Курс «Общая химия»

Раздел 1. Введение. Основные законы и понятия химии (2 часа)

1.1. Химия как раздел естествознания. Значение химии как научной основы металлургии и материаловедения. Основные  законы химии. Закон сохранения материи. Закон постоянства состава. Закон эквивалентов. Основные понятия химии - моль, атомная и молекулярная массы, способы их определения.

Раздел 2. Термохимия. Скорость химических реакций и равновесие (4 часа)

2.1. Энергетика химических процессов. Тепловой эффект реакции. Термохимические уравнения. Стандартная энтальпия образования химических соединений. Закон Гесса. Основы термохимических расчетов.

2.2. Скорость химических реакций. Факторы, влияющие на скорость реакции. Закон действующих масс. Обратимые химические процессы. Химическое равновесие. Константа равновесия. Смещение равновесия. Принцип Ле Шателье, его значение для оптимизации химико-металлургических процессов.

Раздел 3. Дисперсные системы. Растворы. Электролитическая диссоциация (6 часов)

3.1. Дисперсные системы. Классификация. Общие свойства растворов. Способы выражения концентрации. Растворимость. Зависимость растворимости от природы растворителя и растворенного вещества, температуры и давления. Закон распределения. Экстракция. Растворы неэлектролитов. Закон Рауля. Криоскопия и эбулиоскопия.

3.2. Растворы электролитов. Теория электролитической диссоциации. Степень диссоциации, ее зависимость от температуры и концентрации, способы определения. Слабые электролиты. Константа электролитической диссоциации. Закон разбавления Оствальда.

3.3. Ионное произведение воды. Водородный показатель. Гидролиз солей. Константа и степень гидролиза. Влияние температуры и концентрации на степень гидролиза. Смещение равновесия гидролиза. Формы гидролиза: простой, ступенчатый, полный.

Раздел 4. Строение атома и периодическая система (6 часов)

4.1. Корпускулярно-волновые свойства материальных частиц. Квантово-механическая природа атома. Квантовые числа. Атомные орбитали. Электронные уровни и подуровни. Многоэлектронные атомы. Принцип минимума энергии. Принцип Паули. Правило Хунда.

4.2. Электронное строение атомов элементов в связи с их положением в периодической системе: s-, p-, d-, f-элементы. Структура периодической системы (периоды, группы, подгруппы). Причина периодичности свойств элементов

4.3. . Основные атомные характеристики элементов (атомный радиус, энергия ионизации, сродство к электрону, электроотрицательность)  и особенности их изменения в периодической системе.

Раздел 5. Химическая связь и строение молекул (4 часa)

5.1. Основные типы химической связи:  ковалентная, ионная, металлическая. Механизм образования ковалентной связи. Основные характеристики ковалентной химической связи. Структура молекул как следствие природы электронного строения атомов. Гибридизация. Кратные связи.

5.2. Условия образования ионной связи. Энергия ионной кристаллической решетки. Ненаправленность и ненасыщаемость ионной связи. Природа межионного взаимодействия. Водородная связь.

Раздел 6. Окислительно-восстановительные реакции (2 часа)

6.1. Степень окисления. Природа окислительно-восстановительных процессов. Простые и сложные вещества в качестве окислителей и восстановителей. Основные типы окислительно-восстановительных реакций. Влияние концентрации, температуры и среды на протекание окислительно-восстановительных реакций. Окислительно-восстановительный эквивалент.

Раздел 7. Химия s- и p-элементов (10 часов)

7.1. Общая характеристика элементов VIIА подгруппы. Нахождение в природе, получение и применение галогенов. Хлорная металлургия. Химические свойства галогенов. Галогеноводороды, их получение и свойства. Кислородосодержащие кислоты хлора.

7.2. Общая характеристика элементов VIА подгруппы. Нахождение в природе. Сульфидные руды металлов. Свойства серы. Химические свойства сероводорода и сульфидов. Оксиды. Кислородосодержащие кислоты серы. Серная кислота и ее соли.

7.3. Общая характеристика элементов VА подгруппы. Азот. Химические свойства азота. Нитриды металлов. Аммиак, получение и свойства. Соли аммония. Кислородные соединения азота. Азотная кислота и ее соли. Сурьма и висмут. Нахождение в природе, получение и применение. Оксиды и гидроксиды. Соли сурьмы и висмута.

7.4. Общая характеристика элементов IV А подгруппы. Углерод. Оксиды углерода. Угольная кислота и ее соли. Кремний и германий, нахождение в природе, получение и применение. Силаны. Диоксид кремния. Кремниевая кислота и силикаты. Олово и свинец. Нахождение в природе, получение и применение. Химические свойства олова и свинца. Оксиды и гидроксиды. Соли олова и свинца.

7.5. Общая характеристика элементов IIIА подгруппы. Нахождение в природе, получение, применение и свойства. Кислотно-основные свойства оксидов и гидроксидов. Бор, нитрид и карбид бора. Использование соединений бора в технике полупроводниковых и сверхтвердых материалов. Алюминий, использование алюминия в технике.

Рекомендуемая литература

  • Глинка Н.Л. Общая химия. - М.: Химия, Интеграл, 2000
  • Коржуков Н.Г. Неорганическая химия./Под ред. Г.М.Курдюмова. – М.: МИСиС, 2001
  • Коржуков Н.Г. Общая и неорганическая химия./Под ред В.И.Деляна. – М.: МИСиС, 2004.
  • Богословский С.Ю., Титов Л.Г. Неорганическая химия. Лабораторный практикум./Под ред. Г.М.Курдюмова.- М.:    МИСиС, 1998
  • Коржуков Н.Г., Стаханова С.В. Неорганическая химия. Сборник задач./ Под ред. Г.М.Курдюмова. М.:МИСиС, 1998.
  • Курдюмов Г.М., Тер-Акопян М.Н., Болотина О.А. и др. Неорганическая химия. Раздел: Общая химия. Сборник экзаменационных задач. – М.: МИСиС, 2000.
  • Титов Л.Г., Чижова И.Н. Неорганическая химия. Сборник задач повышенной трудности./Под ред. Г.М.Курдюмова. – М.: МИСиС, 2000.
  • Пакет компьютерных обучающих программ ПОСОХ.

Курс «Химия металлов»

Раздел 8. Направление окислительно-восстановительных процессов. Комплексные соединения (5 часов) 

8.1. Понятие об электродном потенциале. Водородный электрод. Стандартные электродные потенциалы металлов и других окислительно-восстановительных систем.

8.2. Направление окислительно-восстановительных реакций. Зависимость электродного потенциала от концентрации и температуры. Уравнение Нернста.

8.3. Основные положения координационной теории. Комплексообразователь, лиганды, координационное число, комплексная частица. Номенклатура комплексных соединений.

8.4. Устойчивость комплексных соединений в водных растворах. Константа нестойкости (образования). Двойные соли. Важнейшие типы комплексных соединений (аква-, ацидо-, аммино-, гидроксокомплексы, хелаты).

8.5. Природа химической связи в комплексных соединениях Влияние типа гибридизации орбиталей комплексообразователя на структуру и свойства комплексных частиц.

Раздел 9. Химия d- и f-элементов (13 часов)

9.1. Цинк, кадмий, ртуть. Общая характеристика элементов  IIВ подгруппы. Нахождение в природе, получение, применение и свойства. Оксиды и гидроксиды. Комплексные соединения.

9.2. Медь, серебро, золото. Общая характеристика элементов  IВ подгруппы. Оксиды и гидроксиды. Комплексные соединения.

9.3. Общая характеристика элементов  VIIIВ подгруппы. Железо, кобальта, никель. Нахождение в природе, получение, применение и свойства.

9.4. Свойства железа. Нахождение в природе, получение, применение и свойства. Оксиды, гидроксиды и соли железа, кобальта, никеля.

9.5. Важнейшие комплексные соединения железа, кобальта, никеля (цианокомплексы, амминокомплексы, карбонилы, внутрикомплексные соединения), их применение в металлургической практике.

9.6. Марганец, технеций, рений. Нахождение в природе, получение, применение и свойства. Оксиды и гидроксиды марганца. Окислительно-восстановительные свойства важнейших соединений марганца.

9.7. Хром, молибден, вольфрам. Общая характеристика элементов  VIВ подгруппы. Нахождение в природе, получение, применение и свойства. Оксиды и гидроксиды.

9.8. Хроматы и дихроматы. Изо- и гетерополисоединения. Окислительно-восстанови-тельные свойства важнейших соединений хрома.

9.9. Ванадий, ниобий, тантал. Общая характеристика элементов  VВ подгруппы. Нахождение в природе, получение, применение и свойства. Оксид ванадия (V) и ванадаты. Соединения ванадия в низших степенях окисления.

9.10. Титан, цирконий, гафний. Общая характеристика элементов IVВ подгруппы. Нахождение в природе, получение, применение и свойства. Диоксид титана. Важнейшие соединения титана.

9.11. Общая характеристика элементов  IIIВ подгруппы. Нахождение в природе, получение, применение и свойства. Важнейшие соединения скандия, иттрия и лантана, их использование в высокотемпературных сверхпроводниках.

9.12. Лантаноиды. Общая характеристика. Получение, применение и свойства. Оксиды, гидроксиды и соли лантаноидов. Окислительные свойства церия (IV).

9.13. Актиноиды. Общая характеристика. Получение, применение и свойства. Оксиды, гидроксиды и соли урана.

Рекомендуемая литература

  • Глинка Н.Л. Общая химия. - М.: Химия, Интеграл, 2000
  • Коржуков Н.Г. Неорганическая химия./Под ред. Г.М.Курдюмова. – М.: МИСиС, 2001
  • Коржуков Н.Г. Общая и неорганическая химия./Под ред В.И.Деляна. – М.: МИСиС, 2004.
  • Богословский С.Ю., Титов Л.Г. Неорганическая химия. Лабораторный практикум./Под ред. Г.М.Курдюмова.- М.:    МИСиС, 1998
  • Коржуков Н.Г., Стаханова С.В. Неорганическая химия. Сборник задач./ Под ред. Г.М.Курдюмова. М.:МИСиС, 1998.
  • Курдюмов Г.М., Тер-Акопян М.Н., Болотина О.А. и др. Неорганическая химия. Раздел: Общая химия. Сборник экзаменационных задач. – М.: МИСиС, 2000.
  • Титов Л.Г., Чижова И.Н. Неорганическая химия. Сборник задач повышенной трудности./Под ред. Г.М.Курдюмова. – М.: МИСиС, 2000.
  • Пакет компьютерных обучающих программ ПОСОХ.

Курс «Органическая химия»

Раздел 10. Химическое строение, номенклатура и свойства углеводородов. (10 часов)

10.1. Предмет органической химии. Теория строения органических веществ А.М. Бутлерова. Электронные представления в органической химии. Классификация и номенклатура органических веществ. Типы органических реакций и их механизм.

10.2. Предельные углеводороды (парафины, алканы). Гомологический ряд. Номенклатура и изомерия. Способы получения и их свойства.

10.3. Непредельные углеводороды этиленового ряда. Строение алкенов. Номенклатура и изомерия. Способы получения и их свойства. Особенности диеновых углеводородов.

10.4. Непредельные углеводороды ацетиленового ряда. Строение алкинов. Номенклатура и изомерия. Способы получения. Физические и химические свойства. Применение непредельных углеводородов.

10.5. Ароматические углеводороды. Природа ароматичности с точки зрения электронных представлений о природе химической связи. Природные источники, основные способы получения, химические свойства, применение.

Раздел 11. Химическое строение, номенклатура и свойства кислородсодержащих органических веществ. (4 часа)

11.1. Спирты. Одноатомные предельные спирты. Номенклатура и изомерия. Способы получения. Химические и физические свойства, применение. Многоатомные спирты. Способы получения. Физические и химические свойства. Использование в металлургии. Простые эфиры.

11.2. Альдегиды и кетоны. Номенклатура и изомерия предельных альдегидов и кетонов. Способы получения и свойства. Карбоновые кислоты. Номенклатура и изомерия. Способы получения. Физические и химические свойства. Высшие жирные кислоты, сложные эфиры, жиры.

Раздел 12. Химическое строение, номенклатура и свойства азотсодержащих и серусодержащих органических веществ (2 часа) 

12.1. Нитросоединения и амины. Строение, номенклатура, получение, химические свойства, применение в качестве флотреагентов и экстрагентов. Ароматические азотсодержащие соединения. Понятие о гетероциклических соединениях. Органические соединения, содержащие серу. Органические сульфиды, тиоспирты, сульфокислоты и их соли, ксантогенаты. Применение ксантогенатов в качестве флотреагентов и собирателей.

Раздел 13. Высокомолекулярные соединения (2 часа)

13.1. Основные понятия о строении, физических и химических свойствах высокомолекулярных соединений. Важнейшие синтетические полимеры и области их применения. Полимеры природного происхождения, возможности их модификации и применения.

Рекомендуемая литература

  • Стародубцев Д.С. Органическая химия. М.: Высшая школа, 1991.
  • Артеменко А.И. Органическая химия.- М.: Высшая школа, 2001.
  • Стаханова С.В., Чернова О.П. Органическая химия. Учебное пособие./ Под ред. Г.М.Курдюмова. – М.:МИСиС, 2005.
  • Стаханова С.В., Чернова О.П., Делян В.И., Попович А.С. Сборник задач и упражнений по органической химии./Под ред. Курдюмова Г.М. – М.: МИСиС, 2005.
  • Пакет компьютерных обучающих программ ПОСОХ.