Строение вещества. Квантово-механическая модель

Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования «Национальный
исследовательский ядерный университет «МИФИ»
ОБНИНСКИЙ ИНСТИТУТ АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ (ИАТЭ)
Факультет естественных наук
УТВЕРЖДАЮ
Руководитель ИАТЭ НИЯУ МИФИ»
________________ Сальников Н.Л.
«___» _____________ 2010 г.
ПРОГРАММА АТТЕСТАЦИОННОГО СОБЕСЕДОВАНИЯ
для поступающих в ИАТЭ - НИЯУ МИФИ
на 2-ой и последующие курсы (перевод),
на 2-ое высшее образование, по программам специальностей и направлению подготовки
специалистов:
Специальность 020100 – Химия
Специализация «Аналитическая химия»
Обнинск 2010
Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным
стандартом высшего профессионального образования по специальности 140404 – «Атомные
электрические станции и установки», специализация «Физико-химические процессы на
АЭС».
Программу составил:
______________________
Программа рассмотрена на заседании кафедры О и СХ
(протокол №_________ от ________________)
Заведующий кафедрой О и СХ
______________________./ Милинчук В.К./
«____»________________2010г.
СОГЛАСОВАНО
Декан
Факультета естественных наук
_______________________ Н.Б.Эпштейн
«28 » января 2010г.
1. Оценка уровня и качества полученного образования
Биографические данные абитуриента; успеваемость в колледже, вузе; соответствие
полученного образования выбранной специальности (профильность); наличие диплома с
отличием, золотой (серебряной) медали, дипломов победителей и призеров Всероссийских
олимпиад, других наград; наличие свидетельства об окончании подготовительных курсов.
2. Мотивация выбора профессии
Представление абитуриента о будущей профессии; мотивы выбора профессии;
представления о сфере и направлениях будущей профессиональной деятельности,
предполагаемая специализация; общая ориентация в профессиональной проблематике;
Наличие стажа работы по профилю выбранной специальности: полученные знания и
профессиональные навыки.
3. Личностно-профессиональные характеристики абитуриента
Способность к обучению, дисциплинированность, организованность, ответственность
способность к творческой деятельности; уровень самостоятельности в принятии решений
(самооценка личностных качеств). Представление о будущей профессиональной карьере.
Предполагаемые формы участия в научной и общественной жизни института.
4. Собеседование по профилю
На 3-й семестр
Тема «Общая и неорганическая химия»
Строение вещества.
Квантово-механическое описание атома. Корпускулярно-волновой
дуализм. Орбиталь, квантовые числа (n, l, m, s ), их значение и физический смысл.
Электронное строение атомов. Правила заполнения электронных орбиталей. Периодический
закон
и
периодическая
система
химических
элементов
Д.И.Менделеева.
Электроотрицательность и основные типы химической связи. Ковалентная связь. Ионная
связь. Металлическая связь. Водородная связь. Межмолекулярные взаимодействия. Энергия
межмолекулярных взаимодействий и агрегатное состояние вещества. Газообразное
состояние. Конденсированное состояние.
Кристаллы. Аморфное состояние вещества.
Молекулярные,
атомные,
ионные
и
металлические
кристаллы.
Жидкое
и
жидкокристаллическое состояние вещества.
Химические свойства веществ. Генетические ряды. Основные классы неорганических
веществ: оксиды, кислоты, основания, соли. Кислотно-основные свойства оксидов и
гидроксидов в зависимости от положения элементов в Периодической системе элементов
Д.И. Менделеева и их степени окисления. Амфотерные соединения.
Теоретические основы химии. Учение о химическом процессе. Основы химической
термодинамики. Изолированные, замкнутые и открытые системы. Параметры состояния и
функции состояния термодинамической системы. Работа и теплота. Изохорные, изобарные,
изотермические, адиабатические процессы. Первое начало термодинамики. Энтальпия.
Внутренняя энергия. Термохимия. Тепловые эффекты химических реакций. Закон Гесса и
следствия из него. Энтальпия образования и сгорания веществ. Стандартное состояние
вещества. Расчёт тепловых эффектов химических реакций. Зависимость тепловых эффектов
от температуры. Закон Кирхгофа. Энтропия. Уравнение Больцмана. Критерии равновесия и
направления самопроизвольного протекания процессов. Энергия Гиббса. Влияние
энтальпийного и энтропийного факторов на направление протекания процесса. Уравнение
изотермы химической реакции (уравнение Вант-Гоффа).
Химическая кинетика. Гомогенные и гетерогенные реакции. Скорость химической реакции.
Закон действия масс. Молекулярность химической реакции. Порядок реакции. Константа
скорости реакции. Механизм химической реакции.
Зависимость скорости реакции от
температуры. Энергия активации и коэффициент Вант-Гоффа. Уравнение Аррениуса.
Правило Вант-Гоффа. Катализ.
Химическое равновесие. Константа химического равновесия. Влияние изменения внешних
условий на химическое равновесие. Принцип Ле-Шателье -Брауна.
Растворы.
Классификация растворов.
Идеальный
и
коллоидный
растворы.
Растворы электролитов и неэлетролитов. Способы выражения концентрации растворов.
Растворимость газов, жидкостей и твёрдых тел. Закон Генри.
Коллигативные свойства
растворов. Закон Рауля. Изменение температур кипения и замерзания растворов. Осмос.
Осмотическое давление. Обратный осмос. Уравнение Вант-Гоффа.
Механизмы
электролитической диссоциации и состояние ионов в растворе. Сильные и слабые
электролиты. Степень диссоциации. Константа диссоциации. Закон разбавления Оствальда.
Диссоциация воды. Водородный и гидроксильный показатели. Гидролиз солей. Степень
гидролиза и константа гидролиза.
Классификация окислительно-восстановительных
реакций. Реакции диспропорционирования. Окислитель. Восстановитель. Составление
уравнений окислительно-восстановительных реакций методом электронного баланса и
методом полуреакций.
Комплексные соединения. Строение, номенклатура, координационное число и
пространственное строение комплексов по методу валентных связей. Диамагнетизм и
парамагнетизм, окраска комплексных соединений с точки зрения теории кристаллического
поля. Диссоциация комплексных соединений, константа нестойкости (устойчивости)
комплексных ионов.
Водород. Вода. Изотопы водорода. Основные типы гидридов элементов Получение, свойства
и применение водорода. Строение и свойства твердой, жидкой и газообразной воды.
Химические свойства воды. Тяжелая вода, ее физические свойства.
Элементы VII А группы: фтор, хлор, бром, йод. Распространенность в природе.
Основные минералы. Физико-химические свойства хлора, брома, йода. Физические
свойства галогеноводородов. Способы получения. Закономерности в изменении кислотных и
восстановительных свойств галогеноводородных кислот. Кислородные соединения
галогенов.
Элементы VI А группы: кислород, сера, селен, теллур. Кислород, сера, селен, теллур в
гео- и биосфере. Получение простых веществ из природных соединений. Химические
свойства простых веществ. Халькогениды. Применение кислорода, халькогенов и их
соединений.Водородные соединения. Пероксид водорода, надпероксиды. Полисульфаны.
Оксиды халькогенов. Н2SО4. Олеум. Термическая устойчивость сульфатов.
Элементы V А группы: азот, фосфор, мышьяк, сурьма, висмут. Общая характеристика
элементов. Строение молекулы азота. Специфические свойства азота. Аллотропные
модификации фосфора. Закономерности в изменении физических и химических свойств
простых веществ элементов группы. Получение и свойства аммиака. Термическая
устойчивость солей аммония- фосфатов, хлоридов, сульфатов, нитратов, нитритов.
Сопоставление строения и свойств гидроксиламина и гидразина (кислотно-основные и
окислительно- восстановительные).
Оксиды азота. Получение, строение и закономерности в изменении свойств оксидов азота.
Получение, сопоставление строения и свойств азотистой и азотной кислот:
устойчивость, кислотные и окислительно-восстановительные свойства водных растворов.
Окислительные свойства HNОз. Термическое разложение нитратов и нитритов металлов.
Строение и свойства оксидов фосфора (III) и (V). Получение, строение, закономерности в
изменении кислотно-основных, окислительно-восстановительных свойств и термической
устойчивости кислот Н3РО2, Н3РО3, Н3РО4.
Элементы IV А группы: углерод, кремний, германий, олово, свинец. Типы структур и
особенности химической связи в твёрдых простых веществах. Алмаз, графит, карбин,
фуллерены. Закономерности изменения физических и химических свойств простых веществ:
взаимодействие с разбавленными и концентрированными растворами НС1, HNОз,
Н2SО4,NаОН, металлами, неметаллами.
СО, СО2, С2О3: получение, строение молекул, сопоставление физических и химических
свойств. Термическая устойчивость карбонатов.
Физические и химические свойства германия, олова, свинца.
Элементы III А группы: бор, алюминий, галлий, индий, таллий Электронная
конфигурация. Радиус и энергия ионизации атома бора. Характерные степени окисления и
координационные числа. Кристаллическая структура, физические и химические свойства
бора.
Получение, строение, свойства диборана B2 H6: восстановительные свойства,
взаимодействие с водой, алюмогидридом лития.Гомологические ряды гидридов бора.
Получение, особенности строения и свойства B2Оз и борных кислот. Получение бора
из природных соединений. Применение бора и его соединений.
Закономерности в изменении электронных конфигураций, радиусов, энергии
ионизации, характерных степеней окисления атомов А1, Ga, In, Т1. Получение, физические и
химические свойства простых веществ.
Элементы II А группы: бериллий, магний, кальций, стронций, барий. Изменение
электронных конфигураций, величины радиусов, энергии ионизации атомов. Особое
положение бериллия. Получение простых веществ из природных соединений.
Гидроксиды бериллия и магния, сопоставление кислотно-основных свойств.
Закономерности в строении и свойствах основных типов соединений щелочноземельных
элементов: оксидов, гидроксидов, карбонатов, галогенидов. Жесткость воды, методы ее
устранения, Применение бериллия, магния и щелочноземельных элементов.
Элементы I А группы (щелочные металлы). Физические и химические свойства
простых веществ. Особенности взаимодействия щелочных металлов с водой, с
кислородом. Применение
щелочных металлов и их соединений: оксидов, пероксидов,
гидроксидов, карбонатов, галогенидов. Применение щелочных металлов и их соединений.
Элементы VIII А группы: инертные газы. Электронная конфигурация, величины радиусов
и энергии ионизации атомов инертных газов. Получение, строение, свойства инертных газов:
температура фазовых переходов, растворимость в воде, клатраты, взаимодействие с фтором.
Синтез соединений инертных газов.
Элементы IV Б группы: титан, цирконий, гафний. Электронная конфигурация и
характеристики атомов. Получение, применение и сопоставление физических и
химических свойств простых веществ. Сопоставление строения и свойств однотипных
соединений в ряду Э (IV) - Э (III) - Э (II). Комплексные соединения. Применение соединений
титана, циркония и гафния. Гидролиз солей элементов в степени окисления (+4).
Элементы V Б группы: ванадий, ниобий, тантал. Электронная конфигурация и
характеристики атомов. Физические и химические свойства простых веществ.
Сопоставление окислительно-восстановительных и кислотно-основных свойств соединений
ванадия со степенями окисления II - III - IV - V. Сульфосоли и перекисные соединения
ванадия (V). Получение и применение ванадия, ниобия, тантала и их соединений.
Элементы VI Б группы: хром, молибден, вольфрам. Электронная конфигурация и
характеристики атомов. Физические и химические свойства простых веществ. Строение и
свойства высших оксидов и соответствующих кислот. Комплексные соединения элементов VI
Б группы. Сопоставление кислотно-основных, окислительно-восстановительных свойств
соединений хрома в ряду Сг(II) - Сг(Ш) – Сг(VI). Получение и применение хрома,
молибдена, вольфрама и их соединений.
Элементы VII Б группы: марганец, технеций, рений.Электронная конфигурация и
характеристики атомов. Физические и химические свойства простых веществ.
Сопоставление свойств соединений марганца с различными степенями окисления.
Зависимость электродного потенциала от рН среды. Сравнение строения и свойств
(термической устойчивости, кислотно-основных, окислительно-восстановительных)
соединений Мп(VI)-Тс(VI)-Rе(VI). Получение и применение марганца, технеция,
рения и их соединений.
Элементы VIII Б группы. Элементы триады железа: железо, кобальт, никель.
Сравнение электронной конфигурации, величин радиусов, энергии ионизации, характерных
степней окисления и координационных чисел элементов подгруппы железа и платиновых
металлов. Получение, свойства простых веществ. Коррозия железа и пути ее
предотвращения. Сопоставление строения и химических свойств соединений Fе, Со, Ni со
степенью окисления II и III. Сравнение строения и химических свойств комплексных
(цианиды, аммиакаты, галогениды) соединений железа, кобальта, никеля. Получение и
сопоставление свойств соединений Fe(III) и Fе(VI).
Элементы подгруппы платины: рутений, родий, палладий, осмий, иридий, платина.
Сопоставление свойств соединений рутения, осмия, платины в различных степенях
окисления. Закономерности в физических и химических свойствах простых веществ.
Строение и свойства Ru04, OsO4. Комплексные соединения.
Элементы I Б группы: медь, серебро, золото. Электронная структура атомов, орбитальные
радиусы, энергия ионизации, характерные степени окисления и координационные числа
атомов элементов I Б группы. Физические, химические свойства, получение и применение
простых веществ. Диспропорционирование ионов Ме(1). Сопоставление строения и
свойств однотипных соединений (оксиды, гидроксиды, галогениды) элементов I Б группы
со степенями окисления (I). Строение и свойства соединений со степенями окисления
(II), (III). Комплексные соединения (аммиакаты, цианиды, галогениды).
Элементы II Б группы: цинк, кадмий, ртуть. Электронная конфигурация и
характеристики атомов. Характерные степени, координационные числа. Получение.
Физические и химические свойства. Сравнение строения и свойств однотипных
соединений (оксиды, гидроксиды) Комплексные соединения: галогениды, цианиды,
тиоцианаты, аммиакаты. Применение цинка, кадмия, ртути и их соединений.
Рекомендуемая литература
1. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия: Учеб. 4-е изд., перераб. и доп.- М.:
Высш. шк., 2001-713с.
2. Угай Я.А. Общая и неорганическая химия: Учеб. Для вузов. 2-е изд. испр.-
3.
4.
5.
6.
7.
М.:Высшк. шк. 2000.-527с.
Коровин Н.В. Общая химия: Учеб. для технич. направ. и спец. вузов. - М.: Высш.
шк.,1998-559с.
Степин Б.Д., Цветков А.А. Неорганическая химия: Учеб. для хим. и химикотехнол.спец. вузов.- М.: Высш. шк., 1994.-608с.
Гольбрайх З.Е. Сборник задач и упражнений по химии: Учеб. Пособие для хим. технол. вузов.- 4-е изд., перер. и доп.- М.: Высш. шк.,1984.-224с.
Васильева 3. Г., Грановская А. А., Таперова А. А. Лабораторные работы по общей и
неорганической химии: Учеб. Пособие для вузов.-2-е изд., испр.-Л.: Химия, 1986.-288 с.
Практикум по общей и неорганической химии: Пособие для студентов вузов / В. И.
Фролов, Т. М. Курохтина, 3. Н. Дымова и др.; Под ред. Н. Н. Павлова, В. И.
Фролова.-2-е изд., перераб. И доп. - М.: Дрофа, 2002.- 304 с.
На 5-й семестр
Тема «Аналитическая химия»
Равновесие в гомогенных системах. Кислотно-основное равновесие. Кислотно-основное
титрование. Константы равновесия реакций и процессов. Ионное состояние вещества в
идеальных и реальных системах. Поведение электролитов и неэлектролитов в растворах.
Теория Дебая-Хюккеля. Термодинамическая константа равновесия. Активность и
коэффициент активности.
Кислотно-основное равновесие. Современные представления о кислотах и основаниях.
Теория Льюиса. Теория Бренстеда-Лоури
Кислотно-основное равновесие в многокомпонентных системах. Буферные растворы и их
свойства. Буферная емкость. Вычисление рН растворов одно- и многоосновных кислот и
оснований, смесей кислот и оснований.
Титриметрические методы. Классификация. Требования, предъявляемые к реакции в
титриметрическом анализе. Прямое, обратное и косвенное титрование. Способы выражения
концентраций растворов в титриметрии. Эквивалент. Молярная масса эквивалента.
Кислотно-основное титрование. Построение кривых титрования.
Равновесия реакций комплексообразования и окисления-восстановления.
Комплексонометрическое и окислительно-восстановительное титрование.
Комплексообразование. Основные признаки комплексных соединений. Координационное
число. Дентатность.
Ступенчатое комплексообразование. Количественные характеристики реакций образования
комплексных соединений: константы устойчивости (ступенчатые и общие), функция и
степень образования. Скорость реакций комплексообразования. Факторы, влияющие на
устойчивость комплексов. Хелатный эффект.
Органические реагенты. Функционально-аналитические группы. Влияние структуры
органических реагентов на их свойства. Роль различных функциональных групп. Теория
аналогий взаимодействия ионов металлов с неорганическими и органическими реагентами.
Важнейшие органические реагенты, применяемые в анализе.
Аналитически важные свойства комплексных соединений.
Окислительно-восстановительные реакции. Электродный потенциал. Уравнение Нернста.
Стандартный и формальный потенциалы. Влияние электростатических и химических
взаимодействий на потенциал: ионной силы, рН, образования комплексных и
малорастворимых соединений. Константы равновесия и направление окислительновосстановительного процесса. Факторы, влияющие на направление окислительно-
восстановительных реакций. Основные окислители и восстановители, применяемые в
анализе.
Комплексометрическое титрование. Неорганические и органические титранты в
комплексометрии. Прямое, обратное, вытеснительное и косвенное титрование.
Селективность титрования и способы ее повышения. Погрешность титрования.
Окислительно-восстановительное титрование. Построение кривых титрования. Факторы,
влияющие на характер кривых титрования: концентрация ионов водорода,
комплексообразование, ионная сила. Способы определения конечной точки титрования.
Индикаторы. Погрешность титрования. Методы окислительно-восстановительного
титрования.
Равновесие в системе осадок - раствор. Гравиметрический метод. Методы разделения и
концентрирования: осаждение и экстракция. Пробоотбор и пробоподготовка.
Равновесие в системе осадок - раствор. Произведение растворимости. Правило произведения
растворимости. Растворимость. Факторы, влияющие на растворимость: температура, ионная
сила, одноименный ион, конкурирующие реакции, структура и размер частиц.
Гравиметрический метод. Сущность гравиметрического анализа, преимущества и
недостатки. •
Методы разделения и концентрирования. Роль в химическом анализе, выбор и оценка.
Сочетание методов разделения и концентрирования с методами определения; гибридные
методы. Константы распределения. Коэффициент распределения. Степень извлечения.
Фактор разделения. Коэффициент концентрирования.
Осаждение. Применение неорганических и органических реагентов для осаждения. Способы
разделения путем варьирования рН, образования комплексных соединений и применения
окислительно-восстановительных реакций.
Экстракция. Теоретические основы. Закон распределения. Классификация экстракционных
процессов. Скорость экстракции. Типы экстракционных систем.
Метрологические основы аналитической химии. Виды ошибок в аналитической химии.
Статистические показатели: среднее, медиана, мера разброса. Гауссово и t – распределения.
Вычисление доверительного интервала. Исключение данных. Сравнение выборок. Нульгипотеза. Суммирование погрешностей.
Спектроскопические методы анализа
Спектры атомов. Энергетические переходы, правила отбора. Характеристики спектральных
линий: положение в спектре, интенсивность. Спектры молекул; их особенности. Схемы
электронных уровней молекулы. Электронные. Колебательные и вращательные спектры
молекул. Основные законы испускания и поглощения электромагнитного излучения. Связь
аналитического сигнала с концентрацией определяемого компонента. Основные способы
определения концентрации в спектроскопических методах. Атомно-эмиссионный метод.
Принципиальная схема атомно-эмиссионного спектрометра. Атомно-абсорбционный метод.
Принципиальная схема атомно-абсорбционного спектрометра. Атомизаторы. Источники
излучения: лампы с полым катодом, источники сплошного спектра, лазеры.
Метод
молекулярной абсорбционной спектроскопии (спектрофотометрия).
Молекулярная
люминесцентная спектроскопия. Преимущества люминесцентной спектроскопии при
идентификации и определении органических соединений. Место и роль спектроскопических
методов в аналитической химии и химическом анализе.
Электрохимические методы анализа
Общая характеристика электрохимических методов. Классификация.
Прямая
потенциометрия. Измерение потенциала. Обратимые и необратимые окислительновосстановительные системы. Индикаторные электроды. Ионометрия. Классификация
ионоселективных электродов.
Потенциометрическое титрование. Вольтамперометрия.
Сущность метода. Классификация вольтамперометрических методов. Амперометрическое
титрование. Сущность метода.
Кулонометрия. Теоретические основы. Законы Фарадея.
Способы определения количества электричества. Прямая кулонометрия и кулонометрическое
титрование. Кулонометрия при постоянном токе и постоянном потенциале. Сравнительная
характеристика
чувствительности
и
избирательности,
областей
применения
электрохимических методов.
Хроматографические методы анализа
Определение хроматографии. Понятие о подвижной и неподвижной фазах. Классификация
методов по агрегатному состоянию фаз, по механизму разделения, по технике выполнения.
Способы получения хроматограмм. Параметры удерживания. Основное уравнение
хроматографии. Селективность и эффективность хроматографического разделения. Газовая
хроматография. Газо-адсорбционная (газо-твердофазная) и газо-жидкостная.
Области
применения газовой хроматографии. Жидкостная хроматография. Виды жидкостной
хроматографии.
Преимущества
высокоэффективной
жидкостной
хроматографии.
Адсорбционная жидкостная хроматография. Области применения адсорбционной
жидкостной хроматографии. Ионообменная хроматография.
Ионообменное равновесие.
Селективность ионного обмена и факторы, определяющие его. Области применения
ионообменной хроматографии. Планарная хроматография. Общие принципы разделения.
Способы получения плоскостных хроматограмм. Бумажная хроматография. Тонкослойная
хроматография.
Рекомендуемая литература
1. Основы аналитической химии. Кн. 1.Общие вопросы. Методы разделение./
Под ред. Ю.А. Золотова. 2-е изд. М.: Высшая школа, 1999. - 351 с.
2. Харитонов Аналитическая химия/т.2 – Физико-химические методы анализа,
М., Высшая школа, 2001, 558 с.
3. Дорохова Е.Н., Прохорова Г.В. Аналитическая химия. Физико-химические методы
анализа. М.: Высшая школа, 1991.
4. Васильев В П. Аналитическая химия. В двух частях. М.: Высш. шк.,1989.320,384с. 2003
5. Цитович И.К. Курс аналитической химии/ С.-П. Лань. 2004 .
6. Основы аналитической химии под ред. Золотова Ю.А. Практическое
руководство. М.: Высшая школа, 2001
7.Дорохова Е.Н., Прохорова Г.В. Задачи и вопросы по аналитической химии. М.: Изд-во
Моск. ун-та, 1997. 189 с. или М.: Мир, 2001. 267 с.
8. Отто М. Современные методы аналитической химии, М.: Техносфера, 2006, 543 с.., 4 экз.
9.Васильев В.П., Кочергина Л.А., Орлова Т.Д. Аналитическая химия. Сборник вопросов,
упражнений, задач. М.: Дрофа, 2006, 318 с.
10.Аналитическая химия. Проблемы и подходы. В 2-х т. Пер.с англ./Ред. Р.Кельнер,
Ж.М.Мерме, Ю.А.Золотов. 2004, М.: Мир, АСТ,
11.Систематические и случайные погрешности химического анализа. Уч. Пособие для
ВУЗов/Ред. М.С. Черновьянц. 2004, М.: Академкнига
На 7-й семестр
Тема «Органическая химия»
Теоретические основы органической химии. Строение атома углерода. Теория
химического строения Бутлерова. Природа химической связи. Распределение электронной
плотности и реакционная способность молекул. Классификация органических реакций.
Изомерия. Основы номенклатуры (тривиальная, рациональная, систематическая). Основные
функциональные группы и классы органических соединений.
Алканы. Методы синтеза. Химические свойства: галогенирование (хлорирование,
бромирование, иодирование, фторирование). Сульфохлорирование. Селективность
радикальных реакций и относительная стабильность алкильных радикалов. Термический и
каталитический крекинг. Природные источники алканов.
Алкены. Природа двойной связи. Геометрическая изомерия. Методы синтеза.
Электрофильное присоединение. Правило Марковникова. Галогенирование: механизм,
стереохимия. Гидрогалогенирование. Гидратация.
Алкины. Природа тройной связи. Методы синтеза алкинов. Электрофильное присоединение
к алкинам. Сравнение реакционной способности алкинов и алкенов. Галогенирование,
гидрогалогенирование, гидратация (Кучеров). Восстановление алкинов. Реакции
нуклеофильного присоединения.
Алкадиены. Типы диенов. Аллены, сопряженные диены. Методы синтеза 1,3-диенов:
дегидрирование алканов, дегидратация 1,4-диолов. Свойства связей в сопряженных системах.
Галогенирование и гидрогалогенирование 1,3-диенов.
Галогенпроизводные углеводородов. Электронные эффекты. Реакции нуклеофильного
замещения. Методы получения галогеналканов из алканов, алкенов, спиртов.
Спирты и простые эфиры. Одноатомные спирты. Методы получения: из алкенов,
карбонильных соединений, галогеналканов, сложных эфиров и карбоновых кислот. Свойства
спиртов. Спирты, как слабые О-Н кислоты. Спирты, как основания Льюиса. Дегидратация
спиртов. Окисление спиртов. Двухатомные спирты. Методы синтеза. Свойства. Методы
получения. Свойства простых эфиров. Применение в синтетической практике.
Альдегиды и кетоны. Методы получения альдегидов и кетонов из спиртов, производных
карбоновых кислот, алкенов, алкинов, на основе металлорганических соединений. Строение
карбонильной группы, ее полярность и поляризуемость. Общие представления о механизме
нуклеофильного присоединения по карбонильной группе альдегидов и кетонов.
Присоединение воды, спиртов. Альдольно-кротоновая конденсация альдегидов.
Восстановление альдегидов и кетонов.
Карбоновые кислоты. Методы синтеза. Строение карбоксильной группы. Физикохимические свойства кислот: ассоциация, диссоциация, влияние заместителей на
кислотность. Галогенангидриды. Ангидриды. Сложные эфиры. Жиры.
Циклические
углеводороды.
Циклоалканы
(циклопарафины).
Номенклатура.
Конформационная изомерия. Способы получения. Химические свойства.
Ароматические соединения. Бензол и его гомологи. Строение бензола. Правила ориентации
в реакциях электрофильного замещения. Ароматические нитросоединения. Фенолы.
Одноатомные фенолы. Многоатомные фенолы. Ароматические карбоновые кислоты.
Ароматические соединения с несколькими бензольными кольцами.
Высокомолекулярные соединения. Общие представления о высокомолекулярных
соединениях (терминология, основные понятия, классификация, номенклатура). Полимеры
карбоцепные и гетероцепные. Деструкция полимеров. Методы синтеза высокомолекулярных
соединений
(полимеризация,
поликонденсация).
Отдельные
представители
высокомолекулярных соединений.
Рекомендуемая литература
1. Ким А.М. Органическая химия. Сибирское университетское издательство.
Новосибирск, 2001 г..
2. Иванов.В.Г. Органическая химия. Academa, М. 2002.
3. Иванов.В.Г., Гева О.Н. , Гаверова Ю.Г. Практикум по органической химии. Академия.,
М. 2000. .
4. Артемьева Н.Н., Белобородов В.Л., Зурабян С.Э., Кост А.А., Лузин А.П., Ручкин В.Е.,
Селиванова И.А., Тюкавина Н.А. Руководство к лабораторным занятиям по
органической химии М.:Дрофа, 2003.-384 с.,
5. Руководство к лабораторным занятиям по органической химии/под ред. Тюкавиной
Н.А./ М.,Дрофа, 2003, с.383 .
Тема «Физическая химия»
Термодинамические системы. Термодинамические системы и термодинамический метод
их описания. Термическое равновесие и температура. Классификация термодинамических
переменных. Интенсивные и экстенсивные величины. Обратимые и необратимые процессы.
Уравнения состояния. Уравнения состояния идеального и реального газов.
Первое начало термодинамики. Теплота и работы различного рода. Преобразование
теплоты в работу и тепловые машины. Внутренняя энергия системы. Свойства внутренней
энергии как функции состояния системы. Энтальпия. Теплоты химических реакций.
Термохимические уравнения. Закон Гесса и его следствия. Стандартные состояния и
стандартные теплоты химических реакций. Энтальпии образования. Правило Кирхгоффа.
Второе начало термодинамики. Энтропия как тепловая координата состояния. Изменение
энтропии для обратимых процессов. Уравнение второго закона термодинамики для
обратимых и необратимых процессов. Неравенство Клаузиуса. Цикл Карно. Теоремы Карно
и Карно-Клаузиуса. Постулат Планка и абсолютная энтропия. Абсолютная температура.
Термодинамические потенциалы и характеристические функции. Энергия и
Гельмгольца и энергия Гиббса. Уравнения Максвелла, их использование для различных
термодинамических соотношений. Условия равновесия и критерии самопризвольного
протекния процессов, выраженные через характеристические функции. Работа и теплота
химического процесса. Уравнения Гиббса-Гельмгольца. Химический потенциал.
Химическое равновесие.
Закон действующих масс. Константы равновесия. Работа
химической реакции. Уравнения изотермы химической реакции (изотерма Вант-Гоффа).
Изменение энергии Гиббса и энергии Гельмгольца и направление химической реакции.
Зависимость констант равновесия от температуры. Уравнения изобары и изохоры
химических реакций.
Фазовые равновесия. Гетерогенные системы. Определение фазы, компоненты, степени
свободы. Правило фаз Гиббса. Однокомпонентные системы. Диаграмма состояния воды.
Фазовые переходы первого рода. Уравнение Клапейрона-Клаузиуса и его применения к
фазовым переходам первого рода. Теплоты испарения (сублимации) и их вычисления.
Фазовые переходы второго рода и их термодинамическое описание.
Растворы. Термодинамическая классификация растворов. Способы выражения состава
раствора. Идеальные растворы. Термодинамика процесса растворения. Растворимость газов
в жидкости. Законы Генри - Дальтона.
Коллигативные свойства растворов не электролитов. Разбавленные растворы. Давление
насыщенного пара раствора. Закон Рауля. Понижение температуры замерзания и повышение
температуры кипения растворов. Осмотические явления. Уравнение Вант-Гоффа.
Осмотические равновесия в растворах. Обратный осмос.
Равновесные составы жидкости и пара.Равновесие жидкость – пар в двухкомпонентных
системах. Диаграммы состояния. Законы Коновалова. Азеотропные смеси и их свойства.
Растворы электролитов.Отклонение свойств разбавленных растворов электролитов от
законов Рауля и Вант-Гоффа. Теория электролитической диссоциации. Степень
диссоциации. Константа диссоциации. Закон разведения Оствальда. Теории кислот и
оснований (Аррениуса, протонная, электронная). Ионная сила раствора. Произведение
растворимости. Электролитическая диссоциация воды. Ионное произведение воды.
Строение вещества. Квантово-механическая модель атома. Квантовые числа и их смысл.
Атом водорода. Строение электронных оболочек атомов. Правила заполнения электронных
оболочек.
Периодический
закон элементов Д.И. Менделеева и строение атомов.
Зависимость свойств элементов от их положения в периодической системе. Энергетические
характеристики
атомов
(энергия
ионизации,
электронное
сродство
атомов,
электроотрицательность элементов).
Основные характеристики связи (энергия связи, длина связи, дипольный
момент).
Валентность. Переменная валентность. Ковалентная связь. Метод валентных связей.
Молекула водорода. Насыщаемость и направленность ковалентной связи. Гибридизация
атомных орбиталей. Одинарные, двойные и тройные связи. σ и
π- связи. Метод
молекулярных орбиталей. Молекула водорода. Связывающие и разрыхляющие орбитали.
Ионная связь. Металлическая связь. Водородная связь. Донорно-акцепторная связь.
Газовые законы. Уравнение состояния идеального газа. Уравнение состояния реальных
газов. Плазменное состояние вещества. Конденсированное
состояние
веществ.
Межмолекулярные взаимодействия. Кристаллические твердые тела. Типы кристаллических
решеток и виды связей между частицами в кристалле. Дефектность кристаллической
решетки. Некоторые особенности химии немолекулярных (координационных) структур.
Зонная модель твердых тел. Сверхпроводимость. Аморфное состояние вещества. Аморфные
металлические стекла. Свойства воды и льда. Жидкокристаллическое состояние вещества.
Метод рентгеноструктурного анализа. Электронография. Нейтронография. Массспектроскопия. Молекулярная
спектроскопия. Классификация электронных состояний и
переходов молекул. Связь между химическим строением и электронными спектрами.
Электронное состояние и дезактивация возбужденных молекул (схема Яблонского). Методы
ИК спектроскопии и комбинационного рассеяния света. Методы радиоспектроскопии (ЯМР,
ЭПР).
Рекомендуемая литература
1. Стромберг А.Г., Семченко Д.П. Физическая химия. - М.: Высшая школа, 2003. – 527 с.
2. Карякин Н.В. Основы химической термодинамики. - М.: Издательский центр «Академия»,
2003. – 462 с.
3. Еремин В.В, Каргов С.И., Успенская И.А., Кузьменко Н.Е., Лунин В.В. Задачи по
физической химии. М.: Издательство «Экзамен», 2005- 480 с.
4. Горшков В.И., Кузнецов И.А., Основы физической химии.- М.: БИНОМ. Лаборатория
знаний, 2006. – 407с.
5 . Байрамов В.М. Основы химической кинетики и катализа. М.: Издательский центр
«Академия»,2003. -256 с.
6. Байрамов В.М. Химическая кинетика и катализа: Примеры и задачи с решениями. М.:
Издательский центр «Академия», 2003. -320 с.
5. Критерии выставления оценки по собеседованию
Общая оценка подсчитывается в 100 балльной шкале, как сумма баллов по всем разделам
собеседования. Критерии выставления оценки по каждому разделу должны быть четко
сформулированы и обоснованы.
Раздел собеседования
Оценка м качества
полученного образования
Мотивация выбора
профессии
Личностнопрофессиональные
характеристики абитуриента
Собеседование по профилю
Критерий оценки
1. Успеваемость в колледже, вузе
(хорошие и отличные оценки)
2. Соответствие полученного
образования выбранной
специальности
3. Наличие диплома с отличием,
золотой (серебряной медали)
4. Наличие дипломов победителей
и призеров Всероссийских
олимпиад, других наград;
5. Наличие свидетельства об
окончании подготовительных
курсов
1. Представление абитуриента о
будущей профессии; мотивы выбора
профессии; представление о сфере и
направлениях будущей
профессиональной деятельности,
предполагаемая специализация;
общая ориентация в
профессиональной проблематике.
2. Наличие стажа по профилю
выбранной специальности или
направления: полученные знания и
профессиональные навыки
Соответствие
более
50%
требованиям ГОС по специальности.
Количество баллов
5
5
5
5
5
5
10
10
Соответствие
более
50% 50
требованиям ГОС по специальности.