ПРОГРАММЫ АТТЕСТАЦИОННЫХ ИСПЫТАНИЙ ПРИ ПРИЕМЕ В

МАГИСТРАТУРУ

ПО НАПРАВЛЕНИЮ 020100.68

«ХИМИЯ»

Магистерская программа «Неорганическая химия» 020101.68

1. Общая химия

1.1. Типы и номенклатура неорганических веществ

Оксиды кислотные, основные, амфотерные, несолеобразующие.

Гидроксиды основные, кислотные (кислородные кислоты), амфотерные.

Типы солей. Бинарные соединения.

1.2. Окислительно-восстановительные реакции Степень окисления атомов и ее изменение в ОВР. Типичные окислители и восстановители. Вещества с окислительной и восстановительной функцией. Роль среды в ОВР. Составление уравнений ОВР.

1.3. Направление окислительно-восстановительных реакций Стандартный электрохимический потенциал как характеристика окислительно-восстановительных свойств веществ в водном растворе.

Критерий направления ОВР в стандартных условиях. Протекание ОВР в нестандартных условиях. Влияние образования малорастворимых соединений, а также комплексообразования на электрохимические потенциалы. Стабилизация лигандами нетипичных степеней окисления центральных атомов.

1.4. Химическое равновесие Признаки истинного равновесия. Константы равновесия в гомогенных и гетерогенных системах. Равновесные концентрации реагентов и продуктов и понятие об их расчете. Принцип Ле Шателье и смещение химического равновесия при изменении температуры, давления, концентраций реагентов и продуктов.

1.5. Общие свойства растворов Растворитель и растворенное вещество. Концентрированные и разбавленные растворы. Насыщенный, ненасыщенный и пересыщенный раствор и способы их получения. Растворимость. Тепловой эффект растворения. Диаграммы (политермы) растворимости. Зависимость растворимости газов и кристаллических веществ в жидких растворителях от температуры. Растворы электролитов и неэлектролитов. Закон разбавления Оствальда.

1.6. Общее понятие о теориях кислот и оснований Основы протонной теории кислот и оснований. Протонные растворители и их ионное произведение. Кислота и основание в протонной теории. Константы кислотности и основности и взаимосвязь между ними.

Амфолиты. Сдвиг протолитических равновесий под действием температуры, концентрации протолита (разбавления) и при введении одноименных ионов продуктов протолиза. Степень протолиза и рН в растворах, близких к бесконечному разбавлению. Ионное произведение воды. Водородный и гидроксидный показатели кислотности среды. Шкала рН водных растворов.

Основные положения теории жестких и мягких кислот и оснований. Принцип Пирсона и его применение для объяснения устойчивости соединений. Теории кислот и оснований Льюиса и Усановича. Сверхкислоты.

1.7. Сольволиз и гидролиз Произведение растворимости. Необратимый гидролиз бинарных соединений. Обратимый гидролиз солей. Сдвиг равновесий гидролиза.

Труднорастворимые сильные электролиты и произведение растворимости (ПР). Расчеты с использованием значений ПР. Условия осаждения и растворения осадков. Сдвиг фазовых равновесий в насыщенных растворах труднорастворимых сильных электролитов.

1.8. Строение атома водорода Принципы рассмотрения объектов микромира: корпускулярноволновой дуализм, принцип дискретности (квантования) энергии, принцип неопределенности (вероятностный характер явлений). Атомное ядро и электронная оболочка. Уравнение Шрдингера. Понятие о квантовой ячейке атомной орбитали. Главное, орбитальное, магнитное и спиновое квантовые числа.

1.9. Строение многоэлектронных атомов и Периодический закон Порядок заселения электронами атомных орбиталей. Энергетические уровни и подуровни. Принцип минимума энергии, правило Гунда и принцип Паули. Правило Клечковского. Электронные формулы и энергетические диаграммы атомов элементов.

1.10. Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева.

Периоды и группы. Секции s-, р-, d- и f-элементов. Строение атомов, общая физико-химическая характеристика. Современные проблемы Периодической системы элементов.

1.11. Химическая связь и строение молекул Ковалентная и ионная и связь. Основные понятия о формировании химической связи. Идея локализованной пары электронов. Перекрывание атомных орбиталей; -, - и - связывание. Кратные связи. Идея гибридизации и геометрия молекул. Полярность связей и полярность молекул. Дипольный момент химической связи и дипольный момент молекулы. Понятие о методе молекулярных орбиталей. Связывающие, несвязывающие и разрыхляющие орбитали.

1.12. Межмолекулярное взаимодействие Водородная связь, ее характеристика. Диполь-дипольное, иондипольное, ориентационное и дисперсионное взаимодействие.

Межмолекулярное отталкивание.

2. Химия элементов 2.1. Общая характеристика s-элементов Электронное строение атомов элементов IA-и IIА-групп, степени окисления, важнейшие кислородные соединения (оксиды, гидроксиды, пероксиды), соли и комплексные соединения. Свойства простых веществ.

Распространение в природе и важнейшие минералы. Применение простых веществ и соединений элементов IA- и IIА-групп. Особенности химии лития, бериллия и магния.

Общая характеристика p-элементов. Элементы VIIA-группы (галогены).

Электронное строение, степени окисления, важнейшие водородные и кислородные соединения. Соли. Свойства простых веществ (прочность молекул, взаимодействие с водой, водородом, восстановителями).

Распространение в природе и важнейшие минералы. Получение и применение. Особенности химии фтора; фторид кислорода, фтороводород и фтороводородная кислота. Соединения фтора. Химия хлора, брома и иода.

Оксиды, их состав и строение. Строение и протолитические свойства кислородных кислот. Окислительно-восстановительная способность хлора, брома и иода и их соединений.

2.3. Общая характеристика элементов VIA-группы (халькогенов) Электронное строение, степени окисления, важнейшие водородные и кислородные соединения. Соли. Свойства простых веществ (взаимодействие с водой, водородом, окислителями и восстановителями). Распространение в природе и важнейшие минералы. Получение и применение. Строение молекулы дикислорода. Озон (трикислород): строение, получение, свойства.

Вода и пероксид водорода. Строение и свойства. Сероводород и сульфаны.

Оксиды серы. Кислородные кислоты (серная кислоты, гидрат диоксида серы). Соли: сульфиты, сульфаты, тиосульфаты, пероксосульфаты.

Протолитические и окислительно-восстановительные свойства.

2.4. Общая характеристика элементов VA-группы Электронное строение, степени окисления, важнейшие водородные и кислородные соединения в ряду азот - висмут. Соли. Свойства простых веществ. Распространение в природе и важнейшие минералы. Получение и применение простых веществ и важнейших соединений. Аммиак, гидразин, гидроксиламин, азидоводород. Строение, кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства. Оксид диазота, монооксид азота, триоксид диазота, диоксид азота и тетраоксид диазота, пентаоксид диазота;

азотистая и азотная кислоты. Получение, строение, окислительновосстановительные свойства. Нитриты и нитраты. Оксиды фосфора (III) и (V). Фосфоновая и фосфиновая кислоты, гипофосфиты, фосфиты. Строение, протолитические и окислительно-восстановительные свойства.

Ортофосфорная, метафосфорная, дифосфорная кислота. Соли: ортофосфаты, гидроортофосфаты, дигидроортофосфаты; строение, гидролиз. Свойства галогенидов фосфора.

2.5. Общая характеристика элементов IVA-группы Электронное строение, степени окисления, важнейшие водородные и кислородные соединения в ряду углерод - свинец. Соли. Свойства простых веществ. Распространение в природе и важнейшие минералы. Получение и применение простых веществ и важнейших соединений. Метан, ацетилен;

получение и свойства. Карбиды. Монооксид углерода, диоксид углерода, угольная кислота; карбонат и гидрокарбонаты; строение и протолитические свойства. Карбамид, цианамид, циановодород и тиоцианат водорода. Химия кремния. Получение. Взаимодействие со щелочами и фтороводородом.

Силан и силициды. Диоксид кремния, ортокремниевая кислота, силикаты.

Химия олова и свинца. Свойства простых веществ. Взаимодействие металлов с кислотами и щелочами, гидролиз солей олова и свинца. Окислительновосстановительные свойства соединений олова и свинца в степенях окисления +II и +IV. Диоксид свинца и свинцовый сурик.

2.6. Общая характеристика элементов IIIА-группы Электронное строение, степени окисления, валентные возможности;

важнейшие водородные и кислородные соединения, соли и комплексные соединения в ряду бор - таллий. Свойства простых веществ. Распространение в природе и важнейшие минералы. Применение простых веществ и соединений элементов IIIА-группы. Водородные соединения. Оксид бора, гидроксид бора (борная кислота). Тетрагидроксоборат- и тетраборат-ионы.

Гидролиз буры. Взаимодействие алюминия с водой, кислотами и щелочами.

Амфотерность оксида и гидроксида алюминия. Гидролиз солей алюминия.

2.7. Общая характеристика d-элементов (сравнительный анализ) Общая характеристика элементов IIБ-группы. Электронное строение, степени окисления; кислородные соединения (оксиды, гидроксиды), соли и комплексные соединения в ряду цинк - кадмий - ртуть. Свойства простых веществ. Распространение в природе и важнейшие минералы. Применение.

Химия цинка и кадмия. Особенности химии ртути.

2.8. Общая характеристика элементов IБ-группы Электронное строение элементов IБ-группы, степени окисления, важнейшие кислородные соединения в ряду медь - серебро - золото.

Свойства простых веществ. Соли. Распространение в природе и важнейшие минералы. Получение и применение. Комплексные соединения. Особенности химии серебра и золота. Эффект Яна-Теллера на примере комплексных соединений, образованных элементами IБ группы.

2.9. Общая характеристика элементов VIIIБ-группы Элементы семейства железа. Электронное строение, степени окисления, важнейшие кислородные соединения в ряду железо - кобальт никель. Соли. Комплексные соединения (аммиакаты, ацидокомплексы, хелаты). Свойства простых веществ. Взаимодействие с водой, кислотами, с окислителями. Распространение в природе и важнейшие минералы.

Получение и применение. Оксиды, гидроксиды и соли железа(И) и железа(Ш). Получение и свойства ферратов (VI). Гидроксиды и комплексные соединения кобальта (II) никеля (II), кобальта (III) и никеля (III).

2.10. Общая характеристика элементов семейства платиновых металлов Простые вещества, их взаимодействие с неметаллами, отношение к воде, растворам кислот и гидроксидов щелочных металлов, расплавам щелочей в присутствии окислителей. Нахождение в природе, получение и применение. Особенности комплексных соединений.

2.11. Общая характеристика элементов VIIБ-группы Электронное строение, степени окисления; кислородные соединения, соли и комплексные соединения в ряду марганец -технеций - рений.

Свойства металлов. Распространение в природе и важнейшие минералы.

Применение. Особенности химии марганца. Взаимодействие с кислотами, важнейшими окислителями. Закономерности изменения свойств кислородных соединений марганца при изменении его степени окисления от +II до +VII. Оксид, гидроксид, соли марганца (II), соединения марганца (III), диоксид марганца, манганаты (VI) и перманганаты. Особенности химии технеция и рения в различных степенях окисления. Сравнение физикохимических свойств. Комплексные соединения.

2.12. Общая характеристика элементов VIБ-группы Электронное строение, степени окисления; кислородные соединения (оксиды, гидроксиды), соли и комплексные соединения в ряду хром молибден - вольфрам. Свойства металлов. Распространение в природе и важнейшие минералы. Применение. Особенности химии хрома.

Взаимодействие металла с кислотами, окислителями в щелочной среде.

Закономерности изменения свойств кислородных соединений при изменении степени окисления хрома от +II до +VI. Оксиды, гидроксиды и соли хрома (II) и хрома (III). Гидролиз солей. Окислительные свойства хроматов и дихроматов. Особенности химии молибдена и вольфрама. Простые вещества, кислородные соединения, галогениды, комплексные соединения. Строение, получение, физико-химические свойства. Изополи- и гетерополисоединения.

2.13. Химия элементов VБ-группы.

Общая характеристика. Электронное строение атомов, степени окисления, сравнение устойчивости; характеристика оксидов и гидроксидов;

склонность к комплексообразованию. Простые вещества - физические свойства, отношение к неметаллам, воде, растворам кислот и щелочей, концентрированным кислотам, царской водке, расплавам щелочей.

Нахождение в природе, получение, применение. Химия соединений. Оксиды ванадия, ниобия и тантала. Галогениды и оксогалогениды ванадия, ниобия и тантала. Основные комплексные соединения.

2.14. Химия элементов IV-Б группы.

Общая характеристика. Электронное строение атомов, степени окисления, сравнение устойчивости; характеристика оксидов и гидроксидов;

склонность к комплексообразованию. Простые вещества - физические свойства, отношение к неметаллам, воде, растворам кислот и щелочей, концентрированным кислотам, нахождение в природе, получение, применение. Химия соединений. Оксиды и гидроксиды - получение, устойчивость, кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства. Соли, основные комплексные соединения. Галогениды.

2.15. Общая характеристика элементов IIIБ-группы.

Электронное строение атомов, степени окисления, склонность к комплексообразованию. Физико-химические свойства простых веществ, отношение к неметаллам, воде, кислотам; нахождение в природе, получение, применение. Оксиды и гидроксиды, соли. Типичные комплексные соединения.

3. Комплексные соединения Комплексные соединения. Основные понятия координационной теории.

комплексообразователь, лиганды, координационное число, дентатность;

одноядерные и многоядерные комплексы (мостиковые, кластеры, смешанного типа). Номенклатура комплексных соединений. Типы комплексных соединений. Аквакомплексы, аммиакаты, гидроксокомплексы, гидридные комплексы, ацидокомплексы, анионгалогенаты и катионгалогены;

карбонильные комплексы, -комплексы, хелаты. Многоядерные комплексы и кластеры. Способность к комплексообразованию и положение элемента в Периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева. Поведение в растворе и устойчивость комплексных соединений. Реакции обмена лигандов и их количественные характеристики - константы образования и константы нестойкости (ступенчатые и общие). Распределение форм комплексов в зависимости от концентрации лиганда. Комплексообразование и растворимость солей металлов. Ряд Ирвинга-Вильямса. Зависимость прочности комплексов от природы комплексообразователя и лиганда, от степени окисления комплексообразователя; хелат-эффект и его влияние на прочность комплексов. Изомерия комплексных соединений. Понятие о связевой, геометрической, конформационной, оптической, координационной, ионизационной, сольватной (гидратной), полимеризационной изомерии.

Изомерия в хелатных комплексах. Закономерности транс-влияния. Понятие о скоростях и механизмах химических реакций. Лабильные и инертные координационные соединения.

Химическая связь в комплексных соединениях Определение геометрии комплексов методом валентных связей.

Основные положения теории кристаллического поля применительно к октаэдрическому и тетраэдрическому полю лигандов. Сильное и слабое поле лигандов, магнитные свойства и цветность комплексов. Эффект Яна-Теллера и его применение для объяснения строения и свойств комплексных соединений. Реакционная способность координированных лигандов. Роль растворителя в синтезе координационных соединений. Типы твердофазных химических превращений координационных соединений. Применение координационных соединений. Комплексы в аналитической химии и органическом синтезе. Металлокомплексный катализ. Комплексы в бионеорганической химии. Красители и неорганические пигменты.

Литература К разделам программы 1, 2, 3:

Конспекты лекций по дисциплинам «Общая химия» (1 к., 1 сем.);

«Химия элементов» (1 к., 2, 2 л. сем.; 4 к., 7 с. (направление бакалавриата 510500 «Химия»)), «Химия комплексных соединений (3 к., 6 с. направление бакалавриата 510500 «Химия»).

1. Тамм М.Е., Третьяков Ю.Д.. Неорганическая химия: в 3-х т. /Под ред. Ю.Д. Третьякова. Т.1: Физико-химические основы неорганической химии. Учебник для студ. высш. учеб. заведений / М.Е. Тамм, Ю.Д.

Третьяков; М.: Издательский центр «Академия», 2004. - 240 с.

2. Общая и неорганическая химия: учебник для вузов: в 2 т./ под ред.

А.Ф. Воробьева. Т. 1. А.Ю. Цивадзе, Н.Т. Кузнецов, А.Ф. Воробьев и др. М:

ИКЦ «Академкнига», 2004. - 371 с.

3. Степин Б. Д., Цветков А. А. Неорганическая химия: Учеб. для хим. и химико-технол. спец. вузов. - М.: Высш. шк., 1994. - 608 с.

4. Лидин Р. А., Молочко В. А., Андреева Л. Л. Химические свойства неорганических веществ: Учеб. пособие для вузов. - М.: Химия, 1996. - 480 с.

5. Хаускрофт К., Констебл Э. Современный курс общей химии. В 2-х т.

Т.1: Пер. с англ. - М.: Мир, 2002. - 540 с, ил. - (Лучший зарубежный учебник).

Т.2: Пер. с англ. - М.: Мир, 2002. -528 с, ил. - (Лучший зарубежный учебник).

6. Лидин Р.А., Савинкина Е.В., Рукк Н.С. и др. Тестовые задания по общей и неорганической химии с решениями и ответами: Учебное пособие для вузов - 230 с. Изд-во «Бином/Лаборатория знаний». 2004 г.

1. Третьяков Ю.Д., Мартыненко Л.И., Григорьев А.Н., Цивадзе, А.Ю.

Неорганическая химия, в 2-х томах. Москва, «Химия», 2001. т.1: 472 с, т.2:

583 с.

2. Тамм М.Е., Третьяков Ю.Д.. Неорганическая химия: в 3-х т. /Под ред. Ю.Д. Третьякова. Т.2: Химия непереходных элементов: Учебник для студ. высш. учеб. заведений / А.А. Дроздов, В.П. Зломанов, Г.Н. Мазо, Ф.М.

Спиридонов. - М.: Издательский центр «Академия», 2004. - 368 с.

3. Реми Г. Курс неорганической химии. Т. 1, 2. М.: Мир. Т. 1: 1963 с; Т. 2 1966 - 382 с.

4. Коттон Ф., Уилкинсон Дж. Современная неорганическая химия. Т.1, 2, 3. М.: Мир. 1969.

5. Хьюи Дж. Строение вещества и реакционная способность. М.:

Химия. 1987. - 696 с.

6. Коровин С.С, Зимина Г.В., Резник A.M. и др. Редкие и рассеянные элементы. Химия и технология. Т 1.М.: МИСИС. 1996. - 376 с.

7. Коровин С.С., Дробот Д.В., Федоров П.И. Редкие и рассеянные элементы. Химия и технология. Т 2.М.: МИСИС. 1999. - 464 с.

8. Шрайвер Д., Эткинс П. Неорганическая химия. В 2-х т. Т.1 / Пер. с англ. М.Г. Розовой, С.Я. Истоминой, М. Е. Тамм. М.: Мир, 2004. - 679 с, ил.Лучший зарубежный учебник). Т.2: Пер. с англ. А.И. Жирова, Д.О. Чаркина, М.Г. Розовой, С.Я. Истомина, М.Е. Тамм. - М.: Мир, 2004. -486 с, ил.Лучший зарубежный учебник).

9. N. N. Greenwood, А. Е. Earnshaw. Chemistry of the Elements.

Butterworth Heinemann, Oxford, UK, 1998 (hhtp://webl91.petrel.ch/mebos).

10. Б.Д. Степин. Техника лабораторного эксперимента в химии:

Учебное пособие для вузов. М.: Химия, 1999.-600 с.

11. Демонстрационные опыты по неорганической химии: Учеб.

пособие для студ. высш. учеб. заведений / под ред. Б.Д. Степина (авторы:

Б.Д. Степин, Л.Ю. Аликберова, Н.С. Рукк, Е.В. Савинкина). - М.: Гуманит.

Изю центр ВЛАДОС, 2003. - 336 с.

12. Л.Ю. Аликберова, Н.С. Рукк, Е.В. Савинкина М.Н. Давыдова.

Демонстрационные опыты по химии. Эл. Издание. Мин-во РФ по связи и информатизации. Депозитарий эл. Изданий ФГУП НТЦ «Информрегистр».

Per. Свид. №1498-1 от 12 марта 2002 г. Номер гос. Учета 0320200383. 360 Кб.

13. Турова Н.Я. Справочные таблицы по неорганической химии. М.:

Химия.1999 - 140 с.

14. Лидин Р.А., Андреева Л.Л., Молочко В.А. Справочник по неорганической химии. М.: Химия, 1987.-320 с.

15. Химическая энциклопедия. Т. 1-5. М. 1988-1998.

16. Падцефет Р. Химия золота. М.: Мир. 1982. - 260 с.

17. Коттон Ф.А., Уолтон Р. Кратные связи металл-металл. М.: Мир.

1985. - 536 с.

1. Кукушкин Ю. Н. Химия координационных соединений. М.Л.:Высшая школа. 2. Кукушкин В. Н., Кукушкин Ю. Н. Теория и практика синтеза координационных соединений. М.: «Наука». 1990.

3. Хьюи Дж. Строение вещества и реакционная способность. М.:

Химия. 1987. - 696 с.

4. Гринберг А.А. Введение в химию координационных соединений. М.Л.: Химия. 1966.

5. Аликберова Л.Ю., Рукк Н.С. Комплексные соединения. Эл. Пособие.

Мин-во РФ по связи и информатизации. Депозитарий эл. Изданий ФГУП НТЦ «Информрегистр». Per. Свид. №1499-1 от 12 марта 2002 г. Номер гос.

Учета 0320200384. 1,94 Мб.

Магистерская программа «Аналитическая химия» 020102. Программа предназначена для подготовки к сдаче вступительного экзамена при поступлении в магистратуру по специальности – «Аналитическая химия». Программа составлена в предположении, что экзаменующийся должен иметь качественные и прочные знания по общим вопросам аналитической химии наиболее широко применяемых методов анализа, принципах метрологической обработке аналитических данных.

Предмет, цели, задачи и особенности аналитической химии и аналитической службы, тенденции их развития. Место аналитической химии среди других наук, ее значение для общества.

Аналитические задачи – обнаружение, идентификация, определение и тестирование вещества. Методы аналитической химии, принципы их классификации. Основные характеристики методов. Принцип, метод и методика анализа.

функциональный, молекулярный, вещественно-фазовый; макро-, микро- и ультрамикроанализ, анализ следовых количеств; валовый и локальный;

дистанционный и на месте; разрушающий и неразрушающий;

непрерывный и периодический; внелабораторный (полевой). Анализ и контроль, их особенности. Аналитический скрининг, условия его применения.

Аналитический процесс как совокупность и единство этапов.

Аналитический сигнал как информативная функция природы и состава вещества. Уравнение связи. Градуировка аналитического сигнала. Эталонные и калибровочные материалы (стандартные вещества и материалы, образцы сравнения).

2. Химические методы анализа Химические превращения вещества – основа химических методов.

Использование законов термодинамики и кинетики для описания и управления реальными гомогенными и гетерогенными системами.

Типы равновесий в растворах, Количественные характеристики равновесий, методы и способы их определения и расчета, информативность каждого из них. Характеристика отдельных равновесий.

Кислотно-основное равновесие. Сила кислот и оснований, закономерности их изменения. Вычисление рН растворов различных кислотноосновных систем. Влияние природы растворителя на силу протолитов.

Нивелирующий и дифференцирующий эффекты растворителя Комплексообразование. Полидентатные лиганды, их природа и формы существования (полиаминополикислоты, полиамины, O, N и S – макроциклы). Протолитические равновесия в их растворах. Особенности взаимо- действия и применения в анализе, способы повышения селективности их взаимодействия. Применение для определения катионов металлов, анионов и органических веществ в водных и неводных растворах.

Окислительно-восстановительные равновесия. Общая характеристика окислительно-восстановительной способности веществ. Использование уравнения Нернста для описания реакций. Управления реакциями.

образования и растворения осадка. Гомогенное осаждение. Произведение растворимости (активности). Растворимость осадков; факторы, влияющие на него. Свойства осадков, их загрязнение.

Гравиметрические методы. Границы и области применения.

Важнейшие неорганические и органические осадители. Общая схема гравиметрических определений. Поведение осадков во времени и изменении условий их существования.

Титриметрические методы. Основные типы реакций титрования.

Изменение концентрации веществ в процессе титрования. Графическое изображение процесса титрования. Априорные и экспериментальные условия осуществимости титрования веществ и их смесей с заданной погрешностью. Критерии дифференцированного титрования.

Титриметрическая система. Способы фиксирования ее состояния.

Основы визуальной индикации. Стандартные растворы, способы приготовления и стандартизации. Способы титрования, условия применения и возможности. Расчет концентрации и массы анализируемого вещества в каждом из них. Основы, принципы, аналитические особенности наиболее широко применяемых методов титрования.

Электрохимические методы. Классификация электрохимических методов по типам электродных процессов, измеряемым электрическим параметрам, способу выполнения определений. Обратимые и необратимые электрохимические процессы. Критерии обратимости.

Вольтамперометрия. Метрологические характеристики, возможности и ограничения основных ее разновидностей. Основные характеристики вольтамперограмм. Амперометрическое титрование.

Потенциометрия. Равновесные электрохимические системы. Индикаторные электроды. Основные типы ионоселективных мембранных электро- дов, их характеристики.

Кулонометрия. Прямая потенциостатическая и гальваностатическая.

Метрологические характеристики, возможности и ограничения.

Кулонометрическое титрование.

3. Физические методы анализа Взаимодействие вещества с электромагнитным излучением, потоками частиц, магнитным полем – основа физических методов.

Методы атомной оптической спектроскопии. Атомные спектры испускания, поглощения и флуоресценции. Резонансное поглощение.

Самопоглощение, ионизация. Аналитические линии, их зависимость от природы и концентрации определяемого компонента.

Атомно-эмиссионная спектроскопия. Способы возбуждения проб.

Способы регистрации спектра. Идентификация элементов по спектрам испускания. Способы определения концентрации. Внутренний стандарт.

Основные виды помех, способы их устранения. Применение.

Атомно-абсорбционная спектроскопия. Основы метода. Атомизаторы, источники излучения, условия проведения анализа. Способы подготовки пробы. Помехи. Ограничения метода. Пределы обнаружения и избиратель ность. Применение.

Методы молекулярной оптической спектроскопии. Молекулярный спектр испускания и поглощения. Основные характеристики соответствующих полос, их аналитическая значимость. Основные законы светопоглощения и испускания. Способы измерения аналитического сигнала.

Спектрофотометрия. Электронные спектры и энергетические переходы в молекулах. Способы монохроматизации излучения. Пути повышения избирательности определения. Способы определения концентрации веществ. Анализ многокомпонентных систем. Метрологические характеристики, достоинства и ограничения методов. Применение.

спектроскопии. Люминесценция и молекулярная структура. Основные закономерности. Тушение люминесценции. Качественный и количественный анализ. Метрологические характеристики, достоинства и ограничения методов. Применение.

Инфракрасная и рамановская спектроскопия. Колебательные и вращательные спектры, качественный и количественный анализ по ним.

Особенности подготовки проб при анализе газов, растворов, твердых образцов, следовых количеств органических веществ.

Методы масс-спектрометрии. Основы метода. Основные способы образования ионов. Характеристика основных ионов. Масс-спектр, его интерпретация.

4. Методы разделения и концентрирования Место и значение методов разделения и концентрирования, тенденции развития. Принципы классификации, процессы и реакции, лежащие в основе методов. Принципы выбора метода.

Методы, основанные на образовании новой фазы. Осаждение и соосаждение. Осаждение и соосаждение матрицы, микрокомпонента, с коллектором. Селективное растворение.

Испарение, сублимация и родственные методы. Классификация методов. Испарение (простая отгонка, отгонка с водяным паром и в токе инертного газа, ректификация, молекулярная дистилляция), сублимация, характеристики.

Методы, основанные на различиях в распределении веществ между фазами.

Экстракция. Закон распределения. Основные количественные характеристики. Классификация. Физическое распределение. Реакционная экстракция, основные типы экстрагентов. Соэкстракция. Синергизм.

Сорбция. Основы метода. Классификация и количественное описание сорбционных процессов. Сорбция на активных углях, силикагелях, оксидах металлов, синтетических ионитах, комплексообразующих сорбентах.

хроматографии. Граничные условия применимости. Размывание хроматографических пиков и их разрешение. Уравнение Ван-Дееметра.

Способы осуществления хроматографического процесса, элюирования и детектирования.

Газо-адсорбционная хроматография. Изотермы адсобции. Газы-носители и адсорбенты, требования к ним. Влияние температуры на удерживание и разделение. Детекторы. Применение.

Жидкость-жидкостная (распределительная) хроматография. Разновидности метода в зависимости от полярности неподвижной фазы. Выбор условий разделения. Применение.

Аффинная хроматография. Основы метода, основные адсорбенты.

Условия проведения. Применение.

5. Метрологические основы химического анализа Химический анализ как метрологическая процедура. Погрешности, причины их возникновения; классификация. Случайные погрешности в химическом анализе. Воспроизводимость. Статистические критерии, их физическая сущность. Нормальное распределение, причины отклонения от него. Систематические погрешности в химическом анализе.

Правильность, способы ее проверки. Чувствительность. Коэффициент чувствительности. Предел обнаружения, нижняя граница определяемых содержаний. Пути повышения чувствительности методик анализа.

Градуировка как сравнение. Качество градуировки. Способы градуировки и градуировочные модели. Обработка сигнала.

6. Анализ конкретных объектов производства, веществ высокой чистоты, полупроводниковых материалов;

определение в них основного вещества, примесных и легирующих микрокомпонентов.

Органические вещества. Особенности анализа органических объектов.

Типы аналитических задач в органическом анализе. Основные аналитические характеристики органических веществ. Элементный анализ.

Определение С, Н, N, S, O, галогенов.

1. Аналитическая химия. Проблемы и подходы: В 2-х т: Пер с англ./ Под ред. Р. Кельнера, Ж.-М. Мерме, М. Отто, М. Видмера. – М.:

«Мир»:ООО «Издательство АСТ», 2004. Т.1 –608 с., Т.2. – 728 с.

2.Основы аналитической химии. В 2 кн. Кн. 1. Общие вопросы.

Методы разделения. 351 с. Кн.2. Методы химического анализа. 494 с.:

Учебник для вузов. Под ред. Ю.А. Золотова. – М.: Высш. шк.; 2006. 845 с.

3. Аналитическая химия: Учебник для вузов. Под ред. А.А. Ищенко.М.: Издательский центр «Академия», 2007.- 696 с.

4. Новый справочник химика и технолога. Аналитическая химия. Ч. 1.

– С.- Пб.: АНО НПО «Мир и Семья». 2002. – 964 с.

5. Аналитическая химия. Физические и физико-химические методы анализа: Учебник для вузов. Под ред. О.М. Петрухина.- М.: Химия. 2001.с.

Магистерская программа «Органическая химия» 020103. Программа вступительного экзамена в магистратуру по магистерской программе «Органическая химия» базируется на программе курса дисциплины «Органическая химия» для направления бакалавриата «Химия», изучаемого в 5, 6 и 6а семестрах 3 курса и в 7 семестре 4 курса. На вступительном экзамене бакалавр должен продемонстрировать:

- знание основополагающих теоретических принципов современной органической химии, - систематизированные представления о строении, способах получения и химических свойствах основных классов органических соединений, - представления о стратегии органического синтеза с использованием методов введения и превращения функциональных групп и синтонного подхода для выбора пути образования химических связей.

Теоретические основы органической химии структура молекул, образование ковалентной связи у элементов 2 периода, гибридизация, характеристики ковалентной связи, электронные смещения (понятие об индуктивном и мезомерном эффектах), делокализация электронов, граничные структуры, резонанс.

Теория кислот и оснований (Бренстед, Льюис).

Понятие о механизмах химических реакций. Классификация органических реакций по типу разрыва связей, характеру превращения и по типу реагента. Электрофилы, нуклеофилы, свободные радикалы, карбены.

Понятие о термодинамике и кинетике реакций.

Конформационная и конфигурационная изомерия.

Алканы. Строение, лабораторные и промышленные способы получения; реакции свободнорадикального замещения (галогенирование, сульфохло-рирование, сульфоокисление, нитрование, окисление), механизмы, региоселективность; дегидрирование, крекинг. Циклоалканы:

способы получения, строение, основы конформационного анализа, особенности химического поведения.

стереоселективность реакций элиминирования. Реакции присоединения к алкенам: механизмы, регио- и стереоселективность. Окислительные превращения алкенов. Полимеризация.

важнейших диенов (бутадиен, изопрен). Реакции 1,2- и 1,4-присоединения, кинетический и термодинамический контроль. Реакция Дильса-Альдера, ее регио- и стереонаправленность. Полимеризация.

Алкины. Строение, способы получения. Реакции присоединения, алки-лирования, восстановления. С-Н-Кислотность, образование ацетиленидов, реакции с альдегидами и кетонами.

Арены. Строение, ароматичность, правило Хюккеля, бензоидные и небензоидные ароматические соединения. Бензол и его гомологи, получение и химические свойства: реакции электрофильного замещения (галогенирование, нитрование, сульфирование, алкилирование и ацилирование), механизм, правила ориентации. Окисление и восстановление.

Реакции в боковой цепи: бензильное галогенирование и окисление.

Гетероциклические соединения Классификация. Ароматические гетероциклы с одним гетероатомом:

пятичленные (пиррол, тиофен, фуран) и шестичленные (пиридин, хинолин).

Важнейшие методы синтеза, зависимость свойств от природы гетероатома, реакции электрофильного и нуклеофильного замещения, реакционная способность и региоселективность.

4. Галогенопроизводные углеводородов Способы получения: галогенирование алканов, алкенов и аренов, присоединение галогенов и галогеноводородов к ненасыщенным углеводородам, из спиртов. Реакции нуклеофильного замещения: механизмы моно- и бимолекулярного замещения. Реакции элиминирования: механизмы, регио- и стереоселективность. Конкуренция замещения и элиминирования.

Реакции с металлами. Восстановление. Особенности химического поведения арилгалогенидов.

спиртов: гидролиз галогенопроизводных, гидратация алкенов, восстановление карбонильных соединений и оксиранов, реакции Гриньяра.

Химические свойства: кислотность, основность, алкилирование, ацилирование, дегидратация, окисление, нуклеофильное замещение галогенангидридами кислот фосфора и серы (механизм внутримолекулярного нуклеофильного замещения).

диолов, глицерина. Особенности химического поведения виц-диолов (окислительное расщепление, частичная дегидратация, пинаколиновая перегруппировка).

Фенолы. Способы получения одноатомных фенолов. Химические свойства: кислотность, основность, алкилирование, ацилирование, реакции электрофильного замещения.

Простые эфиры. Способы получения и свойства. Получение и особенности химического поведения оксиранов.

Насыщенные альдегиды и кетоны. Способы получения: окисление и гидро-формилирование алкенов, гидратация алкинов, гидролиз гемдигалолгенидов, окисление спиртов, из карбоновых кислот и их производных. Химические свойства: енолизация, кето-енольная таутомерия;

реакции нуклеофильного присоединения, их механизм, кислотный и основный катализ. Альдольно-кротоновая конденсация, реакция Манниха.

Галогенирование, галоформное расщепление. Окисление и восстановление.

Ароматические альдегиды и кетоны: получение формилированием и ацилированием аренов, специфические химические свойства (реакции Перкина, Канниццаро). Ненасыщенные альдегиды и кетоны: синтез и химические свойства (сопряженное присоединение, диеновый синтез).

Карбоновые кислоты и их производные Способы получения карбоновых кислот и их производных: сложных эфиров, галогенангидридов, ангидридов, амидов, нитрилов. Химические свойства: кислотность, основность, реакции нуклеофильного замещения у карбонильного атома углерода (механизм, кислотный и основный катализ).

Ненасыщенные карбоновые кислоты: Способы получения и особенности химического поведения (нуклеофильное присоединение по двойной связи, полимеризация, диеновый синтез). Дикарбоновые кислоты: получение, химические свойства (декарбоксилирование, образование циклических ангидридов и имидов). Малоновый эфир, синтезы на его основе карбоновых кислот. Угольная кислота и ее производные. Замещенные карбоновые кислоты (амино-, гидрокси- и оксокарбоновые кислоты). Способы их получения и химические свойства. Ацетоуксусный эфир, синтезы на его основе карбоновых кислот и кетонов.

Азотсодержащие производные углеводородов 8.1. Нитросоединения. Способы получения (нитрование алканов и аренов, алкилирование нитрит-аниона), химические свойства:

восстановление (в том числе ароматических нитросоединений в зависимости от рН среды), кислотность, таутомерия.

Амины. Способы получения: алкилирование аммиака и аминов, перегруппировка Гофмана, восстановление азотсодержащих соединений.

Химические свойства: основность, солеобразование, алкилирование, ацилирование, взаимодействие с азотистой кислотой. Ароматические амины:

реакции электрофильного замещения, их особенности.

Диазо- и азосоединения. Ароматические диазосоединения.

Реакция диазотирования первичных ароматических аминов как способ получения солей арилдиазония. Свойства солей диазония: реакции с выделением азота, азосочетание как метод получения ароматических азосоединений.

Общие методы органического синтеза 9.1. Методы введения и превращения функциональных групп.

Введение функциональных групп в углеводороды. Взаимопревращение функциональных групп. Изогипсические и неизогипсические реакции.

Превращения гидроксильной группы в спиртах и фенолах, аминогруппы, алкил- и арилгалогенидов, сульфо- и нитросоединений, альдегидов и кетонов, карбоновых кислот и их производных.

Методы создания химических связей. Создание углеродуглеродных связей. Ретросинтетический анализ. Понятие о синтонах и их синтетических эквивалентах. Образование связи углерод-углерод реакциями металлорганических соединений, стабилизированных одной или двумя (-М)-группами карбанионов, илидов фосфора и серы с электрофильными реагентами. Реакции нуклеофильных алкенов (енамины, еноловые эфиры), аренов и гетероаренов. Основные принципы образования связей углерод-гетероатом. Образование связей между гетероатомами.

9.3. Конструирование циклических систем. Основные принципы построения карбо- и гетероциклических систем путем нуклеофильноэлектрофильного взаимодействия (внутримолекулярные реакции алкилирования, ацилирования, конденсации, Михаэля). Реакции циклоприсоединения.

селективности органических реакций. Использование защитных групп для защиты гидроксильной группы, диолов, аминогруппы, карбоксильной группы, карбонильной группы, углерод-углеродных кратных связей.

Реагенты, условия введения и снятия защиты.

1. Нейланд О.Я. Органическая химия. М.: Высшая школа, 1990.

2. Петров А.А., Бальян Х.В., Трощенко А.Г. Органическая химия. М.:

Высшая школа, 1981.

3. Шабаров Ю.С. Органическая химия. Части 1, 2. М.: Химия, 1994.

4. Маки Р., Смит Д. Путеводитель по органическому синтезу. М.: Мир, 1985.

5. Бочков А.Ф., Смит В.А. Органический синтез. М.: Наука, 1987.

Матье Ж., Панико Р., Вейль-Рейналь Ж. Изменение и введение функций в органическом синтезе. М.: Мир, 1980.

1. Терней А. Современная органическая химия. Т. 1, 2. М.: Мир, 1981.

2. Пейн Ч., Пейн Л. Как выбирать путь синтеза органического соединения. М.: Мир, 1973.

3. Защитные группы в органической химии. Под ред. Дж. МакОми. М.:

Мир, 1976.

4. Мищенко Г.Л., Вацуро К.В. Синтетические методы органической химии. М.: Химия,1982.

Магистерская программа «Физическая химия» 020104. Физическая химия как наука. Основные разделы физической химии. Область исследования и задачи химической термодинамики.

Термодинамическая система и окружающая среда. Классификация термодинамических систем по характеру взаимодействия с окружающей средой. Состояние системы и термодинамические параметры. Экстенсивные Термодинамические процессы и их классификация. Термодинамическое равновесие.

равновесия (нулевое начало термодинамики). Первое начало термодинамики.

Теплота и работа как формы передачи энергии. Виды работы. Применения первого начала термодинамики к изохорическому, изобарическому, изотермическому и адиабатическому процессам в закрытой системе в отсутствие полезной работы. Внутренняя энергия и энтальпия как функции состояния, связь между ними. Физический смысл газовой постоянной.

Термохимия. Тепловой эффект реакции. Закон Гесса и условия его применимости. Применение закона Гесса к расчету тепловых эффектов реакций. Термохимические уравнения. Стандартные состояния для газообразных, твердых и жидких веществ. Стандартный тепловой эффект реакции. Стандартная энтальпия образования. Следствия из закона Гесса.

Стандартная теплота сгорания. Расчет энтальпий реакций по энтальпиям химических связей.

(изохорная и изобарная). Соотношение между Cp и Cv для идеального газа.

Теплоемкость газов. Вклад различных видов движения молекул во внутреннюю энергию и теплоемкость идеального газа. Характеристическая температура и функция теплоемкости Эйнштейна. Теплоемкость твердых тел. Правило Дюлонга и Пти; его обоснование. Правило аддитивности Неймана-Коппа. Закон Дебая.

Зависимость теплового эффекта реакции от температуры.

Уравнение Кирхгофа и его анализ. Интегрирование уравнения Кирхгофа с учетом температурной зависимости теплоемкостей.

Второе начало термодинамики. Процессы самопроизвольные (естественные) и несамопроизвольные (искусственные). Различные формулировки II начала термодинамики и его математическое выражение.

Применение II начала термодинамики к изолированным системам. Значение термодинамики. Расчет изменения энтропии в различных процессах:

изотермических (расширение–сжатие идеального газа, смешение идеальных газов, фазовые переходы I рода, химические реакции) и неизотермических (нагревание–охлаждение). Правило Трутона.

Связь энтропии с термодинамической вероятностью. Уравнение Больцмана, его физический смысл. Термодинамическая вероятность и направление самопроизвольных процессов в изолированной системе.

Постулат Планка (третье начало термодинамики). Остаточная энтропия и ее оценка по уравнению Больцмана. Расчет абсолютных энтропий веществ.

термодинамики к изотермическим процессам в закрытых системах. Энергия Гельмгольца и энергия Гиббса. Критерии самопроизвольности процессов и условия равновесия в закрытых системах. Максимальная полезная работа.

Характеристические функции. Фундаментальные уравнения для закрытых систем. Уравнения Гиббса–Гельмгольца. Фундаментальные термодинамические соотношения для открытых систем. Химический потенциал. Парциальные молярные величины. Зависимость химического потенциала идеального газа. Уравнение Гиббса-Дюгема.

Термодинамический вывод закона действующих масс. Константы равновесия Kp, Kc и Kx, связь между ними. Уравнение изотермы химической реакции (изотермы Вант-Гоффа). Критерии направления химической реакции в равновесие. Уравнение изобары химической реакции (изобары Вант-Гоффа), его вывод, анализ, интегрирование и применение. Принцип Ле Шателье.

Методы расчета изменения стандартной энергии Гиббса и константы равновесия химической реакции.

Химическое равновесие в неидеальных газовых смесях. Понятия фугитивности и коэффициента фугитивности. Химический потенциал компонента реальной газовой смеси. Закон действующих масс и уравнения изотермы и изобары химической реакции для неидеальной газовой системы.

Методы расчета фугитивности и коэффициента фугитивности чистых газов.

Фазовые (гетерогенные) равновесия. Основные понятия: фаза, компонент, число компонентов, число термодинамических степеней Классификация термодинамических систем и фазовых равновесий по вариантности. Понятие диаграммы состояния (фазовой диаграммы).

Принципы соответствия и непрерывности.

Однокомпонентные системы. Применение правила фаз Гиббса к однокомпонентным системам. Фазовые переходы I и II родов, их Клапейрона–Клаузиуса и его применение к двухфазным равновесиям в однокомпонентных системах. Диаграммы состояния однокомпонентных систем. Кривые фазовых равновесий (плавления, кипения, возгонки); особые точки (тройная и критическая).

Двухкомпонентные системы. Применение правила фаз Гиббса к двухкомпонентным системам. Равновесие твердая фаза - жидкость в двухкомпонентных системах. Системы с неограниченной взаимной растворимостью компонентов в жидком и твердом состояниях. Твердые растворы замещения. Изоморфизм. Диаграммы состояния. Линии ликвидуса и солидуса. Системы с неограниченной взаимной растворимостью компонентов в жидком состоянии и ограниченной взаимной растворимостью компонентов в твердом состоянии. Эвтектика и перитектика (фазовые реакции). Системы с неограниченной взаимной растворимостью компонентов в жидком состоянии и полной взаимной нерастворимостью компонентов в твердом состоянии. Термический анализ. Кривые охлаждения.

Сопряженные точки и фазы. Нода (коннода). Правило рычага.

Системы с образованием химических соединений, плавящихся конгруэнтно.

Термодинамика растворов. Классификация растворов. Идеальные растворы. Химический потенциал компонента. Функции смешения для идеального раствора. Растворы неэлектролитов. Равновесие жидкость – пар в бинарных системах. Закон Рауля. Диаграммы состояния бинарных идеальных растворов. Пограничные кривые жидкости и пара. I закон Коновалова.

Неидеальные растворы. Классификация растворов по типу отклонения от закона Рауля. Диаграммы состояния бинарных неидеальных растворов. II закон Коновалова. Азеотропные смеси. III закон Коновалова. Закон Генри.

Области применимости законов Рауля и Генри для неидеальных растворов.

Равновесие жидкость – жидкость в двухкомпонентных системах.

Диаграммы взаимной растворимости жидкостей. Критическая температура растворения. Термодинамическое объяснение взаимной растворимости жидкостей. Диаграммы кипения двухкомпонентных систем с ограниченной взаимной растворимостью жидкостей. Гетероазеотроп, или псевдоазеотроп.

нерастворимостью жидкостей.

Трехкомпонентные системы. Распределение растворенного вещества между двумя несмешивающимися жидкостями. Закон распределения Бертло–Нернста. Экстракция. Физико-химические основы разделения жидких смесей методом перегонки. Простая и фракционная перегонки.

Коллигативные свойства разбавленных растворов нелетучих веществ в жидкости. Понижение давления насыщенного пара растворителя над раствором. Повышение температуры кипения раствора. Эбулиоскопия.

Понижение температуры замерзания раствора. Криоскопия. Уравнение Шредера. Осмос и осмотическое давление. Уравнение Вант-Гоффа.

Реальные растворы. Активности и коэффициенты активности (моляльный и молярный), связь между ними. Симметричная система стандартного состояния. Прямые и косвенные методы определения активностей.

Термодинамика растворов электролитов. Электролитическая диссоциация. Степень диссоциации и константа диссоциации. Закон разведения Оствальда. Коллигативные свойства разбавленных растворов электролитов. Изотонический коэффициент Вант-Гоффа. Концентрация и активность растворов электролитов. Средние ионные моляльность, коэффициент активности, активность. Общая активность электролита.

Несимметричная система стандартных состояний. Ионная сила раствора.

Зависимость среднего ионного коэффициента активности от ионной силы раствора. Основные положения и допущения электростатической статистической теории разбавленных растворов сильных электролитов Дебая–Хюккеля. Понятие ионной атмосферы. Предельный закон Дебая– Хюккеля, область его применимости.

Электрическая проводимость растворов электролитов. Удельная и молярная электрические проводимости, связь между ними. Электрические подвижности и числа переноса ионов. Связь между удельной электрической проводимостью раствора электролита, его концентрацией и электрическими Кольрауша). Теория электрической проводимости растворов сильных электролитов Дебая–Хюккеля–Онзагера. Уравнение Онзагера, область его применимости. Прототропная теория электрической проводимости растворов кислот и оснований. Эстафетный механизм электрической проводимости.

электролита, ионного произведения воды и произведения растворимости малорастворимого сильного электролита. Кондуктометрическое титрование.

Термодинамика электрохимических систем. Схема правильно разомкнутой электрохимической цепи. Двойной электрический слой.

Межфазные скачки потенциала. Диффузионный потенциал и его устранение.

Солевой (электролитический) мостик. Электродный потенциал и ЭДС.

Стандартный электродный потенциал и стандартная ЭДС электрохимической электрохимической цепи. Уравнение Нернста.

(обратимые относительно катиона, обратимые относительно аниона).

Амальгамные электроды. Электроды II рода (хлорсеребряный, каломельный).

(ионообменные) электроды.

Концентрационные цепи без переноса ионов.

электрохимической цепи от температуры. Теплота электрохимической реакции. Потенциометрия и ее применения: определение средних ионных коэффициентов активности электролитов, произведения растворимости малорастворимых сильных электролитов, ионного произведения воды, термодинамических характеристик реакций. Потенциометрическое определение pH растворов с использованием водородного, хингидронного и стеклянного электродов.

уравнение. Кинетическое уравнение степенного вида. Понятия скорости Интегрирование кинетических уравнений реакций 0, 1 и 2-го порядков, протекающих в статическом реакторе. Методы определения порядков реакций (метод подбора, по зависимости времени полупревращения от начальной концентрации реагента, метод Вант-Гоффа, метод формального понижения порядка реакции Оствальда). Основные типы химических реакторов – статический, идеального смешения, идеального вытеснения, сопоставление их эффективности. Степень превращения и среднее время контакта.

Зависимость скорости реакции от температуры. Уравнение Аррениуса и определение его параметров по экспериментальным данным.

Анализ уравнения Аррениуса.

Кинетика сложных реакций. Основные принципы рассмотрения кинетики сложных реакций. Прямая и обратная задача в кинетике сложных реакций и их решение. Кинетическое уравнение двухстадийной параллельной реакции и его интегрирование. Анализ кинетических кривых для реагента и продуктов. Кинетическое уравнение обратимой мономолекулярной реакции и его интегрирование. Анализ кинетических кривых реагента и продукта. Последовательные реакции. Кинетика последовательных реакций на примере двухстадийной мономолекулярной реакции. Анализ кинетических кривых реагента, продукта и промежуточного вещества. Влияние соотношения констант скорости на вид кривых.

Приближенные методы описания кинетики сложных реакций.

Метод квазистациoнарных концентраций и условия его применения для решение прямой задачи химической кинетики). Квазиравновесный режим.

Метод квазиравновесных концентраций, условия его применимости. Понятие лимитирующей стадией.

Цепные реакции. Понятие о цепном механизме. Стадии цепного процесса. Линейный и квадратичный обрыв. Цепные неразветвленные реакции. Основные приближения, используемые при анализе кинетических закономерностей цепных неразветвленных реакций (на примере реакции Цепные разветвленные реакции. Основные стадии. Метод полустационарных концентраций Н.Н.Семенова и его применение к уравнения и его анализ). Квазистационарный режим и режим цепного воспламенения. Пределы воспламенения.

Теория активных столкновений (ТАС). Модель элементарного бимолекулярной реакции, физический смысл его параметров. Число столкновений одной молекулы в единицу времени и длина свободного пробега молекулы. Физический смысл параметров уравнения Аррениуса в рамках теории активных соударений. Недостатки теории столкновений.

Стерический фактор.

устойчивой молекулы. Основные положения теории. Уравнение для скорости бимолекулярной реакции: вывод и анализ..Энтальпия и энтропия активации.

Физический смысл энергии активации уравнения Аррениуса в теории активированного комплекса. Связь между энергией активации прямой и обратной реакций. Достоинства и недостатки теории активированного комплекса.

Сравнение теорий химической кинетики ТАК и ТАС. Анализ выражения константы скорости бимолекулярной реакции в рамках обеих теорий. Объяснение "нормальных", "медленных" и "быстрых" реакций.

Мономолекулярные реакции. Типы мономолекулярных реакций, особенности их кинетики. Объяснение кинетических закономерностей в рамках теории активных столкновений. Теория Линдемана: модель мономолекулярного процесса и объяснение кинетических закономерностей.

Недостатки теории Линдемана.

Тримолекулярные реакции: типы, особенности кинетики и их объяснение с позиций теории активных столкновений.

гетеролитические реакции. Влияние растворителя на скорость гомолитических и гетеролитических реакций. Клеточный эффект. Уравнение Бренстеда-Бьеррума. Влияние ионной силы на скорость реакции между ионами. Первичный и вторичный солевые эффекты. Влияние природы растворителя на скорость химической реакции. Компенсационный эффект.

каталитического действия. Кислотно-основный катализ. Кинетические закономерности простейшей кислотно-катализируемой реакции: общий кислотный и специфический протонный катализ. Функция кислотности Гаммета, ее физический смысл, способ определения и ее влияние на кинетику реакций, катализируемых протонными кислотами.

Понятие о ферментативном и металлокомплексном катализе.

Гетерогенный катализ. Стадии гетерогенной каталитической температурной зависимости скорости гетерогенной каталитической реакции.

Адсорбция физическая и химическая. Влияние давления на адсорбцию.

Изобара адсорбции. Вывод уравнения изотермы адсорбции Лэнгмюра.

Гетерогенный катализ. Механизм Лэнгмюра-Хиншельвуда. Кинетика мономолекулярной одностадийной гетерогенной каталитической реакции.

Влияние адсорбции реагентов и продуктов реакции на порядок гетерогенной каталитической реакции.

Квантовая химия как теоретическая основа представлений современной химии. Общие принципы. Принцип неопределенности Гейзенберга. Постулаты квантовой механики.

полной энергии. Собственные значения и собственная волновая функция оператора Н. Приближенные методы решения, основанные на различных способах учета потенциальной энергии отталкивания электронов. Идея водородоподобия. Основные положения метода Слейтера. Выводы, полученные при решении. Анализ выражения для энергии. Снятие вырождения по квантовому числу l. Анализ волновой функции.

Энергетическая диаграмма. Атомная орбиталь (АО). Правило Клечковского для распределения АО по энергии. Электронный терм для основного состояния атома.

Метод молекулярных орбиталей. Основные положения метода.

Понятие молекулярной орбитали (МО). Приближенное описание молекулярной орбитали как линейной комбинации атомных орбиталей (ЛКАО). Базис атомных орбиталей (БАО). Связь количества МО с размерностью БАО (на примере молекулы метана). Типы химической связи ( - и -связи) Гомо- и гетероядерные бинарные молекулы.

Метод МО в приближении Хюккеля (ММОХ), его основные допущения и границы применимости. Разделение -и -остова. Энергия -электронов. Конформационная и конфигурационная изомерия.

Даниэльс Ф., Олберти Р. Физическая химия. М.: «Мир», 1978.

Физическая химия: В 2-х кн./ Под ред. К.С. Краснова. 3-е изд., испр. М.: «Высшая школа», 2001; Физическая химия. 1. Строение вещества.

Термодинамика. / К.С. Краснов и др. – М.: Высшая школа, 1995.

Эткинс П., Паула Дж. де. Физическая химия. 1. Равновесная термодинамика. – М.: Мир, 2007.

Новосибирск: Наука, 1966; М.: Бином, 2009.

Еремин Е.Н. Основы химической термодинамики. 2-е изд. М.:

«Высшая школа», 1978.