ChemNet
 
Химический факультет МГУ

Учебные курсы по химии
для студентов нехимических факультетов МГУ

Общая и неорганическая химия

Программа курса для студентов факультета почвоведения МГУ

Введение
Теоретические основы химии

Основные этапы развития химии. Атомно-молекулярное учение

Становление и развитие химии как науки. Основные понятия химии (атом, молекула, химический элемент). Развитие материалистических представлений в химии.
Стехиометрические законы, их роль в утверждении атомно-молекулярного учения. Современное состояние атомно-молекулярной теории. Нестехиометрические соединения. Дальтониды и бертоллиды. Материя и движение. Законы сохранения. Взаимосвязь массы и энергии.
Строение атома.
Периодический закон и периодическая система элементов Д.И.Менделеева
Состав атомов. Атомные спектры. Уравнение Планка. Постулаты Бора. Корпускулярно-волновой дуализм. Уравнение де Бройля. Квантовомеханические представления о строении атома. Квантовые числа. Атомные орбитали. Форма граничных поверхностей s-, p-, d-, f-орбиталей. Электронное строение атомов. Принцип Паули. Правило Хунда. Правила Клечковского. Периодический закон Д.И.Менделеева. Графические формы периодической системы. Периодические и непериодические свойства элементов.

Химическая связь. Строение и свойства вещества

Характеристики взаимодействующих атомов: орбитальный и эффективный радиусы, ионизационный потенциал, сродство к электрону. Электроотрицательность. Типы химической связи. Ковалентная (полярная и неполярная) связи. Дипольный момент связи. Основные характеристики химической связи (длина, энергия, кратность, валентный угол). Ионная связь. Свойства молекул с различным типом связи. Поляризация ионов. Метод валентных связей, - и -связи. Гибридизация орбиталей. Метод молекулярных орбиталей (МО ЛКАО). Энергетические диаграммы.
Донорно-акцепторный механизм образования ковалентной связи. Комплексные соединения. Координационная теория Вернера. Типичные комплексообразователи и лиганды. Моно- и полидентатные лиганды.
Хелатные комплексы, кластеры. Классификация, номенклатура, изомерия комплексных соединений. Диссоциация комплексных соединений. Константа устойчивости. Двойные соли. Квантовомеханические теории координационной связи (метод ВС).
Водородная связь. Металлическая связь. Понятие о зонной теории твердого тела. Проводники, полупроводники, диэлектрики, ионные кристаллы.
Межмолекулярное взаимодействие (силы Ван дер Ваальса). Клатраты. Агрегатные состояния вещества: твердое, жидкое, газообразное. Кристаллическое состояние. Атомные, ионные, молекулярные, металлические решетки. Аморфное состояние вещества.

Энергетика и направление химических процессов

Внутренняя энергия и энтальпия. Экзо- и эндотермические реакции. Термохимические уравнения. Закон Гесса. Движущие силы химического процесса. Понятие об энтропии. Направление самопроизвольного протекания химической реакции. Энергия Гиббса химической реакции. Стандартное состояние вещества.

Химическая кинетика. Катализ. Химическое равновесие

Классификация реакций в химической кинетике. Скорость химической реакции. Основной закон химической кинетики (закон действия масс). Константа скорости. Кинетическое уравнение, порядок и молекулярность реакции. Факторы, влияющие на скорость реакции. Зависимость скорости химической реакции от температуры. Правило Вант-Гоффа. Представление о теории активных столкновений. Уравнение Аррениуса. Энергия активации. Цепные и фотохимические реакции.
Каталитические реакции. Гомогенный и гетерогенный катализ. Представление о механизме катализа. Автокатализ. Ферментативный катализ. Ингибиторы химического процесса.
Обратимые и необратимые химические реакции. Химическое равновесие. Константа равновесия. Принцип Ле Шателье. Фазовые равновесия. Правило фаз Гиббса. Диаграммы состояния.

Растворы

Дисперсные системы. Истинные и коллоидные растворы. Общие свойства растворов. Растворимость веществ. Растворимость как физико-химическийй процесс. Химическая (гидратная) теория растворов Д.И.Менделеева. Энтальпия растворения. Физическая теория растворов. Понятие об идеальном растворе. Законы Рауля. Криоскопия и эбулиоскопия. Явление осмоса. Осмотическое давление. Уравнение Вант-Гоффа. Осмос в природе. Растворы электролитов. Изотонический коэффициент. Электролитическая диссоциация в водных растворах. Сильные и слабые электролиты. Константа и степень диссоциации. Закон разбавления Оствальда. Равновесие в растворах сильных электролитов. Кажущаяся степень диссоциации. Активность и коэффициент активности иона. Ионная сила раствора. Термодинамическая константа равновесия. Ионное произведение воды. Водородный показатель (рН). Методы определения рН. Буферные растворы. Гидролиз солей. Ионные уравнения реакций гидролиза. Константа и степень гидролиза. Необратимый гидролиз. Труднорастворимые электролиты. Равновесие осадок-раствор. Произведение растворимости. Представление о современных теориях кислот и оснований. Протолитическая теория Бренстеда и Лоури. Понятие о кислотах и основаниях Льюиса. Окислительно-восстановительные реакции. Электрохимические процессы. Окслительно-восстановительные реакции. Степень окисления. Важнейшие окислители и восстановители. Редокс-потенциалы. Уравнение Нернста. Направление окислительно-восстановительных реакций. Равновесие на границе металл-раствор. Электродный потенциал. Ряд напряжений металлов. ЭДС гальванического элемента. Электролиз расплавов и водных растворов солей. Инертные и активные электроды. Потенциал разложения. Явление перенапряжения. Электрохимическая коррозия металлов. Химические источники электрического тока.

ХИМИЯ ЭЛЕМЕНТОВ

Водород. Нахождение в природе, физические и химические свойства, применение. Соединения с металлами и неметаллами. Гидриды. Вода, строение молекулы, аномалии физических свойств. Диаграмма состояния воды. Вода в природе. Пероксид водорода. Получение, строение молекулы, свойства.
Элементы главной подгруппы VП группы. Галогены, общая характеристика (строение атомов, нахождение в природе, степени окисления, методы получения, физические и химические свойства). Галогены как окислители. Соединения с водородом. Кислородные кислоты галогенов. Гидролиз хлора. Реакции диспропорционирования. Характер изменения свойств в ряду кислородных кислот хлора. Применение простых веществ и соединений галогенов.
Элементы главной подгруппы VI группы (халькогены). Общая характеристика, аллотропия халькогенов. Кислород, строение атома и молекулы, получение и свойства кислорода. Озон, получение и биологическая роль. Оксиды и гидроксиды, закономерности в изменении кислотно-основных свойств в периодах и группах периодической системы элементов. Сера. Взаимодействие с водородом. Сероводородная кислота, сульфиды, их растворимость в воде и минеральных кислотах. Получение и свойства оксидов серы. Кислородные кислоты серы, их получение в технике, кислотно-основная активность. Селен и теллур как аналоги серы. Практическое применение халькогенов и их соединений. Соединения серы как важнейшие загрязнители биосферы.
Элементы главной подгруппы V группы. Общая характеристика элементов подгруппы. Азот. Соединения с металлами и неметаллами. Нитриды. Проблема фиксации атмосферного азота. Промышленный синтез, свойства и применение аммиака. Равновесие в водном растворе аммиака, соли аммония. Оксиды азота, строение, получение и химические свойства. Азотистая кислота, ее окислительно-восстановительная активность. Нитриты. Азотная кислота, получение и свойства, взаимодействие с металлами и неметаллами. Нитраты. Азотные удобрения. Применение азота и его соединений. Фосфор. Кристаллические модификации фосфора. Соединения фосфора с металлами и неметаллами. Фосфиды, фосфин. Оксиды фосфора. Фосфорные кислоты, их соли. Растворимость и гидролиз фосфатов. Фосфорные удобрения. Элементы подгруппы мышьяка. Соединения с водородом, оксиды и гидроксиды. Кислородные соединения мышьяка и сурьмы. Токсичность соединений элементов подгруппы мышьяка. Ядохимикаты.
Элементы главной подгруппы IV группы. Углерод. Кремний. Круговорот углерода в природе. Неорганические соединения углерода. Карбиды металлов. Оксиды углерода. Угольная кислота и ее соли. Карбонаты и бикарбонаты, их растворимость и гидролиз. Карбонилы металлов. Соединения углерода с галогенами, серой, азотом. Фреоны. Цианистоводородная кислота, цианиды. Сероуглерод, карбамид. Кремний. Соединения с водородом и кислородом. Силаны. Галогениды кремния, их применение. Кремниевые кислоты, силикаты. Силикагель. Силикаты в природе. Понятие о неорганических полимерах.
Элементы главной подгруппы III группы. Бор, электронная структура атома. Соединения бора с кислородом, галогенами, водородом. Бораны. Борные кислоты и их соли. Бура. Бориды металлов. Соединения бора с азотом. Боразон. Алюминий. Соединения с галогенами, кислородом. Оксид и гидроксид алюминия, их свойства. Гидролиз солей. Природные алюмосиликаты. Глины, полевые шпаты.
Элементы главной подгруппы II группы. Бериллий. Оксид, гидроксид, их получение и свойства. Гидролиз солей. Бериллаты, фторобериллаты. Магний. Получение и свойства оксида и гидроксида. Магнезиальный цемент. Щелочноземельные элементы. Получение и свойства оксидов и гидроксидов кальция, стронция и бария. Вяжущие материалы. Гашеная известь. Гипс, алебастр. Жесткость воды, методы ее устранения. Биологическая роль соединений магния и кальция.
Элементы главной подгруппы I группы. Щелочные металлы. Оксиды, пероксиды, надпероксиды. Гидриды. Биологическая роль соединений натрия и калия. Получение и применение щелочных металлов и их соединений. Калийные удобрения.
Химия переходных (3d) элементов. Степени окисления, физические свойства простых веществ. Закономерности в изменении свойств простых веществ и соединений в периодах и группах. Переходные элементы как комплексообразователи. Обзор химии переходных элементов по группам. Микроэлементы.
Подгруппы титана и ванадия. Общая характеристика простых веществ и важнейших соединений элементов подгруппы. Характер изменения кислотно-основных свойств оксидов в зависимости от степени окисления. Соединения титана, циркония, ванадия. Титанаты и ванадаты. Применение простых веществ и соединений.
Подгруппа хрома. Общая характеристика элементов подгруппы. Соединения хрома (Ш). Окислительная активность соединений хрома (VI). Хроматы и дихроматы. Сравнительная химия молибдена и вольфрама. Применение простых веществ и соединений элементов подгруппы хрома.
Подгруппа марганца. Общая характеристика элементов подгруппы, важнейшие соединения. Кислотно-основные свойства оксидов и гидроксидов марганца в зависимости от степени окисления элемента. Влияние кислотности среды на окислительную активность соединений марганца. Марганцовистая, марганцовая кислоты, их соли.
Элементы VIII группы. Общая характеристика. Железо, его сплавы. Чугун, сталь. Оксиды и гидроксиды железа. Ферриты. Комплексные соединения железа, никеля, кобальта.
Элементы подгрупп меди и цинка. Общая характеристика, свойства оксидов и гидроксидов. Комплексные соединения меди, золота, серебра.

Рекомендуемая литература
Общая химия. /Под ред. Соколовской Е.М., Гузея Л.С.. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1989.
Гузей Л.С., Кузнецов В.Н., Гузей А.С. Общая химия. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1999.
Практикум по общей химии /под ред. Дунаева С.Ф. - М.: Изд-во Московского университета, 2005 - 336 с.
Витинг Л.М.,.Резницкий Л.А. Задачи и упражнения по общей химии. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1995.

Дополнительная
Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. М.: Высш. шк., 1988.
Глинка Н.Л. Общая химия. Л.: Химия, 1980.
Зайцев О.С. Общая химия. Состояние веществ и химические реакции. М., 1990.
Резницкий Л.А. Химическая связь. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1988.
Трошкина В.А. Химия. Методические указания. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1988.
Программа составлена
проф. Витингом Л.М..
Ответственный редактор проф. Дунаев С.Ф



Сервер создается при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований
Не разрешается  копирование материалов и размещение на других Web-сайтах
Вебдизайн: Copyright (C) И. Миняйлова и В. Миняйлов
Copyright (C) Химический факультет МГУ
Написать письмо редактору