Программа государственного квалификационного экзамена по химии (стр. 10 )

5.  Реакции нуклеофильного замещения у насыщенного атома углерода в алкилгалогенидах. Примеры реакций. Определение и примеры нуклеофильных реагентов. Основные характеристики SN1, SN2 реакций. Сравнить механизмы шелочного гидролиза хлористого трет-бутила и хлористого н-бутила. Синтез простых эфиров по Вильямсону. Спланировать синтез метилизопропилового эфира. Выбрать и обосновать оптимальный вариант.

6.  Классификация спиртов. Свойства одноатомных спиртов. Спирты, как слабые ОН-кислоты. Реакции нуклеофильного замещения гидроксильной группы на примере взаимодействия спиртов с галогеноводородами и галогенидами фосфора. Внутримолекулярная дегидратация спиртов: условия, направление реакции, правило Зайцева, механизм реакции. Окисление спиртов: условия реакции, примеры окислительных систем, сравнение активности третичных, вторичных и первичных спиртов.

7.  Карбонильные соединения (альдегиды и кетоны). Строение крбонильной группы. Подвижность протона в альфа-положении. Енолизация альдегидов и кетонов в кислой среде и в щелочной среде. Альдольно-кротоновая конденсация альдегидов и кетонов в кислой и щелочной среде, механизм реакций. Рассмотреть на примере перекрестной конденсации бензальдегида и ацетона.

8.  Одноатомные спирты. Гомологический ряд, классификация, изомерия и номенклатура. Методы получения одноатомных спиртов. Гидратация алкенов: механизм реакции, селективность, возможность гидратации против правила Марковникова. Восстановление карбонильных соединений: примеры восстановительных систем. Гидролиз галогеналканов: условия, механизм реакции.

9.  Амины. Классификация. Изомерия. Номенклатура. Строение аминов, химические свойства. Амины как основания. Сравнение основных свойств первичных, вторичных, третичных алифатических и ароматических аминов. Амины как нуклеофилы: взаимодействие первичных аминов с карбонильными соединениями. Механизм реакции нуклеофильного присоединения.. Взаимодействие аминов с галогенангидридами карбоновых кислот, получение амидов. Механизм реакции нуклеофильного замещения.

10.  Методы синтеза алкенов. Реакции элиминирования. Правило Зайцева. Реакции дегидрогалогенирования: условия, механизм, селективность. Реакции внутримолекулярной дегидратации спиртов: условия, механизм. Восстановление алкинов до транс - и цис-алкенов.

11.  Карбоновые кислоты и их производные. Классификация. Номенклатура. Сложные эфиры. Строение сложноэфирной группы, электронные эффекты. Механизм реакции этерификации. Механизм кислотного и щелочного гидролиза сложных эфиров. Галогенангидриды карбоновых кислот как ацилирующие реагенты: реакции ацилирования ароматических соединений, аминов.

Высокомолекулярные соединения

1. Полимерное состояние - как особая форма существования вещества. Важнейшие свойства полимерных веществ, обусловленные большими размерами, цепным строением, гибкостью и значительными межмолекулярными взаимодействиями макромолекул. Кри­терии разграничения высокомолекулярных соединений и низкомо­лекулярных веществ, олигомерных и высокомолекулярных веществ. Основные понятия и определения. Роль усредненных характеристик при описании строения и свойств полимеров.

2. Классификация полимеров в зависимости от происхождения, способа получения, химического состава и пространственного строения звеньев и основной цепи, характера чередования звеньев, величины молекулярной массы, фазового и физического состояния, отношения к температуре. Краткая характеристика (способы получения, свойства) и области применения важнейших представителей различных классов полимеров.

3. Поликонденсация (ступенчатая полимеризация). Основные различия поликонденсационных и полимеризационных процессов. Разновидности поликонденсации. Основные стадии поликонденсации. Средняя степень поликонденсации, ее зависимость от степени завершенности, функциональности, степени разбаланса мономеров, присутствия монофункционального соединения, концентрации побочного продукта. Молекулярно-массовое распределение и его зависимость от степени завершенности. Важнейшие поликонденсационные полимеры.

4. Полимеризация. Основные различия полимеризационных и поликонденсационных процессов. Классификация полимеризационных процессов в зависимости от механизма: радикальная, катионная, анионная, ионно-координационная. Структура мономера, получаемого продукта и механизм полимеризации. Способы регулирования молекулярной массы полимера при радикальной полимеризации: теломеризация, телогены. Сополимеризация: необходимость синтеза сополимеров, классификация сополимеров, свойства сополимера в зависимости от его природы, типы сополимеризации, радикальная и ионная сополимеризация (механизм сополимеризации и структура сополимера). Важнейшие полимеризационные полимеры.

5. Химические свойства и химические превращения полимеров. Классификация химических превращений полимеров, их значение. Полимераналогичные превращения и внутримолекулярные реакции. Полимерный эффект. Полимеры, полученные в результате химических превращений. Ионизационные процессы полиэлектролитов как пример полимераналогичных превращений полимеров. Особенности свойств растворов полиэлектролитов по сравнению со свойствами не ионизирующихся полимеров и низкомолекулярных соединений. Деструкция полимеров. Сшивание полимеров. Синтез привитых и блок-сополимеров. Полимер-полимерные комплексы синтетических и природных полимеров.

Химическая технология

1.  Химические реакторы как элемент химико-технологической системы. Классификация химических реакторов и процессов, протекающих в них. Способ отвода и подвода реагентов. Реакторы периодического действия. Реакторы непрерывного действия. Реакторы полунепрерывного действия. Режим движения и перемешивания реагентов.

2.  Химико-технологическая система. Определение, состав и структурная организация. Описательные и графические модели и состояния химико-технологической системы.

3.  Сырьевые проблемы химической промышленности. Характеристика и запасы сырья. Классификация сырья. Принципы обогащения и комплексное использование природного сырья.

4.  Способы производства аммиака. Конверсия метана водяным паром. Два способа конверсии. Стадии синтеза аммиака. Производительность процесса. Условия синтеза. Колонна синтеза аммиака. Схема среднего давления. Основные узлы и аппараты. Производство азотной кислоты. Основные реакции. Сырье.

5.  Производство полиэтилена. Полиэтилен высокого давления. Полиэтилен низкого давления. Химическая и функциональные модели процессов. Состояние химико-технологической системы (параметры потоков и состояние элементов). Области применения полиэтилена.

6.  Химико-технологические методы защиты окружающей среды. Пути образования отходов в производстве. Утилизация и обезвреживание жидких и твердых отходов. Функциональная и технологическая модель очистки сточных вод. Обезвреживание газообразных отходов.

Стереохимия (специализация «Органическая химия»)

1. Стереохимия соединений с кратными связями. Z, E-Номенклатура -диастереомеров. Стереохимия образования двойной связи. Стереохимия реакций присоединения к кратным связям.

2. Стереохимия диенов и диенового синтеза. Реакция Дильса-Альдера.

3.  Оптическая изомерия. Основные понятия. Хиральность. Типы хиральности. Энантиомерия и диастереомерия. R, S-Номенклатура хиральных молекул.

Хроматография (специализация «Химия окружающей среды и химическая экспертиза»)

1. Хроматографические параметры. Основное уравнение хроматографии. Зависимость формы хроматографических пиков от изотермы сорбции. Уравнение Хэррингтона. Роль температуры при хроматографическом разделении веществ.

2. Основные принципы повышения эффективности хроматографического разделения. Теория теоретических тарелок. Кинетическая теория хроматографии: уравнение Ван-Деемтера, постоянные А, В, С в уравнении Ван-Деемтера.

3. Газовый хроматограф: принципиальная конструкционная схема. Краткая характеристика основных узлов газового хроматографа. Детекторы в газовой хроматографии: потоковые и концентрационные, универсальные и селективные.

4. Хромато-масс-спектрометрия: ионизация электронным ударом и химическая ионизация. Интерпретация масс-спектров (для двух вариантов ионизации): представление масс-спектров, молекулярный ион, осколочные ионы, фрагментация органических соединений и их химическое строение.

5. Нормально-фазовый и обращенно-фазовый варианты жидкостной хроматографии. Сорбенты с привитыми функциональными группами для различных вариантов хроматографии. Требования к сорбентам в эксклюзионной хроматографии, принципы разделения в эксклюзионной хроматографии.

6. Хроматографическое разделение ионов: ионообменное разделение (ионная и ион-эксклюзионная хроматография), ион-парная хроматография на обращенно-фазовых сорбентах.

ЛИТЕРАТУРА

Основная

1 Ахметов и неорганическая химия: Учеб. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Высш. шк., 1998. 743 с.

2 Угай химия. Учебник для вузов. Рек. МО РФ. М.: ВШ, 2000, 2002

3 Физическая химия. В 2 кн. Кн. 1. Строение вещества. Термодинамика. /, , и др. М.: Высш. школа, 1995. 512 с.

4 Физическая химия. В 2 кн. Кн.2. Электрохимия. Химическая кинетика и катализ. /, , и др. М.: Высш. школа, 1995. 319 с.

5 Фролов коллоидной химии. М.: Химия. I изд. 1982; II изд. 1989г.

6 Основы аналитической химии. Учебник для вузов. В 2-х кн. Под ред. . М.: Высш. шк., 2000. 351. 494 с.

7 Современная органическая химия. М.: Мир. 1981. Т.1,2.

8 Шур соединения. М.: Высшая школа, 1981.

9 ”Химическая технология: Учеб. пособие для студ. высш учеб. заведений. В 2-х т. М. Гуманит. издат. Центр ВЛАДОС. 1999

10 , , Чистяков основы жизни. М. Химия. КолосС. 2007.

11 Основы органической стереохимии. М. Бином. Лаборатория знаний. 2007

12 , , Витенберг к практическим работам по газовой хроматографии. Л.: Химия, 1978.

13 Айвазов в хроматографию. М.: Высшая школа,1983. 240 с.

14 , , Брауде высокоэффективная жидкостная хроматография. М.: Химия, 1986. 286 с.

15 , Золотов хроматография и ее применение в анализе вод. М.: Изд. МГУ, 1990. 199 с.

16. Семчиков соединения. М. Академкнига. 2005.

17. Соколов технология: Учеб. пособие для студ. высш учеб. заведений. В 2-х т. М. Гуманит. издат. Центр ВЛАДОС. 1999

Дополнительная

1 Уилкинсон Дж. Современная неорганическая химия. М.: Мир, 1969. т. 1, 2, 3.

2 Физическая химия. Теоретическое и практическое руководство. / Под ред. акад. .– Л.: Химия, 1987. – 880 с.

3 Полторак в физической химии. – М.: Высш. школа, 1991. – 319 с.

4 , Кнорре химической кинетики: Учеб. М.: Высш. шк., 1984. 463 с.

5 Васильев химия. В 2-х ч. М.: Высш. шк., 1989. 320, 384 с.

6 Рязанов по физической химии. Химическая термодинамика. Растворы. – Сыктывкар: изд-во СыктГУ, 1998. – 212 с.

7 Робертс Дж., Основы органической химии. М.: Мир. - 1978. - Т.1,2.

8 , Несмеянов органической химии. М.: Мир. -1974. - Т.1,2.

9 Шабаров химия. М.: Химия. - 1994. - Т.1,2. - 1990.