Геолого-геофизический факультет Основы общей и неорганической химии I семестр Экзаменационные вопросы 2012/2013 учебного года 1. Строение веществ 1.1. Атомное ядро. Атомный номер. Массовое число. Элемент. Изотопы, изобары. Магические ядра. Природная и искусственная радиоактивность. Типы радиоактивного распада. 1.2. Ядерные реакции, нуклеосинтез в природе. Дефект массы m = E / c2. Радиоактивность. Представление о способах определения геологического возраста при помощи анализа изотопного состава. 1.3. Квантовые числа (главное, орбитальное, магнитное, спиновое). Атомные орбитали s-, p-, d- и f-типа. Энергетические уровни электрона в одноэлектронных и многоэлектронных частицах. Принцип Паули и первое правило Хунда как основа порядка заполнения атомных орбиталей. Основное и возбужденные состояния электронов в атоме. 1.4. Периодическая система элементов Д. И. Менделеева и электронное строение атомов: атомные и ионные радиусы, потенциал (энергия) ионизации и периодичность их изменения. Положение элемента в Периодической системе как его главная характеристика. 1.5. Ковалентная неполярная связь. Ковалентность атомов в основном и возбужденном состояниях. - и -связи, кратность связи. Электронные и структурные формулы. Форма электронных облаков и геометрия молекул. Гибридные атомные орбитали. Донорно-акцепторный механизм образования ковалентной связи. Сопряжение связей. 1.6. Различные аспекты валентности: ковалентность, степень окисления, координационное число. Геометрия молекул по методу отталкивания электронных пар (метод Гиллеспи). Электроотрицательность, полярность связи. Дипольный момент. 1.7. Нековалентные взаимодействия: ионная, межмолекулярная (вандерваальсовая), водородная связи и их роль в агрегатных состояниях вещества. Ковалентные, ионные, молекулярные и металлические твердые вещества. Гомо- и гетеродесмические кристаллы. 2. Химический процесс: энергетика и равновесие 2.1. Стехиометрическое уравнение химической реакции. Уравнения материального баланса, уравнение баланса зарядов (электронейтральности). Молекулярная и ионная форма записи уравнения реакции. Тепловые эффекты химических процессов, экзо- и эндотермические реакции. Закон Гесса. 2.2. Внутренняя энергия, теплота, работа. Энтальпия. 1-е начало термодинамики. Теплоемкость. 2.3. Энтропия – микроскопический и термодинамический подход. 2-е начало термодинамики. Зависимость энтропии от температуры, давления, концентрации. 2.4. Стандартные условия. Стандартное состояние веществ. Стандартные термодинамические функции. Энтальпия реакции и энтальпия образования вещества. 2.5. Энергия Гиббса. Энергия Гиббса реакции и энергия Гиббса образования вещества. Уравнение изотермы химического процесса и константа равновесия. 2.6. Уравнение изотермы химического процесса и константа равновесия. Влияние на положение равновесия и константу равновесия температуры и давления. Принцип Ле Шателье. 3. Классификация и номенклатура неорганических веществ 3.1. Классификация неорганических веществ: металлы и неметаллы; бинарные соединения металл – неметалл и неметалл – неметалл, типы химических связей в них. 3.2. Классификация неорганических веществ: несолеобразующие). Кислоты, основания, соли. оксиды по Лавуазье (кислотные, основные, 3.3. Номенклатура неорганических соединений: бинарные соединения. 3.4. Номенклатура неорганических соединений: кислородсодержащие кислоты и их соли. 4. Ионные равновесия в водных растворах 4.1. Растворы электролитов и неэлектролитов. Сильные и слабые электролиты. Степень диссоциации. 4.2. Кислоты и основания по Аррениусу и Бренстеду. Константы ионизации (кислотности и основности). 4.3. Ионное произведение воды, зависимость от температуры и давления. Водородный показатель – рН. 4.4. Гидролиз солей. 4.5. Растворимость, произведение растворимости. Условия осаждения – растворения. амфотерные, Процедура экзамена 1. Экзамен проводится устно и состоит из ответа на вопросы билета (время подготовки 30 мин) и решения задач (время дается отдельно) + при необходимости ответ на дополнительные вопросы/задачи. 2. В билете содержатся два вопроса из приведенного выше списка и две задачи, таким образом, чтобы были охвачены все четыре раздела курса. Образцы задач приведены в УМК по курсу [А.И. Губанов и др., Общая и неорганическая химия. НГУ, 2012]. 3. Экзамен – устный; при подготовке нужно привести письменно только краткие тезисы ответов на вопросы билета; в случае необходимости экзаменатор сам попросит осветить подробнее те или иные аспекты. 4. Необходимые и достаточные знания и умения студента приведены, согласно указаниям МинОбра, в УМК. Ниже даем выдержку из УМК – что необходимо знать и уметь для получения оценки «УДОВЛЕТВОРИТЕЛЬНО». Соответственно, незнание/неумение чего-либо из данного списка оценивается неудовлетворительной оценкой. Для получения оценки «удовлетворительно» в I семестре студент должен: 1) знать символы и названия элементов ПС; 2) знать понятия атомный номер, массовое число, элемент, изотоп; 3) уметь определять состав ядра любого изотопа и записывать уравнения процессов радиоактивного распада; 4) уметь записывать электронные конфигурации атомов и ионов; 5) уметь пользоваться таблицей ПС (владеть понятиями группа, подгруппа, период, ряд, семейство, аналог, предсказывать стехиометрию высших оксидов, галогенидов); 6) уметь определять ковалентность, степень окисления, записывать структурные формулы и предсказывать геометрию неорганических молекул; 7) знать основные типы твердых веществ (ковалентные, ионные, металлические, молекулярные) и уметь определять тип химической связи (для несложных соединений); 8) знать определения основных термодинамических функций: внутренняя энергия, теплота, работа, теплоемкость, энтропия, энтальпия, энергия Гиббса, константа равновесия; 9) Знать и уметь использовать закон Гесса; 10) уметь рассчитывать энергии Гиббса реакций и константы равновесия из справочных данных по стандартным термодинамическим функциям образования энтальпии, энтропии; 11) уметь рассчитывать из константы равновесия и начального состава равновесный состав и из равновесного состава – константу равновесия; 12) знать основные способы выражения концентрации растворов (% мас., % мол., моль / л) и уметь производить пересчет из одних единиц в другие; 13) уметь производить расчеты по стехиометрическим уравнениям реакций; 14) знать понятия кислота и основание по Бренстеду и Аррениусу. Уметь рассчитывать концентрации ионов и рН растворов сильных и слабых кислот и оснований, солей; 15) уметь рассчитывать концентрацию ионов в насыщенных растворах из данных по растворимости или ПР и наоборот. Составил Проф. каф. общей химии А.П. Чупахин 03.12.2012 от Р.Х. Материал размещен на сайте кафедры общей химии http://fen.nsu.ru/genchem/