Рабочая программа курса общей и неорганической химии для студентов факультета хт и э в осеннем семестре

1. Общие вопросы неорганической химии.

Введение.

Химия как наука о веществах и их превращениях. Место химии в системе наук. Основополагающие работы М.И. Ломоносова и Д.И. Менделеева.

Материя и движение. Понятие о веществе и поле как конкретных формах существования материи. Химическая форма движения материи. Вещества и смеси. Гомогенные и гетерогенные материалы, понятие о фазах.

1.1. Строение вещества.

1.1.1. Строение атома. Составные части атома - ядро (протоны, нейтроны), электроны, их заряд и масса. Квантовый характер излучения и поглощения энергии. Уравнение Планка. Атомные спектры как характеристики энергетических уровней электронов.

Понятие о квантовой механике. Корпускулярно-волновая природа электрона. Уравнение де Бройля. Квантовомеханическое объяснение строения атома. Характеристика энергетического состояния электрона квантовыми числами. Атомные орбитали. Многоэлектронные атомы. Принцип Паули. Правило Хунда. Максимальное число электронов на энергетических уровнях и подуровнях.

1.1.2. Периодическая система элементов Д.И.Менделеева и электронное строение атомов.

Периодический закон Д.И.Менделеева как основа развития неорганической химии. Физический смысл порядкового номера элементов. Современная формулировка периодического закона.

Периодическая система элементов и ее связь со строением атома. Последовательность заполнения электронных оболочек атомов. Структура периодической системы: периоды, группы и подгруппы. Особенности электронного строения атомов элементов главных и побочных подгрупп. s-, р-, d- и f-Элементы. Электронные аналоги. Периодически и непериодически изменяющиеся свойства элементов. Радиусы атомов и ионов. Энергия ионизации атомов, сродство к электрону. Понятие об электроотрицательности.

Изменение свойств элементов в периодической системе (вертикальная, горизонтальная периодичность, диагональное сходство). Вторичная периодичность. Способы предсказания свойств неизученных веществ на основе периодического закона Д.И.Менделеева.

1.1.3. Химическая связь и строение молекул.

История развития электронных представлений о химической связи. Количественные характеристики химической связи: длина связи между атомами, энергия связи, валентные углы. Изменение этих характеристик в рядах сходных веществ.

Ковалентная связь. Основные положения метода валентных связей (СВ). Свойства ковалентной связи: направленность, насыщенность. Сигма-, пи-связи. Типы гибридизации атомных орбиталей и структура молекул. Локализованная и нелокализованная связи. Полярная и неполярная ковалентная связь. Эффективные заряды атомов в молекулах. Электрический момент диполя. Полярность молекул. Постоянные и наведенные диполи. Графическое представление химической связи. Формулы Льюиса.

Ионная связь как крайний случай поляризации ковалентной связи. Ненаправленность и ненасыщенность ионной связи. Степень окисления атомов в молекуле. Поляризуемость ионов и их взаимное поляризующее действие. Влияние степени поляризации ионов на свойства веществ.

Основные положения метода молекулярных орбиталей (МО). Энергетические диаграммы распределения электронной плотности в молекулах. Порядок связи. Применение метода МО к молекулам, образованным из атомов элементов первого и второго периодов. Объяснение магнитных свойств и возможности существования двухатомных частиц с помощью метода МО (например, О₂, Н₂, СО₂, NO и др.). Сравнение методов ВС и МО.

1.1.4. Межмолекулярные взаимодействия.

Электростатическое взаимодействие молекул. Дисперсионное, ориентационное и индукционное взаимодействие молекул. Донорно-акцепторное взаимодействие. Водородная связь. Влияние водородной связи на свойства веществ.

1.1.5. Конденсированное состояние вещества.

Агрегатное состояние как проявление взаимодействий между частицами вещества. Твердое, жидкое и газообразное состояние вещества; плазменное состояние вещества. Кристаллическое состояние.

Ионная, атомная и молекулярная кристаллические решетки. Зависимость свойств от типа связи между частицами в кристаллах. Металлическое состояние вещества, его особенности. Металлическая

связь. Кластеры.