Часть 1. Общая химия

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(ЛГПУ)

УТВЕРЖДЕНО:

проректор по учебной работе

_________________ Ширяев А.В.

«2» июля 2011 г.

ПРОГРАММА

Итогового государственного экзамена

Уровень высшего образования

БАКАЛАВРИАТ

направление подготовки

050100.62 Педагогическое образование

Профиль: Биология и химия

Квалификация (степень) выпускника

Бакалавр

Липецк – 2011

Государственный экзамен

1. Цель - итоговый государственный экзамен бакалавра предназначен для определения теоретической и практической подготовленности выпускника к решению профессиональных задач в соответствии с профильной направленностью ОПОП и видами профессиональной деятельности, установленных ФГОС ВПО.

2. Компетенции обучающихся, проверяемые в ходе проведения государственного экзамена:

Структура и содержание

Общая трудоемкость по блоку государственной итоговой аттестации составляет 6 зачетных единиц (216 часов), включающий 2 государственных экзамена и выпускную квалификационную работу.

Программа государственного экзамена

Форма проведения ИГЭ - устная.

Состав учебных дисциплин и перечень теоретических разделов, отражающих основное содержание каждой из дисциплин

Государственный экзамен по химии проводится по нескольким дисциплинам образовательной программы, результаты освоения которых имеют определяющее значение для профессиональной деятельности выпускников.

Итоговый государственный экзамен носит комплексный характер и ориентирован на выявление целостной системы специальных научных знаний в области химии. Он не дублирует монодисциплинарные экзамены, его содержание формируется на междисциплинарной основе. Дисциплины предметной подготовки, вопросы которых вынесены на государственный экзамен по специальности сгруппированы в три раздела:

· Общая химия: общие законы химии, энергетика химических реакций, строение атомных частиц; Периодический закон Д.И.Менделеева, химическая связь, скорость химических реакций и химическое равновесие, растворы, теория электролитической диссоциации, комплексные соединения, окислительно-восстановительные реакции, номенклатура неорганических веществ, классы неорганических соединений;

· Неорганическая химия элементов: s-металлы, элементы подгруппы IIIA, элементы подгруппы IVA, элементы подгруппы VA, элементы подгруппы VIA; элементы подгруппы VIIA, подгруппа VIB, подгруппа VIIB, подгруппа VIIIB, подгруппа IB, подгруппа IIB;

· Органическая химия: теории строения органических соединений, методы исследования органических соединений, изомерия, алифатические углеводороды, арены, функциональные производные углеводородов, гетероциклические соединения, высокомолекулярные соединения.

Экзаменационный билет ИГЭ по химии содержит 3 вопроса, по одному из каждого раздела.

Программа государственного экзамена составлена на основе государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования и Положения о государственной итоговой аттестации выпускников ФГБОУ ВПО ЛГПУ, осваивающих образовательные программы высшего образования – программы бакалавриата.

Перечень теоретических разделов, отражающих основное содержание контролируемых дисциплин приведён ниже.

Часть 1. Общая химия

Общие законы химии

Уровни организации вещества – атомные и молекулярные частицы, уровень наночастиц, ассоциаты, конденсированная фаза, агрегаты. Связь строения с химическими свойствами неорганических веществ.

Стехиометрические законы постоянства состава и эквивалентов и границы их применимости. Дальтониды и бертоллиды. Соотношение между эквивалентом и молекулой или формульной единицей. Расчёты с использованием молярных масс реальных веществ и эквивалентов, молярных и эквивалентных объёмов.

Энергетика химических реакций

Тепловые эффекты химических реакций. Энтальпия и теплота образования химических соединений. Энтропия химических систем. Энергия Гиббса. Использование термодинамических параметров DHº ₂₉₈, Sº ₂₉₈, DGº ₂₉₈, окислительно-восстановительных потенциалов Eº 298 для расчётов окислительно-восстановительных равновесий химических систем в газовой, твердой фазе и водных растворах.

Строение атомных частиц (атомов, атомных ионов)

Основные положения квантово-механической теории строения атомных частиц. Атом водорода. Принцип неопределённости Гейзенберга. Квантовые числа как параметры, определяющие волновую функцию. Атомные орбитали (АО). Основное и возбужденное состояние. Порядок заполнения атомных орбиталей в многоэлектронных атомах.

Периодический закон Д.И. Менделеева

Периодический закон Д.И.Менделеева с точки зрения строения электронного строения атомов. Современная формулировка периодического закона. Особенности электронных конфигураций элементов главных и побочных подгрупп короткопериодного варианта периодической системы. Принципы построения длиннопериодной системы элементов. Сравнительный анализ короткопериодного и длиннопериодного вариантов периодической таблицы элементов

Химическая связь

Электроотрицательность как важная характеристика связанных атомов. Периодически и не периодически меняющиеся свойства элементов и образованных ими простых и сложных веществ. Характер их изменения в главных и побочных подгруппах короткопериодной периодической системы. Вторичная периодичность и диагональное сходство.

Классификация типов химической связи. Ведущие идеи образования химической связи для ковалентной, ионной, металлической и водородной моделей связи. Методы описания ковалентной связи: метод валентных связей (МВС) и метод молекулярных орбиталей (ММО). Их сравнительная характеристика.

Основные положения метода валентных связей. Механизмы образования ковалентной связи. Свойства ковалентной связи: насыщаемость, направленность, поляризуемость. Делокализация p-связи. Гипотеза о гибридизации АО. Типы гибридизации, форма гибридных облаков. Электроотрицательность атомов углерода в разных гибридных состояниях. Теория отталкивания электронных пар Гиллеспи. Границы допустимости модели гибридизации АО.

Основные положения метода молекулярных орбиталей. Метод ЛКАО МО. Принципы заполнения молекулярных орбиталей. Электронные формулы и диаграммы двухатомных молекулярных частиц (молекул, катионов, анионов), образованных элементами I и II периодов.

Скорость химических реакций и химическое равновесие

Классификация химических реакций: а) по направлению реакций; б) по типу разрыва ковалентной связи или по характеру реагирующих частиц; в) по количеству молекул, участвующих в стадии, определяющей скорость реакций (молекулярности). Порядки реакций.

Скорость химической реакции. Закон действия масс. Истинные и феменологические порядки реакции. Константа скорости реакции. Влияние температуры на скорость реакции (уравнение Аррениуса). Механизм действия катализаторов и ингибиторов. Понятие химического равновесия. Принцип Ле-Шателье.

Растворы. Растворимость. Законы растворения

Растворы веществ ограниченной и неограниченной растворимости. Количественные характеристики растворов веществ ограниченной растворимости и связи между ними: молярная и массовая концентрация вещества и эквивалента, массовая мольная и объемная доли, коэффициент растворимости. Явление осмоса. Законы Вант-Гоффа, Рауля.

Теория электролитической диссоциации

Фотохимическая, термическая, электролитическая диссоциация. Степень и константа диссоциации. Коэффициент активности. Слабые и сильные электролиты. Влияние растворителя на силу и характер диссоциации электролита. Равновесия в растворах слабых кислот и оснований. рН среды. Индикаторы.

Буферные растворы. Равновесия в растворах малорастворимых электролитов. Произведение растворимости ПР.

Комплексные соединения

Комплексные соединения. Получение комплексных соединений. Характер химической связи в комплексных соединениях с позиций метода валентных связей и теории кристаллического поля. Спектрохимический ряд лигандов и окраска комплексных соединений и образованных ими растворов. Изомерия и диссоциация комплексных соединений.

Окислительно-восстановительные реакции (ОВР)

Методы расчёта коэффициентов в уравнениях ОВР (электронного баланса и полуреакций). Гальванический элемент. Электродные потенциалы. Диаграммы Латимера. Расчёты окислительно-восстановительных равновесий в растворах, газовой и твердой фазе. Ряд напряжений. Правила электролиза расплавов и растворов индивидуальных веществ и их смесей.

Номенклатура неорганических веществ

Номенклатурные правила IUPAC для простых веществ, бинарных соединений, оснований, оксокислот, оксосолей, комплексных соединений. Названия веществ по номенклатуре Гесса-Менделеева, допустимые в номенклатуре IUPAC. Тривиальные названия.

Классы неорганических соединений

Характеристические классы неорганических соединений. Генетическая связь между классами неорганических соединений.

Простые вещества: металлы, неметаллы, полуметаллы. Строение молекулярных частиц, жидких и кристаллических веществ в зависимости от положения элементов, образующих простые вещества, в периодической системе Д.И. Менделеева.

Природа металлического состояния. Структура металлов. Типы кристаллических решеток. Важнейшие способы получения металлов из руд.

Металлы. Физические и химические свойства, способы получения металлов.

Неметаллы. Физические и химические свойства, способы получения неметаллов.

Соединения элементов с водородом. Классификация. Гидриды s-, p-, d-металлов. Фазы внедрения. Растворы атомарного водорода в металле. Гидриды неметаллов. Основные физические и химические свойства. Способы получения.

Оксиды - важнейший класс неорганических соединений. Классификация. Оксиды металлов и неметаллов. Строение оксидов с разными типами связи. Физические и химические свойства. Получение.

Основания - важнейший класс неорганических соединений. Классификация. Основания Бренстеда и Льюиса. Двойственность природы оснований. Влияние растворителя на кислотно-основные свойства. Анионы солей как неорганические основания. Основные физические и химические свойства. Получение.

Кислоты - важнейший класс неорганических соединений. Бескислородные и кислородсодержащие неорганические кислоты. Кислоты Бренстеда и Льюиса. Самоионизация кислот. Двойственность природы кислот и зависимость характера их диссоциации от растворителя.

Неорганические соли. Строение катионов и анионов. Делокализация заряда и p-связей в молекулярных ионах. Основные физические свойства солей. Термодинамическая, кинетическая, термическая устойчивость, окислительно-восстановительные свойства оксосолей в твердой фазе и в растворах, кислотно-основные свойства ионов растворах.

Галогениды как важный класс неорганических соединений. Классификация. Строение ионных и ковалентных галогенидов. Основные физические и химические свойства ионных и ковалентных галогенидов.

Генетическая связь между классами неорганических соединений и способы получения солей. Препаративные способы получения солей.