Примерный перечень вопросов к зачету блок «общая и неорганическая химия », 2 семестр

1. Предмет и методы химии. Материя и формы её движения. Дифференциация и интеграция химических наук. История развития химии. Значение химии в народном хозяйстве. ГОСТы и маркировка химических веществ.

2. Атомно-молекулярное учение. Основные химические понятия и законы, их значение и относительность. Эволюция некоторых понятий и законов. Размеры и массы атомов и молекул.

3. Газовые законы химии. Способы определения молекулярных (4 способа) и атомных (4 способа) масс.

4. Классификация и номенклатура неорганических веществ. Способы их получения, свойства, графические формулы.

5. Строение атома. Сложность структуры атома. Модели строения атома по Томпсону, Резерфорду, Бору. Спектры атомов.

6. Квантовая химия. Волны и уравнения де Бройля. Принцип неопределенности Гейзенберга. Квантовые числа и их физический смысл. Энергетические уровни, подуровни, орбитали. Их число, форма и их электронная ёмкость.

7. Основные принципы заполнения энергетических уровней, подуровней, орбиталей электронами. Электронные структуры атомов элементов по порядковому номеру и установление местонахождения в периодической системе.

8. Некоторые параметры атомов (радиус атомов, энергия ионизации, сродство к электрону, относительная электроотрицательность) и закономерности их изменения в периодах и подгруппах. Первичная и вторичная периодичность. Магнитные свойства атомов.

9. Строение атомного ядра. Состав, структура и устойчивость ядра. Естественная и искусственная радиоактивность. Изотопы, изобары, изотоны. Закономерность в распространении химических элементов. Проблемы энергетики.

10. Периодический закон и периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева. Структуры атомов в малых и больших периодах в главных и побочных подгруппах. Проблема синтеза новых и сверхновых химических элементов.

Химическая связь-строение молекул. Параметры связи. Основные методы химической связи, их достоинства и недостатки.

11. Метод ВС. Типы химической связи по методу ВС. Механизм образования связи и структуры молекул. Реальная и максимальная валентность. Сравнительное сопоставление ковалентной и ионной связи. Делокализованные многоцентровые связи. Гибридизация атомных орбиталей. Типы гибридизации. Склонность к гибридизации в периодах и подгруппах. Металлическая и водородная связи.

12. Метод МО. Структуры молекул(энергетическая диаграмма). Формы орбиталей и порядок их заполнения. Порядок химической связи.

13. Полярность и поляризуемость связи. Силы межмолекулярного взаимодействия и структура, агрегатные состояния веществ.

14. Плазма. Вещество и антивещество. Проблемы энергетики с экологической и исторической точек зрения.

15. Кинетика, катализ, энергетика химических реакций. Направления самопроизвольных химических реакций. Понятия об энтальпии, энтропии и энергии Гиббса. Термохимические уравнения.

16. Скорость химических реакций и зависимость её от различных факторов. Закон действия масс. Активные молекулы, энергия активации, энергетический барьер. Механизмы гомогенного и гетерогенного катализа.

17. Химическое равновесие и принципы его смещения. Управление направлением химических реакций.

18. Дисперсные системы. Растворы. Вода-растворитель. Аномалии воды. Водные растворы и их характеристика. Коэффициент растворимости. Зависимость растворимости от различных факторов. Сольваты, гидраты, кристаллогидраты.

19. Основные способы выражения концентрации растворов и взаимосвязь между ними. Расчёты при приготовлении растворов.

20. Свойства разбавленных водных растворов. Осмос, осмотическое давление. Давление пара над раствором, изменение температуры замерзания и кипения. Законы Вант-Гоффа и Рауля, изотонический коэффициент.

21. Теория электролитической ионизации. Механизм диссоциации, ионизации (теории Аррениуса, Менделеева, Каблукова). Степень ионизации. Теория сильных и слабых электролитов. Закон разбавления Оствальда. Направление реакций в растворах электролитов.

22. Кислоты, основания и соли с точки зрения теории электролитической ионизации. Амфотерность. Ступенчатая ионизация. Протолитическая теория кислот и оснований.

23. Равновесие в гетерогенных системах: осадок - насыщенный раствор. Понятие о произведении растворимости (ПР), вычисление растворимости осадков и величины ПР. Условия выпадения и растворения осадков.

24. Диссоциация воды. Ионное произведение воды. Водородный показатель. Вычисление рН в растворах кислот, оснований и солей. Буферные растворы, механизм буферного действия.

25. Гидролиз солей(4 случая). Вычисление степени гидролиза, константы гидролиза и рН в растворах солей. Способы усиления и подавления гидролиза.

26. Окислительно-восстановительные реакции. Валентность, степень окисления, координационное число. Важнейшие окислители и восстановители. Три способа уравнивания окислительно-восстановительных реакций. Стандартные, реальные потенциалы - количественная оценка силы окислителя и восстановителя. Роль среды – рН. Направление окислительно-восстановительных реакций. Ряд напряжений металлов.

27. Химические источники энергии. Гальванический элемент. Сухие батареи. Аккумуляторы. Электролиз. Законы электролиза - Законы Фарадея. Электро-химический эквивалент. Электролиз растворов и расплавов. Электролиз в промышленности, в технике. Гальванические покрытия.

28. Комплексные соединения. Состав, строение комплексных соединений. Координационная теория Вернера. Номенклатура, классификация. Геометрия и структура комплексных частиц. Структурная и геометрическая изомерия. Применение, значение комплексных соединений. Равновесия в растворах комплексных соединений. Устойчивость комплексов. Способы получения и разрушения комплексных соединений.

29. Окислительно-восстановительные реакции (ОВР). Их классификация. Методы подбора коэффициентов в ОВР.

30. Окислительно-восстановительные реакции. Водородный электрод. Стандартные электродные потенциалы. Ряд напряжений металлов.

31. Электролиз. Электролиз растворов и расплавов. Процессы, протекающие у катода и анода.

32. Строение атома водорода. Положение водорода в ПСЭ. Изотопы водорода. Способы получения водорода. Физические и химические свойства водорода. Применение водорода.

33. Вода. Состав и электронное строение молекулы воды. Ассоциация молекул воды. Структура воды. Физические и химические свойства. Аномалии воды. Тяжелая вода. Вода в природе. Проблемы чистой воды. Экология.

34. Пероксид водорода. Строение молекулы. Получение, применение. Химические свойства. Окислительные и восстановительные свойства.

35. Элементы главной подгруппы VII- группы. Общая характеристика главной подгруппы в виде таблицы (r,нм; энергия ионизации (I); сродство к электрону (F); ОЭО; t⁰ пл., t⁰ кип.). Закономерности изменения неметаллических и металлических свойств сверху вниз. Важнейшие природные соединения, способы получения фтора, хлора, брома, йода, астата; их свойства и применение. Популярные сведения по открытию этих элементов и их соединений.

36. Фтор. Ограниченность валентности и степени окисления (I и -1,0). Особенности химических свойств фтора и фтористоводородной кислоты.

37. Хлор, бром, йод: их химические свойства. Соединения с водородом, металлами и другими неметаллами. Галогеноводороды. Соли этих кислот. Соляная кислота, способы получения и применения. Хлор - отравляющее вещество.

38. Кислородсодержащие соединения галогенов – хлора с валентностью I, III, V, VII и степенью окисления +1, +3, +5, +7 (+1,+4, +6). Соответствующие кислоты и соли. Их название и применение. Изменение устойчивости, силы кислот, окислительной способности в этом ряду.

39. Элементы главной подгруппы VI- группы. Кислород, сера (селен, теллур, полоний). Общая характеристика главной подгруппы в виде таблицы (r,нм; энергия ионизации (I); сродство к электрону (F); ОЭО; t⁰ пл., t⁰ кип.). Закономерности изменения неметаллических и металлических свойств сверху вниз. Важнейшие природные соединения, способы получения кислорода, серы, селена, теллура, полония. Их свойства и применение. Исторические сведения по открытию этих элементов и их соединений.

40. Воздух. Роль кислорода в неживой и живой природе. Аллотропия кислорода. Озон, получение в природе и лаборатории, его значение.

41.Вода. Пероксиды, пероксид водорода.

42. Важнейшие валентности и степени окисления (II, IV, VI, -2,0, +2, +4, +6), ограничения

Кислорода по этим параметрам ( +1, +2, дробные валентности).

43. Сероводород, оксид серы (IV)- значение их в природе, их получение, применение. Сернистая кислота и её характеристики, её соли. Оксид серы (VI), его получение, применение и свойства.

44. Способы получения серной кислоты (нитрозный, контактный), свойства и применение. Отношение концентрированной и разбавленной серной кислоты к металлам и неметаллам. Олеум, пиросерная, тиосерная кислоты, их соли, свойства и значение.

45. Элементы главной подгруппы V- группы. Азот, фосфор (мышьяк, сурьма, висмут). Общая характеристика главной подгруппы в виде таблицы (r,нм; энергия ионизации (I); сродство к электрону (F); ОЭО; t⁰ пл., t⁰ кип.). Закономерности изменения неметаллических и металлических свойств сверху вниз. Важнейшие природные соединения, способы получения. Их свойства и применение. Исторические сведения по открытию этих элементов и их соединений.

46. Валентности и степени окисления (III, V, -3, 0, +3, +5), ограничения этих параметров для азота.

47. Аммиак, гидразин, гидроксиламин, все оксиды азота, соответствующие кислоты, их получение, соли и применение. Азотистая кислота, азотная кислота. Нитриты, нитраты. Отношение азотной кислоты к металлам и неметаллам. Азотные удобрения. Нитриды, азиды. Азотистоводородная кислота и её соли.

48. Фосфор, фосфин, оксиды фосфора(III, V). Фосфористая кислота, фосфорная кислота (мета- и ортоформы); их получение и применение. Аллотропные модификации фосфора. Фосфорные удобрения. Суперфосфат, двойной суперфосфат, нитрофоска, аммофос, соли аммония.

49. Амфотерность мышьяка и сурьмы. Металличность висмута.

50. Элементы главной подгруппы IV- группы. Углерод, кремний, германий, олово, свинец. Общая характеристика главной подгруппы в виде таблицы (r,нм; энергия ионизации (I); сродство к электрону (F); ОЭО; t⁰ пл., t⁰ кип.). Закономерности изменения неметаллических и металлических свойств сверху вниз. Важнейшие природные соединения, способы получения. Их свойства и применение. Исторические сведения по открытию этих элементов и их соединений.

51. Важнейшие валентности и степени окисления для углерода (IV, III, II, -4, -3, -2,-1, 0, +1, +2, +3, +4), для кремния (IV, -4, 0, +4), для остальных (II, IV, +2,+4). Соответствующие этим параметрам соединения, их получение, свойства и применение. Аллотропия для углерода, активированного угля. Карбиды, ацетилениды, оксид углерода (II, IV), их получение, свойства и значение. Структура этих молекул. Синильная кислота, цианиды, карбмид.

52. Кремний, оксид кремния (IV). Силаны. Кварц. Стекло, фарфор, бетон, цемент. Силикаты в природе. Жидкое стекло, клей и т.д. Значение углерода в живой и неживой природе. Олово и свинец. Отношение к кислотам и щелочам. Важнейшие соединения, применение.

53. Элементы главной подгруппы III- группы. Бор, алюминий, галлий, индий, таллий. Общая характеристика главной подгруппы в виде таблицы (r,нм; энергия ионизации (I); сродство к электрону (F); ОЭО; t⁰ пл., t⁰ кип.). Закономерности изменения неметаллических и металлических свойств сверху вниз. Важнейшие природные соединения, способы получения. Их свойства и применение. Исторические сведения по открытию этих элементов и их соединений.

54. Бура, борные кислоты. Бор - микроэлемент для растений. Бура - плавень, перлы буры.

55. Алюминий. Глина, каолин, глинозем. Отношение алюминия к кислотам и щелочам. Амфотерность оксида и гидроксида алюминия. Получение металлического алюминия, его применение и значение.

56. Элементы главной подгруппы II- группы. Общая характеристика всех параметров по таблице. Бериллий, магний, кальций, барий, стронций, радий. Способы получения этих элементов, их свойства. Валентность (II), степень окисления (+2, 0), амфотерность бериллия. Гидриды. Реакция окрашивания пламени. Важнейшие соли и их применение. Жесткость воды (карбонатная, временная, некарбонатная, постоянная, общая) и способы её устранения. Физиологическая роль ионов кальция.

57. Элементы главной подгруппы I- группы. Краткие характеристики всех параметров по таблице. Изменение всех параметров сверху вниз. Литий, натрий, калий, рубидий, цезий, франций - щелочные металлы. Отношение к воде. Их оксиды и гидроксиды. Закономерности их взаимодействия с кислородом. Соли щелочных металлов. Селитры, калийные удобрения. Реакция окрашивания пламени.

58. Элементы побочной подгруппы I- группы. Медь, серебро, золото. Общая характеристика всех параметров по таблице. Валентности (I, II, III) и степени окисления (+1, +2, +3), соответствующие соединения, их получение. Отношение металлов к кислотам. Применение этих металлов и их соединений. Краткие исторические сведения.

59. Элементы побочной подгруппы II- группы. Цинк, кадмий, ртуть. Общая характеристика всех параметров по таблице. Валентности ( II ) и степени окисления ( +2) , (+1) для ртути. Отношение металлов к кислотам и щелочам. Важнейшие соединения: оксиды, сульфиды, карбонаты, их получение, применение. Краткие исторические сведения.

60. Элементы побочной подгруппы III- группы. Скандий, иттрий, лантан и актиний. Лантаноиды и актиноиды. Только общая характеристика. Электронная структура, застройка f- подуровня. Причины схожести их физических и химических свойств. Некоторые особенности в свойствах. Способы их получения. Применение.

61. Элементы побочной подгруппы IV- и V- групп. Переходные металлы и их общая характеристика. Особенности их свойств. Титан, цирконий, гафний, ванадий, ниобий, тантал. Их природные соединения, получение, применение. Отношение этих металлов к кислотам, щелочам. Важнейшие валентности и степени окисления. Краткие исторические сведения.

62. Элементы побочной подгруппы VI- группы. Хром, молибден, вольфрам. Общая характеристика этих элементов как переходных металлов. Природные соединения, получение, применение. Важнейшие валентности (II, III, VI) и степени окисления (+2, +3, +6), соответствующие соединения, их получение, свойства и применение. Хроматы, дихроматы, их свойства, применение. Дихромат калия - окислитель №2 в химической лаборатории. Краткие исторические сведения.

63. Элементы побочной подгруппы VII- группы. Марганец, технеций, рений. Общая характеристика физических и химических параметров как переходных металлов. Важнейшие природные соединения, получение, применение. Валентности (II, IV, VI, VII), степени окисления (+2, +4, +6, +7), соответствующие соединения, их получение, свойства, применение. Перманганат калия - окислитель №1 в химической лаборатории, применение в разных средах, эквиваленты, индикаторы в окислительно-восстановительных реакциях.

64. Элементы побочной подгруппы VIII- группы.

65. Железо, кобальт, никель. Общая характеристика физических и химических параметров как переходных металлов. Валентности (II, III, VI), степени окисления (+2, +4, +6), соответствующие соединения, их получение, свойства, применение. Отношение их к кислотам. Особенности в свойствах кобальта и никеля. Комплексные соединения для этих элементов.

66. Благородные металлы. Рутений, родий, палладий, осмий, иридий, платина. Общая характеристика физических и химических параметров как переходных металлов. Особенности в применении. Степени окисления, валентности. Отношение к кислотам. Краткие исторические сведения.

67. Элементы главной подгруппы VIII- группы. Благородные (инертные) газы. Гелий, неон, аргон, криптон, ксенон, радон. Открытие инертных газов. Возможность образования химической связи и соединений для этих элементов. Стремление элементов (металлов и неметаллов) к электронной конфигурации благородных газов. Химия криптона и ксенона. Химические реакции и некоторые соединения этих элементов, их устойчивость. Получение, значение и применение благородных газов и их соединений.