УЧЕБНЫЕ ЗАДАНИЯ
К КОЛЛОКВИУМАМ И СЕМИНАРСКИМ ЗАНЯТИЯМ
ПО ОБЩЕЙ ХИМИИ
АТОМНО-МОЛЕКУЛЯРНОЕ УЧЕНИЕ (АМУ)
1. Знать, понимать и уметь описать:
1) опытные факты, послужившие для разработки АМУ (качественное и количественное изучение химических реакций, идущих в растворах, газах, начиная с работ Р.Бойля);
2) основные понятия: химическое соединение, химическая формула (эмпирическая, молекулярная, структурная, графическая, координационная), стехиометрия, атом, элемент, молекула, молекулярное и немолекулярное строение вещества, система, газ, идеальный газ, химическая реакция, изоморфизм, вещество;
3) физические величины: количество вещества, эквивалент, относительные и абсолютные атомные и молекулярные массы, молярная (мольная) масса, эквивалентная масса, мольный объем, парциальное давление, стандартные и нормальные условия, число Авогадро, абсолютная и относительная плотность газов;
4) законы и правила: сохранения массы и энергии, постоянства состава, кратных отношений, эквивалентов, газовые (Бойля-Мариотта, Гей-Люссака, Шарля, Авогадро, Дальтона), Дюлонга и Пти, изоморфизма, объединенный газовый закон, уравнение Менделеева-Клапейрона;
5) основные положения АМУ.
2. Уметь применять основные понятия, правила, законы и положения АМУ для решения следующих задач:
1) определения элементного состава и формулы химического соединения;
2) экспериментального определения и расчета молярных масс индивидуального газа и смеси газов;
3) экспериментального определения эквивалентных масс простых веществ (прямой, косвенный, аналитический методы, метод вытеснения водорода и превращения) и сложных веществ;
4) определение атомных масс (методы Авогадро, Канниццаро, Дюлонга и Пти, изоморфизма).
СТРОЕНИЕ АТОМА. ПЕРИОДИЧЕСКИЙ ЗАКОН
1. Знать, понимать и уметь описать:
1) опытные факты, послужившие основанием для разработки моделей строения атома: планетарной (ядерной), квантовой (Н.Бора) и квантово-механической;
2) на качественном уровне указанные модели.
2. Иметь представление об основных положениях квантовой механики:
1) квантовании энергии;
2) корпускулярно-волновом дуализме;
3) вероятностном описании состояния микрочастиц.
3. Знать и уметь описать следующие понятия, принципы и физические величины:
1) атом, массовое число, дефект массы, нуклид, нуклоны, электрон, протон, нейтрон, изотоп, изобар, изотон, естественная плеяда изотопов (природная смесь), изотопночистый элемент, атомное ядро, атомный номер, атомная орбиталь, квантовые числа: главное, орбитальное (побочное), магнитное, спиновое; волновая функция, электронная формула, электронно-графическая диаграмма; уровень (слой), подуровень (подслой), состояние электрона в атоме, атомный и рентгеновские спектры, радиус атома, иона (эффективный и орбитальный);
2) принципы, определяющие распределение электронов по атомным орбиталям: В.Паули; наименьшей энергии, правила Клечковского, Гунда и следствия из него, определяющие провал или выброс электронов на другой подуровень;
3) энергия ионизации (ионизационный потенциал), энергия сродства к электрону.
4. Уметь:
1) определять число протонов и нейтронов по заряду ядра, элемента, рассчитывать средневзвешенную атомную массу и изотопный состав природной смеси элемента; подобрать любому нуклиду изотоп, изобар и изотон, рассчитывать и объяснять дефект массы при образовании нуклидов;
2) составлять электронные формулы (конфигурации), электронно-графические схемы (диаграммы) атомов в невозбужденном состоянии по заряду их ядер, не пользуясь Периодической системой Д.И.Менделеева.
5. Знать, понимать и уметь описать:
1) периодический закон, его физическое обоснование с точки зрения теории строения атома;
2) Периодическую систему, формы таблицы, строение Периодической системы; понятия: группа, подгруппа, период.
6. Уметь устанавливать:
1) положение элемента в Периодической системе по строению электронной оболочки (порядковому номеру);
2) электронный тип (s-, p-, d- и f-элемент) по строению электронной оболочки;
3) порядковый номер элемента по положению элемента в Периодической системе, не пользуясь ею;
4) высшую положительную степень окисления элемента по положению в Периодической системе;
5) электронную аналогию элементов (полную и неполную) в группе, подгруппе, вертикальную и диагональную.
7. Уметь:
1) объяснять закономерности в изменении величин энергии ионизации и сродства к электрону, размеров атомов в периодах и подгруппах Периодической системы;
2) различать внутреннюю и вторичную периодичность; объяснять их причину.
ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ. СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВА
1. Знать, понимать и уметь описать:
1) следующие понятия и физические величины: химическая связь, ионная и ковалентная (полярная и неполярная) связь, механизмы образования ковалентной связи (обменный и донорно-акцепторный), энергия и длина связи, полярность связи, полярность молекулы, валентный угол, свойства связанных атомов: эффективный заряд, электроотрицательность (ОЭО), степень окисления, валентность, координационное число; свойства связи: насыщаемость, направленность, поляризация; дипольный момент молекулы, поляризуемость и поляризующее действие;
2) основные положения метода валентных связей (схем) (ВС), концепции: гибридизации орбиталей и отталкивания электронных пар валентных орбиталей;
3) основные положения метода молекулярных орбиталей (МО ЛКАО);
4) основные положения теории поляризации;
5) конденсированное состояние вещества, типы связи в кристаллах, силы Ван-дер-Ваальса, ориентационное, индукционное и дисперсионное взаимодействие, водородная и металлическая связь.
2. Уметь:
1) определять по химической формуле соединения:
- стехиометрическую валентность и степень окисления атомов,
- тип связи между атомами,
- знак эффективного заряда атомов,
- координационное число центрального атома;
2) используя основные положения метода ВС:
- прогнозировать валентные возможности, степени окисления и формы характеристических соединений элемента по электронной конфигурации атома (порядковому номеру);
- составлять валентные схемы молекулярных частиц, образованных элементами главных подгрупп;
- прогнозировать геометрическую форму частиц с ковалентной связью, валентный угол;
3) используя основные положения метода МО:
- составлять энергетические диаграммы, электронные формулы двухъядерных частиц (гомо- и гетеронуклеарных), образованных элементами второго периода;
- определять порядок связи;
- объяснять устойчивость частиц и их магнитные свойства;
4) используя теорию поляризации, прогнозировать изменение характера связи между атомами в однотипных соединениях;
5) различать характер связи между структурными частицами в ионных, атомно-ковалентных, атомно-металлических, молекулярных кристаллах; объяснять влияние типа химической связи, водородной связи и межмолекулярного взаимодействия на энергию кристаллической решетки, температуру плавления (возгонки), проводимость электрического тока.
РАСТВОРЫ
1. Знать понятия:
дисперсная система, грубодисперсная система, коллоидный раствор, истинный раствор, растворение, насыщенный раствор, ненасыщенный раствор, пересыщенный раствор, растворимость, концентрация растворов, массовая, мольная и атомная доля растворенного вещества, молярность, моляльность, нормальность (эквивалентная концентрация).
Растворитель, растворенное вещество, идеальный раствор, перекристаллизация. Диссоциация, степень электролитической диссоциации, электролиты и неэлектролиты, гидролиз, степень гидролиза. Протолиз.
Кислоты и основания по теории С.Аррениуса и Бренстеда-Лоури, сопряженные пары кислот и оснований, константы равновесия в растворах электролитов: константа диссоциации, Ка, Кв,ПР, константа гидролиза, ионное произведение воды. Кислотность среды, рН.