«1. Аннотация Программа дисциплины Общая и неорганическая химия разработана на основе программы, рекомендованной УМС по химии УМО по классическому университесткому образованию (авторы программы профессор Л.И. ...»

1. Аннотация

Программа дисциплины «Общая и неорганическая химия » разработана на основе

программы, рекомендованной УМС по химии УМО по классическому университесткому

образованию (авторы программы профессор Л.И. Мартыненко, доцент А.Н. Григорьев,

Отв. редактор академик Ю.Д. Третьяков)

Тип курса - цикл ОПД, федеральный компонент

Год обучения - 1

Семестр – 1, 2

Выписка из ГОС ВПО

Общая химия: основы химической термодинамики, растворы, кинетика и механизм

химических реакций, строение атома, химическая связь, конденсированное состояние вещества, основы химии твердого тела Химия элементов (с основами качественного анализа): периодический закон как основа химической систематики, химия p-элементов, инертные газы, общие представления о металлах, строение комплексных соединений, химия s-элементов, химия переходных элементов, химия лантанидов, актинидов, токсичные и опасные неорганические вещества, основные методы синтеза неорганических соединений.

Материалы. Прошлое, настоящее, будущее: материалы и экономика, экологические проблемы, связанные с производством, эксплуатацией и регенерацией материалов, водородная энергетика, гидриды, особенности конструкционных материалов, используемых в водородной энергетике, щелочные металлы и их соединения в технике, магнитные и каталитические свойства ферритов, высокотемпературные сверхпроводники, бор, карбид и нитрид бора, бороводороды, боразол, использование соединений алюминия, галлия, индия и таллия в современных материалах, германий и кремний как полупроводники, химия силикатов, стекла, оптоволоконные материалы, ситаллы, цеолиты, цементы, суперионные проводники, фосфатные стекла, халькогенидные материалы, электролиты, магнитные материалы, сплавы, обладающие эффектом памяти.

2. Цели освоения дисциплины научить:

теоретическим основам неорганической химии, составу, строению и химическим свойствам основных простых веществ и химических соединений; пониманию принципов строения вещества, иерархической структурной организации материалов и протекания химических процессов; овладению методами и способами синтеза веществ и материалов, описанию свойств веществ и материалов на основе закономерностей, вытекающих из периодического закона и периодической системы элементов;

Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата Дисциплина «Общая и неорганическая химия» относится к базовой части профессионального цикла. Курс «Общая и неорганической химии» призван обеспечить общеобразовательную, теоретическую подготовку по химии студентов. Значительное внимание уделено способам получения наиболее широко применяемых веществ и их свойствам.

Формы работы студентов в ходе изучения дисциплины предусмотрены семинарские занятия, лабораторные работы, курсовые работы, выполнение домашних работ.

Отдельные темы теоретического курса прорабатываются студентами самостоятельно в соответствии с планом самостоятельной работы и конкретными заданиями преподавателя с учетом индивидуальных особенностей студентов.

Самостоятельная работа студентов, предусмотренная учебным планом, выполняется в ходе семестра в форме подготовки к семинарским, лабораторным занятиям и коллоквиумам, выполнению домашних работ, курсовых работ.

Виды текущего контроля – проверка домашних заданий, защита лабораторных работ, защита результатов выполнения курсовой работы. Текущий контроль проводится с целью определения качества усвоения лекционного материала. Наиболее эффективным является его проведение в письменной форме – по контрольным вопросам, тестам, и т.п. Контроль проводится в виде сдачи всеми без исключения студентами контрольных заданий – задач во время проведения практических занятий. В течение семестра студенты, руководствуясь календарным планом, выполняют контрольные работы, также проводятся коллоквиумы.

Форма промежуточного контроля Зачет по теоретической части и по практическим и лабораторным работам, экзамен.

Перечень обязательных видов работы студента:

посещение лекционных занятий;

ответы на теоретические вопросы на семинаре;

решение практических задач и заданий на семинаре;

допуск к лабораторным работам;

выполнение лабораторных работ;

защита лабораторных работ;

выполнение контрольных работ;

выполнение домашних работ:

выполнение домашних практических работ;

коллоквиумы по отдельным темам;

курсовые работы;

3. В результате освоения дисциплины Общая и неорганическая химия студент получит следующие знания, умения и навыки:

Результат обучения Образовательная Вид задания технология перечислять основные исторические С4, С5, С6., С7, С 13, С 14, Д 2, Д.3, Д 9, Д этапы в развитии химии как науки С 15, C 25, C 26, ПР2, 18, Д 19, К 1, К ПР3, ПР4, ПР5, Л 3, Л 6, 2, КР курсовая работа, формулировать основные понятия и С4, С5, С6, С7, С 13, С 14, Д 2, Д.3, Д 9, Д законы химии С 15, С 16, С 18, C 25, Л 3, 18, Д 19, К 1, К Л 5, Л 6, ПР2, ПР3, ПР4, 2, КР ПР5, ПР 6, курсовая работа, излагать содержание основных теорий С4, С5, С6, С7, С 13, С 14, Д 2, Д.3, Д 9, Д химии (строения атома, теории растворов С 15, С 16, С 18, C 25, Л 3, 18, Д 19, К 1, К перечислять основные виды химической Л 2, Л 4, С8, С9, С.10, Д.3, Д.4, Д. 5, связи, приводя соответствующие примеры С.11, С.12, C 38, ПР 3, Д.6, Д 19, КР 1, перечислять основные источники Л 1,, Л 2, Л 4, Л 7, Л 10, Л Д 9, КР 3, КР4, получения знаний по химическим, 11, Л 12, Л 12, С1, С7, С КР 5, К 1, К физическим свойствам и методам синтеза 13, С 14, С 18, С 20, C 23, формулировать основные положения Л 4, С7, С.11, С.12, C 38, Д.3, Д.4, Д 19, Воспроизводить основные положения Л 5, Л 6, С 13, С 14, С 14, Д.6, КР 2, К учения о направлении химических С 16, ПР 4, ПР 5, ПР процессов и о скорости химических процессов Характеризовать свойства основных Л 1, С1, С2, С3, ПР1, Д 1, К классов неорганических соединений курсовая работа, Перечислять общие свойства растворов и Л 7, Л 8, Л 9, С 17, С 18, С Д.6, Д.7, Д 8, Д химические процессы в растворах 19, С 20, С 21, С.22, C 23, 9, КР 3, КР4, умения:

Производить стехиометрические расчеты Л 2, Л 3, С4, С 16, С 17, С Д 1, Д 2, Д.6, Осуществлять расчеты по определению Л 6, С 16, С 20, 21, С.22, К 2, КР 3, КР направления процессов и равновесия в C 23, C 23, C 38, C 38, ПР составлять уравнения окислительно- Л 1, Л 8, Л 9 - Л 19, С1, Д 1, Д 8, Д 8, Д основании экспериментальных данных курсовая работа, определению химических и физических курсовая работа, свойств, идентификации простых и сложных веществ.

Приготавливать растворы необходимой Л 7, С 17, С.22, C 23 Д.7, КР 3, К концентрации для проведения курсовая работа химического эксперимента Интренет и электронных базах различных курсовая работа, библиотек системе химических элементов Д.И. курсовая работа, Менделеева свойства элемента и образуемых им соединений применение:

применять знания, полученные при Все лабораторные работы изучении неорганической химии, для (во время защиты), построения обоснованного ответа коллоквиумы курсовая Оценка оценивать на основе современных Л 1, Л 8, C18- C 46, С6, Д 10- Д 26, К 1, свойства s-, p-, d – и f -элементов Оценивать влияние различных факторов Л 5, Л 6, С 13, С 14, С 14, Д.6, КР 2, К на скорость химических процессов С 16, ПР 4, ПР 5, ПР Прогнозировать поведение различных Л 9, C24, C 28- C 46 Д 9, КР 5, К 3, окислительно-восстановительных реакциях соединений и направления химических курсовая работа реакций на основе представлений о строении атома, химической связи и положения элементов в Периодической системе формы нахождения тяжелых металлов на курсовая работа основании склонности к гидролизу, комплексообразованию, окислительновосстановительной характеристики среды 4. Структура и содержание дисциплины Неорганическая химия Общая трудоемкость дисциплины составляет 469 часов.

Практические занятия (ПЗ) Расчетно-графические работы Реферат Вид промежуточного Общая химия Введение. Основные химические понятия и законы в свете атомномолекулярного учения неорганических соединений.

Химические свойства неорганических соединений закон и периодическая система элементов Д.И. Менделеева молекул энергетике химических процессов электролитической диссоциации реакции и процессы конденсированном состоянии Неорганическая химия, материалы периодической системы Д.И.

Менделеева (S- и p-элементы) Металлическая связь экологические проблемы, связанные с производством, эксплуатацией и регенерацией материалов Введение. Основные химические понятия и законы в свете атомно-молекулярного учения.

Химия как предмет естествознания, ее предмет, методы и задачи. Значение эксперимента в развитии химии. Этапы развития химии. Химические системы и их классификация.

Эволюция природных химических систем во времени и пространстве. Геохимические и биогеохимические циклы элементов. Биосфера и ноосфера. Химия и охрана окружающей среды.

Развитие представлений о дискретности вещества. Простое вещество как форма существования химического элемента. Аллотропия. Уравнения химических реакций и закон сохранения массы. Относительные атомные и молекулярные массы. Моль как единица количества вещества. Молярная масса. Химический эквивалент элемента. Закон эквивалентов. Химические эквиваленты сложных веществ. Стехиометрическая валентность элемента. Значение стехиометрических законов для создания атомно-молекулярного учения. Атомы и молекулы как дискретные частицы, их размеры и массы. Закон объёмных отношений Гей-Люссака. Закон Авогадро. Постоянная Авогадро. Молярный объём газа.

Классификация и номенклатура неорганических соединений. Химические свойства неорганических соединений Номенклатурные правила ИЮПАК неорганических веществ. Простые вещества.Понятия о чистоте веществ. Вещества переменного состава. Металлы и неметаллы. Классификация сложных веществ. Бинарные соединения: гидриды, пероксиды, галогениды, халькогениды, нитриды, карбиды, и т.д. Номенклатура бинарных соединений.

Гидроксиды. Соли. Оксиды солеобразующие и несолеобразующие. Кислотные, основные и амфотерные оксиды. Номенклатура бинарных оксидов. Основания. Щёлочи.

Номенклатура оснований. Кислоты. Одно- и многоосновные кислоты. Номенклатура кислот. Соли: средние, кислые, основные. Смешанные и двойные соли. Номенклатура солей.

Строение атома. Периодический закон и периодическая система элементов Д.И.Менделеева Развитие представлений о строении атома. Модель Дж. Томсона. Общая характеристика атомных спектров. Спектр атома водорода Бора.. Планетарная модель Резерфорда. Теория строения атома Н. Бора. Вклад Зеемана и Зоммерфельда в развитие теории Понятие о квантовой механике. Квантование энергии электронов в атоме. Двойственная природа электрона. Волновые свойства материальных объектов. Уравнение Де Бройля.

Соотношение неопределенностей Гейзенберга. Уравнение Шредингера. Волновая функция. Электронная плотность. Решение уравнения Шредингера для одномерного потенциального ящика. Дискретность энергии электрона. Понятие о трехмерном потенциальном ящике. Результаты решения уравнения Шредингера для атома водорода.

Радиальная и орбитальная составляющие волновой функции: s-, р-, d- и f-орбитали.

Атомные орбитали, их энергии и граничные поверхности. Спин электрона.

Многоэлектронные атомы. Принцип Паули. Максимальное число электронов в электронных слоях и оболочках. Правило Хунда. Последовательность энергетических уровней и подуровней электронов в многоэлектронных атомах. Магнитные и энергетические характеристики атомов. Энергия ионизации, сродство к электрону.

Периодический закон Д.И.Менделеева и строение атомов элементов. Доменделеевская систематизация элементов. Современная формулировка периодического закона.

Структура периодической системы. Периоды, группы подгруппы. Периодическая система и ее связь со строением атомов. Порядковый номер элемента. Заполнение электронных слоев и оболочек атомов. Правило Клечковского. Особенности электронного строения атомов в главных, побочных подгруппах, в семействах лантаноидов, актиноидов: s-, p-, dи f-элементы. Периодическое изменение свойств элементов (вертикальная, горизонтальная и диагональная периодичности) и основных химических соединений (оксиды, гидроксиды, галогениды).

Атомные и ионные радиусы, их зависимость от электронного строения и степени окисления.

Периодический закон как основа неорганической химии, его философское значение.

Химическая связь и строение молекул Типы химической связи. Экспериментальные характеристики химической связи (длина связи, направленность связи, энергия связи). Количественная оценка полярности связи.

Дипольный момент.

Понятие об ионной связи. Теория и энергетика ионной связи. Ненаправленность и ненасыщенность ионной связи.

Ковалентная связь. Природа ковалентной связи. Кривая потенциальной энергии двухатомной молекулы. Квантовомеханические методы описания химической связи.

Метод валентных связей. Валентность в рамках МВС. Донорно-акцепторный механизм образования ковалентной связи. Поляризация ковалентной связи. Направленность и насыщенность ковалентной связи. Гибридизация волновых функций; примеры sp-, sp2-, sp3-гибридизаций. Гибридизация с участием d-орбиталей. Заполнение гибридных орбиталей неподеленными парами электронов.

Образование кратных связей. Сигма- и пи-связи, их особенности. Де-локализован-ные писвязи.

Метод молекулярных орбиталей. Связывающие, разрыхляющие и несвязывающие орбитали. Порядок связи. Энергетические диаграммы двухатомных гомоядерных молекул, образованных элементами 1-го и 2-го периодов. Энергия ионизации, магнитные и оптические свойства. Энергетические диаграммы простейших гетероядерных молекул (CO, НF, LiH, Н20 и т.д.). Понятие о трехцентровых МО (BeH2, XeF2). Изоэлектронные системы. Парамагнетизм.

Межмолекулярное взаимодействие. Виды межмолекулярного взаимодействия. Ван-дерваальсовы силы: ориентационный, индукционный и дисперсионный эффекты. Водородная связь. Различия в физических свойствах веществ с различным типом химической связи.

Комплексные соединения Химическая связь в комплексных соединениях. Основные понятия координационной химии: центральный атом и его координационное число; лиганды; внутренняя и внешняя координационные сферы. Номенклатура и изомерия комплексных соединений.

Теории строения комплексных соединений. Достоинства и недостатки метода валентных связей (МВС).Теория кристаллического поля (ТКП). Метод молекулярных орбиталей (ММО). Построение групповых орбиталей лигандов и их взаимодействие с орбиталями центрального атома. Спектрохимический ряд Использование ТКП и ММО для объяснения оптических и магнитных свойств комплексных соединений. Константа устойчивости.

Типы реакций комплексных соединений: лигандный обмен, перенос протона и электрона;

влияние центрального атома на химическое поведение лигандов. Хелатный эффект, закономерность трансвлияния.

Основные представления об энергетике химических процессов.

Понятие о химической термодинамике. Термодинамические системы. Функции состояния.

Понятие о внутренней энергии. Первое начало термодинамики. Теплота, работа и изменение энергии при химической реакции. Энтальпия, ее изменение в химическом процессе. Закон Лавуазье-Лапласа. Закон Гесса, его практическое значение. Энтальпия образования. Энтальпия сгорания. Энтальпия реакции. Понятие о стандартном состоянии.

Стандартная энтальпия. Зависимость энтальпии от температуры. Изменение энтальпии при фазовых переходах. Стандартное изменение энтальпии при химических реакциях.

Теплоемкость. Температурная зависимость теплоемкости и энтальпии. Энергия химической связи.

Второе начало термодинамики. Понятие об энтропии. Энтропия как функция состояния.

Квантовомеханическая природа энтропии. Зависимость энтропии от температуры.

Изменение энтропии при фазовых переходах. Стандартная энтропия. Стандартное изменение энтропии при химических реакциях. Понятие о свободной энергии. Энергия Гиббса и энергия Гельмгольца. Стандартный изобарно-изотермический потенциал и направление химических процессов. Энтальпийный и энтропийный факторы и направление химических процессов.

Основы кинетики Истинные и кажущиеся равновесия. Скорость химической реакции. Кинетический вывод закона действия масс. Молекулярность и порядок реакций. Сложные реакции – параллельные, последовательные, сопряженные, цепные. Кинетические кривые для исходных веществ и продуктов реакции. Влияние температуры на скорость реакции.

Приближенное правило Вант-Гоффа. Уравнение Аррениуса. Энергия активации, ее физический смысл, методы определения из опытных данных. Понятие о теории активных соударений и активном (переходном) комплексе.

Химическое равновесие. Обратимость химических процессов. Константа химического равновесия. Зависимость положения равновесия от температуры, концентрации и давления. Связь константы химического равновесия с энергией Гиббса. Использование величин стандартных изменений энтальпии и энтропии реакции для расчета констант равновесия. Принцип Ле Шателье.

Гомогенный и гетерогенный катализ. Влияние катализатора на константы скорости прямой и обратной реакций. Механизм катализа. Селективность катализа. Ингибиторы.

Каталитические яды.

Растворы. Теория электролитической диссоциации.

Дисперсные системы и их классификация. Взвеси (суспензии и эмульсии), коллоидные системы, истинные растворы. Концентрация растворов и способы её выражения.

Молярная, нормальная, моляльная концентрация. Массовая доля растворённого веществ.

Фазовые равновесия. Основные понятия: компонент, фаза, степень свободы. Правило фаз.

Диаграмма состояния воды.

Свойства идеальных и реальных растворов. Криоскопия и эбулиоскопия.. Диаграммы состояния двухкомпонентных систем с неограниченной растворимостью.

Двухкомпонентная система с простой эвтектикой. Криогидраты. Диаграмма состояния с химическим соединением как предельный случай систем с отрицательными отклонениями свойств от свойств идеальных растворов. Кристаллогидраты.

Понятия об электролитах и неэлектролитах. Классическая теория Аррениуса и ее ограничения. Основные положения протолитической теории Бренстеда - Лоури, сопряженные пары кислот и оснований..Степень электролитической диссоциации.

Сильные и слабые электролиты. Электролитическая диссоциация воды. Ионное произведение воды. Водородный показатель. Индикаторы. Основной и кислотный типы диссоциации гидроксидов. Амфотерные гидроксиды. Гидролиз солей. Степень и константа гидролиза. Роль гидролиза в выветривании минералов и горных пород.

Механизм и термодинамика процесса растворения. Растворимость твёрдых веществ.

Энергия кристаллической решетки, энергия сольватации. Факторы, влияющие на растворимость. Насыщенный раствор. Растворимость в воде газообразных веществ.

Зависимость растворимости газов от температуры и их парциального давления.

Растворимость газов в природных водах. Понятие об активности электролитов и ионов.

Средний коэффициент активности ионов. Ионная сила раствора.

Равновесие в насыщенных растворах малорастворимых электролитов. Произведение растворимости. Реакции обмена в растворах электролитов.

Окислительно-восстановительные процессы Сущность окислительно - восстановительных реакций. Классификация окислительно-восстановительных реакций. Окислители и восстановители.

Гальванический элемент. Стандартные электродные потенциалы. Электрохимический ряд напряжений металлов.. Уравнение Нернста. Ряды Латимера. Понятие о диаграммах окислительных состояний (диаграммы "вольт-эквивалент - степень окисления").

Электролиз как окислительно-восстановительный процесс. Практическая роль электролиза. Значение окислительно-восстановительных реакций в природе. Коррозия как электрохимический процесс Строение вещества в конденсированном состоянии Строение вещества в конденсированном состоянии. Твердое, жидкое, газообразное, плазменное состояния; их особенности.

Кристаллическое состояние вещества Изоморфизм, полиморфизм. Типы кристаллических решеток (атомная, молекулярная, ионная, металлическая). Природа связи между частицами в различных типах кристаллических решеток. Энергия кристаллической решетки. Закономерности в изменении свойств твердых веществ с ионным типом химической связи.

Введение в зонную теорию. Понятия о зонах: валентной, запрещенной и проводимости, их образование из молекулярных орбиталей. Металлы, полупроводники, диэлектрики.

Молекулярные кристаллы.

Жидкое и аморфное состояния, их особенности. Понятие о строении жидкой воды.

Жидкокристаллическое состояние вещества. Дисперсные системы.

Нестехиометрические соединения. Кристаллическая решетка и ее дефекты. Дальтониды и бертоллиды. Номенклатура нестехиометрических соединений. Нестехиометрические оксиды, гидриды, карбиды, нитриды, сульфиды. Соединения включения, сложные соединения графита, нестехиометрические фазы, обладающие сверхпроводимостью.

Основные принципы классификации химических элементов по Д.И.Менделееву. S-, p-, d-, f-элементы. Положение элементов - металлов и неметаллов - в Периодической системе.

Основные характеристики металлов и неметаллов, их различие по физическим и химическим свойствам и типам химической связи Распространённость элементов в природе. Рассеянные и редкие элементы. Связь распространения и распределения химических элементов в природе с периодической системой и строение атома. Изотопный состав элементов. Кларки Основные типы фазовых диаграмм двухкомпонентных систем. Основные типы кристаллических структур простых веществ. Современные композиционные материалы.

Принципы получения простых веществ – металлов и неметаллов – из природных соединений.

Материалы и экономика, экологические проблемы, связанные с производством, эксплуатацией и регенерацией материалов. Электролиты, магнитные материалы, сплавы, обладающие эффектом памяти.

Элементы главных подгрупп периодической системы Д.И. Менделеева (S- и pэлементы) ВОДОРОД. Энергетическая характеристика молекулы водорода. Изотопы водорода.

Свойства соединений водорода с металлами и неметаллами. Условия существования гидрид-иона. Энергетика взаимодействия водорода с кислородом. Взрывчатые водороднокислородные смеси. Водородная энергетика. Вода: строение, свойства и реакционная способность. Диаграмма состояния воды Строение и свойства твердой, жидкой и газообразной воды. Кристаллогидраты. Тяжелая вода, ее свойства. Роль воды в природе.

Методы очистки воды. Пероксид водорода. Строение и устойчивость молекулы. Способы получения и применение пероксида водорода. Окислительно-восстановительные свойства.

Пероксикислоты (надкислоты) и их соли – строение, свойства и применение на примере любой пероксокислоты. Пероксиды металлов как производные пероксида водорода.

Водородная энергетика, гидриды, особенности конструкционных материалов, используемых в водородной энергетике ГАЛОГЕНЫ. Положение галогенов в периодической системе. Строение атомов.

Распространенность, важнейшие минералы. Размеры атомов, характерные валентные состояния. Изменение электроотрицательности и химической активности в ряду галогенов. Строение молекул галогенов. Межмолекулярные взаимодействия в ряду F–Cl– Br–I и агрегатное состояние галогенов. Химические свойства галогенов, взаимодействие с металлами и неметаллами. Солеобразные галогениды. Межгалогенные соединения.

Порядок вытеснения галогенов из растворов их галогенидов. Лабораторные и промышленные способы получения галогенов (химические и электрохимические методы).

Токсичность галогенов. Применение галогенов. Галогеноводороды, их получение, физические и химиче-ские свойства. Изменение силы галогенводородных кислот в ряду HF–HCl–HBr–HI. Соляная кислота как одна из важнейших минеральных кислот, ее свойства, получение и применение. Плавиковая кислота, особенности ее строения, применение. Кислородные соединения галогенов – оксиды и галогенсодержащие кислоты.

Изменение устойчивости кислородных соединений галогенов в ряду Cl–Br–I. Реакции взаимодействия галогенов с водой. Хлорноватистая кислота, ее соли – гипохлориты.

Хлорная известь. Хлористая, хлорноватая, хлорная кислоты и их соли – хлориты, хлораты, перхлораты. Способы получения. Строение и свойства, применение важнейших кислородсодержащих кислот хлора и их солей. Сопоставление силы кислот и окислительно-восстановительных свойств в ряду кислородсодержащих кислот. Оксиды хлора Cl2O, ClO2 и Cl2O7, их устойчивость и окислительно-восстановительная активность.

Кислородсодержащие кислоты брома, иода и их соли, состав, получение, свойства.

Оксиды брома и иода. Неустойчивость кислородных кислот и оксидов брома.

Амфотерность иодноватистой кислоты. Получение и свойства иодных кислот и их солей.

КИСЛОРОД.

Положение кислорода в периодической системе. Строение атомного ядра и электронной оболочки атома кислорода. Распространенность кислорода. Строение молекулы.

Парамагнетизм молекулярного кислорода. Физические и химические свойства молекулярного кислорода. Получение кислорода в лаборатории и в промышленности.

Жидкий кислород. Применение кислорода. Важнейшие кислородные соединения – оксиды металлов и неметаллов, гидроксиды. Физические и химические свойства оксидов.

Роль кислорода как самого распространенного элемента в биологических и минералообразующих процессах на Земле. Пероксиды и супероксиды (надперекиси), их получение и свойства. Строение ионов О22– и О2– с позиций метода МО. Озон, его получение, свойства, применение для озонирования воды и воздуха, в качестве окислителя в синтезе.

Озониды, их получение, свойства. Применение озонидов, пероксидов и супероксидов.

Оксигенильные комплексы.

ХАЛЬКОГЕНЫ.

Общая характеристика элементов подгруппы серы. Положение в периодической системе, строение атомов, распространенность, формы нахождения в природе. Характерные валентные состояния. Физические свойства свободной серы. Ее аллотропные и полиморфные модификации. Химические свойства серы. Соединения с металлами и неметаллами. Получение, строение и свойства сероводорода. Сульфиды, гидросульфиды, полисульфиды. Многосернистые водородные соединения. Сульфиды металлов как важнейшее минеральное сырье. Использование сульфидов металлов в технике.

Кислородные соединения серы. Способы получения, строение и свойства оксида серы (IV). Сернистая кислота, ее строение, способы получения, окислительные и восстановительные свойства. Сульфиты и бисульфиты, их устойчивость, окислительновосстановительные свойства. Хлористый тионил, тиосернистая и политионовые кислоты и их соли (строение, получение, свойства). Серноватистая кислота, тиосульфат натрия.

Кислородные соединения серы (VI). Серный ангидрид, его строение, физические и химические свойства, получение из сернистого газа. Серная кислота, ее строение, физические и химические свойства. Олеум. Сульфаты, бисульфаты, природные производные серной кислоты. Пиросерная кислота, пиросульфаты. Хлористый сульфурил и хлорсульфоновая кислота. Пероксодисерная кислота, пероксодисульфаты, их свойства.

Селен и теллур. Свойства свободных элементов. Важнейшие кислородные и водородные соединения селена и теллура. Селениды и теллуриды, их роль в технике. Кислородные соединения селена (IV) и теллура (IV) – оксиды и кислоты, их свойства. Кислородные соединения селена (VI) и теллура (VI) – оксиды и кислоты. Сопоставление свойств и строения важнейших соединений серы, селена и теллура Халькогенидные материалы.

АЗОТ.

Строение атома. Распространенность и нахождение в природе. Строение молекулы азота (ВС и МО). Физические и химические свойства молекулярного азота. Лабораторные и промышленные способы получения азота. Применение свободного азота. Строение аммиака. Свойства и применение аммиака. Гидраты аммиака. Соли аммония, их получение и свойства. Аммиакаты. Нитриды и амиды как производные аммиака.

Гидразин, состав и свойства. Азотистоводородная кислота и ее соли. Соединения азота с галогенами. Кислородные соединения азота. Многообразие кислородных соединений:

оксиды различного состава, кислородсодержащие кислоты. Оксид азота (I): получение, физические и химические свойства, строение молекулы, применение. Оксид азота (II):

строение молекулы, физические и химические свойства, лабораторные способы получения. Диоксид азота (оксид азота (IV)): строение молекулы, димеризация, получение, физические и химические свойства, взаимодействие с водой, применение.

Азотистый ангидрид (оксид азота (III)): строение молекулы, физические и химические свойства, получение. Азотистая кислота: получение, строение, свойства. Окислительное и восстановительное действие азотистой кислоты. Нитриты, их получение и свойства.

Азотный ангидрид (оксид азота (V)): получение, физические и химические свойства, строение молекулы. Азотная кислота: строение, взаимодействие с металлами и неметаллами, получение в лаборатории, применение. Нитраты, получение и свойства.

Азотные удобрения.

ФОСФОР, МЫШЬЯК, Строение атома. Распространенность в природе, формы нахождения фосфора (фосфориты, апатиты). Валентные состояния. Аллотропные модификации фосфора. Строение белого и красного фосфора, их физические и химические свойства. Взаимодействие фосфора с металлами и неметаллами. Получение и применение фосфора. Гидриды фосфора.

Способы получения фосфина. Соли фосфония. Сравнение свойств фосфина и аммиака.

Фосфиды металлов (получение, свойства). Галогениды и оксигалогениды фосфора.

Неорганические полимеры на основе фосфора. Кислородные соединения фосфора. Оксид фосфора (III): строение молекулы, свойства, способы получения. Фосфористая кислота:

получение, устойчивость, окислительно-восстановительные и кислотно-основные свойства. Фосфиты. Фосфорноватистая кислота: строение, получение и свойства.

Гипофосфиты. Фосфорноватая кислота, ее соли. Оксид фосфора (V): строение молекулы, получение, свойства. Получение и взаимные переходы орто-, мета- и пирофосфорной кислот. Строение и свойства фосфорных кислот и их солей. Гидролиз фосфатов.

Полиметафосфаты. Фосфорные удобрения. Неорганический бензол и неорганический каучук. Фосфатные стекла Строение атомов подгруппы мышьяка – мышьяка, сурьмы и висмута.

Распространенность, минералы. Получение простых веществ из природного сырья.

Физические и химические свойства, применение. Валентные состояния. Важнейшие соединения мышьяка (III) и (V): мышьяковистый и мышьяковый ангидриды, мышьяковистая и мышьяковая кислоты, арсениты и арсенаты. Проявление амфотерных свойств у соединений мышьяка. Хлориды, сульфиды и тиосоли мышьяка (III) и (V).

Оксиды сурьмы (III) и (V), сурьмянистая и сурьмяная кислоты, антимониты и антимонаты. Состояние соединений сурьмы в водных растворах. Галогениды сурьмы и их гидролиз. Сульфиды и тиосоли сурьмы. Важнейшие соединения висмута (III): оксид и гидроксид, соли и оксосоли, сульфид. Состояние висмута (III) в водных растворах.

Соединения висмута (V) – висмутаты, их получение и свойства. Водородные соединения мышьяка, сурьмы и висмута: получение, свойства, строение, изменение устойчивости в ряду As–Sb–Bi. Арсениды, антимониды, висмутиды: получение, свойства. Применение соединений эле-ментов подгруппы мышьяка.

УГЛЕРОД.

Особенности строения атома, способность образовывать связи С–С различной кратности.

Многообразие соединений углерода, его валентные формы. Нахождение углерода в природе. Кристаллическая структура алмаза и графита. Искусственные алмазы. Карбин.

Фуллерены. Применение алмазов, графита, сажи. Активированный уголь как поглотитель газов, паров, растворенных веществ. Химические свойства углерода. Соединения с металлами и неметаллами. Важнейшие карбиды: серы (сероуглерод), азота (циан), кремния (карборунд), металлов. Простые и комплексные цианиды. Цианамиды щелочных и щелочноземельных металлов. Роданистоводородная кислота и ее соли. Родан.

Галогениды углерода – четыреххлористый углерод, фторпроизводные углерода.

Кислородные соединения углерода. Оксид углерода (II): строение молекулы, получение и свойства. Координационные соединения оксида углерода – карбонилы переходных металлов. Фосген. Применение оксида углерода. Диоксид углерода: получение, физические и химические свойства, строение молекулы, применение. Угольная кислота, ее строение и свойства. Карбонаты, бикарбонаты. Карбаминовая кислота. Получение, строение и применение карбамида (мочевины).

КРЕМНИЙ.

Строение атома, распространенность. Роль кремния в построении земной коры. Основные минералы. Кристаллическая структура кремния. Получение, физические и химические свойства кремния. Кремний – полупроводник. Соединения кремния с металлами и неметаллами. Силициды. Соединения кремния с галогенами. Кремнефтористоводородная кислота, ее соли. Соединения кремния с водородом. Получение, строение, свойства и применение силанов. Различия в устойчивости углеводородов и силанов. Кислородные соединения кремния. Оксид кремния (II): получение и свойства. Диоксид кремния:

особенности кристаллической структуры, полиморфных модификаций. Природные разновидности диоксида кремния. Кремниевые кислоты. Силикагель: получение, применение. Природные силикаты и алюмосиликаты. Искусственные силикаты – стекла, ситаллы. Силоксан, силиконы.

БОР.

Строение атома, распространенность, нахождение в природе. Получение бора, его физические и химические свойства. Соединения бора с металлами и неметаллами.

Нитриды бора – гексагональный и кубический (боразон), применение. Боразол.

Галогениды бора. Неорганические полимеры на основе соединений бора.

Борфтористоводородная кислота, ее соли. Бороводороды, их состав, получение, свойства.

Строение диборана. Боргидриды и бориды металлов. Кислородные соединения бора.

Оксид бора. Борные кислоты, их соли. Получение, строение и гидролиз буры. Природные бораты. Сложные эфиры борной кислоты. Применение кислородных соединений бора.

ИНЕРТНЫЕ И БЛАГОРОДНЫЕ ГАЗЫ

Особенности электронного строения атомов. Нахождение в природе. Способы разделения.

Физические свойства. Особые свойства гелия, квантовая жидкость. Открытие соединений благородных газов. Клатраты. Первое химическое соединение ксенона. Фториды ксенона.

Природа связи в XeF4. Триоксид ксенона, перксенат-ион, ксеноновая кислота. Химия криптона. Применение инертных и благородных газов и их соединений.

Металлическое состояние вещества. Металлическая связь Положение элементов с металлическими свойствами в периодической системе. Общие свойства металлов и их объяснения с помощью теории электронного газа (классической и квантово-механической по Ферми-Дираку). Принцип плотнейшей упаковки атомов в кристаллической решетке. Полиморфизм (аллотропия) металлов. Общие сведения о полиморфизме и аллотропии неорганических соединений. Три основных типа кристаллических решеток металлов. Модель, объясняющая возникновение металлической связи (на примерах молекул бензола, кристаллах графита, лития, бериллия).

Представление о зонной теории кристаллов (сущность теоремы Блоха, представление о зонах Бриллюэна, К-вектор, валентная, запрещенная зоны, зона проводимости). Общее значение зон-ной теории для химии твердого состояния вещества. Проводники, изоляторы, диэлектрики. Полуметаллы и современное представление об их природе (зонное строение кристаллов полуметаллов). Значение полуметаллов в развитии химии и физики твердого тела. Таммовское состояние электрона на поверхности твердого тела.

Реконструкция поверхности.

Сплавы металлов и методы их изучения. Правило фаз. Фаза. Компонент. Число степеней свободы. Примеры применения правила фаз. Физико-химический анализ. Принципы непрерывности и соответствия (по Н.С.Курнакову). Кривые охлаждения. Типы диаграмм плавкости. Системы не образующие химических соединений (с простой эвтектикой, твердые растворы с ограниченной и неограниченной взаимной растворимостью). Системы с образованием химических соединений. Интерметаллические соединения.

Высокотемпературные сверхпроводники Классификация элементов-металлов с точки зрения их металлического строения.

Переходные элементы (определение, особенности свойств). Соединения переходных элементов со связью металл-металл (кластеры). Коррозия металлов. Металлы как основа индустрии. Значение металлов в народном хозяйстве и обороны страны. Ряд напряжений металлов и его термодинамическое обоснование. Диагональное сходство элементов.

Геохимические "звезды" А.Е.Ферсмана. Металлы жизни.

ЩЕЛОЧНЫЕ МЕТАЛЛЫ. ОБЩИЕ ОСОБЕННОСТИ ХИМИИ ЩЕЛОЧНЫХ

МЕТАЛЛОВ

Формы нахождения в природе. Минералы. Методы получения простых веществ, их свойства. Кислородные соединения (оксиды, пероксиды, надпероксиды, озониды).

Зависимость устойчивости отдельных кислородных соединений от размеров ионов металлов. Область термодинамической устойчивости соединений щелочных металлов.

Щелочные металлы и их соединения в технике.

Литий. Особенности строения атома и иона лития и связанные с этим аномальные свойства соединений лития: термическая нестойкость его солей, аномальная растворимость (хлорид, фосфат). Взаимодействие с азотом. Гидрид лития. Склонность солей ли-тия к гидратации. Литий – комплексообразователь. Сходство некоторых соединений лития и магния.

Натрий. Сущность методов получения едкого натра. Кристаллогидраты сульфата и карбоната натрия, тектогидраты. Нитрат натрия. Галогениды натрия. Гидрид натрия.

Калий. Способы получения едкого калия. Калийная селитра. Калийные удобрения.

Натрий и калий – металлы жизни.

Рубидий и цезий. Рубидий и цезий – редкие щелочные металлы. Применение. Новые области применения щелочных металлов и их соединений.

3. БЕРИЛЛИЙ. МАГНИЙ. ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЫЕ МЕТАЛЛЫ

Общая характеристика свойств элементов. Минералы, области термодинамической устойчивости соединений бериллия, магния и щелочноземельных элементов (металлов).

Бериллий. Металлический бериллий и его свойства. Гидроксид бериллия, соли бериллия и бериллаты. Комплексные соединения бериллия, особенности их строения.

Электронодефицитные молекулы. Применение бериллия.

Магний. Свойства металлического магния. Сплавы магния, их значение. Оксид и гидроксид магния. Фосфат магния. Гидролиз растворимых солей магния. Магнезиальный цемент. Применение магния и его соединений.

Щелочно-земельные металлы. Свойства металлического кальция. Оксид и гидроксид кальция, гидрид и нитрид кальция. Содержание солей кальция в речной и морской воде.

Жесткость воды (временная и постоянная), градусы жесткости. Современные методы очистки воды (ионный обмен). Плохорастворимые соли кальция – карбонат, оксалат, сульфат. Гипс, его свойства. Производство цемента. Основные черты химии стронция, бария и радия. Свойства металлов и их соединений. Применение стронция, бария, радия и их соединений.

АЛЮМИНИЙ

Минералы алюминия: бокситы, нефелин и др. Сущность процессов переработки боксита на оксид алюминия, принципы производства металлического алюминия. Сплавы алюминия. Корунд. Искусственные рубины. Алюминаты. Алюмотермия. Оксид алюминия. Соли алюминия, их гидролиз. Гидроксид алюминия. Строение гидроксидов.

Полимеризация за счет процессов оляции и оксоляции. Комплексные соединения алюминия. Криолит. Квасцы. Безводные и гидратированные галогениды алюминия.

Гидрид алюминия, алюмогидрид лития. Субсоединения алюминия. Реакции диспропорционирования и конпропорционирования. Получение сверхчистого алюминия из субсоединений. Использование соединений алюминия, галлия, индия и таллия в современных материалах,

ПОДГРУППА ГАЛЛИЯ

Общая характеристика элементов подгруппы. История открытия галлия (эка-алюминия), предсказание свойств галлия Д.И.Менделеевым. Периодический закон Д.И.Меделеева – основа дальнейшего развития неорганической химии. Нахождение галлия, индия и таллия в природе. Сущность процессов выделения галлия, индия и таллия из руд. Сущность методов получения металлов. Восстановление галлия галламой алюминия в щелочных растворах. Галлий, индий и таллий – рассеянные элементы. Металлический галлий, его физические и химические свойства. Природа низкой температуры плавления и высокой температуры кипения галлия. Соединения галлия (+3) и галлия (+1). Оксиды галлия.

Гидроксид галлия (+3). Соли галлия и их гидролиз. Галлаты. Металлический индий.

Применение сплавов индия. Соединения индия в различных степенях окисления.

Гидроксид индия (+3). Соли индия (+3), их гидролиз. Металлический таллий. Соединения таллия (+1) и (+3), особенности их свойств. Особенности химии таллия. Устойчивая степень окисления. Представления об инертной паре валентных электронов и природа этого явления. Применение соединений галлия, индия и таллия в полупроводниковой технике и других областях.

ПОДГРУППА ГЕРМАНИЯ

Общая характеристика элементов подгруппы. Нахождение в природе. Получение простых веществ. История открытия германия (эка-сицилия). Германий как важный полупроводниковый материал. Свойства германия. Соединения германия (+4). Диоксид германия, германаты. Тетрахлорид германия. Гидриды. Соединения германия (+2).

Свойства -, - и -олова. -олово – "бесщелевой" полупроводник. Природа "крика" олова. Сплавы олова. Соединения олова (+4). Оксид олова. Оловянные кислоты, их строение. Станнаты, тиостаннаты, сульфиды олова (+4). Хлорное олово. Комплексные соединения олова (+4). Соединения олова (+2). Восстановительные свойства соединений олова (+2). Применение олова и его соединений.

Свойства металлического свинца. Сплавы свинца. Соединения свинца (+2). Оксид и гидроксид свинца. Плюмбаты, их строение. Комплексные соединения свинца (+4).

Принципы переработки сернистых свинцовых руд. Применение металлического свинца и его соединений.

Германий и кремний как полупроводники, химия силикатов, стекла, оптоволоконные материалы, ситаллы, цеолиты, цементы, суперионные проводники,

ПОДГРУППА МЕДИ

Общая характеристика элементов подгруппы. Природные соединения меди. Сущность процессов извлечения меди из руд и получение меди. Свойства металлической меди, ее сплавы. Соединения меди (+1), (+2). Соли меди (+2), строение кристаллогидратов с нечетным количеством молекул воды. Комплексные соединения. Практическое использование меди и ее соединений.

Основы получения и свойства металлического серебра. Сплавы серебра. Процесс серебрения. Понятие о процессе фотографирования. Свойства важнейших соединений серебра. Комплексные соединение серебра, их свойства, строение и использование.

Самородное золото, золотосодержащие руды. Принципы извлечения золота из руд.

Свойства металлического золота. Процесс растворения металлического золота в растворах цианистых солей. Причина изменения окислительно-восстановительного состояния системы Au0, Au+1 при образовании растворимого комплексного аниона [Au(CN)2]–. Выделение золота из цианистых растворов методом цементации. Оксиды и гидраты золота. Золотохлористоводородная кислота. Аураты. Соли и комплексные соединения золота. Применение золота и его соединений. Сусальное золото. Понятие о пробирном анализе.

ПОДГРУППА ЦИНКА

Общая характеристика элементов подгруппы цинка. Нахождение цинка в природе.

Сущность процессов извлечения цинка из руд. Свойства металлического цинка, сплавы цинка. Оксид и гидроксид цинка. Состояние ионов цинка в водных растворах и неводных аммиачных растворах. Соли цинка и цинкаты. Цинк как комплексоообразователь.

Применение цинка и его соединений.

Природные соединения кадмия, извлечение кадмия из отходов цинкового производства.

Кадмий и его сплавы. Оксид и гидроксид кадмия. Соли кадмия. Важнейшие ком-плексные соединения. Связь металл-металл в соединениях кадмия (+1). Применение металлического кадмия и его соединений.

Нахождение ртути в природе. Получение ртути. Свойства металлической ртути.

Амальгамы. Причина низкой химической активности ртути. Особенности конфигурации (n-1)d10ns2. Роль инертной пары валентных s-электронов. Соединения ртути (+2), оксид ртути. Сулема. Киноварь. Комплексные соединения ртути. Производные ртути (+1), их строение и свойства. Связь металл-металл в соединениях ртути (+1). Доказательства существования этой связи. Каломель. Особые свойства монокристаллов каломели.

Применение ртути и ее соединений.

РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ (скандий, иттрий, лантан, лантаноиды) Общая характеристика свойств элементов подгруппы скандия (скандий, иттрий, лантан, лантаноиды, актиний). Минералы редкоземельных элементов. Методы получения металлов и их свойства.

Особенности химии скандия. Соединения скандия, иттрия, лантана, актиния. Основные черты химии актиния. Строение электронных оболочек атомов лантаноидов. Физические и химические свойства лантаноидов. Соединения лантаноидов в аномальных степенях окисления. Монотонное изменение свойств и внутренняя периодичность свойств простых веществ и химических соединений в семействе лантаноидов. Оксиды, гидроксиды и соли.

Комплексные соединения, двойные соли. Влияние лантаноидного сжатия на устойчивость комплексных соединений. Разделение смесей редкоземельных элементов методом фракционного осаждения. Представление о методах ионнообменной сорбции и жидкостной экстракции. Хромотографическое разделение смесей лантаноидов.

Использование соединений редкоземельных элементов в новой технике.

ПОДГРУППА ТИТАНА

Общая характеристика элементов подгруппы титана. Нахождение титана в природе.

Сущность получения титана из минерального сырья. Металлический титан, свойства, применение. Сплавы титана. Формы нахождения титана (+4) в водных растворах.

Гидролиз галогенидов титана. Титанаты. Гидролиз титанатов. Процессы старения соединений титана. Процессы оляции и оксоляции. Гидроксиды и основные соли титана.

Комплексные соединения титана. Диоксид титана и его применение. Соединения титана в низших степенях окисления. Монооксид титана.

Минеральное сырье циркония и гафния. Принципы получения металлов. Свойства ионов циркония (+4) и гафния (+4) в водных растворах. Гидроксиды циркония (альфа-, бета-, гамма-). Современные методы разделения циркония и гафния. фторцирконаты и фторгафнаты. Применение соединений циркония, гафния и их соединений.

Характеристика химических свойств резерфордия (курчатовия). Сущность методов синтеза и идентификации резерфордия.

ПОДГРУППА ВАНАДИЯ

Общая характеристика элементов подгруппы ванадия. Нахождение ванадия в природе.

Способы извлечения ванадия из руд и получения металлического ванадия. Свойства металлического ванадия. Сплавы ванадия. Соединения ванадия в разных степенях окисления. Состояние ионов ванадия (+5) в кислых и щелочных водных растворах.

Минералы ниобия и тантала. Принципы получения и свойства металлов. Состояние ионов ниобия (+5) и тантала (+5) в кислых и щелочных растворах. Оксиды и гидроксиды, соли, комплексные соединения. Ниобаты и танталаты. Методы разделения ниобия и тантала.

Применение ванадия, ниобия и тантала и их соединений. Nb3Sn сверхпроводящее металлическое соединение. Сущность и значение явления сверхпроводимости для развития новейшей техники.

ПОДГРУППА ХРОМА

Общая характеристика элементов подгруппы хрома.

Минеральное сырье хрома. Принципы переработки хромистого железняка. Свойства металлического хрома. Сплавы хрома. Важнейшие соединения хрома (+3). Комплексные соединения хрома (+3), аммиакаты, квасцы. Хромиты. Соединения хрома (+6), их свойства.

Минералы молибдена и вольфрама. Методы получения металлов. Молибден и вольфрам как основа производства жаропрочных и твердых сплавов. Химические соединения молибдена и вольфрама. Оксиды и галогениды молибдена и вольфрама. Молибденовые и вольфрамовые кислоты. Состояние молибдена (+6) и вольфрама (+6) в водных растворах.

Изополисоединения. Гетерополисоединения. Карбиды. Соединения молибдена и вольфрама в низших степенях окисления. Вольфрамовые бронзы. Молибденовая и вольфрамовая синь. Кластерные соединения.

МАРГАНЕЦ, ЖЕЛЕЗО, КОБАЛЬТ, НИКЕЛЬ

Общая характеристика элементов. Природные соединения. Принципы получения металлов. Оксиды, гидроксиды, галогениды и другие соединения. Магнитные и каталитические свойства ферритов

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проблемы и перспективы развития неорганической химии. Задачи синтеза новых неорганических соединений с заданными свойствами (полупроводники, тугоплавкие и сверхпроводящие сплавы, кластеры и т. д.). Физико-химические методы исследования неорганических соединений. Проблема получения веществ сверхвысокой чистоты.

Бионеорганическая химия. Перспективы использования всех известных элементов в науке и технике.

Химическое производство. Охрана окружающей среды. Проблемы защиты окружающей среды. Охрана атмосферы. Охрана гидросферы. Безотходная технология.

Комплексное использование сырья.

Материалы. Прошлое, настоящее, будущее: материалы и экономика, экологические проблемы, связанные с производством, эксплуатацией и регенерацией материалов, 5. Образовательные технологии В учебном процессе, помимо чтения лекций, которые составляют 30% аудиторных занятий, широко используются активные и интерактивные формы (обсуждение отдельных разделов дисциплины, защита курсовых работ). В сочетании с внеаудиторной работой это способствует формированию и развитию профессиональных навыков обучающихся.

Для закрепления знаний студентов по отдельным разделам курса Неорганической химии проводятся лабораторные занятия, целью которых является формирование первых навыков самостоятельной работы.

Перечень обязательных видов работы студента:

посещение лекционных занятий;

ответы на теоретические вопросы на семинаре;

решение практических задач и заданий на семинаре;

допуск к лабораторным работам;

выполнение лабораторных работ;

защита лабораторных работ;

выполнение контрольных работ;

выполнение домашних работ:

выполнение домашних практических работ;

коллоквиумы по отдельным темам;

Л1 Основные свойства неорганических соединений кристаллогидрате Л3 Определение эквивалента карбоната кальция Л7 Приготовление р-ра NaCl заданной концентрации Л9 Окислительно-восстановительные реакции Л 16 1А подгруппа,щелочно-земельные металлы, магний 8, Семинарские занятия призваны закрепить теоретические знания студентов и познакомить их с методами решения конкретных задач, возникающих при практическом приложении химических знаний. Особое внимание уделяется овладению студентами методами термодинамических расчетов, которые позволяют дать количественные оценки поведения химических систем в широких интервалах изменения физико-химических параметров (температура, давление, химический состав природных систем и т.д.).

Семинарские занятия проводятся в специализированном кабинете.

С2 Типы реакций. Связь разных классов соединений. С.10 Химическая связь (метод молекулярных орбиталей) С 17 Растворы. Метод мат. баланса. Типы концентраций С 18 Растворы электролитов Диссоциация воды, рН С 19 Закон эквивалентов для растворов, растворение кристаллогидратов Окислительно-восстановительные реакции Гальванический элемент Коррозия металлов Фосфор, мышьяк, сурьма, висмут Щелочно-земельные металлы, магний Бор, Алюминий, бериллий, галлий, индий, таллий Комплексные соединения Марганец, технеций, рений, железо, кобальт, никель хром, молибден, вольфрам, медь, серебро, золото Цинк, кадмий, ртуть Германий, олово, свинец Домашние практические работы ПР1 Основные свойства неорганических соединений характеристик атомов элементов ПР 3 по методу Гиллеспи и методу наложения валентных Домашние работы:

Д1 Названия кислот, оснований, солей. Способы получения солей., оксидов, оснований, кислоты хлора (назв, граф.

Д.7 Растворы. Метод мат. баланса. Типы концентраций 11, Д 20 Марганец, технеций, рений, железо, кобальт, никель Д 21 хром, молибден, вольфрам, медь, серебро, золото 7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины Общая и неорганическая химия / Ахметов Наиль Сибгатович. - 7-е изд.,перераб.и доп. - М.:

Высш.шк., 2009. - 744с.: ил. - Список лит.:с.727.-Предм.указ.: с. М.Х.Карапетьянц, С.И.Дракин. Общая и неорганическая химия. Издание третье, стереотипн., М., “ Химия “, 1994.

Ахметов Н.С. Лабораторные и семинарские занятия по общей и неорганической химии:

Учеб.пособие для вузов. - 5-е изд.,испр. - М.: Высшая школа, 2003. - 368с.: ил. Лит.:с.249.-Прил.:с.299.

Задачи и упражнения по общей химии: Учеб.пособие для вузов / Под ред. Н.В.Коровина. М.: Высшая школа, 2003. - 256с.: ил. - Лит.:с.255.

Глинка Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии: Учеб.пособие для вузов / - Изд.испр. М.: Интеграл-Пресс, 2007. - 240с.: ил. - Прил.:с.221.

Ардашникова Е.И. Сборник задач по неорганической химии: Учебное пособие для вузов (гриф) / Ардашникова Е.И., Мазо Г.Н., Тамм М.Е. - : Академия, 2008.

Практикум по неорганической химии: Учебное пособие / Под ред.В.П.Зломанова. - М.:

Изд-во Моск.ун-та, 1994. - 320с.: ил. Практикум по общей и неорганической химии: Учеб.пособие для вузов / Под ред.

Н.Н.Павлова, В.И.Фролова. - 2-е изд.,перераб.и доп. - М.: Дрофа, 2002. - 304с.: ил.

П.П. Гладышев, И.Л. Ходаковский. Рекомендации и требования по выполненеию и оформлению курсовых работ для студентов направления «Химия» – Дубна, 2010 г.

Эмсли Дж. Элементы: Справочник / Эмсли Джон; Пер.с англ. Е.А.Краснушкиной. - М.:

Мир, 1993. - 256с.: ил. - ISBN 5-03-002422-0.

М.Фримантл. Химия в действии. В 2-х частях. Пер. с англ.-М.:Мир, 1991.

Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Строение вещества, М. Изд-во “Высшая школа“, 1978.

Адамсон Б.И. Задачи и упражнения по общей химии – Высшая школа, 2008 г Лидин Р.А.. Химические свойства неорганических веществ: Учебное пособие для вузов.

Под ред. Р.А. Лидина. –М.: Химия, 1996.-480 с.:ил.-библиогр.:с. 9. Лидин Р.А.. Номенклатура неорганических веществ. Под ре. Р.А. Лидина.-2-е изд., испр.и доп.-М.: КолосС,2006.-95с.

10. Тамм М. -7695- Е. Неорганическая химия. Т.1 / Тамм М.Е. - М.: Академия, 2008. - 240с. – Журнал неорганической химии/ Учредитель:РАН, отд.физикохимии и технологии неорганических материалов; гл.ред.Ю.А.Буслаев.-М.:МАИК НАУКА.-Журнал, выходит 1 раз в месяц.-основан в январе года.

Вестник Московского университета. Серия 2: Химия 1. Коллекция подписных российских научных журналов на НЭБ 2. Российские открытые научные журналы на платформе eLIBRARY.RU 3. Электронная база данных российских журналов компании East View.

4. Springer on eLibrary.Ru 5. World Scientific on eLibrary.Ru 6. Academic Press on eLibrary.Ru 7. Zentralblatt MATH on eLibrary.Ru 8. Журналы издательства Annual Reviews 9. Журналы издательства Nature Publishing Group 9.1. Nature 9.2. Nanotechnology 9.3. Nature Chemistry 9.4. Nature Materials 9.5. Nature Physics 10. Журналы издательства Taylor &Francis 11. Журналы издательства Sage Publications 12. журнал «Science» издательства American Association for the Advancement of Science (AAAS).

13. Журналы Американского химического общества (ACS). hptt://pubs.acs.org/ 1. КнигаФонд – www.knigafund.ru 2. Университетская библиотека онлайн – www.biblioclub.ru 3. БиблиоТех – www.bibliotex.ru 4. Ibooks – http://ibooks.ru 5. ZNANIUM – www.znanium.com 6. IPRbooks – www.iprbookshop.ru 1. Научная электронная библиотека eLIBRARY.RU (НЭБ) –портал, насчитывающий на сегодняшний день более 14 млн. рефератов или полных текстов не только публикаций 2 База данных POLPRED.com.

3. Коллекция электронных книг издательства Springer Springer eBooks collection Базы данных компании EBSCO Publishing:

4. INSPEC 1. Academic Search Premier 6. MasterFILE Premier 7. GreenFILE 1. Базы данных ИНИОН 2. ИНИОН РАН on Elibrary.ru 3. Всероссийский институт научной и технической информации (ВИНИТИ) 4. Базы данных агентства Интегрум-Техно 5. Библиографическая база данных Ingenta 6. Служба ИНФОМАГ Ресурсы по химии открытого доступа с сайта библиотеки университета 1. Ресурсы WWW для химиков 2. ХиМиК.ru 3. Химический сервер 4. Химический ускоритель Справочно-информационная система 5. Nanoscale Research Letters 7 Вестник Московской государственной академии тонкой химической технологии им.М.В.Ломоносова 8. Известия высших учебных заведений. Химия и химическая технология 9. Конденсированные среды и межфазные границы 10. Менделеевские сообщения 11. Российский химический журнал 12. Успехи химии 13. Физика и химия новых материалов 14. Физико-химический анализ свойств многокомпонентных систем 15. Фторные заметки (Fluorine notes) 16. Химия в интересах утойчивого развития 17. Химия и жизнь - XXI век 18. Библиотека инновационного центра "Химические технологии и оборудование" 19. Электронная библиотека химического факультета МГУ 1. Российская Государственная Библиотека (РГБ) 2. Российская национальная библиотека (РНБ), г. Санкт-Петербург 3. Библиотека по естественным наукам РАН (БЕН РАН) 4. Государственная публичная научно-техническая библиотека (ГПНТБ) 5. Научно-техническая библиотека ОИЯИ 6. Научная библиотека МГУ им. М. В. Ломоносова 7. Библиотека университета «Дубна»

Средства обеспечения освоения дисциплины (перечень обучающих, контролирующих и расчетных ппрограмм, диафильмов, кино- и телефильмов).

Видеофильм «Общая химия», обучающая программа Peritabl, комплект иллюстрационных материалов на прозрачной пленке.

Используются коллекции слайдов и видеофильмов по отдельным разделам дисциплины. Для самостоятельной работы используются компьютерные классы с доступам к ресурсу Интернет.

8. Материально-техническое обеспечение дисциплины.

При освоении дисциплины проводятся лабораторные работы в практикуме по неорганической.

9. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов Для текущей аттестации студентов выполняется по 5 письменных контрольных работ по основным разделам (модулям) дисциплины и 5 коллоквиумов.

Контрольные работы Классы, основные законы химии, эквивалент, строение атома, периодический закон, химическая Термодинамика. Кинетика. Растворы водород, галогены, кислород, халькогены, азот, фосфор, мышьяк, сурьма, висмут углерод, кремний, бор, алюминий, щелочные и щелочноземельные металлы, бериллий, магний комплексные соединения, марганец, железо, кобальт, никель, хром, молибден, вольфрам, подгуппа цинка, Темы курсовых работ.

Оценка устойчивости тетрагидрата сульфата циркония в водных растворах (обзор литературных данных) и его перекристаллизация Изучение системы O-H-Cl-Pd Бромидные комплексы палладия Получение сегнетовой соли Синтез гидроксосульфатов меди Синтез образцов гидроокиси никеля разной дисперсности Синтез уранилтрикарбоната натрия Карбонилсульфид COS в тропосфере Венеры Физико-химический анализ химического состава облаков Венеры Литература по неорганической химии в библиотеке и на сайте кафедры Синтез гидратов сульфата циркония и их термодинамические свойства.

Клатраты газов и их устойчивость в морской воде (обзор).

Синтез и термодинамические свойства оксалата магния.

Аммиачные комплексы палладия Гидроксохлоридные комплексы палладия Термодинамические свойства кристаллогидратов сульфата магния и оценка их устойчивости в породах поверхности Марса Термодинамические свойства сульфидов и селенидов платины Термодинамические свойства сульфидов и селенидов палладия Синтез комплексного соединения гексагидроксостибната (V) калия K[Sb(OH)6] для качественного анализа Синтез комплексного соединения гексагидроксостибната (V) калия K[Sb(OH)6] для качественного анализа Синтез силикатов меди и анализ их устойчивости в речных водах.

Синтез гидроксофосфатов меди и анализ их устойчивости в речных водах.

Синтез и термодинамические свойства Ni(OH) Термодинамические свойства сульфидов Pd Равновесия в хлоридных растворах Pd Равновесия в хлоридных растворах Pd(OH) Термодинамические свойства когаркоита (Na3SO4F) и оценка его устойчивости в породах поверхности Венеры.

Оценка стандартных энтропий простых и сложных селенидов Синтез гидроксосульфатов Fe(III) и анализ их устойчивости на поверхности Марса Трековое травление и химическая модификация кварца для создания селективных элементов сенсоров Оценка значений стандартных энтропий силикатов Изучение кинетики реакций дегидратации сульфатов железа (Fe2(SO4)3 nH2O) и анализ их устойчивости на поверхности Марса Термодинамический анализ устойчивости давсонита на поверхности планеты Венера Оценка значений стандартных энтропий сложных сульфидов Гальванические элементы на основе алюминия и природных электролитных систем.

Синтез гидроксидов пятивалентного ванадия и их термодинамические свойства Синтез кизерита (MgSO4 H2O) и термодинамический анализ его устойчивости на поверхности Марса Равновесия в хлоридных растворах, содержащих палладий Уравнения температурной зависимости теплоемкости силикатов щелочных металлов Синтез гидроксосульфатов трехвалентного железа и их устойчивость на поверхности Марса Изучение кинетики реакций дегидратации сульфатов магния (MgSO4 nH2O) и анализ их устойчивости на поверхности Марса Синтез гидратов сульфата циркония и их термодинамические свойства Синтез гидратов фторида циркония и их термодинамические свойства Химическая модификация кремнеземов органическими соединениями Синтез тетрайодида олова Синтез когаркоита (Na3SO4F) и изучение его растворимости в водных растворах Синтез азурита, Cu3(CO3)2(OH)2 и его термодинамические свойства Исследование кинетики травления стекла Синтез куприта (Сu2O) и его термодинамические свойства Химическая модификация кварца органическими соединениями Исследование кинетики травления кварца Синтез гидроцеруссита (Pb3(CO3)2(OH)2) и его термодинамические свойства Синтез гидроцинкита, Zn5(CO3)2(OH)6 и его термодинамические свойства Химическая модификация диоксида кремния органическими соединениями (синтез поверхностных соединений) Синтез кизерита (MgSO4 H2O) и термодинамический анализ его устойчивости на поверхности Марса Синтез комплексных соединений переходных и редкоземельных элементов с гексаметилтриамидом фосфорной кислоты Исследование процессов химической обработки кварца с целью модификации поверхности (синтез поверхностных соединений) Синтез боратов кальция [Ca2B2O5 и Ca3(BO3)2] и их Термодинамические свойства Синтез когаркоита (Na3SO4F) и изучение его растворимости в водных растворах Синтез малахита, Сu2CO3(OH)2 и азурита, Cu3(CO3)2(OH)2 и их термодинамические свойства Синтез безводных боратов натрия и их термодинамические свойства Синтез оксидов меди (Сu2O и СuO) и их термодинамические свойства В течение учебного года студенты выполняют курсовую работу. После первого семестра происходит отчет по литературному обзору по теме курсовой работы. После второго семестра происходит защита курсовой работы 10. Формы контроля Виды промежуточной аттестации – зачет и экзамен в каждом семестре.

Пример экзаменационного билета

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ N

Предмет “Неорганическая химия ” Направление бакалавриата: «Химия»

1. Термохимия. Стандартная молярная энтальпия реакции. Стандартная молярная энтальпия образования. Закон Гесса. Применение закона Гесса в термохимических расчетах.

2. Физический смысл периодического закона Д.И.Менделеева. Связь между положением элемента в Периодической системе и электронным строением его атома.

Периодичность изменения химических свойств элементов как проявление периодичности изменения электронной конфигурации атомов. Изменение атомных радиусов, энергии ионизации, сродства к электрону, электроотрицательности и степени окисления в периодах и группах. Схема Косселя.

3. Реакция протекает по уравнению:

4 HCl(г) + O2(г) 2 H2O(г) + 2 Cl2(г) В момент равновесия концентрации веществ были: [HCl] = 0.09 моль/л, [O2] = 0. моль/л, [H2O] = 0.03 моль/л. Определить начальные концентрации исходных реагентов, равновесную концентрацию хлора и константу равновесия.

Вопросы, выносимые на экзамен:

1. Атомно-молекулярная теория. Основные термины и законы. Относительные атомные и молекулярные массы. Количество вещества. Моль. Основные газовые законы. Закон Авогадро. Число Авогадро. Молярный объем газа. Эквивалент.

2. Модели атома по Резерфорду и Бору-Зоммерфельду. Предпосылки создания квантовомеханической (волновой) модели атома: характер атомных спектров излучения, представления о волновых свойствах частиц микромира, принцип неопределенности.

3. Элементарные частицы. Радиоактивность.

4. Уравнение Шредингера. Физический смысл волновой функции. Квантовые числа и их интерпретация в модели "электронного облака".

5. Строение электронных оболочек многоэлектронных атомов. Принцип минимизации энергии. Принцип Паули. Правило Хунда.

6. Периодический закон и Периодическая система элементов Д.И. Менделеева.

Структура Периодической системы. Физический смысл Периодического закона. Связь между положением элемента в Периодической системе и электронным строением его атома. Периодичность изменения химических свойств элементов как проявление периодичности изменения электронной конфигурации атомов. Изменение атомных радиусов, энергии ионизации, сродства к электрону, электроотрицательности и степени окисления в периодах и группах. Схема Косселя.

7. Классификация, свойства, получение и номенклатура оксидов.

Классификация, свойства, получение и номенклатура оснований.

Классификация, свойства, получение и номенклатура кислот.

Классификация, свойства, получение и номенклатура солей.

10.

Основные типы химической связи и их характеристика. Сходства и различия. Природа 11.

химической связи. Энергетическая выгода образования химической связи.

12. Метод валентных связей. Механизмы образования связи. Силы межмолекулярного взаимодействия.

13. Свойства ковалентной связи. Направленность ковалентной связи. Геометрические формы молекул и ионов. Насыщаемость. Полярность и поляризуемость ковалентных связей и молекул. Электроотрицательность.

14. Ионная связь, ее характеристики и особенности свойств ионных соединений.

Металлическая связь, ее характеристики и особенности свойств металлов. Водородная связь. Ее влияние на свойства веществ.

15. Метод молекулярных орбиталей. Описание различных молекул методом валентных связей и методом молекулярных орбиталей.

16. Предмет химической термодинамики. Термодинамические системы. Параметры состояния. Функции состояния. Внутренняя энергия. Первый закон термодинамики.

Энтальпия.

17. Термохимия. Стандартная молярная энтальпия реакции. Стандартная молярная энтальпия образования. Закон Гесса. Применение закона Гесса в термохимических расчетах.

18. Направленность химических процессов. Энтропия. Второй и третий законы термодинамики.

19. Энтропийный и энтальпийный факторы. Свободная энергия Гиббса. Условия самопроизвольного протекания химического процесса.

20. Правила фаз Гиббса. Фазовая диаграмма воды и серы.

21. Основные принципы построения диаграммы Eh-pH.

22. Скорость химической реакции. Факторы, влияющие на скорость химической реакции.

Катализ.

23. Классификация химических реакций.

24. Зависимость скорости реакции от концентраций реагирующих веществ. Основной закон химической кинетики. Молекулярность и порядок реакций.

25. Зависимость скорости реакции от температуры. Молекулярно-кинетическое рассмотрение. Уравнение Аррениуса. Основные положения теории переходного состояния.

26. Химическое равновесие. Термодинамическое условие химического равновесия.

Константа равновесия. Уравнение изотермы Вант-Гоффа. Смещение равновесия.

Принцип Ле-Шателье.

27. Агрегатные состояние вещества. Строение вещества в конденсированном состоянии.

28. Понятия об электролитах и неэлектролитах. Основные положения теории электролитической диссоциации (теория Аррениуса, Бренстеда, Льюиса). Степень электролитической диссоциации. Сильные и слабые электролиты.

29. Понятие об активности электролитов и ионов. Средний коэффициент активности ионов. Ионная сила растворов.

30. Сильные и слабые электролиты. Степень и константа равновесия реакции диссоциации. Реакции обмена в растворах электролитов.

31. Равновесие в насыщенных растворах малорастворимых электролитов. Произведение растворимости. Коэффициент растворимости.

32. Электролитическая диссоциация воды. Ионное произведение воды. Водородный показатель. Среда водных растворов электролитов. Индикаторы.

33. Свойства кислот и оснований с точки зрения теории электролитической диссоциации (теория Аррениуса, Бренстеда, Льюиса). Диссоциация амфотерных гидроксидов.

Направленность реакций в растворах электролитов.

34. Гидролиз солей. Степень и константа гидролиза.

35. Дисперсные системы и их классификация. Взвеси, суспензии, коллоидные системы, истинные растворы. Строение коллоидных частиц.

36. Механизм и термодинамика процесса растворения. Насыщенный раствор.

Коэффициент растворимости.

37. Растворимость твердых, жидких, газообразных веществ. Зависимость растворимости газов от температуры и их парциального давления. Растворимость в воде твердых веществ.

38. Свойства идеальных и реальных растворов. Коллигативные свойства растворов.

Эбулиоскопия. Криоскопия. Закон Рауля. Осмос. Изотонический коэффициент.

39. Окислительно-восстановительные реакции, их классификация. Окислители, восстановители. Общие принципы составления уравнений окислительновосстановительных реакций. Примеры.

40. Гальванический элемент. Стандартные электродные потенциалы. Направление окислительно-восстановительных процессов.

41. Применение уравнения Нернста для различных окислительно-восстановительных процессов, для определения рН растворов.

42. Электролиз как окислительно-восстановительный процесс.

43. Химические источники тока.

44. Коррозия металлов.

1. Химическая связь в комплексных соединениях. Основные понятия координационной химии: центральный атом и его координационное число; лиганды; внутренняя и внешняя координационные сферы. Номенклатура и изомерия комплексных соединений. Классификация. Равновесия в растворах. Константы устойчивости и нестойкости. Реакции образования и разрушения комплексных соединений.

2. Теории строения комплексных соединений. Достоинства и недостатки метода валентных связей (МВС). Теория кристаллического поля (ТКП). Метод молекулярных орбиталей (ММО). Строение карбонилов. Спектрохимический ряд лигандов.

Использование ТКП и ММО для объяснения оптических и магнитных свойств комплексных соединений.

3. Связь распространения и распределения химических элементов в природе с периодический системой и строением атома. Изотопный состав элементов. Кларки элементов. Основные принципы классификации химических элементов по Д. И.

Менделееву. S-, p-, d-, f- элементы.

4. Общая характеристика, физические и химические свойства щелочных металлов.

Минералы, способы получения. Качественные реакции. Особенности свойств лития по сравнению с другими щелочными металлами. Качественные реакции на ионы Ме.

Гидриды, оксиды, пероксиды, озониды щелочных металлов: химическая связь в соединениях, получение и свойства. Получение карбоната натрия в промышленности.

Основные способы получения щелочей, их химические свойства. Взаимодействие с растворами щелочей: а) амфотерных металлов; б) неметаллов; в) кислотных оксидов;

г) амфотерных оксидов. Применение металлов и их соединений.

5. Общая характеристика элементов II А подгруппы. Нахождение в природе.

Сравнительная характеристика элементов. Кислородные соединения. Гидроксиды.

Особенности соединений бериллия по сравнению с соединениями щелочноземельных металлов. Общая характеристика солей бериллия, магния и щелочноземельных металлов, их растворимость и гидролиз. Жесткость воды, виды, способы ее устранения. Получение оксида, гидроксида кальция и хлорной извести в промышленности. Качественные реакции на ионы металлов. Применение.

6. Общая характеристика элементов III А подгруппы. Физические и химические свойства бора, его получение. Бура. Борный ангидрид, борные кислоты и их соли: получение, строение и свойства. Бороводороды: получение, строение молекул и свойства. Нитрид бора. Боразол. Галогениды бора: получение и свойства. Применение бора и его соединений.

7. Алюминий, нахождение в природе, физические и химические свойства.

Промышленные способы получения. Оксид и гидроксид алюминия, их физические и химические свойства, амфотерность. Получение оксида в промышленности. Соли алюминия. Безводные и комплексные алюминаты: получение и свойства. Криолит:

получение и применение. Безводные и гидратированные галогениды алюминия.

Гидрид алюминия, алюмогидрид лития. Качественные реакции на ион Al3+.

8. Галлий, индий, таллий: нахождение в природе, способы получения, физические и химические свойства. Особенности химии таллия. Оксиды и гидроксиды этих элементов: получение, свойства. Сульфиды: получение, типы, свойства. Применение металлов IIIА группы и их соединений.

9. Общая характеристика IV А подгруппы. Углерод в природе. Аллотропия углерода.

Кислородные соединения углерода. Оксид углерода (II). Строение его молекулы, кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства. Карбонилы металлов. Оксид углерода (IV), строение, физические и химические свойства, получение и применение. Фосген. Угольная кислота и ее соли. Карбонаты, гидрокарбонаты. Получение, строение и применение карбамида (мочевины).

Важнейшие карбиды: серы (сероуглерод), азота (дициан), кремния (карборунд), металлов. Роданистоводородная кислота и ее соли. Родан. Галогениды углерода – четыреххлористый углерод, фторпроизводные углерода.

10. Кремний. Распространенность в природе. Важнейшие типы соединений. Свойства соединений кремния с металлами, кислородом, водородом и галогенами. Различия в устойчивости углеводородов и силанов. Получение кремния, силиката натрия и стекла в промышленности. Кварц, кремниевые кислоты, силикаты, гексафторокремниевая кислота: получение и свойства.

11. Основные характеристики металлов IVА группы, нахождение в природе, степени окисления, методы получения. Химические свойства германия, олова и свинца.

Качественные реакции на ион свинца. Оксиды свинца: получение, типы, свойства, применение. Оловянные кислоты: способы получения и химические свойства.

Галогениды металлов. Сульфиды металлов: типы, получение и свойства. Тиостаннаты и тиогерманаты: получение, химические свойства. Процессы, протекающие в свинцовых аккумуляторах. Применение германия, олова, свинца и их соединений.

12. Общая характеристика элементов V А подгруппы: металлические свойства, с.о., валентности. Азот. Строение атома. Распространенность и нахождение в природе.

Строение молекулы азота (ВС и МО). Физические и химические свойства молекулярного азота. Лабораторные и промышленные способы получения.

Применение. Строение аммиака. Получение, свойства и применение аммиака. Гидраты аммиака. Соли аммония, их получение и свойства. Аммиакаты. Нитриды и амиды как производные аммиака. Гидразин, состав и свойства. Гидроксиламин, состав и свойства. Азидоводородная кислота и ее соли. Азотистоводородная (синильная) кислота и ее соли. Соединения азота с галогенами. Кислородные соединения азота.

Оксид азота (I): получение, физические и химические свойства, строение молекулы, применение. Оксид азота (II): строение молекулы, физические и химические свойства, лабораторные способы получения. Диоксид азота (оксид азота (IV)): строение молекулы, димеризация, получение, физические и химические свойства, взаимодействие с водой, применение. Азотистый ангидрид (оксид азота (III)): строение молекулы, физические и химические свойства, получение. Азотистая кислота:

получение, строение, свойства. Окислительное и восстановительное действие азотистой кислоты. Нитриты, их получение и свойства. Азотный ангидрид (оксид азота (V)): получение, физические и химические свойства, строение молекулы.

Азотная кислота: строение, взаимодействие с металлами и неметаллами, получение в лаборатории, применение. Нитраты, получение и свойства. Азотные удобрения.

13. Фосфор. Строение атома. Распространенность в природе, минералы. Аллотропные модификации фосфора. Строение белого и красного фосфора, их физические и химические свойства. Взаимодействие фосфора с металлами и неметаллами.

Получение и применение фосфора. Гидриды фосфора. Способы получения фосфина.

Сравнение свойств фосфина и аммиака. Фосфиды металлов (получение, свойства).

Галогениды и оксигалогениды фосфора. Кислородные соединения фосфора. Оксид фосфора (III): строение молекулы, свойства, способы получения. Фосфористая (фосфоновая) кислота: получение, устойчивость, окислительно-восстановительные и кислотно-основные свойства. Фосфиты. Фосфорноватистая (фосфиновая) кислота:

строение, получение и свойства. Гипофосфиты. Оксид фосфора (V): строение молекулы, получение, свойства. Получение и взаимные переходы орто-, мета- и пирофосфорной кислот. Строение и свойства фосфорных кислот и их солей. Гидролиз фосфатов. Качественные реакции. Фосфорные удобрения.

14. Мышьяк, сурьма, висмут. Распространенность, минералы. Получение простых веществ из природного сырья. Физические и химические свойства, применение. Важнейшие соединения мышьяка (III) и (V): мышьяковистый и мышьяковый ангидриды, мышьяковистая и мышьяковая кислоты, арсениты и арсенаты. Проявление амфотерных свойств у соединений мышьяка. Хлориды, сульфиды и тиосоли мышьяка (III) и (V). Оксиды сурьмы (III) и (V), сурьмянистая и сурьмяная кислоты, антимониты и антимонаты. Галогениды сурьмы и их гидролиз. Сульфиды и тиосоли сурьмы.

Важнейшие соединения висмута (III): оксид и гидроксид, соли и оксосоли, сульфид.

Соединения висмута (V) – висмутаты, их получение и свойства. Водородные соединения мышьяка, сурьмы и висмута: получение, свойства, строение, изменение устойчивости в ряду As–Sb–Bi. Арсениды, антимониды, висмутиды: получение, свойства. Применение соединений элементов подгруппы мышьяка.

15. Общая характеристика элементов VI А подгруппы: неметаллические свойства, с.о., валентности. Строение атомного ядра и электронной оболочки атома кислорода.

Распространенность кислорода. Строение молекулы. Парамагнетизм молекулярного кислорода. Физические и химические свойства молекулярного кислорода. Получение кислорода в лаборатории и в промышленности. Применение кислорода. Важнейшие кислородные соединения – оксиды металлов и неметаллов, гидроксиды. Физические и химические свойства оксидов. Пероксиды и супероксиды (надперекиси), их получение и свойства. Строение ионов О22– и О2– с позиций метода МО. Озон, его получение, свойства, применение. Озониды, их получение, свойства. Применение.

16. Халькогены. Общая характеристика элементов подгруппы серы. Положение в периодической системе, строение атомов, распространенность, формы нахождения в природе. Характерные валентные состояния. Физические свойства свободной серы. Ее аллотропные и полиморфные модификации. Химические свойства серы. Соединения с металлами и неметаллами. Получение, строение и свойства сероводорода. Группы сульфидов и их различные свойства. Гидросульфиды, полисульфиды. Способы получения, строение и свойства оксида серы (IV). Сернистая кислота, ее строение, способы получения, окислительные и восстановительные свойства. Сульфиты и гидросульфиты, их устойчивость, окислительно-восстановительные свойства.

Тиосерная кислота, тиосульфат натрия. Серный ангидрид, его строение, физические и химические свойства, получение из сернистого газа. Серная кислота, ее строение, физические и химические свойства. Олеум. Сульфаты, гидросульфаты, природные производные серной кислоты. Пиросерная кислота, пиросульфаты. Хлористый тионил, хлористый сульфурил и хлорсульфоновая кислота: строение, получение, свойства.

Пероксомоносерная и пероксодисерная кислота, пероксодисульфаты, способы получения, строение и свойства.

17. Селен и теллур. Способы получения. Свойства свободных элементов. Важнейшие кислородные и водородные соединения селена и теллура. Селениды и теллуриды.

Кислородные соединения селена (IV) и теллура (IV) – оксиды и кислоты, их свойства.

Кислородные соединения селена (VI) и теллура (VI) – оксиды и кислоты.

Сопоставление свойств важнейших соединений серы, селена и теллура.

18. Водород. Положение водорода в периодической системе. Физические и химические свойства. Получение, применение. Изотопы водорода. Свойства соединений водорода с металлами и неметаллами. Условия существования гидрид-иона. Энергетика взаимодействия водорода с кислородом.

19. Вода и пероксид водорода. Физические и химические свойства. Диаграмма состояния воды Строение и свойства твердой, жидкой и газообразной воды. Кристаллогидраты.

Тяжелая вода, ее свойства. Окислительно-восстановительные свойства пероксида водорода. Строение и устойчивость молекулы. Способы получения и применение пероксида водорода. Окислительно-восстановительные свойства. Пероксиды металлов как производные пероксида водорода.

20. Галогены. Строение атомов. Распространенность, важнейшие минералы. Размеры атомов, характерные валентные состояния. Изменение электроотрицательности и химической активности в ряду галогенов. Строение молекул галогенов.

Межмолекулярные взаимодействия в ряду F–Cl–Br–I и агрегатное состояние галогенов. Химические свойства галогенов, взаимодействие с металлами и неметаллами. Реакции взаимодействия галогенов с водой. Межгалогенные соединения.

Порядок вытеснения галогенов из растворов их галогенидов. Лабораторные и промышленные способы получения галогенов. Токсичность галогенов. Применение галогенов. Галогеноводороды, их получение, физические и химические свойства.

Изменение силы галогенводородных кислот в ряду HF–HCl–HBr–HI. Соляная кислота как одна из важнейших минеральных кислот, ее свойства, получение и применение.

Плавиковая кислота, особенности ее строения, соли, применение. Кислородные соединения галогенов – оксиды и галогенсодержащие кислоты. Изменение устойчивости кислородных соединений галогенов в ряду Cl–Br–I. Хлорноватистая кислота, ее соли – гипохлориты. Хлорная известь. Хлористая, хлорноватая, хлорная кислоты и их соли – хлориты, хлораты, перхлораты. Способы получения. Строение и свойства, применение важнейших кислородсодержащих кислот хлора и их солей.

Сопоставление силы кислот и окислительно-восстановительных свойств в ряду кислородсодержащих кислот. Оксиды хлора Cl2O, ClO2, Cl2O6 Cl2O7, их устойчивость и окислительно-восстановительная активность.

21. Благородные газы. Открытие и изучение благородных газов. Электронные структуры атомов и положение в периодической системе. Потенциалы ионизации, нахождение в природе, получение, физические свойства. Важнейшие соединения ксенона и криптона. Фториды ксенона: получение, строение молекул и химические свойства.

Применение гелия, неона, аргона.

22. Переходные элементы. Закономерности в изменении физических и электрохимических свойств переходных элементов в зависимости от порядкового номера (в периоде) и атомной массы (в группе). Химические свойства. Степени окисления.

23. Сравнительная характеристика элементов I Б подгруппы. Нахождение в природе.

Важнейшие степени окисления. Сущность процессов извлечения меди из руд и получение меди. Свойства металлической меди, ее сплавы. Соединения меди (+1), (+2). Комплексные соединения. Основы получения и свойства серебра. Сплавы серебра. Свойства важнейших соединений серебра. Комплексные соединения серебра, их свойства, строение и использование. Принципы извлечения золота из руд. Свойства металлического золота. Процесс растворения металлического золота в растворах цианистых солей. Оксиды и гидраты золота. Золотохлористоводородная кислота.

Аураты. Соли и комплексные соединения золота. Применение металлов и их соединений.

24. Общая характеристика элементов подгруппы цинка. Нахождение цинка, кадмия и ртути в природе. Сущность процессов извлечения металлов из руд. Свойства металлического цинка, сплавы цинка. Оксид и гидроксид цинка. Соли цинка и цинкаты. Применение цинка и его соединений. Химические свойства кадмия. Оксид и гидроксид кадмия. Соли кадмия. Свойства металлической ртути. Амальгамы.

Соединения ртути (+2), оксид ртути. Сулема. Киноварь. Комплексные соединения ртути. Амидные соединения ртути. Соединения Hg22+: получение, их строение и свойства. Каломель. Соли цинка, кадмия и ртути, их гидролиз. Применение металлов и их соединений.

25. Подгруппа скандия. Электронное строение. Закономерности в изменении свойств важнейших классов соединений с увеличением атомной массы элемента.

26. Подгруппа титана. Получение титана, способы синтезирования циркония и гафния.

Степени окисления и важнейшие типы соединений. Физические и химические свойства простых веществ. Формы нахождения титана (+4) в водных растворах.

Гидролиз галогенидов титана. Титанаты, титановые кислоты. Гидролиз титанатов.

Оксиды и гидроксиды титана. Комплексные соединения титана. Соединения циркония: оксдиы и галогениды. Свойства ионов циркония (+4) и гафния (+4) в водных растворах. Применение.

27. Общая характеристика элементов подгруппы ванадия. Нахождение ванадия в природе.

Способы извлечения ванадия из руд и получения металлического ванадия. Свойства металлов. Соединения ванадия в разных степенях окисления. Оксиды и галогениды:

получение и свойства. Состояние ионов ванадия (+5) в кислых и щелочных водных растворах. Минералы ниобия и тантала. Принципы получения и свойства металлов.

Оксиды, галогениды и комплексные соединения. Применение.

28. Общая характеристика элементов VI Б подгруппы. Физические свойства хрома, молибдена и вольфрама. Получение хрома: принципы переработки хромистого железняка. Химические свойства хрома. Соединения хрома (II). Соединения хрома (III). Комплексные соединения хрома (+3). Хромиты. Соединения хрома (+6):

хромовый ангидрид, хромовые кислоты, хроматы и дихроматы: получение и свойства.

Минералы молибдена и вольфрама. Получение металлов. Химические свойства.

Оксиды молибдена и вольфрама: получение и свойства. Молибденовые и вольфрамовые кислоты. Состояние молибдена (+6) и вольфрама (+6) в водных растворах. Изополисоединения. Гетерополисоединения. Карбиды. Применение металлов и их соединений.

29. Общая характеристика элементов VII Б подгруппы. Марганец, технеций, рений.

Нахождение в природе. Получение марганца и рения. Физические и химические свойства. Качественные реакции на ион Mn2+. Оксиды марганца: типы, получение, физические и химические свойства. Гидроксиды марганца: основания и кислоты.

Манганаты: получение, физические и химические свойства. Окислительные свойства перманганата калия. Оксиды и кислоты технеция и рения. Применение металлов и их соединений.

30. Общая характеристика элементов VIII Б подгруппы. Железо. Нахождение в природе.

Методы получения. Физические и химические свойства. Важнейшие соли железа, свойства, применение. Ферриты и ферраты. Роль железа в биологических процессах.

Сплавы железа. Кобальт, никель: нахождение в природе, способы получения, основные химические свойства. Важнейшие оксиды и гидроксиды железа, кобальта и никеля: получение, свойства. Растворимые и нерастворимые соли Fe (III), Co (II), Ni (II). Комплексные соединения железа, кобальта и никеля. Качественные реакции на ионы железа кобальта и никеля. Применение металлов и их соединений.

31. Платиновые металлы. Реакционная способность. Важнейшие соединения осмия и рутения, родия и иридия, палладия и платины. Применение.

32. Лантаноиды. Степени окисления. Причины близости свойств лантаноидов. Строение электронных оболочек атомов лантаноидов. Физические и химические свойства лантаноидов. Монотонное изменение свойств и внутренняя периодичность свойств простых веществ и химических соединений в семействе лантаноидов. Актиноиды (общая характеристика).

Перечень обязательных видов работы студента:

посещение лекционных занятий;

решение практических задач и заданий на семинаре;

допуск к лабораторным работам;

выполнение лабораторных работ;

защита лабораторных работ;

выполнение домашних работ;

выполнение проверочных работ;

коллоквиумы по отдельным темам.

При рейтинговой системе все знания, умения и навыки, приобретаемые студентами в результате изучения дисциплины, оцениваются в баллах.

Оценка качества работы в рейтинговой системе является накопительной и используется для оценивания системной работы студентов в течение всего периода обучения.

В течение первого семестра студент может заработать баллы за следующие виды работ:

1) Лабораторный практикум.

В течение семестра будет проведено 9 лабораторных работ.

1балл – допуск к выполнению лабораторной работы + 1 балл при сдаче лабораторной работы.

Чтобы быть допущенным к экзамену, студент обязан проделать и сдать все лабораторные работы. Работы, пропущенные без уважительной причины, а также работы, не защищенные студентом в течение 2х недель после проведения практической части, оцениваются преподавателем с понижающим коэффициентом 0.5.

Итого: 9х2 =18 баллов максимально (минимум 1 балл за 1 лабораторн. работу).

2) Коллоквиумы.

В течение семестра будет проведено 2 коллоквиума.

Каждый коллоквиум включает в себя теоретические и практические задания по пройденным темам. Один коллоквиум оценивается в 5 баллов.

Чтобы быть допущенным к экзамену, студент обязан защитить все коллоквиумы. При несвоевременной защите коллоквиума без уважительной причины преподаватель ставит итоговую оценку с понижающим коэффициентом 0.8.

Итого: 2х5 = 10 баллов максимально (минимум 2.5 баллов за 1 коллоквиум).

3) Проверочные работы.

В течение семестра во время занятий проводится 5 проверочных работ. Каждая работа оценивается в 2.5 балла. Проверочная работа засчитывается, если сумма баллов за все задания составляет 1.3 балла и выше. Если студент не выполняет проверочную работу на положительный балл с первого раза (или пропускает ее без уважительной причины), то он обязан переписать эту работу в течение семестра с понижающим коэффициентом 0.8.

Итого: 5х2.5 = 12.5 баллов максимально (минимум 1.3 балла за 1 проверочную работу).

4) Домашние проверочные работы.

В течение семестра проводится 9 домашних проверочных работ. Одна работа оценивается в 1.5 балла. Все работы должны быть сданы студентом в срок, при несвоевременной сдаче заданий без уважительной причины итоговая оценка считается с понижающим коэффициентом 0.8.

Итого: 9х1.5 = 13.5 баллов максимально.

5) Домашние работы.

Студент обязан систематически выполнять домашние задания. В течение семестра преподаватель контролирует выполнение домашних работ. По итогам работы семестра студенту ставятся 4 балла максимально.

6) Лекции.

За систематическое посещение лекционных занятий студент получает 2 балла максимально.

Преподаватель может использовать «штрафы» в виде уменьшения набранных баллов за пропуск лекционных занятий, за нарушение сроков выполнения учебной работы, за систематический отказ отвечать на семинарских занятиях и т.д.

Кроме того, допускается присвоение студенту дополнительных "премиальных" баллов за общую активность при изучении курса, посещаемость, поведение, индивидуальное выступление на семинаре и т.д. Сумма всех премиальных баллов не должна превышать 5.

Премиальные баллы учитываются только при определении итоговой рейтинговой оценки.

Результаты работы студентов фиксируются преподавателем в журнале успеваемости. В течение семестра проводится 2 промежуточные аттестации, о результатах которых преподаватель сообщает студенту, куратору группы и заведующему кафедры.

По итогам работы в семестре студент может получить максимально 60 баллов.