Сборник примерных программ базовых дисциплин C.1-C.3 ФГОС по специальности - 020201

131 Pages·1.157 MB·Russian

1
Сборник
примерных программ базовых дисциплин учебных циклов C.1-C.3 ФГОС
подготовки выпускников по специальности 020201 «Фундаментальная и
прикладная химия»

Основное содержание сборника составляют программы базовых
дисциплин «Профессионального цикла»
Неорганическая химия
Аналитическая химия
Органическая химия
Физическая химия
Химические основы биологических процессов
Высокомолекулярные соединения
Химическая технология
Кристаллохимия
Коллоидная химия
Физические методы исследования
Квантовая химия
Современная химия и химическая безопасность
В сборник включены также программы базовых дисциплин
«Математического и естественнонаучного цикла»
Математика
Вычислительные методы в химии
Строение вещества
Физика
Информатика
Биология с основами экологии
и программы «Гуманитарного, социального и экономического цикла».
История и методология химии
Иностранный язык (программа преподавания английского языка,
адаптированная для подготовки химиков)
В соответствии с пунктом 7.1 текста ФГОС подготовки специалистов
по специальности 020201-химия основная образовательная программа вуза,
включающая программы учебных дисциплин, разрабатывается вузами
самостоятельно. Поэтому предлагаемые в сборнике программы учебных
дисциплин носят рекомендательный характер.
Программы подготовлены преподавателями химического факультета
МГУ, а также механико-математического, физического и биологического
факультетов МГУ. Все программы представлены в авторской редакции,
одобрены на заседании Президиума УМС по химии 19 июля 2011 года и
утверждены решением Пленума УМС по химии 21 ноября 2011 года.

Председатель УМС по химии,
декан химического факультета МГУ
академик РАН, профессор В.В.Лунин
2
НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
Программа для подготовки специалистов

Введение
Химия как система знаний о веществах – их составе, строении и химической связи.
Предмет и задачи химии. Теория и эксперимент в химии. Информационные системы.
Основные задачи современной неорганической химии.

1. Основы химической термодинамики
Задачи химической термодинамики. Понятия: система (системы открытые, закрытые и
изолированные), параметры состояния, энергия, работа, теплота, равновесие.
Термодинамические процессы (обратимые, необратимые, самопроизвольные и
несамопроизвольные). Химические превращения и их важнейшие признаки.
Первый закон термодинамики. Внутренняя энергия. Теплота и работа различного рода.
Энтальпия. Тепловой эффект химической реакции. Закон Гесса и термохимические
расчеты. Стандартное состояние и стандартные теплоты химических реакций. Энтальпия
образования Теплоемкость и ее температурная зависимость. Энергия химической связи.
Использование химических превращений для генерирования, хранения и транспортировки
энергии.
Второй закон термодинамики. Энтропия. Зависимость энтропии от температуры.
Стандартная энтропия. Изменение энтропии при фазовых переходах и химических
реакциях. Энергия Гиббса и энергия Гельмгольца. Уравнение состояния. Химический
потенциал и активность. Критерии самопроизвольного протекания процессов в
изолированных, закрытых и открытых системах.
Условия химического равновесия. Константа химического равновесия как мера глубины
протекания процессов. Факторы, влияющие на величину константы равновесия.
Смещение химического равновесия.
Использование стандартных энтальпии и энтропии для расчета химических равновесий.

2. Растворы. Фазовые равновесия.
Представление об истинных и коллоидных растворах. Процессы растворения. Способы
выражения состава растворов. Факторы, влияющие на растворимость: энергия
кристаллической решетки, энергия сольватации, температура. Насыщенные,
пересыщенные и ненасыщенные растворы. Осаждение малорастворимых солей.
Произведение растворимости.
Фазовые равновесия. Основные понятия: компонент, фаза, степень свободы. Правило фаз.
Фазовая диаграмма воды. Фазовые диаграммы двухкомпонентных систем с
неограниченной растворимостью. Азеотропы. Двухкомпонентная система с простой
эвтектикой. Криогидраты. Фазовая диаграмма двухкомпонентной системы, образующей
химическое соединение. Идеальные и неидеальные растворы.
Коллигативные свойства растворов неэлектролитов и электролитов: давление
насыщенного пара, понижение температуры замерзания (криоскопия), повышение тем-
пературы кипения (эбулиоскопия), осмос и осмотическое давление в неорганических и
биологических системах.
Сильные и слабые электролиты. Изотонический коэффициент, степень и константа
диссоциации. Кислотно-основное равновесие. Понятия "кислота" и "основание".
Классическая теория Аррениуса и ее ограничения. Основные положения протолитической
теории Бренстеда - Лоури. Автопротолиз воды. Характеристика силы кислот и оснований.
Гидролиз как частный случай кислотно-основного равновесия. Основы теории Льюиса.
Окислительно-восстановительные реакции. Основные понятия. Электродный
потенциал. Стандартный электродный потенциал. Уравнение Нернста. Связь константы
3
равновесия со стандартными потенциалами. Факторы, влияющие на направление
окислительно- восстановительных реакций. Формы представления стандартных
электродных потенциалов: диаграммы Латимера, диаграммы окислительных состояний
(диаграммы «вольт-эквивалент — степень окисления», ВЭ-СО, или диаграммы Фроста),
диаграммы eH- pH (диаграммы Пурбе) Электролиз. Электрохимические источники
энергии. Коррозия как электрохимический процесс.

3. Кинетика и механизм химических реакций
Скорость химической реакции, ее зависимость от природы и концентрации реагентов,
температуры. Порядок и молекулярность реакции. Константа скорости и ее зависимость
от температуры. Уравнение Аррениуса. Энергия активации. Понятия о механизме и
кинетике реакций в гомогенных и гетерогенных системах. Понятие о цепных и
колебательных реакциях, гомогенном и гетерогенном катализе. Автокатализ.

4. Строение атома
Развитие представлений о строении атома. Понятие о квантовой механике. Волновая
природа электрона. Физический смысл уравнения Шредингера. Волновая функция.
Понятие о квантовых числах. Радиальная и орбитальная составляющие волновой
функции: s-, р-, d- и f-орбитали. Атомные орбитали, их энергии и граничные поверхности.
Эффективный заряд ядра и константа экранирования. Порядок заполнения электронами
атомных орбиталей. Принцип Паули. Правила Хунда. Электронная конфигурация атомов.
Понятия: орбитальный радиус и энергия ионизации атома, сродство к электрону и
электроотрицательность. Релятивистские эффекты. Радиоактивность. Строение ядра и
превращения атомов.

5. Периодический закон Д.И. Менделеева. Периодическая система элементов
Химический элемент. Современная формулировка Периодического закона. Структура
периодической системы и ее связь с электронной структурой атомов, закон Мозли.
Периодичность в изменении электронной конфигурации атомов. Периоды и группы.
Коротко- и длиннопериодный варианты Периодической таблицы. Периодичность в
изменении величин радиусов, энергии ионизации, сродства к электрону,
электроотрицательности атомов. Периодичность в изменении свойств простых веществ и
основных химических соединений (оксиды, гидроксиды, галогениды). Вертикальные,
горизонтальные и диагональные аналогии в Периодической системе. Переходные и
непереходные элементы. Металлы и неметаллы. Распространенность элементов. Законы
геохимии.

6. Химическая связь
Понятие о природе химической связи. Характеристики химической связи: энергия,
длина, валентный угол, порядок (кратность) и полярность. Понятие о распределении
электронной плотности. Ионная связь и её характеристики: ненаправленность, константа
Маделунга, энергия). Водородная связь. Слабые взаимодействия: ван-дер-Ваальсовы
силы.
Методы описания ковалентной связи. Основные положения метода валентной
связи (ВС). Концепция Льюиса. Направленность и поляризуемость ковалентной связи.
Понятие о гибридизации атомных орбиталей. Донорно-акцепторное взаимодействие.
Недостатки метода ВС. Геометрия многоатомных молекул. Модель Гиллеспи: основные
положения, применение и ограничения. Металлическая связь как особый случай
ковалентной связи. Основные положения метода молекулярных орбиталей (МО). Метод
МО ЛКАО. Связывающие и разрыхляющие орбитали. Двухцентровые двухэлектронные
МО. Особенности σ- и π-связывания. Энергетические диаграммы двухатомных
гомоядерных молекул и ионов, образованных элементами 1-го и 2-го периодов. Энергия
4
ионизации, магнитные и оптические свойства. Энергетические диаграммы простейших
гетероядерных молекул (CO, НF, LiH). Понятие об изоэлектронности. Понятие о
трехцентровых МО (BeH , XeF ).
2 2

7. Комплексные соединения
Основные понятия химии комплексных соединений: центральный атом и его
координационное число; лиганды, дентатность, донорный атом, внутренняя и внешняя
координационные сферы. Понятие о классификации комплексных соединений.
Номенклатура и изомерия комплексных соединений.
Химическая связь в комплексных соединениях. Теории строения комплексных
соединений. Достоинства и недостатки метода валентных связей (МВС).
Теория кристаллического поля (ТКП). Симметрия d-орбиталей. Изменение энергии d-
орбиталей в сферическом, октаэдрическом и тетраэдрическом поле лигандов. Сильное и
слабое поле лигандов, энергия расщепления, энергия спаривания. Энергия стабилизации
кристаллическим полем (ЭСКП). Влияние на величину расщепления природы
центрального атома (заряда, радиуса, электронной конфигурации), природы, числа и
расположения лигандов. Спектрохимический ряд. Эффект Яна-Теллера, тетрагональное
искажение октаэдрических комплексов, плоскоквадратные комплексы.
Метод молекулярных орбиталей (ММО). Энергетическая диаграмма молекулярных
орбиталей октаэдрического комплекса без и с π-связыванием: π-донорные и π-
акцепторные лиганды.
Термодинамическая и кинетическая устойчивость комплексных соединений.
Константы устойчивости. Типы реакций комплексных соединений: лигандный обмен;
перенос протона и электрона; влияние центрального атома на химическое поведение
лигандов. Хелатный эффект. Эффект трансвлияния.

8. Конденсированное состояние вещества
Основные понятия кристаллохимии. Основные типы кристаллических структур простых
веществ (меди, α-железа, магния, алмаза и графита). Простейшие структуры соединений
AX (NaCl, CsCl, CaF , ZnS). Модель плотнейших шаровых упаковок. Ионные радиусы.
2
Энергия кристаллической решетки, константа Маделунга. Закономерности в изменении
свойств твердых веществ с ионным типом связи.
Введение в электронное строение кристаллов (зонная модель). Понятия о зонах:
валентной, проводимости и запрещенной. Электропроводность. Металлы,
полупроводники, диэлектрики. Интерметаллиды. Молекулярные кристаллы. Кластеры.
Ультрадисперсные системы, наночастицы. Стеклообразное состояние.

9. Водород—первый элемент Периодической системы
Нахождение в природе. Получение, свойства и применение водорода; физические и
химические свойства. Особое положение водорода в Периодической системе. Изотопы
водорода; Строение и свойства иона гидрооксония H O+. Ион H– и основные типы
3
гидридов. Строение и свойства твердой, жидкой и газообразной воды.

10. Элементы 18-ой группы: благородные газы
Электронная конфигурация, величины радиусов и энергии ионизации атомов
благородных газов. Получение, строение, свойства благородных газов: температура
фазовых переходов, растворимость в воде, клатраты, Синтез соединений благородных
газов взаимодействие с фтором. (Бартлетт). Строение, свойства фторидов ксенона XeF ,
2
XeF , XeF (взаимодействие с водой, окислительно-восстановительные и кислотно-
4 6
основные свойства). Кислородные соединения. Диаграммы Фроста. Трехцентровая,
четырех-электронная связь во фторидах благородных газов. Применение благородных
газов.
5

11. Элементы 17-ой группы: фтор, хлор, бром, иод, астат.
Закономерности в изменении электронной конфигурации, величин радиусов, энергии
ионизации, сродства к электрону, электроотрицательности, характерных степеней
окисления атомов. Различие энергии 3s – 3p, 4s – 4p и 5s – 5p атомных орбиталей
Особенности фтора. Строение молекул галогенов (МО ЛКАО). Свойства галогенов,
межмолекулярные взаимодействия и физические свойства простых веществ. Природные
соединения, принципы получения простых веществ из природных соединений.
Применение галогенов.
Химические свойства простых веществ. Гомо- и гетеролитические пути разрыва связи
в молекулах галогенов (взаимодействие с водой, водородом, углеводородами). Строение
молекул (МО ЛКАО) и физические свойства (энергия диссоциации, дипольный момент,
температура плавления, кипения) галогеноводородов. Способы получения. Система НСl –
Н О. Закономерности в изменении кислотных и восстановительных свойств
2
галогеноводородных кислот (HГ). Автопротолиз HF.
Межгалогенные соединения (МГС). Строение молекул в приближении метода
валентных связей (МВС). Катионные и анионные формы гомоатомных МГС. Энергия
связи, строение (модель Гиллеспи) и термическая устойчивость гетероатомных МГС.
Аналогия в химических свойствах МГС и галогенов: взаимодействие с водой, окисление
металлов, автоионизация. Катионные и анионные формы гетероатомных МГС.
Применение МГС.
Взаимодействие галогенов с водой: растворение, сольватация и клатратообразование,
гетеролитическое разложение, термодинамические и кинетические факторы,
определяющие состав продуктов взаимодействия галогенов с водой. Кислородные
соединения галогенов. Закономерности в строении и свойствах оксидов. Способы
получения. Изменение строения и свойств в ряду НГО–НГO –НГО –НГO : термическая
2 3 4
устойчивость, окислительные, кислотно-основные свойства. Строение и свойства
ортоиодной кислоты H IO .
5 6
Сопоставление устойчивости и окислительных свойств кислородных кислот галогенов
с помощью диаграмм ВЭ-СО. Порядок взаимного вытеснения галогенов из га-
логеноводородных, кислородосодержащих кислот и их солей.

12. Элементы 16-ой группы: кислород, сера, селен, теллур, полоний.
Закономерности в изменении электронной конфигурации, величин радиусов, энергии
ионизации, сродства к электрону, характерных степеней окисления, электро-
отрицательности и координационных чисел атомов. Отличительные свойства кислорода,
кратность связи и особенности катенации (образования гомоядерных цепей) в рядах O – S
– Se – Te. Озон. Озониды.
Строение (МО ЛКАО) и свойства молекулы O и ионов O + O – и O 2–. Изменение
2 2 2 2
состава молекул, внутри- и межмолекулярного взаимодействия в ряду O-S-Se-Te.
Закономерности в изменении физических свойств простых веществ: энергия
кристаллической решетки, температура фазовых превращений. Температурная
зависимость вязкости серы. Фазовые диаграммы воды и серы. Получение простых
веществ из природных соединений. Применение кислорода, халькогенов и их соединений.
Водородные соединения. Параметры молекул Н Э (длина и энергия связи, валентный
2
угол), закономерности изменения физических свойств (дипольный момент, энергия
диссоциации, температура фазовых переходов). Автопротолиз соединений Н Э.
2
Закономерности в изменении кислотных и восстановительных свойств
халькогеноводородов. Особенности H О в ряду соединений Н Э. Строение, свойства и
2 2
получение пероксида водорода. Гидропероксиды М–О–О–Н. Полисульфаны H–( S ) –H.
n
Соединения халькогенов с кислородом. Сравнение строения и свойств
изоэлектронных аналогов: S O, SO , NO –. Сопоставление строения и свойств оксидов ЭO
2 2 2 2
6
и ЭО . Условия окисления SO в SO . Оксокислоты Н SO и H SO : строение анионов и
3 2 3 2 3 2 4
химические свойства. Таутомерия бисульфит-иона. Система H O–Н SO . Получение,
2 2 4
строение и окислительные свойства H SO . Термическая устойчивость сульфатов.
2 4
Сопоставление силы кислот, термической устойчивости и окислительной активности
оксокислот Н SО и Н SO . Диаграммы ВЭ-СО в ряду халькогенов. Особенности строения
2 3 2 4
и свойств ортотеллуровой кислоты H TeO .
6 6
Строение, получение и свойства тиосульфата натрия. Гомоядерные цепи в
политионатах [О S–(S )–SO ] , где n = 1–22. Изоэлектронные замещения в H SO : атома
3 n 3 2 4
кислорода на серу (тиосульфат-ион), пероксогруппу –O–O– (H SO ); гидроксильной
2 8
группы –ОН на мостиковый кислород в полисульфатах, [SO -(SO ) ]2-, где n = 1,2,3; на
4 3 n
галоген в оксогалогенидах ЭO Г и на перекисную группу –O–O– в пероксосульфатах H-
2 2
O–O-–SO –OH.
2

13. Элементы 15-ой группы: азот, фосфор, мышьяк, сурьма, висмут
Закономерности в изменении электронной конфигурации, величин радиусов, энергии
ионизации атомов, сродства к электрону и электроотрицательности. Характерные степени
окисления и координационные числа. Закономерности в изменении координационного
числа, прочности одинарных (Э-Э), двойных (Э=Э) и тройных (Э≡Э) связей. Основные
природные соединения, принципы получения из них азота, фосфора, мышьяка, сурьмы,
висмута. Роль соединений азота и фосфора в экологии и в биологических процессах.
Применение простых веществ.
МО и свойства N , N +. Строение белого, красного и черного фосфора, мышьяка,
2 2
сурьмы и висмута. Закономерности в изменении физических и химических свойств
простых веществ. Методы связывания молекулярного азота.
Строение (валентные углы Н–Э–Н, длина и энергия связи Э–Н, дипольный момент) и
закономерности в изменении физических и химических свойств водородных соединений
ЭН : (температура фазовых переходов, термодинамическая устойчивость, кислотно-
3
основные и восстановительные свойства). Получение и свойства аммиака: автоионизация,
реакции замещения, акцепторные (протолитическое взаимодействие с водой), донорные
(образование аммиакатов) и восстановительные свойства. Термическая устойчивость
солей аммония - фосфатов, хлоридов, сульфатов, нитратов, нитритов. Сопоставление
строения и свойств аммиака NH , гидроксиламина NH OH и гидразина N Н (кислотно-
3 2 2 4
основных и окислительно-восстановительных). Строение и свойства азотистоводородной
кислоты.
Получение, состав, строение и закономерности в изменении свойств оксидов азота:
N O, NO, N O , NO , N O и N O : (дипольный момент, межмолекулярное
2 2 3 2 2 4 2 5
взаимодействие, взаимодействие с водой, температура фазовых переходов,
термодинамическая устойчивость, кислотно-основные свойства). Схема МО и
сопоставление свойств NO и NO+. Анионные (NO –, NO –) и катионные (NO+, NO +)
2 3 2
формы оксидов азота (III) и (V). Диспропорционирование оксидов азота (III), (IV). Синтез
безводных нитратов металлов. Термическое разложение нитратов металлов.
Получение, сопоставление строения и свойств азотистой HNO . и азотной HNO
2 3
кислот: термодинамическая устойчивость, кислотные и окислительно-восстановительные
свойства водных растворов. Таутомерия HNO . Зависимость состава продуктов
2
взаимодействия азотной кислоты с металлами от концентрации HNO и природы металла.
3
Гипоазотистая (HON) и нитроксиловая H N O кислоты.
2 2 2 4
Получение, сопоставление кислотно-основных, окислительно-восстановительных
свойств и термической устойчивости кислот Н РО , Н РО , Н РО . Взаимодействие
3 2 3 3 3 4
фосфорного ангидрида с водой. Полифосфорные кислоты. Орто-, пиро-,линейные и
циклические мета-, полифосфаты. Взаимодействие растворимых солей Н РО , Н РО ,
3 2 3 3
Н РО с AgNO . Особенности кислотно-основных и окислительно-восстановительных
3 4 3
свойств оксосоединений мышьяка, сурьмы и висмута. Диаграммы ВЭ-СО соединений
7
азота, фосфора, мышьяка, сурьмы и висмута. Общие тенденции в изменении строения и
свойств оксидов и оксокислот элементов 15–ой группы Периодической системы
(кислотно-основных и окислительно-восстановительных).
Строение и свойства галогенидов (РГ , РГ ) и оксохлорида (РОСl ) фосфора.
3 5 3
Соединения фосфора с азотом.

14. Элементы 14-ой группы:углерод, кремний, германий, олово, свинец
Закономерности в изменении электронной конфигурации, размеров атомов, энергии
ионизации, сродства к электрону, электроотрицательности, характерных степеней
окисления и координационных чисел атомов. Основные природные соединения,
принципы получения из них углерода, кремния, германия, олово, свинца. Применение
простых веществ. Физические и химические свойства простых веществ: взаимодействие с
разбавленными и концентрированными растворами НСl, HNO , H SO , NaOH, металлами,
3 2 4
неметаллами.. Полупроводниковые свойства кремния и германия.
Прочность Э–Э, Э–Н, Э–Г (Г – галоген) и Э–O связей. Фазовые диаграммы простых
веществ. Особенности катенации, характерные степени окисления и координационные
числа в ряду C–Si–Ge–Sn–Pb. Алмаз, графит, карбин, фуллерены — полиморфные формы
углерода. Соединения включения графита.
Водородные соединения элементов 14- ой группы. Различие в реакционной
способности углеводородов и силанов.
Кислородные соединения элементов 14-ой группы. Молекулы СО и СО : получение,
2
сопоставление строения (МО ЛКАО, МВС), физических (энергия диссоциации,
дипольный момент, температура фазовых переходов) и химических (взаимодействие с
Н О, металлами, окислительно-восстановительные свойства, СО и СО как лиганды)
2 2
свойств. Карбонилы металлов. Сопоставление строения и свойств НСООН и H CO .
2 3
Термодинамическая устойчивость карбонатов. Строение и свойства SiO . Сопоставление
2
строения и свойств СО и SiO , карбонатов и силикатов. Основные типы структур
2 2
силикатов.
Галогениды углерода и карбонил-галогенид. Тетрагалогениды кремния,
гексафторокремниевая кислота. Строение и свойства дигалогенидов и тетрагалогенидов
германия, олова и свинца. Строение и свойства циановодорода, родановодорода и их
производных. Азотсодержащие соединения элементов 14-ой группы: псевдогалогены
(дициан (CN) , диродан (SCN) и псевдогалогениды (цианид CN- , цианат OCN-,
2 2
тиоционат (SCN-). Сульфиды герания, олова и свинца.
Закономерности в изменении строения и химических свойств оксидов и гидроксидов
Ge, Sn и Pb (термодинамическая устойчивость, кислотно-основные и окислительно-
восстановительные свойства).Диаграммы Фроста.

15. Элементы 13-ой группы: бор, алюминий, галлий, индий, таллий
Закономерности в изменении электронной конфигурации, размеров атомов, энергии
ионизации, сродства к электрону, электроотрицательности, характерных степеней
окисления и координационных чисел атомов. Основные природные соединения,
принципы получения из них бора, алюминия, галлия, индия, таллия. Применение простых
веществ.
Характерные степени окисления и координационные числа бора. Кристаллическая
структура, физические и химические свойства бора.
Получение, строение, свойства диборана В Н : восстановительные свойства, взаимо-
2 6
действие с водой, гидридом лития (LiH), оксидом углерода (H BCO – карбонил борана).
3
Гомологические ряды гидридов бора: клозо- [В Н ]2-, нидо-[В Н ] и архно-[В Н ]
n n n n+4 n n+4
бораны. Строение и закономерности в свойствах, правило Уэйда.
Получение, особенности строения и свойства В О и борных кислот. Зависимость
2 3
состава продуктов полимеризации оксоборатов от рН среды и концентрации.
8
Диагональное сходство бора и кремния на примере гидридов, галогенидов, оксидов и
оксокислот. Сопоставление строения и свойств боратов, карбонатов и нитратов металлов.
Аналогия в строении и свойствах соединений: бензол — боразол, алмаз — боразон.
Получение бора из природных соединений. Применение бора и его соединений.
Получение, физические и химические свойства алюминия, галлия, индия и таллия.
Закономерности в строении, термической устойчивости, кислотно-основных и
окислитель-но-восстановительных свойств соединений элементов в степени окисления +3:
оксиды, гидроксиды, галогениды. Комплексные соединения алюминия, галлия, индия и
таллия. Гидрид алюминия и алюмогидриды щелочных элементов. Особенности химии
Tl(I). Изменение устойчивости соединений элементов в низких степенях окисления в 13-
ой и 14-ой группах. Природные соединения, получение и применение алюминия, галлия,
индия, таллия и их соединений.

16. Элементы 1-ой группы: литий, натрий, калий, рубидий, цезий и франций.
Закономерности в изменении электронных конфигураций, величин радиусов, энергий
ионизации атомов. Особенности лития. Энергия кристаллической решетки, физические и
химические свойства простых веществ. Особенности взаимодействия щелочных металлов
с водой по ряду литий — цезий. Закономерности в строении и свойствах (термическая
устойчивость, кислотно-основные свойства) основных типов соединений: оксидов,
пероксидов, гидроксидов, карбонатов, галогенидов. Особенности комплексных
соединений щелочных элементов. Получение щелочных металлов из природных
соединений. Применение щелочных металлов и их соединений.

17. Элементы 2-ой группы:бериллий, магний, кальций, стронций, барий
Изменение электронных конфигураций, величин радиусов, энергий ионизации атомов.
Особенности бериллия. Получение простых веществ из природных соединений.
Гидроксиды бериллия и магния: строение, кислотно-основные свойства, реакции
протолиза и конденсации ионов Be (II) и Mg (II). Карбонаты бериллия и магния.
Оксоацетат бериллия.
Закономерности в строении и свойствах основных типов соединений
щелочноземельных элементов: оксидов, гидроксидов, карбонатов, галогенидов.
Комплексные соединения элементов 2-ой группы. Диагональное сходство литий —
магний; диагональное сходство бериллий — алюминий. Применение бериллия, магния и
щелочноземельных элементов.

18. Элементы 3-ой группы: скандий, иттрий, лантан и лантаниды, актиний и
актиниды
Закономерности в изменении электронных конфигураций, радиусов, энергий
ионизации, характерных степеней окисления и координационных чисел атомов.
Редкоземельные элементы (РЗЭ). Лантанидное сжатие. Сравнение физических свойств
простых веществ: энергий атомизации, температур фазовых переходов, оптических и
магнитных свойств.
Химические свойства РЗЭ. Закономерности в строении и свойствах оксидов,
гидроксидов. Сходство и различие химии РЗЭ и элементов 2-ой группы. Комплексные
соединения РЗЭ: координационные числа, координационные полиэдры, устойчивость.
Редкоземельные элементы с переменной степенью окисления, особенности Ce(IV) и
Eu(II). Разделение и применение РЗЭ.
Актиний и актиниды. Закономерности в изменении электронной конфигурации,
радиусов, энергий ионизации, характерных степеней окисления, координационных чисел
актиния и актинидов. Подгруппы тория и берклия. Получение, физические и химические
(взаимодействие с кислотами, щелочами, неметаллами) свойства простых веществ.
Строение и свойства соединений актинил-ионов: (МО )2+ (М = U, Np, Pu). Особенности
2
9
химии тория и урана. Сходство элементов подгруппы тория с d-элементами.
Использование актинидов в ядерной энергетике. Синтез трансурановых элементов.

19. Элементы 4-ой группы: титан, цирконий, гафний
Сопоставление электронных конфигураций, величин радиусов, энергий ионизации,
характерных степеней окисления, координационных чисел атомов элементов 4-ой и 14-ой
групп. Природные соединения, получение и сопоставление физических и химических
свойств простых веществ элементов 4-ой группы. Сопоставление строения и свойств
однотипных соединений в ряду Э(IV) — Э(III) — Э(II). Комплексные соединения.
Разделение соединений циркония и гафния. Диаграмма ВЭ-СО для соединений титана.
Пероксидные соединения титана. Применение титана, циркония, гафния и их соединений.

20. Элементы 5-ой группы: ванадий, ниобий, тантал
Сопоставление электронных конфигураций, величин радиусов, энергий ионизации,
степеней окисления, координационных чисел атомов элементов 5-ой и 15-ой групп.
Природные соединения, получение, применение, физические и химические свойства
простых веществ элементов 5-ой группы. Сопоставление строения и химических свойств
катионных и анионных форм соединений ванадия (V) и фосфора (V). Изополисоединения:
строение, зависимость состава от рН и концентрации. Диаграммы ВЭ-СО для соединений
элементов 5-ой группы. Сопоставление окислительно-восстановительных и кислотно-
основных свойств соединений ванадия в степенях окисления II–III–IV–V. Сульфосоли
(сульфидные анионные комплексы) и пероксидные соединения ванадия (V). Соединения
ниобия и тантала в низких степенях окисления. Кластеры.

21. Элементы 6-ой группы: хром, молибден, вольфрам
Сопоставление электронных конфигураций, величин радиусов, энергий ионизации,
характерных степеней окисления, координационных чисел атомов элементов 6-ой и 16-ой
групп. Сравнение химических и физических свойств простых веществ элементов 6-ой
группы. Их получение из природных соединений и применение.
Сопоставление строения и свойств высших оксидов ЭО и кислот Н ЭО . Комплексные
3 2 4
соединения элементов 6-ой группы. Конденсация оксоанионов: изо- и гетерополи-
соединения. Диаграммы ВЭ-СО для соединений хрома, молибдена и вольфрама.
Сопоставление кислотно-основных, окислительно-восстановительных свойств
соединений хрома в ряду Cr (VI)—Cr (III)—Cr (II). Пероксидные соединения. Сульфосоли
(сульфидные анионные комплексы). Особенности соединений молибдена и вольфрама:
«синей», «бронз». Ацетат Cr (II); кратные связи металл–металл в соединениях хрома,
молибдена, вольфрама.

22. Элементы 7-ой группы: марганец, технеций, рений
Сравнительная характеристика электронных конфигураций, величин радиусов, энергий
ионизации, характерных степеней окисления и координационных чисел атомов элементов
7-ой и 17-ой групп. Природные соединения, получение, физические, химические свойства
и применение простых веществ элементов 7-ой группы. Диаграммы ВЭ-СО для
соединений марганца, технеция и рения. Сопоставление свойств соединений марганца с
различными степенями окисления. Сравнение строения и свойств (термической
устойчивости, кислотно-основных, окислительно-восстановительных) соединений Mn
(VII)–Те (VII)–Re (VII). Соединения рения в низких степенях окисления.

23. Элементы 8-ой, 9-ой и 10-ой групп
3d элементы – железо, кобальт, никель. Сравнение электронной конфигурации,
радиусов, энергий ионизации, характерных степеней окисления и координационных чисел
10
атомов этих элементов. Природные соединения, получение, применение и свойства
простых веществ. Ферромагнетизм. Коррозия железа и пути ее предотвращения.
Сопоставление строения и химических свойств соединений Fe, Cо, Ni со степенью
окисления II и III. Сравнение строения и свойств комплексных (цианиды, аммиакаты,
галогениды) соединений железа, кобальта, никеля. Термодинамическая и кинетическая
устойчивость гексацианометаллатных комплексов. Получение и сопоставление свойств
соединений Fe (III) и Fe (VI). Карбонилы переходных элементов. Роль железа в
биологических процессах.
4d- и 5d-элементы: рутений, родий, палладий, осмий, иридий, платина. Природные
соединения, получение, применение, физические и химические свойства простых веществ.
Сопоставление свойств соединений 4d- и 5d- элементов в различных степенях окисления.
Строение и свойства RuO , OsO . Комплексные соединения 4d- и 5d-элементов: строение,
4 4
свойства и их направленный синтез. Особенности комплексных соединений палладия и
платины в степени окисления +2 и +4; эффект трансвлияния.

24. Элементы 11-ой группы: медь, серебро, золото
Сопоставление электронных конфигураций, величин радиусов, энергий ионизации,
характерных степеней окисления и координационных чисел атомов элементов 1-ой и 11-
ой групп. Природные соединения, получение, применение, физические и химические
свойства, простых веществ. Сопоставление строения и свойств однотипных соединений
(оксиды, гидроксиды, галогениды) элементов 1-ой и 11-ой групп. Особенности
соединений Cu (II) и Au (III). Комплексные соединения элементов 11-ой группы
(аммиакаты, цианиды, галогениды): координационные числа, зависимость формы
координационного полиэдра от электронной конфигурации центрального атома и
природы лиганда. Строение и свойства соединений элементов Cu, Ag, Au в высших
степенях окисления. Высокотемпературные сверхпроводники на основе сложных оксидов
меди.

25. Элементы 12-ой группы: цинк, кадмий, ртуть
Сопоставление электронных конфигураций, радиусов, энергий ионизации, характерных
степеней окисления, координационных чисел атомов элементов 2-ой и 12-ой групп
Природные соединения, получение, применение, физические и химические свойства
цинка, кадмия, ртути. Сравнение строения и свойств оксидов, гидроксидов и галогенидов.
Строение и диспропорционирование соединений Hg 2+. Комплексные соединения:
2
аммиакаты, галогениды, цианиды, тиоцианаты. Применение соединений цинка, кадмия,
ртути.

26. Современные проблемы неорганической химии
Современные неорганические материалы. Понятия химии твердого тела.
Классификация дефектов: ноль-, одно-, двух- и трехмерные дефекты.
Нестехиометрические соединения. Квазихимическое описание равновесий дефектов.
Основные типы реакций с участием твердого тела. Зависимость дефектного состава
кристаллов от условий синтеза. Влияние дефектов на свойства кристаллов и кинетику
твердофазных превращений.
Наноматериалы и нанотехнология. Влияние размерных эффектов на функциональные
свойства. Изменение свойств веществ при переходе к нанодисперсному состоянию, роль
поверхности. Особенности термодинамики наносистем. Наноструктуры и нанокомпозиты.
Биологическая неорганическая химия. Организация биологической клетки. Неоргани-
ческие вещества в биологической клетке. Понятие о процессах переноса неорганических
частиц (кислород, калий, натрий, кальций, железо, цинк). Каталитические процессы
(связывание азота в аммиак). Сенсоры на O , NO, CO, металлы. Особенности
2
биологической роли некоторых металлов (железо, медь, молибден).