Учебные курсы по химии
для студентов нехимических факультетов МГУ

ОБЩАЯ ХИМИЯ

Программа курса для студентов отделения геофизики геологического факультета МГУ

1. Введение
Стехиометрические законы. Области и примеры их применения.
Классы неорганических соединений. Примеры реакций между классами.
Строение атома. Ядро. Ядерные реакции.
Современное представление об электронном строении атома. Квантовые числа. Предсказание возможных валентностей и степеней окисления элемента на основании электронного строения его атомов.
Периодический закон. Электроотрицательность. Изменение относительной ЭО в группах и в периодах периодической системы. Иллюстрация применения понятия электроотрицательности на примерах.
Связь свойств простых веществ и соединений элемента с его положением в периодической системе.
Химическая связь. Типы связи. Связь строение – свойства. Понятие о комплексных соединениях.

2. Термодинамика и кинетика
Энергетические эффекты химических реакций. Теплота, энтальпия. Стандартные условия. Закон Гесса. Термодинамическая вероятность. Энтропия. III закон термодинамики. Самопроизвольные и несамопроизвольные процессы. Изменение энергии Гиббса как критерий возможности самопроизвольного протекания процесса.
Обратимые и необратимые процессы. Химическое равновесие. Константа равновесия. Смещение равновесия. Принцип Ле-Шателье.
Основные понятия химической кинетики. Скорость химической реакции. Закон действующих масс. Кинетическое уравнение. Факторы, влияющие на скорость химической реакции. Константа скорости и ее размерность. Порядок и молекулярность реакции. Зависимость константы скорости реакции от температуры. Уравнение Аррениуса. Энергия активации. Нахождение порядка реакции и энергии активации из экспериментальных данных. Катализ.

3. Растворы
Свойства растворов неэлектролитов (коллигативные). Причины зависимости температуры кипения и температуры замерзания раствора от концентрации растворенного вещества. Изотонический коэффициент. Осмос, движущая сила осмоса.
Ионная сила. Активность, коэффициент активности.
Электролиты и неэлектролиты, причины и механизм электролитической диссоциации. Влияние растворителя на диссоциацию. Теории кислот и оснований (Аррениуса и Бренстеда-Лоури). Сопряженные и конкурирующие процессы в теории Бренстеда-Лоури. Водородный показатель рН. Диссоциация сильных и слабых электролитов. Константа и степень диссоциации, их зависимость от концентрации и температуры.
Гидролиз солей. Константа гидролиза и степень гидролиза, их зависимость от концентрации и температуры. Способы усиления гидролиза. Причины и примеры необратимого протекания гидролиза. Амфолиты. Теоретическое определение среды раствора амфолита, пример расчета. Буферные растворы.
Равновесие осадок–раствор. Малорастворимые электролиты. Произведение растворимости. Условия выпадения и растворения осадка. Расчет значения ПР по известной растворимости.
Процессы на границе раздела фаз, движущая сила этих процессов. Коллоидные растворы. Строение мицеллы. Заряд коллоидной частицы.

4. Окислительно-восстановительные реакции
Окислительно-восстановительные реакции (ОВР). Окислительно–восстановительный потенциал. Стандартный окислительно-восстановительный потенциал. Электроды сравнения (стандартный водородный и хлорид–серебряный). Уравнение Нернста. Зависимость окислитель­но-восстановительного потенциала от рН среды и процессов образования осадка. ЭДС и константа равновесия окислительно–восстановительной реакции. Направление ОВР. Гальванический элемент и электролитическая ячейка.
Окислительно–восстановительные свойства соединений хрома(VI) и перманганата калия. Зависимость окислительно-восстановительных свойств от рН среды (примеры). Графическое и алгебраическое представление этой зависимости.
Коррозия, причины и защита от нее.

5. Химия элементов
Галогены. Общая характеристика элементов группы. Возможные валентности и степени окисления атомов. Изменение свойств атомов в подгруппе. Простые вещества: агрегатное состояние, растворимость в воде и неполярных растворителях. Взаимодействие простых веществ галогенов с водородом и металлами (сравнение). Взаимодействие простых веществ хлора и брома с водой и щелочами. Сравнение окислительной способности простых веществ галогенов.
Изменение восстановительных свойств галогенид–ионов (взаимодействие с концентрированной H₂SO₄).
Водородные соединения галогенов: физические свойства, кислотно–основные свойства, окислительно–восстановительные свойства. Особенности фтороводорода.
Кислородсодержащие кислоты хлора: сравнение окислительно–восстановительных и кислотно–основных свойств HClO, HClO₃ и HClO₄. Сравнение окислительной способности солей и соответствующих кислот.

Элементы VIА группы периодической системы. Общая характеристика элементов группы. Возможные валентности и степени окисления атомов. Отличия свойств кислорода от свойств других элементов группы. Свойства простых веществ (изменение свойств в подгруппе). Аллотропные модификации кислорода и серы.
Сероводород. Сульфиды. Гидролиз сульфидов. Растворимость сульфидов в кислотах.
Вода. Строение молекулы. Химические свойства. Вода как амфолит. Физические свойства воды (диаграмма состояния). Аномальные свойства воды.
Пероксид водорода: окислительно-восстановительные свойства. Различия физических свойств пероксида водорода и воды
Влияние водородной связи на физические свойства соединений: сравнение свойств H₂O и HF, H₂O и H₂S.
Оксид серы (IV) и сернистая кислота: кислотно–основные и окислительно–восстановительные свойства. Гидролиз сульфитов.
Серная кислота: кислотно–основные и окислительно–восстановительные свойства. Взаимодействие концентрированной серной кислоты с металлами. Взаимодействие концентрированной серной кислоты с неметаллами и сложными веществами

Элементы VА группы периодической системы. Общая характеристика элементов группы. Возможные валентности и степени окисления атомов. Чем отличается азот от других элементов группы?
Свойства простых веществ и изменение их в подгруппе. Азот: физические и химические свойства. Аллотропные модификации фосфора. Химические свойства фосфора.
Водородные соединения: сравнение строения молекул и основных свойств. Аммиак, его физические, кислотно–основные и окислительно–восстановительные свойства. Участие аммика в образовании комплексных соединений в качестве лиганда. Взаимодействие аммиака с кислородом.
Азотная кислота, нитраты. Взаимодействие азотной кислоты с металлами. Взаимодействие азотной кислоты с неметаллами и сложными веществами. Получение азотной кислоты.
Получение и свойства NO и NO₂. Азотистая кислота, сравнение ее свойств с азотной кислотой.
Ортофосфорная кислота: кислотно-основные и окислительно восстановительные свойства.
Элементы IVА группы периодической системы. Общая характеристика элементов группы. Возможные валентности и степени окисления атомов. Аллотропные модификации углерода и олова, сравнение физических свойств.
Химические свойства простых веществ углерода и кремния, взаимодействие кремния с растворами щелочей.
Оксид углерода (IV): физические свойства (диаграмма состояния), кислотно-основные свойства.
Угольная кислота. Карбонаты. Карбонатная буферная система. Гидролиз карбонатов. Смещение равновесий HCO₃–/CO₂ и и HCO₃–/(CO₃)₂–. Выщелачивание и отложение горных пород.
Оксид кремния (IV): строение, кислотно-основные свойства. Строение силикатов и алюмосиликатов. Стекло, травление стекла. Гидролиз силикатов. Кремниевая кислота. Сравнение свойств угольной и кремниевой кислот.
Сравнение кислотно–основных и окислительно–восстановительных свойств гидроксидов германия, олова, свинца (II) и (IV).

Элементы IIIА группы периодической системы. Алюминий. Реакции с водой, кислотами, основаниями. Амфотерность алюминия. Получение алюминия, применение алюминия. Свойства оксида и гидроксида алюминия.
Борная кислота. Формула. Взаимодействие с основаниями. Перлы буры.

Элементы IА группы периодической системы. Общая характеристика элементов группы. Возможные степени окисления атомов. Положение металлов в ряду окислительно-восстановительных потенциалов. Свойства простых веществ, их взаимодействие с водой и кислородом.

Элементы IIА группы периодической системы. Общая характеристика элементов группы. Возможные валентности и степени окисления атомов. Свойства простых веществ (изменение в подгруппе). Свойства гидроксидов (изменение в подгруппе). Карбонаты. Жесткость воды.

Свойства переходных металлов на примерах соединений хрома, марганца, железа, и меди. Связь кислотно–основных свойств гидроксидов со степенью окисления элемента.
Хром. Взаимодействие простого вещества с кислотами. Свойства оксида хрома (III). Равновесие хромат-дихромат. Окислительные свойства хрома (VI). Минералы хрома (III).
Марганец. Соединения марганца (II): кислотно–основные и окислительно–восстановительные свойства. Оксид марганца (IV), кислотно–основные и окислительно–восстановительные свойства. Перманганат, окислительная способность, продукты его восстановления.
Железо. Свойства простого вещества железа. Механизм коррозии железа. Протекторная защита. Устойчивость соединений железа (II) и железа (III).
Медь. Свойства простого вещества меди, взаимодействие с кислотами. Соединения меди (II).
Пирометаллургия. Восстановители в пирометаллургии, примеры реакций. Гидрометаллургия. Получение меди и золота. Электрометаллургия.

1. Гузей Л.С., Кузнецов В.Н., Гузей А. С. Общая химия. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1999.
2. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. М., Высшая школа, 2009, 743 с.
3. Практикум по общей химии /под ред. С.Ф. Дунаева. – М.: Изд-во Московского университета, 2005 – 336 с.
4. Батаева Е.В., Буданова А.А. Задачи, вопросы и упражнения по общей химии, 2008

Программа составлена
доц. Батаевой. Е.В.