- •Предмет, задачи общей и неорганической химии. Роль химии в естественных науках.
- •Основные понятия химии
- •Основные стехиометрические законы.
- •4. Важнейшие классы и номенклатура неорганических веществ.
- •5. Строение атома; развитие учения о строении атома; модели Томсона, Резерфорда, Бора.
- •6. Строение электронных оболочек атомов.
- •7. Периодический закон и периодическая система элементов.
- •8. Периодичность свойств химических элементов.
- •9. Природа химической связи. Основные типы химической связи.
- •10. Ковалентная химическая связь. Способы образования ковалентной связи. Основные характеристики.
- •11. Свойства ковалентной связи. Степень окисления атома.
- •12. Геометрия структур с ковалентным типом связи (гибридизация sp, sp2, sp3)
- •13. Основы метода валентных связей и метода молекулярных орбиталей.
- •14. Ионная и металлическая связь. Водородная связь. Межмолекулярное взаимодействие
- •15. Кристаллическое, жидкое и аморфное состояние веществ.
- •16. Скорость химических реакций. Константа скорости и ее физические свойства
- •17. Влияние температуры на скорость химических реакций. Основные положения теории активации Аррениуса.
- •18. Катализ. Влияние катализаторов на скорость химических реакций.
- •19. Необратимые и обратимые реакции. Принцип Ле Шателье.
- •20. Дисперсные системы и их характеристика. Коллоидные растворы
- •3. По агрегатному состоянию дисперсионной среды и дисперсной фазы.
- •21. Растворение как физико-химический процесс.
- •22. Растворимость веществ. Состав растворов.
- •23. Основные положения теории электролитической диссоциации.
- •24. Сильные и слабые электролиты. Степень диссоциации электролитов. Факторы, определяющие степень диссоциации.
- •25. Теория сильных электролитов. Истинная и кажущаяся степень диссоциации сильных электролитов.
- •26. Константа диссоциации слабых электролитов. Закон разбавления Оствальда
- •27. Основания, кислоты и соли с точки зрения теории электролитической диссоциации.
- •28. Диссоциация воды. Константа диссоциации, ионное произведение воды. Водородный показатель. Понятие об индикаторах.
- •29. Произведение растворимости. Условия образования и растворения осадков
- •30. Гидролиз солей. Количественные характеристики гидролиза.
- •31. Теория окислительно-восстановительных реакций. Важнейшие окислители и восстановители. Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций. Метод электронного баланса.
- •32. Ионно-электронный метод (метод полуреакций). Классификация окислительно-восстановительных реакций.
- •33. Электрохимические процессы. Электродный потенциал. Стандартные электродные потенциалы. Водородный электрод.
- •34. Электрохимический ряд напряжений металлов. Уравнение Нернста. Гальванический элемент и его э.Д.С. Влияние условий на протекание окислительно-восстановительных процессов.
- •35. Основные положения координационной теории. Строение комплексного соединения.
- •36. Устойчивость комплексных соединений. Понятие о двойных солях. Биологическая роль комплексных соединений.
- •37. Общая характеристика водорода. Гидриды. Ион водорода и ион гидроксония.
- •38. Галогены. Общая характеристика элементов. Особенности фтора. Свойства простых веществ галогенов.
- •39. Галогеноводороды. Галогениды. Особенности плавиковой кислоты. Соляная кислота. Роль соляной кислоты и хлоридов в живых организмах.
- •40. Кислородсодержащие соединения галогенов. Кислородные кислоты хлора и их соли. Хлорная известь. Бертолетова соль. Перхлораты. Кислородосодержащие кислоты брома, иода и их соли.
- •41. Общая характеристика элементов via группы. Особенности кислорода. Аллотропия и изоморфизм серы. Свойства простых веществ. Применение и биологическое значение халькогенов.
- •42. Гидриды типа н2э. Ассоциация молекул воды. Токсичность сероводорода и других халькогеноводородов, их физиологическое действие.
- •43. Вода. Клатраты. Вода как растворитель. Вода в природе и ее роль в жизнедеятельности организмов. Пероксид водорода.
- •44. Халькогениды. Растворимость и гидролиз сульфидов металлов. Полисульфиды.
- •45. Оксиды халькогенов. Диоксиды и триоксиды элементов. Сернистая, селенистая и теллуристая кислоты.
- •52. Фосфорные удобрения. Сложные минеральные удобрения.
- •1. Мышьяк
- •2. Сурьма
- •3. Висмут
- •54.Общая характеристика элементов iva группы. Способность
- •56.Кислородсодержащие соединения углерода. Оксиды углерода.
- •57. Угольная кислота и ее соли. Временная жесткость воды и
- •57.Угольная кислота и ее соли. Временная жесткость воды и способы ее устранения. Карбонатное равновесие в природе.
- •59.Общая характеристика металлов. Общая характеристика валентных состояний металлов а и в групп. Значение и роль металлов в жизнедеятельности живых организмов.
14. Ионная и металлическая связь. Водородная связь. Межмолекулярное взаимодействие
Ионная химическая связь — связь, обусловленная образованием электронных пар за счет перехода валентных электронов от одного атома к другому. Характерна для соединений металлов с наиболее типичными неметаллами.
Механизм образования ионной связи можно рассмотреть на примере реакции между натрием и хлором. Атом щелочного металла легко теряет электрон, а атом галогена - приобретает. В результате этого возникает катион натрия и хлорид-ион. Они образуют соединение за счет электростатического притяжения между ними.
Взаимодействие между катионами и анионами не зависит от направления, поэтому о ионной связи говорят как о ненаправленной. Каждый катион может притягивать любое число анионов, и наоборот. Вот почему ионная связь является ненасыщенной. Число взаимодействий между ионами в твердом состоянии ограничивается лишь размерами кристалла. Поэтому "молекулой" ионного соединения следует считать весь кристалл.
Характеристикой подобных соединений служит хорошая растворимость в полярных растворителях (вода, кислоты и т. д.). Это происходит из-за заряженности частей молекулы. При этом диполи растворителя притягиваются к заряженным концам молекулы, и, в результате Броуновского движения, «растаскивают» молекулу вещества на части и окружают их, не давая соединиться вновь. В итоге получаются ионы, окружённые диполями растворителя.
Металлическая связь возникает между атомами металлов. Характерной особенностью атомов металлов является небольшое число электронов на внешнем энергетическом уровне, слабо удерживаемых ядром, и большое число свободных атомных орбиталей с близкой энергией, поэтому металлическая связь ненасыщенная.
Металлическая связь характеризуется слабым взаимодействием общих электронов с ядрами соединяемых атомов и полной делокализацией этих электронов между всеми атомами в кристалле, что обеспечивает устойчивость данной связи.
Металлы имеют особую кристаллическую решётку, в узлах которой находятся как нейтральные, так и положительно заряженные атомы металла, между которыми свободно перемещаются (в пределах кристалла) обобществлённые электроны ("электронный газ"). Движение общих электронов в металлах осуществляется по множеству молекулярных орбиталей, возникших за счёт слияния большого числа свободных орбиталей соединяемых атомов и охватывающих множество атомных ядер. В случае металлической связи невозможно говорить о её направленности, так как общие электроны равномерно делокализованы по всему кристаллу.
Особенности строения металлов определяют их характерные физические свойства: твёрдость, ковкость, высокую электрическую проводимость и теплопроводность, а также особый металлический блеск.
Межмолекулярное взаимодействие — взаимодействие молекул между собой, не приводящее к разрыву или образованию новых химических связей. Силы притяжения, действующие между молекулами на больших расстояниях, называются силами Ван-дер-Ваальса и представляют собой кулоновские силы, возникающие между электронами и ядрами двух молекул.
Межмолекулярные взаимодействия характеризуются отсутствием обмена электронами между частицами, отсутствием специфичности и насыщаемости. Энергия межмолекулярного взаимодействия сравнительно невелика, однако она вносит существенный вклад в энергетическое состояние системы, определяя в значительной степени физические и химические свойства вещества.
Механизмы возникновения сил притяжения:
Ориентационное взаимодействие (диполь-диполь). Полярные молекулы, в которых центры тяжести положительного и отрицательного зарядов не совпадают (HCl, H2O, NH3), ориентируются таким образом, чтобы рядом находились концы с противоположными зарядами. Между ними возникает притяжение.
Энергия взаимодействия в таком случае пропорциональна кубу расстояния между диполями.
Притяжение диполь-диполь может осуществляться только тогда, когда энергия притяжения превышает тепловую энергию молекул. Обычно это имеет место в твердых и жидких веществах и проявляется в полярных жидкостях.
Индукционное взаимодействие – это электростатическое взаимодействие полярной и неполярной молекулы. Энергия взаимодействия обратно пропорциональна в степени расстояния между ними.
Неполярные молекулы под действием поля полярной молекулы поляризуются (становятся полярными), молекулы начинают притягиваться друг к другу, но намного слабее чем две полярные молекулы. Этот вид соединения проявляется в растворах полярных соединений в неполярных растворителях.
Дисперсионное взаимодействие (Лондоновские силы) – это взаимодействие, которое может возникнуть между неполярными молекулами. Электроны, которые находятся в постоянном движении могут на очень короткое время оказаться сосредоточенными с одной стороны молекулы и тогда неполярная частица становится полярной. Между молекулами устанавливается кратковременная связь. Является самым слабым из всех взаимодействий.
Водородная связь – это взаимодействие между двумя электроотрицательными атомами (O,N, наиболее сильное с F) одной или разных молекул посредством атома водорода.
В большинстве случаев водородная связь слабее ковалентной, но существенно сильнее обычного притяжения молекул друг к другу. В отличии от межмолекулярного взаимодействия водородная связь обладает направленностью и насыщаемостью. Иногда водородная связь образуется в органических соединениях между кислотами, поэтому органические кислоты очень слабые.
Молекула воды образует 4 водородные связи. В их образовании принимают участие оба атома Н, а атом О из-за неподеленной электронной пары образует 2 водородные связи с атомами Н соседних молекул воды.
При плавлении льда около 10% водородной связи разрушается, и молекулы воды сближаются. Поэтому плотность жидкой воды при t-плавлении выше, чем плотность льда.