04.06.01 Программа вступительного экзамена по специальной

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Дальневосточный федеральный университет»
(ДВФУ)
ШКОЛА ЕСТЕСТВЕННЫХ НАУК
ПРОГРАММА ВСТУПИТЕЛЬНЫХ ИСПЫТАНИЙ
по образовательной программе высшего образования – программе подготовки научнопедагогических кадров в аспирантуре
по специальной дисциплине
Направление – 04.06.01. Химические науки
Профиль - Химия элементоорганических соединений
Форма подготовки (очная)
Школа естественных наук
Кафедра общей, неорганической и элементоорганической химии
Программа вступительных испытаний составлена в соответствии с требованиями федерального
государственного образовательного стандарта высшего образования (уровень подготовки кадров
высшей квалификации), утвержденного приказом Министерства образования и науки РФ от
30.07.2014 года № 871
Программа вступительных испытаний обсуждена на заседании кафедры общей, неорганической и
элементоорганической химии,
протокол № _____ от «________» _____________20____г.
Заведующий кафедрой: Капустина А.А.
Составители: канд.хим.наук., доцент А.А. Капустина,
канд. хим. наук, доцент, доцент каф. общей, неорганической и элементоорганической химии С.Г.
Красицкая
I. Программа вступительных испытаний пересмотрена на заседании кафедры:
Протокол от «_____» _________________ 20__ г. № ______
Заведующий кафедрой _______________________ Капустина А.А.
(подпись)
(И.О. Фамилия)
II. Программа вступительных испытаний пересмотрена на заседании кафедры:
Протокол от «_____» _________________ 20__ г. № ______
Заведующий кафедрой _______________________ Капустина А.А.
(подпись)
(И.О. Фамилия)
АННОТАЦИЯ
Программа вступительных испытаний предназначена для поступающих
на
образовательную
программу
высшего
образования
программу
-
подготовки научно-педагогических кадров в аспирантуре по направлению
Химические
04.06.01.
науки,
профилю
–
02.00.08
"Химия
элементоорганических соединений"
Цель вступительных испытаний - выявление среди поступающих в
аспирантуру
наиболее
способных
и
подготовленных
к
освоению
образовательных программ высшего образования - программ подготовки
научно-педагогических кадров в аспирантуре.
Вступительные испытания проводятся в форме устного экзамена.
Программа вступительных испытаний включает в себя:
• аннотацию;
• требования к поступающим;
• содержание вступительных испытаний;
• вопросы к экзамену;
• список рекомендуемой литературы и источников.
I. ТРЕБОВАНИЯ К ПОСТУПАЮЩИМ
Поступающий в аспирантуру должен продемонстрировать знания и
умения по «Химии элементоорганических соединений», соответствующие
предшествующему уровню подготовки.
II.
СОДЕРЖАНИЕ ВСТУПИТЕЛЬНЫХ ИСПЫТАНИЙ
Раздел I. Химия металлорганических соединений
Тема 1.
Общие свойства металлорганических соединений
1.1. Историческая справка.
1.2. Классификация и номенклатура металлорганических соединений.
1.3. Теория связи металл-углерод.
1.4. Изменение
физико-химических
свойств
металлорганических
соединений в зависимости от структуры и природы органических
групп,
от
природы
металла,
от
структуры
и
симметрии
металлорганических соединений.
1.5. Термическая устойчивость металлорганических соединений.
Тема 2.
Реакционная способность металлорганических соединений
2.1. Реакционная
способность
металлорганических
соединений
в
зависимости от природы металла.
2.2. Сравнительная реакционная способность связи M-C в группе и в
периоде.
2.3. Влияние заместителей при атомах металла, углерода на реакционную
способность металлорганических соединений.
2.4. Влияние
растворителей
на
реакционную
способность
металлорганических соединений.
2.5. Теория
жестких
и
мягких
кислот
и
оснований
(ЖМКО)
применительно к химии металлорганических соединений.
Раздел II. Химические свойства металлорганических соединений
элементов главных групп
Тема 3.
Методы синтеза металлорганических соединений I, II групп.
3.1. Литийорганические соединения, их свойства, строение, методы
получения и применение в органическом синтезе.
3.2. Органические соединения натрия.
3.3. Реакции металлирования. Ароматические анион-радикалы.
3.4. Магнийорганические соединения. Их свойства, получение. Роль
растворителя в синтезе магнийорганических соединений. Реакционная
способность магнийорганических соединений и их применение в
органическом синтезе.
3.5. Цинкорганические и кадмийорганические соединения, их синтез и
свойства.
3.6. Реакции
Вюрца,
Реформатского,
Франкланда,
Гриньяра.
Фундаментальная и практическая значимость.
3.7. Органические
соединения
ртути.
Их
получение
реакциями
трансметаллирования. Меркурирование ароматических соединений.
Реакция Несмеянова.
3.8. Симметризания
и
диспропорционирование
ртутьорганических
соединений. Ртутьорганические соединения в синтезе органических
производных других металлов в органическом синтезе.
3.9. Реакции кросс-сочетания органических производных элементов
II группы
с
органическими
галогенидами
в
условиях
металлокомплексного катализа.
3.10.
Сравнительная
реакционная
способность
органических
соединений элементов II группы.
Тема 4.
Методы синтеза металлорганических соединений III группы
4.1. Классификация и номенклатура производных бора.
4.2. Борорганические соединения. Основные типы соединений, синтез,
свойства, реакции.
4.3. Гидроборирование ненасыщенных соединений, региоселективность
реакции.
4.4. Применение борорганических соединений в органическом синтеза.
4.5. Карбораны, металлокарбораны, получение, свойства.
4.6. Основные типы карборанов. Икосаэдрические карбораны, основные
реакции.
4.7. Методы синтеза МОС III группы. Физические и химические свойства
боранов, боратов, эфиров борониевых кислот.
Тема 5.
Металлорганические производные алюминия
5.1. Алюминийорганические соединения. Основные типы соединений,
синтез, свойства, реакции. Катализаторы Циглера-Натта. Применение
алюминийорганических
соединений
в
промышленности
органическом синтезе. Реакция Циглера. Практическое применение.
и
5.2. Галлий-, индий- и таллийорганические соединения.
5.3. Сравнительная реакционная способность органических производных
элементов III группы.
Тема 6.
Органические производные переходных металлов.
6.1. Классификация металлоорганических соединений переходных
металлов по числу координационных центров лиганда, связанных с
металлом.
6.2. Комплексы с моногепто-лигандами. Карбонилы металлов VIVIII групп. Строение. Основные типы соединений. Методы синтеза и
реакции.
Тема 7.
Химия карбонилов металлов
7.1. Историческая справка. Развитие взглядов на структуру карбонильных
соединений. Теория Сиджвика, Вернера.
7.2. Электронная структура сигма-β комплексов с позиций теории
кристаллического поля.
7.3. Мессбауэровская
спектроскопия
-
метод
изучения
строения
карбонилов металлов.
7.4. Физические
свойства.
Методы
синтеза.
Реакции
окисления,
расщепления и присоединения. Практическое применение. Карбонилпроцесс.
Раздел III. Химия элементоорганических соединений
Тема 8.
Общие свойства элементоорганических соединений
8.1. Историческая
справка.
Место
химии
фосфорорганических
и
кремнийорганических соединений среди химических наук.
8.2. Классификация
и
номенклатура
фосфорорганических
и
кремнийорганических соединений.
8.3. Объекты
изучения
химии
фосфорорганических
и
кремнийорганических соединений.
8.4. Значение фосфорорганических и кремнийорганических соединений в
фундаментальном и прикладном плане.
Тема 9.
Органические производные элементов V группы
9.1. Органические производные фосфора и мышьяка, основные типы
соединений высшей и низшей степеней окисления, методы синтеза.
9.2. Гетероциклические соединения фосфора. Реакции Виттига.
9.3. Применение органических производных элементов V группы в
хозяйстве (промышленность, сельское хозяйство, медицина).
9.4. Сурьма- и висмуторганические соединения.
Тема 10.
10.1.
Химия фосфорорганических соединений
Средние
и
кислые
фосфиты.
Методы
синтеза.
Реакция
Мелобендзкого-Сахновского. Физические и химические свойства.
Перегруппировка Арбузова, механизм.
10.2.
Реакции Арбузова, Перкова, Михаэлиса-Беккера, Кабачника-
Филдса. Области применения.
10.3.
Тиофосфиты, тритиофосфиты. Синтез, физические и химические
свойства.
10.4.
Органические производные пятивалентного фосфора. Кислоты и
эфиры. Методы синтеза, свойства.
10.5.
Производные фосфорной, фосфоновой, фосфиновой кислот.
Методы синтеза. Физические и химические свойства.
10.6.
Полифосфинаты металлов, строение и свойства.
10.7.
Тиофосфорные кислоты. Физические, химические свойства.
10.8.
Реакция Пищимуки. Фосфиноксиды. Области применения.
10.9.
Фосфины. Синтез, физические и химические свойства.
Тема 11.
Органические соединения элементов IV группы
11.1.
Историческая справка. Классификация и номенклатура.
11.2.
Методы синтеза. Физические и химические свойства.
11.3.
Реакция гидросилилирования непредельных соединений.
11.4.
Использование органических производных элементов IV группы
в хозяйстве.
Тема 12.
Химия кремнийорганических соединений (КОС)
12.1.
Кремнийорганические соединения, их свойства, получение.
Гидросилилирование
ненасыщенных
производных.
Полиорганосилоксаны. Силиленовые эфиры.
12.2.
Устойчивость
связи
Si-C,
Применение
Si-O.
кремнийорганических соединений в органическом синтезе.
12.3.
Промышленный
синтез
и
практическое
применение
кремнийорганических соединений.
Тема 13.
13.1.
Химия германий-, олово- и свинецорганических соединений
Классификация и номенклатура. Основные типы соединений,
получение и реакции.
13.2.
Методы синтеза германий-, олово- и свинецорганических
соединений.
13.3.
Физические и химические свойства германий-, олово- и
свинецорганических соединений.
13.4.
Полимерные органогерманы, органогерманооксаны. Области
применения.
III.
ВОПРОСЫ К ВСТУПИТЕЛЬНОМУ ИСПЫТАНИЮ
1. Классификация и номенклатура металлорганических соединений.
2. Изменение
физико-химических
свойств
металлорганических
соединений в зависимости от структуры и природы органических
групп,
от
природы
металла,
от
структуры
и
симметрии
металлорганических соединений.
3. Термическая устойчивость металлорганических соединений.
4. Реакционная
способность
металлорганических
соединений
в
зависимости от природы металла.
5. Сравнительная реакционная способность связи M-C в группе и в
периоде.
6. Влияние заместителей при атомах металла, углерода на реакционную
способность металлорганических соединений.
7. Влияние
растворителей
на
реакционную
способность
металлорганических соединений.
8. Теория жестких и мягких кислот и оснований (ЖМКО) применительно
к химии металлорганических соединений.
9. Литийорганические соединения, их свойства, строение, методы
получения и применение в органическом синтезе.
10.Органические соединения натрия.
11.Реакции металлирования. Ароматические анион-радикалы.
12.Магнийорганические соединения. Их свойства, получение. Роль
растворителя в синтезе магнийорганических соединений. Реакционная
способность магнийорганических соединений и их применение в
органическом синтезе.
13.Цинкорганические и кадмийорганические соединения, их синтез и
свойства.
14.Реакции
Вюрца,
Реформатского,
Франкланда,
Гриньяра.
Фундаментальная и практическая значимость.
15.Органические
соединения
ртути.
Их
получение
реакциями
трансметаллирования. Меркурирование ароматических соединений.
Реакция Несмеянова.
16.Симметризания
и
диспропорционирование
ртутьорганических
соединений. Ртутьорганические соединения в синтезе органических
производных других металлов в органическом синтезе.
17.Реакции
II группы
кросс-сочетания
с
органических
органическими
производных
галогенидами
в
элементов
условиях
металлокомплексного катализа.
18.Сравнительная реакционная способность органических соединений
элементов II группы.
19.Борорганические соединения. Основные типы соединений, синтез,
свойства, реакции.
20.Гидроборирование ненасыщенных соединений, региоселективность
реакции.
21.Применение борорганических соединений в органическом синтеза.
22.Карбораны, металлокарбораны, получение, свойства.
23.Основные типы карборанов. Икосаэдрические карбораны, основные
реакции.
24.Алюминийорганические соединения. Основные типы соединений,
синтез, свойства, реакции. Катализаторы Циглера-Натта. Применение
алюминийорганических
соединений
в
промышленности
и
органическом синтезе. Реакция Циглера. Практическое применение.
25.Галлий-, индий- и таллийорганические соединения.
26.Сравнительная реакционная способность органических производных
элементов III группы.
27.Классификация
металлоорганических
соединений
переходных
металлов по числу координационных центров лиганда, связанных с
металлом.
28.Комплексы
с
моногепто-лигандами.
Карбонилы
металлов
VI-
VIII групп. Строение. Основные типы соединений. Методы синтеза и
реакции.
29.Развитие взглядов на структуру карбонильных соединений. Теория
Сиджвика, Вернера.
30.Электронная структура сигма-β комплексов с позиций теории
кристаллического поля.
31.Мессбауэровская
спектроскопия
-
метод
изучения
строения
карбонилов металлов.
32.Классификация
и
номенклатура
кремнийорганических соединений.
фосфорорганических
и
33.Объекты
изучения
химии
фосфорорганических
и
кремнийорганических соединений.
34.Значение фосфорорганических и кремнийорганических соединений в
фундаментальном и прикладном плане.
35.Органические производные фосфора и мышьяка, основные типы
соединений высшей и низшей степеней окисления, методы синтеза.
36.Гетероциклические соединения фосфора. Реакции Виттига.
37.Применение органических производных элементов V группы в
хозяйстве (промышленность, сельское хозяйство, медицина).
38.Сурьма- и висмуторганические соединения.
39.Средние и кислые фосфиты. Методы синтеза. Реакция МелобендзкогоСахновского. Физические и химические свойства. Перегруппировка
Арбузова, механизм.
40.Реакции Арбузова, Перкова, Михаэлиса-Беккера, Кабачника-Филдса.
Области применения.
41.Тиофосфиты, тритиофосфиты. Синтез, физические и химические
свойства.
42.Органические производные пятивалентного фосфора. Кислоты и
эфиры. Методы синтеза, свойства.
43.Производные фосфорной, фосфоновой, фосфиновой кислот. Методы
синтеза. Физические и химические свойства.
44.Полифосфинаты металлов, строение и свойства.
45.Тиофосфорные кислоты. Физические, химические свойства.
46.Реакция Пищимуки. Фосфиноксиды. Области применения.
47.Фосфины. Синтез, физические и химические свойства.
48.Органические
соединения
элементов
IV группы.
Историческая
справка. Классификация и номенклатура.
49.Методы синтеза Органических соединений элементов IV группы.
Физические и химические свойства.
50.Использование органических производных элементов IV группы в
хозяйстве.
51.Кремнийорганические
соединения,
Гидросилилирование
их
свойства,
ненасыщенных
получение.
производных.
Полиорганосилоксаны. Силиленовые эфиры.
52.Устойчивость связи Si-C, Si-O. Применение кремнийорганических
соединений в органическом синтезе.
53.Промышленный
синтез
и
практическое
применение
кремнийорганических соединений.
54.Классификация
и
свинецорганических
номенклатура
соединений.
германий-,
Основные
типы
олово-
и
соединений,
получение и реакции.
55.Методы синтеза германий-, олово- и свинецорганических соединений.
56.Физические
и
химические
свойства
германий-,
олово-
и
свинецорганических соединений.
57.Полимерные
органогерманы,
органогерманооксаны.
Области
применения.
IV. СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ И ИСТОЧНИКОВ
Основная литература
1. Чернышев, Е. А. Химия элементоорганических мономеров и
полимеров / Е. А. Чернышев, В. Н. Таланов. - М.: Колос, 2011 - 439с.
http://lib.dvfu.ru:8080/lib/item?id=chamo:756739&theme=FEFU
2. Эльшенбройх К. Металлоорганическая химия. / Эльшенбройх К. М.:
БИНОМ.
-
Лаборатория
знаний,
2011.
-
746с.
http://lib.dvfu.ru:8080/lib/item?id=chamo:668051&theme=FEFU
3. Биометаллоорганическая химия / ред. Жауэн Ж. - М.: БИНОМ.
Лаборатория знаний, - 2013. – 494с.
http://lib.dvfu.ru:8080/lib/item?id=chamo:760911&theme=FEFU
4. Практикум по химии элементоорганических соединений. Учебное
пособие. / Н. П. Шапкин, А. А. Капустина, И. В. Свистунова, В. В.
Баженов. – В-к.: Изд. ДВГУ, 2009. 57с.
http://lib.dvfu.ru:8080/lib/item?id=chamo:279868&theme=FEFU
5. Гринвуд Н. Химия элементов / Н. Гринвуд, А. Эрншо. - М.:
БИНОМ. Лаборатория знаний. - 2008. -607с.
http://lib.dvfu.ru:8080/lib/item?id=chamo:274592&theme=FEFU
Дополнительная литература
1.
Шапкин. Н.П. Общий практикум по химии неорганических и
элементоорганических соединений. Учебное пособие. / Н.П. Шапкин, А.А.
Капустина, А.В. Аликовский, И.В. Свистунова, В.Ю. Поляков. – Вл-к.:
Изд. ДВГУ, 2003. 69 с.
http://lib.dvfu.ru:8080/lib/item?id=chamo:4747&theme=FEFU
2.
Гринвуд Н. Химия элементов / Н. Гринвуд, А. Эрншо. - М.:
БИНОМ. Лаборатория знаний. - 2008. -607с.
http://lib.dvfu.ru:8080/lib/item?id=chamo:274592&theme=FEFU
3.
Хананашвили, Л. М. Химия и технология элементоорганических
мономеров и полимеров: учебник для вузов / Л. М. Хананашвили.- М.:
Химия, 1998. - 528c.
http://lib.dvfu.ru:8080/lib/item?id=chamo:25402&theme=FEFU
4.
Томилов,
А.
П.
Электрохимия
элементоорганических
соединений: (Элементы I, II, III групп периодической системы и переходные
металлы) / А. П. Томилов, И. Н. Черных, Ю. М. Каргин; отв. ред. Г. А.
Тедорадзе, Академия наук СССР, Институт электрохимии. – М.: Наука, 1985.
– 254c.
http://lib.dvfu.ru:8080/lib/item?id=chamo:52364&theme=FEFU
5.
Электрохимия элементоорганических соединений (элементы IV,
V, VI групп периодической системы) / А. П. Томилов, Ю. М. Каргин, И. Н.
Черных; отв. ред. Г. А. Тедорадзе; Академия наук СССР, Институт
электрохимии. – М.: Наука, 1985. - 295c.
http://lib.dvfu.ru:8080/lib/item?id=chamo:53807&theme=FEFU
6.
Конформационный анализ элементоорганических соединений /
[отв. ред. А. Н. Пудовик]; Академия наук СССР, Казанский филиал,
Институт органической и физической химии. – М.: Наука, 1983. - 311c.
http://lib.dvfu.ru:8080/lib/item?id=chamo:142618&theme=FEFU
7.
Черкасов, В.К. Методы ЭПР и ЯМР в органической и
элементоорганической химии: электронное учебное пособие / В.К.Черкасов,
Ю.А.Курский, К.А. Кожанов и др.- Нижний Новгород: Нижегородский
университет, 2010.- 53с.
http://window.edu.ru/resource/052/74052
8.
Лейкин, Ю. А. Физико-химические основы синтеза полимерных
сорбентов [Электронный ресурс]: Учебное пособие / Ю. А. Лейкин. - М.:
БИНОМ. Лаборатория знаний, 2011. -413с.
http://znanium.com/bookread.php?book=365465
9.
Рощин,
В.
М.
Технология
материалов
микро-,
опто-
и
наноэлектроники [Электронный ресурс] : учебное пособие. Ч. 2 / В. М.
Рощин, М. В. Силибин. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2010. - 180 с.
http://znanium.com/bookread.php?book=366299