2. Оксиґен

Історія відкриття та походження назви. Особливості Оксиґену. Будова атомного ядра і електронної оболонки атома Оксиґену. Алотропні модифікації кисню. Хімічний зв'язок в молекулі кисню з позицій теорій ВЗ і МО. Координаційні числа Оксиґену.

Форми знаходження Оксиґену в природі. Ізотопи Оксиґену. Роль Оксиґену як найпоширенішого елементу в біологічних і мінеральних процесах на Землі. Процес фотосинтезу.

Отримання кисню в лабораторії і промисловости. Джерела кисню (суміші окисників і відновників, «хлоратні свічки»).

Фізичні властивості молекулярного кисню. Парамагнетизм молекули О₂. Будова молекулярних йонів О₂⁺, О₂^2- і О^2- з позицій методу МО. Триплетний і синґлетний стани. Рідкий кисень. Твердий кисень та його поліморфні модифікації.

Хімічні властивості простої речовини. Оксидаційно-відновні властивості. Реакційна здатність. Відношення до металів і неметалів, води, кислот, лугів. Взаємодія кисню з воднем, механізм реакції. Атомарний кисень. Порівняльна хімічна активність молекулярного і атомарного кисню, озону. Координаційна геометрія Оксиґену. Молекула кисню в ролі ліґанду.

Флуориди Оксиґену (OF₂, O₂F₂ та ін.). Фізичні та хімічні властивості. Будова молекул. Способи отримання. «Гіпофлуоритна кислота» НОF. Ковалентні «гіпофлуорити».

Оксиди і їх класифікація (кислотно-основна, структурна та ін.). Нестехіометрія оксидів. Фізичні і хімічні властивості оксидів. Пероксиди і супероксиди (надпероксиди). Отримання. Стійкість. Кислотні властивості. Оксидаційно-відновні властивості гідроґен пероксиду в різних середовищах. Застосування. Диоксиґеніл-йон О₂⁺. Оксиґенільні комплекси.

Озон, його фізичні властивості, будова молекули, отримання. Висока реакційна здатність озону. Рідкий озон. Застосування для озонування води і повітря, як окисник в синтезі. Озоніди, їх отримання, властивості і застосування. Озоновий шар Землі. Вплив антропоґенних домішок.

Застосування кисню. Застосування озонідів, пероксидів і супероксидів. Токсичність простої речовини та сполук Оксиґену.

3. Елементи сьомої групи

3.1. Р-елементи VII ґрупи

Історія відкриття та походження назв. Загальна характеристика галоґенів. Будова атомів. Зміна атомних радіусів, енергій йонізації і спорідненості до електрону, електронеґативності по підґрупі. Валентність і ступені оксидації атомів. Зміна стійкості сполук у вищій ступені оксидації по ґрупі. Типи хімічних зв'язків в сполуках. Будова двоатомних молекул галоґенів. Схема МО молекул F₂ i Cl₂. Зміна енергії зв'язку галоґен-галоґен і хімічної активності у ряду двоатомних молекул галоґенів. Полікатіони галоґенів Х₂⁺, Х₃⁺. Аніонні форми полігалоґенідів Х₃^-, Х₅^-. Особливості хімії Флуору. Ознаки металічности у Іоду. Радіоактивність Астату.

Розповсюдженість та форми знаходження галоґенів у природі, найважливіші мінерали. Ізотопи. Біологічна роль галоґенів.

Лабораторні і промислові способи отримання галоґенів (хімічні і електрохімічні методи).

Фізичні властивості простих речовин. Забарвлення йоду в різних розчинниках. Вплив зміни міжмолекулярної взаємодії у ряду F–Cl–Br–I на агреґатний стан галоґенів. Зміна температур топлення і кипіння в ряду Флуор–Астат. Термічна дисоціація молекул галоґенів.

Хімічні властивості простих речовин. Гомо- та гетеролітичний механізм розриву хімічного зв’язку в молекулі галоґенів. Реакційна здатність галоґенів. Стереохімія галоґенів. Оксидаційні властивості. Взаємодія галоґенів з водою: сольватація і клатратоутворення, гетеролітичний розклад. Зміна складу продуктів цієї взаємодії у ряду фтор-йод. Термодинамічні і кінетичні характеристики процесів взаємодії галоґенів з водою. Вплив концентрації гідроґенових йонів на рівновагу реакції галоґенів з водою. Відношення до лугів, металів і неметалів. Взаємодія йоду з кислотами.

Гідроґенгалоґеніди. Будова молекул. Схема МО молекул НF i HCl. Типи хімічних зв'язків в молекулах. Стійкість молекул. Полярність молекул. Асоціація молекул гідроґенфлуориду. Основні методи синтезу. Фізичні властивості гідроґенгалоґенідів. Агреґатний стан. Зміна у ряду гідроґенфлуорид – гідроґенйодид міцности і типу зв'язку гідроґен-галоґен, термічної стійкості, температур топлення і кипіння, відновних властивостей гідроґенгалоґенідів. Хімічні властивості. Реакційна здатність. Відновна активність. Гідроґенгалоґеніди як неводні розчинники. Розчини гідроґенгалоґенідів у воді. Кислотні властивості. Зміна сили гідроґенгалоґенідних кислот у ряду HF–HCl–HBr–HI, чинники, які впливають на неї: енергія і ступінь йонности зв'язку в молекулах, здатність молекул до поляризації, асоціація молекул гідроґенфлуориду. Особливості флуоридної (плавикової) кислоти. Травлення скла плавиковою кислотою і газоподібним HF. Техніка безпеки при роботі з гідроґенфлуоридом і його розчинами. Хлоридна кислота як одна з найважливіших мінеральних кислот, її властивості. Загальні принципи отримання гідроґенгалоґенідів. Промислове отримання хлоридної кислоти. Ланцюгова реакція синтезу гідроґенхлориду. Застосування хлоридної і плавикової кислот.

Галоґеніди металів та неметалів. Основні, амфотерні, кислотні галоґеніди. Методи синтезу безводних галоґенідів. Будова молекул, фізичні та хімічні властивості. Галоґенангідриди. Особливості гідролізу галоґенідів різних типів. Галоґенокомплекси. Порядок витіснення галоґенів з розчинів їх галоґенідів, ілюстрація цих процесів величинами оксидаційно-відновних потенціалів. Фторуючі агенти. Гомоядерні полікатіони і поліаніони галоґенів. Інтергалоґеніди (міжгалоґенні сполуки). Флуориди Хлору (I, III, V), Брому (I, III, V), Іоду (I, III, V, VII). Хлориди Брому (I), Іоду (I, III). Умови синтезу міжгалоґенних сполук та їх фізичні властивості. Порівняльна стійкість флуоридів і хлоридів. Реакційна здатність. Гідроліз.

Сполуки галоґенів з Оксиґеном. Флуориди Оксиґену. Оксиди Хлору, Брому, Іоду, Астату. Зміна стійкості оксиґенових сполук галоґенів у ряду Cl–Br–I. Оксиди Хлору (I, IV, VII), Брому (I), Іоду (V). Відношення до води, лугів. Оксиди хлору Cl₂O, ClO₂ і Cl₂O₇, їх стійкість і оксидаційно-відновна активність.

Оксиґенвмісні кислоти Хлору, Брому, Іоду. Гіпогалоґенітні, галоґенітні, галоґенатні, пергалоґенатні кислоти. Будова молекул і йонів кислот. Порівняльна стійкість кислот. Використання правил Полінга для пояснення зростання сили кислот в ряду НХО – НХО₂ – НХО₃ – НХО₄ (вплив індукційного ефекту). Різні шляхи розпаду гіпохлоритної кислоти. Кислотні і оксидаційні властивості. Нестійкість оксиґенвмісних кислот і оксидів Брому. Амфотерність гіпойодитної кислоти. Коливальні реакції. Загальні принципи отримання оксиґенвмісних кислот галоґенів. Принципи отримання кислот з їх солей. Отримання бромітної кислоти. Йодні кислоти, їх гідратні форми. Отримання йодних кислот і їх солей. Області застосування оксикислот.

Солі оксиґенвмісних кислот галоґенів. Солі кислот Хлору (гіпохлорити, хлорити, хлорати, перхлорати), Брому, Іоду. Порівняльна стійкість солей і кислот. Оксидаційні властивості солей. Гіпохлорити Натрію і Кальцію. Жавелева вода. Хлорне вапно. Хлорат калію (бертолетова сіль). Їх отримання. Застосування. Окислюючі, горючі і вибухові суміші на основі хлорату і перхлорату Калію.

Застосування галоґенів і їх сполук. Матеріали на їх основі. Токсичність галоґенів і їх сполук. Заходи безпеки при роботі з галоґенами.