Химия. Часть 1: Теоретические основы химии

Description

Учебное пособие написано по дисциплине «Химия». Пособие содержит теоретические знания в области химической составляющей природных явлений и технологических процессов, которые помогут студентам сформировать систему знаний по химии, что позволит им в будущей профессиональной деятельности правильно применять законы химии. Предназначается обучающимся вузов по направлению подготовки бакалавров: 19.03.01 Биотехнология, 19.03.02 Продукты питания из растительного сырья, 19.03.03 Продукты питания животного происхождения, 19.03.04 Технология продукции и организация общественного питания, 15.03.02 Технологические машины и оборудование, 15.03.04 Автоматизация технологических процессов и производств, 16.03.03 Холодильная, криогенная техника и системы жизнеобеспечения, 20.03.01 Техносферная безопасность, 27.03.02 Управление качеством, 29.03.03 Технология полиграфического и упаковочного производства, специальности 20.05.01 Пожарная безопасность. ХИМИЯ ЧАСТЬ 1 Теоретические основы химии предисловие Введение Раздел 1. Основные понятия и законы стехиометрии 1. Основные понятия стехиометрии 2. Основные законы стехиометрии Раздел 2.СТРОЕНИЕ ВЕЩЕСТВА 1. Элементарные частицы 2. Атомные частицы 2.1. Состав атома 2.2. Состав атомных ядер 2.3. Атомные спектры 2.4. Квантовый характер энергетических изменений 2.5. Корпускулярно-волновые свойства микрочастиц 2.6. Понятие о квантовой механике 2.7. Уравнение Шредингера 2.8. Принцип неопределенности 2.9. Понятие об электронной орбитали 2.10. Квантовые числа 2.11. Атомные орбитали 2.12. Многоэлектронные атомы 2.13. Электронные формулы 3. Периодическая система Д. И. Менделеева и электронное строение атомных частиц 3.1. Структура периодической системы 3.2. Физический смысл порядкового номера элементов. Современная формулировка периодического закона 3.3. Связь между электронным строением атомов и положением элементов в периодической системе 3.4. Периодически и непериодически изменяющиеся свойства элементов 4. Молекулярные частицы. Химическая связь и строение молекулярных частиц 4.1. Краткая история развития электронных представлений о химической связи 4.2. Квантово-механическое рассмотрение химической связи 4.3. Количественные характеристики химической связи 4.4. Ковалентная связь 4.4.1. Основные положения метода валентных связей 4.4.2. Свойства ковалентной связи 4.4.3. Гибридизация атомных орбиталей и структура молекул 4.4.4. Метод отталкивания локализованных электронных пар валентной оболочки центрального атома 4.4.5. Локализованная и нелокализованная связи 4.4.6. Полярность связей и молекул 4.4.7. Эффективные заряды и степени окисления атомов в молекулах 4.4.8. Основные положения метода молекулярных орбиталей 4.4.9. Применение метода молекулярных орбиталей для описания строения молекул 4.4.10. Сравнение метода валентных связей и метода молекулярных орбиталей 4.5. Ионная связь 4.6. Валентность 5. Межмолекулярное взаимодействие 5.1. Близкодействующее взаимодействие 5.1.1. Сильные и слабые химические связи между атомами, ионами и молекулами 5.1.2. Водородная связь 5.1.3. Металлическая связь 5.1.4. Близкодействующее отталкивание между атомами и молекулами 5.2. Дальнодействующее взаимодействие 5.2.1. Взаимодействие частиц, обусловленное свободными электрическими зарядами 5.2.2. Дальнодействующее взаимодействие атомов и молекул 6. Конденсированное состояние вещества 6.1. Жидкое состояние вещества 6.2. Твердое состояние вещества 6.2.1. Кристаллическое состояние твердого вещества 6.2.2. Аморфное состояние твердого вещества Раздел 3. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПРОТЕКАНИЯ ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ 1. Общая характеристика химических процессов 1.1. Химический процесс. Элементарный акт химического превращения 1.2. Стехиометрическое уравнение химического процесса 1.3. Гомогенные и гетерогенные химические реакции 2. Энергетика химических процессов 2.1. Основные понятия и определения термодинамики 2.2. Внутренняя энергия 2.3. Первый закон термодинамики. Энтальпия 2.4. Тепловые эффекты химических реакций. Термохимические уравнения 2.5. Закон Гесса и следствия из него 2.6. Применение закона Гесса для вычисления тепловых эффектов различных процессов 2.7. Понятие об энтропии 2.8. Стандартная энтропия. Изменение энтропии при химических процессах 2.9. Критерии самопроизвольного протекания процессов. Понятие об энергии Гиббса 2.10. Изменение энергии Гиббса при химических процессах 3. Химическая кинетика и равновесие 3.1. Скорость реакции. Скорость реакции в гомогенных и гетерогенных системах 3.2. Факторы, влияющие на скорость химической реакции 3.2.1. Зависимость скорости химической реакции от концентрации компонентов 3.2.1.1. Кинетическое уравнение реакции 3.2.1.2. Константа скорости реакции 3.2.1.3. Порядок реакции 3.2.1.4. Молекулярность реакции 3.2.1.5. Закон действия масс 3.2.2. Зависимость скорости химической реакции от температуры. Энергия активации 3.2.3. Зависимость скорости химической реакции от катализатора 3.2.3.1. Гомогенный катализ. Понятие о механизме каталитических процессов. Факторы, влияющие на катализ 3.2.3.2. Гетерогенный катализ 3.2.3.3. Ферментативный катализ 3.3. Цепные реакции 3.4. Химическое равновесие 3.4.1. Обратимые и необратимые реакции 3.4.2. Химическое равновесие в гомогенных системах. Константа равновесия 3.4.3. Химическое равновесие в гетерогенных системах 3.4.4. Связь константы равновесия с изменением энергии Гиббса 3.4.5. Смещение химического равновесия. Принцип Ле Шателье и его значение 3.4.5.1. Влияние изменения концентрации 3.4.5.2. Влияние изменения температуры 3.4.5.3. Влияние изменения давления Раздел 4. РАСТВОРЫ 1. Дисперсные системы 2. Образование растворов 2.1. Изменение термодинамических свойств при растворении веществ 2.2. Способы выражения состава растворов 2.3. Растворимость вещества 2.3.1. Растворимость газов в жидкостях 2.3.2. Растворимость жидкостей в жидкостях 2.3.3. Растворимость твердых веществ в жидкостях 3. Растворы неэлектролитов 3.1. Осмос. Осмотическое давление. Закон Вант-Гоффа 3.2. Давление насыщенного пара над раствором 3.3. Повышение температуры кипения и понижение температуры отвердевания растворов 3.4. Определение молекулярной массы растворенного вещества 4. Растворы электролитов 4.1. Теория электролитической диссоциации Аррениуса 4.2. Современная теория электролитов 4.3. Равновесия и обменные реакции в водных растворах электролитов 4.3.1. Условия смещения ионных равновесий 4.3.2. Равновесие в растворах слабых электролитов 4.3.3. Диссоциация многоосновных кислот, многокислотных оснований и солей 4.3.4. Диссоциация воды. Водородный показатель. Индикаторы 4.3.5. Буферные растворы 4.3.6. Равновесие в системе раствор-осадок. Произведение растворимости 4.3.7. Гидролиз 5. Современные теории кислот и оснований 5.1. Протонная теория 5.2. Электронная теория Раздел 5. Электрохимические процессы 1. Окислительно-восстановительные реакции 1.1. Окислительно-восстановительные свойства элементов и их соединений и периодический закон 1.2. Важнейшие окислители и восстановители 1.3. Классификация окислительно-восстановительных реакций 1.4. Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций 1.5. Влияние среды на протекание окислительно-восстановительных реакций 2. Электродные потенциалы 2.1. Электродные потенциалы металлов и факторы, влияющие на их величину 2.2. Понятие о стандартных электродных потенциалах. Стандартный водородный электрод. Ряд напряжений 2.3. Уравнение Нернста 3. Гальванические элементы. Электродвижущая сила гальванических элементов 4. Топливные элементы 4.1. Биотопливные элементы 5. Вычисление изменения энергии Гиббса окислительно-восстановительных реакций по значению э.д.с. 6. Потенциометрическое определение рН 7. Окислительно-восстановительные потенциалы 8. Направление окислительно-восстановительных реакций 9. Коррозия металлов. Виды коррозии. Методы защиты от коррозии 10. Электролиз. Окислительно-восстановительные процессы при электролизе расплавов и растворов электролитов список РЕКОМЕНДОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ОГЛАВЛЕНИЕ ХИМИЯ ЧАСТЬ 1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ХИМИИ 16 +