МОДУЛЬ 1 . Курс общей химии

Тема 1. Строение атома

Составные частицы атома - атомное ядро (протоны, нейтроны), электроны; их масса и заряд. Атомные спектры. Квантовый характер излучения и поглощения энергии - теория и уравнения Планка, квантовое число Бора. Двойственная природа света. Корпускулярно-волновой дуализм движения электрон. Уравнение де Бройля. Квантово-механическое объяснение строения атома (понятие об уравнении Шредингера): электронное облако, атомная орбиталь (АО), квантовые числа и их физический смысл. Форма электронных облаков для s-, p-, d- состояний.

Распределение электронов по энергетическим уровням и подуровням в многоэлектронном атоме: принцип наименьшей энергии, принцип Паули, правило Хунда. Составление электронных формул атомов.

Энергетические характеристики атомов: энергия ионизации, сродство к электрону, электроотрицательность.

Тема 2. Периодическая система (ПС) и строение атомов элементов

Современная формулировка периодического закона. Структура ПС: периоды, группы, подгруппы, вертикальная и горизонтальная периодичность.

ПС и её связь со строением атома. Последовательность заполнения электронных уровней и подуровней атомов: особенности электронного строения атомов в главных и побочных подгруппах, в семействах актиноидов и лантаноидов; s, p, d –элементы.

Закономерности изменения физических и химических свойств элементов и их соединений: радиусов атомов и ионов, степеней окисления; кислотно-основных и окислительно - восстановительных свойств соединений, содержащих связи Э-О-Н и Э-Н; энергий ионизации и сродства к электрону, электроотрицательности.

Тема 3. Химическая связь. Строение молекул. Комплексные соединения

Инвариантный блок

Определение и характеристика химической связи.

Основные типы химической связи: ионная, ковалентная. Свойства ковалентной связи: насыщаемость (валентность), направленность. Метод валентных связей (ВС). Гибридизация атомных орбиталей, образование кратных связей. Пространственная структура молекул.

Определение типа химической связи.

Понятие о методе молекулярных орбиталей.

Донорно-акцепторный механизм в комплексных соединениях. Ковалентность.

Водородная связь: общие понятия, влияние на свойства веществ, внутримолекулярные водородные связи, значение водородных связей.

Межмолекулярные взаимодействия: ориентационные, индукционные, дисперсионные.

Свойства веществ в различных физических состояниях. Химические системы: понятие, характеристики. Газообразное состояние вещества: законы идеальных газов. Реальные газы. Жидкое состояние. Твердые вещества: аморфное, кристаллическое состояние и их характерные особенности. Типы кристаллов и свойства веществ.

Химическая связь в комплексных соединениях (КС). Строение КС: комплексообразователь, лиганды, внутренняя и внешняя сферы комплекса. Координационное число. Определение заряда комплексного иона. Номенклатура КС. Константа нестойкости КС и определение по ней устойчивости КС. Написание реакций с образованием КС.Разрушение КС

Вариативный (профильный) блок

КС и токсичность тяжелых металлов

Тема 4. Термодинамика химических процессов. Химическое равновесие

Инвариантный блок

Энергетические эффекты химических реакций: общие понятия. Внутренняя энергия, теплота, работа, первый закон термодинамики. Энтальпия системы и ее изменения. Тепловой эффект химической реакции. Термохимические уравнения. Теплота сгорания вещества. Энтальпия фазовых и полиморфных превращений. Энтропия и ее изменение при химической реакции. Энергия Гиббса и направленность химических реакций.

Химическое равновесие: условие химического равновесия, константа химического равновесия. Принцип Ле Шателье.

Вариативный (профильный) блок

Калорийность пищи

Тема 5. Кинетика химических процессов.

Инвариантный блок

Скорость химических реакций: общие понятия и особенности для гомогенных и гетерогенных реакций. Зависимость скорости реакции от концентрации. Понятие о порядке химической реакции. Реакции, протекающие в одну стадию: закон действующих масс. Период полупревращения для реакций первого и второго порядка. Кинетика обратимых химических реакций и химическое равновесие.

Влияние температуры на скорость реакции: правило Вант-Гоффа.

Энергия активации, уравнение Аррениуса. Катализ.

Понятие о цепных, фотохимических, колебательных реакциях.

Тема 6. Растворы

Инвариантный блок

Идеальные и неидеальные растворы. Коллигативные свойства идеальных растворов: законы Рауля, осмотическое давление.

Электролиты и неэлектролиты. Теория электрической диссоциации Арренуса. Ступенчатая диссоциация. Слабые электролиты. Константа диссоциации, степень диссоциации. Закон разбавления Оствальда. Сильные электролиты, активность ионов.

Кислотно-основное равновесие: теории Аррениуса, Бренстеда-Лоури, Льюиса. Протолитическая теория кислот и оснований, протолитическое равновесие. Факторы, влияющие на силу протолитов: понятие об индукционном и резонансном эффектах.

Равновесие в растворах слабых электролитов: ионное произведение воды,

водородные и гидроксильные показатели, расчёт рН и рОН, способы измерения рН, способы поддержания рН – буферные растворы, кислотно-основные индикаторы; диссоциация малорастворимых соединений - произведение растворимости и условия образования и растворения осадков

Ионные реакции. Условия смещения ионного равновесия.

Гидролиз солей. Степень гидролиза, её зависимость от концентрации и температуры. Различные случаи обратимого гидролиза. Необратимый гидролиз.

Способы выражения концентраций растворов.

Вариативный (профильный) блок

Применение законов Рауля при расчете технологических параметров пищевых растворов.

Тема 7. Окислительно-восстановительные (ОВ) процессы

Инвариантный блок

ОВ реакции: определение, понятие степени окисления (СО), окислитель, восстановитель. Высшая и низшая, промежуточная степени окисления: определение по положению элемента в ПС. Изменение ОВ свойств элементов по их положению в ПС.

Классификация ОВ реакций: межмолекулярные, внутримолекулярные, диспропорционирования.

ОВ реакций, протекающие в водных растворах - метод электронно-ионных уравнений, влияние среды на протекание ОВ реакций.

Стандартные электродные потенциалы ОВ реакции. Определение направления самопроизвольного протекания ОВ реакции.

Определение возможных продуктов ОВ реакции

Электролиз: общие понятия; процессы, протекающие на инертных электродах в водных растворах солей, применение электролиза.

Вариативный (профильный) блок

Роль окислительно-восстановительных процессов в жизнедеятельности организма. Консерванты как замедлители окислительной порчи пищевых продуктов.