- •Лекция 1 Тема: основные химические понятия и законы. Цель: Ознакомить студентов с оснровными законами и понятиями, лежащими в основе химии.
- •Химия как наука и ее задачи.
- •Важнейшие законы, лежащие в основе химии.
- •Основные понятия химии
- •Закон Авогадро.
- •Уравнение состояния газа. Уравнение Менделеева-Клапейрона.
- •Лекция 2
- •2.Образование атомной кристаллической решетки
- •Лекция 3. Тема: Классификация неорганических соединений. Цель: Ознакомить студентов с разнообразием, строением и свойствами неорганических соединений
- •Кислота основание основание кислота
- •Лекция 4
- •Лекция 5
- •Лекция 6
- •2.Энергия активации. Энтропия активации
- •3.Факторы, влияющие на скорость гомо- и гетерогенных химических реакций. Катализ.
- •Лекция 7
- •2.Изменение энтропии в химическом процессе. Энергия Гиббса
- •Лекция 8
- •2. Коллигативные свойства растворов
- •3.Сильные и слабые электролиты
- •4. Растворы электролитов
- •5. Процесс диссоциации
- •6. Константа диссоциации. Смещение ионного равновесия
- •7. Особенности воды как электролита. Ионное произведение воды . РН раствора. Буферные растворы
- •8. Гидролиз солей. Расчёт концентрации ионов водорода в растворах
- •Лекция 9
- •2.Окислители и восстановители
- •1)Окислители
- •2)Восстановители
- •3)Окислительно-восстановительная двойственность
- •3.Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций
- •1.Метод электронного баланса.
- •2.Метод полуреакций, или ионно-электронный метод.
- •Электрохимические процессы
- •2.Направление протекания овр
- •3.Электролиз
- •4.Законы электролиза
- •5.Применение электролиза
- •Лекция 10
- •2.Атомно-молекулярное учение. Основные химические понятия и определения
- •3.Строение атома
- •4. Квантовые числа. Правила заполнения электронных орбиталей
- •Периодический закон и периодическая система элементов д. И. Менделеева.
- •2.Свойства атомов
- •Лекция 11
- •2.Типы химической связи
- •3.Гибридизация атомных орбиталей
- •4.Метод валентных связей
- •Лекция 12
- •Комплексные соединения, их строение и номенклатура. Химическая связь в комплексных соединениях.
- •Устойчивость комплексных ионов. Константа нестойкости. Комплексные химические соединения.
- •Лекция 13
- •2. Водород
- •3. Вода
- •4. Пероксид водорода
- •5. Элементы viiа группы
- •6. Элементы viа группы
- •Общая характеристика элементов vа, ivа групп
- •1. Элементы vа группы.
- •2.Элементы ivа группы.
- •Характеристика металлов
- •1. Строение металлов.
- •2. Физические свойства металлов.
- •3. Химические свойства металлов.
- •Уменьшение химической активности нейтральных атомов
- •Уменьшение способности ионов к присоединению электронов
- •Характеристика элементов второй группы периодической системы
- •Стеарат натрия стеарат кальция
- •Сода осаждает кальций и магний тоже в виде карбонатов:
- •Характеристика элементов третей группы периодической системы
Лекция 4
Тема: ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ.
Цель: Ознакомить студентов с типами и способами прохождения химических реакций.
1.Типы химических реакций в неорганической и органической химии.
2. Радикальные и ионные механизмы реакций.
Химическая реакция – это процесс, при котором из одних веществ образуются другие вещества. В зависимости от характера процесса выделяют типы химических реакций.
1)По конечному результату
2) По признаку выделения или поглащения теплоты
3)По признаку обратимости реакции
4) По признаку изменения степени окисления атомов, входящих в состав реагирующих веществ
По конечному результату реакции бывают следующих типов:
А) Замещение: RH+Cl2→RCl+HCl
Б) Присоединение: СН2=СН2+Cl2→CH2Cl-CH2Cl
В) Отщепление: СН3-СН2ОН→ СН2=СН2+Н2О
Г) Разложение: СН4→С+2Н2
Д) Изомеризация
Е) Обмена
Ж) Соединения
Реакцией разложения называют процесс, при котором из одного вещества образуются два или несколько других.
Реакциейобмена называют процесс, при котором реагирующие вещества обменивабтся составными частями.
Реакциии замещения протекают с участием простого и сложного вещества, в результате образуются новые простое и сложное вещества.
В результате реакций соединения из двух или нескольких веществ образуется одно новое.
По признаку выделения или поглащения теплоты реакции бывают следующих типов:
А) Экзотермические
Б) Эндотермические
Экзотермические – это реакции, протекающие с выделение теплоты.
Эндотермические – это реакции, протекающие с поглощением теплоты из окружающей среды.
По признаку обратимости реакции бывают следующих типов:
А) Обратимые
Б) Необратимые
Реакции, которые протекают только в одном направлении и завершаются полным превращением исходных реагирующих веществ в конечные вещества, называются необратимыми.
Обратимыми называются такие реакции, которые одновременно протекают в двух взаимнопротивоположных направлениях.
По признаку изменения степени окисления атомов, входящих в состав реагирующих веществ реакции бывают следующих типов:
А) Окислительно-восстановительные
Реакции, протекающие с изменением степени окисления атомов (при которых происходит переход электронов от одних атомов , молекул или ионов к другим) называются окислительно-восстановительными.
По механизму протекания реакции делятся на ионные и радикальные.
Ионные реакции – взаимодействие между ионами в следствие гетеролитического разрыва химической связи (пара электронов целиком переходит к одному из «осколков»).
Ионные реакции бывают двух типов (по типу реагента):
А) электрофильные – в ходе реакции с электрофилом.
Электрофил – группировка, имеющая у некоторых атомов свободные орбитали, или центры с пониженной электронной плотностью (например: Н+, Cl- или AlCl3)
Б) Нуклеофильные – в ходе взаимодействия с нуклеофилом
Нуклеофил – отрицательно заряженный ион или молекула с неподеленной электронной парой (не участвующей в настоящий момент в образовании химической связи).
(Примеры: F-, Cl-, RO-, I-).
Реальные химические процессы, лишь в редких случаях могут быть описаны простыми механизмами. Детально рассматривать хим процессы с молекулярной кинетической точки зрения показывает что большинство из них протекает по радикально-цепному мех-му, особенность цепных р-ций заключается в образовании на промежуточных этапах свободных радикалов (нестабильн фрагменты молекул или атомов с малым временем жизни, все имеют свободные связи.
По цепному механизму протекают процессы горения, взрыва, окисления, фотохимических реакцции, биохим р-ции в жив организмах.
Цепные р-ции имеют несколько стадий:
1) зарождение цепи - стадия цепных р-ции, в результ котор возникают свободн радикалы из валентнонасыщенных молекул.
2) продолжение цепи - стадия цеп р-ции, протекающ с сохраненением общего числа свободн стадий.
3) обрыв цепи - элементарн стадия цеп р-ции приводящ к исчезновению свободн связей.
Различают разветвленные и неразветвленные цепные реакции.
Одним из важнейших понятий цепи явл длина цепи - среднее кол-во элементарных стадий продолжения цепи после возникновения свободного радикала до момента его исчезновения.
Пример: синтез хлороводорода
1)м-ла CL2 поглощает квант энергии и образ 2 радикала: CL2+hv=CL*+CL*
2) активн частица соединяется с м-олекулой Н2 образуя хлороводор и активную частица Н2: CL1+Н2=HCL+H*
3)CL1+H2=HCL+CL* и т.д.
6)H*+CL*=HCL- обрыв цепи.
Разветвленный механизм:
F*+H2=HF+H* и т.д.
F2+hv
F*+H2=HF+H* и т.д.
У воды – сложнее – образуются радикалы ОН*, О* и радикал Н*.
Реакции, протекающие под действием ионизирующего излучения: рентгеновские лучи, катодные лучи и так далее – называются радиохимическими.
В результате взаимодействия молекул с излучением, наблюдается распад молекул с образованием наиболее реакционноспособных частиц.
Такие реакции способствуют рекомбинации частиц, и образованию веществ с различным их сочетанием.
Пример – гидразин N2H4 – компонент ракетного топлива. В последнее время делаются попытки получить гидразин из аммиака в результате воздействия на него γ-лучами:
γ
NH3 → NH2* + Н*
2NH2*→ N2H4
Радиохимические реакции, например радиолиз воды имеют важное значение для жизнедеятельности организмов.
Литература:
Ахметов, Н.С. Общая и неорганическая химия / Н.С.Ахметов. – 3-е изд. – М.: Высшая школа, 2000. – 743с.
Коровин Н.В. Общая химия / Н.В.Коровин. – М.: Высшая школа, 2006. – 557 с.
Кузьменко Н.Е. Краткий курс химии / Н.Е. Кузьменко, В.В Еремин, В.А. Попков. – М.: Высшая школа , 2002. – 415 с.
Зайцев, О.С. Общая химия. Строение веществ и химические реакции / О.С.Зайцев. – М.: Химия, 1990.
Карапетьянц, М.Х. Строение вещества / М.Х. Карапетьянц, С.И.Дракин. – М.: Высшая школа, 1981.
Коттон Ф. Основы неорганической химии / Ф.Коттон, Дж.Уилкинсон. – М.: Мир, 1981.
Угай, Я.А. Общая и неорганическая химия / Я.А.Угай. – М.: Высшая школа, 1997.