VIII семестр

3. Материалы и методические указания

для проведения лабораторных работ.

План лабораторных занятий на 7 семестр

План лабораторных занятий на 8 семестр

Литература к лабораторным занятиям

1. Зимняков А.М. Лабораторный практикум по физической и коллоидной химии. Пенза ПГПУ. 1996.

2. Зимняков А.М. Методические рекомендации к лабороторно-семинарским занятиям по физической и коллоидной химии по теме: «Химическая термодинамика». Пенза, ПГПУ. 1998.

3. Зимняков А.М. Электрохимические процессы. Методическая разработка к семинарским занятиям. Пенза. ПГПУ. 2000.

4. Зимняков А.М. Лабораторно-семинорские занятия по физической химии (методические рекомендации для студентов ВУЗов). Пенза: ПГПУ, 1998.

5. Балезин С.А. Практикум по физической и коллоидной химии. Учеб. пособие для студентов хим.биол. фак-та. пед. ин-тов. –М. Просвещение. 1980.-271с.

4. Методические указания по организации самостоятельной работы студентов очной формы обучения, задания для самостоятельной работы студентов (прилагаются)

План самостоятельной работы студентов на 7 семестр

План самостоятельной работы студентов на 8 семестр

^* – обозначения учебных пособий приводятся ниже.

Литература для самостоятельной работы

[Л1] – Курс лекций по физической химии: Химическая термодинамика: Учебное пособие. – Пенза: ПГПУ, 2005. – 109 с.

[Л2] – Керимов Э.Ю. Курс лекций по физической химии: Фазовые равновесия и растворы: Учебное пособие. – Пенза: ПГПУ, 2005. – 60 с.: ил.

[Л3] – Керимов Э.Ю. Курс лекций по физической химии: Химическая кинетика: Учебное пособие. – Пенза: ПГПУ, 2004. – 112 с.

[Л4] – Керимов Э.Ю. Курс лекций по физической химии: Электрохимия: Учебное пособие. – Пенза: ПГПУ, 2008. (В печати.)

[КФ] – Климов И.И., Филько А.И. Сборник вопросов и задач по физической и коллоидной химии: пособ. – М.: Просвещение, 1975. – 192 с.

[КК] – Кудряшов И.В., Каретников Г.С. Сборник примеров и задач по физической химии: Учеб. пособ. для хим.-технол. спец. вузов. – М.: Высш. шк., 1991. – 527. с.: ил.

[ЕК] –Основы физической химии. Теория и задачи: Учеб. пособие. /Еремин В.В., Каргов С.И., Успенская И.А., Кузменко Н.Е., Лунин В.В. – М.: Изд-во «Экзамен», 2005. – 480 с.

[ЕК] – Задачи по физической химии: Учеб. пособие. /Еремин В.В., Каргов С.И., Успенская И.А., Кузменко Н.Е., Лунин В.В. – М.: Изд-во «Экзамен», 2003. – 320 с.

[С1] – Зимняков А.М. Методические рекомендации к лабораторно-семинарским занятиям по физической химии по теме «Химическая термодинамика». – Пенза: ПГПУ, 1997. – С. 17.

[С2] – Зимняков А.М. Электрохимические процессы: Методическая разработка к семинарским занятиям. – Пенза: ПГПУ, 2000. – С. 33.

[СС] − Стромберг., Д.П.Семченко. Физическая химия. Учеб. для вузов. М.: Высш.шк., 2001. -527с.

[СВ] − Слесарев В.И. Химия: Основы химии живого. Учебник для вузов. – СПБ: Химиздат. 2001. -784с.

[КВ]− Киреев В.А. Краткий курс физической химии. М.: Химия, 1987, -624с.

5. Материалы для проведения текущего, промежуточного и итогового контроля знаний

Образец варинта Контрольной работы № 1

1. Определите массу кислорода, находящегося в колбе емкостью 2 л, при температуре 125⁰С и давлении 700 мм рт. ст.

2. Какое количество теплоты необходимо для изохорического нагревания 10 г азота от 10 до 20⁰С?

3. Какая из модификаций углерода – графит или алмаз – будет более устойчивой при 298 К и р=1,013•10 Па? Теплоты горения алмаза и графита соответственно равны -395,7 кДж и -393,8 кДж. Энтропия графита равна 2,37 Дж/(моль∙К), энтропия алмаза равна 5,74 Дж/(моль∙К).

4. Найдите изменение энтропии в процессе обратимого изотермического сжатия одного моля кислорода от 1,013•10⁵ до 10,13•10⁵ Па.

5. При 50⁰С и давлении 0,348•10 Па степень диссоциации N₂О₄ на NO₂ равна 63%. Определите значение Кр и Кс.

6. Для реакции С_тв+Н₂О => СО+Н₂ при температуре 700⁰С и давлении 1,013•10⁵ Па доля СО в равновесной системе составляет 0,418. Определите при этой температуре Кр.

7. При 75⁰С давление пара воды равно 289 мм.рт.ст. Оно понизилось на 3,69 мм.рт.ст. при растворении в 100 г воды 2,2 г хлорида аммония. Вычислите кажущуюся степень диссоциации соли хлорида аммония в этом растворе.

Образец варинта Контрольной работы № 2

1. При 75 ⁰С давление пара воды равно 289 мм рт.ст. Оно понизилось на 3,69 мм рт.ст. при растворении в 100 г воды 2,2 г хлорида аммония. Вычислите кажущуюся степень диссоциации соли NH₄Cl в этом растворе.

2. Определите коэффициент активности и активность иона натрия в растворе, содержащем 0,01 моль NaCl, 0,01 моль CuCl₂ и 0,002 моль ZnSO₄ в 1000 г воды.

3. Удельная электропроводимость 0,05 н. раствора уксусной кислоты при 18 ⁰С равна 3,24*10^-4 Ом^-1*см^-1. Эквивалентная электропроводимость при бесконечном разбавлении ацетата натрия равна 77,5 Ом^-1*см²/моль-экв, а подвижности ионов натрия и водорода соответственно равны 43,5 и 315 Ом^-1см². Вычислите концентрацию ионов водорода в этом растворе и константу диссоциации уксусной кислоты.

4. Электродвижущая сила элемента, составленного из насыщенного каломельного электрода и рН-метрического зонда, выделенного в желудок пациента, равна 0,332 В. Рассчитайте рН желудочного сока и концентрацию ионов водорода в нем.

5. Рассчитайте электродные потенциалы, ЭДС гальванического элемента

(-)Zn│ZnSO₄(c=0,5M)║CuSO₄(c=1M)│Cu(+),

изменение энергии Гиббса ∆G⁰ и константу равновесия реакции, протекающей в нем при замыкании цепи (T=25⁰C).

6. Рассчитайте растворимость и произведение растворимости сульфида цинка при 25⁰С. Электродвижущая сила концентрационного гальванического элемента

Zn│ZnS(a=x)║ZnSO₄(c=0,5M)│Zn

равна 0,276 В.

7. В элементе Вестона протекает реакция Cd+Hg2SO4=CdSO4+2Hg. Рассчитайте ЭДС этого элемента при 303К, если DH и DS протекающей в нем реакции равны соответственно –198,8 кДж/моль и –7,8 Дж/(моль*К).

8. По данным таблицы для адсорбции уксусной кислоты на древесном угле из водных растворов объемом 1000мл вычислите: а) величину адсорбции по экспериментальным данным; б) величину адсорбции по уравнению изотермы адсорбции Фрейндлиха при С_равн и С_х, определив константы уравнения графическим способом; в) сравните обе величины адсорбции и сделайте вывод о применимости уравнения в данном интервале концентраций.

Образец варинта Контрольной работы № 3

1. В реакции 2-го порядка А+В®2Д начальные концентрации веществ А и В равны по 1,5 моль/л. Скорость реакции равна 2*10^-4 моль/(л*с) при С_А=1,0 моль/л. Рассчитайте константу скорости и скорость реакции при С_В=0,2 моль/л.

2. Период полураспада радиоактивного изотопа ¹³⁷Cs, который попал в атмосферу в результате Чернобыльской аварии, – 29,7 лет. Через какое время количество этого изотопа составит менее 1% от исходного?

3. Определите порядок реакции 2CO=CO₂ + C при 583,2 К если давление за 30 мин уменьшилось с 1,049*10⁵ Па до 0,924*10⁵ Па, а затем за тот же промежуток времени с 0,714*10⁵ до 0,624*10⁵ Па (V=const).

4. Превращение роданида аммония NH₄CNS в тиомочевину (NH₂)₂CS – обратимая мономолекулярная реакция. Рассчитайте константу скорости прямой и обратной реакции при 425 К, используя следующие данные:

При достижении состояния равновесия 21,8 % роданида аммония превращается в тиомочевину.

5. Разложение некоторого вещества является реакцией первого порядка с энергией активации 231 кДж/моль. При 300 К разложение этого вещества проходит со скоростью 95% в 1 час. Вычислите температуру, при которой это вещество разлагается со скоростью 0,1% в 1 мин.

Образец варинта Контрольной работы № 4

1. Ток силой 0,8 А проходит через раствор сульфата меди в течение 0.5 часа. Какова масса выделившейся меди?

2. Начальная скорость выделения O2 при действии фермента на субстрат измерена для ряда концентраций субстрата:

Определите константу Михаэлиса данной реакции.

3. Кратность связи в молекуле CO равна:

4. Выполнение Принципа Паули приводит к тому, что

1. все орбитали в атоме имеют одинаковую энергию

2. в атоме не может быть двух электронов с одинаковым спином

3. все орбитали в атоме имеют разную энергию

4. в атоме не может быть двух электронов с одинаковым набором всех квантовых чисел.

5. Геометрическое окружение d2sp3-гибридизованного атома

Вопросы к Коллоквиуму № 1

1. Что называется термодинамической системой? Какие системы назы­ваются изолированными?

2. Какие системы называются закрытыми? Открытыми? Приведите примеры.

3. Что такое внутренняя энергия системы?

4. Что называется функцией состояния системы? Перечислите извест­ные вам функции состояния.

5. Приведите известные вам формулировки первого начала термодина­мики и напишите его математическое выражение. Проведите его ана­лиз при различных условиях.

6. Что называется тепловым эффектом реакции?

7. Чему равна работа расширения одного моля идеального газа при изо-хорном, изобарном и изотермическом процессах?

8. Какова связь энтальпии с внутренней энергией?

9. Что называется удельной, молярной, средней и истинной теплоемко­стью?

10. Сформулируйте нулевое начало термодинамики.

11. Сформулируйте закон Гесса и его следствия.

12. Что называется стандартной теплотой образования вещества?

13. Что называется стандартной теплотой сгорания вещества?

14. Как рассчитать стандартный тепловой эффект реакции с помощью стандартных теплот образования и сгорания?

15. Какое соотношение имеется между тепловыми эффектами реакции при постоянном объеме и постоянном давлении?

16. Как тепловой эффект химической реакции зависит от температуры? Выведите дифференциальную форму уравнения Кирхгофа.

17. Выведите уравнение Кирхгофа в интегральной форме.

18. Изменение теплоемкости системы в ходе реакции в некотором интер­вале температур меньше нуля. Как изменяется тепловой эффект этой реакции при повышении температуры в данном интервале?

19. Изменение теплоемкости системы в ходе реакции в некотором интер­нале температур больше нуля. Как изменяется тепловой эффект этой реакции при повышении температуры в данном интервале?

20. Приведите формулировки второго начала термодинамики. Напишите его математическое выражение для обратимых и необратимых про­цессов.

21. Напишите математическое соотношение между энтропией и теплотой необратимого процесса.

22. Как рассчитать изменение энтропии в процессе фазового перехода (испарение, плавление, возгонка)?

23. Как рассчитывается изменение энтропии системы при протекании химических реакций по известным значениям S⁰ участников реакции? Приведите пример.

24. Можно ли судить по значению энтропии о направлении процесса в неизолированной системе (открытой и закрытой)?

25. Как связана энтропия с термодинамической вероятностью системы? Приведите уравнение Больцмана и объясните значения входящих в пего величин.

26. Газовые законы (законы Авогадро; Бойля – Мариотта; Гей-Люссака и Шарля; объединенный закон Бойля – Мариотта – Гей Люссака; уравнение состояния идеального газа Менделеева – Клайперона; закон Дальтона, основное уравнение кинетической теории газов и др.).

27. Теплота и работа. Теория теплоемкости газов и твердых веществ.

28. Первый закон термодинамики. Внутренняя энергия. Работа процессов: изобарного, изотермического, адиабатного.

29. Приложение первого закона термодинамики к химии. Закон Гесса и вытекающие из него следствия. Расчет тепловых эффектов (энтальпии) химических реакций, энергии связи, кристаллической решетки, гидратации, ионизации. Зависимость энтальпии реакции от температуры. Закон Кирхгофа.

30. Второй закон термодинамики. Энтропия. Процессы обратимые и необратимые; равновесные и неравновесные. Максимальная работа. Предсказание возможности и направленности процесса.

31. Энтропия и вероятность. Уравнение Больцмана. Математическое выражение второго закона термодинамики.

32. Применение второго закона термодинамики к изолированной системе. Критика теории Клаузиуса о "тепловой смерти Вселенной".

33. Термодинамические потенциалы Гиббса и Гельмгольца. Условия самопроизвольного протекания процессов и достижение равновесия. Максимальная работа и химическое сродство.

34. Выведите уравнение Клапейрона для фазовых превращений индиви­дуальных веществ. Пользуясь им, объясните наклон линии равновесия «вода-лед» в сторону оси давлений на диаграмме состояния воды.

35. Выведите уравнение Клапейрона-Клаузиуса для процессов испарения (кипения). Покажите, как можно использовать это уравнение в техно­логических процессах.

36. Опишите применение термографического анализа. Объ­ясните физический смысл отдельных участков кривых охлаждения индивидуальных веществ и бинарных смесей.

37. Изобразите диаграмму плавления неизоморфной бинарной смеси, опишите принцип ее построения с использованием кривых охлаждения. Сформулируйте и объясните правило рычага применительно к диаграммам состояния.

38. Используя диограмму плавления, сформулируйте понятие об эвтектических смесях. Приведите примеры эвтетических бинарных смесей.

39. Приведите диафамму плавления бинарной смеси, образующей в рас­плаве химическое соединение. Дайте описание всех ее фазовых полей и кривых равновесия.

40. Опишите треугольник Гиббса для отображения состава тройных сме­сей. Покажите на конкретном примере, как с его помощью опреде­лить состав смеси в конкретной точке диаграммы?

41. Сформулируйте закон Рауля и выведите его математическое выраже­ние. Что называется идеальными растворами? Приведите примеры.

42. Как выглядят диаграммы "давление - состав" и "температура – состав" для идеальных и для неидеальных растворов? Сформулируйте закон Дальтона.

43. Сформулируйте первый закон Коновалова. Иллюстрируйте его с по­мощью диаграммы «давление - состав»,

44. Каковы причины отклонений от закона Рауля? Как они отображаются на диаграммах «давление - состав»? Сформулируйте второй закон Коновалова. Что такое азеотропы? Приведите примеры.

45. Опишите свойства азеотропа «этиловый спирт - вода» и способы по­лучения абсолютного (100%) спирта.

46. Опишите способы перегонки растворов с неограниченно раствори­мыми жидкостями и их общие закономерности. Покажите с помощью диаграмм кипения «температура - состав», какой компонент может быть выделен перегонкой в чистом виде.

47. Как выглядит диаграмма состояния бинарной системы, состоящей из ограниченно растворимых жидкостей? Что такое критическая темпе­ратура растворения (КТР)? Приведите примеры смесей с верхней КТР.

48. Сформулируйте правило Алексеева. Изобразите диаграмму растворе­ния системы из двух жидкостей с нижней критической температурой растворения. Приведите примеры таких смесей.

49. Объясните причины и условия ограниченного и неограниченного рас­творения жидкостей. Приведите примеры ограниченно смешиваю­щихся жидкостей с двумя КТР и опишите их свойства. Изобразите диаграмму растворения.

50. Опишите перегонку веществ с водяным паром. На каком законе осно­ван этот процесс? Выведите уравнение для расчета молярной массы перегоняемого вещества.

51. Опишите применение перегонки с водяным паром. Выве­дите уравнение для расчета коэффициента расхода пара.

52. Сформулируйте закон распределения Нернста. Выведите уравнение для расчета равновесной концентрации экстрагируемого вещества в исходном растворе (рафинате) после однократной и многократных операций экстрагирования.

53. Выведите уравнение для вычисления количества экстрагированного вещества. Что такое степень извлечения при жидкостной экстракции?

54. Сформулируйте понятие о растворах, о растворенном веществе и рас­творителе. Какие типы растворов существуют? Приведите различные способы выражения концентрации веществ в растворах.

55. Что называется коллигативными свойствами растворов? Какие из них Вы знаете? Опишите криометрический метод определения молярной массы растворенного вещества (неэлектролита). Выведите соответст­вующее уравнение. Что такое криоскопическая константа?

56. Выведите уравнение для вычисления молярной массы растворенного неэлектролита эбулиометрическим методом. Что такое эбуллиоскопическая константа?

57. В чем заключается явление осмоса? Как вычисляется осмотическое давление в растворах неэлектролитов? Приведите уравнение Вант-Гоффа. Опишите осмометрический метод определения молярной мас­сы веществ.

58. Какова величина осмотического давления крови? Приведите класси­фикацию растворов по величине осмотического давления. Как в ме­дицине используются свойства гипертонических растворов? Что такое изотопирование?

59. Что такое лизис, гемолиз, плазмолиз? Приведите примеры. Что такое осмотический коэффициент? Как можно рассчитать его величину?

Вопросы к Коллоквиуму № 2

1. Приведите уравнения для вычисления изотонического коэффициента по соотношению величин осмотического давления, депрессии замер­зания и повышения температуры кипения растворов электролитов.

2. Как вычисляется осмотическое давление в растворах электролитов? Выведите уравнение, связывающее изотонический коэффициент со степенью диссоциации электролита. Что такое кажущаяся степень диссоциации сильного электролита и как ее вычислить?

3. Изложите основные положения теории электролитической диссоциа­ции Аррениуса.

4. Что называется степенью диссоциации и константой диссоциации электролита? Каким уравнением они связаны друге другом?

5. Какие свойства растворителя определяют его способность ионизиро­вать растворяемое вещество?

6. Что такое рН раствора? Как величина рН связана с ионным произве­дением воды? Покажите на примере расчет рН по концентрации ио­нов Н+ и наоборот.

7. Одинакова ли константа диссоциации электролита в различных рас­творителях? Ответ иллюстрируйте примерами.

8. Что такое разведение раствора? Выведите уравнение закона разведения Оствальда для бинарного электролита.

9. Перечислите основные положения теории сильных электролитов Дебая-Хюккеля.

10. Что такое активность и коэффициент активности электролита в рас­творе? Каким уравнением активность связана с концентрацией?

11. Что такое буферные растворы? Выведите уравнение, связывающее рН буферного раствора с соотношением концентраций и объемов раство­ров компонентов (на примере ацетатного буфера).

12. Что такое буферная емкость раствора? Опишите потенциометрический метод ее экспериментального определения с построением гра­фика «рН - объем титранта».

13. Какие компоненты крови создают ее буферную емкость? Выведите уравнения для вычисления рН и рОН растворов.

14. Общая характеристика электрохимических процессов. Термодинамические соотношения между напряжением (ЭДС) гальванического элемента и химической энергией. Уравнение Нернста.

15. Равновесные электродные потенциалы. Скачки потенциала на границах фаз в электрохимических системах: внутренний контактный, на границе металл - раствор, диффузионный, адсорбционный, мембранный.

16. Строение двойного электрического слоя.

17. Водородная шкала электродных потенциалов. Стандартные электродные потенциалы. Электрический ряд напряжений.

18. Классификация электродов.

19. Электрохимические цепи (гальванические элементы): химические и концентрационные. Изменение Э.Д.С

20. Насыщенный элемент Вестона. Электроды сравнения.

21. Электрохимический метод измерения рН.

22. Электроды для измерения рН: водородный, хингидронный, стеклянный.

23. Потенциометрическое титрование.

24. Поверхностное натяжение. Поверхностная энергия.

25. Поверхностные влияния на границе жидкость - газ и жидкость - жидкость. Уравнение Гиббса.

26. Изотерма адсорбции Ленгмюра.

27. Адсорбция газов и паров на твердых телах. Адсорбенты. Изотерма адсорбции Фрейндлиха.

28. Полимолекулярная адсорбция. Хемосорбция.

29. Поверхностные явления на границе твердое вещество - жидкость. Капиллярные явления. Смачивание.

30. Адсорбция на твердых телах из растворов. Ионнообменная адсорбция. Иониты и их применение.

Вопросы к Коллоквиуму № 3

1. Что называется химической кинетикой? Приведите определение средней и истинной скорости химической реакции.

2. Как изменяются скорость химической реакции и концентрации реаги­рующих веществ во времени? Приведите графические зависимости.

3. Изложите закон действующих масс и приведите его математическое выражение. Что такое константа скорости?

4. Что такое молекулярность химической реакции? Изложите кинетиче­скую классификацию химических реакций на основе их молекулярности. Приведите примеры.

5. Что такое порядок химической реакции? Как он определяется? В ка­ких случаях кинетический порядок реакции равен молекуляркости? Приведите примеры.

6. Можно ли по написанному уравнению химической реакции предска­зать ее кинетический порядок? Что называется реакциями псевдопо­рядка (псевдомолекулярности)?

7. В каких случаях кинетический порядок реакции выражается дробной величиной? Какие процессы относятся к реакциям нулевого порядки? Приведите пример.

8. Выведите и проанализируйте кинетическое уравнение для реакции первого порядка.

9. Приведите и проанализируйте кинетические уравнения реакций вто­рого порядка при одинаковых и различных начальных концентрациях реагентов.

10. Что такое период полупревращения и как он связан с константой ско­рости для реакций первого и второго порядка? В каком случае он за­висит от концентрации?

11. Что такое срок годности лекарственного препарата? Как его можно рассчитать?

12. Какие методы применяются для определения порядка реакции?

13. Как влияет температура на скорость химической реакции? Сформу­лируйте правило Вант-Гоффа. Как вычислить температурный коэф­фициент?

14. Приведите и проанализируйте уравнение Аррениуса. Объясните фи­зический смысл величин, входящих в него.

15. Что такое температурный коэффициент скорости реакции? Как его рассчитать? Сформулируйте правило увеличения скорости реакции с увеличением температуры на 10°С.

16. На основе какого правила разработан метод ускоренного старения для определения сроков годности лекарств? В чем его преимущества пе­ред классическим методом?

17. Изложите основные положения теории активных соударений.

18. Изложите основные положения теории переходного состояния. Что такое активированный комплекс?

19. Какие реакции называются параллельными? Приведите примеры.

20. Приведите примеры последовательных реакций. Постройте график зависимости концентрации реагирующих веществ от времени в по­следовательной реакции.

21. Перечислите характерные признаки и особенности цепных реакций. К какому типу цепных реакций относится окисление жиров при контак­те их с воздухом?

22. Что такое обратимые реакции? Приведите примеры. Как связаны ме­жду собой скорости прямой и обратной реакций?

23. Опишите основные особенности протекания гетерогенных реакций. Приведите примеры.

Вопросы к Коллоквиуму № 4

1. Что такое катализ?

2. Какие вещества называются катализаторами?

3. В чем заключается причина каталитического действия?

4. Как влияет ка­тализатор на энергию активации реакции?

5. Электрохимическая кинетика.

6. Полярография.

7. Химическая поляризация электродов.

8. Особенности электролиза водных растворов и расплавов электролитов.

9. Химическая и электрохимическая коррозия и методы борьбы с ней.

10. Химические источники тока. Аккумуляторы.

11. Современная теория химического строения молекул.

12. Связь строения и свойств молекул в классической теории.

13. Закономерности в геометрическом строении молекул.

14. Основные положения квантовой механики.

15. Одноэлектронные и многоэлектронные атомы: атомные орбитали, энергетические уровни, квантовые числа.

16. Квантовая теория образования химической связи.

17. Приближенные методы решения электронного волнового уравнения.

18. Простейшие приближения для молекулярных орбиталей. Локализация и делокализация в молекулярных задачах.

19. Гибридные орбитали.

20. Координационные соединения: теории МО, теория кристаллического поля и теория поля лигандов.

21. Высоко- и низкоспиновые молекулярные системы.

22. Общая характеристика химических связей в молекулах. Типы химических связей.

23. Геометрия молекулы. Методы оценки геометрического строения молекул.

24. Электрические свойства молекул. Дипольный момент, полярные и неполярные молекулы. Поляризуемость молекул.

25. Магнитные свойства молекул. Молекула в магнитном поле.

26. Орбитальная и спиновая составляющие магнитного момента.

27. Испускание, поглощение и рассеяние излучения.

Билеты к экзамену

Вопросы к Государственному экзамену

1. Химическая связь. Классификация. Ковалентная связь. Метод валентных связей. Физическая идея метода: образование двухцентровых двухэлектронных связей, принцип максимального перекрывания атомных орбиталей. Механизм образования (обменный, донорно-акцепторный) на примере молекулы Н₂. Направленность ковалентной связи. Гибридизация (типы). Условия устойчивой гибридизации и ее изменение по периодам и группам в периодической системе. Насыщенность связи. Преимущества и недостатки метода.

2. Химическая связь, метод молекулярных орбиталей. Идея метода – делокализация электронной плотности между всеми ядрами. Метод ЛКАО-МО. Связывающие и разрыхляющие МО. Энергетические диаграммы и электронные формулы гомонуклеарных (N_2, O₂) и гетеронуклеарных молекул (NO, CO). Преимущества и недостатки метода.

3. Химическая система. Внутренняя энергия системы и её изменение в ходе химических превращений. Первый закон термодинамики. Энтальпия и её изменение в ходе химических превращений. Стандартная энтальпия образования веществ. Второй закон термодинамики. Понятие об энтропии и её изменение при протекании химических реакций. Энергия Гиббса образования вещества и его термодинамическая устойчивость. Электро-, фото-, радиакционно- и плазмохимические реакции и возможность получения термодинамически неустойчивых веществ.

4. Кинетика и катализ. Определения: скорость химической реакции, единицы измерения, средняя, истинная скорость. Факторы, влияющие на скорость химической реакции: зависимость от температуры (экзо- и эндореакции). Роль катализатора, ориентация молекул. Порядок и молекулярность реакций. Понятие о лимитирующей стадии. Особенность гетерогенных процессов. Химическое равновесие. Связь между константой равновесия и стандартным изменением энергии Гиббса. Сдвиг химического равновесия. Принцип Ле-Шателье. К_равн., Q_каж., их роль в управлении химическим процессом.

5. Электролитическая диссоциация. Энергетика процесса диссоциации. Сильные и слабые электролиты. Истинная и кажущаяся степень диссоциации. Концентрация ионов в растворе и активность. Равновесие в растворах слабых электролитов. Константа диссоциации. Связь константы и степени диссоциации. Закон разбавления Оствальда. Диссоциация комплексных ионов. Диссоциация Н2О. Водородный показатель. Понятие о буферных растворах.

6. Окислительно-восстановительные реакции: определение, классификация, подбор коэффициентов (электронный баланс, ионно-электронный, особые методы). Количественная характеристика окислительно-восстановительных реакций. Стандартные окислительно-восстановительные потенциалы (Е⁰). Направленность окислительно-восстановительных реакций в растворах. Значение окислительно-восстановительных реакций в живой и неживой природе, производствах (электролиз).

Поиск по сайту: