Тринадцатая группа Периодической системы Д.И. Менделеева.

17.1. Общая характеристика бора. Модификации бора - простого вещества. Получение бора, его физи-ческие и химические свойства.

17.2. Соединения бора с металлами и неметаллами.

17.2.1. Карбид бора В₄С - конкурент алмаза. Нитрид бора, гексагональный и кубический (боразон).

17.2.2. Галогениды бора. Неорганические полимеры на основе соединений бора. Тетрафтороборная кислота, ее соли. Боразол - аналог бензола.

17.2.3. Получение, строение, свойства диборана (трехцентровая двухэлект-ронная связь). Гомологические ряды гидридов бора: В_nH_n+4 и B_nH_n+6. Гидридобораты и бориды металлов.

17.3. Кислородные соединения бора. Оксид бора (III).

17.3.1. Борные кислоты, их соли. Получение, строение буры, ее гидролиз.

17.3.2. Переработка буры в борную кислоту.

17.3.3. Сложные эфиры борной кислоты.

17.3.4. Применение соединений бора.

17.4. Общая характеристика алюминия

17.4.1. Оксид алюминия (III): a- и g-Al₂O₃. Искусственные рубины. Гидроксид алюминия, “старение” за счет процессов оляции и оксоляции.

17.4.2. Строение и свойства алюминатов, полученных твердофазным синтезом и в водных растворах. Полиалюминат натрия, b-Al₂O₃ - суперионный проводник. Гидролиз солей алюминия и алюминатов.

17.4.3. Комплексные соединения и двойные соли алюминия. Получение и строение безводных галогенидов алюминия.

17.5. Диагональное сходство свойств соединений бериллия и алюминия. Разделение смесей бериллия и алюминия. Гидрид алюминия и гидридоалюминаты щелочных элементов. Применение соединений алюминия.

17.6. Общая характеристика элементов подгруппы галлия. Специфика свойств соединений галлия, индия, таллия как постпереходных элементов-металлов.

17.6.1. Валентные состояния элементов подгруппы галлия. Изменение устойчивости соединений, содержащих галлий, индий, таллий в степени окисления (III) и (I). Способы получения одно- и трехвалентных галлия, индия, таллия. Особенности окислительно-восстановительных свойств соединений таллия. Сходство соединений таллия (I) и соединений рубидия (I), с одной стороны, и серебра (I) - с другой.

17.6.2. Амфотерность оксидов и гидроксидов трехвалентных галлия, индия, таллия. Соли и комплексные соединения галлия, индия, таллия. Применение соединений галлия, индия, таллия в полупроводниковой технике. Арсенид галлия как основа нового поколения полупроводников. Токсичность таллия.

17.7. Сравнение химических свойств элементов тринадцатой и третьей групп Периодической системы.

18. Особенности химии элементов — металлов.

18.1. Нахождение метало в природе.Руды металлов.

18.2. Основные понятия геохимии и радиохимии.

18.3.Промышленные методы получения металлов из руд.

19. Первая группа Периодической системы Д.И. Менделеева. Щелочные элементы (ЩЭ).

19.1. Общая характеристика ЩЭ.

19.2.Получение ЩЭ в металлическом состоянии из природного сырья. Изменение химической активности ЩЭ в металлическом состоянии по ряду литий-цезий (отношение к воде, кислороду, азоту).

19.3. Соединения ЩЭ с неметаллами - получение, строение, свойства гид-ридов, галогенидов, сульфидов, нитридов. Изменение термической устойчи-вости и состава кислородных соединений в группе ЩЭ. Озониды, их применение.

19.4. Гидроксиды ЩЭ. Получение, строение, свойства, применение едкого натра, едкого кали.

19.5. Строение, свойства, получение, применение солей ЩЭ - нитратов, сульфатов, галогенидов, карбонатов Калийные удобрения. Малорастворимые соли лития, натрия и калия.

19.6. Применение ЩЭ в промышленности. Использование ЩЭ в металли-ческом состоянии в качестве теплоносителей в ядерной энергетике. Биологическая роль соединений ЩЭ (калий-натриевый “насос”, препараты лития, калия и цезия в медицине).

20. Вторая группа Периодической системы Д.И. Менделеева.

20.1. Общая характеристика бериллия. Влияние особенностей строения атома бериллия на свойства его соединений.

20.2. Гидроксид бериллия, его амфотерность. Соли бериллия и бериллаты, их гидролиз. Основные и комплексные карбонаты бериллия, их свойства. Летучесть оксоацетата бериллия. Галогениды бериллия (фториды и хлориды), особенности их строения.

20.3. Общая характеристика магния. Оксид и гидроксид магния. Карбонаты магния. Гидролиз растворимых солей магния. Магнезиальный цемент. Получение безводных галогенидов магния. Применение магния в форме металла и в виде сложных соединений. Диагональное сходство свойств соединений магния и лития.

20.4. Общая характеристика ЩЗЭ.

20.4.1. Оксиды и гидроксиды, гидриды ЩЗЭ. Гашеная и негашеная известь.

20.4.2. Галогениды, нитриды. Растворимые (галогениды, нитраты, ацетаты) и нерастворимые (сульфаты, карбонаты, оксалаты) соли. Изменение термической устойчивости карбонатов, сульфатов, нитратов в ряду кальций-барий. Комплексообразующая способность ионов ЩЗЭ.

20.4.3. Жесткость воды (временная, постоянная). Уменьшение жесткости воды с помощью комплексонов. Деминерализованная вода (использование ионообменных материалов для очистки воды).

20.4.4. Переработка и использование природных соединений кальция (известь, мрамор, мел, гипс, производство цемента, процессы “схватывания” и твердения.

20.4.5. Геохимическая и биологическая роль ЩЗЭ. Токсичность соединений бария. Опасность радиоактивного заражения стронцием-90.

20.4.6. Закономерное изменение химических свойств простых и сложных соединений в ряду Be - Ra.

20.4.7. Открытие радия М. Склодовской-Кюри. Выделение радия из руд. Радий как член радиоактивного семейства урана-радия. Продукты радиоактивного распада радия.

21. Третья группа Периодической системы Д.И. Менделеева.

21.1. Общая характеристика РЗЭ. Получение, физические и химические свойства РЗЭ в металлическом состоянии, применение РЗЭ в металлургии.

21.2. Оксиды, гидроксиды, соли РЗЭ. Двойные соли. Комплексные соединения, изменение их устойчивости в ряду скандий-иттрий-лантан-лютеций. экстракции. Разделение смесей РЗЭ. Летучие соединения РЗЭ, перспективы их использования для разделения РЗЭ. Применение соединений РЗЭ

21.3. Общая характеристика актиния и актинидов. Проблематичность химической аналогии актинидов и лантанидов.

21.4. Оксиды и гидроксиды тория. Безводные и гидратированные соли тория.

21.5. Кислородные соединения урана - оксиды урана, уранаты. Соли уранила и четырехвалентного урана. Галогениды урана. Комплексные соединения урана (VI) и (IV). Получение U-233 из тория.

21.6. Синтез трансурановых элементов. Принципы разделения смесей урана и плутония. Применение тория, урана и плутония.

22. Четвертая группа Периодической системы Д.И. Менделеева.

22.1. Общая характеристика элементов четвертой группы.

22.2. Соединения элементов четвертой группы со степенью окисления (IV): оксиды и гидроксиды. Материалы на основе оксидов (IV). Состояние четырехвалентных титана, циркония, гафния в водных растворах, влияние рН среды на равновесие гидролиза.

22.3. Полимеризация соединений титана, циркония, гафния за счет гидроксо-(оловых) и оксо-(оксоловых) мостиков.

22.3.1. Строение титанил-иона и соответствующих производных циркония и гафния.

22.3.2. Титанаты, цирконаты, гафнаты, полученные “сухим” способом и в водных растворах. Пьезоэлектрики на основе титанатов-цирконатов. Безводные и гидратированные соли четырехвалентных титана, циркония, гафния.

22.3.3. Галогениды титана и его аналогов, их получение, строение, свойства, применение. Другие бинарные соединения - карбиды, нитриды, сульфиды и материалы на их основе. Пероксосоединения титана (IV).

22.3.4. Комплексные соединения четырехвалентных титана, циркония, гафния. Сопоставление окислительно-восстановительной устойчивости соеди-нений со степенями окисления (IV), (III), (II) в ряду титан-гафний. Получение и свойства солей титана (III), состояние ионов титана (III) в водных растворах, гидроксид титана (III).

22.4. Оксид титана (II). Применение соединений титана, циркония, гафния.

23. Пятая группа Периодической системы Д.И. Менделеева.

23.1. Общая характеристика элементов пятой группы.

23.2. Соединения элементов пятой группы со степенью окисления (V). Оксиды ванадия, ниобия, тантала (V), получение, свойства. Ванадий (V), ниобий (V) и тантал (V) в водных растворах.

23.2.1. Влияние рН среды на состояние ионов элементов пятой группы в водных растворах. Изополи- и гетерополисоединения ванадия.

23.2.2. Ванадаты, ниобаты, танталаты - получение, свойства. Безводные галогениды. Пероксидные соединения ванадия (V).

23.2.3. Комплексные соединения ванадия, ниобия, тантала. Изменение устойчивости соединений с высшими и низшими степенями окисления в ряду ванадий-тантал.

23.3. Получение соединений ванадия (IV), (III), (II) в водных растворах, состояние ионов; гидролиз соединений ванадия с различными степенями окисления.

23.4. Сопоставление окислительно-восстановительных и кислотно-основных свойств соединений ванадия со степенями окисления (V), (IV), (III), (II).

24. Шестая группа Периодической системы Д.И. Менделеева.

24.1. Общая характеристика элементов шестой группы.

24.2. Кислородные соединения хрома, молибдена, вольфрама со степенью окисления (VI). Оксид хрома (VI), получение, свойства. Кислотно-основное равновесие в водных растворах хроматов. Ди-, три- и тетрахроматы.

24.3. Оксиды молибдена и вольфрама (VI), получение, свойства. Молибденовая и вольфрамовая кислоты.

24.3.1. Полимеризация молибденовой и вольфрамовой кислот в подкисленных растворах их солей. Изополимолибдаты, изополивольфраматы, их получение “сухим” путем и в водных растворах.

24.3.2. Гетерополисоединения на основе молибденовой и вольфрамовой кислот, получение, строение, свойства и применение).

24.4. Производные хрома (II) - оксид, гидроксид, соли: хлорид, сульфат, ацетат.

24.5. Соединения хрома (III) - оксид, гидроксид, соли. Гидратная изомерия солей хрома (III). Комплексные соединения и двойные соли хрома (III).

24.6. Сопоставление кислотно-основных и окислительно-восстановительных свойств соединений хрома со степенями окисления (II), (III), (VI).

24.7. Кислородные соединения молибдена и вольфрама в низших степенях окисления - оксиды, молибденовые и вольфрамовые “сини”, вольфрамовые бронзы.

24.8. Серосодержащие соединения хрома, молибдена, вольфрама: сульфиды, оксосульфиды, тиосоли (тиомолибдаты и тиовольфраматы). Материалы на основе оксидов и халькогенидов хрома.

24.9. Галогениды хрома, молибдена, вольфрама. Изменения состава высшего галогенида в ряду хром-вольфрам. Оксогалогениды (хлористый хромил).

24.10. Пероксидные соединения хрома - надхромовая кислота, надхроматы.

24.11. Применение соединений шестой группы.

25. Седьмая группа Периодической системы Д.И. Менделеева.

25.1. Общая характеристика элементов седьмой группы.

25.2. Соединения, содержащие элементы седьмой группы в высших степенях окисления. Марганцовая и марганцовистая кислоты, перманганаты и манганаты - получение, свойства, применение. Окислительно-восстановительные реакции соединений марганца (VII) и (VI).

25.2.1. Влияние на окислительно-восстановительный процесс концентрации ионов водорода в водных растворах. Пертехнетаты и перренаты, состав и свойства. Соединения марганца (V).

25.3. Соединения марганца (IV). Оксид марганца (IV), строение, свойства. Соли марганца (IV) и манганиты - получение, свойства. Окислительно-восстановительные реакции с участием марганца (IV).

25.4. Соединения, содержащие элементы седьмой группы в низших степенях окисления. Марганец (II) и (III). Оксиды, гидроксиды, их получение, свойства. Комплексные соединения марганца (II) и (III). Сопоставление их устойчивости.

25.5. Сопоставление кислотно-основных и окислительно-восстановительных свойств соединений марганца (и его аналогов) в различных степенях окисления. Применение соединений элементов седьмой группы.

26. Восьмая, девятая, десятая группы Периодической системы Д.И. Менделеева

26.1. Общая характеристика железа, кобальта, никеля.

26.2. Валентные состояния элементов триады железа. Изменение устойчивости соединений с низшими (II) и высшими (VI, III) степенями окисления в ряду железо-никель.

26.3. Соединения железа в различных степенях окисления. Проблема получения железа (VIII). Ферраты как производные железа (VI). Получение и свойства ферратов.

26.4. Соединения железа (III). Оксиды, содержащие ионы Fe³⁺: оксид железа (III), смешанные оксиды. a- и g-Fe₂O₃.

26.4.1. Соли железа (III), их гидролиз. Гидроксид железа (III). Получение и свойства ферритов, их применение. Соединения железа (II). Оксид, получение и свойства. Нестехиометрия низшего оксида железа.

26.4.2. Гидроксид железа (II). Соли железа (II). Соль Мора. Карбонаты железа (II) (средний, кислый, основный).

26.5. Сопоставление кислотно-основных и окислительно-восстановительных свойств соединений железа со степенями окисления (II), (III), (VI).

26.6. Комплексные соединения железа (II) и (III) с неорганическими и органическими лигандами. Роль железа в биологических процессах (гемоглобин, питание растений).

26.7. Соединения кобальта (II) и (III). Оксиды, гидроксиды. Средние и основные соли кобальта (II). Фторид кобальта (III). Сравнение устойчивости комплексных соединений кобальта (II) и (III).

26.7.1. Условия стабилизации кобальта (III) - в комплексных соединениях, оксидах, фторидах.

26.7.2. Карбонилы кобальта. Применение соединений кобальта.

26.8. Соединения никеля (II). Оксид, гидроксид. Соли никеля (II).

26.8.1. Комплексные соединения никеля (II), их строение, проявление эффекта Яна-Теллера.

26.8.2. Карбонил никеля.

26.8.3. Соединения никеля (III). Применение соединений никеля.

26.9. Принципы разделения смесей кобальта и никеля методами фракци-онного окисления, осаждения, сублимации.

26.10. Общая характеристика платиновых элементов.

26.10.1. Закономерности в изменении устойчивости характерных степеней окисления в соединениях платиновых элементов.

26.10.2. Соединения рутения и осмия в степени окисления (VIII).

26.10.3. Соли родия (III) и иридия (III).

26.10.4. Соединения палладия (II), платины (II) и (IV). Гексахлороплатиновая кислота и ее соли. Фториды платины.

26.10.5. Значение комплексных соединений в химии платиновых элементов. Строение и свойства комплексов платины (IV) и (II). Инертность комплексов платины, явление изомерии, эффект трансвлияния Черняева.

26.10.6. Применение соединений платиновых элементов в химической технологии и медицине.

27. Одиннадцатая группа Периодической системы Д.И. Менделеева.

27.1. Общая характеристика элементов одиннадцатой группы

27.2.. Соединения меди (II) и (I). Оксиды, гидроксиды. Диспропорционирование меди (1).

27.3. Соли меди (II) и (I) - получение, свойства, гидролиз.

27.4. Важнейшие комплексные соединения меди (II) и (I), их состав и строение.

27.5. Соединения меди (III) - купраты; периодаты и теллураты меди (III). Применение соединений меди. Медь (II) - важнейший биометалл. Токсичность соединений меди.

27.6. Соединения серебра (I) - оксид, гидроксид, растворимые и нераство-римые соли.

27.6.1. Галогенидные, аммиачные и тиосульфатные комплексные соединения серебра (I), получение, строение, устойчивость, свойства.

27.6.2. Принципы процессов фотографирования и серебрения. Условия стабилизации серебра в степени окисления (II). Серебро (III) и (V).

27.6.3. Диспропорционирование серебра в четных степенях окисления.

27.7. Оксиды золота (I) и (III), их гидраты.

27.7.1. Аураты. Соли и комплексные соединения золота, их состав, строение, свойства.

27.7.2. Тетрахлорозолотая кислота.

27.7.3. Причина нестабильности золота (II).

27.7.4. Диметилзолото - пример металло-органических соединений этого элемента. Изменение характерных степеней окисления в ряду медь-золото.

27.8. Сравнение химических свойств элементов одиннадцатой и первой групп Периодической системы.

28. Двенадцатая группа Периодической системы Д.И. Менделеева.

28.1. Общая характеристика элементов двенадцатой группы.

28.2. Изменение типа связи в соединениях двухвалентных цинка, кадмия, ртути.

28.2.1. Причины аномального (немонотонного) характера изменения кислотно-основных свойств оксидов, гидроксидов и солей (гидролиз) в ряду цинк (II) - ртуть (II).

28.2.2. Амфотерность цинка (II). Комплексные соединения цинка (II), кадмия (II), ртути (II) - получение, состав, устойчивость.

28.2.3. Амидные соединения ртути. Соединения ртути (I) - оксид, гидроксид, получение, строение, свойства.

28.2.4. Диспропорционирование ртути (I). Соли ртути (I).

28.2.5. Каломель. Применение соединений цинка, кадмия, ртути.

28.3. Цинксодержащие ферменты (на примере карбоангидразы, карбокси-пептидазы), их биологическая роль. Токсичность соединений кадмия и ртути. Способы устранения заражения помещений металлической ртутью.

28.4. Сравнение химических свойств элементов двенадцатой и второй групп Периодической системы.

29. Восемнадцатая группа Периодической системы Д.И. Менделеева.

29.1. Особенности электронного строения атомов инертных газов.

29.2. Дифторид, тетрафторид, гексафторид ксенона. Триоксид ксенона. Перксенат-ион. Трехцентровая четырехэлектронная связь в соединениях инертных газов.

29.3. Окислительные свойства фторидных и кислородных соединений ксенона. Положение фторидов ксенона в ряду известных фторокислителей. Фторидные соединения радона и криптона.

29.4. Применение инертных газов и их соединений как фторокислителей и в радиохимии для улавливания летучих соединений осколочных элементов.

30. Методы исследования неорганических соединений. Основы качественного анализа катионов и анионов, рентгеноструктурного и спектрального анализа.