- •Химия как раздел естествознания.
- •Значение химии для народного хозяйства. Понятие о материи и веществе.
- •Основное содержание атомно-молекулярного учения. Простое вещество и химический элемент.
- •Атом. Молекула. Ион.
- •Атомные и молекулярные массы. Моль. Эквивалент.
- •Важнейшие классы и номенклатура неорганических веществ.
- •Ядерная модель строения атома. Квантово-механические представления о строении атома.
- •Квантовые числа.
- •Формы электронных облаков. Атомная электронная орбиталь.
- •Порядок заполнения электронами энергетических уровней в атоме.
- •Принцип минимума энергии.
- •Принцип Паули.
- •Правило Хунда.
- •Правила Клечковского.
- •Строение атомных ядер. Изотопы.
- •Энергия связи. Дефект массы.
- •Периодический закон. Порядковый номер элемента.
- •Размеры атомов и ионов. Энергия ионизации.
- •Сродство к электрону. Электроотрицательность.
- •Теория химического строения.
- •Типы химической связи.
- •Метод валентных связей.
- •Способы образования ковалентной связи.
- •Направленность ковалентной связи.
- •Гибридизация атомных электронных орбиталей.
- •Основные понятия термодинамики.
- •Первый закон термодинамики.
- •Второй закон термодинамики.
- •Энтропия. Статический и термодинамический смысл.
- •Третий закон термодинамики и его следствия.
- •Превращения энергии при химических реакциях.
- •Основные понятия термохимии.
- •Первый закон термохимии. Термохимические уравнения.
- •Второй закон термохимии и его следствие.
- •Термодинамические функции: внутренняя энергия, энтальпия.
- •Энергия Гиббса. Направленность химических процессов.
- •Скорость химических реакций в гетерогенных и гомогенных системах.
- •Зависимость скорости реакции от концентрации реагирующих веществ.
- •Зависимость скорости реакции от природы реагирующих веществ и температуры.
- •Энергия активации. Активированный комплекс.
- •Катализ. Гомогенный и гетерогенный катализ.
- •Стадии протекания гетерогенных реакций.
- •Необратимые и обратимые реакции.
- •Химическое равновесие. Константа химического равновесия.
- •Факторы, определяющие направление протекания химических реакций.
- •Смещение химического равновесия. Принцип Ле Шателье.
- •Правило фаз Гиббса.
- •Растворы. Процесс растворения.
- •Способы выражения состава растворов.
- •Растворимость. Закон Генри.
- •Закон распределения. Экстракция.
- •Осмос. Закон Вант-Гоффа.
- •Давление пара растворов. Закон Рауля.
- •Водные растворы электролитов. Теория электролитической диссоциации.
- •Сильные и слабые электролиты. Степень диссоциации.
- •Константа диссоциации. Закон разбавления Оствальда.
- •Состояние сильных электролитов в растворе. Активность. Ионная сила.
- •Свойства кислот, оснований и солей с точки зрения теории электролитической диссоциации.
- •Ионно-молекулярные уравнения. Гидролиз солей.
- •Произведение растворимости. Диссоциация воды. Водородный показатель.
- •Окисленность элементов. Окислительно-востановительные реакции.
- •Составление уравнений окислительно-востановительных реакций.
- •Электрохимические процессы. Гальванический элемент Якоби-Даниэля.
- •Электронные потенциалы. Уравнение Нернста. Стандартный электродный потенциал.
- •Водородный электрод. Измерение электродных потенциалов.
- •Электролиз. Реакции на катоде и аноде при электролизе.
- •Электролиз растворов и расплавов солей.
- •Законы Фарадея. Применение электролиза.
- •Определение и классификация коррозионных процессов.
Третий закон термодинамики и его следствия.
При любом процессе, проводящемся при абсолютном нуле температур, изменение энтропии равно нулю независимо от изменения других параметров состояния.
Следствия:
теплоемкость любого тела при приближении к абсол.нулю, стремится к нулю.
невозможен такой процесс, в рез-те кот. тело могло бы быть охлаждено до абсолютного нуля (принцип недостижимости абсолютного нуля).
Превращения энергии при химических реакциях.
При химических взаимодействиях освобождается часть энергии в-в. Это химическая энергия. При хим.реакции происходит взаимное превращение химической энергии веществ с одной стороны, и тепловой, лучистой, электрической, механической с другой стороны.
Основные понятия термохимии.
Количество теплоты, выделяющееся при образовании 1 моля соединения из простых в-в называют теплотой образования данного соед-я. Тепло образования простых в-в при стандартных условиях (т=25 С, р=10^5 Па), принято равным нулю.
Величина теплового эффекта р-ции зависит от природы реаг.в-в и продуктов р-ции, их агрегатного состояния и температуры.
Теплотой сгорания топлива называют величину теплоты, выделившейся при сгорании 1 моля в-ва.
Первый закон термохимии. Термохимические уравнения.
Закон Лавуазье-Лапласса. Если при образовании какого-либо соединения выделяется/поглощается некоторое кол-во теплоты, то при разложении этого соединения в тех же условиях такое же кол-во теплоты поглощается/выделяется
Химические уравнения, в которых указано кол-во выделенной или поглощенной теплоты, а также агрегатное состояние реагир. в-в, назыв. термохимическим уравнениями.
Второй закон термохимии и его следствие.
Закон Гесса. Тепловой эффект реакции зависит только от начального и конечного состояния в-в и не зависит от промежуточных стадий процесса.
Следствие: тепловой эффект хим.р-ции равен сумме Теплов образования получающихся в-в за вычетом суммы Теплов образования исходных в-в. (причем оба суммирования проводят с учетом стехиомертич. коэф. в уравнении р-ции).
Термодинамические функции: внутренняя энергия, энтальпия.
Внутренняя энергия является однозначной функцией состояния вещества (или совокупности вещества) и зависит только от параметров состояния, тогда как по отдельности каждая из величин, определяющих внутреннюю энергию (теплота Q, работа W) зависит от пути процесса, переводящего реагенты в продукты. ( из 1 з-на т/д - количество теплоты Q, сообщенное системе, расходуется на увеличение ее внутренней энергии dU и на совершение работы W системой, т.е. Q = dU + W)
Другой функцией состояния системы является энтальпия – тепловой эффект реакции при постоянном давлении (dН).
Энергия Гиббса. Направленность химических процессов.
Самопроизвольное протекание изобарно-изотермического процесса определяется двумя факторами: энтальпийным, связанным с уменьшением энтальпии системы (ΔH), и энтропийным T ΔS, обусловленным увеличением беспорядка в системе вследствие роста ее энтропии. Разность этих термодинамических факторов является функцией состояния системы, называемой свободной энергией Гиббса (G, кДж)
G – энергия Гиббса. Энергия Гиббса - это величина, показывающая изменение энергии в ходе химической реакции и дающая таким образом ответ на принципиальную возможность протекания химической реакции.
G=H-TS или dG=dH-TdS
Самопроизвольно могут протекать реакции в направлении уменьшения dG<0
T0; dG=dH
T ∞; dG=-TdS
При низких температурах критерием направления самопроизвольного протекания р-ции первым приближением служит знак теплового эффекта р-ции, а при высоких – знак изменения энтропии. (при низк. – экзотерм., при высок. – привод. к увелич. числа мол-л).