Модуль 2. Синтез безводных хлоридов

Строение атома и молекулы хлора. Нахождение в природе и получение галогенов. Физические и химические свойства хлора.

Лабораторные и промышленные способы получения хлора. Агрегатное состояние простых веществ, растворимость в воде и органических растворителях. Сравнение химических свойств галогенов. Хлорная вода.

Общая характеристика способов получения безводных хлоридов. Характеристика предпочтений атомов кобальта, никеля, хрома, олова, титана к связям с атомами p-донорами и p-акцепторами. Кобальт, никель, хром как простые вещества, их физические и химические свойства. Строение и свойства безводных хлоридов.

Сравнение строения и свойств безводных хлоридов и соответствующих кристаллогидратов.

Олово: аллотропные модификации простого вещества, получение, физические и химические свойства. Галогениды олова, их строение, агрегатное состояние, гидролизуемость. Оксиды титана, их полиморфные модификации, реакционная способность. Галогениды титана, их строение, агрегатное состояние, гидролизуемость.

Модуль 3. Получение галогенводородных кислот

Галогеноводороды - температуры плавления и кипения; свойства водных растворов галогеноводородов. Получение и свойства фтороводорода. Плавиковая кислота. Хлороводород, получение и свойства. Соляная кислота. Галогениды металлов и неметаллов. Характеристика промышленных и лабораторных способов получения галогеноводородов.

Бром как простое вещество. Сравнение брома с другими галогенами по строению, агрегатному состоянию, температурам плавления, растворимости в воде, окислительным и восстановительным свойствам. Объяснение причин различий.

Йод как простое вещество. Сравнение йода с другими галогенами по строению, агрегатному состоянию, температурам плавления, растворимости в воде, окислительным и восстановительным свойствам. Объяснение причин различий.

Фосфор как простое вещество, аллотропные модификации, сравнение их строения и реакционной способности. Способы получения фосфора. Меры предосторожности при работе с белым фосфором.

Модуль 4. Синтез комплексных соединений

Определение понятия «комплексное соединение». Понятие о комплексообразователе, его координационном числе и координации, о лигандах, их дентатности. Номенклатура комплексных соединений. Виды изомерии комплексных соединений. Способы классификации комплексных соединений.

Поведение комплексных ионов в растворах. Константы устойчивости и нестойкости.

Природа химической связи в комплексных соединениях. Метод валентных связей в применении к комплексным соединениям, его основные положения, понятие о внешне- и внутриорбитальных комплексах и его условность. Примеры.

Описание комплексных соединений в рамках теории кристаллического поля. Причины расщепления d-подуровня (на примере октаэдрических комплексов). Параметр расщепления и факторы, от которых он зависит. Порядок заселения электронами расщепленного d-подуровня. Магнитные и оптические свойства комплексов. Энергия стабилизации кристаллическим полем и ее влияние на величины ионных радиусов, стабилизацию степеней окисления и др.

Достоинства и недостатки методов описания природы связи в комплексных соединениях.

Модуль 5. Получение оксидов

Классификация и общие свойства оксидов. Характеристика способов получения оксидов.

Стабилизация степени окисления (+6) в подгруппе хрома и ее причины. Строение высших оксидов хрома, молибдена и вольфрама, закономерности изменения кислотно-основных и окислительно-восстановительных свойств.

Особенности строения молибденового ангидрида, причины (асимметрия p-связывания). Оксиды хрома (III) и марганца (IV) – строение, физические и химические свойства, получение.

Модуль 6. Алюмотермия

Алюминий как простое вещество, его физические и химические свойства. Промышленный способ получения алюминия. Оксид алюминия, его полиморфные модификации, реакционная способность, химические свойства.

Простые вещества элементов подгрупп хрома, ванадия, марганца, триады железа, характер и причины изменения физических и химических свойств. Свойства оксидов хрома, ванадия, марганца, железа.

Теоретические основы металлотермического получения простых веществ. Восстановление оксидов.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОФОРМЛЕНИЮ ОТЧЕТОВ

После выполнения синтеза, студенты оформляют в отчет о проделанной работе и сдают его преподавателю.

Отчет состоит из следующих разделов:

1. Дата, название и цель работы; краткое изложение основных теоретических положений, на которых базируется данная работа.

2. Физико-химические свойства исходных веществ и продуктов реакции (цвет, температуры плавления, возгонки или кипения, растворимость в воде и др. веществах, отношение к влаге, кислороду воздуха и другие химические свойства). Это позволяет более осознанно наблюдать за ходом процесса.

3. Краткое, но ясное описание порядка выполнения работы. При наличии нескольких методов синтеза выбрать один из них и аргументировать свой выбор. Описание эксперимента следует сопровождать рисунками приборов и установок, при помощи которых он проводился. Рисунки должны быть четкими, аккуратными и давать ясное представление об устройстве прибора. Тщательное вырисовывание игры тени и света, несущественных деталей и т.п. совершенно излишне.

4. Уравнения всех происходящих при выполнении синтеза реакций (с коэффициентами), в том числе и побочных процессов.

5. Все предварительные или окончательные расчеты и экспериментальные данные должны быть обязательно отражены в отчете. Например: масса или количество вещества, которое нужно получить; расчеты и сведения о массах исходных веществ согласно уравнениям реакций; практический выход продукта в граммах и процентный выход продукта от теоретически возможного (не всегда); измеренные или рассчитанные физические параметры (электрофизические характеристики).

6. Вывод по работе, соответствующий полученным результатам.