Робоча навчальна програма і система модульно-рейтингового оцінювання знань і вмінь студентів з дисципліни "Хімія"

Питання, поставлені періодичним законом і періодичною системою, їх розв’язання з позиції уявлень про будову атомів. Сучасне формулювання періодичного закону. Періодична система, як природна система елементів. Довга і коротка форми періодичних таблиць. Періоди, групи, підгрупи. Зв’язок положення елемента в періодичній системі з  електронною будовою його атомів.

Особливості електронних конфігурацій атомів елементів головних і побічних підгруп. Елементи: s-, p-, d-, f. Зв’язок властивостей елементів з їх положенням в періодичній системі. Властивості елементів, які періодично та неперіодично змінюються. Зміни величин радіусів енергії іонізації, спорідненість до електрона і електронегативності атомів елементів з ростом зарядів їх ядер. Періодичність зміни властивостей елементів, як прояв періодичності змін електронних конфігурацій атомів. Розвиток періодичної системи і періодичного закону. Хімічні та фізичні властивості елементів І-VII груп та їх сполук. Хімія інертних газів.

Значення відкриття періодичного закону для розвитку науки і утвердження наукового, діелектрико-матеріалістичного світогляду.

 

Тема 4. Хімічний зв’язок.

Хімічний зв’язок: ковалентний, іонний, металевий, водневий та Ван-дер-Ваальсовий. Мішані типи хімічного зв’язку. Мішаний зв’язок та анізотропія фізичних властивостей кристалів. Коротка характеристика еволюції на суть хімічного зв’язку. Основні характеристики хімічного зв’язку: довжина, енергія, направленість. Валентний кут. Основні типи хімічного зв’язку. Ковалентний зв’язок. Квантомеханічні методи його трактування. Наближений характер цих методів. Метод валентних зв’язків. Фізична ідея методу: утворення двохцентрових двоелектронних зв’язків, принцип максимального перекривання АО. Гібридизація. Теорія направлених валентностей. Гібридизація АО. Умови стійкості гібридизації атомних орбіталей. Типи гібридизації і геометрія молекул. Полярність зв’язків і полярність молекул в цілому. E і П зв’язок. Кратність зв’язку. Фактори, які впливають на міцність зв’язку. 

Два механізми утворення ковалентного зв’язку: усуспільнення неспарених електронів різних атомів і донорно-акцепторний механізм. Полярність зв’язку. Дипольний момент зв’язку. Властивості ковалентного зв’язку: насиченість, направленість, поляризація. Насиченість ковалентного зв’язку. Направленість ковалентного зв’язку. 

Поляризація ковалентного зв’язку. Залежність полярного зв’язку від його довжини. Поляризуюча дія води.

Метод валентних зв’язків. Метод молекулярних орбіталей. Метод лінійної комбінації атомних орбіталей. Міжмолекулярна взаємодія.

 

Тема 5. Швидкість хімічних реакцій. Хімічна рівновага.

Швидкість хімічних реакцій. Хімічна рівновага. Швидкість хімічної реакції. Їх кількісне вираження. Фактори, що впливають на швидкість хімічної реакції. Залежність швидкості реакції від концентрації реагуючих речовин. Роботи Н.Н. Бекетова. Закон дії (діючих) мас. Його застосування для гомогенних і гетерогенних систем. Константа швидкості реакції. Вплив фактора поверхні на швидкість реакції гетерогенного середовища. 

Залежність швидкості реакції від температури, температурний коефіцієнт. Поняття про активні молекули і енергію активації процесу. Каталіз. Вплив каталізатора на швидкість реакції. Види каталізу: гомогенний, гетерогенний і мікрогетерогенний каталіз, автокаталіз, негативний і позитивний каталіз, поняття про інгібітори. Використання каталізу в промисловості. 

Необоротні і оборотні хімічні реакції. Умови оборотності і необоротності хімічних процесів. Хімічна рівновага. Константа хімічної рівноваги. Принцип Ле-Шательє. Зміщення хімічної рівноваги при зміні концентрації реагуючих речовин, тиску і температури.

 

Тема 6. Енергетика і направленість хімічних реакцій.

Енергетика та напрямленість хімічних процесів. Теплові ефекти хімічних реакцій. Теплоти утворення хімічних сполук. Закон Гесса і його наслідок. Зміна внутрішньої енергії системи. Ентальпія. Поняття про ентропію. Ізобарно-ізотермічний потенціал (енергія Гіббса). Роль ентальпійного і ентропійного факторів в направленості процесів при різних умовах.

Використання табличних значень, стандартних ентальпій та стандартних ізобарних потенціалів утворення вихідних речовин і продуктів реакції для оцінки можливості протікання хімічних процесів.

 

Тема 7. Класифікація і номенклатура неорганічних сполук.

Класифікація і номенклатура неорганічних сполук. Бінарні, тернарні і більш складні сполуки. Важливі групи хімічних сполук: боріди, карбіди, нітриди. Класи сполук, що володіють напівпровідниковими властивостями: А2В6, А3В5. Сполуки із алмазоподібними структурами.

 

Тема 8. Вода. Розчини.

Розчини. Механізм процесу розчинення. Сольватація (гідратація) при розчиненні. Термодинаміка процесу розчинення. Розчинність твердих речовин, газів. Коефіцієнт розчинності. Криві розчинності. Насичений і ненасичений розчини як динамічна рівноважна система.  Пересичені розчини. Кристалізація з водних та неводних розчинів. Добуток розчинності. Утворення осадів. Тверді розчини. Кристалогідрати. 

Розчинність газів. Коефіцієнт абсорбції. Залежність розчинності газів від температури та їх парціального тиску. Закони Генрі та Дальтона. 

Концентрація розчинів і способи її визначення. Вагова, об’ємна. Способи вираження концентрації розчинів. Масова доля розчинної речовини у відсотках. Характеристика концентрації розчинів їх густині. Молярна, нормальна концентрації. Молярна та моляльна концентрації. Нормальність розчину. Перехід від одного вираження концентрації розчину до іншого. Титр. Методика приготування розчинів. Міри безпеки при роботі з концентрованими розчинами кислот і лугів.

 

Тема 9. Теорія електролітичної дисоціації.

Електроліти і неелектроліти. Основні положення теорії електролітичної дисоціації. Роботи С. Аррениуса та А. Каблукова. Механізм дисоціації речовини з різним типом хімічного зв’язку. Роль полярних молекул води в процесах дисоціації та іонізації речовин. Механізм гідратації аніонів та катіонів. Вплив на гідратацію розмірів і зарядів іонів. Енергетика процесу. Ступінь електролітичної дисоціації. Сильні і слабкі електроліти. Фактори, що впливають на дисоціацію. Ступінь та  константа електролітичної  дисоціації. Дійсна і позірна ступінь дисоціації. Поняття про коефіцієнт активності. Застосування закону дії мас до процесу дисоціації слабких електролітів. Константа дисоціації. Зміщення рівноваги слабких електролітів. Кислоти, солі, основи в світлі теорії електролітичної дисоціації.

Електролітична дисоціація води.  Іонний добуток води. Рівновага в насичених розчинах малорозчинних електролітів. Вплив температури на процес дисоціації води. Концентрація іонів водню в розчинах.