Модуль №1. Периодическая система элементов Д.И. Менделеева

Тема №1.Введение. Классы химических соединений. Основные химические законы. Химия как раздел естествознания – наука о веществах и их превращениях. Место химии в системе наук. Простое и сложное вещество. Оксиды, основания, кислоты и соли химических элементов, получение и свойства данных соединений. Закон сохранения массы веществ, закон постоянства состава, закон кратных отношений, закон Авогадро. Количество вещества. Молярная масса, молярный объем, количество эквивалента и молярная масса эквивалента (эквивалентная масса). Закон эквивалентов. Способы расчета молярных масс газов. Уравнение Клапейрона-Менделеева.

Тема №2. Строение атомов и систематика химических элементов. Периодический закон и периодическая система Д.И. Менделеева. Основные сведения о строении атома. Состав и свойства атомных ядер. Изотопы. Двойственная природа электрона. Квантово-механическая модель атома. Характеристика состояния электрона в атоме квантовыми числами. Принцип и порядок формирования электронных оболочек многоэлектронных атомов. Принцип энергетической выгоды, правила Клечковского. Принцип Паули и правило Хунда. Электронные формулы и схемы атомов. Периодическая система Д.И. Менделеева и изменение свойств элементов и их соединений. Атомные и ионные радиусы, энергия ионизации, энергия сродства к электрону, восстановительные и окислительные свойства элементов, электроотрицательность.

Тема №3 Химическая связь и строение молекул. Природа и причина образования химической связи. Основные типы и характеристики химической связи. Ковалентная химическая связь, основные ее характеристики: длина, энергия, кратность связи. Основные положения метода валентных связей (ВС). Обменный и донорно-акцепторный механизмы образования ковалентной связи. Насыщенность ковалентной связи. Спинвалентность и ковалентность атома элемента с позиций метода ВС. Гибридизация атомных орбиталей и пространственное строение молекул. Полярность ковалентной связи и соединения. Дипольный момент связи. Ионная химическая связь, механизм ее образования. Металлическая химическая связь и свойства металлов. Водородная связь. Влияние водородной связи на свойства веществ.

Тема №4. Строение вещества в конденсированном состоянии. Межчастичные взаимодействия. Характерные особенности веществ в различных агрегатных состояниях. Химические системы. Жидкие кристаллы. Кристаллическое состояние вещества, кристаллические структуры. Диэлектрики, полупроводники. Реальные кристаллы. Соединения переменного состава.

Модуль №2. Общие закономерности химических процессов.

Тема №5. Закономерности протекания химических реакций. Основы химической термодинамики и химическое равновесие. Фазовые равновесия. Скорость химических реакций и методы ее регулирования. Зависимость скорости химической реакции от концентрации реагентов. Константа скорости реакции. Зависимость скорости реакции от температуры. Энергия активации реакции. Правило Вант – Гоффа. Понятие о гомогенном и гетерогенном катализе. Обратимые и необратимые химические реакции. Химическое равновесие. Константа равновесия и изменение энергии Гиббса. Смещение химического равновесия. Принцип Ле Шателье. Влияние концентрации реагентов, давления и температуры на смещение химического равновесия. Понятие о химической термодинамике. Система. Гомогенные и гетерогенные системы. Первый закон термодинамики. Внутренняя энергия и энтальпия. Тепловой эффект химической реакции. Термохимия. Экзо- и эндотермические реакции. Термохимические уравнения реакций. Закон Гесса и следствия из него. Термохимические расчеты. Понятие об энтропии. Изменение энтропии в химических превращениях и фазовых переходах. Энергия Гиббса. Изменение энергии Гиббса – термодинамический критерий возможности самопроизвольного протекания химических процессов и устойчивости вещества.