- •1) Основные законы химии: сохранения массы и энергии, постоянство состава, эквивалентов и Авогадро.
- •2) Закон постоянства состава с современной точки зрения. Соединения постоянного и переменного состава.
- •3) Закон эквивалентов. Эквивалент элементов и соединений.
- •4) Классы неорганических соединений.
- •5) Модель строения атома Резерфорда
- •6) Теория строения атома Бора. Недостатки теории строения.
- •7) Принципы квантов механики: дискретность энергии, корпускулярно-волновой дуализм, принципы неопределенности Гейзенберга.
- •8) Уравнение Шредингера. Смысл волновой функции.
- •9) Квантовые числа. Их значение и сущность.
- •10) Электронного уравнения, подуровня, орбитали.
- •11) Правила и принципы, определяющие последовательность формирования электронных уровня и подуровня.
- •13) Периодический закон д.И.Менделеева. Периодичность в изменении различных свойств элементов(потенциал ионизации, сродство к электрону, атомные радиусы)/
- •14) Сходство и различие химических свойств элементов главных и побочных подгрупп в связи с электронным строением атома/
- •15) Химическая связь. Виды химической связи. Энергетические и геометрические характеристики связи.
- •16) Природа химической связи. Энергетические эффекты в процессе образования химической связи.
- •17) Основные положения метода Валентных связей. Обменный и донорно-акцепторный механизма образования ковалентной связи.
- •18) Валентные возможности атомов в основном и в возбужденном состоянии.
- •20) Насыщаемость ковалентной связи. Понятие валентности.
- •21) Полярность ковалентной связи. Теория гибридизации. Виды гибридизации. Примеры.
- •22) Полярность ковалентной связи. Дипольный момент.
- •23) Достоинства и недостатки метода в.С.
- •24) Метод молекулярных орбиталей. Основные понятия.
- •25) Описать методы мо связи в биполярных и много центровых молекулах(b2 o2 BeH2 BeF2).
- •26) Ионная связь предельный случай ковалентно-полярной связи. Свойства ионной связи. Основные виды кристаллических решеток для соединения с ионной связью.
- •27) Металлическая связь. Особенности. Элементы зонной теории для объяснения особенностей металлической связи.
- •28) Межмолекулярное взаимодействие. Ориентационный, индукционный и дисперсионный эффекты.
- •Дисперсионные силы
- •29) Водородная связь.
- •30) Основные типы кристаллических решеток.
- •Простейшие кристаллические решетки. Плотнейшая кубическая упаковка. Плотнейшая гексагональная упаковка
- •31) Законы термохимии. Следствие из законов Гесса.
- •32) Понятие о внутренней энергии системы, энтальпии и энтропии.
- •33) Энергия Гиббса, её взаимодействие с энтальпией и энтропией. Изменение энергии Гиббса в самопроизвольно протекающих процессах.
- •34) Скорость химической реакции. Закон действия масс для гомогенных и гетерогенных реакций. Сущность константы скорости. Порядок и молекулярность реакции.
- •35) Факторы, влияющие на скорость химических реакций.
- •36) Влияние температуры на скорость химический реакций. Правило Вант-Гоффа. Энергия активации. Уравнение Аррениуса.
- •37) Особенности протекания гетерогенных реакций. Влияние диффузии и степень дискретности вещества.
- •38) Влияние катализатора на скорость химических реакций. Причины влияния катализатора.
- •39) Обратимые процессы. Химическое равновесие. Константа равновесия.
- •40) Влияние различных факторов на смещение равновесия. Принцип Ле Шателье.
- •41) Определение раствора. Физико-химические процессы при образование растворов. Изменения энтальпии и энтропии при растворение.
- •42) Способы выражения концентрации растворов.
- •43) Закон Рауля.
- •44) Осмос. Осматическое давление. Закон Вант-Гоффа.
- •45) Растворы электролитов. Сильные и слабые электролиты. Степень электролитической диссоциации. Изотонический коэффициент.
- •46) Теория элекролитической диссоциации. Физическая теория Аррениуса, химическая Менделеева и современный взгляд на диссоциацию.
- •47) Реакции в растворах электролитов, их направленность. Смещение ионных равновесий.
- •48) Ионное произведение воды. Водородный показатель как химическая характеристика.
- •49) Гетерогенные равновесия в растворах электролитов. Произведение растворимости.
- •50)Гидролиз солей.
- •51) Химическое равновесие на границе металл-раствор. Двойной электрический слой. Скачок потенциала. Водородный электрод сравнения. Ряд стандартных электродных потенциалов.
- •52) Зависимость электродного потенциала от природы веществ, температуры и концентрации раствора. Формула Нэриста.
- •53. 1)Гальванические элементы. 2)Процессы на электродах. 3)эдс гальванического элемента.
- •54. 1)Обратимые источники электрической энергии. 2)Кислотные и щелочные аккумуляторы.
- •55.Топливные элементы.
- •56.1)Электролиз растворов и расплавов. 2)Последовательность электродных процессов. 3)Перенапряжение и поляризация.
- •57.Взаимодействие металлов с кислотами и щелочами.
- •58. Коррозия металлов в растворах солей.
- •59. Применение электролиза в промышленности.
- •60. 1)Электрохимическая коррозия металлов. 2)Основные виды электрохимической коррозии. 3)Процессы на электродах.
- •61. Методы борьбы с коррозией.
- •Выбор одного из методов защиты основывается не только на технических соображениях, но и на экономических расчетах. Наиболее дешевым и распространенным методом являются лакокрасочные покрытия.
43) Закон Рауля.
Относительное понижение давления насыщенного пара растворителя над раствором равно мольной доле растворённого вещества
N2-мольная доля растворённого вещества.
pO-давление насыщенного пара растворителя
-отношение понижения давления
Понижение t замерзания и повышение t кипения пропорциональны концентрации раствора(неэлектролиты)
44) Осмос. Осматическое давление. Закон Вант-Гоффа.
О́смос— процесс диффузии растворителя из менее концентрированного раствора в более концентрированный раствор
Осмотическое давление — сила, действующая на полупроницаемую мембрану, разделяющую два раствора с разной концентрацией растворенных веществ и направленная от более разбавленного к более концентрированному раствору. Осмотическое давление можно представить как давление абсолютно чистой воды на полупроницаемую мембрану по другую стороны которой находится раствор.
Закон Вант – Гоффа
45) Растворы электролитов. Сильные и слабые электролиты. Степень электролитической диссоциации. Изотонический коэффициент.
экспериментально(коэффициент)
РАСТВОРЫ ЭЛЕКТРОЛИТОВ, содержат в заметных концентрациях ионы-катионы и анионы, образующиеся в результате электролитической диссоциации молекул растворенного в-ва. Р-ритель (чистый или смешанный) обычно в сколько-нибудь значит. степени не диссоциирован. Растворы электролитов обладают способностью проводить электрич. ток и относятся к проводникам второго рода.
Количественная характеристика диссоциации электролитов называется степенью диссоциации (обозначение α); для веществ-электролитов всегда больше нуля (α = 0 в случае неэлектролитов). Степень диссоциации может выражаться как в долях от 1, так и в процентах.
Для сильных электролитов в водном растворе по определению α = 1: диссоциация таких электролитов протекает необратимо (до конца), и степень превращения растворенного вещества в ионы полная. Для слабых электролитов степень диссоциации (отношение молярной концентрации продиссоциировавшего вещества cд к общей концентрации вещества cB в растворе):
α = cд / cB
всегда меньше единицы, но больше нуля (0 < α < 1).
Слабые электролиты — химические соединения, молекулы которых даже в сильно разбавленных растворах не полностью диссоциированы на ионы, которые находятся в динамическом равновесии с недиссоциированными молекулами. К слабым электролитам относится большинство органических кислот и многие органические основания в водных и неводных растворах.
Сильные электролиты — химические соединения, молекулы которых в разбавленных растворах практически полностью диссоциированы на ионы.
Степень диссоциации таких электролитов близка к 1.
К сильным электролитам относятся многие неорганические соли, некоторые неорганические кислоты и основания в водных растворах, а также в растворителях, обладающих высокой диссоциирующей способностью (спирты, амиды и др.).
46) Теория элекролитической диссоциации. Физическая теория Аррениуса, химическая Менделеева и современный взгляд на диссоциацию.
Теория электролитической диссоциации
( С. Аррениус, 1887г. )
1. При растворении в воде (или расплавлении) электролиты распадаются на положительно и отрицательно заряженные ионы (подвергаются электролитической диссоциации).
2. Под действием электрического тока катионы (+) двигаются к катоду (-), а анионы (-) - к аноду (+).
3. Электролитическая диссоциация - процесс обратимый (обратная реакция называется моляризацией).
4. Степень электролитической диссоциации (a) зависит от природы электролита и растворителя, температуры и концентрации. Она показывает отношение числа молекул, распавшихся на ионы (n) к общему числу молекул, введенных в раствор (N).
a = n / N 0<a<1
Механизм электролитической диссоциации ионных веществ
При растворении соединений с ионными связями (например, NaCl) процесс гидрата-ции начинается с ориентации диполей воды вокруг всех выступов и граней кристаллов соли.
Ориентируясь вокруг ионов кристаллической решетки, молекулы воды образуют с ними либо водородные, либо донорно-акцепторные связи. При этом процессе выделяется большое количество энергии, которая называется энергией гидратации.
Энергия гидратации, величина которой сравнима с энергией кристаллической решетки, идет на разрушение кристаллической решетки. При этом гидратированные ионы слой за слоем переходят в растворитель и, перемешиваясь с его молекулами, образуют раствор.
Механизм электролитической диссо-циации полярных веществ
Аналогично диссоциируют и вещества, молекулы которых образованы по типу полярной ковалентной связи (полярные молекулы). Вокруг каждой полярной молекулы вещества (например, HCl), определенным образом ориентируются диполи воды. В результате взаимодействия с диполями воды полярная молекула еще больше поляризуется и превращается в ионную, далее уже легко образуются свободные гидратированные ионы.
Электролиты и неэлектролиты
Электролитическая диссоциация веществ, идущая с образованием свободных ионов объясняет электрическую проводимость растворов.
Процесс электролитической диссоциации принято записывать в виде схемы, не раскрывая его механизма и опуская растворитель (H2O), хотя он является основным участником.
CaCl2 => Ca2+ + 2Cl-
KAl(SO4)2 => K+ + Al3+ + 2SO42-
HNO3 => H+ + NO3-
Ba(OH)2 => Ba2+ + 2OH-
Из электронейтральности молекул вытекает, что суммарный заряд катионов и анионов должен быть равен нулю.
Например, для
Al2(SO4)3 -- 2 ∙ (+3) + 3 ∙ (-2) = +6 - 6 = 0
KCr(SO4)2 -- 1 ∙ (+1) + 3 ∙ (+3) + 2 ∙ (-2) = +1 + 3 - 4 = 0
Сильные электролиты
Это вещества, которые при растворении в воде практически полностью распадаются на ионы. Как правило, к сильным электролитам относятся вещества с ион-ными или сильно полярными связями: все хорошо растворимые соли, сильные кислоты (HCl, HBr, HI, HClO4, H2SO4,HNO3) и сильные основания (LiOH, NaOH, KOH, RbOH, CsOH, Ba(OH)2,Sr(OH)2,Ca(OH)2).
В растворе сильного электролита раство-рённое вещество находится в основном в виде ионов (катионов и анионов); недиссоциированные молекулы практически отсутствуют.
Слабые электролиты
Вещества, частично диссоциирующие на ионы. Растворы слабых электролитов наряду с ионами содержат недиссоциированные молекулы. Слабые электролиты не могут дать большой концентрации ионов в растворе.
К слабым электролитам относятся:
1) почти все органические кислоты (CH3COOH, C2H5COOH и др.);
2) некоторые неорганические кислоты (H2CO3, H2S и др.);
3) почти все малорастворимые в воде соли, основания и гидроксид аммония (Ca3(PO4)2; Cu(OH)2; Al(OH)3; NH4OH);
4) вода.
Они плохо (или почти не проводят) элек-трический ток.
СH3COOH => CH3COO- + H+
Cu(OH)2 => [CuOH]+ + OH- (первая сту-пень)
[CuOH]+ => Cu2+ + OH- (вторая ступень)
H2CO3 => H+ + HCO- (первая ступень)
HCO3- => H+ + CO32- (вторая ступень)
Неэлектролиты
Вещества, водные растворы и расплавы которых не проводят электрический ток. Они содержат ковалентные неполярные или малополярные связи, которые не распада-ются на ионы.
Электрический ток не проводят газы, твердые вещества (неметаллы), органические соединения (сахароза, бензин, спирт).
Степень диссоциации.
Константа диссоциации
Концентрация ионов в растворах зависит от того, насколько полно данный электролит диссоциирует на ионы. В растворах сильных электролитов, диссоциацию которых можно считать полной, концентрацию ионов легко опреде-лить по концентрации (c) и составу молекулы электролита (стехиометрическим индексам), например:
c 2c c
H2SO4 => 2H+ + SO42-
Концентрации ионов в растворах слабых электролитов качественно характеризуют степенью и константой диссоциации.
Степень диссоциации (a) - отношение числа распавшихся на ионы молекул (n) к общему числу растворенных молекул (N): a = n / N и выражается в долях единицы или в % (a = 0,3 - условная граница деления на сильные и слабые электролиты).
Степень диссоциации зависит от концен-трации раствора слабого электролита. При разбавлении водой степень диссоциации всегда увеличивается, т.к. увеличивается число молекул растворителя (H2O) на одну молекулу растворенного вещества. По принципу Ле Шателье равновесие электролитической диссоциации в этом случае должно сместиться в направлении образования продуктов, т.е. гидратирован-ных ионов.
Степень электролитической диссоциации зависит от температуры раствора. Обычно при увеличении температуры степень диссоциации растет, т.к. активируются связи в молекулах, они становятся более подвижными и легче ионизируются. Концентрацию ионов в растворе слабого электролита можно рассчитать, зная степень диссоциации a и исходную кон-центрацию вещества c в растворе.