Довузовское обучение Бакалавриат Магистратура Аспирантура Контакты
 :: Направления
Преподаваемые дисциплины
Учебные пособия
Учебно-методическая работа
Научная работа

 :: Теор. основы химии
Программа курса
Контрольные работы
Лабораторные работы
Семинары
Тестирование

 :: Неорганическая химия
Программа курса
Контрольные работы
Лабораторные работы
Тестирование

Дистанционное обучение
Программы курсов
Курсовые работы
Вопросы к экзаменам
Рекомендуемая литература
Таблица Д.И. Менделеева
Справочные данные

 :: О нас
История кафедры
Руководство кафедры
Педагогический коллектив
Научно-педагогическая школа

 


Кафедра общей и неорганической химии

 

Программа курса

НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

Пояснительная записка

Фундаментальной химической дисциплиной, которую вслед за курсом "Теоретические основы химии" изучают студенты-первокурсники РХТУ им. Д.И. Менделеева, является "Неорганическая химия". Курс неорганической химии дает систематический обзор свойств элементов и их соединений в последовательности: химия s-элементов, р-элементов, d-элементов, f-элементов. Исключение составляют водород и гелий: первый рассматривается вместе с подгруппой фтора, второй - с другими благородными газами.

В курсе широко используются теоретические представления и расчетные методы, проработанные в первом семестре при изучении "Теоретических основ химии". Значительное внимание уделено способам получения наиболее широко применяемых веществ и их химическим свойствам, координационным соединениям, веществам и реакциям, важным для курса аналитической химии (следующего за курсом неорганической химии).

Целью лабораторных занятий является ознакомление студентов с методами химического эксперимента, углубленная проработка лекционного материала, развитие навыков студентов решать конкретные практические задачи, а также навыков исследовательской работы. На лабораторных занятиях студентам прививают навыков безопасной работы с различными химическими веществами.

Вводная лекция

Задачи, стоящие перед неорганической химией; ее роль в народном хозяйстве. Роль химии в развитии смежных естественных наук. Развитие химической промышленности и проблемы экологии. Содержание курса "Неорганическая химия".

Раздел 1. Химия s-элементов

Подгруппа лития

Общая характеристика элементов, нахождение в природе, получение и свойства, Гидриды, оксиды, пероксиды, надпероксиды, химическая связь в этих соединениях, их свойства. Гидроксиды, их получение и свойства. Общая характеристика солей. Понятие об аммиачном способе получения соды. Особенности химии лития. Применение металлов и их соединений.

Подгруппа бериллия.

Общая характеристика элементов, нахождение в природе, получение и свойства, Гидриды, оксиды, гидроксиды, их получение и свойства. Общая характеристика солей, их растворимость и гидролизуемость. Особенности химии бериллия. Токсичность соединений бериллия. Применение металлов и их соединений.

Раздел II. Химия р-элементов

Общая характеристика элементов

1. Подгруппа бора

Общая характеристика элементов подгруппы бора. Сравнение свойств и реакционной способности элементов подгруппы.

А. Бор

Общая характеристика бора и его природные соединения. Получение и свойства бора. Соединения бора с металлами, их получение и свойства. Бороводороды, их получение и свойства.

Борогидриды металлов. Борный ангидрид и борные кислоты, химическая связь, строение молекул и свойства. Галогениды бора, их получение и свойства; тетрафторборная кислота, получение и свойства. Нитрид бора. Применение бора и его соединений.

Б. Алюминий

Общая характеристика алюминия, нахождение в природе, получение и свойства. Оксид алюминия и его свойства. Гидроксид алюминия, его получение и свойства, алюминаты. Общая характеристика солей алюминия, их растворимость, гидролиз. Квасцы. Гидрид алюминия, алюмогидриды металлов. Применение алюминия и его соединений.

В. Галлий, индий, таллий

Общая характеристика, нахождение в природе, понятие о получении, свойства. Оксиды и гидроксиды, их получение и свойства. Особенности химии таллия. Соединения А(III)B(V). Применение галлия, индия, таллия и их соединений.

2. Подгруппа углерода

Общая характеристика элементов подгруппы. Особенности химии углерода и кремния.

А. Углерод

Общая характеристика, нахождение в природе. Аллотропные модификации углерода, их характеристики. Получение искусственных алмазов. Активированный уголь и его адсорбционные свойства. Углеграфитовые материалы. Соединения внедрения графита. Химические свойства углерода. Карбиды, их получение и классификация; зависимость свойств карбидов от характера химической связи. Кислородные соединения углерода, получение и свойства. Фосген. Мочевина, ее получение и свойства. Угольная кислота и ее соли. Строение карбонат-иона.

Синильная кислота и ее соли; их получение и свойства. Комплексные соединения, содержащие цианид-ион. Роданиды. Применение углерода и его неорганических соединений.

Б. Кремний

Общая характеристика, нахождение в природе, получение, свойства. Силикаты и алюмосиликаты. Понятие о различных типах силикатов. Природные и искусственные цеолиты. Кварц, свойства и применение. Кварцевое стекло. Силикагель. Растворимое стекло. Общие сведения о строении, свойствах и получении различных видов стекла и керамики. Водородные соединения кремния; получение, свойства. Нитрид кремния. Гексафторкремниевая кислота, получение и свойства. Применение кремния и его соединений.

В. Подгруппа германия

Общая характеристика, нахождение в природе, получение, свойства. Водородные соединения германия. Оксиды, их взаимодействие с кислотами и щелочами. Гидроксиды; германаты (II,IV), станнаты (II,IV), плюмбаты (II,IV). Сульфиды и их свойства. Соли тиооловянной кислоты. Общая характеристика солей олова и свинца, их растворимость и гидролизуемость. Применение германия, олова и свинца и их соединений.

3. Подгруппа азота

Общая характеристика элементов подгруппы. Отличие химии азота от химии фосфора и других элементов.

А. Азот

Общая характеристика, нахождение в природе, получение, свойства. Химическая связь в молекуле азота и причины его химической инертности. Проблема связанного азота и пути ее решения.

Водородные соединения азота. Аммиак, химическая связь и строение молекулы, получение и свойства. Жидкий аммиак как растворитель. Соли аммония, их свойства. Амиды, имиды и нитриды, их взаимодействие с водой. Гидроксиламин, свойства и строение молекулы. Гидразин, его строение и свойства.

Азотистоводородная кислота, строение и свойства. Азиды металлов.

Оксиды азота, их получение химическая связь, строение и свойства. Влияние на окружающую среду выбросов оксида азота. Азотистая кислота, ее строение, получение и свойства. Нитриты и их свойства. Азотная кислота, получение, строение, свойства, взаимодействие с металлами и неметаллами. Царская водка. Нитраты, их термическая устойчивость, окислительная активность. Применение азота и его соединений.

Б. Фосфор.

Общая характеристика элемента, нахождение в природе, получение, свойства. Красный и белый фосфор. Фосфин, его получение и свойства; химическая связь и строение молекулы. Фосфиды металлов, их получение и свойства.

Оксиды фосфора (III,V); получение, строение, свойства. Фосфорные кислоты, способы их получения, строение, свойства. Фосфористая и фосфорноватистая кислоты, их свойства. Фосфиты и гипофосфиты.

Галогениды фосфора, получение, строение, свойства, гидролиз. Оксохлорид фосфора.

Применение фосфора и его соединений. Токсичность белого фосфора.

В. Мышьяк, сурьма, висмут.

Общая характеристика элементов, нахождение в природе, получение, свойства. Арсин, его получение, строение, свойства. Соединения мышьяка и сурьмы с металлами. Кислородные соединения, их получение и свойства. Кислоты мышьяка и сурьмы. Гидролиз висмута. Галогениды мышьяка, сурьмы и висмута. Гидролиз галогенидов. Соли антимонила и висмутила. Сульфиды, их отношение к кислотам и к раствору сульфида аммония. Тиокислоты и их соли. Применение мышьяка, сурьмы и висмута и их соединений. Токсичность соединений мышьяка и сурьмы.

4. Подгруппа кислорода.

Общая характеристика элементов.

А. Кислород

Общая характеристика элемента, нахождение в природе, получение и свойства. Химическая связь в молекуле кислорода. Озон, его получение, химическая связь в молекуле озона, его свойства; озон как окислитель, Озониды металлов.

Оксиды, их классификация, получение и свойства. Вода. Строение молекулы и химическая связь в ней. Квазикристаллическая структура воды. Структура льда. Аномалии физических свойств воды. Строение и свойства кристаллогидратов. Пероксид водорода, его получение и строение молекулы. Кислотные и окислительно-восстановительные свойства пероксида водорода. Пероксидные соединения. Применение кислорода и его соединений.

Б. Сера, селен и теллур

Общая характеристика элементов, нахождение в природе, получение, свойства. Аллотропия серы. Строение молекулы серы.

Водородные соединения элементов; получение, строение молекул, свойства. Сульфиды, методы их получения и свойства. Растворимость и гидролиз сульфидов. Отношение сульфидов к кислотам. Полисульфиды. Селениды и теллуриды.

Кислородные соединения серы, селена и теллура. Диоксиды, их строение, получение и свойства. Влияние выбросов диоксида серы на окружающую среду. Триоксид серы, его получение, строение молекулы, химическая связь и свойства. Реакции присоединения с участием триоксида серы.

Кислородсодержащие кислоты четырехвалентных серы, селена и теллура, способы получения и свойства, соли этих кислот. Сопоставление окислительно-восстановительных свойств этих кислот и их солей.

Серная кислота, получение, строение молекулы, химическая связь и свойства. Взаимодействие серной кислоты с металлами и неметаллами. Водоотнимающее действие серной кислоты. Соли серной кислоты и их свойства; квасцы. Пиросерная кислота. Тиосерная кислота и тиосульфат натрия; получение, строение молекул и свойства. Надсерные кислоты; строение молекул, получение и свойства. Селеновая и теллуровая кислоты, строение молекул, получение и свойства.

Соединения с галогенами; общая характеристика, строение молекул получение и свойства. Хлористый сульфурил и хлористый тионил, их получение, строение молекул и свойства. Хлорсульфоновая кислота; получение, строение молекулы и свойства. Фториды серы, химическая связь в этих соединениях и свойства. Применение серы, селена, теллура и их соединений.

5. Водород и подгруппа фтора

А. Водород

О месте водорода в периодической системе элементов. Общая характеристика элемента, нахождение в природе, получение и свойства. Орто и параводород. Восстановительные свойства атомарного и молекулярного водорода. Гидриды и их классификация. Общая характеристика водородных соединений неметаллов. Применение водорода и его соединений.

Б. Галогены

Общая характеристика элементов, нахождение в природе, получение, свойства. Реакционная способность галогенов. Химическая связь в молекулах. Особенности химии фтора. Взаимодействие фтора с водой и со щелочами. Фторид кислорода.

Водородные соединения галогенов, их получение и свойства. Ассоциация молекул фтористого водорода. Дифторид калия и натрия. Восстановительные свойства галогенводородных кислот и их солей.

Оксиды хлора, брома, йода, их получение, строение молекул и свойства. Соли кислородсодержащих кислот галогенов, их получение и свойства. Сопоставление кислотных и окислительно-восстановительных свойств кислородсодержащих кислот галогенов и их солей. Межгаллоидные соединения, получение, строение молекул и свойства. Применение галогенов и их соединений.

6. Благородные газы

Общая характеристика благородных газов, нахождение в природе, получение, свойства. Объяснение химической инертности элементов. Клатраты благородных газов. Химические соединения криптона и ксенона с фтором; способы получения, строение молекул и свойства. Гидролиз фторидов благородных газов. Кислородные соединения ксенона, их получение и свойства. Кислородсодержащие кислоты ксенона, ксенаты и перксенаты; их получение и свойства. Другие соединения благородных газов. Применение благородных газов и их соединений.

Раздел III. Химия d-элементов

Общая характеристика d-элементов, особенности их химических свойств, закономерности изменения свойств d-элементов по периодам и группам. Понятие о нестехиометрических соединениях.

1. Подгруппа скандия

Общая характеристика элементов, нахождение в природе, получение, свойства. Свойства и способы получения основных типов соединений элементов подгруппы скандия. Оксиды и гидроксиды элементов и их свойства. Комплексные соединений элементов. Сопоставление свойств элементов главной и побочной подгрупп. Применение скандия, иттрия лантана и их соединений.

2. Подгруппа титана

Общая характеристика элементов, нахождение в природе, получение, свойства. Соединения элементов с кислородом и галогенами, их получение и свойства. Общая характеристика солей титана, циркония и гафния, их растворимость и гидролизуемость. Соли титанила. Применение титана, циркония и гафния и их соединений.

3. Подгруппа ванадия

Общая характеристика элементов, нахождение в природе, получение, свойства. Соединения элементов с кислородом и галогенами, их получение и свойства, оксигалогениды. Общая характеристика соединений ванадия, ниобия и тантала. Сопоставление свойств элементов главной и побочной подгрупп. Применение ванадия, ниобия и тантала и их соединений.

4. Подгруппа хрома

Общая характеристика элементов, нахождение в природе, получение, свойства. Оксиды и гидроксиды хрома(11) и хрома(111); их получение и свойства. Соли хрома(111), хромовые квасцы, хромиты. Комплексные соединения трехвалентного хрома. Хромовый ангидрид и хромовые кислоты и их свойства. Хроматы и дихроматы, их получение и свойства. Хлористый хромил и хлорхромовая кислота, их получение и свойства. Хромовая смесь и ее окислительные свойства.

Общая характеристика соединений молибдена и вольфрама, сравнение их свойств со свойствами соединений хрома. Применение хрома, молибдена и вольфрама и их соединений.

5. Подгруппа марганца

Общая характеристика элементов, нахождение в природе, получение, свойства. Соединения марганца(11), их получение и свойства. Диоксид марганца. Манганаты(VI), их получение и свойства. Перманганаты, их получение и свойства. Марганцовая кислота и марганцовый ангидрид. Общая характеристика соединений технеция, рения и их сопоставление со свойствами соединений марганца. Применение марганца, технеция и рения и их соединений.

6. Семейство железа

Общая характеристика железа, кобальта, никеля, нахождение в природе, получение, свойства. Чугун и сталь. Оксиды и гидроксиды элементов, их получение и свойства. Общая характеристика солей железа, кобальта и никеля, их растворимость и гидролизуемость. Комплексные соединения железа, кобальта и никеля. Ферриты и ферраты, их получение и свойства. Ферроцен. Применение железа, кобальта и никеля и их соединений.

7. Платиновые металлы.

Общая характеристика элементов, нахождение в природе, получение, свойства. Общая характеристика соединений элементов. Комплексные соединения платиновых металлов. Сопоставление свойств платиновых металлов со свойствами элементов семейства железа. Применение рутения, родия, палладия, осмия, иридия платины и их соединений.

8. Подгруппа меди

Общая характеристика элементов, нахождение в природе, получение, свойства. Оксиды и гидроксиды меди, серебра и золота, их получение и свойства. Общая характеристика солей элементов, их растворимость и гидролизуемость. Комплексные соединения меди, серебра и золота. Высокотемпературные сверхпроводники, содержащие медь. Сопоставление свойств элементов главной и побочной подгрупп 1 группы. Применение меди, серебра и золота и их соединений.

9. Подгруппа цинка

Общая характеристика элементов, нахождение в природе, получение, свойства. Оксиды и гидроксиды элементов, их получение и свойства. Общая характеристика солей цинка, кадмия и ртути, их растворимость и гидролизуемость. Основные соли. Соединения ртути(1), химическая связь в этих соединениях. Комплексные соединения цинка, кадмия и ртути. Сопоставление свойств элементов главной и побочной подгрупп 11 группы. Токсичность ртути, кадмия и их соединений. Применение цинка, кадмия, ртути и их соединений.

Раздел IV. Химия f-элементов

Общая характеристика f-элементов. Лантаноиды, нахождение в природе, получение, свойства. Оксиды, гидроксиды и галогениды трехвалентных элементов и их свойства. Общая характеристика солей лантаноидов, их растворимость и гидролизуемость. Применение лантаноидов и их соединений.

Свойства актиноидов и их соединений; сопоставление со свойствами лантаноидов и их соединений. Торий, оксид и гидроксид тория(IV), соединения с галогенами и их свойства. Уран, кислородные соединения, галогениды и оксигалогениды; соли уранила, уранаты и диуранаты. Плутоний, кислородные соединения, галогениды и оксигалогениды. Комплексные соединения тория, урана и плутония. Применение актиноидов и их соединений.

Автор-составитель программы проф. А.Ф. Воробьев.

 

 

 

 

© Факультет естественных наук. Тел.:(499) 978-87-51
Разработка Щербаков Д.В.