- •1. Одноэлектронное приближение. Электронная конфигурация атома. Принципы заполнения одноэлектронных состояний.
- •2. Закон Рауля. Давление пара над идеальным раствором. Предельно разбавленные растворы. Закон Генри.
- •3. Гетерогенный катализ: основные стадии, энергетический профиль.
- •4. Расчёт электродных потенциалов по уравнению Нернста.
- •1. Электронное состояние атома как целого. Квантовые числа. Атомные
- •2. Энтропия и 2-й закон термодинамики. Термодинамическое и статистическое определения энтропии, их взаимосвязь.
- •3. Фотохимические реакции. Законы фотохимии. Квантовый выход. Примеры фотохимических реакций.
- •4. Анализ конкретной фазовой диаграммы двухкомпонентной системы.
- •Водородоподобные атомы. Уровни энергии и квантовые числа электрона.
- •2. Исходные постулаты термодинамики. Термические и калорические уравнения состояния.
- •3. Квазистационарное приближение в химической кинетике. Условия применимости, энергетические кривые.
- •4. Равновесный состав газовой смеси.
- •1. Электронные конфигурации переходных элементов 4-го периода и их ионов.
- •2. Коллигативные свойства растворов (электролиты и неэлектролиты).
- •3. Скорость химической реакции. Кинетическое уравнение. Закон действующих масс для элементарных реакций.
- •4. Энергии Гиббса химической реакции при различных температурах.
- •1. Электронные состояния двухатомных молекул. Характеристики кова-
- •2. Связь константы равновесия с изменением термодинамических функций в реакции. Зависимость константы равновесия от температуры. Принцип Ле Шателье.
- •3. Константа скорости. Порядок, псевдопорядок и молекулярность реакции. Экспериментальное определение порядка реакции и константы скорости.
- •1. Химическая связь и причины её образования. Кривые потенциальной энергии для двухатомной молекулы.
- •2. Электродные потенциалы, их зависимость от концентраций (активностей) ионов и температуры. Стандартные электродные потенциалы.
- •3. Тепловой эффект химической реакции. Закон Гесса. Энтальпия образования.
- •4. Порядок реакции по кинетическим данным.
- •1. Простейшие понятия теории молекулярных орбиталей. Метод молкао.
- •2. Электродвижущая сила (эдс), ее связь с термодинамическими функциями. Типы электрохимических ячеек.
- •3. Формальная кинетика реакций 1-го порядка. Решение прямой и обратной задачи.
- •4. Изменение энтропии в различных процессах (изменение температуры, объема, давления, фазовый переход, химическая реакция).
- •Теория мо. Электронные конфигурации молекул и молекулярных ионов водорода и гелия.
- •2. Сечения простейших фазовых диаграмм «температура – состав». Типичные диаграммы «жидкость – пар» (с азеотропом и без).
- •3. Энтальпия химической связи. Зависимость теплового эффекта реакции от температуры и давления.
- •4. Константы скорости в параллельных реакциях.
- •1. Межмолекулярные взаимодействия и их классификация. Сравнение межмолекулярных
- •2. Третий закон термодинамики. Абсолютная энтропия.
- •3. Влияние температуры на скорость реакции. Уравнение Аррениуса, его интегральная и дифференциальная формы. Опытная энергия активации.
- •4. Константа химического равновесия и равновесного состава смеси веществ.
- •Водородная связь и её характеристики. Примеры неорганических веществ с водородной связью.
- •2. Термодинамические системы и их классификация. Экстенсивные и интенсивные величины. Функции состояния и функции процесса. Термодинамические координаты и силы.
- •3. Механизмы реакций. Решение кинетических уравнений для последовательных реакций первого порядка.
- •4. Фазовые диаграммы одно- или двухкомпонентной системы на основе правила фаз Гиббса.
- •2. Фундаментальное уравнение Гиббса в переменных t, V. Критерии самопроизвольности процесса и равновесия.
- •2. Принцип независимости химических реакций. Составление и решение кинетических уравнений для обратимых реакций первого порядка.
- •4. Давления пара над чистым веществом и теплота фазового перехода.
- •1. Водородная связь и её характеристики. Влияние водородной связи на свойства органических веществ.
- •2. Химический потенциал, определение. Идеальные растворы. Термодинамика смешения. Активность и коэффициенты активности.
- •3. Механизм реакции. Составление и решение кинетических уравнений для параллельных реакций первого порядка.
- •4. Эмпирическая константа скорости и эффективная энергия активации сложной реакции.
- •1. Полиморфизм металлов (на примере железа или олова).
- •2. Внутренняя энергия и 1-й закон термодинамики в переменных t, V. Тепловой эффект процесса при постоянном объеме или давлении. Калорические коэффициенты.
- •3. Фотохимические реакции. Первичные процессы при возбуждении: фотофизические и фотохимические. Кинетика фотохимических реакций. Отличие фотохимических реакций от темновых.
- •4. Состав пара над идеальным раствором.
- •1. Основные типы кристаллических решёток металлов. Плотнейшие шаровые упаковки.
- •2. Фазовые диаграммы однокомпонентных систем. Уравнение Клапейрона-Клаузиуса.
- •3. Уравнения химических реакций. Стехиометрические соотношения. Химическая переменная. Энергетическая кривая химической реакции (элементарной и двухстадийной).
- •4. Квантовый выход фотохимической реакции.
- •1. Структура ионных кристаллов. Ионная модель.
- •2. Объединение 1-ого и 2-ого законов термодинамики. Фундаментальное уравнение Гиббса для закрытых и открытых систем.
- •4. Константа скорости для реакций целого порядка и определение энергии активации по температурной зависимости константы скорости.
- •1. Основные структурные типы ионных соединений: NaCl, CsCl, CaF2.
- •2. Химический потенциал компонента идеального раствора. Термодинамические функции образования идеального раствора.
- •3. Основные понятия катализа. Классификация каталитических реакций. Гомогенный катализ. Общий механизм катализа.
- •4. Анализ фазовой диаграммы одно- или двухкомпонентной системы на основе правила фаз Гиббса.
- •1. Энергия ионной кристаллической решётки. Цикл Борна-Габера.
- •2. Энтальпия и 1-ый закон термодинамики в переменных t, p. Тепловой эффект процесса при постоянном давлении. Изобарная теплоемкость.
- •3. Электроды и полуреакции. Основные типы электродов. Стандартные электродные потенциалы. Электродвижущая сила (эдс), ее связь с термодинамическими функциями.
- •4. Система кинетических уравнений по механизму реакции.
- •1. Радиусы атомов: ковалентные, металлические, ван-дер-ваальсовы. Радиусы ионов, способы их определения.
- •2. Стандартные состояния и термодинамические функции индивидуальных веществ. Оператор химической реакции. Изменение термодинамических функций в химических реакциях.
- •3. Параллельные обратимые реакции. Термодинамический и кинетический контроль.
- •4. Определение молярной массы растворенного вещества по коллигативным свойствам раствора.
- •1. Энергия ионной кристаллической решётки, её вычисление в рамках ионной модели.
- •2. Энтропия как функция состояния и как критерий направленности самопроизвольного процесса.
- •3. Условия химического равновесия. Закон действующих масс для идеально-газовой смеси. Константы равновесия и связь между ними.
- •3. Зависимость температуры кипения и плавления чистых веществ от давления. Уравнения Клапейрона и Клапейрона-Клаузиуса.
- •4. Расчёт плотности ионного кристалла по радиусам ионов и типу решётки.
4. Состав пара над идеальным раствором.
Система ур-й: (на примере N2 + 3H2 = 2NH3)
K(T) = (pNH3)2 / ((pN2)*(pH2)3)
p = pNH3 + pN2 + pH2 (з-н Дальтона)
pH2/pN2=3 (из формулы – так было и в начальный момент времени, и в конце тоже)
отсюда получаются pNH3, pN2 и pH2.
Билет 15.
1. Основные типы кристаллических решёток металлов. Плотнейшие шаровые упаковки.
Основные типы кристаллических решеток.
Все металлы являются кристаллическими телами, имеющими определенный тип кристаллической решетки, состоящей из малоподвижных положительно заряженных ионов, между которыми движутся свободные электроны (так называемый электронный газ). Такой тип структуры называется металлической связью.
Тип решетки определяется формой элементарного геометрического тела, многократное повторение которого по трем пространственным осям образует решетку данного кристаллического тела.
Металлы имеют относительно сложные типы кубических решеток - объемно центрированная (ОЦК) и гранецентрированная (ГЦК) кубические решетки.
Основу ОЦК-решетки составляет элементарная кубическая ячейка, в которой положительно заряженные ионы металла находятся в вершинах куба, и еще один атом в центре его объема, т. е. на пересечении его диагоналей. Такой тип решетки в определенных диапазонах температур имеют железо, хром, ванадий, вольфрам, молибден и др. металлы.
У ГЦК-решетки элементарной ячейкой служит куб с центрированными гранями. Подобную решетку имеют железо, алюминий, медь, никель, свинец и др. металлы.
Третьей распространенной разновидностью плотноупакованных решеток является гексагональная плотноупакованная. ГПУ-ячейка состоит из отстоящих друг от друга на параметр с параллельных центрированных гексагональных оснований. Три иона (атома) находятся на средней плоскости между основаниями.
У гексагональных решеток отношение параметра с/а всегда больше единицы. Такую решетку имеют магний, цинк, кадмий, берилий, титан и др.
Параметр решетки - это расстояние между атомами по ребру элементарной ячейки. Параметры решетки измеряется в нанометрах (1 нм = 10 Å). Параметры кубических решеток характеризуются длиной ребра куба и обозначаются буквой а.
Для характеристики гексагональной решетки принимают два параметра - сторону шестигранника а и высоту призмы с. Когда отношение с/а = 1,633, то атомы упакованы наиболее плотно, и решетка называется гексагональной плотноупакованной (рис. 1.2 г). Некоторые металлы имеют гексагональную решетку с менее плотной упаковкой атомов (с/а > 1,633). Например, для цинка с/а = 1,86, для кадмия с/а = 1,88.
Параметры а кубических решеток металлов находятся в пределах от 0,286 до 0,607 нм. Для металлов с гексагональной решеткой а лежит в пределах 0,228-0,398 нм, а с в пределах 0,357- 0,652 нм.
Упаковки плотнейшие – в кристаллографии, формы расположения атомов в кристаллической решетке, которые характеризуются наибольшим числом атомов в единице объема кристалла.
Для устойчивости кристаллической структуры требуется условие минимума ее потенциальной энергии. Реализацию этого условия обеспечивает плотнейшая упаковка структурных единиц при их максимальном сближении. Плотноупакованными называются решетки, в которых при заданном минимальном расстоянии между узлами достигается максимальная концентрация узлов в единице объема. Тенденция к осуществлению плотнейшей упаковки сильнее всего выражена в металлических и ионных структурах, а также характерна для кристаллизованных инертных газов. В этих случаях связи не направлены, и атомы или ионы можно считать сферическими.
Для описания плотноупакованной структуры в кристаллографии принята модель плотной упаковки твердых шаров. Шары рассматриваются как материальные частицы одного сорта, имеют сферическую симметрию, равны по размеру, несжимаемы, притягиваются друг к другу. Шары касаются друг друга, заполняя большую часть пространства. Ионы не поляризуются, т. е. их сферичность не нарушается. Стремление к минимуму потенциальной энергии означает, что каждая частица должна взаимодействовать с возможно большим числом других частиц, координационное число должно быть максимальным.
В плоском слое шаров, плотнейшим образом прилегающих друг к другу, каждый шар соприкасается с шестью шарами и окружен шестью лунками (пустотами), а каждая из лунок — тремя шарами.
При наложении второго слоя таким образом, чтобы над лункой первого слоя находился шар второго слоя, можно выделить два типа пустот, различающихся по координационному окружению:
- над лункой первого слоя находится шар второго слоя — тетраэдрическая пустота — Т;
- пустота второго слоя находится над пустотой первого слоя — октаэдрическая пустота — О.
Число пустот О равно числу шаров, а число пустот Т вдвое больше.