Вопросы к экзамену для химиков

ПРОГРАММА-МИНИМУМ-ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ. Для химиков 2013
Атомно-молекулярное учение. Закон эквивалентов. Методы определения
эквивалента простого и сложного вещества. . Количество вещества. Моль. Закон
Авогадро.
Постулаты Бора. Орбитали. Квантовые числа. Энергия атомных орбиталей.
Электронные уровни и подуровни. Электронные облака. Внешние и валентные электроны.
Форма и размер электронного облака. Орбитальные радиусы. Форма граничной
поверхности электронной плотности для s-, p-, d-, и f-атомных орбиталей. Принцип
Паули. Правило Хунда. Правила Клечковского. Электронное строение атомов элементов.
Эффекты экранирования, проникновения к ядру и сжатия. Энергия ионизации атомов и
ионов. Сродство к электрону. Электроотрицательность.
Периодический закон Д.И.Менделеева и строение атома
Структура и формы периодической системы и их связь с электронным строением
атомов. s-, p-, d- и f-элементы. Периодические и непериодические свойства элементов.
Систематизация атомов по строению их электронных оболочек. Склонность атомов к
отдаче и присоединению электронов. Особенности электронного строения атомов в
главных и побочных подгруппах, в семействах актиноидов и лантаноидов. s-, p-, d- и fэлементы. Изменение электроотрицательности, сродства к электрону и энергии ионизации
в периодах и группах. Металличность и неметалличность. Радиусы атомов и их ионов.
Степень окисления и валентность атомов.
Кислотно-основные свойства веществ и их зависимость от степени окисления и
радиусов ионов элементов. Амфотерные соединения. Изменение кислотно-основных
свойств соединений в группам и периодам. Изменение кислотно-основных свойств
оксидов и гидроксидов в периодах и группах.
Эффекты сжатия, экранирования и промотирования. Вторичная периодичность.
1.3. Строение молекул и химическая связь
Строение и свойства вещества. Типы химической связи. Ковалентная связь и её виды.
Свойства и способы образования. Обменный механизм образования ковалентной связи.
Основные положения метода валентных связей (МВС). Валентности атомов с позиции
МВС.
Основные характеристики химической связи - длина, направленность и энергия
ковалентной связи. Кратность связи/ Валентные углы. Гибридизация атомных орбиталей.
Типы гибридизации. - и - связи. Донорно-акцепторный механизм образования связи в
методе ВС (образование CO, HNO3, NH 4 ).
Метод молекулярных орбиталей (МО ЛКАО). Энергетические диаграммы гомо- и
гетероядерных молекул. Основные положения метода МО. Связывающие и
разрыхляющие МО. Сравнение методов ВС и МО.
Ионы. Ионная связь. Свойства ионной связи. Ионная связь как предельный случай
ковалентной полярной связи. Состав и строение ионных соединений.
Металлическая связь. Металлы. Понятие о зонной теории твердого тела. Проводники,
полупроводники, диэлектрики.
Водородная связь и ее особенности. Межмолекулярная и внутримолекулярная
водородные связи. Влияние водородной связи на свойства веществ.
Кристаллическая решетка. Кристаллическое состояние. Атомная, ионная,
молекулярная и металлические решетки. Зависимость свойств кристаллических веществ
от типа химической связи.
Межмолекулярное взаимодействие. Ориентационное, индуктивное и дисперсионное
взаимодействие.
1.4. Комплексные соединения
Основные определения. Координационная теория. Типичные комплексообразователи и
лиганды. Классификация, номенклатура и изомерия комплексных соединений.
Диссоциация комплексных соединений. Химические свойства комплексных соединений
1.5. Основные закономерности протекания химических реакций
Внутренняя энергия и энтальпия вещества. Первый закон термодинамики. Тепловые
эффекты химических реакций. Экзо- и эндотермические реакции. Термохимические
уравнения. Закон Гесса.
Понятие об энтропии. Энтропия и периодический закон. Понятия об энергии Гиббса
образования веществ, как меры реакционной способности. Энтальпийный и энтропийный
факторы процессов. Направление самопроизвольного протекания химических реакций.
Второй закон термодинамики. Стандартное состояние вещества.
Скорость химической реакции. Скорость реакции в гомогенных и гетерогенных
системах. Истинная скорость реакции.
Факторы, влияющие на скорость химических реакций. Зависимость скорости
химических реакций от концентрации реагирующих веществ. Закон действия масс.
Константа скорости реакции и ее физический смысл.
Зависимость скорости химической реакции от температуры. Правило Вант – Гоффа,
температурный коэффициент скорости реакции.
Энергия активации и тепловой эффект химической реакции. Зависимость скорости
химической реакции от температуры, энергии активации и энтропии активации.
Уравнение Аррениуса.
Катализ. Каталитические реакции. Особенности каталитических процессов. Теория
гомогенного и гетерогенного катализа. Автокатализ. Катализаторы и ингибиторы.
Химическое равновесие . Необратимые и обратимые химические процессы.
Гомогенные и гетерогенные равновесия. Константа равновесия. Равновесный выход
продуктов реакции. Влияние различных факторов на химическое равновесие. Принцип
Ле–Шателье.
1.6. Растворы и электролиты
Общие свойства растворов. Дисперсные системы. Классификация дисперсных систем.
Суспензии и эмульсии. Коллоидные растворы. Устойчивость коллоидных растворов.
Строение коллоидной частицы и мицеллы. Лиофильные и лиофобные коллоиды. Золи и
гели. Пептизация, коагуляция, седиментация коллоидов. Коллоидные растворы в природе
и технике.
Классификация растворов. Процессы, сопровождающие образование растворов. Теория
растворов. Сольватация. Растворение как физико-химический процесс. Способы
выражения концентрации растворов.
Растворимость. Закономерности растворимости газов в жидкостях, двух жидкостей,
твердых веществ в жидкостях. Влияние на растворимость природы компонентов,
температуры и давления. Перекристаллизации и экстракция.
Осмотическое давление. Уравнение Вант-Гоффа. Давление насыщенного пара над
раствором. Законы Рауля. Температуры кипения и кристаллизации. Криоскопия и
эбуллиоскопия.
Растворы электролитов. Теория электролитической диссоциации Аррениуса. Сильные
и слабые электролиты. Степень электрической диссоциации (ЭД). Константа
диссоциации. Закон разбавления Оствальда. Влияние одноименного иона на диссоциацию
слабого электролита. Произведение растворимости.
Диссоциация воды. Закон действующих масс. Автопротолиз воды. Ионное произведение
воды. Водородный показатель. Константы кислотности и основности.
Буферные растворы. Буферная емкость. Приготовление буферных растворов. Понятие о
буферных системах и их роли в сохранении кислотно-основного равновесия в организме
человека.
Свойства кислот и оснований в растворах. Сильные и слабые кислоты и основания.
Вычисления рН в растворах кислот и оснований.
Внутримолекулярные кислотноосновные взаимодействия, определяющие неустойчивость кислот оснований и солей.
Протолиз (гидролиз) солей. Ионные уравнения реакции протолиза (гидролиза).
Различные типы гидролиза. Константа и степень протолиза (гидролиза). Ее зависимость
от концентрации и температуры. Необратимый протолиз (гидролиз). Процессы протолиза
(гидролиза) в природе.
1.7. Окислительно-восстановительные реакции (ОВР)
Какие бывают химические реакции. Классификация химических реакций.
Окислительно-восстановительные реакции ( реакции с переносом электрона).
Классификация ОВР. Важнейшие окислители и восстановители. Изменение окислительновосстановительных свойств веществ в соответствии с положением элементов в группах и
периодах. Влияние температуры, концентрации реагентов, их природы, среды и других
условий на протекание ОВР.
Гальванические элементы. Равновесие на границе металл - раствор. Электродный
потенциал. Водородный электрод сравнения. Ряд стандартных электродных потенциалов,
факторы, определяющие положение металла в ряду стандартных электродных
потенциалов. Химические источники электрического тока. Электродвижущая сила
гальванического элемента.
Электролиз как окислительно-восстановительный
процесс. Электролиз расплавов и водных растворов электролитов. Катодные и анодные
процессы. Практическое значение электролиза. Электролитические способы получения
металлов из расплавов. Коррозия металлов и методы защиты от нее.