- •1.Химия как наука и ее место в ряду геологических дисциплин. Понятие об атоме и молекуле, Атомная и молекулярная массы. Моль.
- •2.Понятие о химических реакциях. Признаки и классификация химических реакций. Способы написания химических реакций.
- •3.Основные законы химии. Следствия из закона Авогадро.
- •4.Строение ядра. Изотопы. Изотоны. Изобары. Планетарная модель атома Резерфорда. Линейчатый спектр атома.
- •5.Модель атома по Бору. Нормальное и возбужденное состояние атома. Правило квантования. Недостатки теории Бора.
- •6.Квантово механическая модель атома. Волновая функция. Квантовые числа, их значения и интерпретация. Условная запись строения атома.
- •7.Квантово механическая модель атома водорода и многоэлектронных атомов. Порядок заполнения электронов по уровням и подуровням. Правила Гунда и Клечковского. Запрет Паули.
- •9.Химическая связь и валентность элементов. Характеристика химической связи (электроотрицательность, энергия, кратность и полярность связи)
- •10. Механизм образования валентной связи. Гибридные связи. Пространственная конфигурация молекул. Примеры.
- •11.Металическая связь. Межмолекулярные взаимодействия. Водородная связь. Энергетическая оценка различных типов связи.
- •12.Межмолекулярное взаимодействие. Аморфное и кристаллическое состояние вещества.
- •13.Энергитические эффекты химических реакций. Типы систем. Внутренняя энергия и энтальпия. Первый закон термодинамики. Закон Гесса.
- •14.Втрой закон термодинамики. Энтропия. Энтальпийный и Энтропийный факторы протекания химической реакции. Энергия Гиббса.
- •15.Гомогенные и гетерогенные химические реакции. Скорость химических реакций. Зависимость скорости химической реакции от изменения параметров системы.
- •16.Скорость химической реакции. Энергия активации. Адсорбционные процессы. Гомогенный и гетерогенный катализ.
- •17.Химическое равновесие в гомогенных и гетерогенных системах. Константа равновесия. Закон действующих масс.
- •18.Закон действующих масс Константа равновесия. Смещение химического равновесия. Основное карбонатное равновесие в природе.
- •19.Понятие полярности и поляризуемости химической связи. Электролитическая диссоциация. Сильные и слабые электролиты. Количественные характеристики силы электролитов.
- •20.Раствоы сильных и слабых электролитов. Степень диссоциации и константа диссоциации слабых электролитов в растворе. Закон разбавления Оствальда.
- •21.Вода структура воды. Растворы сильных электролитов. Явление гидратации (сольватации) в растворах. Понятие об активности и ионной силе электролитов растворе.
- •22.Ионно обменные реакции в растворах электролитов. Кислоты, основания и соли с точки зрения теории электролитической диссоциации.
- •23.Направление протекания ионно-обменных химических реакций. Смещение ионных равновесий в растворах электролитов. Геохимическое карбонатное равновесие в природе.
- •24. Основные теории кислот и оснований. (Аррениуса, Бренстеда-Лоури, Льюиса). Их достоинства и недостатки.
- •25.Вода. Ионное произведение воды. Водородный показатель. Методы определения pH.
- •26.Водородный показатель. Методы определения pH. Кислотно-основные индикаторы.
- •27.Гидролиз солей. Смещение равновесия в растворах гидролизирующихся солей. Роль гидролиза в геохимических процессах. Примеры.
- •28.Растворы, растворимость. Насыщенные, ненасыщенные и перенасыщенные растворы. Их термодинамическая характеристика. Произведение растворимости.
- •29.Насыщенные растворы малорастворимых электролитов. Произведение растворимости. Условия образования и растворения осадков малорастворимых электролитов.
- •30.Условие образования и растворения осадков малорастворимых электролитов Влияния различных фактов на растворимость осадков. Химические предпосылки миграции осадочных пород.
- •31.Произведение растворимости. Влияние одноименных и посторонних ионов на растворимость. Порядок выпадения в осадок малорастворимых электролитов. Парагенезис минералов.
- •32.Окислительно-востановительные реакции. Окислительно-восстановительные свойства элементов и соединений. Классификация окислительно-восстановительных реакций.
- •33.Гальванические элементы. Образование двойного электрического слоя. Стандартные электродные потенциалы.
- •34.Окислительно-восстановительные потенциалы. Электроды сравнения. Уравнение Нернста.
- •35.Направление протекания окислительно-восстановительных реакций.
- •36.Химические гальванические элементы. Концентрационные элементы. Значение потенциалометрии в геологических процессах.
- •37.Соединения высшего прядка. Электрохимическая диссоциация комплексных соединений. Константа нестойкости комплексных соединений. Заряд комплексообразователя и комплексного иона.
- •38.Теория координационной связи. Координационные числа. Заряд комплексного иона и комплексообразователя. Номенклатура комплексных соединений.
- •[Ag(nh3)2]Cl – хлориддиаминосеребра.
- •K[Ag(cn)2] – дицианоаргентаткалия.
- •39.Классификация комплексных соединений. Диссоциация комплексных соединений. Устойчивость комплексов. Роль комплексообразования в геохимических процессах миграции.
- •40. Концентрационные элементы. Диффузионные потенциалы.
- •41. Явление поляризации. Концентрационная и активационная поляризации. Механизм и способы их устранения.
- •42. Обзор химических свойств элементов в периодической системе д.И. Менделеева. Металлы и неметаллы. Основные породообразующие элементы.
12.Межмолекулярное взаимодействие. Аморфное и кристаллическое состояние вещества.
Межмолекулярное взаимодействие: Более слабое, по сравнению с внутримолекулярной связью. Действует между молекулами в жидком и газообразном состоянии. Попадая в электронное поле иона, молекула деформируется, при этом смещается суммарный электронный заряд называется полярезуемостью. А возникший диполь называется индуктированным. При одинаковом заряде и радиусе наибольшей полярезуемостью обладают те ионы, которые имеют внешнюю заполненную электронную оболочку.
Диполь-дипольное взаимодействие: чем больше диполь (полярен), тем прочнее тип связи. При возникновении диполь-дипольноо взаимодействия так же происходит увеличение дипольной связи.
Дисперсионное взаимодействие: мгновенное возникновение микродиполя и при приближении их друг к другу возникает дипольная связь и одновременно происходит ориентация молекулы в пространстве.
Аморфное и кристаллическое состояние вещества: характеризуется беспорядочной ориентацией в пространстве отдельных атомов агрегатов молекул. Вещества, находящихся в амфотерном состоянии стремятся к упорядочиванию, т.е. более выгодному энергетическому состоянию путем образовании пространственных структур, в которых расположение атомов и молекул соответствует периодическому повторению узора в 3-х измерениях.
Такие твердые тела называются кристаллическими, а четко повторяющееся расположение атомов в них называется кристаллической решеткой или структурой.
13.Энергитические эффекты химических реакций. Типы систем. Внутренняя энергия и энтальпия. Первый закон термодинамики. Закон Гесса.
Энергетические эффекты химических реакций: для того, чтобы перевести вещество из твердого состояния в жидкое, а затем и в газообразное к системе необходимо подвести теплоту. Вещества обладают наибольшим запасом внутренней энергии в газовой фазе и наименьшим – в твердой. Значит, переходы из одного агрегатного состояния в другое должны сопровождаться тепловыми эффектами. Процессы плавления, испарения и сублимации являются эндотермическими. Обратные процессы кристаллизации, конденсации, десублимации являются экзотермическими. В соответствии с первым законом термохимии каждые два противоположно направленных фазовых перехода между 2-мя агрегатными состояниями имеют равные по абсолютной величине и противоположные по знаку тепловые эффекты.
Типы систем:
Открытые: энергетический обмен с окружающей средой, массы ∆E ≠ const m ≠ const
Закрытые: обмен только теплом ∆E ≠ const m = const
Изолированные: нет обмена с окружающей средой ни массой ни энергией ∆E = const m ≠ const
Внутренняя энергия вещества: Химические реакции протекают с выделением или с пглащением энергии. Обычно эта энергия выделяется или поглощается в виде теплоты. Такая форма энергии, скрытая в веществах и частично освобождающаяся при химических процессах называется внутренней энергией вещества. Внутренняя энергия у вещества или системы – это кинетическая и потенциальная энергия частиц, за вычетом потенциальной и кинетической энергии системы как целого. Кинетическая энергия – это сумма кинетических энергий поступательного, колебательного, и вращательно движения частиц; потенциальная энергия обусловлена силами притяжения и отталкивания, действующими между частицами. Внутренняя энергия системы зависит от природы вещества и ее компонентов, массы и параметров состояния системы.
Энтальпия: ∆H – та энергия, которую нужно затратить, чтобы перевести систему из одного состояния в другое. При P и T = const теплота преобретает свойства функции состояния, то есть не зависеть от пути процесса. При V и T = const то же самое (изохорно-изотермический процесс) теплота функция состояния.
∆Q – говорит об изменении теплоты в окружающей среде.
∆H – говорит об изменении теплоты, содержащейся в системе.
∆H >0 – эндотермическая реакция.
∆H<0 – экзотермическая реакция.
1 закон термодинамики: В изолированной системе энергия не исчезает и не возникает из ничего, а превращается из одной формы в другую в строго эквивалентных соотношениях, т.е. общее количество энергии постоянно.
Закон Гесса: Тепловой эффект химического процесса зависит только от начального и конечного состояния веществ и не зависит от промежуточных стадий процесса.