Химия элементов и их соединений

Общая характеристика неметаллов. Распространение неметаллов в природе и способы их получения. Химические свойства неметаллов. Обзор свойств важнейших соединений неметаллов, кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства.

Строение атомов металлов. Металлическая связь. Зависимость свойств металлов от их положения в Периодической системе элементов Д. И. Менделеева. Нахождение металлов в природе. Минералы и руды. Классификация минералов. Промышленные способы получения металлов: пирометаллургический, гидрометаллургический, электрометаллургический. Металлы высокой степени чистоты, способы их получения. Физические и химические свойства металлов. Их отношение к неметаллам, воде, щелочам, кислотам, смесям кислот.

Химия s-металлов, и их соединений: общая характеристика щелочных и щелочноземельных металлов. Способы получения. Химические свойства. Важнейшие соединения: гидриды, оксиды, пероксиды, гидроксиды, соли. Особенности свойств бериллия и магния. Амфотерность соединений бериллия. Применение щелочных и щелочноземельных металлов.

Химия p-металлов и их соединений: типичные степени окисления, физические и химические свойства элементов. Окислительно-восстановительные, кислотно-основные свойства важнейших соединений. Получение р-металлов, их использование в металлургии.

Химия d-металлов и их соединений: особенности электронных структур d-металлов, возможные степени окисления. Изменение кислотно-основных и окислительно-восстановительных свойств соединений d-металлов. Галиды, оксосоли. Комплесообразование d-металлов. Применение d-элементов и их соединений в технике. Способы их очистки.

Химия f-металлов и их соединений. Положение в Периодической системе лантаноидов и актиноидов, особенности их электронных структур. Монотонно и периодически изменяющиеся свойства. Нахождение в природе и способы их получения. Применение.

7. Комплексные соединения.

Представление о координационных (комплексных) соединениях: центральный атом (комплексообразователь), координационное число, лиганды, комплексный ион. Основные типы комплексных соединений. Номенклатура комплексных соединений. Природа химической связи в комплексных соединениях. Метод валентных связей (МВС). Влияние типа гибридизации орбиталей комплексообразователя на структуру и свойства комплексных ионов. Понятие о теории кристаллического поля (ТКП). Устойчивость комплексных соединений в водных растворах

Общая трудоемкость дисциплины – 4 зачетных единицы, 144 часов.

Форма контроля по учебному плану – зачет, экзамен

Тематический план учебной дисциплины

№ п/п раздела	Наименование разделов и тем	Семестр	Количество часов по учебному плану	Формы текущего контроля успеваемости и промежуточной аттест ации
Всего	Виды учебной работы
Аудиторная работа	Индивидуальная работа	Самостоятельная работа
Лекции	Практические (семинарские) занятия	Лабораторные занятия
	Строение атома и периодическая система элементов Д.И.Менделеева Строение атома. Представление о корпускулярно- волновом дуализме микрочастиц (электрон – частица и волна). Квантовые числа (главное, орби-тальное, магнитное, спиновое). Атомные орбитали s-, p-, d- и f- типа. Энергетические уровни электронов в одноэлектронном и многоэлектронном атомах. Принцип Паули, правило Хунда, принцип наименьшей энергии – как основа порядка заполнения атомных орбиталей. Основное и возбужденные состояния электронов в атоме. Периодическая система элементов Д. И. Менделеева и электронное строение атомов. Периоды, группы, подгруппы и семейства элементов. Атомные и ионные радиусы, электроотрицательность, потенциал (энергия) ионизации, сродство к электрону и периодичность их изменения для различных элементов. Положение элемента в Периодической системе как его главная характеристика. Изменение кислотно-основных и окислительно-восстановительных свойств веществ.				-		-		Контрольные работы, Экзамен
	Химическая связь Типы и характеристики химической связи. Метод валентных связей (МВС): ковалентная связь, механизмы ее образования и основные характеристики. Валентность. Кратность связей, σ - и π -связи. Гибридизация атомных орбиталей. Форма электронных облаков и геометрия молекул. Донорно-акцепторный механизм образования ковалентной связи. Полярность молекул. Диполи. Представление о молекулярных орбиталях. Нековалентные взаимодействия: ионная, межмолекулярная и водородная связи.			-	-	-	-
	Общие закономерности химических процессов Тепловые эффекты химических процессов, экзо-, эндотермические реакции. Внутренняя энергия и энтальпия. Закон Гесса и его следствие. Изменение внутренней энергии и энтальпии при химических реакциях. Стандартные условия. Энтальпия образования. Энтропийный и энтальпийный факторы при определении направления химических реакций. Энергия Гиббса как мера реакционной способности. Гомогенные и гетерогенные процессы. Скорость химических реакций. Факторы, влияющие на скорость. Катализаторы и каталитические системы. Химическое равновесие в гомогенных и гетерогенных системах. Принцип Ле-Шателье. Фазовые равновесия. Правило фаз Гиббса. Диаграмма состояния воды. Связь константы равновесия и стандартной энергии Гиббса процесса. Зависимость константы равновесия от температуры и давления.			-	-	-	-
	Растворы и дисперсные системы Общая характеристика растворов, типы дисперсных систем. Способы выражения состава растворов. Растворение как физико-химический процесс. Разбавленные, концентрированные, ненасыщенные, насыщенные и пересыщенные растворы. Растворимость. Влияние природы связи в веществе и в растворителе на растворимость. Растворы неэлектролитов. Растворы электролитов. Сильные и слабые электролиты. Степень диссоциации. Константа диссоциации (ионизации) кислот и оснований. Ионное произведение воды. Водородный показатель. Обменные реакции в водных растворах. Кислотно-основные свойства соединений (теория электролитической диссоциации и протолитическая теория). Гидролиз солей. Произведение растворимости. Условия осаждения и растворения осадков.				-		-
	Электрохимические системы Окислитель, восстановитель, окисление, восстановление. Типы окислительно-восстановительных процессов: межмолекулярные, внутримолекулярные, диспропорционирование, конпропорционирование. Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций методами электронного баланса и полуреакций (ионно-электронный метод). Влияние кислотности среды на продукты окислительно-восстановительных реакций. Гальванический элемент, электрод, электродный (окислительно-восстановительный) потенциал, электродвижущая сила (ЭДС) процесса, связь ее с энергией Гиббса. Уравнение Нернста. Оценка термодинамической возможности протекания окислительно-восстановительных реакций по стандартным электродным потенциалам. Ряд напряжений металлов. Коррозия металлов и сплавов: химическая, электрохимическая. Водородная и кислородная деполяризации. Способы защиты от коррозии. Электролиз расплавов и водных растворов электролитов. Законы Фарадея			-	-	-	-
	Химия элементов и их соединений Общая характеристика неметаллов. Распространение неметаллов в природе и способы их получения. Химические свойства неметаллов. Обзор свойств важнейших соединений неметаллов, кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства. Строение атомов металлов. Металлическая связь. Зависимость свойств металлов от их положения в Периодической системе элементов Д. И. Менделеева. Нахождение металлов в природе. Минералы и руды. Классификация минералов. Промышленные способы получения металлов: пирометаллургический, гидрометаллургический, электрометаллургический. Металлы высокой степени чистоты, способы их получения. Физические и химические свойства металлов. Их отношение к неметаллам, воде, щелочам, кислотам, смесям кислот.				-		-
	Химия s-металлов, и их соединений: общая характеристика щелочных и щелочноземельных металлов. Способы получения. Химические свойства. Важнейшие соединения: гидриды, оксиды, пероксиды, гидроксиды, соли. Особенности свойств бериллия и магния. Амфотерность соединений бериллия. Применение щелочных и щелочноземельных металлов. Химия p-металлов и их соединений: типичные степени окисления, физические и химические свойства элементов. Окислительно-восстановительные, кислотно-основные свойства важнейших соединений. Получение р-металлов, их использование в металлургии. Химия d-металлов и их соединений: особенности электронных структур d-металлов, возможные степени окисления. Изменение кислотно-основных и окислительно-восстановительных свойств соединений d-металлов. Галиды, оксосоли. Комплесообразование d-металлов. Применение d-элементов и их соединений в технике. Способы их очистки. Химия f-металлов и их соединений. Положение в Периодической системе лантаноидов и актиноидов, особенности их электронных структур. Монотонно и периодически изменяющиеся свойства. Нахождение в природе и способы их получения. Применение.			-	-	-	-
	Комплексные соединения. Представление о координационных (комплексных) соединениях: центральный атом (комплексообразователь), координационное число, лиганды, комплексный ион. Основные типы комплексных соединений. Номенклатура комплексных соединений. Природа химической связи в комплексных соединениях. Метод валентных связей (МВС). Влияние типа гибридизации орбиталей комплексообразователя на структуру и свойства комплексных ионов. Понятие о теории кристаллического поля (ТКП). Устойчивость комплексных соединений в водных растворах.			-	-	-	-

1.3. Тематический план лекций:

№ п/п	Тема лекции	Кол-во часов	Формы текущего контроля успеваемости
	Строение атома и периодическая система элементов Д.И.Менделеева Строение атома. Представление о корпускулярно- волновом дуализме микрочастиц (электрон – частица и волна). Квантовые числа (главное, орби-тальное, магнитное, спиновое). Атомные орбитали s-, p-, d- и f- типа. Энергетические уровни электронов в одноэлектронном и многоэлектронном атомах. Принцип Паули, правило Хунда, принцип наименьшей энергии – как основа порядка заполнения атомных орбиталей. Основное и возбужденные состояния электронов в атоме. Периодическая система элементов Д. И. Менделеева и электронное строение атомов. Периоды, группы, подгруппы и семейства элементов. Атомные и ионные радиусы, электроотрицательность, потенциал (энергия) ионизации, сродство к электрону и периодичность их изменения для различных элементов. Положение элемента в Периодической системе как его главная характеристика. Изменение кислотно-основных и окислительно-восстановительных свойств веществ.
	Растворы Растворы как многокомпонентные системы ионно- и молекулярно-дисперсного уровня. Принципы образования водных растворов. Способы выражения состава растворов. Значение растворов в сельском хозяйстве. Растворы электролитов. Степень электролитической диссоциации. Константа диссоциации. Закон разбавления Оствальда. Электролитическая диссоциация воды. Водородный и гидроксильный показатели растворов. Способы определения водородного показателя. Буферные растворы. Гидролиз солей. Типы гидролиза, константы и степени гидролиза солей.
	Окислительно-восстановительные реакции Степень окисления и правила ее нахождения. Окислители и восстановители. Стехиометрические коэффициенты окислительно-восстановительных реакций. Окислительно-восстановительные (электродные) потенциалы. Определение направления и глубины протекания окислительно-восстановительных реакций. Роль окислительно-восстановительных реакций в природе.
	Всего

1.4. Тематический план лабораторного практикума:

№ п/п	Темы лабораторно-практических занятий	Кол-во часов	Формы текущего контроля успеваемости
	Классификация и номенклатура неорганических соединений. Химические расчеты.		Защита лабораторных работ, контрольные работы, зачет
	Растворы. Способы выражения состава растворов. Концентрации.
	Электролитическая диссоциация. Равновесие в растворах слабых электролитов. Гидролиз солей.
Итого

1.6. Тематический план самостоятельной работы:

Дата добавления: 2015-07-25