом их главного и орбитального квантовых чисел n и l называют электронной конфигурацией атома.
Эта энергетическая последовательность легко может быть описана при помощи эмпирического правила суммы двух первых квантовых чисел, разработанного в 1951-м году В. М. Клечковским и иногда называемого правилом (n+l). Это правило основано на зависимости орбитальной энергии от квантовых чисел n и l и описывает энергетическую последовательность атомных орбиталей как функцию суммы n+ll. Суть его очень проста:
орбитальная энергия последовательно повышается по мере увеличения суммы n+l, причём при одном и том же значении этой суммы относительно меньшей энергией обладает атомная орбиталь с меньшим значением главного квантового числа n. Например, при n+l=6 орбитальные энергии подчиняются последовательности 4d<5p<6s, так как здесь для d-орбитали главное квантовое число наименьшее n=4, для s-орбитали n=6; наибольшее n=6, p-орбиталь занимает промежуточное положение n=5.
Или же:
При заполнении орбитальных оболочек атома более предпочтительны (более энергетически выгодны), и, значит, заполняются раньше те состояния, для которых сумма главного квантового числа n и побочного (орбитального) квантового числа l, т.е. n+l, имеет меньшее значение.
Правило (n+l) в целом хорошо иллюстрирует таблица 1, где по мере постепенного возрастания суммы (n+l) приведена энергетическая последовательность атомных орбиталей. В этой таблице не указаны нереальные (запрещенные квантовой механикой атома) варианты, для которых не выполняется обязательное требование n>l, в частности не указаны комбинации для (n+l)=6:
12) s- p- d- f- элементы. Взаимосвязи между электронным строением, химическими свойствами и положением в периодической системе.
s p d f–элементы– элементы, у которых происходит заполнение соответствующих подуровней
В характере изменения свойств элементов по периоду проявляется внутренняя периодичность, а по группе — вторичная периодичность
В характере изменения свойств s- и р-элементов в подгруппах отчетливо наблюдается вторичная периодичность Для её объяснения привлекается представление о проникновении электронов к ядруэлектрон любой орбитали определенное время находится в области, близкой к ядру. Иными словами, внешние электроны проникают к ядру через слои внутренних электронов. Как видно из рисунка 9, внешний 3s-электрон атома натрия обладает весьма значительной вероятностью находиться вблизи ядра в области внутренних К- и L-электронных слоев.
Концентрация электронной плотности (степень проникновения электронов) при одном и том же главном квантовом числе наибольшая для s-электрона, меньше — для р-электрона, ещё меньше — для d-электрона и т. д. Например, при n = 3 степень проникновения убывает в последовательности 3s>3p>3d
Во внешнем слое у атомов d-элементов (за исключением Pd) находятся 1—2 электрона (ns-состояние). Остальные валентные электроны расположены в (n—1)d-состоянии, т. е. в предвнешнем слое.
В подгруппах d-элементов значения энергии ионизации атомов в общем увеличиваются. Это можно объяснить эффектом проникновения электронов к ядру. Так, если у d-элементов 4-го периода внешние 4s-электроны проникают под экран 3d-электронов, то у элементов 6-го периода внешние 6s-электроны проникают уже под двойной экран 5d- и 4f-электронов.
В подгруппах d-элементов радиусы атомов в общем увеличиваются. Важно отметить следующую особенность: увеличение атомных и ионных радиусов в подгруппах d-элементов в основном отвечает переходу от элемента 4-го к элементу 5-го периода. Соответствующие же радиусы атомов d-элементов 5-го и 6-го периодов данной подгруппы примерно одинаковы. Это объясняется тем, что увеличение радиусов за счет возрастания числа электронных слоев при переходе от 5-го к 6-му периоду компенсируется f-сжатием, вызванным заполнением электронами 4f-подслоя у f-элементов 6-го периода. В этом случае f-сжатие называется лантаноидным. При аналогичных электронных конфигурациях внешних слоев и примерно одинаковых размерах атомов и ионов для d-элементов 5-го и 6-го периодов данной подгруппы характерна особая близость свойств.
Отмеченным закономерностям не подчиняются элементы подгруппы скандия. Для этой подгруппы типичны закономерности, характерные для соседних подгрупп s-элементов.