Строение вещества. Элементы химической термодинамики и биоэнергетики

Значение темы:

Изучение темы будет способствовать формированию следующих компетенций ОК-1; ПК-1; ПК-2; ПК-3; ПК-27; ПК-31; ПК-32.

Цель: после изучения темыстудент должен

Знать:

ü физико-химическую сущность процессов, происходящих в живом организме на молекулярном, клеточном, тканевом, органном уровнях;

Уметь:

ü пользоваться учебной, научной, научно-популярной литературой, сетью Интернет для профессиональной деятельности;

Вопросы, вынесенные на самостоятельное изучение:

1. Современные представления о природе электрона. Характеристика энергетического состояния электрона с использованием квантовых чисел. Квантово-механическая модель атома.

2. Основные принципы заполнения электронной структуры атома (принцип минимума энергии). Деление атомов по подобию энергетических уровней на s-, p-, d-, f- семейства. Электронные и графические формулы для атомов и ионов.

3. Типы химических связей. Принцип образования ковалентной химической связи.

4. Метод валентных связей. Природа σ- и π-связей. Понятие о гибридизации атомных орбиталей. Взаимосвязь типа гибридизации и структуры молекул.

5. Водородная связь.

6. Межмолекулярные взаимодействия: ориентационное, индукционное, дисперсионное.

7. Зависимость энтальпии процесса от температуры. Энергия Гельмгольца. Уравнения Гиббса-Гельмгольца.

8. Термодинамика открытых систем.

Вопросы для самоконтроля знаний:

1. Запишите электронную формулу для атома хлора. Какие значения примет главное квантовое число для данного элемента? Используя орбитальное и магнитное квантовые числа, определите число подуровней и атомных орбиталей в структуре атома хлора.

2. Напишите электронную, а затем графическую формулы для атома марганца и его иона Mn⁺⁷.

3. Запишите электронную формулу для атома хлора. Какие значения примет главное квантовое число для данного элемента? Используя орбитальное и магнитное квантовые числа, определите число подуровней и атомных орбиталей в структуре атома хлора.

4. Напишите электронную, а затем графическую формулы для атома марганца и его иона Mn⁺⁷.

5. Приведите примеры соединений, имеющих приведенные в таблице типы гибридизации и геометрическую форму:

Тип гибридизации	Геометрическая форма	Частицы АВn	Примеры
sp	линейная	АВ2
sp2	треугольная	АВ3
треугольная незавершенная	:АВ2; ∙ АВ2
sp3	тетраэдрическая	АВ4
тетраэдрическая, незавершенная (тригонально-пирамидальная)	:АВ3
тетраэдрическая, дважды незавершенная	::АВ2 ; ∙: АВ2
sp3d	тригонально-пирамидальная	АВ6
sp3d2	октаэдрическая	АВ6
d2sp3	октаэдрическая	АВ6

 

6. Из приведенных примеров соединений выберите те, которые могут образовывать межмолекулярные и внутримолекулярные водородные связи: H₂O, HF, NH₃, Cl₂, C₂H₅OH, C₂H₅C(O)H, C₆H₄(OH)C(O)OH.

 

7. Подберите соответствие между типом межмолекулярного взаимодействия и характером взаимодействия:

Тип межмолекулярного взаимодействия	Характер взаимодействия
1- ориентационное	А - притяжение между неполярными молекулами, в которых может происходить перераспределение зарядов в соседних молекулах, и между ними устанавливаются кратковременные связи
2 - индукционное	Б - притяжение между постоянным диполем и молекулой с «наведенным» диполем (диполь может индуцировать дипольное распределение зарядов в неполярной молекуле)
3 - дисперсионное	В - притяжение между полярными молекулами, в которых центры тяжести положительного и отрицательного зарядов не совпадают

Список рекомендуемой литературы:

1 Общая химия./Попков В.А., Пузаков С.А. – М.: ГЭОТАР – Медиа, 2010. –976 с.

2 Общая химия. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов. / Под ред. Ю.А. Ершова. - М.: Высшая школа, 2007. – 559 с.

3 Интернет-ресурсы (http://www.chemport.ru/)