«УТВЕРЖДАЮ» Зав. кафедрой «Прикладной математики» филиала МГОУ в г. Воскресенске к.т.н., профессор _____________ А.Н. Баринов « ____» _____________ 2013 г. Вопросы к экзамену по дисциплине: «Общая и неорганическая химия» для студентов I курса заочной формы обучения по направлениям подготовки: 240100, 241000 1. Место химии в системе естественных наук, краткий исторический очерк и этапы развития химии. 2. Основные химические понятия: атом, молекула, простое вещество, химическое соединение. 3. Химический элемент. Изотопы. Атомная и элементарная масса. Молекулярная масса. Моль, молярная масса, молярная концентрация вещества. 4. Основные законы атомно-молекулярного учения: сохранения, кратных отношений, постоянства состава. Закон Авогадро. 5. Понятия о химической системе. Фаза, компонент. Гомогенные и гетерогенные системы. 6. Газовые системы. Газовые законы. Идеальный газ. Газовая постоянная. Уравнение Менделеева – Клапейрона. Парциальное давление газа в смеси. Относительная плотность газов. 7. Жидкие системы. Растворы. Концентрация растворов и способы ее выражения. Состояние вещества в растворе. 8. Твердые системы. Кристаллы, амфорные тела и стекла. Понятие о кристаллической решетке. Твердые растворы. 9. Масса и энергия в материальном поле. Элементарные частицы и их свойства. 10.Современная теория строения атома. Ядро и электронная оболочка. 11.Планетарная модель атома и постулаты Бора, противоречия модели. 12.Волновая природа элементарных частиц и дуализм их поведения. Уравнение де Бройля, принцип неопределенности Гейзенберга. 13.Атом водорода. Квантовомеханическая модель атома. Уравнение Шредингера и его решение для водородоподного атома. 14.Квантовые числа, их смысл и пределы изменения. Волновая функция и электронная плотность в атоме. Энергетические уровни электрона. 15.Принцип Паули, правило Хунда и порядок заполнения атомныхорбиталей. 16.Строение электронных оболочек и его периодичность. Понятие эффективного заряда. Потенциалы ионизации и сродство к электрону атомов. 17.Радиусы атомов и ионов. Электроотрицательность атомов химических элементов. 18.Сущность периодического закона. Предсказание Д.И. Менделеевым свойств неизвестных элементов. 19.Варианты периодической системы. Изменение свойств элементов по группам и периодам системы. 20.Вторичная периодичность и ее проявление в свойствах элементов IVи VI периодов. 21.Взаимодействие атомов. Причины образования химической связи. Природа химической связи. 22.Метод валентных связей (ВО) и метод молекулярных орбиталей (МО). 23.Перекрывание атомныхорбиталей, типы и порядок (кратность) связи. Характеристики атомных связей. 24.Валентное состояние атома. Ковалентная связь в многоатомных молекулах. 25.Донорно-акцепторные взаимодействия. Локализованная и делокализованная связь. Электронодефицитные и электроноизбыточные молекулы. 26.Межмолекулярные взаимодействия. Химическая связь и типы кристаллов. Связь в металлах, полупроводниках и диэлектриках. 27.Ионная связь. Взаимодействие ионов в кристаллической решетке. Энергия ионной решетки, влияние размеров и зарядов ионов. 28.Межмолекулярные взаимодействия и силы Ван-дер-Ваальса. Ориентационное и дисперсионное взаимодействия. 29.Энергетические характеристики химических реакций. Первое начало термодинамики. Превращение энергии и работы в химических процессах. 30.Понятие об энтальпии в термохимии. Эндо- и экзотермические реакции. Закон Гесса. 31.Стандартное состояние и стандартная энтальпия образования вещества. Расчеты тепловых эффектов реакций. 32.Понятие энтропии. Уравнение Больцмана. Изменение энтропии при фазовых превращениях. Второе начало термодинамики. Стремление к максимуму энтропии в изолированных системах как характеристика самопроизвольности протекания процессов. 33.Оценка знака изменения энтропии в химических реакциях. Энергия Гиббса. Уменьшение энергии Гиббса как критерий направленности протекания процесса в закрытых системах. 34.Термодинамические параметры и их влияние на энтальпийный и энтропийный факторы в определении направления процесса. 35.Скорость химической реакции и факторы ее определяющие. Кинетическое уравнение реакции. Порядок реакции. Правило Вант-Гоффа. 36.Константа скорости в зависимости от температуры. Энергия активации. Уравнение Аррениуса. Понятие о механизме реакции. 37.Обратимые и необратимые химические реакции. Состояние равновесия и принцип микроскопической обратимости. Кинетический и термодинамический подходы к описанию химического равновесия. 38.Константы равновесия и различные способы ее выражения. Связь Кр со стандартным изменением энергии Гиббса. Смещение равновесия при изменении условий. Принцип ЛеШателье. 39.Теории растворов. Общие свойства растворов: гомогенность, диффузия, осмос. Фазовые диаграммы. 40.Диаграммы состав-свойство. Растворимость. Насыщенные, ненасыщенные, перенасыщенные, слабые и концентрированные растворы. 41.Типы растворителя. Взаимодействие компонентов. Сольватация. Понятие о коллоидных растворах. 42.Давление и состав пара над раствором. Закон Рауля. Кристаллизация и кипение растворов. Криоскопия и эбулиоскопия. 43.Идеальные и реальные растворы неэлектролитов. Понятие об активности и коэффициенте активности. Понятие о стандартном состоянии вещества в растворе. 44.Растворы электролитов. Вода как ионизирующий растворитель. Электронное строение и структура молекул воды (жидкой и твердой) водородные связи. 45.Водные растворы электролитов. Электролитическая диссоциация растворенных веществ. Константа диссоциации. 46.Переход ионов в раствор. Гидратация соли и образующих ее ионов. Энергия гидратации ионов. Кислоты и основания. Теории Арениуса, Бренстеда – Лоури, Льюиса. 47.Роль растворителя в кислотно-основном взаимодействии как рекции переноса протона. Сверхкислоты и сверхоснования. 48.Растворы слабых электролитов. Закон разбавления Оствальда. 49.Ионная сила раствора. Ионное произведение воды. Водородный и гидроксильный показатели. Среды. Индикаторы. Методы определения pH. Буферные растворы. 50.Классификация химических реакций. Обменные реакции в растворах. Реакции нейтрализации. Гидролиз солей. Ионные уравнения гидролиза. Константа и степень гидролиза. Ступенчатый характер. 51.Окислительно-восстановительные процессы как реакции переноса электрона. Окислители и восстановители. Участие воды в ОВР. Составление уравнений ОВР. Количественные характеристики окислительно-восстановительных переходов. 52.Электродные потенциалы металлов. Гальванический элемент. Водородный электрод и нуль отсчета. Стандартные условия и стандартный потенциал. Таблицы стандартных восстановительных потенциалов. 53.Окислительно-восстановительные свойства воды. Окислительновосстановительное равновесие в растворах. Уравнение Нернста. Влияние pH на величину восстановительного потенциала. 54.Электролиз растворов и расплавов. Электролитическое получение металлов. Электрохимическая коррозия металлов. 55.Реакции комплексообразования в водных растворах. Причины образования комплексных частиц в растворах. Характеристики координационных соединений, их получение, классификация. 56.Комплексообразователь и лиганды. Внешняя и внутренние координационные сферы. Координационное число, его зависимость от заряда и радиуса комплексообразователя. 57.Взаимосвязь процессов комплексообразования с Периодической системой. Хелатный, полихелатный и макроциклический эффекты. 58.Водород. Положение в Периодической системе, общая характеристика, изотопы, термическая диссоциация, физические и химические свойства. Способы получения. Гидриды, их классификация. Применение водорода и его соединений. Орто- и пара водород. 59.Подгруппа гелия (S2P6 – элементы). Общая характеристика элементов. Нахождение в природе, методы получения, причины малой реакционной способности. Клатратные соединения благородных газов. 60.Галогены (S2P5 – элементы). Общая характеристика элементов, формы нахождения в природе. Способы получения, физические и химические свойства. Изменение окислительной активности в подгруппе галогенов. Окислительно-восстановительные свойства. 61.Кислород. Общая характеристика, нахождение в природе, методы получения, свойства, оксиды. Озон, озониды, вода, электронные свойства. Кристаллогидраты, их свойства. 62.Сера. Общая характеристика, нахождение в природе, методы получения, свойства. Сероводород. Сульфиды. Серная кислота, оксиды серы. Окислительно-восстановительные свойства указанных соединений. 63.Азот. Строение атома, нахождение в природе. Оксиды азота. Получение, строение молекулы, свойства. Азотистая и азотные кислоты. Сила кислот, термическая и фотохимическая устойчивость. Взаимодействие HNO3 с металлами (разбавленной и концентрированной), неметаллами и сложными соединениями. Примеры реакций. Аммиак. 64.Элементы подгруппы азота (S2P3 – элементы). Мышьяк, сурьма, висмут. Общая характеристика, нахождение в природе. Водородные соединения, их получение, свойства. 65.Углерод. Общая характеристика, нахождение в природе. Аллотропия. Строение и свойства графита, алмаза, карбина, графена и др. Активный уголь, его адсорбционные свойства. Оксид углерода (II): строение молекул, свойства, способы получения. Оксид углерода (IV) строение, свойства, получение. Угольная кислота и ее соли. Соединения углерода с серой. 66.Кремний. Общая характеристика, нахождение в природе. Способы получения. Структура и свойства. Кремний как полупроводник. Силикаты и алюмосиликаты. Кварц. Кремниевые кислоты. Силикагель. Растворимое стекло. Цеолиты. 67.Германий, олово, свинец. Общие характеристики элементов, получение, свойства. Соединения с водородом. Оксиды, гидроксиды, их получение, свойства. 68.Подгруппа бора (S12P1 – элементы).Общая характеристика, нахождение в природе. Способы получения. Бор и его соединения. Химические свойства, применение. Алюминий. Алюмотермия. Оксиды алюминия, свойства и применение. Гидроксиды и алюминаты, соли, их растворимость. Гидролиз. Применение алюминия и его соединений. 69.Щелочные и щелочноземельные металлы (S1 и S2 – элементы). Общая характеристика. Строение электронных оболочек атомов, потенциалы ионизации сродство к электрону. Простые вещества, восстановительные свойства. Взаимодействие с водой. Водородные соединения. Оксиды, гидроксиды. Химические свойства. Гидратация ионов. Щелочи. Соли, их растворимость. 70.Общая характеристика d-элементов. Электронные конфигурации атомов. Подгруппа скандия. Подгруппа титана; подгруппа ванадия: общая характеристика элементов, нахождение в природе и получение, их свойства. Соединения элементов, их применение. 71.Подгруппа хрома. Общая характеристика элементов, нахождение в природе, получение, свойства. Соединения хрома (II) и (III). Кислотно-основной характер оксидов и гидроксидов хрома. Соли хрома (III), квасцы, хромиты. Комплексные соединения хрома (VI). Хромовые кислоты, хроматы, дихроматы, их взаимные переходы. 72.Краткие сведения о соединениях молибдена (VI) и вольфрама (VI). Кислотно-основной характер оксидов и гидроксидов; молибденовая и вольфрамовая кислоты и их соли. Применение простых солей и соединений. 73.Подгруппа марганца. Общая характеристика элементов, нахождение в природе, получение и свойства. Соединения марганца (II), (III) и (IV). Кислотно - основной характер оксидов и гидроксидов. Соли марганца. Оксид марганца (VII), марганцовая кислота и пермаганаты. 74.Семейство железа и платины. Общая характеристика элементов. Деление на подгруппы и семейства. Железо: нахождение в природе, способы получения. Чугун и сталь. Оксиды и гидроксиды (II) и (III). Соли и комплексные соединения. Соединения железа (VI). Ферраты и ферриты. Соединения кобальта и никеля. 75.Подгруппы меди и цинка. Общая характеристика элементов, нахождение в природе, способы получения. Соединения меди (I) и (II), оксиды, гидроксиды, соли и комплексные соединения. 76. Соединения серебра (I), оксид и его свойства. Нитраты и галогениды. Фотографический процесс. Комплексные соединения Ag (I). Соединения золота (I) и (III). Применение простых веществ и соединений. 77.Соединения цинка и ртути; получение, устойчивость реакции диспропорционирования, оксиды и соли ртути (I), каломель. Применение простых веществ и соединений. 78.Строение и свойства соединений f – элементов. Лантаноиды. Общая характеристика. Степени окисления, нахождение в природе. Физические и химические свойства лантаноидов, положение в ряду напряжений. Понятие о способах извлечения и разделения лантаноидов. Применение. Актиноиды. Краткие сведения о истории развития. Строение атомов, свойства и применение. Составил: д.т.н., профессор ___________________________________ С.П. Кочетков