microbik.ru
1
УТВЕРЖДАЮ

Зав. кафедрой ОНД

_________ В.А. Дремук

Протокол № 10 от 10.05.2011г.

Вопросы к экзамену по дисциплине

«Химия с основами геохимии»

Специальность 1-33 01 02 «Геоэкология»

ФЗО, 1 курс, 1-2 семестр


  1. Предмет и задачи общей химии. Роль химии в системе естественных наук. Связь химии с другими естественными науками. Значение химии для экологии и охраны окружающей среды.

  2. Понятия: «атомная частица», «атом», «ион», «химический элемент», «молекула», «вещество», «формульная единица», «эквивалент», «относительная атомная масса».

  3. Химическое количество вещества. Моль. Молярная масса. Химический эквивалент вещества. Постоянная Авогадро.

  4. Понятие о стехиометрии. Закон сохранения массы веществ в химических реакциях. Закон эквивалентов. Газовые законы: закон объемных отношений, закон Авогадро, объединенный газовый закон. Закон парциальных давлений. Современное содержание стехиометрических законов, их применимость к веществам с различной структурой.

  5. Принципы классификации неорганических веществ. Бинарные соединения и многоэлементные соединения. Кислоты, основания, соли. Основы современной номенклатуры неорганических веществ.

  6. Основные положения современной теории строения атома. Состав атомных ядер. Нуклиды и изотопы.

  7. Явление радиоактивности. Воздействие радиоактивного излучения на живую материю.

  8. Двойственная природа электрона. Принцип неопределенности.

  9. Понятие об электронном облаке. Атомная орбиталь. Волновая функция.

  10. Квантовые числа. Понятия: энергетический уровень и подуровень, электронная оболочка, слой. Взаимное расположение уровней и подуровней по энергии.

  11. Понятие об эффективном заряде ядра. Принцип Паули и максимальная емкость электронных оболочек.

  12. Правило Хунда. Порядок заполнения атомных орбиталей электронами. Электронные конфигурации и электронно-графические формулы атомов.

  13. Формулировка периодического закона Д.И. Менделеева. Особенности заполнения атомных орбиталей электронами и формирование периодов. s-, p-, d-, f-элементы, их расположение в периодической системе.

  14. Структура периодической системы и ее современные графические формы. Физический смысл атомного номера, номера периода и номера группы.

  15. Положение металлов и неметаллов в периодической системе. Особенности положения водорода, лантанидов и актинидов. Физический смысл периодиче­ского закона.

  16. Основные факторы, определяющие характер изменения свойств химических элементов. Размер атома. Ковалентные, ионные и орбитальные радиусы атомов. Изменение радиусов по периодам и группам.

  17. Ионизационный потенциал и сродство к электрону. Электроотрицательность атомов элементов. Закономерности изменения энергии потенциала ионизации, сродства к электрону и электроотрицательности в группах и периодах.

  18. Электростатическая природа и условие образования химической связи. Основные типы химической связи: ковалентная, ионная и металлическая. Количественные характеристики химической связи: длина, энергия.

  19. Ковалентная химическая связь. Квантово-механическая трактовка механизма образования связи между двумя атомами водорода. Основные положения метода валентных связей. Обменный и донорно-акцепторный механизмы образования ковалентной связи.

  20. Валентность атомов химических элементов. Постоянная и переменная валентность. Понятие о валентной и коор­динационной насыщенности атома. Одинарные и кратные связи. Насыщаемость и направленность ковалентной связи.

  21. Полярная и неполярная ковалентная связь. Степень ионности связи. Эффективные заряды атомов в молекуле. Полярность и поляризуемость молекул.

  22. Степень окисления атома. Валентность и степень окисления атома элемента в соединениях. Валентные возможности атомов.

  23. Геометрия структур с ковалентным типом связи. Понятие о стереохимии. Факторы, определяющие пространственное строение молекул. Концепция гибридизации валентных орбиталей атома. Основные типы гибридизации. Влияние отталкивания электронных пар на пространственную конфигурацию молекул. Электронные и графические формулы молекул.

  24. Ионная связь. Координационное число иона. Ионные кристаллические решетки. Кристаллы в природе.

  25. Природа металлической связи. Строение кристаллов металлов.

  26. Строение вещества в конденсированном состоянии. Межмолекулярное взаимодействие: ориентационное, индукционное, дисперсионное. Прочность межмолекулярного взаимодействия и агрегатное состояние веществ.

  27. Природа водородной связи. Роль водородной связи.

  28. Кристаллическое, жидкое и аморфное состояния веществ. Атомная и молекулярная кристаллические решетки. Факторы, определяющие физические свойства атомных и молекулярных кристаллов.

  29. Определение понятия скорости химических реакций. Факторы, влияющие на скорость химических реакций: концентрация реагентов, давление, температура, присутствие катализатора, степень измельченности, воздействие облучения.

  30. Закон действующих масс. Константа скорости и ее физический смысл. Факторы, влияющие на константу скорости химической реакции: природа реагирующих веществ, температура и присутствие катализатора. Понятие о порядке и молекулярности химической реакции.

  31. Обратимые и необратимые химические реакции. Состояние химического равновесия. Константа химического равновесия. Факторы, влияющие на величину константы равновесия: природа реагентов и температура.

  32. Сдвиг химического равновесия. Принцип Ле Шателье. Влияние изменения концентрации, давления и температуры на положение химического равновесия. Значение химического равновесия для окружающей среды и геохимических систем.

  33. Фотохимические и цепные реакции. Особенности протекания фотохимических реакций. Фотохимические процессы в живой природе.

  34. Понятия: фаза, система, среда, макро и микросостояния. Основные термодинамические характеристики. Внутренняя энергия системы и ее изменение в ходе химических превращений.

  35. Энтальпия. Стандартная энтальпия образования вещества. Изменение энтальпии в системах в ходе химических превращений. Тепловой эффект (энтальпия) химических реакций. Экзо- и эндотермические процессы.

  36. Понятие об энтропии. Изменение энтропии в системах в ходе фазовых превращений веществ в природе и химических процессов.

  37. Понятие об энергии Гиббса. Соотношение между величиной изменения энергии Гиббса и величинами энтальпии и энтропии реакции (основное термодинамическое соотношение). Термодинамический анализ возможности и условий протекания химических реакций. Особенности протекания химических процессов в природе.

  38. Определение понятия раствор. Твердые, жидкие и газообразные растворы. Грубодисперсные системы. Суспензии и эмульсии. Коллоидные и истинные растворы. Растворы природного происхождения.

  39. Растворение как физико-химический процесс. Особые свойства воды как растворителя. Растворы газообразных, жидких и твердых веществ. Сольваты, гидраты и кристаллогидраты.

  40. Тепловые эффекты процессов растворения. Изменение энтальпии в процессе растворения вещества.

  41. Химическая теория растворов Д. И. Менделеева. Роль растворов в жизнедеятельности организмов.

  42. Влияние температуры и давления на растворимость. Коэффициент растворимости. Влияние природы растворяемого вещества и растворителя на растворимость. Насыщенные, ненасыщенные и пересыщенные растворы.

  43. Определение понятия концентрация раствора. Способы выражения состава раствора: массовая и молярная доли растворенного вещества, молярная, эквивалентная и массовая концентрации вещества, моляльность раствора.

  44. Основные положения теории электролитической диссоциации. Факторы, определяющие склонность веществ к диссоциации: полярность и энергия связи, поляризуемость молекул растворенного вещества, полярность молекул растворителя, характер взаимодействия растворенного вещества и растворителя. Сольватация (гидратация) образующихся ионов.

  45. Степень диссоциации электролитов. Факторы, определяющие степень диссоциации: природа растворенного вещества и растворителя, концентрация раствора, температура. Механизм диссоциации соединений с различным типом химической связи. Состояние ионов в растворах.

  46. Качественные и количественные различия характера диссоциации сильных и слабых электролитов. Константа диссоциации слабого электролита. Закон разбавления Оствальда.

  47. Представление о теории сильных электролитов. Истинная и кажущаяся степень диссоциации сильных электролитов в растворе. Эффективная концентрация ионов в растворе. Понятие об активности и коэффициенте активности.

  48. Основания, кислоты и соли с точки зрения теории электролитической диссоциации. Ступенчатая диссоциация многоосновных кислот и многокислотных оснований. Диссоциация средних, кислых и основных солей.

  49. Ион гидроксония. Амфотерные электролиты. Современная трактовка амфотерности гидроксидов металлов. Изменение кислотно-основных свойств гидроксидов в периодах и группах периодической системы. Современные представления о природе кислот и оснований.

  50. Общие условия протекания реакций обмена в растворах электролитов. Обратимость реакций ионного обмена. Смещение ионного равновесия в растворах.

  51. Равновесие между осадком и раствором. Произведение растворимости (константа растворимо­сти). Условия осаждения малорастворимых электролитов. Их растворение в воде, кислотах и в растворах, содержащих одноименные ионы. Растворение и осаждение минералов в природных водах. Химизм процессов образования минералов в горных породах.

  52. Диссоциация воды. Константа диссоциации. Ионное произведение воды. Водородный показатель (рН). Понятие об индикаторах. Значение кислотности среды для протекания геохимических процессов. Кислотность почв. Природная вода как среда миграции химических элементов.

  53. Гидролиз солей. Механизм гидролиза. Типичные случаи гидролиза в зависимости от силы кислоты и основания, образующих соль. Влияние природы, заряда и радиуса ионов на их гидролизуемость.

  54. Ступенчатый гидролиз многозарядных ионов. Константа гидролиза. Степень гидролиза. Влияние концентрации раствора, температуры и рН среды на степень гидролиза солей. Условия подавления гидролиза.

  55. Совместный гидролиз по катиону и аниону. Процессы гидролиза солей в почвах и грунтовых водах.

  56. Основные типы окислительно-восстановительных реакций: межмолекулярные, диспропорционирования, компропорционирования и внутримолекулярного окисления-восстановления. Важнейшие окислители и восстановители. Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций. Окислительно-восстановительные процессы в живой природе.

  57. Электрохимические процессы. Понятие о двойном электрическом слое. Скачок потенциала на границе металл-раствор. Направление движения электронов и ионов в гальваническом элементе.

  58. ЭДС гальванического элемента Водородный электрод Стандартные электродные потенциалы окислительно-восстановительных систем Уравнение Нернста. Электрохимический ряд напряжений металлов.

  59. Определение направления протекания окислительно-восстановительных реакций. Влияние рН среды на величину окислительно-восстановительного потенциала и состав образующихся продуктов.

  60. Окислительно-восстановительные процессы с участием электрического токаЭлектролиз водных растворов и расплавов. Электролиз с инертными и активными электродами.

  61. Гальванический элемент. Химические источники тока. Химические процессы, протекающие на электродах. Получение неорганических веществ и их очистка при помощи электрического тока.

  62. Основные положения координационной теории. Валентная и координационная насыщенность и возможность образования комплексных соединений. Строение комплексного соединения: внутренняя и внешняя сферы, комплексный ион, комплексообразователь, лиганды. Координационное число и степень окисления комплексообразователя. Заряд комплексного иона. Катионные, анионные и нейтральные комплексы. Внутрикомплексные (хелатные) соединения. Их структура. Номенклатуры комплексных соединений.

  63. Характер химической связи в комплексных соединениях. Электростатическое и донорно-акцепторное взаимодействие. Комплексообразующая способность в зависимости от положения элемента в периодической системе.

  64. Устойчивость комплексных соединений. Первичная и вторичная диссоциация комплексных соединений. Первичная и вторичная диссоциация комплексных соединений. Константа нестойкости комплексов. Отличия от двойных солей. Роль процессов комплексообразователя в распространенности и нахождении в природе редких и рассеянных элементов.

  65. Основные принципы классификации химических элементов. s-, p-, d-, f-элементы. Распространенность элементов в земной коре. Рассеянные и редкие элементы. Круговорот элементов в природе. Биогенные элементы.

Литература
1. Глинка, Н.Л. Общая химия: Учебное пособие для вузов / Под. ред. А.И. Ермакова. – Изд. 30-е, исправленное. – М.: Интеграл-Пресс, 2007. – 728 с.

2. Фролов, В.В. Химия: Учеб. пособие для машиностроит. спец. вузов. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 1986. – 543 с., ил.

3. Карапетьянц, М.Х. Общая и неорганическая химия. Учебное пособие для вузов / М.Х. Карапетьянц, С.И. Дракин. – М.: Химия, 1981. – 632 с., ил.

4. Коровин, Н.В. Общая химия: Учеб. для технических направ. и спец. вузов / Н.В. Коровин. – 8-е изд., стер. – М.: Высш. шк, 2007. – 557 с.: ил.

5. Курс общей химии: Учеб. для студ. энергет. спец. вузов / Э.И. Мингулина, Г.Н. Масленников, Н.В. Коровин, Э.Л. Филиппов; Под ред. Н.В. Коровина. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 1990. – 446 с.: ил.

6. Харин, А.Н. Курс химии: Учебник для приборостроит. спец. вузов / А.Н. Харин, Н.А. Катаева, Л.Т. Харина; Под ред. А.Н. Харина. – 2-е изд., перераб. и доп. – М. Высш. шк., 1986. – 543 с., ил.

7. Хомченко, И.Г. Общая химия: Учебник. – 2-е изд., испр. и доп. – М.: ООО «Издательство Новая Волна»: Издатель Умеренков, 2003. – 480 с.: ил.

8. Глинка, Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии: Учебное пособие для вузов / Под ред. В.А. Рабиновича и Х.М. Рубиной. При участии Т.Е. Алексеевой, Н.Б. Платуновой, В.А. Рабиновича, Х.М. Рубиной, Т.Е, Хрипуновой. – М.: Интеграл-Пресс, 2006. – 240 с.

9. Пустовалова, Л.М. Общая химия / Л.М. Пустовалова, И.Е. Никанорова. – Ростов-на-Дону: Феникс, 2005. – 478 с.

10. Ахметов, Н.С. Неорганическая химия: Учеб. пособие для вузов / Н.С. Ахметов. – Изд. 2-е, перераб. и доп. – М.: Высшая школа, 1975. – 672с.: ил.

11. Скатецкий, В.Г. Математические методы в химии: учеб. пособие для студентов вузов / В.Г. Скатецкий, Д.В. Свиридов, В.И. Яшкин. – Мн.: ТетраСистемс, 2006. – 368 с.