Вопросы к экзамену I семестр 1. Открытие электрона. Радиоактивность. Основные характеристики -,

1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Вопросы к экзамену
I семестр
Открытие электрона. Радиоактивность. Основные характеристики -, - и -лучей. Модель
атома Томсона. Опыт Резерфорда по рассеянию -частиц. Планетарная модель атома. Её достоинства и недостатки. Исходные теоретические и экспериментальные предпосылки разрешения внутренних противоречий планетарной модели. Корпускулярно-волновой дуализм излучения. Кванты. Уравнение Планка. Объяснение фотоэффекта Эйнштейном. Фотоны. Спектры атомов. Теория атома водорода по Бору. Постулаты Бора. Объяснение спектра атома водорода. Внутренние противоречия теории атома водорода по Бору. Попытки их устранения.
Двойственная природа электрона. Волны де Бройля. Принцип неопределённости Гейзенберга.
Понятие об уравнении Шрёдингера и его решениях. Квантовые числа как параметры, определяющие состояние электрона в атоме. Главное (n), орбитальное (l), магнитное (ml) квантовые
числа. Физический смысл квантовых чисел. Понятие об электронном облаке. Электронная
плотность. Радиальное распределение электронной плотности около ядра атома водорода в
основном и возбуждённом состояниях. Понятие о радиусе атома. Понятия: энергетический
уровень, подуровень, электронный слой, электронная оболочка, атомная орбиталь (АО).
Форма атомных s-, р-, d-, f-орбиталей. Основное и возбуждённое состояние. Вырожденные
состояния. Собственные угловой и магнитный моменты электрона (спин) и спиновое квантовое число ms. Ёмкость электронных слоев.
Характеристические рентгеновские спектры атомов. Закон Мозли. Заряды ядер атомов. Три
принципа заполнения орбиталей в атомах; принцип наименьшей энергии, принцип (запрет)
Паули, правило Гунда. Порядок заполнения атомных орбиталей. Правило Клечковского.
Электронные формулы. Символическая и графическая формы записи электронных формул.
Понятие об эффективном заряде ядра атома. Экранирование заряда электронами.
Ядро атома. Теории строения ядра. Элементарные частицы. Распад ядер. Естественная радиоактивность. Радиоактивные ряды (ряд тория, ряд урана, ряд актиния). Законы радиоактивного
распада. Типы распада. Закон Содди-Фаянса. Естественный синтез лёгких и тяжёлых элементов. Синтез новых элементов. Распространённость элементов в природе. Искусственная радиоактивность. Ядерные реакции и их использование. Изотопы. Изотопно-чистые элементы.
Дефект массы и энергия связи нуклонов. Меченые атомы и их применение.
Периодический закон. Периодическая система. Особенности заполнения электронами атомных орбиталей и формирование периодов. s-, р-, d-, f-элементы и их расположение в периодической системе. Группы. Периоды. Главные и побочные подгруппы. Границы периодической системы. Формы графического изображения системы: короткая форма (18-клеточная),
длинная (32-клеточная), длинная (50-клеточная). Изменение валентности по периодам и
группам. Изменение свойств, элементов по периодам и группам в зависимости от структуры
внешних и предвнешних электронных оболочек и радиусов атомов. Изменение химической
активности металлов и неметаллов по периодам и группам. Изменение кислотно-основных
свойств оксидов и гидроксидов по периодам и группам.
Свойства изолированных атомов (радиусы, энергия ионизации, сродство к электрону, электроотрицательность). Магнитные свойства атомов. Диамагнетизм, парамагнетизм. Периодичность свойств атомов. Радиусы атомов и ионов. Орбитальные и эффективные радиусы. Ковалентные, ван-дер-ваальсовые, металлические и ионные радиусы. Изменение атомных и ионных радиусов по периодам и группам. Эффекты d- и f-сжатия. Периодичность химических
свойств элементов, простых веществ и химических соединений. Вторичная периодичность.
Виды периодичности: горизонтальная, вертикальная, внутренняя, диагональная, звездная.
Граница Цинтля. Правило Юм-Розери.
Энергия ионизации. Ионизационные потенциалы. Факторы, определяющие величину ионизационного потенциала. Изменение величин ионизационных потенциалов по периодам и группам.Сродство к электрону. Факторы, определяющие величину сродства к электрону. Изменение величин сродства к электрону по периодам и группам. Понятие об электроотрицательности элементов. Различная тpaктовка электроотрицательности. Относительная электроотрицательность. Шкала Полинга. Недостатки концепции электроотрицательности. Изменение величин электроотрицательности элементов по периодам и группам.
2
8. Квантово-механическая трактовка механизма образования связи в молекуле водорода. Основные характеристики химической связи: энергия, длина, насыщаемость, направленность и
полярность. Валентный угол. Порядок связи. Степень ионности связи. Эффективные заряды
химически связанных атомов и степень ионности связи. Дипольный момент связи. Степень
ионности связи как функция разности электроотрицательности взаимодействующих атомов.
Основные типы химической связи: ковалентная (неполярная и полярная), ионная, металлическая.
9. Ковалентная связь. Квантово-механические методы её трактовки. Приближённый характер
этих методов. Основные положения теории валентных связей (ВС). Образование двухцентровых двухэлектронных связей, принцип максимального перекрывания АО. Два механизма образования ковалентной связи: обобщение неспаренных электронов разных атомов и донорноакцепторный механизм. Полярность связи. Дипольный момент связи. Свойства ковалентной
связи: насыщаемость, направленность, поляризуемость.
10. Валентность химических элементов. История развития понятия валентности. Различные
трактовки понятия валентности в современной химии. Валентность с позиций теории ВС. Валентность s-, р-, d-, f-элементов. Постоянная и переменная валентности. Свободные радикалы, условия их существования. Валентность и степень окисления атомов элементов в их соединениях. Координационное число химически связанного атома как характеристика, дополняющая валентность. Понятие о валентной и координационной насыщенности.
11. Насыщаемость ковалентной связи. Ковалентности атомов элементов I, II и III периодов. Их
максимальная ковалентность. Направленность ковалентной связи. Теория направленных валентностей. Концепция гибридизации атомных орбиталей и пространственное строение молекул и ионов. Особенности распределения электронной плотности гибридных орбиталей.
Простейшие типы гибридизации: sp, sp2, sp3, sp3d, sp3d2. Гибридизация с участием неподелённых электронных пар. Пространственная конфигурация молекул и ионов типа AX, AX 2,
AX3, AX4, AX5, AX6. Влияние отталкивания электронных пар на пространственную конфигурацию молекул. Изменение способности к гибридизации атомных орбиталей у элементов
по периодам и группам.
12. Одиночные и кратные связи. - и -связи – разновидности ковалентных связей. Относительная устойчивость (p-p)- и (p-d)-связей. Кратность (порядок) связи. Факторы, влияющие на прочность связи. Локализованные и делокализованные связи. Трёх- и многоцентровые
связи.
Делокализация
-электронной плотности в молекуле бензола, графите, ионах кислородсодержащих неорганических кислот. Пространственная конфигурация молекул и ионов кислородсодержащих
неорганических кислот.
13. Поляризуемость ковалентной связи. Концепция поляризации ионов. Трактовка полярных
связей согласно концепции поляризации ионов. Зависимость поляризуемости связи от её
длины. Поляризующее действие воды. Полярность связей и полярность молекул в целом.
Дипольный момент многоатомной молекулы. Факторы, определяющие величину дипольного
момента многоатомной молекулы.
14. Типы кристаллических решёток, образуемых веществами с ковалентной связью в молекулах. Свойства этих веществ.
15. Основные положения теории МО. Метод ЛКАО-МО, - и -молекулярные орбитали как
линейная комбинация s- и р-атомных орбиталей. Энергетические диаграммы и электронные
формулы молекул. Связывающие, несвязывающие и разрыхляющие МО. Принципы заполнения молекулярных орбиталей.
16. Формальное число связей (двухэлектронных) в молекуле. Формальный порядок связи. Гомонуклеарные молекулы, образованные элементами I и II периодов. Зависимость кратности,
прочности и длины связи, а также магнитных свойств от характера заполнения МО в этих
молекулах. Объяснение парамагнетизма кислорода. Гетеронуклеарные двухатомные молеку-
3
лы, образуемые элементами II периода. Оксид углерода (II), оксид азота (II). Многоцентровые
молекулы. Объяснение образования связи в молекуле метана методом МО. Энергетические
диаграммы простейших молекул (XeF2, H2O, HF, NH3), понятие о трёхцентровых, четырёхцентровых связях. Сравнение методов ВС и МО.
17. Ионная связь. Объяснение ионной связи методом МО. Катионы и анионы в молекулах и
твёрдых телах. Свойства ионной связи. Область применимости ионной модели. Энергия кристаллической решётки. Поляризация и поляризующее действие ионов, их влияние на свойства веществ. Свойства веществ с ионным типом связи.
18. Металлическая связь. Особенности электронного строения атомов элементов, способных к
образованию металлической связи. Объяснение металлической связи методом МО.
19. Невалентные взаимодействия. Водородная связь. Природа водородной связи, её количественные характеристики. Межмолекулярная и внутримолекулярная водородные связи. Влияние водородной связи на свойства веществ. Водородная связь между молекулами фтороводорода, воды, аммиака. Роль водородной связи в биологических процессах. Межмолекулярные взаимодействия. Силы Ван-дер-Ваальса. Ориентационное, индукционное и дисперсионное взаимодействия. Факторы, определяющие энергию межмолекулярного взаимодействия.
Энергия межмолекулярного взаимодействия в сравнении с энергией химического взаимодействия.
20. Химическая система. Внутренняя энергия системы. Изменение внутренней энергии в ходе
химических превращений. Закон сохранения энергии. Первый закон термодинамики. Понятие
об энтальпии. Соотношение энтальпии и внутренней энергии системы. Изменение энтальпии
в ходе химического превращения.
21. Термохимические уравнения. Тепловой эффект химических реакций, протекающих при
постоянной температуре и давлении. Экзотермические и эндотермические реакции. Стандартная энтальпия образования веществ. Закон Гесса. Влияние температуры на величину изменения энтальпии реакции. Изменение энтальпии и направление протекания реакции.
22. Второй закон термодинамики. Понятие об энтропии. Стандартная энтропия вещества.
Влияние температуры на величину энтропии. Изменение энтропии системы при фазовых
превращениях и при протекании химических реакций. Изменение энтропии и направление
протекания реакции.
23. Понятие об энергии Гиббса. Соотношение изменения энергии Гиббса и изменений энтальпии и энтропии системы. Стандартная энергия Гиббса образования вещества. Изменение
энергии Гиббса химической реакции. Изменение энергии Гиббса и направление протекания
реакции. Возможность оценки направления и полноты протекания реакции по величине и
знаку изменения энергии Гиббса. Роль энтальпийного, энтропийного факторов и температуры в оценке возможности и полноты протекания реакций при разных температурах. Энергия Гиббса образования вещества и его термодинамическая устойчивость. Термодинамически
устойчивые и неустойчивые вещества. Термодинамическая устойчивость веществ и их реакционная способность.
24. Обратимые и необратимые химические реакции. Химическое равновесие. Константа химического равновесия. Константа равновесия в гомогенных и гетерогенных системах. Связь
между константой равновесия и стандартным изменением энергии Гиббса. Сдвиг химического равновесия. Принцип Ле Шателье.
25. Гетерогенные системы. Понятие фазы, компонента, степени свободы. Правило фаз Гиббса.
Условия равновесия между фазами. Однокомпонентные системы. Диаграммы состояния воды. Многокомпонентные системы. Физико-химический анализ как метод исследования многокомпонентных систем. Диаграммы состав-свойство.
26. Основные задачи химической кинетики. Гомогенные и гетерогенные реакции. Понятие о
скорости химической реакции. Закон действия масс. Факторы, определяющие скорость химической реакции. Константа скорости химической реакции. Многостадийные реакции. Поря-
4
док и молекулярность реакций. Многостадийные процессы и закон действия масс. Понятие о
лимитирующей стадии.
27. Влияние температуры на скорость химической реакции. Температурный коэффициент
скорости. Энергия активации. Факторы, определяющие величину энергии активации. Энергия активации и скорость реакции. Переходное состояние или активированный комплекс.
Уравнение Аррениуса.
28. Влияние катализаторов на скорость химической реакции. Гомогенные и гетерогенные каталитические реакции. Промежуточные стадии в гомогенных и гетерогенных каталитических
реакциях. Активные центры твёрдых катализаторов. Адсорбция физическая и химическая.
Природа адсорбционных сил. Каталитические яды. Ингибиторы. Значение катализа в химической технологии и в биологических процессах.
29. Цепные химические реакции. Природа активных частиц. Основные стадии протекания цепных реакций. Неразветвлённые и разветвлённые цепные реакции на примере реакций образования хлороводорода и воды. Кинетическая устойчивость соединений. Влияние кинетических
факторов на реакционную способность веществ. Электро-, фото-, радиационно- и плазмохимические реакции и возможность получения термодинамически неустойчивых веществ.
30. Дисперсные системы, их классификация. Грубодисперсные системы. Суспензии. Эмульсии. Коллоидные растворы. Истинные растворы. Твёрдые растворы. Растворение как физикохимический процесс. Изменение энтальпии и энтропии при растворении веществ. Сольватация. Сольваты. Особые свойства воды как растворителя. Гидраты. Кристаллогидраты.
31. Растворимость веществ. Растворение твёрдых, жидких и газообразных веществ. Растворимость газов. Закон Генри. Механизм процесса растворения твёрдых веществ. Коэффициент
растворимости. Ненасыщенные, насыщенные, пересыщенные растворы. Очистка веществ перекристаллизацией. Высаливание. Влияние температуры, давления и природы веществ на их
взаимную растворимость. Способы выражения состава растворов: массовая доля, молярность, нормальность, моляльность, молярная доля.
32. Понятие об идеальном растворе. Свойства разбавленных растворов. Законы Рауля. Давление
насыщенного пара растворителя над раствором. Температура замерзания и кипения разбавленных растворов. Криоскопия и эбуллиоскопия. Осмос и осмотическое давление. Растворы
неэлектролитов и электролитов. Изотонический коэффициент Вант-Гоффа.
33. Электролитическая диссоциация. Влияние природы вещества на его способность к электролитической диссоциации в водном растворе. Механизм диссоциации. Гидратация ионов в
растворе. Энергетика процесса диссоциации. Основания и кислоты с точки зрения теории
электролитической диссоциации. Ион гидроксония. Амфотерные гидроксиды. Двоякая трактовка амфотерности гидроксидов металлов. Кислотно-основной характер диссоциации гидроксидов в зависимости от положения элементов в периодической системе. Диссоциация
средних, кислых и основных солей.
34. Сильные и слабые электролиты. Степень диссоциации электролитов. Факторы, определяющие степень диссоциации. Основные представления теории сильных электролитов. Истинная
и кажущаяся степень диссоциации в растворах сильных электролитов. Концентрация ионов в
растворе и активность. Равновесие в растворах слабых электролитов. Константа диссоциации.
Факторы, влияющие на величину константы диссоциации. Связь константы дис-социации со
степенью диссоциации. Закон разбавления.
35. Теория Аррениуса. Основные положения. Кислоты, основания, соли с точки зрения теории
электролитической диссоциации. Достоинства и недостатки теории Аррениуса. Протолитическая теория (теория Бренстеда-Лоури). Основные положения. Равновесие в системе кислота–
сопряжённое основание. Связь между строением и силой кислот. Теория Льюиса. Кислота и
основание в теории Льюиса. Достоинства и недостатки теории Льюиса. Кислота и основание
с точки зрения теории сольво-систем. Теория Пирсона. Мягкие и жёсткие кислоты и основания. Теория Усановича.
5
36. Константа кислотности и основности. Многоосновные кислоты и многокислотные основания. Константа автопротолиза. Ионное произведение воды. Водородный показатель. Измерение pH. Кислотно-основные индикаторы. Влияние природы растворителя на силу кислоты и
основания. Нивелирующий и дифференцирующий эффект растворителя.
37. Кислотно-основное равновесие в многокомпонентных системах. Буферные растворы и их
свойства. Расчёт pH буферных растворов.
38. Гидролиз солей по катиону и по аниону. Молекулярные и ионные уравнения гидролиза солей. Описание гидролиза с точки зрения теории Бренстеда-Лоури. Степень гидролиза. Константа гидролиза. Влияние концентрации раствора, температуры, рН среды на степень гидролиза. Гидролиз кислых солей. Гидролиз труднорастворимых солей. Совместный гидролиз солей. Взаимосвязь между концентрацией, степенью и константой гидролиза. Влияние температуры на процессы гидролиза. Вычисления рН растворов солей, подвергающихся гидролизу. Условия подавления гидролиза. Общие принципы получения легкогидролизующихся
солей, их очистки и сушки. Значение гидролиза в химии, биологии, геологических процессах.
39. Гетерогенное равновесие «осадок-раствор». Гетерогенное равновесие между осадком и
насыщенным раствором. Труднорастворимые электролиты. Произведение растворимости.
Влияние одноимённых ионов на растворимость веществ. Перевод труднорастворимых осадков в растворимое состояние. Влияние рН раствора на образование труднорастворимого вещества. Обменные реакции между ионами в растворе. Общие условия протекания реакций
обмена в растворах электролитов. Ионные уравнения.
40. Окислительно-восстановительные реакции. Процессы окисления и восстановления. Восстановители. Окислители. Понятие о сопряжённых окислителях и восстановителях. Влияние
реакции среды на характер продуктов реакции. Типы окислительно-восстановительных реакций. Подбор коэффициентов в уравнениях окислительно-восстановительных реакций. Методы электронного и ионно-электронного баланса. Методы подбора коэффициентов при участии в окислительно-восстановительных процессах более 2 элементов, изменяющих степень
окисления.
41. Количественная характеристика ОВР. Процессы на границе раздела металл-раствор. Формирование двойного электрического слоя. Скачёк потенциала на границе металл-раствор.
Изображение окислительно-восстановительных (редокс-) систем методом полуреакций
(частных реакций). Окислительно-восстановительный (редокс-) потенциал как количественная характеристика редокс-системы. Водородный электрод. Электродный потенциал. Факторы, определяющие величину электродного потенциала: ионизационный по-тенциал металла,
энергия металлической решётки, энергия гидратации ионов, концентрация ионов металла в
растворе. Стандартный электродный потенциал. Уравнение Нернста. Стандартные редокспотенциалы и способы их определения. Водородный электрод. Электрохимический ряд
напряжений метал лов. Зависимость величины редокс-потенциала системы от концентрации
ионов, температуры, рН, комплексообразования в растворе.
42. Гальванический элемент. Направление движения электронов и ионов в гальваническом
элементе. Электродвижущая сила. Стандартная ЭДС. Суммарная реакция в гальваническом
элементе как окислительно-восстановительный процесс. Редокс-потенциалы и оценка
направления и полноты протекания окислительно-восстановительных реакций. Зависимость
между величинами редокс-потенциалов систем и изменением энергии Гиббса. Подбор окислителей и восстановителей с учетом стандартных редокс-потенциалов. Использование значений электродных потенциалов для определения направленности окислительновосстановительных реакций. Связь стандартных электродных потенциалов с изменением
энергии Гиббса и константой равновесия окислительно-восстановительной реакции.
43. Окислительно-восстановительные процессы с участием электрического тока. Электрический
ток как сильнейший окисляющий и восстанавливающий агент. Электролиз расплавов и водных растворов электролитов. Электролиз комплексных соединений. Схемы процессов на
электродах. Катодные и анодные процессы. Инертные и активные электроды. Законы Фара-
6
дея. Число Фарадея. Электрохимический эквивалент. Радикал ОН как окислитель. Принципы
электросинтеза неорганических веществ. Получение свободных галогенов, получение и рафинирование металлов. Получение хлоратов, перхлоратов, перманганатов, пероксодвусерной
кислоты. Электрохимическое окисление и восстановление воды. Гальваностегия и гальванопластика (Б. С. Якоби).
44. Современные физико-химические методы исследования строения и реакционной способности соединений. Спектроскопические методы. Электромагнитный спектр. Рентгеновская
спектроскопия. Ультрафиолетовая, оптически-видимая и инфракрасная спектроскопия. Радиоспектроскопические методы: ядерный магнитный резонанс (ЯМР), электронный парамагнитный резонанс (ЭПР), ядерная гамма-спектроскопия (ЯГР-эффект Мёссбауэра).
45. Дифракционные методы исследования. Рентгеноструктурный и рентгенофазовый анализ.
Электронографический и нейтронографический методы анализа. Исследование веществ в
магнитном поле. Магнетохимия. Диамагнитные и парамагнитные вещества. Термические методы. Термогравиметрия. Термический анализ. Понятие о физико-химическом анализе. Особенности исследования жидких растворов: криоскопия, эбуллиоскопия, рН-метрия, потенциометрия, калориметрия.
46. Основные методы синтеза неорганических соединений. Термодинамические и кинетические
основы неорганического синтеза. Синтез в растворах, в расплавах, в газовой фазе. Использование диаграмм состояния при выборе условий синтеза. Особенности синтеза при низких и
высоких температурах, низких и высоких давлениях. Синтез соединений в вакуумированной
и запаянной ампуле. Химические транспортные реакции. Электрохимические ме тоды. Способы проведения синтеза гигроскопичных и окисляющихся веществ. Стабилизация низших и
высших степеней окисления при получении простых и комплексных соединений. Использование неводных растворителей. Синтез в жидком аммиаке. Производные химических элементов в аномально низких и высоких степенях окисления.
47. Основные методы очистки неорганических соединений. Понятие о чистоте химических веществ. Методы контроля чистоты веществ. Методы получения чистых веществ. Классификация химических реактивов по степени чистоты. Понятие о государственных стандартах
(ГОСТ). Методы очистки веществ (перекристаллизация, сублимация, экстракция, ионный
обмен, хроматография и др.).
II семестр
1. Общая характеристика водорода. Изотопы водорода. Валентность и степень окисления
атомов. Физические и химические свойства водорода. Соединение водорода в степени окисления -1. Соединение водорода в степени окисления +1. Ион гидроксония, его окислительные
свойства. Способы получения свободного водорода. Применение водорода.
2. Вода – важнейший растворитель. Изотопный состав воды. Электронное строение и геометрическая модель молекулы. Полярность молекул. Водородная связь. Структура льда и жидкой воды. Свойства воды и их аномалии. Диаграмма состояния воды. Химические свойства воды.
Вода как лиганд. Аквакомплексы. Биологическая роль воды. Проблема чистой воды. Очистка воды.
3. Общая характеристика элементов VIIА-подгруппы. Строение атомов. Физические
свойства простых веществ. Химические свойства простых веществ.
Формы нахождения галогенов в природе. Общий принцип получения свободных галогенов. Применение галогенов.
4. Химия фтора. Фтор как наиболее электроотрицательный элемент. Фтороводород. Плавиковая кислота. Ассоциация молекул фтороводорода. Фториды кислорода. Комплексные фториды, донорно-акцепторный механизм их образования. Фториды металлов и неметаллов. Соединения с благородными газами. Получение и применение фтора.
5. Галогениды металлов и неметаллов. Галогеноводороды. Водные растворы, хлороводорода (соляная кислота), бромоводорода и йодоводорода, их свойства. Химические свойства.
Общие принципы получения галогеноводородов. Применение галогеноводородов.
7
Галогениды основные, амфотерные, кислотные. Полимерные галогениды. Свойства. Межгалогенные соединения. Интергалогениды.
6. Соединение галогенов с кислородом. Оксокислоты галогенов. Оксиды хлора (I, IV, VII),
брома (I), йода (V). Термодинамические характеристики оксидов галогенов. Химические свойства оксидов хлора. Кислородсодержащие кислоты хлора, брома, йода. Строение молекул.
Сравнительная устойчивость. Окислительные и кислотные свойства. Общие принципы получения. Применение гипохлоритов, хлоратов, перхлоратов. Окисляющие, горючие и взрывчатые
смеси на основе хлората и перхлората калия.
7. Общая характеристика элементов VIА-подгруппы. Строение атомов. Особенности кислорода. Формы нахождения элементов в природе. Химия кислорода. Химические свойства кислорода и озона. Озониды. Получение кислорода и озона. Применение кислорода и озона. Биологическая роль кислорода. Соединение кислорода (-2). Соединение кислорода (-1). Пероксид водорода. Пероксиды. Надпероксиды.
8. Химия серы. Получение серы. Полиморфные модификации серы. Физические свойства
серы. Химические свойства серы. Сероводород, его получение и свойства, строение молекулы.
Сульфиды металлов. Гидриды серы H2Sn. Полисульфиды. Пирит. Сульфаны.
9. Кислородные соединений серы. Оксид серы (IV). Оксид серы (VI)(серный ангидрид).
Серная кислота и её свойства. Принципы нитрозного и контактного способа ее получения. Гидраты серной кислоты. Полисерные кислоты. Олеум. Двусерная (пиросерная) кислота. Значение
серной кислоты в химической промышленности. Сульфаты, гидросульфаты и дисульфаты (пиросульфаты), их растворимость.
10. Тиокислоты и их соли. Тиосульфаты и их свойства. Политионовые кислоты и их соли.
Гидросернистая кислота. Пероксокислоты серы и их соли. Пероксомоносерная и пероксодисерная кислоты. Строение их молекул. Пероксосульфаты. Электросинтез пероксокислот и солей.
Соединения серы с галогенами. Галогениды серы. Оксогалогениды серы.
11. Подгруппа селена. Аллотропия селена и теллура. Свойства простых веществ, сравнение
их со свойствами кислорода и серы. Селеноводород и теллуроводород. Селениды и теллуриды.
Сравнительная характеристика гидридов H2Э. Оксиды селена (IV) и теллура (IV). Селенистая
кислота. Селениты и теллуриты. Сравнение окислительно-восстановительных и кислотных
свойств соединений селена (IV), теллура (IV) и серы (IV). Оксиды селена (VI) и теллура (VI).
Селеновая и теллуровая кислоты. Кислотные и окислительные свойства в ряду серная – теллуровая кислоты. Селенаты и теллураты. Практическое применение селена, теллура и их соединений.
12. Общая характеристика элементов VА-подгруппы. Особенности азота. Формы
нахождения и распространенность элементов в природе. Азот. Методы получения. Химическая
связь в молекуле азота с позиций теорий ВС и МО Галогениды азота. Оксохлорид азота.
Соединения с металлами. Нитриды. Типы нитридов. Особенности химических связей в них.
Биологическая роль азота. Аммиак. Электронная и геометрическая структура молекулы.
Лабораторные и промышленные методы получения аммиака. Жидкий аммиак как растворитель.
Амминокомплексы. Соли аммония. Химические свойства аммиака и солей аммония.. Амиды,
имиды, нитриды. Применение аммиака. Гидразин. Химические свойства. Гидразин как топливо.
Гидроксиламин. С Химические свойства. Азотистоводородная кислота и ее соли. Азиды.
Применение азидов.
13. Оксиды азота (I, II, III, IV, V). Строение молекул. Отношение к воде, щелочам. Окислительно-восстановительные свойства. Токсичность. Влияние на окружающую среду. Азотистая
кислота. Нитриты. Окислительно-восстановительные свойства кислоты и нитритов. Применение нитритов. Азотная кислота. Строение молекулы азотной кислоты и нитрат-иона. Окислительные
свойства концентрированной и разбавленной азотной кислоты. Лабораторные и промышленные
методы получения азотной кислоты. Применение азотной кислоты. Соли азотной кислоты (нитраты), продукты их термического разложения. Применение солей. Пороха и взрывчатые вещества. Фиксация азота из воздуха.
8
14. Фосфор. Аллотропные модификации фосфора и особенности их строения. Химические
свойства фосфора. Меры предосторожности при работе с фосфором. Принципы получения фосфора и его применение. Соединения фосфора с водородом. Фосфин. Дифосфин. Соединение
фосфора с галогенами. Оксотрихлорид фосфора, его гидролиз. Фосфонитрилхлорид, особенности его строения. Соединения с металлами. Фосфиды.
15. Оксиды фосфора. Особенности строения. Отношение к воде, кислотам и щелочам.
Принципы получения. Кислородсодержащие кислоты фосфора и их соли. Строение молекул
кислот фосфора, их основностъ и окислительно-восстановительные свойства. Получение фосфорных кислот. Гидролиз фосфатов. Понятие об изо- и гетерополикислотах. Применение ортофосфорной кислоты и ее солей. Фосфорные удобрения..
16. Подгруппа мышьяка. Простые вещества. Особенности строения. Химические свойства
простых веществ. Принципы получения и применения простых веществ. Гидриды ЭН3. Арсин,
стибин, висмутин. Принципы получения гидридов ЭН3. Оксиды и гидроксиды мышьяка (III),
сурьмы (III) и висмута (III). Особенности строения. Отношение к воде, кислотам и щелочам.
Принципы их получения. Соли и их свойства. Оксиды мышьяка (V) и сурьмы (V). Мышьяковые
и сурьмяные кислоты. Общие принципы получения. Соли и их свойства. Галогениды и сульфиды мышьяка, сурьмы и висмута. Соединения с металлами.
17. Общая характеристика элементов IVА-подгруппы. Особенности углерода. Формы
нахождения и распространенность элементов в природе. Углерод. Простые вещества. Аллотропные модификации углерода (алмаз, графит, карбин, фуллерены), особенности их строения.
Физические и химические свойства углерода. Формы нахождения углерода в природе. Применение простых веществ, образованных углеродом. Оксид углерода (II). Оксид углерода (IV).
Угольная кислота и ее соли. Галогениды углерода. Фосген. Соединения с серой. Сероуглерод.
Тиоугольная кислота и тиокарбонаты. Соединения углерода с азотом. Дициан. Циановодород.
Циановодородная (синильная) кислота. Цианиды. Родановодород. Родановодородная кислота.
Роданиды. Соединения с металлами. Карбиды металлов.
18. Кремний. Аллотропные модификации кремния. Химические свойства. Формы нахождения кремния в природе. Получение и применение. Водородные соединения кремния. Гидрид
SiН4. Гидриды типа ЭnНm. Принципы получения гидридов. Оксиды кремния (II, IV). Химические свойства. Кварц. Кварцевое стекло. Кремниевые кислоты. Ортокремниевая кислота. Поликремниевые кислоты. Особенности их строения. Получение. Золи и гели кремниевых кислот.
Силикагель. Силикагель как адсорбент. Соли кремниевых кислот. Алюмосиликаты. Искусственные силикаты. Стекла. Факторы, определяющие устойчивость стеклообразного состояния
силикатов. Стекловолокна и стеклоткани. Цеолиты. Цемент. Вяжущие вещества. Тугоплавкие
керамики на основе кремния и других элементов. Кремнийорганические соединения. Галогениды кремния. Получение, свойства. Тиосоединения кремния. Практическое применение кремния
и его соединений.
19. Подгруппа германия. Химические свойства простых веществ. Формы нахождения элементов в природе. Принципы получения простых веществ. Гидриды германия, олова, свинца и
их свойства. Оксиды и гидроксиды германия (II), олова (II), свинца (II). Получение, химические
свойства. Оксиды и гидроксиды германия (IV), олова (IV), свинца (IV). Получение, химические
свойства. Гидрокомплексы германия, олова и свинца, их стереохимия. Германаты, станнаты,
плюмбаты. Сурик. Относительная устойчивость, гидролизуемость. Галогениды элементов (II,
IV). Галогенокомплексы. Гексахлорооловянная кислота и ее соли. Соединения с серой. Моно- и
дисульфиды. Соединения с металлами. Сплавы олова и свинца. Практическое применение германия, олова свинца и их соединений.
20. Общая характеристика элементов IIIA –подгруппы. Формы нахождения и
распространенности элементов в природе. Химия бора. Получение бора. Химические свойства
бора. Отношение к кислороду, воде, кислотам и щелочам. Гидриды бора (бораны), их состав.
Устойчивость и реакционная способность гидридов бора. Применение. Оксид бора (III).
Особенности строения. Свойства. Орто-, мета-, полиборные кислоты. Их состав, строение и
9
свойства. Галогениды бора. Нитрид бора.. Карбиды бора. Практическое применение бора и его
соединений.
21. Алюминий. Важнейшие минералы алюминия. Корунд, боксит, криолит. Природные
алюмосиликаты, их выветривание. Каолин, глина. Получение алюминия. Физические и
химические свойства алюминия. Гидрид алюминия, его свойства. Оксид и гидроксид алюминия:
получение и химические свойства. Состав, особенности строения и химические свойства
гидроксида алюминия. Соли алюминия в катионной и анионной формах. Алюминаты:
особенности их строения. Галогениды алюминия. Квасцы. Гидроксо- и ацидокомплексы
алюминия. Сплавы алюминия. Практическое применение алюминия, его сплавов и соединений.
Алюмотермия. Термит.
22. Галлий, индий, таллий. Физические и химические свойства металлов. Нахождение в
природе. Принципы получения. Гидриды галлия, индия, таллия. Свойства. Оксиды элементов
(III). Химические свойства. Принципы получения. Оксид таллия (I). Гидроксиды элементов (III).
Химические свойства. Гидроксид таллия (I). Соли. Кристаллогидраты. Комплексные
соединения. Двойные соли. Окислительно-восстановительные свойства соединений таллия (I) и
таллия (III). Практическое применение галлия, индия, таллия и их соединений.
23. Химия элементов IA-подгруппы. Общая характеристика элементов. Формы нахождения и распространенность элементов в природе. Литий. Получение, физические и химические
свойства лития. Оксид и гидроксид лития. Соли лития. Гидрид лития. Нитрид лития. Натрий,
калий, рубидий, цезий. Получение. Физические и химические свойства. Гидриды. Оксиды. Пероксиды. Надпероксиды. Озониды. Строение. Способы получения. Свойства. Отношение к воде.
Окислительно-восстановительные свойства пероксидов. Гидроксиды щелочных металлов, их
химические свойства и способы получения. Соли щелочных металлов. Хлориды натрия и калия.
Карбонаты. Сода кальцинированная, кристаллическая, питьевая. Поташ. Принципы промышленного получения соды и поташа. Сульфиды и полисульфиды щелочных металлов. Применение солей. Практическое применение щелочных металлов и их соединений. Калийные удобрения. Физиологическая роль калия и натрия.
24. Химия элементов IIA-подгруппы. Общая характеристика элементов. Форма нахождения и распространения элементов в природе. Бериллий. Получения бериллия. Физические и химические свойства бериллия. Оксид и гидроксид бериллия. Амфотерность гидроксида бериллия.
Соли бериллия в катионной и анионной формах. Бериллаты и тетрагидроксобериллаты. Сплавы
бериллия. Практическое применение бериллия и его соединений. Магний и щелочноземельные
металлы (кальций, стронций, барий). Простые вещества. Получение. Физические и химические
свойства металлов. Магнийорганические соединения. Гидриды. Свойства, структура, принципы
получения. Гидроксиды. Структура, кислотно-основные свойства. Принципы получения. Соли.
Кристаллогидраты. Оксохлорид магния. Галогениды. Карбонаты. Сульфаты. Жесткость воды и
методы ее устранения. Биологическая роль кальция и магния. Практическое применение магния
и щелочноземельных металлов.
25. Общая характеристика элементов VIIIA-подгруппы. Строение атомов. Возможные валентность и степени окисления атомов. Формы нахождения и распространенность в природе.
Физические свойства. Химические соединения. Фториды ксенона и криптона. Химическая связь
в молекуле дифторида ксенона с позиций метода МО. Принципы их получения. Гидролиз фторидов. Кислородсодержащие соединения ксенона и их химические свойства. Клатратные соединения аргона и его аналогов. Применение инертных газов и их соединений.
26. Понятие о комплексных соединениях. Координационная теория А. Вернера. Основные
положения координационной теории А. Вернера. Основные понятия. Типичные комплексообразователи. Факторы, определяющие способность атомов и ионов выступать в качестве комплексообразователя. Координационное число комплексообразователя. Изменение координационных чисел атомов элементов по группам периодической системы. Положение элементов – типичных комплексообразователей в периодической системе. Типичные лиганды. Факторы, определяющие способность
молекул и ионов выступать в качестве лигандов. Моно- и полидентатные лиганды. Классифика-
10
ция и номенклатура комплексных соединений. Изомерия комплексных соединений. Гидратная,
ионизационная, и координационная изомерия. Геометрическая (цис- и транс-) изомерия. Оптическая изомерия.
27. Химическая связь в комплексных соединениях. Рассмотрение химической связи в
комплексных соединениях с позиций метода валентных связей. Теория кристаллического поля.
Спектрохимический ряд. теорема Яна-Теллера. Метод молекулярных орбиталей. Построение
групповых орбиталей лигандов и центрального атома. Использование ТКП и ММО для
объяснения оптических и магнитных свойств комплексных соединений.
28. Электролитическая диссоциация к в растворах комплексных соединений. Устойчивость
комплексных ионов в растворах. Константы нестойкости. Кислотно-основные свойства комплексных соединений. Объяснение гидролиза солей и амфотерности гидроксидов с точки зрения
электролитической диссоциации аквакомплексов и протолитической теории кислотно-основных
равновесии.
29. Общая характеристика d-элементов. Строение атомов. Изменение устойчивости переходных элементов в различных степенях окисления и сравнение с устойчивостью степеней
окисления элементов главных подгрупп. Особенности изменения свойств d-элементов по группам в
cравнении с элементами главных подгрупп. Особенности химических свойств d-элементов IV периода. Особенности химических свойств d-элементов V и VI периодов. Лантаноидное сжатие. Характер
химических связей в соединениях. Склонность к образованию катионных и анионных форм,
комплексообразованию, образованию соединений со связями Э-O-Э у кластерных соединений.
Характерные для большинства d-элементов физические свойства. Химическая активность и ее
изменение по группам, периодам. Кислотно-основные свойства оксидов и гидроксидов dэлементов в разных степенях окисления их атомов. Комплексные соединения d-элементов. Кластерные соединения. Особенности их строения и особенности химических связей.
30. Химия элементов IVБ подгруппы. Общая характеристика элементов. Изменение химических свойств по группе. Нахождения в природе. Физические и химические свойства простых
веществ. Способы получения. Применение титана. Оксиды титана, циркония, гафния (IV). Особенности строения. Свойства. Принципы получения. Оксиды титана (II, III). Свойства. Гидроксиды титана, циркония, гафния (IV). Особенности строения. Свойства. Титанаты. Цирконаты.
Гафнаты. Гидроксиды титана (II, III). Свойства.Галогениды элементов (IV). Галогениды титана
(II, III). Гидролиз галогенидов. Оксогалогениды. Галогенокомплексы. Практическое применение
элементов и их соединений.
31. Химия элементов VБ подгруппы. Общая характеристика элементов. Изменение химических свойств по группе. Нахождения в природе. Физические и химические свойства простых
веществ. Способы получения. Применение ванадия. Оксиды ванадия, ниобия, тантала (V). Гидроксиды ванадия, ниобия, тантала (V). Кислотно-основные свойства гидроксидов. Ванадаты.
Поливанадаты. Соединения оксованадия. Ниобаты. Танталаты. Оксиды и гидроксиды ванадия
(II и IV). Свойства. Галогениды элементов (V). Галогениды ванадия (II, III, IV). Гидролиз галогенидов. Оксогалогениды. Галогенокомплексы. Практическое применение элементов и их соединений.
32. Химия элементов VIБ подгруппы. Общая характеристика элементов. Окислительновосстановительные свойства соединений в разных степенях окисления атомов. Характер химических связей в соединениях. Склонность к образованию катионной и анионной форм, комплексообразованию. Кластерные соединения. Изменение химических свойств по группе. Форма
нахождения и распространенность элементов в природе.Физические и химические свойства
простых веществ. Химическая активность при обычной и высокой температурах. Отношение к
кислороду, галогенам, воде, кислотам, щелочам. Положение металлов в ряду напряжений.
Принципы промышленных методов получения хрома, молибдена и вольфрама. Карбонил хрома.
Применение хрома, молибдена и вольфрама. Оксиды хрома (II, III, VI). Их сравнительная
устойчивость. Кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства.. Принципы по-
11
лучения. Оксиды молибдена и вольфрама (VI). Отношение к воде, кислотам, щелочам. Принципы получения.
33. Гидроксиды хрома (II, III, VI). Состав и особенности строения гидроксида хрома (III).
Хромовые кислоты. Изополикислоты хрома. Кислотно-основные и окислительновосстановительные свойства. Принципы получения. Молибденовая и вольфрамовая кислоты.
Устойчивость, кислотные и окислительные свойства в ряду хромовая – вольфрамовая кислоты.
Изополикислоты и гетерополикислоты молибдена и вольфрама. Соли хрома (II). Свойства.
Принципы получения. Соли хрома (III) в катионной и анионной формах. Кристаллогидраты.
Комплексные соединения. Двойные соли. Гидролиз. Соли хрома (VI). Хроматы, полихроматы.
Окислительные свойства хроматов и дихроматов. Принцип действия хромовой смеси. Соли молибдена и вольфрама (VI). Молибдаты и вольфраматы. Полимолибдаты и поливольфраматы.
Окислительные свойства в ряду хроматы – вольфраматы. Галогениды хрома (II, III). Галогениды
молибдена и вольфрама (VI). Кластерные галогениды молибдена и вольфрама. Диоксогалогениды. Свойства. Гидролиз. Пероксосоединения хрома. Пероксид хрома. Пероксохромовые кислоты. Особенности строения. Устойчивость и окислительные свойства пероксосоединений хрома.
34. Химия элементов VIIБ подгруппы. Общая характеристика элементов. Характер химических связей в соединениях. Склонность к образованию катионной и анионной форм, комплексообразованию. Кластерные соединения. Изменение химических свойств по группе. Физические
и химические свойства простых веществ. Применение марганца. Карбонил марганца. Оксиды
марганца (II, III, IV, VII). Устойчивость, кислотно-основные и окислительно-восстановительные
свойства. Отношение к воде, кислотам, щелочам. Принципы получения. Оксиды технеция и рения (VII). Кислотно-основные свойства. Гидроксиды марганца (II, III, IV, VII). Устойчивость,
кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства. Принципы получения. Гидроксиды технеция и рения (VII). Соли марганца (II). Кристаллогидраты. Комплексные соединения. Свойства. Соли марганца (III, IV). Соли марганца (VI). Манганаты. Гидролиз. Окислительно-восстановительные свойства. Принципы получения. Соли марганца (VII). Перманганаты.
Окислительные свойства перманганатов в кислой, щелочной и нейтральной средах. Принципы
получения. Применение. Соли технеция и рения (VII). Пертехнаты. Перренаты.
35. Общая характеристика элементов VIIIБ подгруппы. Строение атомов. Изменение
атомных радиусов и ионизационных потенциалов в рядах железо-никель и железо-осмий.
Деление элементов на элементы семейства железа и семейства платиновых. Характер
химических связей в соединениях. Склонность элементов к образованию катионной и анионной
форм, комплексообразованию. Кластерные соединения.
36. Триада железа. Физические и химические свойства железа, кобальта, никеля. Ферромагнетизм. Химическая активность при обычной и высокой температурах. Коррозия железа.
Нахождение железа в природе. Промышленные методы получения железа. Применение железа.
Чугун. Сталь. Специальные стали. Оксиды железа, кобальта, никеля. Смешанные оксиды. Свойства. Отношение к воде, кислотам, щелочам. Принципы получения. Гидроксиды железа, кобальта, никеля (II, III). Состав и особенности строения гидроксида железа (III). Кислотно-основные и
окислительно-восстановительные свойства гидроксидов (II, III). Принципы получения.
37. Соли железа, кобальта, никеля (II). Кристаллогидраты. Двойные соли. Соли железа, кобальта, никеля (III) в катионной и анионной формах. Кристаллогидраты. Структура безводных
хлоридов. Двойные соли. Основные соли. Свойства. Ферраты (III) и их ферромагнитные свойства. Ферраты (VI). Устойчивость. Гидролиз. Окислительные свойства. Принципы получения.
Комплексные соединения железа, кобальта, никеля. Относительная устойчивость простых и
комплексных солей железа, кобальта, никеля (II, III). Аква-, аммин-, гидроксо-, циано-, оксалатокомплексы. Карбонилы. Ферроцен. Характер химических связей в молекуле ферроцена. Многоядерные комплексы.
38. Платиновые металлы. Физические и химические свойства платиновых металлов. Химическая активность при обычной и высокой температурах. Применение платины. Соединения
элементов семейства платиновых металлов. Оксиды рутения (IV, VI). Рутенаты. Оксиды осмия
12
(VI, VIII). Осматы. Оксиды и гидроксиды родия и иридия (III). Оксид и гидроксид палладия (II).
Соли палладия (II). Оксиды и гидроксиды платины (II, IV). Комплексные соединения платины.
Катионные, анионные и нейтральный комплексы платины (II, IV). Аммино- и цианокомплексы.
Гексахлороплатиновая кислота и ее соли.
39. Химия элементов IБ-подгруппы. Общая характеристика элементов. Характер химических связей в соединениях. Склонность к образованию катионной и анионной форм, комплексообразованию. Формы нахождения и распространенность элементов в природе. Сопоставление
свойств элементов главной и побочной подгрупп I группы. Химические свойства простых веществ. Способы добычи золота. Применение металлов. Оксиды меди (I, II), серебра (I, II), золота
(I, III). Свойства. Принципы получения.
40. Гидроксиды меди (II), золота (III). Кислотно-основные свойства. Принципы получения.
Соли меди, серебра, золота (I). Окислительно-восстановительные свойства. Диспропорционирование. Галогенокомплексы. Фотографические процессы на основе галогенидов серебра. Аммино- и цианокомплексы. Соли меди (II). Кристаллогидраты. Комплексные соединения. Галогено-,
циано- и амминокомплексы. Соли золота (III). Соли в катионной и анионной формах. Аква-, циано-, галогенокомплексы. Тетрахлорозолотая кислота и ее соли. Практическое применение элементов и их соединений.
41. Химия элементов IIБ-подгруппы. Общая характеристика элементов. Характер
химических связей в соединениях. Склонность к комплексообразованию. Формы нахождения и
распространенность элементов в природе. Сопоставление свойств элементов главной и
побочной групп. Физические и химические свойства простых веществ. Амальгамы. Меры
предосторожности при работе с ртутью. Применение металлов. Оксиды цинка и кадмия. Оксиды
ртути (I, II). Свойства. Отношение оксидов к воде, кислотам, щелочам. Принципы получения.
42. Гидроксиды цинка и кадмия. Кислотно-основные свойства. Принципы получения. Соли. Кристаллогидраты. Соли цинка в катионной и анионной формах. Соли ртути (I, II). Ион
Hg22+. Окислительно-восстановительные свойства солей ртути. Гидролиз солей цинка, кадмия,
ртути. Цинкаты. Комплексные соединения. Аммино-, циано- и галогенокомплексы. Их устойчивость в ряду цинк-ртуть. Продукты взаимодействия солей ртути с аммиаком. Аутокомплексообразование на примере соединений кадмия. Практическое применение элементов и их соединений.
43. Химия d-элементов IIIБ-подгруппы. Общая характеристика элементов. Строение атомов. Изменение по группе атомных радиусов и ионизационных потенциалов. Валентность и
степень окисления атомов. Характер химических связей в соединениях. Склонность к комплексообразованию. Нахождение в природе. Химические свойства простых веществ. Изменение по
группе химической активности. Отношение к кислороду, воде, кислотам. Оксиды и гидроксиды.
Изменение кислотно-основных свойств гидроксидов в ряду скандий-актиний. Соли. Склонность
к образованию солей в катионной и анионной формах. Двойные соли. Комплексные соединения.
Практическое применение элементов и их соединений.
44. Общая характеристика f-элементов. Положение в периодической системе. Строение
атомов. 4f- и 5f-элементы. Изменение атомных радиусов и ионизационных потенциалов по
периоду. Валентность 4f- и 5f-элементов. Внутренняя периодичность свойств. Характер
химических связей в соединениях. Склонность к комплексообразованию. Сходство и различие в
свойствах 4f- и 5f-элементов.
45. Лантаноиды (4f-элементы). Валентность, степени окисления, характер химических связей и формы соединений. Химические свойства металлов. Отношение к кислороду, воде, кислотам. Причины сходства химических свойств лантаноидов. Появление у некоторых лантаноидов
степени окисления +2 (европий, иттербий, самарий) и +4 (церий, тербий, празеодим). Оксиды.
Гидроксиды. Изменение их кислотно-основных свойств по периоду. Соли. Двойные соли. Соединения церия (IV): оксид, гидроксид, цераты. Распространенность лантаноидов в природе.
Применение лантаноидов и их соединений.
13
46. Актиноиды (5f-элементы). Валентность, степени окисления элементов, характер химических связей и формы соединений в рядах торий-кюрий и берклий-лоуренсий. Химические
свойства металлов. Отношение их к кислороду, воде, кислотам. Соединения тория (IV): оксид,
гидроксид, галогениды. Соединения урана (VI): оксид, гидроксид, галогениды, уранаты, соединения диоксоурана. Соединения нептуния и плутония (VI, VII): нептунаты, плутонаты, соединения оксонептуния и оксоплутония. Радиоактивность 5f-элементов. Типы реакций радиоактивного распада. Реакции, лежащие в основе методов синтеза трансурановых элементов. Краткие сведения из истории открытия актиноидов. Работы Г. Сиборга, И.В. Курчатова, Г.Н. Флерова.
Применение актиноидов и их соединений.