4. Закон идеального газового состояния (Менделеева–Клапейрона).

В условиях, отличных от нормальных, объем (V) любого известного количества (п) или массы (m) газа может быть рассчитан из уравнения Менделеева–Клапейрона — выражения объединенного (универсального) закона идеального газового состояния Менделеева–Клапейрона:

,

отсюда V = m.R.T/ M . р = n.R.T/p,

где V – объем (л, дм³, 10^-3 м³). р – давление (Па, атм., мм рт.ст.), Т — абсолютная температура (К), m – масса (г), М – молярная масса (г/моль), п= – количество (моль) газа;

R – молярная газовая постоянная, R = 8,314 (кПа . л/(моль .К) или Па . м³ /(моль . К)); 0,082 атм . л/(моль . К); 62,34 л . мм рт.ст./(моль . К).

Закон Менделеева–Клапейрона называют объединенным (универсальным), т.к. он устанавливает общие для идеальных и разреженных реальных газов и важнейшие зависимости: а) объема и давления газа от температуры,

б) количеств разных газов и числа частиц в них от их объемов,- связывая частные газовые законы Бойля-Мариотта, Гей-Люссака, Шарля и Авогадро.

Лекция № 3

Тема:Периодический Закон и Система химических элементов Д.И.Менделеева.

Вопросы: 1.Структуры современных вариантов таблицы Периодической Системы.

2. ПС: история открытия, попытки классификации элементов до

Менделеева, причины неудач.

Самостятельная работа:

2. Варианты форм Периодической Системы.

Лекции №№ 4, 5

Тема:Строение вещества.

I. Строение атома.

Вопросы:

1. Доквантовые модели атома (Томсона, Резерфорда, Бора).

2. Современные теории строения атома:

- протонно-нейтронная,

- квантово-механическая.

3. Радиоактивность: понятие, виды, характеристики.

4. Закономерности заполнения электронных орбиталей атомов.

Электронные схема, формулы.

Самостятельная работа:

1. Первые (до Томсона) модели атома.

2. Спектры испусканния электронов в полупроводниках, светодиоды.

3. Радиоактивность: понятие, виды, характеристики.

Таблица 1. Характеристики основных элементарных частиц атома

____________________________________________________________________

Лекции №№ 6 - 10

Тема: Строение вещества

II. Химическая связь

Вопросы:

1. Определение, типы и количественные характеристики химической связи.

2. Основные доквантовые теории химической связи.

3. Ковалентная связь: определение, свойства. Квантово-механические методы ее образования: валентных связей (МВС) и молекулярных орбиталей (ММО).

4. МВС. Механизмы образования ковалентной связи: обменный, донорно-акцепторный и дативный. Простые (сигма-) и кратные (пи-, дельта-) связи. Делокализация связи. Полярность связи. Образование молекул по МВС.

5. ММО ЛКАО: основные положения, энергетические диаграммы МО

образования гомо- и гетероядерных молекул элементов 1-го и 2-го периодов.

Сравнение (достоинства и недостатки) методов ВС и МО ЛКАО.

7. Взаимодействие между молекулами в реальных газах и веществах в конденсированном состоянии. Типы межмолекулярного взаимодействия: силы Ван-дер-Ваальса (три составляющих), ион-дипольное, водородные связи. Основные характеристики данных типов связи, примеры.

8. Особенности химической связи в комплексных соединениях, теории связи.

Самостоятельная работа:

1. Явление гибридизации химических связей. Пространственная структура (конфигурация) молекул.

2. Ионная связь: определение, основные свойства. Явление поляризации связи.

2. Металлическая связь. Зонная теория структуры металлов, полупроводников и диэлектриков.

3. Взаимодействия между веществами в различных агрегатных состояниях: газообразном и конденсированных (жидком и твердом), особенности их свойств. Молекулярно-кинетические теории газов и жидкостей. Понятия давления насыщенного пара, температуры кипения, вязкости, сверхтекучести и поверхностного натяжения жидкости. Жидкие кристаллы.

4. Твердые вещества в аморфном и кристаллическом состояниях, особенности их свойств. Типы кристаллических структур веществ и их свойства. Понятия изо- и полиморфизма. Кристаллы с несколькими типами химической связи. Соединения класса клатратов: слоистые (интеркаляты), газовые гидраты и др.

Реальные кристаллы. Типы дефектов в кристаллах. Ионная и суперионная проводимости. Соединения переменного состава (нестехиометрические) и явление сверхпроводимости.

Из рабочей программы

1. Развитие представлений о химической связи. Количественные параметры химической связи на основе квантово-механической теории: энергия и длина связи, валентный угол, эффективный заряд и степень окисления атома в молекуле.

Типы химических связей.

2. Ковалентная связь: понятие, свойства, описание механизмов образования метода ми квантовой механики, валентных связей (МВС) и молекулярных орбиталей (ММО). Кратность и порядок связи. Локализованные и делокализованные связи. Понятие гибридизации атомных орбиталей. Пространст венные конфигурации молекул. Явление поляризации атомов и ионов. Полярность связи и молекулы.

3. Ионная, металлическая, водородная связи, их образование и свойства.

4. Типы межмолекулярных взаимодействий.

5. Химическая связь в комплексных соединениях. Комплементарность: понятие и значение в процессах образования высококоординированных супер- и супрамолекулярных наноструктурных веществ и материалов.

6. Агрегатные (физические) состояния веществ: газообразное (идеальные и реальные газы, уравнения их состояния, состав земной атмосферы, воздуха), плазменное, конденсированные жидкое (в том числе - жидкокристаллическое) и твердое (аморфное и кристаллическое),– особенности их структуры и свойств.

Типы кристаллов, химических связей и свойства твердых веществ.

Лекции №№ 11 – 15.

Тема: Физическая химия. Общие закономерности химических процессов.