Раздел 1. Теоретические основы химии

Тема 1. Периодический закон Д.И. Менделеева и строение атома

Краткая история развития представлений о строении атома. Модели строения атома. Квантово-механическая модель атома: квантовые числа. Распределение электронов в многоэлектронных атомах: принцип минимума энергии; правило Клечковского; принцип Паули; правило Хунда.

Достижения химической науки в середине 19 века. История открытия Д.И. Менделеевым периодического закона. Сущность периодического закона. Структура периодической системы. Значение открытия периодического закона для последующего развития химии как науки. Предсказательная сила периодической системы, современные достижения в области открытия и синтеза новых химических элементов.

Структура периодической системы. Главная причина периодичности свойств химических элементов. Периодические свойства атомов и ионов элементов. Естественные границы периодической системы.

Атомное ядро. Классификация ядер. Основные ядерные частицы. Изотопы. Понятия радиоактивности, радиоактивного распада. Обнаружение и измерение радиоактивности. Устойчивые и неустойчивые изотопы. Период полураспада. Естественный радиоактивный распад. Цепные ядерные реакции.

 

Тема 2. Химическая связь и строение молекул

Теория химического строения. Образование химической связи. Виды химической связи. Электроотрицательность. Полярность связи. Ковалентная связь, механизмы ее возникновения. Метод валентных связей. Гибридизация. Полярность молекул. Метод молекулярных орбиталей. Металлическая связь, возникновение и особенности. Дальнодействующие связи. Водородная связь.

Агрегатные состояния вещества. Твердое состояние. Кристаллическое и аморфное состояние веществ. Жидкости. Газообразное состояние вещества. Плазменное состояние вещества. Промежуточные состояния вещества.

 

Тема 3. Общая характеристика химических элементов и их соединений

Простые и сложные вещества. Металлы и неметаллы. Органические, неорганические, элементорганические соединения. Оксиды, гидроксиды, соли: состав, номенклатура, классификация, способы получения, свойства. Генетическая связь между классами соединений.

 

Раздел 2. Основные закономерности протекания

химических процессов

 

Тема 4. Термодинамика химических процессов

Предмет и задачи химической термодинамики.

Основные понятия и определения химической термодинамики. Понятие термодинамической системы. Параметры состояния и термодинамические функции состояния. Внутренняя энергия системы. Закон сохранения энергии. Энтальпия.

Первый закон термодинамики. Теплоемкость. Тепловые эффекты. Закон Гесса. Теплоты образования и горения вещества. Термохимические расчеты, их использование в пожарно-технических расчетах. Оценка пожарной опасности веществ по теплоте образования.

Второй закон термодинамики и его приложение. Энтропия как мера неупорядоченности системы. Изменение энтропии в химических процессах и при фазовых переходах.

Энергия Гиббса как количественная мера вероятности и направленности самопроизвольного протекания химических реакций. Стандартные термодинамические величины. Химико-термодинамические расчеты.

 

Тема 5. Элементы химической кинетики. Химическое равновесие

Законы и основные понятия химической кинетики. Гомогенные и гетерогенные системы, гомогенные и гетерогенные реакции. Скорость гомогенной и гетерогенной реакции. Молекулярность и кинетический порядок реакции.

Зависимость скорости реакции от природы и концентрации реагирующих веществ. Скорость реакции в гетерогенных системах. Закон действующих масс. Константа скорости химической реакции. Зависимость константы скорости от температуры. Эмпирическое правило Вант - Гоффа. Уравнение Аррениуса. Энергия активации химического процесса.

Влияние катализаторов на скорость химической реакции. Гомогенный и гетерогенный катализ. Механизм действия катализаторов.

Константа равновесия обратимой реакции. Связь энергии Гиббса и константы равновесия. Влияние энтальпийного и энтропийного факторов на равновесие. Влияние температуры, давления, концентрации реагирующих веществ, добавок инертных газов и катализаторов на химическое равновесие. Принцип Ле Шателье и управление реакциями горения.