Химическая связь и строение молекул

Природа и основные типы химической связи: ковалентная, ионная, водородная, межмолекулярное взаимодействие. Квантово – механические представления об образовании химической связи. Метод валентных связей. Ковалентная связь. Обменный и донорно-акцепторный механизм образования ковалентной связи. Свойства связи: энергия связи, длина связи, направленность, кратность, полярность, насыщаемость. Одинарные и кратные связи. Гибридизация орбиталей. Строение простых молекул. Полярность молекул и дипольный момент. Геометрия молекул. Степень окисления и валентность. Метод молекулярных орбиталей.

Ионная связь, ее свойства (ненасыщаемость, ненаправленность). Ионные кристаллы.

Металлическая связь и ее особенности.

Межмолекулярное взаимодействие.

Водородная связь, ее особенности.

Атомная, ионная, молекулярная, металлическая кристаллические решетки, их особенности.

 

Электрохимические процессы

Понятие об электродных потенциалах. Механизм их возникновения. Измерение электродных потенциалов. Стандартный водородный электрод. Стандартные (нормальные) потенциалы. Ряд напряжений металлов. Зависимость потенциала от концентрации ионов в растворе. Уравнение Нернста.

Гальванический элемент. Схема гальванического элемента. Процессы, протекающие на электродах. Электродвижущая сила и ее связь с энергией Гиббса. Топливные элементы.

Электролиз расплавов. Электролиз водных растворов солей. Катодные и анодные процессы. Последовательность разряда ионов в водных растворах. Электролиз с растворимыми и нерастворимыми анодами. Метод электролитической очистки металлов.

Химическая и электрохимическая коррозия. Гальванокоррозия. Анодный и катодный процессы при гальванокоррозии. Методы защиты от коррозии: покрытия, ингибиторы, протекторная и электрозащита.

 

Окислительно-восстановительные реакции

Окислительно-восстановительные свойства элементарных веществ и их соединений. Типичные окислители, восстановители, соединения, обладающие окислительно-восстановительной двойственностью. Возможность и направленность окислительно-восстановительных реакций. Участие среды в окислительно-восстановительных реакциях. Участие пероксида водорода в окислительно-восстановительных реакциях. Способы составления окислительно-восстановительных реакций.

 

Свойства р-элементов

Простые вещества. Периодическое изменение свойств элементарных веществ. Периодическое изменение свойств высших оксидов.

Элементы VII A группы ПСЭ. Общая характеристика элементов подгруппы: электронное строение атомов, возможные степени окисления, сравнительная химическая активность, окислительно-восстановительные свойства простых веществ и их соединений, нахождение в природе. Галогеноводороды. Водородная связь на примере (HF)x, (H2O)x, (NH3)x. Кислоты и соли. Плавиковая кислота. Соляная кислота. Окислительные свойства кислородных соединений галогенов.

Элементы VI A группы ПСЭ. Общая характеристика элементов подгруппы: электронное строение атомов, возможные степени окисления, сравнительная химическая активность, окислительно-восстановительные свойства простых веществ и их соединений, нахождение в природе. Вода. Получение водородных соединений. Восстановительные свойства сероводорода и сульфидов. Окислительно-восстановительная двойственность сульфитов. Серная кислота: получение, окислительные свойства разбавленной и концентрированной серной кислоты.

Элементы V A группы ПСЭ. Общая характеристика элементов подгруппы: электронное строение атомов, возможные степени окисления, сравнительная химическая активность, окислительно-восстановительные свойства простых веществ и их соединений, нахождение в природе. Нитриды. Соединения с водородом. Аммиак: получение, свойства. Обзор соединений с азотом в положительных степенях окисления. Азотная кислота. Реакции с участием разбавленной и концентрированной азотной кислоты.

 

Металлы

Общие свойства металлов. Положение в ПСЭ. Нахождение в природе. Характер изменения радиусов атомов и потенциалов ионизации по группе и периоду. Магнитные свойства.

Химические свойства. Изменение активности металлов по отдельным группам ПСЭ. Степени окисления. Взаимодействие с неметаллами. Свойства и получение оксидов. Окислительно-восстановительные свойства металлов и их соединений. Взаимодействие металлов с кислотами. Взаимодействие металлов с водой и щелочами (в присутствии кислорода и без него).

Получение металлов: извлечение из руд, способы восстановления. Металлы как конструкционные материалы.

 

Комплексные соединения

Комплексные соединения: внешняя сфера, комплексный ион, комплексообразователь, лиганды, координационное число. Диссоциация комплексных соединений. Константы нестойкости. Разрушение комплексного иона. Природа химической связи в комплексных соединениях. Общие понятия теории кристаллического поля.

 

Лантаниды и актиниды

Лантаниды. Особенности электронной структуры атомов и ионов. Близость химических свойств. Аномальные степени окисления. Свойства оксидов, гидроксидов, солей. Области применения.

Актиниды. Трансурановые элементы и кюриды. Получение и применение тория, урана, плутония. Их физические и химические свойства, области применения. Степени окисления. Оксиды, гидроксиды, фториды. Урановые кислоты и соли. Методы разделения урана и плутония.