Вопросы для подготовки к экзамену

1 Основные законы химии: закон сохранения массы, постоянства состава, кратных отношений, закон Авогадро и следствие из него. Закон эквивалентов. Эквивалент простого и сложного вещества. Определение эквивалента по химическим реакциям.

2 Строение атома. Эволюция в развитии о строении атома (Томсон, Резерфорд, Бор). Современная теория строения атома. Корпускулярно-волновая двойственность электрона (Луи-де-Бройль, Девиссон, Джермер). Принцип неопределённости Гейзенберга. Уравнение Шредингера. Понятие о волновой функции и электронном облаке. Квантовые числа, их физический смысл. Энергетический уровень, подуровень, орбиталь, типы орбиталей. Принцип Паули и следствие из него. Принцип наименьшей энергии. Правило Гунда. Электронные формулы (конфигурации) атомов.

3. Периодический закон химических элементов и его физический смысл. Периодическая система элементов. Понятие о s-, p-, d-, f-элементах. Электронные аналоги: полные и неполные. Потенциал ионизации, сродство к электрону, электроотрицательность. Закономерности в изменениях этих величин в группах и периодах.

4. Химическая связь и её виды. Ковалентная связь, её образование по методу валентных связей. Обменный и донорно-акцепторный механизм образования ковалентной связи. Характеристики прочности ковалентной связи. Факторы, влияющие на неё. Понятие о σ- и π -связях. Свойства ковалентной связи: насыщаемость, направленность, поляризуемость. Полярность связи, полярность молекул. Теория гибридизации. Типы гибридизации связи. Строение молекул. Ионная связь, её свойства.

5. Энергетика химических процессов. Первый закон термодинамики. Внутренняя энергия и энтальпия. Закон Гесса, следствия из него. Термохимические уравнения и расчеты. Второй закон термодинамики. Энтропия, её изменение в химических процессах. Энергия Гиббса. Направленность химических процессов.

6. Понятие о механизме химической реакции. Гомогенные и гетерогенные системы. Условия протекания реакций. Понятия о скорости химической реакции. Средняя скорость и скорость истинная. Зависимость скорости химических реакций от концентрации (закон действующих масс) для гомогенных и гетерогенных реакций. Константа скорости реакции, её физический смысл, и размерность.Порядок и молекулярность реакции. Зависимость скорости реакции от температуры (правило Вант-Гоффа). Уравнение Аррениуса.

7. Обратимые химические реакции. Химическое равновесие. Константа равновесия для гомогенных и гетерогенных реакций, её физический смысл. Смещение химического равновесия (принцип Ле-Шателье). Связь энергии Гиббса и константы равновесия.

8. Понятие о дисперсных системах. Классификация дисперсных систем. Растворы, их виды. Способы выражения концентрации растворов. Растворимость. Свойства растворов неэлектролитов: давление пара растворителя, температуры кипения, замерзания, осмотическое давление (законы Рауля и Вант-Гоффа).

9. Растворы электролитов. Отклонение свойств электролитов от свойств растворов неэлектролитов. Изотонический коэффициент. Электролитическая диссоциация, её механизм. Сильные и слабые электролиты. Степень и константа диссоциации. Кажущаяся степень диссоциации. Реакции в растворах электролитов. Ионные уравнения реакций. Произведение растворимости. Условие выпадения осадка.

10. Диссоциация воды. Ионное произведение воды. Характеристика кислотности и щёлочности среды. Водородный показатель, его значения в различных средах. Индикаторы.

11. Гидролиз солей. Типичные случаи гидролиза (4 случая). Совместный гидролиз. Количественные характеристики гидролиза: степень гидролиза, константа гидролиза.

12. Валентность и степень окисления. Определение степени окисления атомов различных элементов. Процессы окисления и восстановления. Окислители и восстановители. Окислительно-восстановительные реакции. Их классификация и значение. Вывод коэффициентов в уравнениях окислительно-восстановительных реакций методом электронного баланса и электронно-ионным методом.

13. Химические источники тока. Их виды, преимущества и недостатки. Возникновение скачка потенциала на границе металл-электролит. Равновесный электродный потенциал, его зависимость от концентрации (уравнение Нернста). Устройство гальванических элементов. Процессы, происходящие на электродах элемента. Электрохимические схемы гальванических элементов. Определение стандартных электродных потенциалов. Типы гальванических элементов. Стандартный водородный электрод. Электрохимический ряд напряжений. Явление поляризации. Деполяризация. Топливные элементы. Аккумуляторы.

14. Электролиз. Его сущность. Анод и катод, процессы, происходящие на них. Напряжение разложения. Перенапряжение при электролизе. Последовательность разряда ионов на катоде и аноде. Электролиз с растворимым и нерастворимым анодом. Электролиз растворов и расплавов. Вторичные процессы при электролизе. Законы электролиза. Выход по току. Практическое применение электролиза.

15. Коррозия металлов. Масштабы и виды потерь от коррозии металлов. Способы оценки коррозионной стойкости металлов. Классификация коррозии по видам коррозионных разрушений, по видам коррозионных сред и механизму коррозионных процессов. Химическая коррозия, её сущность и виды. Оценка защитных свойств плёнок при химической коррозии. Методы защиты металлов от химической коррозии. Электрохимическая коррозия. Её виды и механизм протекания. Факторы, влияющие на скорость протекания электрохимической коррозии. Причины её возникновения. Перенапряжение и его роль при коррозии металлов. Методика расчёта возможности коррозии металлов и их сплавов в конкретных условиях.

16. Защита металлов от электрохимической коррозии. Изоляционные методы, электрохимические методы. Обработка коррозионно-агрессивных сред. Экономическое значение защиты металлов от коррозии.

17. Комплексные соединения, их классификация. Состав и структура. Химическая связь в комплексных соединениях. Диссоциация комплексных соединений. Константа нестойкости комплексного иона. Реакции образования комплексных соединений. Номенклатура. Практическое значение комплексных соединений.

18. Общие свойства металлов. Понятие: металл-элемент и металл-простое вещество. Классификация металлов. Распространение и формы нахождения металлических элементов в природе. Основные методы получения металлов. Получение чистых и сверхчистых металлов. Металлическая связь. Кристаллическая решётка металлов. Основные виды кристаллических решёток металлов. Физические свойства металлов. Химические свойства металлов. Интерметаллические соединения и твёрдые растворы. Виды твёрдых растворов. Восстановительная активность металлов и её количественная характеристика. Взаимодействие металлов с элементарными окислителями. Отношение металлов к воде, кислотам, щелочам.