Вопросы по ОНХ для специальности ХТ ВМС (1 семестр)

1. Периодическая система элементов. Периодический закон Д. И. Менделеева в формулировке автора и в современной формулировке. Периодические и непериодические свойства элементов. Причина периодичности изменения свойств, элементов.
2. Спектр атома водорода. Спектральные серии атома водорода. Строение атома по Бору-Зоммерфельду. Достоинства и недостатки теории.
3. Корпускулярно-волновая теория материи. Уравнение Де Бройля. Уравнение Шредингера. Понятие о волновой функции. Состояния электрона на s-, p-, d-, f-подуровнях.
4. Электронные конфигурации атомов. Понятие об s-, p-, d-, f-орбиталях. Принцип наименьшей энергии. Правило Хунда. Принцип Паули. Идеальное распределение электронов в атомах.
5. Развитие теории строения атома. Закон Мозли. Физический смысл понятия "атомный номер". Периодические и непериодические свойства элементов. Причины периодичности.
6. Физический смысл основных понятий периодической системы: элемент, период, группа, подгруппа. Радиус атома как одна из его важнейших характеристик. Сравнение радиусов в периодах, группах и подгруппах. Явления d- и f-cжатия и их влияние на величины радиусов и, как следствие, на свойства элементов.
7. Потенциал ионизации как одна из наиболее важных характеристик элементов. Изменение величин потенциалов ионизации в периодах, группах и подгруппах. Сродство к электрону. Электроотрицательность. Периодичность изменения этих величин.
8. Метод валентных связей. Основные положения теории. Формы орбиталей, их гибридизация, способы перекрывания, виды образуемых связей. Образование молекул водорода, азота и метана с точки зрения МВС.
9. Развитие представлений о химической связи. Типы связи: ионная, ковалентная, металлическая, межмолекулярная. Основные положения теории МВС. Примеры соединений с различным типом связи.
10. Ионная (гетерополярная) связь. Теория Косселя. Основные признаки ионной связи. Поляризация и ее влияние на прочность ионной связи. Недостатки теории Косселя.
11. Ковалентная (гомеополярная) связь. Теория Льюиса. Основные признаки ковалентной связи. Роль спина электрона. Диаграмма Гейтлера-Лондона. Понятие о ?-, ?-, ?-, и ?-связях.
12. Теория валентных связей. Возбуждение и гибридизация орбиталей. Виды гибридизации: sp1, sp2 и sp3 – гибридизации атома углерода. Влияние гибридизации на конфигурацию молекул углеводородов. Примеры.
13. Теория молекулярных орбиталей. Образование МО из АО. Связывающие, несвязывающие и разрыхляющие орбитали. Метод МО-ЛКАО. Образование соединений с различными типами связей согласно теории МО. Порядок заполнения МО при образовании двухатомных (гомо- и гетероядерных) молекул, образованных атомами элементов 1 и 2 периодов.
14. Комплексные соединения. Координационная теория Вернера. Центральный ион. Лиганды. Внутренняя и внешняя сферы КС. Комплексный ион. Изомерия комплексных соединений. Трансвлияние ионов (правило Черняева). Спектрохимический ряд лигандов. Номенклатура КС.
15. Уравнение Шредингера. Понятие волновой функции, его связь с теориями Планка и Де Бройля. Свойства волновой функции и их зависимость от величин квантовых чисел n, l, ml , ms . Физический смысл квантовых чисел.
16. Поляризация, поляризуемость и поляризующее действие молекул и ионов. Влияние поляризации на свойства веществ (растворимость, термическую устойчивость, цветность и др.)
17. Электронные конфигурации атомов. Правило Клечковского. Формула последовательности распределения электронов в атомах (формула Сиборга). Периодический закон как отражение строения атомов: s-, p-, d-, f-орбитали, s-, p-, d-, f-электроны и s-, p-, d-, f-семейства элементов. Изменение свойств элементов в периодах, группах, подгруппах.
18. Комплексные соединения (кислоты, основания, соли). Диссоциация комплексных молекул и комплексных ионов. Константа устойчивости комплексного иона. Гидролиз комплексных ионов.
19. Спектр атома водорода и его интерпретация с точки зрения теории Бора. Особенности спектров многоэлектронных атомов. Энергетические уровни, подуровни, состояния и подсостояния электронов, их связь с квантовыми числами.
20. Строение молекул H2, O2, CO, NO, NO+ в свете теорий МО и ВС (сравнительная характеристика).
21. Понятие о координационной связи. Строение комплексных соединений в свете теории ВС. Виды гибридизации орбиталей центрального иона на примере октаэдрических аммиачного и фторидного комплексов кобальта (влияние силы лиганда).
22. Сравнительная характеристика теорий ионной, ковалентной и координационной связи и их логическое развитие в теориях ВС и ТКПЛ.
23. Комплексные соединения. Характеристика связей в КС в свете теории ВС. Виды гибридизации центрального иона.
24. Теории образования КС (теория Вернера, Сиджвика, Магнуса, теории ВС, МО). Строение медно-аммиачных комплексов в свете этих теорий.
25. Потенциал ионизации, сродство к электрону, электроотрицательность, Как на основании их величин можно объяснить образование соединений с ионными и ковалентными (полярными и неполярными связями)?
26. Конструкция периодической системы: периоды, группы, подгруппы элементов. Горизонтальное, вертикальное и диагональное направления изменения свойств элементов в системе.
27. Периодические и непериодические свойства элементов. Анализ изменения свойств элементов 2 и 3 периодов в связи с изменением потенциалов ионизации, энергий сродства к электрону, радиусов атомов и ионов. Влияние d- и f-сжатия электронных оболочек на эти величины.
28. Строение КС. Понятия: донор, акцептор, центральный ион (комплексообразователь), лиганды, координационное число, внутренняя и внешняя сфера КС. Диссоциация КС. Диссоциация комплексных ионов. Константа нестойкости комплексного иона.
29. Строение КС по Вернеру. Общие положения теорий. Теория кристаллического поля лигандов - современная теория КС.
30. Длины связей, энергии связй, валентные углы, конфигурация молекул типа AB, AB2, AB3, AB4. Влияние этих факторов на свойства соединений (примеры).
31. Аналогия свойств химических соединений, обусловленная аналогией их электронного строения и положением в периодической системе. Полные и неполные электронные аналоги. Привести электронные формулы и проанализировать их.
32. Поляризация, поляризуемость и поляризующее действие молекул и ионов. Особенности связей, образуемых за счет поляризации. Влияние поляризации на свойства соединений.
33. Окислительно-восстановительные реакции. Типы ОВР. Окислительно-восстановительные эквиваленты веществ. Правила составления уравнений ОВР.
34. Основы электрохимии. Гальванические процессы как превращение химической энергии в электрическую. Механизм возникновения электродного потенциала на границе электрод-раствор. Расчет величин электродных потенциалов. Уравнение Нернста.
35. Компенсационная схема измерения электродного потенциала. Электроды сравнения. Ряд электродных потенциалов. Понятие об электрохимической коррозии.
36.Гальванические элементы как химические источники тока. Устройства и принципы работы элементов Вольта, Даниэля-Якоби, щелочных и кислотных аккумуляторов.
37. Электролитические процессы, как превращение электрической энергии в химическую. Электрохимический закон Фарадея. Электролиз в растворах и расплавах. Последовательность разряда ионов на катоде и аноде. Практическое применение электролиза
38. Основные положения теории МО-ЛКАО. Комбинирование молекулярных орбиталей. Последовательность распределения электронов по молекулярным орбиталям для двухядерных молекул, образованных атомами элементов 1 и 2 периодов.
39. Образование химической связи в свете МВС. Гибридизация и ее влияние на геометрическую конфигурацию молекул (на примерах соответствующих комплексных ионов).
40. Химическое равновесие. Термодинамическое и кинетическое понимание состояния равновесия. Принцип Ле-Шателье. Правило смещения химического равновесия.
41. Скорость химических реакций. Константа скорости, ее физический смысл. Зависимость величины константы скорости от температуры: эмпирическое правило Вант-Гоффа, температурный коэффициент скорости реакции. Уравнение Аррениуса.
42. Константа равновесия, константа диссоциации, константа устойчивости (их термодинамическое понимание). Объяснить на нескольких примерах диссоциации молекул и комплексных ионов.
43. Теория кислот, оснований и солей по Аррениусу. Протонная теория Бренстеда. Количественное выражение силы кислот и оснований.
44. Образование растворов. Физические и химические основы процесса растворения, Физическая теория растворов Вант-Гоффа. Химическая теория растворов Менделеева. Основные положения теории электролитической диссоциации Аррениуса. Причина электропроводности растворов.
45. Растворение жидкостей и твердых тел в жидкостях. Давление пара растворителя над раствором. Причины его понижения. Закон Рауля. Математическое выражение для бинарных растворов.
46. Диаграмма состояния воды. Диаграмма состояния раствора. Физические следствия из закона Рауля. Криоскопия и эбуллиоскопия как методы определения молекулярных масс растворенных веществ.
47. Определение молекулярных масс веществ на основе физической теории растворов. Применение ФТР к разбавленным растворам электролитов. Изотонический коэффициент и его связь со степенью диссоциации электролита.
48. Осмос. Осмотическое давление. Закон Вант-Гоффа. Определение молекулярной массы вещества методом осмометрии.
49. Теория электролитической диссоциации Аррениуса. Ступенчатая диссоциация. Сильные, средние и слабые электролиты. Степень диссоциации слабого электролита. Ее отличие от степени диссоциации сильного электролита. Экспериментальное определение степени диссоциации и константы диссоциации слабого электролита.
50. Константа диссоциации слабого электролита. Ее связь со степенью диссоциации. Закон разбавления Оствальда. Вывод уравнения Оствальда для бинарного электролита.
51. Теория кислот и оснований Аррениуса. Ступенчатая диссоциация. Протонная теория Бренстеда. Недостатки этих теорий. Сила кислот и оснований. Теория кислот и оснований Льюиса.
52. Кдис , КHOH , Ks . Что общего между этими понятиями? Объяснить на примерах. На какие вопросы можно ответить, зная различные величины концентраций ионов в растворах и Кs (ПР) соли?
53. Диссоциация воды. Константа диссоциации. Ионное произведение воды. Показатель среды - рН раствора. Индикаторы величины рН. Понятие о буферных растворах. Кислотные и щелочные буферы.
54. Гидролиз солей. Три случая протекания реакций гидролиза. Степень гидролиза. Зависимость степени гидролиза от температуры и концентрации раствора. Константа гидролиза. Вывод уравнения константы гидролиза для трех случаев гидролиза солей.
55. Константы гидролиза солей различных типов. От каких факторов зависит равновесие процесса гидролиза?
56. Величина рН раствора. Степень и константа гидролиза. Определение и расчет величины рН при гидролизе различных солей.
57. Теория электролитической диссоциации. Роль молекул растворителя в процессах диссоциации молекул электролитов. Причина электропроводности растворов. Степень диссоциации растворов. Изотонический коэффициент. Связь между ними.
58. Способы выражения содержания веществ в растворах. Определение концентрации растворов методом титрования.
59. Термодинамический метод в химической теории. Термодинамическая система. Первый закон термодинамики. Понятие о внутренней энергии. Понятие об энтальпии реакций. Закон Гесса. Расчет величины энтальпии химической реакции.
60. Энтропия химической реакции. Расчет энтропии. Второй закон термодинамики. Направление химической реакции. Термодинамическое равновесие. Свободная энергия Гиббса образования. Критерий направленности химического процесса.
61. Третий закон термодинамики. Изменение энтропии при абсолютном нуле температуры. Причина равенства величин свободной энергии и энтальпии химической реакции при абсолютном нуле.
62. Кинетический метод в химической теории. Понятие о гомогенных и гетерогенных системах. Скорость химических реакций. Факторы, влияющие на нее. Формальная теория кинетики Вант-Гоффа. Константа скорости реакции и ее зависимость от температуры. Правило Вант-Гоффа. .
63. Скорость гетерогенных реакций. Роль величины реакционной поверхности. Диффузионная и кинетическая области протекания реакций. Понятие о порядке реакции.
64. Элементы-окислители и элементы-восстановители, и их положение в Периодической системе. Изменение металло-неметаллических, кислотноосновных и окислительно-восстановительных свойств элементов в зависимости от их положения в Системе. Понятие о степени окисления атома.
65. Классификация окислительно-восстановительных реакций: межмолекулярные, внутримолекулярные реакции и реакции самоокисления-самовосстановления (диспрпорционирования). Правила составления уравнений ОВР.