Строение атома и систематика химических элементов.

Введение

Предмет и задачи химии. Место химии в системе наук. Краткая характеристика дисциплины, ее цели, задачи, связь с другими дисциплинами.

 

Важнейшие классы неорганических соединений. Основные законы химии

Основные классы неорганических соединений: оксиды, гидроксиды (кислоты и основания), соли. Молярная масса вещества, моль, законы газообразного состояния вещества, расчеты по химическим уравнениям.

 

Энергетика химических процессов

Понятие системы. Энергетические эффекты химических реакций. Внутренняя энергия и энтальпия. Экзо- и эндотермические реакции. Стандартная энтальпия образования химических соединений. Термохимические уравнения. Закон Гесса и следствия из него. Энергетические эффекты при фазовых переходах. Понятие об энтропии. Изменение энтропии при химических процессах и фазовых переходах. Энергия Гиббса и ее изменение в химических процессах. Возможность и направленность химической реакции.

 

Химическая кинетика и равновесие

Гомогенные и гетерогенные системы. Скорость химической реакции. Закон действующих масс. Константа скорости реакции. Молекулярность и порядок реакции. Зависимость скорости реакции от температуры. Активные молекулы и энергия активации. Механизмы протекания химических реакций. Цепные реакции.

Катализ гомогенный и гетерогенный. Теория промежуточных соединений в катализе. Значение катализа в интенсификации химических процессов.

Необратимые и обратимые реакции. Химическое равновесие в гомогенных и гетерогенных системах. Константа равновесия и ее связь с энергией Гиббса. Смещение равновесия, принцип Ле-Шателье и его значение для оптимизации технологических процессов.

 

Основные характеристики растворов

Понятия о дисперсных системах. Растворение как физико-химический процесс. Теория растворов Д.И.Менделеева. Сольваты (гидраты). Кристаллогидраты. Теория электролитической диссоциации Аррениуса. Учение И.А.Каблукова о сольватации ионов и молекул. Способы выражения состава раствора: молярная и моляльная концентрации, молярная и массовая доли растворенного вещества.

Свойства разбавленных растворов неэлектролитов. Неэлектролиты. Давление пара растворителя над раствором. Законы Рауля о понижении упругости насыщенного пара растворителя над раствором, о изменении температур фазовых переходов.

Растворы электролитов. Электролиты. Электролитическая диссоциация и ее причины. Отклонение от законов Рауля. Изотонический коэффициент. Степень ионизации электролитов и ее зависимость от природы растворенного вещества и растворителя, от концентрации электролита. Связь степени ионизации с изотоническим коэффициентом. Сильные и слабые электролиты. Диссоциация в растворе слабого электролита как обратимый и равновесный процесс. Константа ионизации, ее связь со степенью ионизации и концентрацией раствора (закон разведения Оствальда). Смещение равновесия. Ступенчатая диссоциация в растворах полиосновных кислот (оснований). Состояние сильных электролитов в растворах. Активность. Коэффициент активности. Ионная сила раствора.

Труднорастворимые электролиты. Гетерогенное равновесие. Произведение растворимости.

Реакции в растворах электролитов. Ионно-молекулярные уравнения.

Электролитическая диссоциация воды. Ионное произведение воды. Водородный показатель. Понятие о кислотно-основных индикаторах.

Понятие о гидролизе солей.

 

Строение атома и систематика химических элементов.

Основные сведения о строении атомов. Атомные ядра. Изотопы. Современное понятие о химическом элементе. Модель атома Бора и ее недостатки. Квантово-механическая модель атома водорода. Волновая функция (Y). Физический смысл величины 1Y1²dV. Атомная орбиталь. Квантовые числа - энергетические характеристики электронов в атоме. Форма электронных облаков для s-, p-, d- состояний. Многоэлектронные атомы. Принцип Паули. Правило Гунда. Порядок заполнения электронных уровней. Электронные формулы атомов и ионов.

Современная формулировка периодического закона Д.И. Менделеева. Периодическая система элементов. Периодическое изменение свойств химических элементов в соответствии с электронной структурой атома. Радиусы атомов и ионов. Энергия ионизации. Сродство к электрону. Электроотрицательность. Изменение химических свойств элементов по периоду, группе. Электронные аналоги.