- •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.
14.Втрой закон термодинамики. Энтропия. Энтальпийный и Энтропийный факторы протекания химической реакции. Энергия Гиббса.
Второй закон термодинамики: говорит о мере упорядоченности в системе. S – энтропия, мера беспорядка в системе. Если ∆S>0 значит процесс идет самопроизвольно. Самопроизвольно идут процессы с увеличением Энтропии.
Энтропия: Вероятность состояния молекулярной системы в конкретных условиях характеризуется термодинамической функцией энтропия. Значит, тенденция системы переходить в более вероятное состояние в данных условиях характеризуется этой функцией. Эта функция является мерой беспорядка в системе и самопроизвольно могут протекать те процессы, в ходе которых энтропия увеличивается.∆S характеризует тепловое движение молекул. Это функция состояния
∆S х.р.= ∑S прод. - ∑S исх.вещ.
Энтальпийный фактор: ∆H определяет энергию разрыва химических связей и образование новых.
Энтропийный фактор: T∆S характеризует тепловое движение молекул внутри системы. Связанная энергия определяется состоянием вещества и не может быть не во что преобразована и всегда теряется.
Энергия Гиббса: ∆G это та работа сил химической реакции, которая может произвести химическую реакцию. Эта та энергия, которая может быть преобразована в другие виды энергии завычетом T∆S. ∆G=∆H-T∆S
Если ∆G<0, то это условие самопроизвольного протекания реакции. В ходе реакции ∆G уменьшается и система переходит в более выгодное энергетическое состоянию. Если ∆G=0 то это фазовое равновесие, в этот момент система переходит из одного агрегатного состояния в другое.
∆H |
∆S |
T |
T для ∆G<0 |
Эндо>0 |
>0 |
<∆H/S |
T→ +∞ |
Экзо<0 |
<0 |
<∆H/S |
T→ -∞ |
>0 |
<0 |
- |
невозможно при любых условиях |
<0 |
>0 |
T≠f(∆G) |
самопроизвольно в любом случае |
15.Гомогенные и гетерогенные химические реакции. Скорость химических реакций. Зависимость скорости химической реакции от изменения параметров системы.
Гомогенные химические реакции: все вещества и продукты находятся в одной фазе и нет поверхности раздела между 2-мя фазами.
H2(г)+Cl2(г)=2HCl(г)
Гетерогенные химические реакции: хотя бы один продукт или исходное вещество находятся в отличном от других состояний и реакция идет на границе раздела фаз.
CaCO3(кр)+HCl(ж)=CaCl2 (кр)+CO2 (г)+H2O(ж)
Скорость химических реакций: υ х.р. число элементарных актов реакции, происходящих в единицу времени, в единице объема (для гомогенной реакции) или на единице поверхности (для гетерогенной реакции)раздела фаз. Мерой скорости химической реакции является количество вещества, вступившего в реакцию или образовавшегося при реакции за единицу времени в единице объема.(для гомогенной реакции) или на единице поверхности раздела фаз (для гетерогенной реакции).
υх.р.= −∆С/∆t
Зависимость скорости химической реакции от изменения параметров:
Скорость химической реакции зависит от:
типа химической связи:
Чем прочнее связь тем дольше идет ее разрыв и тем больше затрачивается на это энергии.
лимитирующей стадии, если процесс многостадийный:
Скорость всей химической реакции определяется скоростью самой медленной лимитирующей стадии.
агрегатного состояния реагирующих веществ:
На поверхности раздела фаз возникает некомпенсированная энергия поверхностного натяжения и концентрация вещества на поверхности раздела фаз будет выше.
от давления:
Если реакция идет с газом
от концентрации реагирующих веществ:
Увеличение числа частиц в объеме приводит к возрастанию числа столкновений, т.е. к увеличению скорости, и если при химическом взаимодействии сталкиваются частицы различных видов, то число таких столкновений пропорционально концентрации этих частиц. Скорость гомогенной реакции прямо пропорциональна концентрации реагирующих веществ.
aA+bB=cC+dD
υх.р.= k1 CA^a*CB^b прямая реакция
υх.р.=k2 CD^d*CC^c обратная химическая реакция
от температуры:
При повышении температуры на каждые 10 градусов скорость возрастает в 2 – 4 раза
от присутствия катализатора: