Химическая связь и строение молекул

Введение

Химия – раздел естествознания. Предмет и задачи химии. Материя и движение. Связь химии и биологии. Химия как основа научно-технического прогресса.

Литература:

1.Глинка Н.Л. Общая химия: Учеб. пособие для вузов / Под ред. А.И.Ермакова. М.: Интеграл-Пресс, 2009. С.14 – 17 (основная).

2.Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия: Учеб. для вузов. М.: Высш. шк., 2006. С.4. (дополнительная).

1. Атомно-молекулярная теория. Основные понятия и законы химии

Понятия атома, молекулы, элемента, простого и сложного вещества, фазы. Стехиометрические законы и их роль в утверждении атомно-молекулярного уче­ния. Законы сохранения массы и энергии. Закон постоянства состава: соединения постоянного и переменного состава. Закон кратных отношений. Современное содержание стехиометрических законов. Закон объемных отношений. Закон Авогадро.

Атомные и молекулярные массы. Моль – мера количества вещества. Определение молярных масс веществ в газообразном состоянии; метод Авогадро по относительной плотности; метод, основанный на уравнении состояния Клапейрона – Менделеева. Универсальная газовая постоянная и ее размерность.

Литература:[1] С.18 - 36.

2. Скорость химических реакций и химическое равновесие

Скорость химических реакций; понятие о скоростях гомогенной и гетероген­ной химической реакции. Закон действующих масс. Энергия активации реакции; зависимость скорости реакции от природы реагирующих веществ; уравнение Аррениуса. Зависимость скорости реакции от температуры; правило Вант-Гоффа и уравнение Аррениуса. Влияние катализатора на скорость реакции; гомогенный и гетерогенный катализ.

Обратимость химических реакций. Химическое равновесие; константа равно­весия. Принцип Ле Шателье; влияние температуры, давления и концентрации ве­ществ на смещение химического равновесия.

Литература:[1] С.168 - 210; [2]: C.175 - 225.

Растворы

Дисперсные системы. Истинные растворы, взвеси, коллоидные растворы. Жидкие растворы. Промежуточное положение истинных растворов между механическими смесями и химическими соединениями. Насыщенные, ненасыщенные и пересыщенные растворы. Способы выражения концентрации растворов: объемная, массовая и молярная доли; молярность, моляльность.

Тепловые эффекты при растворении; теплота растворения вещества. Сольватация; гидраты и сольваты; кристаллогидраты и кристаллосольваты. Химическая теория растворов Д.И.Менделеева. Физическая теория растворов. Растворение как физико-химический процесс.

Понятие о растворимости веществ. Влияние на растворимость природы ве­ществ, давления и температуры. Растворимость твердых веществ, жидкостей и газов (закон Генри) в жидкостях.

Теория растворов электролитов. Теория электролитической диссоциации Аррениуса. Кислоты, основания и соли с позиций теории электролитической диссоциации. Амфолиты. Степень электролитической диссоциации; её зависимость от природы растворителя, природы электролита, концентрации раствора и температуры. Константа диссоциации слабых электролитов. Закон разбавления Оствальда. Ступенчатая диссоциация кислот и оснований. Равновесие осадок–раствор; произведение растворимости.

Электролитическая диссоциация воды; ионное произведение воды. Водород­ный показатель. рН жидкостей организма. Гидролиз солей. Степень и константа гидролиза. Зависимость степени гидролиза солей от температуры и концентрации раствора. Роль гидролиза в живом организме.

Литература:[1] С.216 - 258; [2] C.139 - 149, 225 - 234.

Строение атома

Открытия, свидетельствующие о сложности строения атома. Составные части атома.

Квантово-механическая теория строения атома. Принцип квантования энергии электрона в атоме. Корпускулярно-волновая двойственность электрона; уравнение де Бройля. Принцип неопределенности Гейзенберга. Волновая функция. Понятие об электронном облаке. Уравнение Шредингера. Понятие о квантовых числах. Формы электронных облаков. Электронная структура многоэлектронных атомов; принцип Паули. Порядок заполнения атом­ных орбиталей; принцип минимума энергии (правила Клечковского). Правило Хунда. Электронные формулы атомов элементов периодической системы.

Литература:[1] С.37 - 71; [2] C.16 - 27.

5. Периодический закон и периодическая система элементов Менделеева в свете современных представлений о строении атома

Периодический закон и периодическая система элементов Д.И.Менделеева. Рентгеновские спектры металлов; закон Мозли. Современная формулировка пе­риодического закона. Периодическая система как естественная классификация элементов по электронным структурам атомов: электронные структуры атомов элементов I-III периодов, IV и V периодов, VI и VII периодов. Периодичность из­менения физико-химических свойств элементов; изменение радиусов атомов и ио­нов. Энергия ионизации и сродство к электрону. Электроотрицательность. Периодичность изменения энергии ионизации, сродства к электрону и электроотрицательности. Общенаучное и философское значение периодического закона.

Литература:[1] С.72 - 89; [2]: C.27 - 45.

Химическая связь и строение молекул

Основные характеристики химической связи (энергия, длина, валентный угол). Ковалентная связь. Метод валентных связей (МВС); механизмы образо­вания связей. Насыщаемость химической связи. Направленность химической связи. Концепция гибридизации и гео­метрия молекул; влияние неподеленных электронных пар на геометрию молекул. Кратность химической связи; понятие о σ-, π- и δ-связях.

Полярность и поляризуемость ковалентной связи; дипольный момент связи и молекулы. Ионная связь; характерные особенности ионной связи; степень ковалентности ионных соединений. Водородная связь. Межмолекулярное взаимодей­ствие; эффекты ориентационного, индукционного и дисперсионного взаимодей­ствия.

Литература:[1] С.97 - 157; [2] C.46 - 107.