Раздел 2. S-элементы и их соединения

1. Водород.Общая характеристика. Особенности положения в ПСЭ. Взаимодействие с кислородом, галогенами, металлами, оксидами. Вода как важнейшее соединение водорода, ее физические и химические свойства. Аквакомплексы и кристаллогидраты. Характеристика и реакционная способность соединений водорода с кислородом, азотом, углеродом, серой. Особенности поведения водорода в соединениях с сильно и малополярными связями. Ион водорода, ион оксония, ион аммония.

2. Общая характеристика металлов. Металлы: простые вещества и элементы; классификация на основе электронного строения, положения в периодической таблице (s, p, d, f-металлы). Особенности металлической связи. Типы плотнейших упаковок атомов в металлах, основные структуры металлов. Магнитные и электрические свойства металлов, магнитные фазовые переходы. Модели металлической связи. Уровни Ферми. Работа выхода электронов. Энергетические зоны. Зонная модель и ММО. Донорные и акцепторные уровни. Интерметаллические соединения, основные типы двухкомпонентных систем металлов. Металлы — основа конструкционных материалов и сплавов. Химическая связь в твердых телах, структура кристаллов. Дефекты в кристаллических веществах, причины возникновения, виды и равновесия дефектов. Равновесия дефектов в бинарных соединениях, нестехиометрия. Виды дефектов при нестехиометрии, способы регулирования отклонения от стехиометрии (равновесие «кристалл — пар»). Дефекты и физические свойства. Твердофазные реакции. Особенности кинетики и механизма. Топохимическая память. Реакционная способность твердых реагентов.

3. s-элементы – металлы.Общая характеристика. Особенности строения атомов. Валентность и степени окисления атомов. Ионизационные потенциалы. Характер химических связей и склонность к образованию соединений в катионной форме, комплексообразованию.войства простых веществ. Свойства оксидов, пероксидов, гидроксидов. Характер изменения свойств по группе.

Взаимодействие металлов с кислородом. Взаимодействие кислородных соединений s-элементовIиIIгрупп с водой. Гидроксидыs-элементовIиIIгрупп; амфотерность гидроксида беррилия. Гидридыs-элементовIиIIгрупп и их восстановительные свойства. Взаимодействиеs-элементовIиIIгрупп с водой и кислотами. Сульфаты, галогениды, карбонаты, фосфатыs-элементовIиIIгрупп.

Ионы s-элементовIиIIгрупп как комплексообразователи. Реакция с комплексонами (на примере этилендиаминтетраацетата натрия).

Раздел 3. D-элементы и их соединения

1. Общая характеристика d-элементов. Положение в периодической системе. Строение атомов. Изменение атомных радиусов и ионизационных потенциалов по периодам и группам. Валентность и степени окисления атомов. Изменение устойчивости соединений в высшей степени окисления по группам. Характер химических связей в соединениях. Склонность к образованию катионных и анионных форм, комплексообразованию, образованию соединений со связями Э-О-Э, кластерных соединений. Характерные для большинстваd-элементов физические свойства. Химическая активность и ее изменение по группам и периодам. Особенности химических свойствd-элементовVиVIпериодов. Кислотно-основные свойства оксидов и гидроксидовd-элементов в разных степенях окисления их атомов. Полимерные гидроксиды. Условия их образования в водных растворах. Изополи- и гетерополисоединения. Комплексные соединенияd-элементов.

2. d–элементы I группы. Общая характеристика группы. Строение атомов. Изменение по группе атомных радиусов и ионизационных потенциалов. Валентность и степени окисления атомов. Характер химических связей в соединениях. Склонность к образованию катионных и анионных форм, комплексообразованию.

Физические и химические свойства простых веществ. Отношение к кислороду, воде, кислотам, щелочам. Растворение золота в царской водке. Оксиды меди (I,II), серебра (I), золота (I,III). Свойства. Отношение к воде, кислотам, щелочам. Принципы получения. Гидроксиды меди (II) и золота (III). Кислотно-основные свойства. Принципы получения. Соли меди (I), серебра (I), золота (I). Окислительно-восстановительные свойства. Диспропорционирование. Галогенидные, амино и циано-комплексы. Соли меди (II). Кристаллогидраты. Комплексные соединения. Комплексный характер медьсодержащих ферментов и химизм их действия в метаболических реакциях. Соли золота (III). Катионные и анионные комплексы. Тетрахлорозолотая кислота и ее соли. Медь, серебро и золото — материалы электроники и электротехники. Сверхпроводящие купраты, Особенности структуры и свойства.

3. d–элементы II группы. Общая характеристика группы. Общая характеристика группы. Строение атомов. Изменение по группе атомных радиусов и ионизационных потенциалов. Валентность и степени окисления атомов. Характер химических связей в соединениях. Склонность к образованию катионных и анионных форм, комплексообразованию.

Физические и химические свойства простых веществ. Отношение к кислороду, воде, кислотам, щелочам. Амальгамы. Меры предосторожности при работе со ртутью. Оксиды и гидроксиды цинка (II), кадмия (II) и ртути (I,II). Кислотно-основные свойства. Принципы получения. Соли. Кристаллогидраты. Соли ртути (I,II), их окислительно-восстановительные свойства. Гидролиз солей цинка, кадмия, ртути. Комплексные соединения. Аммино-, циано-, галогенокомплексы. Их устойчивость в ряду цинк – ртуть. Химизм токсического действия соединений кадмия и ртути. Цинк, кадмий, ртуть — материалы электротехники.

4. d–элементы III группы. Общая характеристика группы. Общая характеристика группы. Строение атомов. Изменение по группе атомных радиусов и ионизационных потенциалов. Валентность и степени окисления атомов. Характер химических связей в соединениях. Склонность к комплексообразованию.

Химические свойства простых веществ. Отношение к воде, кислотам, щелочам. Оксиды и гидроксиды. Изменение кислотно-основных свойств гидроксидов в ряду скандий – актиний. Соли. Склонность к образованию солей в катионной и анионной формах. Двойные соли. Комплексные соединения.

5. d–элементы IV и V групп. Общая характеристика групп. Строение атомов. Изменение по группе атомных радиусов и ионизационных потенциалов. Валентность и степени окисления атомов. Характер химических связей в соединениях. Склонность к образованию катионных и анионных форм, комплексообразованию.

Физические и химические свойства титана, циркония и гафния. Химическая активность при обычной и высокой температурах. Отношение к кислороду, воде, кислотам, щелочам. Коррозионная устойчивость. Механизм растворения металлов в смеси азотной и плавиковой кислот. Оксиды и гидроксиды титана, циркония, гафния (IV). Особенности строения. Свойства. Перевод в растворимые соединения. Титанаты, цирконаты, гафнаты. Оксиды и гидроксиды титана (II,III). Галогениды элементов (IV), титана (II,III). Гидролиз галогенидов. Оксогалогениды. Галогенокомплексы. Использование титана, циркония и гафния в качестве конструкционных материалов. Цирконий и гафний — материалы ядерной энергетики.

Физические и химические свойства ванадия, ниобия, тантала. Химическая активность при обычной и высокой температурах. Отношение к кислороду, воде, кислотам, щелочам., царской водке, смеси азотной и плавиковой кислот. Оксиды и гидроксиды титана, циркония, гафния (V). Кислотно-основные свойства. Ванадаты, поливанадаты. Соединения оксованадия. Ниобаты, танталаты. Оксиды и гидроксиды ванадия (II,II,IV). Свойства. Галогениды элементов (V), ванадия (II,III,IV). Гидролиз галогенидов. Оксогалогениды. Галогенокомплексы. Использование ванадия, ниобия и тантала при производстве конструкционных материалов.

6. d–элементы VI группы. Общая характеристика группы. Строение атомов. Изменение по группе атомных радиусов и ионизационных потенциалов. Валентность и степени окисления атомов. Изменение по группе устойчивости соединений в высшей степени окисления атомов. Окислительно-восстановительные свойства соединений в разных степенях окисления. Характер химических связей в соединениях. Склонность к образованию катионных и анионных форм, комплексообразованию. Кластерные соединения.

Физические и химические свойства простых веществ. Химическая активность при обычной и высокой температурах. Отношение к кислороду, воде, галогенам, кислотам, щелочам. Оксиды и гидроксиды хрома (II,III,VI). Их сравнительная устойчивость. Кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства. Принципы получения. Состав и особенности строения гидроксида хрома (III). Хромовые кислоты. Изополикислоты хрома. Оксиды молибдена и вольфрама (VI). Молибденовая и вольфрамовая кислоты. Отношение к воде, кислотам, щелочам. Принципы получения. Изменение устойчивости, окислительной способности и кислотного характера в ряду оксидов и гидроксидов хрома – вольфрама (VI). Соли хрома (II,III,VI). Свойства. Способы получения. Гидролиз солей. Комплексные соединения. Хроматы, полихроматы, их окислительные свойства. Соли молибдена и вольфрама (VI). Молибдаты и вольфраматы. Окислительные свойства в ряду хроматы – вольфраматы. Пероксосоединения хрома. Хром, молибден и вольфрам — компоненты конструкционных материалов.

7. d–элементы VII группы. Общая характеристика группы. Строение атомов. Изменение по группе атомных радиусов и ионизационных потенциалов. Валентность и степени окисления атомов. Изменение по группе устойчивости соединений в высшей степени окисления атомов. Окислительно-восстановительные свойства соединений в разных степенях окисления. Характер химических связей в соединениях. Склонность к образованию катионных и анионных форм, комплексообразованию. Кластерные соединения.

Физические и химические свойства простых веществ. Отношение к кислороду, воде, кислотам, щелочам. Оксиды и гидроксиды марганца (II,III,IV,VI,VII). Их сравнительная устойчивость. Кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства. Принципы получения. Оксиды и гидроксиды технеция и рения (VII). Соли марганца (II,III,IV,VI,VII). Способы получения. Свойства. Гидролиз. Окислительно-восстановительные свойства. Перманганаты, их окислительные свойства в кислой, нейтральной и щелочной средах. Соли рения и технеция (VII). Использование марганца и рения в конструкционных материалах.

8.d–элементы VIII группы. Общая характеристика группы. Строение атомов. Изменение по группе атомных радиусов и ионизационных потенциалов в рядах железо – никель и железо – осмий. Деление элементов на элементы семейства железа и семейства платиновых металлов. Валентность и степени окисления атомов. Характер химических связей в соединениях. Склонность к образованию катионных и анионных форм, комплексообразованию. Кластерные соединения.

Физические и химические свойства железа, кобальта и никеля. Химическая активность при обычной и высокой температурах. Отношение к кислороду, воде, кислотам, щелочам. Коррозия железа. Оксиды и гидроксиды железа, кобальта и никеля (II,III). Смешанные оксиды. Кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства. Принципы получения. Соли железа (II,III,VI), кобальта (II,III), никеля (II,III). Гидролиз. Окислительно-восстановительные свойства. Комплексные соединения железа, кобальта, никеля. Аква-, амин-, гидроксо-, циано-, оксалатокомплексы. Карбонилы.

Общая характеристика свойств семейства платиновых металлов. Физические и химические свойства платиновых металлов. Химическая активность при обычной и высокой температурах. Отношение к силороду, водороду, воде, кислотам, щелочам, царской водке. Применение платины.Соединения элементов платиновых. Оксиды рутения (IV,VI). Рутенаты. Оксиды осмия (VI,VIII). Осматы. Оксиды и гидроксиды родия и иридия (III). Оксид и гидроксид палладия (II). Соли палладия (II). Оксиды и гидроксиды платины (II,IV). Комплексные соединения платины. Катионные, анионные и нейтральные комплексы платины (II,IV). Амино- и цианокомплексы. Гексахлороплатиновая кислота и ее соли. Металлы VIII-группы — основа конструкционных материалов.