Учебно-методический комплекс

Федеральное агентство по образованию

Российской Федерации

Федеральное государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Химический факультет

учебно-методический комплекс
учебной дисциплины «Неорганическая химия»

вузовского компонента цикла ОПД. Ф.01. по направлению

ВПО 020900 – «Химия, физика и механика материалов»

Составитель: профессор

Ростов–на–Дону

2007 г.

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

1.  Содержание курса и его место в учебном плане

Неорганическая химия – классическое направление естественно-научного образования в университетах, сочетающее фундаментально-теоретическую подготовку в области строения, синтеза, химических, физических и физико-химических свойств простых веществ и соединений всех элементов Периодической системы , методов исследования неорганических веществ и выработку прочных экспериментально-практических навыков реальной научно-исследовательской работы в области неорганического материаловедения, нанотехнологий и наноматериалов. Развитие представлений о неорганических веществах и материалах на их основе в настоящее время отвечает передовым тенденциям развития наукоемких исследований для обеспечения устойчивого инновационного развития общества. Следует отметить, что неорганическая химия в настоящее время является разделом химии, развивающимся наиболее динамично, что привело к созданию целого ряда материалов, без которых трудно представить современную науку и технику: неорганические каучуки, сегнето - и пьезоэлектрики, полупроводники, материалы для лазерной, инфракрасной техники, сверхпроводники, ситаллы, сверхпрочные стекла, магнитные материалы для нелинейной оптики, электрооптики, акустооптики, обладающие естественной оптической активностью (гиротропией) и т. д.

На базе классической неорганической химии сформировались новые самостоятельные направления науки о неорганических веществах, фундаментом которых являются основы неорганической химии: химия трения, магнетохимия, химия силикатов, химия бор-азотных фаз, химия высоких давлений и температур, плазмохимия, химия композиционных и функциональных материалов и т. д. Все эти разделы обогащают фактический материал неорганической химии, способствуют созданию инновационных технологий новых неорганических материалов, позволяют наметить пути создания материалов с заданным сочетанием свойств и характеристик. Неорганическая химия является общезначимой и базовой для развития других дисциплин и методик подготовки элитных исследователей морового материаловедческого профиля, готовых к самостоятельной научно-исследовательской и теоретической работе в любом научном коллективе. Неорганическая химия по традиции, существующей в большинстве отечественных университетов, изучается первой, до аналитической, органической, физической, квантовой химии, строения вещества, кристаллохимии, химической технологии, общей физики, физических методов исследования, и не может на них опираться, а, наоборот, должна создавать фундамент для них. Такая последовательность курсов основана на заблуждении, что неорганическая химия «проще» органической и физической. Хорошее понимание строения атомов и молекул, свойств ковалентной связи, межмолекулярных взаимодействий, закономерностей кинетики необходимо при изучении и неорганической, и органической химии. Но в неорганической химии изучается гораздо больше элементов и типов веществ, и поэтому требуется много дополнительных теоретических концепций: представления о металлической и ионной связи, о немолекулярных веществах и связности структур, особенностях электронной структуры соединений переходных металлов, гетерогенной кинетике, электролитической диссоциации, основах электрохимии и др.; используются все те же синтетические приёмы, что и в органической химии (реакции в растворах и в газах, гомогенный и гетерогенный катализ и т. д.), но к ним добавляется много специфических для неорганики, например, твердофазные реакции, гетерогенный ионный обмен и др.; большую роль играют термодинамические закономерности и теория строения атомов, поэтому в программу подготовки бакалавров – материаловедов включены курсы « Общая химия» и «Введение в теории строения атома и химической связи», которые изучаются в первом семестре и призваны подготовить студентов к освоению программы курса «Неорганическая химия» .

Таким образом, неорганическая химия объективно является самой трудной для студентов дисциплиной, особенно если учесть, что с нею сталкиваются вчерашние школьники, еще не адаптировавшиеся к обучению в университете и большей частью не умеющие организовать свою самостоятельную работу с литературой.

По изложенным выше причинам, невозможно составить краткий глоссарий к данному курсу. В этом курсе вводятся и поясняются многие сотни общехимических понятий, и глоссарий по размеру должен быть близок к учебнику.

2. Цели и задачи курса

Курс неорганической химии имеет фундаментальное значение в становлении специалиста-материаловеда широкого профиля – исследователя практика и преподавателя вуза. Он закладывает основы научного химического мышления, дает определенный запас фактических сведений и навыки практической работы, причем все три компонента неразрывно связаны и являются одинаково важными.

Предполагается, что в результате изучения курса студенты должны:

-  получить представление о свойствах химических элементов и их соединений, усвоить закономерности их изменения по периодам и подгруппам Периодической системы на основе современных сведений о строении атомов, молекул и немолекулярных веществ и других вопросов теоретической химии;

-  усвоить основные закономерности протекания химических процессов: гомогенных и гетерогенных, равновесных и неравновесных, реакций окисления-восстановления, обмена, присоединения, конденсации и деполимеризации, в том числе – протекающих под влиянием нетепловых энергетических воздействий;

-  осознать качественный характер многих химических концепций и теорий, понимать границы их применимости и связь теории с экспериментом;

-  приобрести навыки работы в лаборатории, научиться простейшим методам получения, разделения и очистки веществ и изучения химических процессов, усвоить правила техники безопасности;

-  получить общие сведения о распространенности элементов в природе, промышленных методах переработки руд и минералов, роли соединений и простых веществ различных элементов в технике и быту;

-  научиться добывать новую информацию из эксперимента и путем литературного поиска.

3. Формы проведения занятий, число часов, контрольные мероприятия

Дисциплина состоит из лекционного курса, семинарских занятий и лабораторного практикума, по некоторым темам даются на дом фронтальные или индивидуальные задачи. Она изучается два семестра, каждый из которых заканчивается экзаменом. Текущий контроль включает проверку преподавателем домашних заданий и отчетов о лабораторных работах и опрос на семинаре, а также перед началом новой лабораторной работы. Кроме того, каждый семестр разбивается на 4-5 тематических блоков, по которым студенты сдают промежуточные экзамены, оцениваемые суммарно в 100 баллов. Студенты, набравшие за семестр 90 и более баллов, освобождаются от экзамена с оценкой «5», а набравшие от 75 до 89 баллов – с оценкой «4». Консультации проводятся не только перед экзаменами, но и в течение семестра.

Во втором семестре студенты выполняют курсовую работу (синтез и/или реферат), которая завершается защитой перед группой студентов и зачётом. В зависимости от уровня подготовки студента, ему предлагается либо воспроизвести синтез, описанный в литературе, либо попытаться получить новое вещество, либо сделать обзор литературы по актуальному направлению.

	2-й семестр	3-й семестр	Всего часов
Лекции	45	48	93
Лабораторные и семинарские занятия	88	64	152
Всего часов аудиторных занятий	133	112	245
Самостоятельная работа	88	75	163
Контрольные мероприятия	Экз/зач	Экз/зач

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА КУРСА

"Неорганическая химия"

Примечание. При изучении описательного материала по подгруппам Периодической системы обсуждаются одни и те же аспекты (например, перечисленные в разделе3.2). Чтобы не повторять их многократно, ниже дана развернутая программа курса без разбиения по часам – то, что нужно студенту при подготовке к экзамену, а затем – более краткий перечень тем с разбиением по часам – план для преподавателя.

Основное содержание курса

(Подчеркнуты пункты, которые вынесены на самостоятельное изучение)

Модуль 1

1.Введение

1.1. Предмет неорганической химии, ее место среди других наук. Основные положения атомно-молекулярного учения. Методы определения атомных и молекулярных масс. Закон Авогадро и уравнение состояния идеального газа (уравнение Клапейрона-Менделеева). Законы сохранения заряда и массы. Общие сведения о химической связи. Энергия связи и энергия атомизации. Координация. Молекулярные и немолекулярные вещества, смысл их химических формул. Моль. Кристаллические и аморфные вещества.. Понятие об индивидуальном веществе. Законы постоянства состава и кратных отношений, границы их применимости. Соединения переменного состава. Причины образования и типы дефектов в кристаллах, их влияние на свойства. Скрытое многообразие неорганических веществ.

2..ХАРАКТЕРИСТИКИ АТОМОВ И ПЕРИОДИЧЕСКИЙ ЗАКОН.

2.1. Характеристики атомов: потенциал ионизации, энергия сродства к электрону, орбитальный, ковалентный и металлический радиусы атомов, электроотрицательность. Изменение основных характеристик атомов по подгруппам и периодам Периодической системы. Понятие d - и f - сжатия. Главные и побочные подгруппы, малые и большие периоды.

3. Водород и p-ЭЛЕМЕНТЫ 4-8 ГРУПП

3.1. Водород. Особое положение водорода в периодической системе. Строение атома, молекулы, физические и химические свойства простого вещества. Классические и неклассические ковалентные соединения с неметаллами, ионные и металлоподобные гидриды металлов. Водородная связь. Вода и пероксид водорода: способы получения, строение молекул, физические и химические свойства. Водород как энергоноситель. Перспективы водородной энергетики.

3.2. Общие вопросы химии р-элементов.

3.2.1. Строение электронных оболочек атомов, их размеры, потенциалы ионизации, сродство к электрону, электроотрицательности (нужны не конкретные цифры, а тенденции изменения). Валентные и координационные возможности атомов, характерные степени окисления, их относительная устойчивость.

3.2.2. Вторичная периодичность, ее объяснение строением атома и конкретные проявления в каждой подгруппе.

3.2.3. Донорные и акцепторные свойства атомов неметаллов и их проявление в прочности связей и реакционной способности простых и сложных веществ. 3.2.4. Особенности р-элементов 2-го периода по сравнению с их более тяжелыми аналогами. Сравнение прочности кратных связей и соответствующего числа простых связей, аномалии в сродстве к электрону, водородная связь и ее проявление в физических свойствах веществ.

3.2.5. Простые вещества. Пространственное и электронное строение аллотропных форм, характер изменения энергий атомизации, структур, физических свойств, восстановительной и окислительной активности в подгруппах и периодах.

3.2.6. Диспропорционирование простых веществ неметаллов: для каких элементов характерно и почему, зависимость от среды и температуры.

3.2.7. Строение и физико-химические свойства важнейших соединений – с кислородом, водородом, металлами, галогенами.

3.2.8. Закономерности изменения кислотно-основных и окислительно-восстановительных свойств оксидов, их гидратов, сульфидов и водородных соединений по подгруппам, периодам и в зависимости от степени окисления одного и того же элемента.

3.2.9. Использование теории поляризации для прогноза термической стабильности сложных веществ, их кислотно-основных и окислительно-восстановительных свойств..

3.2.10. Использование валентных схем и теории отталкивания электронных пар для прогноза пространственного строения веществ.

3.2.11. Закономерности изменения КЧ в простых и сложных веществах однотипного состава в подгруппе и вытекающие из этого изменения связности структур и физико-химических свойств.

3.2.12.Виды форм соединений элемента в природе, лабораторные и промышленные способы получения простых веществ и важнейших соединений, их практическое применение.

Далее при описании конкретных подгрупп обязательно обращать внимание на вопросы, перечисленные в п.3.2, даже если они явно не указаны.

3.3. Элементы подгруппы галогенов. Общая характеристика элементов подгруппы галогенов. Способы получения простых веществ, характер и энергия связи в молекулах, физические и химические свойства. Сравнение окислительной активности галогенов и кислорода в термодинамическом и кинетическом аспектах – с учетом прочности связи в исходных веществах и продуктах, геометрических критериев устойчивости веществ, агрегатных состояний исходных веществ и продуктов, энтропийного фактора и др. (например, сравните окислительную активность фтора, хлора и кислорода по отношению к углероду, кремнию и серебру). Галогеноводороды и галогениды металлов. Кислородные кислоты хлора, брома и иода и их соли. Оксиды галогенов. Относительная устойчивость соединений галогенов при изменении степени окисления галогенов и варианты разложения кислородных кислот и их солей. Хлорная известь. Межгалогенные соединения. Понятие о клатратах. Клатрат хлора. Межгалогенные соединения: состав и строение, гомо- гетероатомные полигалогенид ионы. Химические свойства межгалогенных соединений: окислительно-восстановительные, процессы диспропорцианирования, гидролиза. Материалы на основе галогенидов различных элементов.

3.4 Элементы главной подгруппы шестой группы, их общая характеристика. Способы получения простых веществ, аллотропия кислорода, серы, селена и теллура, физические и химические свойства аллотропных модификаций. Сравнительная характеристика водородных соединений данных элементов: термическая и термодинамическая стабильность, межмолекулярное взаимодействие, процессы автопротолиза, кислотно-основные свойства в водных растворах.. Отношение сульфидов к воде, кислотам,. их кислотно-основные и восстановительные свойства, тиосоли. Оксиды серы, селена, теллура. Серная и сернистая, селеновая и селенистая кислоты, их соли. Сравнительная характеристика кислородных соединений халькогенов: их кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства. Пиросульфаты. Пероксосульфаты. Теллуровые кислоты и теллураты. Соединения со связями сера-сера: тиосульфаты, полисульфиды металлов, сульфаны, политионовые кислоты и политионаты. Варианты взаимодействия тиосульфатов с окислителями (на примере иода и хлора в недостатке и избытке). Галогениды серы. Оксидные, сульфидные и сульфогалогенидные материалы.

3.5 Азот: строение атома, валентные возможности, проявляемые степени окисления, сравнение характеристик атома азота с характеристиками атомов углерода, кислорода и фосфора, способы получения простого вещества, строение молекулы, физические и химические свойства молекулярного и атомарного азота. Причины химической инертности азота и термодинамической неустойчивости многих его соединений (как с положительными, так и с отрицательными степенями окисления). Способы фиксации азота. Оксиды азота. Азотная и азотистая кислоты, их соли. Аммиак, гидразин, гидроксиламин: строение, электронодонорные, кислотно-основные и восстановительные свойства. Азотистоводородная кислота и азиды. Азотные удобрения. Органические нитраты и нитросоединения. Нитриды, их типы и свойства. ,

3.6 Фосфор: cтроение атома, валентные возможности, проявляемые степени окисления, сравнение характеристик атома фосфора с характеристиками атомов кремния, серы, азота, мышьяка. Причины стабилизации соединений с электродонорными атомами при переходе от азота к фосфору. Аллотропные модификации фосфора, способы их получения, физические и химические свойства. Галогениды и гидриды фосфора. Фосфиды: способы получения, состав, свойства, применение. Фосфонитрилхлорид и его произвдные как основа нового класса полимерных материалов ( неорганические каучуки). Молекулярные и полимерные формы оксида фосфора (V), этапы его гидратации Орто-, пиро- и метафосфорные кислоты, фосфористая и фосфорноватистая кислоты, их соли. Фосфорные удобрения.

3.7. Общая характеристика элементов подгруппы мышьяка, способы получения и строение простых веществ, их физические и химические свойства. Причины разделения подгруппы на типические элементы и подгруппу мышьяка. Синтез гидридов данных элементов (реакция Марша) и роль этих соединений в аналитической химии элементов данной подгруппы. Сравнительная характеристика соединений As, Sb, Bi (III) и (V): кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства, способы получения, строение, применение.

3.8.Общая характеристика углерода. Аллотропия углерода: строение аллотропных модификаций, способы их синтеза, физические и химические свойства, аморфный углерод и материалы на его основе, сорбционные свойства пористого и мелкодисперсного графита. Кислородные соединения углерода: оксиды углерода (II) и (IV), угольная и муравьиная кислоты, карбонаты, гидгокарбонаты и формиаты – строение, способы получения, свойства. Карбаминовая кислота и ее соли, карбамид, применение карбамида. Термическая стабильность карбонатов и гидрокарбонатов, использование этих фаз при изготовлении различных материалов. Карбиды – их классификация, способы получения, свойства и применеие в технике и химической промышленности. Соединения углерода с водородом, серой и азотом (углеводороды, сероуглерод, дициан, циановодород) – способы получения, строение, применение. Роданистоводородная кислота и ее соли. Соединения углерода с галогенами, фторпроизводные (фреоны, фторопласты) их практическое использование. Металлоорганические соединения и их использование в качестве активных прекурсоров при синтезе полупроводниковых, сегнетоэлектрических, ферромагнитных и других фаз, на основе которых создаются функцианальные материалы.

3.9.Общая характеристика кремния. Способы получения простых веществ, их строение, физические и химические свойства. Силициды, силаны, нитрид, сульфид, галогениды кремния, кремнефтористоводородная кислота. Разнообразие полиморфных модификаций оксида кремния (IV). Классификация силикатов Стекла и причины их образования в силикатных и боратных системах. Растворимое стекло и состояние силикатов в растворах. Гели и золи кремнекислоты. Методы получения аморфных и кристаллических силикатов. Алюмосиликаты - на примере полевых шпатов и цеолитов. Ионный обмен, сорбция и катализ на цеолитах.

3.10.Общая характеристика элементов подгруппы германия. Способы получения простых веществ, их строение, физические и химические свойства, применение. Сравнительная характеристика, способы получения и свойства соединений Ge, Sn, Pb (II) и (IV), материалы на их основе. Гидриды и металлоорганические соединения этих элементов. Строение гидроксидов олова и свинца, понятие оловых и оксоловых форм.

3.11.Общая характеристика бора, способы получения простых веществ, аллотропия бора, физические и химические свойства простых веществ. Бороводороды, их строение, получение, свойства. Нитрид бора, борозол и другие соединения с бор-азотными цепями. Соединения бора с галогенами, серой, углеродом – способы получения, физические и химические свойства, материалы на основе этих фаз. Кислородные соединения бора: оксид, процессы его гидратации, полиметаборные, линейные кислоты, их соли, гидролиз солей борных кислот, ортоборная кислота, эфиры борной кислоты. Материалы на основе борсиликатных и боратных стекол. Бориды их классификация, способы получения строение, свойства, области применения.

3.12.Общая характеристика алюминия, промышленные и лабораторные способы получения простого вещества, его физические и химические свойства. Сплавы содержащие алюминий. Бинарные и комплексные гидриды алюминия, галогениды алюминия: способы получения, строение, свойства, применение. Оксид Al (III), его полиморфизм, причины различной химической активности полиморфных модификаций, кислотно-основные свойсва, искусственные рубины. Гидроксид алюминия - способы получения, строение, свойства, гидроксоалюминаты , оксоалюминаты, соли алюминия и их кристаллогидраты, гидролиз акво - и гидроксокомплексов, оксоалюминатов и солей алюминия. Алюмотеримия – ее термодинамика и кинетика, области применения. Интерметаллические соединения алюминия.

3.13.Общая характеристика элементов подгруппы галлия, способы получения простых веществ, их строение физические и химические свойства. Сравнительная характеристика, способы получения и свойства соединений Ga, In, Tl (I) и (III) - галогенидов, оксидов, гидроксидов, сульфидов, нитридов, фосфидов, арсенидов, антимонидов, гидридов, солей кислородных кислот и т. д..Полупроводниковые свойства соединений галлия и индия.

Модуль 2

4. ХИМИЯ s - ЭЛЕМЕНТОВ

По-прежнему нужно обращать внимание на вопросы, перечисленные в п.3.2, но с использованием дополнительных теоретических представлений ( строение кристаллов металлов, теория «электронного газа», зонная теория химической связи, термодинамические аспекты , предопределяющие значения электродного потенциала)

4.1.Простые вещества металлического типа – вероятность их формирования у элемента, исходя из характеристик атомов (строение валентного уровня, орбитальный радиус, потенциал ионизации), делокализованные и локализованные связи в кристаллах металлов, концепция плотнейшей упаковки и причины формирования кристаллов металлов с кубической объемноцентрированной структурой, зависимость физических свойств металлов от электронного строения образующих их атомов и строения кристаллической решетки, термодинамика и кинетика химических процессов окисления металлов, условия формирования фаз внедрения и кластерных структур.

4.2.Общая характеристика элементов главной подгруппы второй группы, химические и электрохимические способы получения простых веществ, строение их кристаллических решеток, изменение температур плавления в подгруппе сверху вниз, физические и химические свойства. Способы получения оксидов и гидроксидов данных элементов их строение и кислотно-основные свойства, характеристика солей. Жесткость воды и методы ее устранения. Аналогии между BeF2 и SiO2, Be2+ и Al3+. Гидролиз катионов бериллия и полимерные гидроксокомплексы. Гидроксобериллаты. Основные карбонаты бериллия и магния, карбонатный комплекс бериллия. Способы а переработки сульфатов стронция и бария в водорастворимые соединения. Бериллий как конструкционный материал. Производство и фазовый состав цемента. Магний и кальций как восстановители в металлотермических процессах.

4.3.Общая характеристика элементов главной подгруппы первой группы, химические и электрохимические способы получения простых веществ, строение их кристаллических решеток, физические и химические свойства. Оксиды, пероксиды, надпероксиды, озониды – способы получения, причины относительной стабильности, строение, свойства. Способы синтеза гидроксидов (химические и электрохимические), их растворимость в воде, химические свойства растворов и расплавов щелочей. Соли элементов данной подгруппы (способы получения, растворимость, термическая устойчивость). Особенности свойств соединений лития, причины аномально низких температур плавления и термической устойчивости солей, пероксида и ряда других фаз. Интерметаллические соединения, амальгамы натрия и аммония. Натрийтермия, производство соды по методам Сольве и Леблана. Характерные аналитические реакции ионов элементов данной подгруппы. Материалы на основе соединений лития, натрия и калия, области применения рубидия и цезия.

Модуль 3.

5. Химия d - и f-элементов

При характеристике подгрупп, элементов, соединений нужно по-прежнему обращать внимание на общие вопросы, перечисленные в п. 3.2.1, 3.2.3, 3.2.5, 3.2.7, 3.2.8, 3.2.11-3.2.13, 5.1-5.3, а также на дополнительные теоретические представления, изложенные в п. 5.1-5.5.

5.1. Общая характеристика d-элементов и закономерности изменения электронной структуры и свойств (атомных и ионных радиусов, относительных энергий (n-1)d - и ns-подуровней, первых и высших энергий ионизации, энергий атомизации простых веществ, относительной стабильности высших и промежуточных степеней окисления) по периодам и подгруппам. Лантаноидное сжатие.

5.2. Координационная теория Вернера как первая удачная попытка теоретического объяснения строения комплексных соединений. Основные положения координационной теории (комплексообразователь, лиганды, внешняя и внутренняя сферы, координационное число, заряд комплекса и комплексообразователя). Недостатки теории Вернера применимости

5.3. Сходство и различие между комплексными соединениями и смешанными солями, типичные примеры. Полидентатные лиганды, хелатные комплексы и причины их повышенной устойчивости. Номенклатура комплексных соединений. Сольватная, ионизационная, координационная, геометрическая, оптическая изомерия комплексов и различие в свойствах изомеров..

5.4. Современные теории строения комплексных соединений. Теория МВС, ее основные положения, внешне - и внутриорбитальные комплексы, недостатки теории, примеры описания комплексов в рамках МВС. Основы теории кристаллического поля и границы ее применения. Расщепление d – подуровня в полях разной симметрии. Параметр расщепления, энергия спаривания, низкоспиновые и высокоспиновые состояния и условия их образования. Экспериментальное определение параметра расщепления и его зависимость от главного квантового числа d-орбиталей, степени окисления d-элемента, природы лигандов (спектрохимический ряд), симметрии поля. Энергия стабилизации кристаллическим полем. Объяснение магнитных и оптических свойств комплексов. Теория поля лигандов – описание электронного строения тетраэдрических и октаэдрических комплексов. Молекулярные s - и p-орбитали октаэдрических и тетраэдрических комплексов, обоснование спектрохимического ряда и сравнение прочности связей с лигандами p-донорного и p-акцепторного типа. Эффект Яна-Теллера. Условия стабилизации октаэдрической, квадратной, и тетраэдрической в зависимости от числа d-электронов и величины расщепления.

5.5. Понятие изо - и гетерополисоединений, их типы, строение свойства. Соединения с ковалентными связями металл-металл, строение трех-, четырех - и шестиядерных кластеров. Оксидные бронзы переходных металлов. Фазы внедрения. Общая характеристика карбидов, нитридов и гидридов переходных металлов.

5.6. Общая характеристика элементов подгруппы скандия. Способы получения простых веществ, их строение, физические и химические свойства. Оксиды, гидроксиды, соли, бинарные соединения этих элементов ( гидриды, карбиды, галогениды и т. д.), комплексы – сравнительная характеристика, получение, физические и химические свойства, строение.

5.7. Общая характеристика элементов подгруппы титана. Способы получения простых веществ, их строение, физические и химические свойства. Способы получения оксидов и гидроксидов титана, циркония и гафния (IV) , их строение, кислотно-основные и окислительные свойства. Формы соединений элемент (4+) в водных растворах. Пероксо - и фторокомплексы. Получение и свойства соединений титана (3+ и 2+). Безводные титанаты и цирконаты. Методы вскрытия минералов титана и циркония. Получение галогенидов и простых веществ из кислородных соединений, бинарные соединения этих элементов (гидриды, карбиды, галогениды и т. д.), – сравнительная характеристика, получение, физические и химические свойства, строение. Понятие о газотранспортных реакциях. Иодидное рафинирование металлов. Титан как конструкционный материал Понятие о газотранспортных реакциях. Иодидное рафинирование металлов. Титан как конструкционный материал, использование титанатов и цирконатов в качестве активных фаз функциональных материалов.

5.8. Общая характеристика элементов подгруппы ванадия. Способы получения простых веществ, их строение, физические и химические свойства. Сравнительная характеристика свойств соединений ванадия (2+, 3+, 4+ и 5+) и ниобия, тантала (5+), их кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства. Состояние ванадия в водных растворах в зависимости от степени окисления и pH: соли с катионами ванадия и ванадила, дека-, мета-, пиро - и ортованадаты. Гексаниобаты и гексатанталаты. Безводные ванадаты, ниобаты и танталаты, ванадиевые бронзы: получение, общие принципы строения, важнейшие свойства. Способы превращения оксидов ниобия и тантала в водорастворимые соединения. Безводные галогениды ванадия, ниобия и тантала, бинарные соединения этих элементов (гидриды, карбиды, галогениды и т. д.), – сравнительная характеристика, получение, физические и химические свойства, строение. Соединения ниобия и тантала низших степеней окисления. Функциональные материалы и катализаторы на основе соединений ванадия, ниобия и тантала, конструкционные материалы на основе простых веществ.

5.9. Общая характеристика элементов подгруппы хрома. Способы получения простых веществ, их строение, физические и химические свойства. Оксиды хрома (3+, 4+, 6+), молибдена и вольфрама (4+ и 6+), гидроксиды хрома (2+ и 3+), хромовые, молибденовые и вольфрамовые кислоты – способы получения, строение, свойства, сравнительная характеристика. Кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства соединений хрома (+2 и +3). Соли хрома (3+), их гидратная изомерия. Ацетат хрома (2+) как простейший пример соединения со связями металл-металл. Гидроксохромиты, простые и конденсированные хроматы, молибдаты и вольфраматы, гетерополисоединения (на примере додекамолибдофосфорной кислоты и ее солей).Окислительные свойства соединений хрома (+6),зависимость значений Red/Ox потенциалов процессов восстановления от рН раствора. Тиомолибдаты и тиовольфраматы, сульфиды молибдена и вольфрама. Молибденовые и вольфрамовые бронзы. Безводные галогениды хрома, молибдена, вольфрама. Карбиды вольфрама. Порошковая металлургия. Материалы на основе простых веществ и соединений данных элементов.

5.10. Общая характеристика элементов подгруппы марганца. Переработка марганцевых руд на соли марганца (+2) и перманганаты. Способы получения простых веществ, их строение, физические и химические свойства. Способы получения и сравнительная характеристика кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства соединений марганца (+2,+3,+4,+5,+6,+7).Реакции диспропорцианирования соединений марганца (+3,+5,+6). зависимость значений Red/Ox потенциалов процессов восстановления от рН раствора. Роль соединений марганца для химических источников тока и в создании магниторезистивных материалов. Соли марганца (2+). Оксиды технеция и рения, пертехнетаты и перренаты, сульфиды – способы получения, свойства.

5.11. Общая характеристика элементов триады железа. Причины объединения элементов «по горизонтали», а не «по вертикали». Способы получения простых веществ, их строение, физические и химические свойства. Оксиды и гидроксиды, аквакомплексы железа, кобальта и никеля (2+)- способы получения, сравнительная характеристика, свойства. Фторидные, оксалатные, роданидные, цианидные комплексы железа. Берлинская лазурь. Сравнительная хпрактеристика соединений железа, кобальта, никеля (+3). Стабилизация кобальта (3+) в комплексах с аммиаком, цианидом, нитритом. Пирофорные металлы. Получение ферратов в растворах, их химические свойства, безводные ферриты, ферраты, кобальтаты, никелаты. Ферриты типа шпинели. LiMO2 (M = Co, Ni) и их использование в аккумуляторах. Безводные галогениды, сульфиды, карбонилы железа, кобальта, никеля. Основы черной металлургии. Чугун, сталь, их состав, свойства, химические процессы обеспечивающие получение чугунов и сталей.

5.12. Общая характеристика платиновых элементов. Методы разделения смеси соединений платиновых металлов. Способы полученя простых веществ, их стоение, физические и химические свойства. Соединения рутения и осмия (+8), палладия и платины (+2 и+4) – способы получения, свойства Комплексные соединения палладия и платины, изомерия квадратных и октаэдрических комплексов. Применение платиновых металлов и соединений этих элементов.

5.13. Общая характеристика элементов подгруппы меди Способы получения простых веществ, их строение, физические и химические свойства. Сравнительная характеристика и способы получения соединений меди, серебра и золота (+1). Соединения меди и серебра (+2) – способы получения, свойства. Комплексы данных элементов, их стабильность, области применения. Основы черно-белой фотографии. Соединения меди, серебра, золота (+3), их относительная стабильность, способы получения, свойства. Общие сведения о высокотемпературных сверхпроводниках - купратах.

5.14.. Общая характеристика элементов подгруппы цинка. Способы получения простых веществ, их строение, физические и химические свойства. Сравнительная характеристика, способы получения и химические свойства соединений цинка, кадмия и ртути (+2). Изменение стабильности однотипных комплексных соединений в подгруппе сверху вниз. Способы получения и свойства соединений ртути (+1). Амидные и нитридные соединения ртути. Основание Миллона и его соли. Реактив Несслера. Применение простых веществ и соединений данных элементов.

5.15. Общая характеристика элементов семейства лантаноидов. Методы разделения соединений лантаноидов. Способы получения простых веществ, их строение, физические и химические свойства. Сравнительная характеристики соединений элементов (+3), соединения церия, празеодима, тербия (+4), самария, европия, иттербия (+2) – изменение кислотно-основных и окислительно-восстановительных свойств с ростом заряда ядра и при изменении степени окисления атома элемента. Вторичная периодичность. Соли, бинарные и комплексные соединения лантаноидов.

5.16. Общая характеристика элементов семейства актиноидов. Общие сведения по радиохимии. Искусственное получение элементов. Разнообразие степеней окисления актиноидов. Простые вещества и оксиды. Катионные и анионные комплексы.

5.17. Общая характеристика элементов главной подгруппы восьмой группы. Инертные и благородные газы. Выделение простых веществ из воздуха, их физико-химические свойства. Межмолекулярное взаимодействие, клатраты, изменение их стабильности в подгруппе. Синтез Бартлета, фториды ксенона, их строение в рамках методов ВС и МО. Катионные и анионные формы соединений данных элементов. Химические свойства фторидов ксенона: гидролиз, диспропорцианирование. Кислородные соединения ксенона, окислительно-восстановительные и кислотно-основные свойства соединений криптона, ксенона и радона в различных степенях окисления. Применение инертных газов в производстве особо чистых материалов и суперокислителей.

Методические указания по изучению материала курса «Неорганическая химия» и планы подготовки по ряду общих вопросов.

Как уже отмечалось выше программа курса « Неорганической химии» базируется на знаниях студентами основ термодинамики, кинетики, химического равновесия, теорий строения атома, химической связи, растворов, электролитической диссоциации, гидролиза, окислительно-восстановительных процессов, а также Периодического закона. В связи с этим изучение свойств простых веществ и соединений элементов целесообразно проводить используя следующую схему: на первом этапе необходимо ознакомится со строением и свойствами атомов рассматриваемых элементов (радиусами, потенциалами ионизации, энергиями сродства к электрону, электроотрицательностями), определить валентные возможности атомов, типы гибридизации атомных орбиталей в соединениях, проявляемые атомами степени окисления в соединениях с более и менее электороотрицательными элементами, установить как и почему изменяется стабильность различных форм соединений конкретного элемента, а также одинаковых форм различных элементов (объединенных, например, в одну подгруппу), рассмотреть формы простых веществ, уделив внимание их составу строению, энергии связи в молекулах или кристаллах; на основе предварительных данных сделать выводы: а) об энергии активации процессов с участием рассматриваемых простых веществ, б) о термодинамической возможности взаимодействия данного простого вещества с партнером по реакции, в) на основе термодинамических и кинетических данных установите условия при которых возможно самопроизвольное течение изучаемого процесса; в случае термодинамической или кинетической невозможности получения производного данного элемента рассмотрите возможность получения искомого вещества косвенным путем; изучите кислотно-основные и окислительно- восстановительные свойства соединений рассматриваемых элементов, формы и свойства их комплексных соединений; на основе совокупности знаний о свойствах простых веществ и соединений сделайте выводы о возможных областях применения материалов на основе изученных фаз и видах этих материалов.

I.  План подготовки и ответа на вопрос

«Общая характеристика элементов подгруппы».

Указанный вопрос относится к первому разделу рассмотрения химии простых веществ и соединений групп элементов и состоит из следующих разделов:

1.  Укажите какие элементы образуют рассматриваемую подгруппу, на какие части и почему разделяется эта подгруппа, какие элементы этой подгруппы относятся к типическим, запишите электронные формулы атомов элементов рассматриваемой подгруппы и общую электронную формулу валентного уровня этих атомов.

2.  Опишите характер изменений свойств атомов элементов данной подгруппы по мере роста зарядов их ядер (орбитальные, ковалентные, металлические радиусы; первые и высшие потенциалы ионизации; энергии сродства к электрону; электроотрицательности) и укажите причины найденных закономерностей.

3.  На основании электронных формул атомов сделайте вывод о валентных возможностях рассматриваемых атомов, укажите характерные гибридные состояния их орбиталей в соединениях, укажите какие степени окисления имеют атомы элементов данной подгруппы в соединениях с менее и более электроотрицательными элементами, используя теоретические представления определите какие степени окисления наиболее характерны для каждого элемента и укажите причину этого.

4.  Укажите какие аллотропные модификации известны для каждого из элементов рассматриваемой подгруппы, какого их строение, состав, как изменяется энергия связи в однотипных молекулах или кристаллах при замене одного элемента на другой, как соотносятся между собой стабильности аллотропных модификаций одного элемента, оцените энергии активации процессов с участием этих простых веществ, опишите их физические свойства, укажите причины изменения этих свойств в подгруппе сверху вниз; если простые вещества металлы, на основании теоретических представлений расположите их в ряд по мере уменьшения значений электродных потенциалов, на основании анализа свойств простых веществ укажите какие материалы могут быть созданы (или существуют) на их основе.

5.  Рассмотрите изменение термической, термодинамической, ионизационнй и окислительно-восстановительной стабильности одинаковых форм соединений элементов рассматриваемой подгруппы и укажите причины этих изменений; на основе полученных данных сделайте выводы о кислотно-основных и окислительно-восстановительных свойствах рассматриваемой группы соединений и об изменении этих свойств в подгруппе сверху вниз,

6.  Рассмотрите аналогичные изменения для соединений каждого из элементов при изменении степени окисления его атома, сделайте выводы о возможности создания материалов на основе соединений элементов рассматриваемой подгруппы.

II. План подготовки и ответа на вопрос

«Общая характеристика элемента».

1.  Укажите место расположения элемента в Периодической системе, запишите

электронную формулу его атома, сравните свойства (радиус, потенциалы ионизации, энергию сродства к электрону, электроотрицательность) атомов данного элемента со свойствами атомов соседних по периодической системе элементов.

2.  На основе электронной формулы атома сделайте выводы о его валентных

возможностях, проявляемых в соединениях степенях окисления, типах

гибридизации электронных орбиталей.

3.  Установите с атомами каких элементов и почему атомы рассматриваемого элемента будут образовывать прочные соединения и какие бинарные соединения будут иметь низкую термодинамическую стабильность.

4.  Оцените распространённость элемента в природе, укажите наиболее важные с практической точки зрения руды и минералы.

5.  Опишите аллотропные модификации рассматриваемого элемента (состав, строение, тип связи, её энергия, температуры плавления или фазового перехода, относительная стабильность).

6.  На основе данных п.5 оцените энергию активации процессов с участием каждой аллотропной модификации данного элемента; если простое вещество металл, предскажите приближённое значение его электродного потенциала.

7.  Сравните кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства соединений элемента в различных степенях окисления, используя известные Вам теоретические концепции.

III. План подготовки и ответа на вопрос «Способы получения и свойства простого вещества».

1. Руды и минералы рассматриваемого элемента, способы их вскрытия и

обогащения.

2. Химические (электрохимические) способы получения простых веществ, их

строение, физические свойства.

3. Взаимодействие с простыми веществами ( термодинамика и кинетика этих

процессов). При обсуждении данного раздела рекомендуется определить

возможность взаимодействия рассматриваемого простого вещества с

простыми веществами других элементов, начиная с элементов главной подгруппы седьмой группы, если такое взаимодействие невозможно ни при каких условиях, или выход продукта реакции низок предложите косвенный способ получения бинарного вещества.

4.  Взаимодействие со сложными веществами ( кислотами, растворами и расплавами щелочей, солями, оксидами и т. д.), термодинамическое и кинетическое обоснование возможности самопроизвольного протекания этих процессов.

5.  Материалы на основе простых веществ данного элемента.

IV. План подготовки и ответа на вопрос

«Сравнительная характеристика группы соединений»

1. Объясните как и почему изменяется стабильность, кислотно-основные и

окислительно – восстановительные свойства соединений различных элементов, имеющих одинаковую степень окисления или же соединений одного элемента в различных степенях окисления.

2. Приведите примеры процессов, подтверждающих Ваши выводы, запишите необходимые уравнения реакций.

Варианты ответов на сформулированные выше вопросы на примерах элементов подгруппы титана и характеристики серы и её соединений представлены в методических указаниях по курсу «Неорганическая химия»,указанных ниже. Методические указания по выполнению практикума и подготовке к семинарским занятиям в том числе вопросы для самоподготовки в виде тестов и упражнений приведены в практикуме, рекомендованном в разделе «Основная литература».

литература

Основная

1. Ахметов и неорганическая химия. М., 20с. - ISBN -5.

2. Уилкинсон Дж. Современная неорганическая химия. Ч. 1-3. - М., 1969.

3. , Мартыненко химия. Ч.1-М.,19с.- ISBN -1.Ч. 2.- М., 1994.

4. Практикум по неорганической химии. Под ред . М., 1976.

5. Г.Реми Курс неорганической химии Т.1 и 2. М. , Мир., 1974.

6. Практикум по неорганической химии. Под ред. . Ростов-на-Дону, 2007.

Дополнительная

Теоретическая неорганическая химия.

Турова химия в таблицах. М., 19с.

Некрасов общей химии. Т. 1 и 2. М., 19с. и 688 с.

Аверьянова . Ростов-на-Дону., 19с.

Нестеров р - и d-элементов. Ч.1, Ростов-на-Дону.,60 с.

тематический план курса

Второй семестр

Наименование и содержание тем	объем в часах
лекц.	практ.	сам.
1. Введение, молекулярные и немолекулярные вещества	1	1	1
2. Характеристики атомов и периодический закон	2	3	3
3. Водород и его соединения	2	4	4
4. Общие вопросы химии р-элементов	4	4	4
5. Элементы подгруппы галогенов	3	6	6
6. Кислородные соединения галогенов	3	4	4
7. Кислород и его соединения	2	4	4
8. Халькогены и их соединения	6	10	10
9. Азот и его соединения	3	10	10
10. Фосфор и его соединения	3	6	6
11. Элементы подгруппы мышьяка	2	4	4
12. Углерод и его соединения	3	6	6
13. Кремний и его соединения	3	6	6
14. Элементы подгруппы германия	2	6	4
15. Бор и его соединения	2	6	6
16. Алюминий и его соединения	2	6	6
17. Элементы подгруппы галлия	2	2	2
Итого	45	88	88

Третий семестр

Наименование и содержание тем	объем в часах
лекц.	практ.	сам.
1.Общие свойства металлов	2	2	2
2.Элементы главной подгруппы второй группы и их соединения	3	4	4
3.Элементы главной подгруппы первой группы	2	4	4
4.Общая характеристика переходных элементов	2	2	2
5.Комплексные соединения, теория Вернера: основные понятия, недостатки	2	4	4
6.Современные теории строения комплексных соединений	4	4	4
7.Гетеро - и изополисоединения, кластеры, фазы внедрения. Элементы подгруппы III B.	3	-	4
8.Элементы подгруппы титана и их соединения	3	4	4
9.Элементы подгруппы ванадия и их соединения	3	8	7
10.Элементы подгруппы хрома и их соединения	5	8	8
11.Элементы подгруппы марганца	5	8	8
12.Элементы побочной подгруппы восьмой группы	6	8	8
13.Элементы подгруппы меди	2	4	4
14.Элементы подгруппы цинка	2	4	4
15.Химия лантаноидов и актиноидов	2	-	4
16.Элементы главной подгруппы восьмой группы	2	-	4
Итого	48	64	75

Примеры билетов на рейтинговые экзамены.

1. Химия р - элементов (модуль 1).

Билет 1

Общая характеристика элементов главной подгруппы VII группы. ( 7 б. )

2.  Сравнительная характеристика соединений As, Sb, Bi ( III ) и ( V ) ( 5 б. )

3.  Аллотропия, физические и химические свойства серы. ( 4 б. )

4.  Н2О2 – строение молекулы, физические и химические свойства. ( 4 б. )

5.  Закончить и уравнять: ( 5 б. )

а) BaS + Br2 + H2O →

b) H2SeO4 + HCl →

c) N2H4 + KMnO4 + H2SO4 →

d) P + CuSO4 + H2O →

e) NiSO4 + NaH2PO2 + H2O →

Билет 2

1.  Общая характеристика элементов главной подгруппы VI группы. ( 7 б. )

2.  Сравнительная характеристика кислородных соединений хлора

(оксиды и гидроксиды). ( 5 б. )

3.  Фосфор - способы получения, аллотропия, физические и химические

свойства. ( 3 б. )

4.  Н2О - строение молекулы, физические и химические свойства. ( 5 б. )

5.  Закончить и уравнять: ( 5 б. )

а) Bi(ОН)3 + Na2[Sn(ОН)4] →

b) As2O3 + HNO3 + Н2О →

с) Н3РО4 + (NH4)2МоО4 + НNO3 →

d) Р4 + Ba(ОН)2 + Н2О →

e) NaNH2 + N2О →

Билет 3

1.  Общая характеристика элементов главной подгруппы V группы.

2.  Сравнительная характеристика соединений S, Se, Te (IV ) и (VI ).

3.  Способы получения, физические и химические свойства CI2.

4.  Какие сульфиды и почему могут быть растворены в

а) HCI (р-р); b) HCI (конц); c) HNO3 – CuS, ZnS, PbS, MnS, FeS.

5. Закончить и уравнять:

a) Na2S2O3 + H2О2 →

b) (NH4)2S2О8 + Ag

c) KNO3 + Fe2О3 + KOH → K2FeO4 + ……

d) NH2ОН + I2 + KOH →

e) P + HNO3 + Н2О →

Билет 4

1.  Общая характеристика хлора.

2.  Сравнительная характеристика оксидов азота.

3.  Серная кислота – строение молекулы, физические и химические свойства.

4.  Н2 – строение молекулы, способы получения, физические и химические свойства.

5.  Закончить и уравнять:

а) Te + HNO3 + Н2О →

b) CaC2 + N2

с) NH3 + NaOCl →

d) H2[TeCl6] + H2[SnCl4] →

e) H2SeO3 + KClO3

Билет 5

1.  Общая характеристика серы.

2.  Сравнительная характеристика простых веществ галогенов (способы получения, строение молекул, физические и химические свойства).

3.  NH3 – способы получения, строение молекулы, физические и химические свойства.

4.  Способы получения и химические свойства соединений Se и Te (IV) и (VI).

5.  Закончить и уравнять:

а) Ва(IO3)2

b) СuS + HNO3 →

с) Н2SeO3 + Н2[SnCl4]

d) Sb2S3 + (NH4)2S2 →

е) Bi(ОН)3 + К2S2О8 + КОН →

Билет 6

1.  Общая характеристика фосфора.

2.  Сравнительная характеристика кислородных соединений галогенов (кислотно-основные, окислительно-восстановительные свойства).

3.  S – аллотропия, физические и химические свойства.

4.  Способы получения, физические и химические свойства HNO3.

5.  Закончить и уравнять:

a) KI +H2SO4 (к.) →

b) H2[Te(SO4)3] + KClO3

c) NH2OH + FeSO4 + H2SO4 →

d) AgNO3 + Cl2 (г.) →

e) NaNO2 + FeCl2 + HCl →

2. Химия переходных элементов (модель 2)

Б И Л Е Т 1

1.Общая характеристика элементов подгруппы скандия /5/.

2.Сравнительная характеристика соединений марганца IV, V, VI, VII /5/.

3.Получение и химические свойства титана, циркония и гафния /5/.

4.МВС для комплексных соединений /5/.

5.Закончить и уравнять: /5/

a/ Sc2O3 + KOH

б/ [Cr(OH2)6]2(SO4)3 + H2O2

в/ Na3[Cr(OH)6] + H2O2 + KOH

г/ CrCl3 + NH3

д/ VO + KNO3 + KOH

е/ TiOSO4 + Zn + H2SO4

ж/ K3VO4 + NH4Cl + H2O

з/ V2O3 + KClO3 + KOH

и/ MnSO4 + (NH4)2S2O8

к/ TiCl4 + Mg

Б И Л Е Т 2

1.Общая характеристика элементов подгруппы титана /5/.

2.Сравнительная характеристика соединений марганца II, III, IV /5/.

3.ТКП для комплексных соединений /6/.

4.Изменение состава ионов ванадия V в зависимости от рН раствора /4/.

5.Закончить и уравнять: /5/

а/ La2(CO3)2 + K2CO3

б/ (VO2)2SO4 + Zn + H2SO4

в/ MnO2 + N2H4 · H2SO4

г/ MnSO4 + PbO2 + HNO3

д/ CrCl3 + H2S

е/ Cr2O3 + K2CO3 + KClO3

ж/ TiO2 + C + Cl2

з/ K2Cr2O7 + Pb(NO3)2 + H2O

и/ Na2Cr2O7 + NaBr + HCl

к/ Ti2O3 · xH2O + O2

Б И Л Е Т 3

1.Общая характеристика элементов подгруппы ванадия /6/.

2.Сравнительная характеристика соединений хрома II, III, VI /6/.

3.Ионы [FeF6]3– и [Fe(CN)6]4– в МВС и ТКП /4/.

4.Получение и свойства марганца, технеция и рения /4/.

5.Закончить и уравнять:

а/ VCl2 + CO2

б/ K2CrO4 + R2S + H2O

в/ Mo + Na2CO3 + O2

г/ MnO2 · xH2O + H2SO4(к)

д/ MnSO4 + H2O + O3

е/ Mn + CO

ж/ VOCl2 + NaOH(изб)

з/ K3VO4 + H2O2

и/ Cr2O3 + KNO3 + KOH

к/ K2CrO4 + KJ

Б И Л Е Т 4

1.Общая характеристика элементов подгруппы хрома /6/.

2.Сравнительная характеристика соединений марганца II, III, IV, VII /6/.

3.Получение и свойства ванадия, ниобия и тантала /4/.

4.Изомерия комплексных соединений /4/.

5.Закончить и уравнять: /5/

а/ CrCl2 + CH3COONa + H2O

б/ KMnO4 + K2S + H2O

в/ KMnO4 + C6H12O6 + KOH

г/ Zr + HF + HNO3

д/ HMnO4 + Mg

е/ K2TeO4 + O2 + H2O

ж/ CrO3 + HCl(т)

з/ K2Cr2O7 + H2S + H2SO4

и/ KMnO4 + SO2 + H2O

к/ CrO3 + (CH3)2O

Б И Л Е Т 5

1.Общая характеристика элементов подгруппы марганца /6/.

2.Сравнительная характеристика соединений ванадия II, III, IV, V /6/.

3.Получение и свойства хрома, молибдена и вольфрама /4/.

4.Образуется ли осадок сульфида меди(II), если к 0,2М раствора [Cu(NH3)4]2+ KН которого равна 1·10–12 добавить равный объем 0,002М раствора сульфида натрия /ПРCuS = 1·10–36/ /4/.

5.Закончить и уравнять:

а/ Mn2O3 + KNO3 + KOH

б/ HMnO4 + Zn

в/ CrCl3 + PH3

г/ K2Cr2O7 + Ba(NO3)2 + H2O

д/ V2O5 + HCl(к)

е/ TiOSO4 + Zn + H2SO4

ж/ MnO · xH2O + O2

з/ Cr2O3 + KNO3 + KOH

и/ MnSO4 + Na2S2O8 + H2O

к/ Ti + HF + HNO3

Б И Л Е Т 6

1.Общая характеристика элементов подгруппы титана /5/.

2.Ионы /Э = V, Cr, Mn/ в рамках ММО ЛКАО и их химические свойства в водных растворах /5/.

3.ТКП для комплексных соединений /6/.

4.Получение и свойства соединений хрома II, III /4/.

5.Закончить и уравнять:

а/ VO · xH2O + O2 + NaOH

б/ Nb + HNO3 + HF

в/ K2Cr2O7 + H2O2

г/ KF + ReF6

д/ K2CrO4 + K2S

е/ K2Cr2O7 + SO2

ж/ (VO2)2SO4 + H2[SnCl4] + HCl

з/ (NH4)4V4O12

и/ NbCl4 + H2

к/ KReO4 + NH2OH + H2SO4

Образцы экзаменационных билетов.

Южный федеральный университет

Химический факультет

Кафедра общей и неорганической химии

Экзаменационный билет по курсу «Неорганическая химия» №18

1.Общая характеристика элементов подгруппы хрома.

2.МВС для комплексов.

3.Закончите уравнения реакций и охарактеризуйте свойства полученных соединений:

a) Cr2O3 · xH2O + Cl2 + NaOH →

b) KMnO4 + H2SO4 (к) →

c) Co3O4 + HCl + H2O →

d) [Fe(OH2)6]Cl3 + Na2CO3 →

Зав. кафедрой Экзаменатор

2007г.

Южный федеральный университет

Химический факультет

Кафедра общей и неорганической химии

Экзаменационный билет по курсу «Неорганическая химия» №16

1 Общая характеристика элементов триады железа.

2.Гидроксиды щелочных металлов – способы получения, свойства.

3.Закончить и уравнять:

a) Pt + HCl + HNO3 →

b) (VO2)2SO4 + Zn + H2SO4 →

c) Ti2O3 · xH2O + O2 →

d) Zr + HF + HNO3 →

e) Cr2O3 + KClO3 + KOH →

Зав. кафедрой Экзаменатор

2007г.

Южный федеральный университет

Химический факультет

Кафедра общей и неорганической химии

Экзаменационный билет по курсу «Неорганическая химия» № 27

1.Общая характеристика элементов подгруппы меди.

2.Способы получения и свойства щелочных металлов.

3. Закончить и уравнять:

a) Zn + NH4Cl →

b) Au + HNO3 + HCl →

c) [Cr(OH2)6]2(SO4)3 + H2O2(к) → H+

d) MnSO4 + (NH4)2S2O8 →

e) V2O3 + KClO3 + KOH →

Зав. кафедрой Экзаменатор

2007г.

Южный федеральный университет

Химический факультет

Кафедра общей и неорганической химии

Экзаменационный билет по курсу «Неорганическая химия» № 7

1.Общая характеристика бериллия, его оксид и гидроксид – способы получения, свойства.

2.Соединения меди (I), (II) и (III) – способы получения и свойства.

3.Укажите условия протекания процессов и запишите необходимые уравнения реакций:

Na2CrO4 → Na2Cr2O7 → [Cr(OH2)6]2(SO4)3 → [Cr(OH2)6]SO4 → CrO · xH2O

Cr2O3 · xH2O → Na2CrO4 .

Зав. кафедрой Экзаменатор

2007г.

Южный федеральный университет

Химический факультет

Кафедра общей и неорганической химии

Экзаменационный билет по курсу «Неорганическая химия» № 8

1.Общая характеристика элементов главной подгруппы II группы.

2. МВС для комплексных соединений. / приведите примеры/.

3.Закончить и уравнять:

a) Ni2O3 · xH2O + HNO3 →

b) MnO2 + KNO3 + KOH →

c) Hg2(NO3)2 + H2O →

d)(NH4)6Mo7O24 + H2·[SnCl4] →

e)(VO2)2SO4 + KJ →

Зав. кафедрой Экзаменатор

2007г.

Южный федеральный университет

Химический факультет

Кафедра общей и неорганической химии

Экзаменационный билет по курсу «Неорганическая химия» №9

1.Общая характеристика элементов главной подгруппы I группы.

2.Понятие изо - и гетерополисоединений, соединения d-элементов в низших степенях

окисления /понятие кластерных соединений/.

3.Какие металлы и почему могут взаимодействовать с водными растворами щелочей?

Приведите необходимые уравнения реакций.

Зав. кафедрой Экзаменатор

2007г.

Для освоения основного и дополнительного материала курса «Неорганическая химия студентам рекомендуются следующие методические указания:

1. «Галогены», УПЛ РГУ,1978, 30 с.

2. «Химия р - и d - элементов», УПЛ ЮФУ, 2007, 48 с.

3 Практикум по неорганической химии. Под ред. . Ростов-на - Дону, 2007.

Лекции сопровождаются демонстрацией опытов и образцов веществ. Имеется демонстрационный музей с набором аппаратуры, реактивов, минералов, технических продуктов, моделей и плакатов.

ОГЛАВЛЕНИЕ УМК «НЕОРГРАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ»

1. Пояснительная записка_______________________________________2-5

1.1 Содержание курса и его место в учебном плане___________________2-4

1.2 Цели и задачи курса, распределение часов по видам занятий________4-5

2. Рабочая программа курса______________________________________6-33

2.1 Основное содержание курса, глоссарий__________________________6-19

2.1.1. Модуль 1 _________________________________________________6-10

2.1.2. Модуль 2________________________________________________10 -12

2.1.3. Модуль 3________________________________________________ 12-19

2.2. Методические указания по изучению курса «Неорганическая химия» (материалы для подготовки к семинарам, практическим работам и

экзаменам) ____________________________________________________19-25

2.2.1.План подготовки на вопрос «Общая характеристика элементов подгруппы»___________________________________________________20-22

2.2.2.План подготовки на вопрос «Общая характеристика элемента»___ 22

2.2.3.План подготовки на вопрос «Способы получения и свойства простого вещества»_____________________________________________________23

2.2.4.План подготовки на вопрос «Сравнительная характеристика группы соединений»___________________________________________________23-24

2.3. Рекомендованная литература________________________________ 24-25

2.4. Тематический план курса____________________________________25-26

2.5 Примеры билетов на рейтинговые экзамены (раздаточные

материалы)_ __________________________________________________ 27-31

2.6. Примеры экзаменационных билетов и вопросов_________________31-33

2.7. Список методических и учебных пособий ______________________33

3. Оглавление_____________________________________________34_