Программа вступительных испытаний для поступающих в аспирантуру по специальности Химические науки (стр. 2 )

Регистрация спектров. Фотографическая пластинка, ее свойства, характеристики. Почернение. Характеристическая кривая. Коэффициент контрастности. Чувствительность и контрастность фотоэмульсий. Фотоэлектрические приемники излучения. Фотоэлемент, фотоэлектронный умножитель. Спектральная область чувствительности.

Качественный спектральный анализ. Расшифровка спектра. Таблицы, атласы.

Количественный спектральный анализ. Аналитические линии. Гомологические пары линий. Способы измерения почернения спектральных линий. Построение градуировочных зависимостей. Метод трех эталонов. Стандартные образцы. Аналитические возможности метода.

2. Фотометрия пламени. Установки для эмиссионной пламенной фотометрии. Техника измерения. Методы построения градуировочных кривых. Способ учета состава пробы.

3. Атомно-абсорбционная спектрометрия (ААС). Теория метода. Атомно-абсорбционные измерительные системы. Источники света. Лампы с полым катодом. Источники сплошного спектра. Многоэлементные источники света. Высокочастотные лампы. Способы атомизации пробы. Пламена, горелки, распылители. Катодное распыление. Графитовая кювета. Импульсная лампа. Помехи в ААС и способы их устранения. Применение ААС в аналитической химии.

4. Атомно-флуоресцентный анализ. Характеристика метода. Флуоресценция атомов. Возбуждение флоуресценции. Оптические схемы приборов. Регистрация излучения. Основные аналитические задачи, решаемые этим методом.

5. Рентгеноспектральный флоуресцентный анализ. Принцип метода. Характеристические спектры. Взаимодействие рентгеновского излучения с веществом. Механизм возбуждения. Поглощение и рассеяние. Рентгеноспектральные установки. Стандарты. Отбор и подготовка проб для анализа. Основные области аналитического использования метода.

6. Молекулярная спектрометрия в ультрафиолетовой и видимой областях спектра. Энергетические состояния молекул.

Абсорбционная молекулярная спектрофотометрия в ультрафиолетовой и видимой областях спектра. Физические основы фотометрических методов. Основной закон светопоглощения (закон Бугера-Ламберта-Бера). Закон аддитивности оптических плотностей.

Фотоколориметрия и спектрофотометрия. Выбор оптимальных условий проведения фотометрических измерений. Выбор спектральной области для фотометрических измерений. Учет возможных отклонений от основного закона светопоглощения. Фотометрические формы аналитов и реакции их образования. Влияние рН раствора на образование фотометрируемых соединений. Оптимизация условий образования фотометрируемых соединений.

Органические реагенты и растворители, применяемые в фотометрическом анализе. Органические реагенты, модифицированные поверхностно-активными веществами.

Схемы выполнения фотометрического анализа.

Способы расширения аналитических возможностей фотометрического анализа. Дифференциальный фотометрический анализ. Производная спектрофотометрия. Фотометрическое титрование.

Твердофазная спектрофтометрия.

Спектрофотометрический анализ смеси веществ.

Люминесцентные методы анализа. Физические основы люминесцентных методов. Спектры люминесценции. Выход и интенсивность люминесценции. Тушение (гашение) люминесценции. Измерение интенсивности люминесценции. Прямое флуориметрическое определение веществ. Люминесцентное титрование.

Ядерно-физические методы анализа.

Взаимодействие гамма-излучения и корпускулярных потоков с веществом. Ядерные реакции. Информативность различных видов ядерных излучений для идентификации ядер. «Меченые» атомы в аналитической химии. Изотопный обмен. Радионуклиды – «трассеры», их роль при изучении химических процессов, связанных с межфазным распределением вещества.

Активационный анализ. Ядерные реакции, используемые в активационном анализе. Факторы, влияющие на аналитические возможности активационного метода. Недеструктивный и деструктивный активационный анализ.

Методы разделения и концентрирования.

1. Роль методов разделения и концентрирования в аналитической химии. Концентрирование как частный случай разделения. Общность и различие целей. Классификация методов разделения.

2. Экстракционные методы разделения. Физико-химические основы экстракции. Факторы, влияющие на распределение веществ между двумя жидкими фазами.

Закон распределения, константа и коэффициент распределения. Значение кинетических факторов в экстракции. Экстракция как химическая реакция. Константа равновесия реакции экстракции. Классификация экстракционных систем по природе донорных атомов в молекулах экстрагентов и особенностям структуры этих молекул.

3. Сорбция. Основные механизмы сорбции и соответствующие сорбенты. Их основные характеристики. Органические иониты. Матрицы ионита. Функциональные группы. Обменная емкость. Механизмы процессов сорбции – десорбции. Роль реакций комплексообразования. Неорганические иониты. Принципы классификации. Преимущества и недостатки по сравнению с органическими ионообменными материалами. Общие представления о кинетике ионного обмена. Основные области применения ионообменных процессов. Комплексообразующие сорбенты. Их специфические особенности.

4. Хроматографические методы разделения. Классификация хроматографических методов по агрегатному состоянию фаз, участвующих в хроматографическом процессе; по направлению их относительного перемещения; по геометрической форме пространства, в котором происходит процесс; по схеме процесса разделения веществ.

Общие представления о жидкостно-адсорбционной, ионообменной, аффинной и гель-хроматографии. Жидкостно-жидкостная хроматография (ЖЖХ). ЖЖХ с неподвижной полярной фазой и с обращёнными фазами. Газожидкостная и газоадсорбционная хроматография. Основные характеристики методов. Области применения.

5. Методы разделения, основанные на образовании выделяемым веществом новой фазы. Разделение с использованием реакций осаждения. Ограничения в применимости метода. Дистилляционные методы: отгонка, дистилляция, ректификация.

Комбинированные (гибридные) методы анализа.

1. Хроматографический анализ. Газовая хроматография, высокоэффективная жидкостная хроматография, ионная хроматография. Смысл каждого термина. Схема хроматографов, принципы детектирования в газовой и жидкой фазах. Основные области применения в химическом анализе.

2. Масс-спектрометрический анализ. Физические принципы метода. Его возможности и основные области применения.

Общая схема и основные этапы химического анализа.

1. Классификация объектов анализа: минеральное сырье, металлы и сплавы, неорганические материалы, вещества особой чистоты, объекты окружающей среды, органические соединения, биологические объекты. Основные этапы анализа в зависимости от качественного состава объекта и цели анализа.

2. Правила пробоотбора. Пробоотбор как первая стадия химического анализа. Виды проб. Отбор проб твердофазных объектов. Отбор жидких проб. Отбор проб газов.

3. Способы переведения пробы в раствор. Действие кислот и смесей кислот. Сплавление со щелочными и кислотными плавнями.

Метрологические аспекты химического анализа.

1. Химический анализ как метрологическая процедура.

2. Основные понятия, постулаты и принципы метрологии. Постулаты метрологии. Понятия погрешности и неопределённости результата измерения. Средства измерений, метод и методика выполнения измерений.

3. Классификация измерений, результатов измерений и погрешностей.

4. Случайные погрешности в химическом анализе. Случайные величины и их свойства. Доверительный интервал и доверительная вероятность. Генеральные и Основные виды распределения случайных величин. Определение вида распределения случайных величин. Результат анализа и оценка его случайной погрешности. Обработка результатов нескольких серий измерений (параллельных определений). Статистическая оценка предела обнаружения методик количественного химического анализа. Диапазон определяемых концентраций.

5. Систематические погрешности в химическом анализе. Классификация и причины возникновения систематических погрешностей. Расчетный способ оценки систематических погрешностей на основе общей теории погрешностей. Средства измерений в химическом анализе и вносимые ими систематические погрешности. Мерная посуда. Эталоны и стандартные образцы. Систематическая погрешность процедуры (метода) анализа. Расчет суммарной систематической и общей погрешностей результатов анализа. Форма представления результатов химического анализа и правила их округления.

6. Метрологические аспекты разработки методик химического анализа. Основные принципы минимизации систематических погрешностей химического анализа. Обнаружение факторов, влияющих на результаты анализа, на основе дисперсионного анализа. Построение методик выполнения измерений. Оценка прецизионности, правильности и точности методик количественного химического анализа.

7. Принципы применения метрологии в химическом анализе. Проведение химического анализа при выполнении научных исследований. Проведение химического анализа объектов аналитического контроля с использованием аттестованных методик.

Математические методы и компьютеры в химическом анализе.

Компьютеры и области их применения в химическом анализе.

Основные узлы функционирования компьютеров.

Программное обеспечение компьютеров.

Компьютерные сети. Базы аналитических данных. Электронные таблицы.

Компьютерное моделирование.

Сбор данных с использованием компьютеров.

Методы предварительной обработки аналитического сигнала.

Численные методы обработки аналитического сигнала.

Метод нейронных сетей в решении задач аналитической химии. Основные понятия. Модели нейронных сетей. Особенности применения нейронных сетей в аналитической химии. Применение нейронных сетей для идентификации (классификации) оптических спектров.

Литература

Основная:

1.  Аналитическая химия. В трех томах под ред. проф. . Том 1. Методы идентификации и определения веществ. М.: «Академия». 2008; Том. 2. Методы разделения веществ и гибридные методы анализа. М.»Академия», 2008; Том 3. «Химический анализ» М.: «Академия». 2010.

2.  Пиккеринг аналитическая химия. М.: Химия, 1977.

3.  Хайес Дж., Химическое разделение и измерение. Теория и практика аналитической химии. В 2 кн. М.: Химия, 1978.

4.  , Харрис анализ. М.: Химия, 1979.

5.  Основы аналитической химии. Т. 1,2. М.: Мир, 1979.

6.  Янсон основы аналитической химии. М.: Высшая школа, 1987.

7.  Основы аналитической химии. В 2-х кн. Под ред. . М.: Высшая школа, 1999.

8.  Современные методы аналитической химии. В 2-х томах. М.: Техносфера, 2003.

9.  Аналитическая химия. Проблемы и подходы. В 2-х томах. Под ред. Р. Кельнера, Ж.-М. Мерме, М. Отто, . Пер. с англ. Под ред. . М.: Мир. 2004.

Дополнительная:

1.  История химии. М.: Мир, 1966.

2.  История аналитической химии. М.: Мир, 1984.

3.  Золотов химия: проблемы и достижения. М.: Наука, 1992.

4.  Батлер Дж. Ионные равновесия. Л.: Химия, 1973.

5.  Реакции кислот и оснований в аналитической химии. М.: Мир, 1975.

6.  Применение комплексов в аналитической химии. М.: Мир, 1979.

7.  Булатов равновесий в аналитической химии. Л.: Химия, 1984

8.  , Пятницкий химия в 2-х книгах М.: Химия, 1990.

9.  Комплексонометрическое титрование. М.: Химия, 1970, 360 с.

10.  Турьян -восстановительные реакции и потенциалы в аналитической химии. М.: «Химия». 1989.

11.  Кинетика гомогенных химических реакций. М.:Высшая школа. 1988, 392 с.

12.  Термические методы анализа, пер. с англ. М. 1978 г.

13.  Номенклатурные правила ИЮПАК по химии. Т.4. Аналитическая химия М., ВИНИТИ, 1985, 179 с.

14.  , , Цирлина . М.: Химия.2001.

15.  , , Вяселев современного электрохимического анализа. М.: Мир, 2003, 592 с.

16.  , Матерова электроды. Л. «Химия». 1980.

17.  , , Полозова потенциал. Теория и практика. Л. «Химия». 1984.

18.  Ионоселективные электроды. Пер. с англ. п/ред. . М. «Мир». 1989.

19.  , , Чупахин в неорганическом анализе. М.: «Химия». 1991.

20.  IUPAC Recommendations 2002. Measurements of pH. Definitions, standards and procedures// Pure Appl. Chem. 2002. Vol. 74. No 11. P. 2169.

21.  А, Захаров титрование. М. Химия, 1978.

22.  . Полярографические методы в аналитической химии. – М.: Химия, 1983, 327 с.

23.  , , Слепушкин электроаналитические методы. М.: Химия, 1983, 239 с

24.  Плэмбек Дж. Электрохимические методы анализа. / Пер. с англ. М.: Мир, 19с.

25.  Электроаналитические методы в охране окружающей среды./ Под. ред Химия, 1990.

26.  Инструментальные методы химического анализа. М.: Мир. 1989, 608 с.

27.  Зайдель -флуоресцентный анализ. Физические основы метода. М.: Наука. 1980.

28.  Эмиссионный спектральный анализ: В 2-х частях / Пер. с англ. . М.: Мир. 1982.

29.  Атомно-абсорбционный анализ. Л.: Химия. 1983.

30.  Спектральный анализ чистых веществ / Под ред. . Изд. 2-е. Спб.: Химия. 1994.

31.  Дробышев атомного спектрального анализа. Изд-е 2-е. СПб.: Изд. СПбУ. 2005.

32.  , Калинкин руководство по фотометрическим методам анализа. 5-е изд., Л.: Химия, 1986, 432 с.

33.  , Каминский анализ в органической химии. 2-е изд. Л.: Химия, 1986, 200 с.

34.  Гришаева методы методы анализа. Л. НПО «Профессионал», 20с.

35.  Калинкин методы анализа. В Новом справочнике химика и технолога. Аналитическая химия. Под общей ред. Д. х.н., проф. Калинкина III с.224-424: СПб АНО НПО «Мир и семья», АНО НПО «Профессионал», 2004.

36.  Барбалат и люминесцентные методы анализа. В Новом справочнике химика и технолога. Аналитическая химия. Под общей ред. Д. х.н., проф. Калинкина III с.498-520: СПб АНО НПО «Мир и семья», АНО НПО «Профессионал», 2004.

37.  , , Дмитриенко химии. 2005. Т.74, №1. С. 41-66.

38.  Химические применения мессбауэровской спектроскопии / Под. Ред. . М.: Мир. 1970.

39.  Кузнецов анализ. М.: Атомиздат, 1974.

40.  , Пентин методы исследования в химии. М.: Мир, 2003.

41.  Введение в курс спектроскопии ЯМР. М.: Мир, Пер. с англ., 1984.

42.  Сергеев ЯМР. М.: Наука, 1986.

43.  , ЯМР-спектроскопия. М.: Наука. 1986.

РАЗДЕЛ 3. ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

ВЕДЕНИЕ

1. Предмет органической химии. Органическая химия как химия углеводородов и их производных. Элементы-органогены. Природные органические соединения. Органический синтез и его роль в становлении и развитии органической химии. Состав органических соединений. Методы выделения и очистки. Критерии чистоты. Качественный и количественный анализ. Простейшая и молекулярная формула.

2. Строение органических соединений. Структурная формула. Структурная изомерия. Классификация органических соединений. Углеводородный радикал и химическая функция. Степени окисления атома углерода. Формальная непредельность. Основы классификации органических соединений. Принципы номенклатуры ИЮПАК.

3. Основы стереохимии. Пространственное строение органических соединений. Тетраэдрический углеродный атом. Пространственное строение метана и его гомологов. Принцип свободного вращения и пределы его применимости. Понятие о конформации соединений с открытой цепью. Конформационные формулы Ньюмена. Оптически активные вещества, их классификация. Общее условие появления оптической активности. Асимметрический атом углерода. Оптические антиподы и рацемические соединения. Способы изображения соединений с асимметрическим атомом углерода.

4. Атомные орбитали и валентные состояния углерода, кислорода, азота, серы и галогенов. Гибридизация атомных орбиталей; типы гибридизации у атома углерода и направление связей в пространстве. Ковалентные и Ван-дер-ваальсовы радиусы. Стереохимические модели. Пространственное расположение заместителей у атомов кислорода, азота и серы.

5. Химическая связь в молекулах органических соединений. Ковалентная и ионная связь. Кратные связи, σ- и π-связи. Различие в электроотрицательности углеродных атомов трех состояний гибридизации. Понятие о поляризации ковалентных связей и индуктивном эффекте. Понятие о мезомерии и мезомерном эффекте. Типы сопряжения.

6. Классификация органических реакций: 1. по направлению (присоединения, отщепления, замещения); 2. по характеру образования-расщепления связей (радикальные, полярно-ионные и согласованные реакции) и 3. по количеству молекул в стадии, определяющей скорость. Реагенты радикальные, нуклеофильные, электрофильные. Радикальные, нуклеофильные и электрофильные реакции. Согласованные реакции. Метод граничных орбиталей.

7. Химические и физические методы установления строения. Применение ИК и УФ спектров, спектров комбинационного рассеяния, спектров ЯМР 1Н и 13С, масс-спектров для установления строения органических соединений. Использование хироптических методов (поляриметрия и спектрополяриметрия, ДОВ, КД) для обнаружения, идентификации, установления пространственного строения и анализа смесей оптически активных соединений.

Углеводороды

1. Предельные углеводороды (алканы). Гомологический ряд алканов. Изомерия. Номенклатура. Синтез гомологов метана. Физические свойства алканов, их зависимость от длины цепи и строения. Реакции радикального замещения, их инициирование и ингибирование. Реакционная способность связей С-Н у первичного, вторичного и третичного атомов углерода. Галогенирование (влияние природы галогена), нитрование, сульфохлорирование, окисление, крекинг и пиролиз. Промышленное значение этих реакций.

2. Непредельные углеводороды ряда этилена (алкены). Изомерия. Номенклатура. Способы получения алкенов: дегидрирование алканов, дегидратация спиртов, дегидрогалогенирование галоидных алкилов. Механизмы 1,2‑элиминирования. Длина и энергия образования двойной связи. Стереохимия алкенов. Геометрическая (цис-транс-) изомерия. Определение конфигурации с помощью физических методов.

Химические свойства алкенов. Реакции электрофильного присоединения галогенов, галогеноводородов, воды, гипогалоидных кислот, серной кислоты. Двухступенчатый механизм этих реакций. π-Комплексы. Стереохимия присоединения. Правило Марковникова и его современное обоснование. Каталитическое гидрирование алкенов. Реакция гидроборирования. Радикальное присоединение бромистого водорода, четыреххлористого углерода. Реакции циклоприсоединения к двойной связи: окисление по Прилежаеву, присоединение перманганат-иона, озона, алифатических диазосоединений, карбенов. Историческое значение реакций окисления и озонирования для установления строения олефинов. Полимеризация олефинов. Механизмы полимеризации: цепной свободно-радикальный и цепные ионные. Полиэтилен, полипропилен и полиизобутилен. Реакции алкенов с сохранением двойной связи. Аллильное хлорирование и окисление. Промышленное использование алкенов.

3. Алкины. Изомерия. Номенклатура. Синтез ацетилена и его гомологов. Длина и энергия образования тройной связи. Химические свойства. Электрофильное присоединение галогенов и галогеноводородов. Присоединение воды, карбоновых кислот, спиртов и цианистого водорода. Гидрирование ацетиленов. Подвижность терминального ацетиленового атома водорода. Ацетилениды. Галогенмагнийацетилены (Иоцич). Реакция ацетилена с карбонильными соединениями (Фаворский, Реппе). Олигомеризация ацетилена в бензол, циклооктатетраен, винилацетилен. Изомерные превращения в ряду гомологов ацетилена (Фаворский). Промышленное использование ацетилена.

4. Диены. Классификация и номенклатура. 1,2-Диены (аллены). Стереохимия алленов. Оптически активные алленовые соединения. Реакции присоединения и полимеризации. 1,3‑Диены (сопряженные диены). Дивинил и изопрен. Способы их получения в лаборатории и промышленности (Лебедев, Фаворский и др.). Длины углерод-углеродных связей 1,3-бутадиена и его энергия образования. Проявление эффектов сопряжения и гибридизации у 1,3-диенов; механизм 1,2- и 1,4-присоединения к 1,3-диенам. Электрофильное присоединение галогенов и галогеноводородов. Мезомерия аллильного катиона. Циклоприсоединение к диеновой системе: диеновый синтез (реакция Дильса-Альдера). Полимеризация сопряженных диенов: термическая и каталитическая, цепная анионная и свободно-радикальная. Синтетический каучук на базе дивинила. Сополимеры дивинила с акрилонитрилом, со стиролом. Бутилкаучук. Хлоропреновый каучук. Стереорегулярная полимеризация изопрена. Естественный каучук. Строение цепей полимеров.

5. Алициклические углеводороды (циклоалканы). Классификация. Изомерия. Номенклатура. Методы синтеза малых, средних и больших алициклов. Связь химических свойств циклоалканов с величиной циклов. Прочность циклов. Теория напряжения Байера и ее современное понимание. Оценка напряженности циклов на основе теплот сгорания. Стереохимия циклов. Торсионное напряжение в циклах. Современное представление о строении циклопропана и циклобутана. Конформации циклогексанового кольца, понятие об экваториальных и аксиальных заместителях. Реакции расширения и сужения циклов. Полиэдрические алициклы (призман, кубан, адамантан). Циклоалкены и циклоалкадиены. Понятие о терпенах. Понятие о стероидах.

6. Одноядерные ароматические углеводороды. Особенности химических свойств бензола и его гомологов. Развитие представлений о строении бензола. Формула бензола по Кекуле. Валентные углы и межатомные расстояния в молекуле бензола. Энергия его образования и теплота гидрирования. Энергия стабилизации. Современные представления о природе ароматичности. Небензоидные ароматические системы. Условия ароматического состояния. Правило Хюккеля. Циклопропенильный катион, циклопентадиенильный анион, циклогептатриенильный катион. Ароматический характер некоторых гетероциклов.

Гомологи бензола. Пути промышленного получения и использования бензола и его гомологов. Лабораторные методы синтеза. Изомерия. Номенклатура. Присоединение к бензолу хлора и озона. Окисление, галогенирование, дегидрирование боковых цепей. Реакции электрофильного замещения в ароматическом ядре. Галогенирование, нитрование, сульфирование, алкилирование и ацилирование. π- и σ-Комплексы. Влияние мезомерного и индуктивного эффектов заместителей на направление и скорость электрофильного замещения в ароматическом ядре. Активация и дезактивация ароматического ядра заместителем. Правила ориентации. Согласованная и несогласованная ориентация.

7. Многоядерные ароматические углеводороды. а). Углеводороды с неконденсированными ядрами. Дифенил. Получение. Реакции замещения. Стереоизомерия производных дифенила. Дифенилметан и трифенилметан. Получение. Трифенилметильный радикал, катион и анион. Причины, определяющие их стабильность.

б). Углеводороды с конденсированными ядрами. Нафталин и антрацен. Источники получения, применение в промышленности. Строение нафталина и антрацена. Длина углерод-углеродных связей нафталина и антрацена. Реакции присоединения и замещения. Гидрирование, окисление, галоидирование, нитрование, сульфирование нафталина и антрацена. Сравнительная оценка ароматического характера бензола, нафталина, антрацена и их энергии делокализации. Фенантрен. Природные соединения с фенантреновым скелетом.

Производные углеводородов

1. Моногалогенопроизводные. Изомерия. Номенклатура. Реакции получения галогенопроизводных алканов, циклоалканов и ароматических углеводородов с галогеном в боковой цепи и в ядре и их механизмы. Способы получения непредельных галогенопроизводных. Химические свойства. Нуклеофильное замещение галогена в алкилгалогенидах на гидроксильную, алкоксильную, нитрильную и др. группы. Механизмы SN1 и SN2 и стереохимия реакций. Реакции нуклеофильного замещения в ароматических галогенопроизводных. Реакция отщепления галогеноводорода. Правило Зайцева. Конкуренция реакций замещения и отщепления в зависимости от природы реагента и условий реакции. Зависимость реакционной способности от природы галогена и характера радикала. Соединения с "нормальной" (алкил - и циклоалкилгалогениды), пониженной (винил и арилгалогениды) и повышеенной реакционной способностью (аллил и бензилгалогениды). Реакции алкилгалогенидов с металлами. Промышленное применение галогенопроизводных (хлористый винил, хлоропрен).

2. Ди - и полигалогенопроизводные. Изомерия. Номенклатура. Способы получения. Особенности реакций геминальных ди - и тригалогенопроизводных. Полигалогенопроизводные. Перфторуглероды. Применение галогенопроизводных в качестве растворителей, хладоагентов и для получения полимерных материалов (хлористый метилен, хлороформ, четыреххлористый углерод, тетрафторэтилен).

3. Одноатомные спирты (производные алканов, циклоалканов, ароматических углеводородов). Изомерия. Номенклатура. Способы получения первичных, вторичных, третичных спиртов. Ассоциация. Водородная связь. Химические свойства. Реакции с участием связи О‑Н: действие металлов, металлоорганических соединений, образование сложных эфиров карбоновых кислот. Реакции с участием связи С‑О и их механизм: сложные эфиры минеральных кислот, замена гидроксильной группы на галоген. Внутримолекулярная и межмолекулярная дегидратация спиртов. Образование, стабилизация и перегруппировки карбониевых ионов. Дегидрирование и окисление спиртов. Важнейшие представители: метанол, этанол, получение в промышленности, применение. Ненасыщенные спирты. Енолы.

4. Многоатомные спирты. Классификация. Изомерия. Номенклатура. Методы получения гликолей. Особенности физических и химических свойств гликолей. Дегидратация гликолей. Пинаколиновая перегруппировка. Окисление гликолей. 1,2-Этандиол, 1,4-бутин - и 1,4-бутандиолы. Получение и применение. Хлоргидрин этиленгликоля. Глицерин. Технический синтез из пропилена. Эфиры глицерина. Применение. 4-х, 5-ти и 6-ти атомные спирты, их стереоизомерия.

5. Одноатомные фенолы и нафтолы. Изомерия. Номенклатура. Способы получения. Щелочная плавка сульфонатов, гидролиз галогенарилов, окисление кумола. Химические свойства. Кислотный характер фенолов. Образование фенолятов, простых и сложных эфиров. Взаимное влияние гидроксильной группы и ароматического ядра фенола. Реакции электрофильного замещения: галогенирование, сульфирование, нитрование, сочетание с диазосоединениями. Кислотные свойства нитрофенолов. Карбоксилирование фенолята натрия. Конденсация фенола с формальдегидом. Гидрирование фенолов. Нафтолы. Получение и свойства. Применение фенолов и нафтолов.

6. Многоатомные фенолы. Пирокатехин, резорцин и гидрохинон. Получение, свойства, применение. Пирогаллол. Флороглюцин.

7. Простые эфиры. Классификация, номенклатура, изомерия. Методы получения. Химические свойства простых эфиров. Образование оксониевых соединений. Ацидолиз (деалкилирование) простых эфиров. Гидроперекиси. Циклические простые эфиры. Окись этилена. Химические свойства. Применение. Тетрагидрофуран. Диоксан. Диэтиловый эфир, техническое получение и применение. Целлозольвы. Простые эфиры фенолов и нафтолов.

8. Нитросоединения. Систематика и номенклатура. Электронное строение нитрогруппы. Способы получения. Нитрование алифатических и ароматических соединений. Условия и механизм реакций. Получение нитроалканов по Мейеру. Химические свойства. Реакция восстановления (Зинин) и ее значение в ароматическом ряду. Восстановление в кислой и щелочной среде. Промежуточные продукты восстановления: нитрозобензол, фенилгидроксиламин, азоксибензол, азобензол, гидразобензол. Бензидиновая перегруппировка. Реакций первичных и вторичных нитросоединений с карбонильными соединениями, с азотистой кислотой и с едкими щелочами. Таутомерия нитросоединений. Фенилнитрометан. Применение нитросоединений.

9. Амины. Первичные, вторичные и третичные амины. Амины алифатические и ароматические. Изомерия. Номенклатура. Стереохимия аминного и аммонийного атома азота. Получение аминов из галогеналкилов, восстановлением нитросоединений, амидов, нитрилов, оксимов, путем перегруппировки Гофмана. Химические свойства аминов. Основный характер аминов. Влияние природы и числа алкильных или арильных групп на основность аминов. Образование аммониевых оснований и солей. Четвертичные аммониевые основания и их соли. Реакции аминов как нуклеофильных реагентов. Алкилирование и ацилирование аминогруппы. Свойства и применение ацильных производных. Действие азотистой кислоты на первичные, вторичные и третичные амины ациклического, алициклического и ароматического ряда. Реакции ароматических аминов в ядре: галогенирование, нитрование, сульфирование и сочетание с диазосоединениями. Активирующее влияние аминогруппы на ароматическое ядро. Расщепление четвертичных аммониевых оснований по Гофману. Диамины. Основные методы синтеза и реакции. Гексаметилендиамин, бензидин, их применение.

10. Алифатические диазосоединения. Основные методы синтеза. Диазометан. Свойства и строение. Диазоуксусный эфир. Реакции алифатических диазосоединений с выделением и без выделения азота. Диазометан, как метилирующий агент. Алифатические диазосоединения, как источники карбенов.

11. Ароматические диазосоединения. Реакции диазотирования. Условия проведения и механизм реакции. Строение и свойства ароматических диазосоединений. Соли арилазония, диазогидраты, син- и анти-диазотаты, первичные нитрозамины и их взаимные переходы. Диазониевый катион, причины его особой устойчивости и электрофильный характер. Реакции диазосоединений с выделением азота: замена диазогруппы на водород, гидроксил, иод и на другие атомы и группы. Реакции диазосоединений без выделения азота. Азосочетание как реакция электрофильного замещения в ароматическом ядре. Диазо - и азосоставляющие, их реакционная способность в зависимости от заместителей в ароматическом ядре. Получение диазоаминосоединений. Восстановление диазосоединений до арилгидразинов. Азокрасители - оксиазо - и аминоазосоединения. Метилоранж. Пара-красный. Бис-азокрасители. Конго красный. Индикаторные свойства азокрасителей. Связь между окраской и строением.

12. Органические соединения серы. а). Тиолы: тиоспирты и тиофенолы. Методы синтеза. Химические свойства. Металлические производные. Дисульфиды. Тиоэфиры. Соединения сульфония. Окисление тиоэфиров до сульфоксидов и сульфонов. Диметилсульфоксид как растворитель.

б). Сульфокислоты и их производные. Ароматические сульфокислоты. Сульфирование ароматических углеводородов. Обратимость реакции. Химические свойства арилсульфокислот. Замещение сульфогруппы на гидроксильную и нитрильную группы, на водород и нитрогруппу. Применение арилсульфокислот в промышленности красящих веществ и в органическом синтезе. Хлорангидриды, эфиры и амиды сульфокислот. Сульфамидные препараты. Алифатические сульфокислоты. Получение. Применение солей сульфокислот как моющих средств.

13. Органические соединения фосфора. Классификация. Соединения трехвалентного фосфора: алкил - и арилфосфины, их получение и свойства. Соединения фосфония. Соединения пятивалентного фосфора: алкил - и арилфосфиновые кислоты. Ядовитые вещества (табун, зарин) и инсектициды (хлорофос) на основе фосфиновых и алкилфосфиновых кислот. Применение трифенилфосфинметилена для синтеза алкенов. Гексаметапол.

14. Органические соединения кремния. Алкилхлорсиланы, тетраалкилсиланы, силанолы, силоксаны и полисилоксаны.

15. Металлоорганические соединения. Классификация. Общие методы получения. Характер связи углерод-металл. Натрий и литийорганические соединения, применение в синтезе. Цинк - и магнийорганические соединения. Область применения и препаративное значение этих реакций. Тетраэтилсвинец. Триэтилалюминий. Металлоцены.

16. Предельные альдегиды и кетоны. Изомерия. Номенклатура. Способы получения. Строение карбонильной группы. Химические свойства. Нуклеофильное присоединение по карбонильной группе: воды, спиртов, бисульфита натрия, синильной кислоты, магнийорганических соединений. Реакции с аммиаком, аминами, гидроксиламином, гидразином и его производными. Кислотный катализ реакций присоединения. Стереоизомерия оксимов. Бекмановская перегруппировка оксимов. Енолизация карбонильных соединений под действием кислотных и основных агентов. Галоформная реакция. Альдольное уплотнение и кротоновая конденсация: метиленовый и карбонильный компоненты, кислотный и основной катализ. Аутоокисление альдегидов. Восстановление альдегидов и кетонов до спиртов, синтез пинаконов. Реакции, сопровождающиеся гидридными переходами: восстановление комплексными гидридами металлов, реакция Тищенко, реакция Канниццаро, реакция Меервейна-Пондорфа-Верлея. Синтез пентаэритрита. Полимеризация альдегидов. Формальдегид, производство, применение (волокно, пластмассы, уротропин). Ацетальдегид, ацетон, циклогексанон, производство и применение. Ацетофенон. Бензофенон. Дикарбонильные соединения. Глиоксаль. α-Дикетоны. Диацетил. Диметилглиоксим. β‑Дикарбонильные соединения, их синтез конденсацией сложных эфиров с кетонами. Таутомерия β-дикарбонильных соединений. Хелатные металлические производные. γ-Дикетоны. Ацетонилацетон.

17. Непредельные карбонильные соединения. Кетены. Получение. Химические свойства. α,β-Непредельные карбонильные соединения. Сопряжение карбонила и двойной связи. Реакции присоединения электрофильных и нуклеофильных реагентов. Акролеин, метилвинилкетон. Окись мезитила. Непредельные дикарбонильные соединения. Хиноны. Их получение, строение и свойства, связанные с легким превращением в ароматическую систему. Хиноны как диенофилы. Бензохиноны, нафтохиноны. Ализарин.

18. Хиноновые красители. Красители трифенилметанового ряда: основные (парафуксин, кристаллический фиолетовый) и кислотные (фенолфталеин, флюоресцеин). Строение и окраска. Индикаторные свойства фенолфталеина.

19. Монокарбоновые кислоты. Изомерия. Номенклатура. Способы получения в лабораториях и в промышленности. Строение карбоксила. Мезомерия и кислотные свойства. Ассоциация. Электролитическая диссоциация. Влияние мезомерных и индуктивных эффектов на силу карбоновых кислот. Сила галогензамещенных кислот. Функциональные производные карбоновых кислот. Соли, сложные эфиры, галогенангидриды, ангидриды, амиды, ортоэфиры, нитрилы. Перекиси и гидроперекиси кислот. Получение функциональных производных кислот, их химические свойства и применение. Механизмы реакций нуклеофильного замещения у кислот и их производных. Этерификация и гидролиз. Сложные эфиры высших жирных кислот и глицерина. Жиры. Гидролиз жиров. Мыла. Ацилирование спиртов и аминов галогенгидридами и ангидридами кислот. Строение амидной группы. Пониженная основность амидов. Гидролиз, восстановление амидов в амины, дегидратация в нитрилы. Полиамиды. Полиамидные волокна (капрон, нейлон). Перекиси и гидроперекиси кислот. Применение. Декарбоксилирование кислот, галоидирование и окисление карбоновых кислот. Реакции электрофильного замещения в бензольном ядре ароматических кислот. Отдельные представители: муравьиная кислота, ее особые свойства, восстановительный характер. Уксусная кислота, ее получение и применение. Пальмитиновая, стеариновая, бензойная кислоты.