Физико-химические свойства растворов неэлектролитов - законы Рауля (давление пара над растворами, замерзание и кипение растворов). Теория электролитической диссоциации и ее экспериментальные обоснования. Изотонический коэффициент, степень и константа диссоциации, связь между ними. Механизмы образования ионов при растворении в воде молекулярных и ионных веществ. Факторы, влияющие на степень диссоциации. Прогноз направления смещения равновесия обменных реакций. Предсказание кислотно-основных свойства гидроксидов на основе теории поляризации Произведение растворимости. Диссоциация воды, ионное произведение воды и водородный показатель (рН). Гидролиз. Константа гидролиза, степень гидролиза, связь между ними и факторы, от которых они зависят. Взаимное усиление гидролиза. Механизмы гидролиза растворенных и труднорастворимых веществ.
Окислительно-восстановительные реакции (ОВР). Гальванические элементы. Электродные потенциалы, способы их определения и факторы, от которых они зависят. Уравнение Нернста. Связь между электродвижущей силой (эдс), стандартным изменением энергии Гиббса и константой равновесия ОВР. Прогноз направления ОВР с помощью значений стандартных электродных потенциалов, влияние на низ рН растворов. Концентрационные элементы. Электролиз растворов и расплавов. Прогноз состава продуктов электролиза на основе равновесных значений потенциалов, явление перенапряжения.
Модуль 3
Химия водорода и р-элементов главных подгрупп IV-VII групп Периодической системы.
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, элекроотрицательность (тенденции изменения по подгруппе и периоду). Валентные и координационные возможности атомов, характерные степени окисления, их относительная устойчивость.
3.2.2. Вторичная периодичность, ее объяснение с точки зрения строения атома и конкретные проявления в каждой подгруппе.
3.2.3. Донорные и акцепторные свойства атомов р-элементов рассматриваемых подгрупп и их влияние на прочность химических связей и реакционную способность простых и сложных веществ. 3.2.4. Особенности р-элементов 2-го периода по сравнению с их электронными аналогами. Сравнение прочности кратных связей и числа связей, аномалии в сродстве к электрону, водородная связь и ее влияние на физико-химические 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 веществр-элементов: для каких элементов характерно и почему, влияние рН растворов и температуры на скорость и глубину протекания этих процессов.
3.2.7. Строение и физико-химические свойства важнейших соединений рассматриваемых элементов с электродонорными и элекроакцепторными атомами.
3.2.8. Закономерности изменения кислотно-основных и окислительно-восстановительных свойств оксидов, гидроксидов, сульфидов, галогенидов и водородных соединений рассматриваемых элементов по подгруппам, периодам и по мере изменения степени окисления элемента.
3.2.9. Использование теории поляризации для прогноза термической стабильности сложных веществ, их кислотно-основных и окислительно-восстановительных свойств..
3.2.10. Использование метода 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 (термодинамический и кинетический аспекты – учет прочности связи в прекурсорах и продуктах реакций, их агрегатных состояний геометрических критериев устойчивости веществ, 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 йода и их соли. Оксиды галогенов. Относительная устойчивость соединений галогенов при изменении степени окисления галогенов и варианты разложения их кислородных кислот и солей. Хлорная известь. Понятие о клатратах на примере гидратов галогенов. Межгалоидные соединения: состав, строение и свойства, гомо - гетероатомные полигалогенид ионы.
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, 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.
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: строение 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 производные 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.
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): способы получения, строение, кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства.
Модуль 4
Химия р-элементов главных подгрупп III-IVгрупп Периодической системы, химия s- элементов.
По-прежнему обсуждаются 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.Общая характеристика углерода. Аллотропия углерода: строение аллотропных модификаций, способы их синтеза, физические и химические свойства, аморфный углерод и материалы на его основе. 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 применение в технике и химической промышленности. Соединения углерода с водородом, серой и азотом (углеводороды, сероуглерод, дициан, циановодород) – способы получения, строение. Роданистоводородная кислота и ее соли. Соединения углерода с галогенами, фторпроизводные (фреоны, фторопласты) их практическое использование.
4.2. 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.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 |
Основные порталы (построено редакторами)