Обучающие материалы по разделам химии для подготовки к ЕГЭ

Департамент образования города Москвы

Некоммерческая организация «Ассоциация московских вузов»

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Московский государственный институт электронной техники (технический университет)

Полное название вуза

Научно-образовательный материал

Обучающие материалы по разделам химии для подготовки к ЕГЭ

Москва 2009 г.

Разработанные учебно-методические материалы, предназначены для учеников 9–11 классов школ и способствуют повышению качества обучения школьников и тем самым повышению уровня подготовки абитуриентов МИЭТ по химии.

По выделенным разделам школьного курса химии к каждому разделу (блоку) курса составлены теоретические сведения, необходимые для повторения важнейших вопросов данной темы.

Большая доля материалов отводится тестам. Предлагается набор «обучающих тестов», в которых после каждого вопроса и попытки ответа, можно познакомиться с объяснениями и решениями по каждому вопросу. Также разработан набор «контролирующих тестов» по каждому разделу.

Разбивка материала на блоки, структура тестовых заданий и количество вопросов в «обучающих» и «контролирующих» тестах представлены в табл. 1.

Таблица 1.

Содержание и структура тестовых заданий для подготовки к ЕГЭ по химии

	Содержание		Вопросов в тесте
Обучающих	Контролирующих
1.1. Химический элемент
	1.1.1 Современные представления о строении атома		15	45
	1.1.2 Периодический закон и периодическая система		15	45
1.2. Химическая связь и строение вещества
	1.2.1. Ковалентная связь, ее разновидности (полярная и неполярная). Характеристики ковалентной связи (длина и энергия связи). Ионная связь. Водородная связь.		15	45
Классы неорганических соединений
1.3.11.3.7 1.3.8 1.3.9 1.3.10	Характерные химические свойства неорганических веществ -(металлов, неметаллов) оксидов, гидроксидов (основных, амфотерных, кислотных) Соли (средние, кислые, основные)		15	45
1.5. Химическая реакция
	1.5.2. Тепловой эффект химических реакций. Термохимические уравнения. 1.5.3. Скорость реакции, ее зависимость от различных факторов. 1.5.4. Обратимые и необратимые реакции. Химическое равновесие. Смещение химического равновесия под действием различных факторов.		15 15 15	15 15 15
	1.5.5. Электролитическая диссоциация электролитов в водных растворах. Сильные и слабые электролиты 1.5.6. Реакции ионного обмена. 1.5.7. Гидролиз солей. Среда водных растворов: кислая, нейтральная, щелочная. 1.5.8. Реакции окислительно-восстановительные. Коррозия металлов и способы защиты от нее. 1.5.9. Электролиз расплавов и растворов (солей, щелочей, кислот)		15 15 15 15 15	15 15 15 15 15
1.4 Органическая химия
1.4.1	Теория органических соединений. Изомерия – структурная и пространственная. Гомология и гомологический ряд		6	6
1.4.2	Типы связей в атомах органических веществ. Гибридизация атомных орбиталей углерода. Радикал. Функциональная группа.		9	9
1.4.3	Классификация и номенклатура органических соединений		9	9
1.4.4	Характерные химические свойства углеводородов: алканы, циклоалканы, алкены, диены, алкины		15	15
1.4.5	Характерные химические свойства ароматических углеводородов: бензола, толуола		3	3

Комплект учебно-методических материалов.

Гибридизация с участием орбиталей с неподеленными электронными парами.

(Фрагмент теоретической части)

Оказалось, что конфигурация не всех молекул может быть объяснена схемой, приведенной в табл. 1. Так, например, можно представить себе, что в молекуле аммиака NH3 три связи N–H образованы «чистыми» (т. е. негибридизованными) 2р-орбиталями азота.

Молекула должна иметь пирамидальную форму: в вершине пирамиды – атом азота, угол между связями – 90°. Однако экспериментально измеренный угол составляет ~107,8°, что значительно лучше согласуется с тетраэдрической конфигурацией, характерной для sp3‑гибридизации. Это можно объяснить, если предположить, что в гибридизации принимает участие орбиталь неподеленной (несвязывающей) пары электронов:

Перекрывание орбиталей в молекуле NH3 показано на рис. 9.

Рис. 9. Перекрывание орбиталей в молекуле NH3

С этих же позиций участием орбиталей двух неподеленных пар электронов в sp3‑гибридизации можно объяснить строение молекулы воды, в которой угол между связями О–Н равен ~104,5°:

Вследствие более сильного отталкивающего действия неподеленных (несвязывающих) электронных пар валентные углы в молекулах NН3 и Н2О оказываются несколько меньше тетраэдрического.

Таблица 2

Изменение угла между связями Э–Н

Для третьего и последующих периодов из-за увеличения размеров атомов и уменьшения плотности электронных облаков гибридизация, как реальное явление не наблюдается, связи образуются р-орбиталями. Это иллюстрирует табл. 2

В случае sp, sp2, sp3, sp3d2 гибридизации вершины в многограннике, описывающем геометрию химической частицы, равноценны, и поэтому кратные связи и неподеленные пары электронов могут занимать любые из них. Однако, sp3d-гибридизации отвечает тригональная бипирамида, в которой валентные углы для атомов, расположенных в основании пирамиды (экваториальной плоскости), равны 120o, а валентные углы с участием атомов, расположенных в вершинах бипирамиды, равны 90o. Эксперимент показывает, что неподеленные электронные пары всегда располагаются в экваториальной плоскости тригональной бипирамиды. На этом основании делается вывод, что они требуют больше свободного пространства, чем пары электронов, участвующие в образовании связи.

Если центральный атом одновременно имеет неподеленные пары электронов и образует кратные связи (например, в молекуле XeOF2), то в случае sp3d-гибридизации именно они располагаются в экваториальной плоскости тригональной бипирамиды.

Органическая химия

(Фрагмент теоретической части)

1.4.1 Теория органических соединений. Изомерия – структурная и пространственная. Гомология и гомологический ряд.

Органическая химия – изучает соединения углерода (углеводороды и их производные), а именно:

● Строение

● Свойства

● Способы получения

● Способы практического использования

Согласно современным представлениям свойства органических соединений определяются:

● Природой и электронным строением атомов;

● Типом атомных орбиталей и характером их взаимодействия;

● Типом химических связей;

● Химическим, электронным и пространственным строением молекул.

Сам комплекс химических свойств и, соответственно, принадлежность соединения к определённому классу, определяется именно функциональными группами (так, наличие карбоксильной группы определяет проявление соединением кислотных свойств и его принадлежность к классу карбоновых кислот). Но на степень проявления химических свойств (например, реакционная способность и константа диссоциации) или физические свойства (температуры кипения и плавления, показатель преломления и т. п.) влияет и углеродный скелет молекулы. Это положение лежит в основе понятия «гомология».

Гомологический ряд –

ряд соединений, обладающих сходным химическим строением, сходными свойствами и отличающихся друг от друга на определенное число повторяющихся структурных единиц (чаще всего на одну или несколько групп –СН2–)

Изомерия –

явление существования соединений, которые имеют одинаковый состав (одинаковую молекулярную формулу), но разное строение. Такие соединения называются изомерами.

Различия в порядке соединения атомов в молекулах (т. е. в химическом строении) приводят к структурной изомерии. Строение структурных изомеров отражается структурными формулами.

Если в молекулах одинакового состава и одинакового химического строения возможно различное взаимное расположение атомов в пространстве, то наблюдается пространственная изомерия (стереоизомерия). В этом случае использование структурных формул недостаточно и следует применять модели молекул или специальные формулы - стереохимические (пространственные) или проекционные.