Общие вопросы по неорганической химии и химии тв

Общие вопросы по неорганической химии и химии тв. тела.
Типы химической связи в твердом теле. Ван-дер-ваальсово взаимодействие в
молекулярных кристаллах, клатраты.
Ионная модель строения кристаллов, константа Моделунга, энергия ионной решетки.
Цикл Борна-Габера и термохимические расчеты.
Основы теорий кристаллического поля и поля лигандов применительно к твердым телам.
Влияние d-электронов. Энергия стабилизации кристаллическим полем и катионное
распределение.
Эффект Яна-Теллера. Сравнение тетраэдрического и октаэдрического окружений. Эффект
неподеленных электронных пар.
Зонная структура кристаллов. Образование зон в результате перекрывания орбиталей.
Уровень Ферми. Химический потенциал.
Заселенность зон, ее влияние на электрофизические свойства кристаллов. Валентная зона,
запрещенная зона, зона проводимости. Металлы и диэлектрики.
Собственные и примесные полупроводники. Электронная и дырочная проводимость.
Общие представления о методах расчета зонной структуры кристаллов. Границы
применимости зонной модели.
Термодинамическая классификация фазовых переходов. Стабильные и метастабильные
фазы. Представление фазовых переходов на диаграммах состояния.
Методы изучения кристаллического строения твердых тел. Дифракция рентгеновских
лучей. Закон Брэгга, расчет межплоскостных расстояний. Метод порошка, научные
основы и применение.
Электронная микроскопия: принципы и возможности сканирующей и просвечивающей
электронной микроскопии.
Спектральные методы: колебательная спектроскопия, ИК- и КР- спектры; спектроскопия
видимого излучения и УФ-спектроскопия;
Спектроскопия ядерного магнитного резонанса (ЯМР), масс-спектрометрические методы.
Локальный рентгеноспектральный анализ, атомно-эмиссионная спектроскопия.
Правило фаз Гиббса. Основные типы конденсированных фазовых диаграмм
двухкомпонентных систем: с простой эвтектикой, с образованием конгруэнтно и
инконгруэнтно плавящихся промежуточных соединений, с расслаиванием в жидкой фазе,
с неограниченными и ограниченными твердыми растворами, с полиморфизмом
компонентов и соединений.
Прямой синтез соединений из простых веществ. Реакции в газовой фазе, водных и
неводных растворах, расплавах. Метод химического осаждения из газовой фазы,
использования надкритического состояния.
Золь-гель метод. Гидротермальный синтез. Твердофазный синтез и его особенности;
использование механохимической активации.
Химические транспортные реакции для синтеза и очистки веществ. Фотохимические и
электрохимические методы синтеза. Применение вакуума и высоких давлений в синтезе.
Основные методы разделения и очистки веществ. Методы выращивания монокристаллов
и их классификация.
Представление о биологической роли элементов и их токсичности. Элементы и их
применение в промышленности и технике.
Специальные вопросы по химии тв. тела
Керамика. Основные закономерности и способы спекания. Методы получения плотной и
пористой керамики.
Строительные материалы и огнеупоры. Основы получения.
Способы получения твердых аморфных веществ и стекол. Методы получения твердых фаз
в наноразмерном состоянии.
Ионная проводимость и твердые электролиты. Суперионные проводники. Катионные
проводники.
Кислород-ионные проводники. Галогенид-ионные проводники.
Применение твердых электролитов (источники тока, топливные элементы, химические
датчики).
Магнитные материалы. Функциональные и фундаментальные параметры. Области
применения.
Классификация магнитных материалов, основные структуры и свойства (металлы и
сплавы, оксиды переходных металлов, шпинели, гранаты, перовскиты, гексаферриты).
Сверхпроводники I и II рода. Понятие критической температуры, критического тока.
Материалы с эффектом гигантского (ГМС) и колоссального (КМС) магнитного
сопротивления.
Аморфные материалы и стекла. Факторы, влияющие на стеклообразование. Оксидные и
халькогенидные стекла. Электропроводящие стекла. Металлические стекла.
Стеклокерамика. Ситаллы. Различные области применения стекол. Жидкие кристаллы.
Пьезоэлектрики и сегнетоэлектрики.
Специальные вопросы по неорганической химии
Электрохимические свойства растворов. Сопряженные окислительно-восстановительные
пары. Электродный потенциал.
Окислительно-восстановительные реакции и их направление. Уравнение Нернста.
Диаграммы Латимера и Фроста. Электролиз.
Теория электролитической диссоциации. Ионное произведение воды и его зависимость от
температуры. Водородный показатель рН, шкала рН. Кислоты и основания, суперкислоты.
Протолитическая теория Бренстеда—Лоури. Сопряженные кислоты и основания.
Гидролиз. Современные взгляды на природу кислот и оснований.
Положение s-элементов в Периодической системе, особенности электронной
конфигурации. Характерные степени окисления. Особенности химии лития.
Положение р-элементов в Периодической системе. Особенности электронной
конфигурации. Характерные степени окисления.
Металлы, неметаллы, металлоиды среди р-элементов. Закономерности в изменении
свойств во 2 и 3 периодах.
Галогены – получение и свойства простых веществ, кислот HГ, НГОх.
Сера, селен и их кислородные соединения. Получение и свойства H2Э.
Азот, фосфор – свойства простых веществ. Фосфорные кислоты, получение, свойства.
Термическая устойчивость фосфатов и нитратов.
Положение d-элементов в Периодической системе. Электронное строение и основные
степени окисления. Способность d-элементов к комплексообразованию. Высокоспиновые
и низкоспиновые комплексы. Лабильность комплексов.
Закономерности изменения свойств d-металлов в 4, 5 и 6 периодах. Природа d-сжатия и ее
следствия. Особенности химии железа, никеля, кобальта.
Cоединения Ti и V в различных степенях окисления. Получение и свойства.
Соединения Cr и Mn в различных степенях окисления. Получение и свойства.
Особенности химии соединений Fe, Co, Ni. Сравнительная характеристика.