4. Строение вещества

4.1. Основные этапы развития представлений о су­ществовании и строении атомов. Электронные оболочки атомов и периодический закон Д.И. Менделеева. Спектры атомов как источник инфор­мации об их строении.

Квантово-механическая модель строения атомов. Электрон­ные формулы и электронно-структурные схемы атомов. Правило Гунда. Принцип Паули.

Периодический закон (ПЗ) Д.И. Менделеева и его трактовка на основе квантово-механической теории строения атомов.

4.2. Структура Периодической системы элементов (ПСЭ): периоды, группы, семейства, s-, p-, d-, f-классификация элементов (блоки). Длиннопериодный и короткопериодный варианты ПСЭ. Периодический характер изменения свойств атомов элементов: радиус, энергия ионизации, энергия сродства к электрону, от­носительная электроотрицательность (ОЭО). Определяющая роль внеш­них электронных оболочек для химических свойств элементов. Перио­дический характер изменения свойств простых веществ, оксидов и водо­родных соединений элементов.

4.3. Природа химической связи и строение химических соединений

Типы химических связей и физико-химические свойства со­единений с ковалентной, ионной и металлической связью. Эксперимен­тальные характеристики связей: энергия связи, длина, полярность, эффективные заряды атомов. Кривая потенциальной энергии молекулы водорода (двухэлектронная химическая связь по Гайтлеру – Лондону на примере молекулы водорода).

4.4. Основы метода валентных связей (МВС). Механизм образования ко­валентной связи. Насыщаемость ковалентной связи. Направленность ковалентной связи. Сигма и пи-связи, их образование при перекрывании s-, p- и d-орбиталей. Крат­ность связей в методе валентных связей. Поляризуемость и полярность ковалентной связи.

Гибридизация атомных орбиталей. Устойчивость гибридных состояний различных атомов. Пространственное расположение ато­мов в молекулах. Характерные структуры трех-, четырех-, пяти- и шес­тиатомных молекул.

4.5. Описание молекул методом молекулярных орбиталей (ММО). Связывающие, разрыхляющие и несвязывающие МО, их энергия и форма. Энергические диаграммы МО. Заполнение МО электронами в молекулах, образованных атомами и ионами элементов 1-го и 2-го пе­риодов ПСЭ. Кратность связи в ММО.

4.6. Межмолекулярные взаимодействия и их природа. Энергия межмо­лекулярного взаимодействия. Ориентационное, индукционное и диспер­сионное взаимодействие. Водородная связь и ее разновидности. Биоло­гическая роль водородной связи. Молекулярные комплексы и их роль в метаболических процессах.

5. Комплексные соединения

5.1. Современное содержание понятия «комплексные соединения» (КС). Структура КС: центральный атом, лиганды, комплексный ион, внутренняя и внешняя сфера, координационное число центрального атома, дентатность лигандов.

5.2. Способность атомов различных элементов к комплексообразованию. Природа химической связи в КС. Теория валентных связей. Понятие о теории поля лигандов. Объяснение окраски КС переходных металлов, их магнитных свойств. Образование и диссоциация КС в растворах, константы образования и нестойкости комплексов.

5.3. Классификация и номенклатура КС. Комплексные кисло­ты, основания, соли. Внутрикомплексные соединения. Пи-комплексы. Карбонилы металлов. Хелатные и макроциклические КС.

5.4. Биологическая роль КС. Металлоферменты, понятие о строении их активных центров. Химические основы применения КС в фар­мации и медицине.