Поиск по базе сайта:
Кадры высшей квалификации (аспирантура) icon

Кадры высшей квалификации (аспирантура)




Скачати 391.37 Kb.
НазваКадры высшей квалификации (аспирантура)
Сторінка1/3
Дата конвертації14.11.2014
Розмір391.37 Kb.
ТипПрограмма
  1   2   3

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

КАДРЫ ВЫСШЕЙ КВАЛИФИКАЦИИ

(АСПИРАНТУРА)
Утверждаю

Декан Химического факультета НИ ТГУ

_________________Ю.Г. Слижов

« 25 » февраля 2014 г .

ПРОГРАММА

вступительных экзаменов по специальным дисциплинам, соответствующих профилю «Неорганическая химия»; «Аналитическая химия»; «Органическая химия»; «Физическая химия»;

«Высокомолекулярные соединения»

(направление подготовки: 04.06.01 - Химические науки)

Томск 2014

ЧАСТЬ I
^ ОБЩАЯ ХИМИЯ


  1. Периодический закон и периодическая система Д. И. Менделеева как естественная классификация элементов по электронным структурам атомов. Варианты периодической таблицы. Типические элементы. Полные и неполные электронные аналоги.

  2. Изменение важнейших свойств элементов по группам и периодам периодической системы.

  3. Основополагающие представления о химической связи. Природа химической связи. Ковалентная, ионная, металлическая и ионная связь.

  4. Химическая связь с позиций методов молекулярных орбиталей и валентных связей. Гибридизация атомных электронных орбиталей.

  5. Термохимия и термодинамика. Изменение энтальпии как характеристика теплового эффекта химической реакции. Эндо- и экзотермические реакции. Закон Гесса.

  6. Стандартное состояние и стандартная энтальпия образования вещества. Расчеты тепловых эффектов реакций.

  7. Энтальпия атомизации веществ и средняя энергия связи в многоатомных молекулах.

  8. Скорость химической реакции и факторы ее определяющие. Зависимость скорости реакции от концентрации реагентов.

  9. Константа скорости реакции и ее зависимость от температуры. Энергия активации. Уравнение Аррениуса.

  10. Химическое равновесие. Необратимые и обратимые реакции. Константа химического равновесия.

  11. Связь константы химического равновесия со стандартным изменением энергии Гиббса.

  12. Смещение химического равновесия. Принцип Ле Шателье.

  13. Водные растворы электролитов. Электролитическая диссоциация растворенных веществ. Сильные и слабые электролиты. Константа и степень диссоциации электролита. Закон разбавления Оствальда.

  14. Теории кислот и оснований Аррениуса, Бренстеда-Лоури, Льюиса, Усановича.

  15. Протолитические взаимодействия. Гидролиз солей. Константа и степень гидролиза.

  16. Буферные растворы.

  17. Окислительно-восстановительные равновесия в растворах. Уравнение Нернста.

  18. Влияние рН на величину окислительно-восстановительного потенциала.

  19. Стандартные условия и стандартный потенциал полуреакции. Таблицы стандартных восстановительных потенциалов. Использование табличных данных для оценки возможности протекания окислительно-восстановительных реакций.

  20. Теория строения органических соединений А.М.Бутлерова. Типы гибридизаций атома углерода в органических соединениях.

  21. Типы химической связи в органических соединениях. Принципы номенклатуры ИЮПАК органических соединений. Изомерия.

  22. Классификация органических реакций по механизму.



ЧАСТЬ II
^ ВОПРОСЫ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ РАЗДЕЛОВ
РАЗДЕЛ 1. НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ


  1. Основы атомно-молекулярного учения. Основные понятия химии: атом, молекула, химический элемент, изотопы, простое и сложное вещество, эквивалент, моль. Основные стехиометрические законы, их развитие.

  2. Квантовомеханическая модель атома. Развитие представлений о строении атома: ядро, протоны, нейтроны, электроны. Волновая теория строения атома, двойственная природа электрона, принцип неопределённости. Квантовомеханические представления о строении электронных оболочек атома: понятие о волновой функции, электронной плотности и её радиальном распределении в атоме водорода, радиусе атома, квантовых числах, s-, p-, d- и f-состояниях электронов, энергетическом уровне, подуровне, атомной орбитали.

  3. Принцип Паули и емкость электронных оболочек, правило Хунда. Строение электронных оболочек многоэлектронных атомов, энергия атомных орбиталей.

  4. Периодический закон Д.И.Менделеева. Периодическая система элементов. Периодический закон Д.И.Менделеева, развитие учения о периодичности. Длинная и короткая формы периодической системы, периоды, группы и подгруппы, семейства элементов.

  5. Периодичность изменения свойств атомов (радиусов, ионизационных потенциалов, сродства к электрону, электроотрицательности) как следствие периодичности изменения структур электронных оболочек атомов.

  6. Периодичность изменения химических свойств простых веществ и химических соединений (кислотно-основных, окислительно-восстановительных) по периодам и группам. Изменение валентности по периодам и группам. Изменение свойств элементов по периодам и группам в зависимости от структуры внешней и предвнешней электронных оболочек и радиусов атомов.

  7. Теории химической связи и валентности. Механизм образования химической связи, её характеристики, типы связей.

  8. Свойства ковалентной связи: насыщаемость связи, понятие валентности, развитие этого понятия; направленность ковалентной связи. Теории ковалентной связи: теория валентных связей (ВС), теория молекулярных орбиталей (МО). Концепция гибридизации атомных орбиталей, пространственное строение молекул и ионов.

  9. Ионная связь. Свойства ионной связи, отличие в свойствах соединений с ионной и ковалентной связью. Трактовка полярных связей согласно концепции поляризации ионов.

  10. Металлическая связь.

  11. Водородная связь. Связь в газообразных, жидких и твердых веществах. Силы межмолекулярного взаимодействия. Агрегатное состояние веществ как проявление взаимодействия между атомами и молекулами.

  12. Строение веществ в конденсированном состоянии. Типы кристаллических решеток. Зависимость физических свойств веществ от их структуры.

  13. Химия комплексных соединений. Основы координационной теории Вернера. Состав комплексных соединений, пространственная конфигурация комплексных ионов. Положение в периодической системе элементов, являющихся типичными комплексообразователями и донорными атомами моно- и полидентантых лигандов.

  14. Классы комплексных соединений: одноядерные с моно- и полидентатными лигандами; многоядерные комплексы; π-комплексы; карбонилы. Изомерия комплексных соединений и комплексного иона.

  15. Химическая связь в комплексных соединениях с точки зрения электростатического подхода, теории валентных связей и теории молекулярных орбиталей.

  16. Теория кристаллического поля, применение ее для объяснения магнитных свойств и цветности комплексов. Комплексообразование в растворах. Устойчивость комплексных ионов.

  17. Энергетика химических реакций. Закон Гесса и следствия из него. Расчет тепловых эффектов различных реакций. Внутренняя энергия и энтальпия. Энтропия. Энергия Гиббса, направление протекания химических процессов. Обратимые и необратимые химические реакции.

  18. Химическое равновесие. Константа равновесия, закон действующих масс для равновесия. Смещение химического равновесия, принцип Ле-Шателье. Факторы, влияющие на равновесие: концентрация, температура, давление.

  19. Скорость химических реакций. Влияние различных факторов на скорость реакции: концентрации веществ, давления (для реакций, протекающих в газовой фазе), температуры, катализатора. Закон действующих масс. Правило Вант-Гоффа. Понятие об энергии активации.

  20. Гомогенный и гетерогенный катализы, их механизмы.

  21. Растворы электролитов и неэлектролитов. Истинные растворы. Образование растворов. Тепловые эффекты при растворении. Гидратная теория Д.И. Менделеева. Гидраты, сольваты, кристаллогидраты. Растворимость газов, жидкостей, твердых веществ в воде.

  22. Свойства разбавленных растворов неэлектролитов. Осмос, осмотическое давление. Давление насыщенного пара растворителя над раствором, понижение давления пара. Повышение температуры кипения и понижение температуры замерзания растворов. Законы Рауля.

  23. Свойства растворов электролитов. Теория электролитической диссоциация. Сильные и слабые электролиты. Степень электролитической диссоциации, константа диссоциации, их связь. Связь изотонического коэффициента со степенью диссоциации. Кажущаяся степень диссоциации сильных электролитов.

  24. Активность ионов.

  25. Произведение растворимости малорастворимых веществ.

  26. Обменные реакции в растворах электролитов. Ионное произведение воды. Водородный показатель рН. Индикаторы.

  27. Гидролиз солей. Влияние различных факторов на гидролиз солей.

  28. Химические источники электрического тока. ЭДС гальванического элемента. Восстановительные стандартные электродные потенциалы и их определение с помощью водородного электрода сравнения. Уравнение Нернста. Влияние концентрации, реакции среды на электродные потенциалы. Направление протекания окислительно-восстановительных процессов.

  29. Электролиз. Электролиз расплавов и растворов. Законы электролиза. Электрохимический эквивалент. Электрохимическая коррозия.

  30. Химия элементов – неметаллов и металлов. Положение неметаллов в периодической системе, общая их характеристика.

  31. Водород, положение в периодической таблице. Его физические и химические свойства. Получение водорода в лаборатории и в технике. Его применение. Классы водородных соединений, свойства соединений.

  32. Галогены. Их общая характеристика. Соединения галогенов в природе, их применение. Хлор. Его физические и химические свойства. Галогеноводороды, получение, свойства, применение. Соляная кислота и ее соли. Кислородные соединения галогенов: оксиды, кислоты, соли.

  33. Общая характеристика элементов главной подгруппы VI группы периодической системы. Сера. Ее физические и химические свойства, аллотропия. Серная кислота, свойства и химические основы производства контактным способом. Кислород, физические и химические свойства, аллотропия. Получение кислорода в лаборатории и в промышленности. Роль кислорода в природе и применение в технике. Вода. Строение молекулы воды. Физические и химические свойства воды.

  34. Общая характеристика элементов главной подгруппы V группы периодической системы. Азот, физические и химические свойства. Аммиак, промышленный синтез, физические и химические свойства аммиака. Соли аммония. Азотная кислота, соли азотной кислоты, азотные удобрения. Фосфор, аллотропные формы, физические и химические свойства. Оксид фосфора(V). Фосфорная кислота и ее соли, фосфорные удобрения.

  35. Общая характеристика элементов главной подгруппы IV группы периодической системы. Химические свойства углерода, аллотропические формы. Оксиды углерода(II) и (IV), их химические свойства. Семейства угольной и синильной кислот, их соли. Кремний, физические и химические свойства. Оксид кремния(IV) и кремниевые кислоты, силикаты. Соединения кремния в природе. Их использование в технике.

  36. Общая характеристика элементов главной подгруппы III группы периодической системы. Бор, получение, очистка, применение. Оксид бора, борные кислоты, полибораты.

  37. Металлы. Их положение в периодической системе, физические и химические свойства. Электрохимический ряд напряжений металлов. Металлы и сплавы в технике. Основные способы получения металлов.

  38. Общая характеристика p-металлов главных подгрупп III, IV, V групп системы.

  39. Алюминий. Соединения алюминия в природе, получение, его роль в технике. Характеристика элемента и его соединений на основе положения в периодической системе и строения атома. Амфотерность оксида и гидроксида алюминия, соли алюминия. Общая характеристика элементов подгруппы галлия, свойства металлов, оксидов, гидроксидов. Соли трехвалентных элементов, их применение.

  40. Германий, олово, свинец. Общая характеристика элементов, нахождение в природе, получение, свойства. Аллотропные модификации олова. Химические свойства германия, олова и свинца. Моно- и диоксиды германия, олова и свинца. Гидроксиды двух- и четырехвалентных соединений элементов, их получение и свойства. Гидролиз соединений германия, олова и свинца. Сопоставление кислотно-основных и окислительно-восстановительных свойств соединений элементов. Применение простых веществ и соединений.

  41. Общая характеристика элементов подгруппы мышьяка. Свойства соединений трех- и пятивалентных сурьмы и висмута, их применение.

  42. Общая характеристика d-металлов, положение их в периодической системе. Соединения элементов подгруппы меди и цинка. Получение соединений одно- и двухвалентной меди, их применение. Комплексные соединения меди(II). Оксид, гидроксид и соли цинка, их применение. Биологическая роль меди и цинка.

  43. Элементы подгруппы титана, их оксиды, гидроксиды, галогениды; сульфаты титанила, цирконила. Получение, свойства, применение.

  44. Общая характеристика соединений шестивалентных элементов подгруппы хрома: оксиды, гидроксиды, соли. Способность элементов образовывать изо- и гетерополисоединения, применение этих соединений.

  45. Общая характеристика элементов подгруппы марганца. Соединения марганца в различных степенях окисления, сравнение кислотно-основных свойств их оксидов и гидроксидов, сравнение окислительно-восстановительных свойств. Применение соединений марганца, биологическая роль марганца.

  46. Общая характеристика соединений двух- и трехвалентных элементов семейства железа: оксиды, гидроксиды, соли, комплексные соединения железа, кобальта, никеля. Биологическая роль железа и кобальта.

  47. Общая характеристика f-элементов, положение их в периодической системе, электронное строение атомов. Лантаноиды, нахождение в природе, извлечение, получение индивидуальных редкоземельных элементов (РЗЭ). Проблема разделения РЗЭ. Изменение химических свойств с возрастанием порядкового номера, лантаноидное сжатие, степени окисления, координационные числа ионов. Физические и химические свойства соединений лантаноидов. Комплексные соединения.


^ Ответы на перечисленные вопросы рекомендуется строить по плану:

1. Энергетические уровни атомов. Закономерности в изменении радиусов атомов (ионов), энергии ионизации, сродства к электрону.

2. Проявляемые степени окисления элементов. Закономерности обсуждения их устойчивости с обсуждением причин.

3. Специфика элементов подгруппы сравнительно с соседними элементами (справа и слева в таблице Д.И.Менделеева).

4. Свойства простых веществ и их строение, Типы связей; физические и химические свойства, закономерности их изменения в подгруппах, группах, периодах.

5. Методы получения основных соединений в лабораторных и промышленных условиях.

6. Водородные соединения элементов и их свойства.

7. Оксиды, гидроксиды. Изменение полярности связей Э–О, Э–Н, Э–О–Н. Диссоциация гидроксидов по кислотному, основному и амфотерному типам. Донорно-акцепторные свойства элементов и их способность к комплексообразованию.

Литература

  1. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. 3-е изд. М.: Высш. шк., 1998.

  2. Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Общая и неорганическая химия. М.: Химия, 2001.

  3. Коттон Ф., Уилкинсон Дж. Современная неорганическая химия. Т. 1—3. М.: Мир, 1969.

  4. Суворов А.В., Никольский А.Б. Общая химия. М.: Мир, 1997.

  5. Неорганическая химия / Ю.Д. Третьяков, Л.И. Мартыненко, А.Н. Григорьев, А.Ю. Цивадзе. Т. 1, 2. М.:

  6. Химия, 2001.

  7. Хьюи Дж. Неорганическая химия: строение вещества и реакционная способность. М.: Химия, 1987.

  8. Дополнительная литератураГиллеспи Р, Харгиттаи И. Модель отталкивания электронных пар валентной оболочки и строение молекул. М.: Мир, 1992.

  9. Джонсон Д. Термодинамические аспекты неорганической химии. М.: Мир, 1985.

  10. Драго А. Физические методы в химии. Т. 1, 2. М.: Мир, 1981.

  11. Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Строение вещества. М.: Высш. шк., 1978.

  12. Костромина Н.А., Кумок В.Н., Скорик Н.А. Химия координационных соединений. М.: Высш. шк., 1990.

  13. Кукушкин Ю.Н. Химия координационных соединений. М.: Высш. шк., 2001.

  14. Некрасов Б.В. Основы общей химии. Т. 1, 2. М.: Химия, 1972—1973.

  15. Пиментел Дж., Кунрод Дж. Возможности химии сегодня и завтра. М.: Мир, 1992.

  16. Полторак О.И., Ковба Л.М. Физико-химические основы неорганической химии. М.: Изд-во МГУ, 1984.

  17. Спицын В.И., Мартыненко Л.И. Неорганическая химия. Т. 1, 2. М.: Изд-во МГУ, 1991, 1994.

  18. Турова Н.Я. Неорганическая химия в таблицах. М.: ВХК РАН, 1999.

  19. Угай Я.А. Общая и неорганическая химия. М.: Высш. шк., 2001.

  20. Уэллс А. Структурная неорганическая химия. Т. 1–3. М.: Мир, 1987.

  21. Фримантл М. Химия в действии. Т. 1, 2. М.: Мир, 1991.


^ РАЗДЕЛ 2. АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ


  1. Аналитическая химия как наука о методах анализа, способах разделения и обнаружения химических частиц с целью определения состава, структуры и состояния вещества.

  2. Аналитический сигнал и его связь с концентрацией вещества. Метрологические характеристики аналитических методов и их оценка.

  3. Статистическая обработка результатов измерений. Способы оценки правильности.

  4. Связь положения элемента в Периодической системе с его аналитическими свойствами.

  5. Закон действия масс. Термодинамическая, концентрационная и условная константы равновесия. Ионная сила, активность, коэффициент активности.

  6. Типы реакций и процессов в аналитической химии.

  7. Кислотно-основное равновесие. Современные представления о кислотах и основаниях: протолитическая теория Бренстеда-Лоури, теории Льюиса, Усановича. Константы кислотности и основности. Процессы ионизации и диссоциации.

  8. Реакции автопротолиза, ионное произведение растворителя, водородный показатель.

  9. Явление гидролиза. Константа и степень гидролиза. Гидролиз с точки зрения протолитической теории кислот и оснований.

  10. Буферные растворы. Сущность буферного действия. Уравнение Гендерсона-Гассельбаха. Буферная емкость.

  11. Равновесие в гетерогенной системе осадок-раствор. Произведение растворимости. Факторы, влияющие на растворимость малорастворимых соединений.

  12. Окислительно-восстановительные реакции. Редоксипереходы. Константа равновесия, окислительно-восстановительный потенциал, уравнение Нернста.

  13. Реакции комплексообразования. Константа устойчивости комплексов. Использование компмлексообразования для обнаружения, разделения и маскировки ионов, определения, для растворения осадков.

  14. Основные стадии анализа вещества: отбор пробы, подготовка пробы к анализу, измерение сигнала, оценка результатов анализа.

  15. Методы разделения и концентрирования (осаждение, экстракция, отгонка, хроматография): общая характеристика, применение в анализе.

  16. Хроматографические методы разделения. Общая характеристика и классификация хроматографических методов. Ионообменная хроматография и её применение для разделения катионов.

  17. Классификация методов определения. Сравнительная характеристика химических, физико-химических и физических методов анализа.

  18. Химические методы качественного и количественного анализа.

  19. Гравиметрический метод: сущность метода, условия получения кристаллических и аморфных осадков, применение метода.

  20. Титриметрический метод. Понятие о рабочих, стандартных растворах, точке эквивалентности, точке конца титрования. Классификация методов титриметрического анализа. Кривые титрования и выбор индикаторов.

  21. Метод кислотно-основного титрования. Индикаторные погрешности. Примеры определения.

  22. Метод окислительно-восстановительного титрования. Примеры определения неорганических и органических веществ.

  23. Метод комплексометрического титрования. Комплексонометрия. Металлоиндикаторы. Определяемые элементы.

  24. Электрохимические методы анализа. Классификация.

  25. Кондуктометрические методы анализа. Прямая кондуктометрия и кондуктометрическое титрование. Факторы, влияющие на электропроводность растворов электролитов.

  26. Потенциометрические методы анализа. Прямая потенциометрия и потенциометрические титрование. Факторы, определяющие величину потенциала индикаторного электрода.

  27. Амперометрическое титрование с двумя поляризованными электродами. Виды кривых при титровании электрохимических обратимых и необратимых систем.

  28. Метод кулонометрического титрования при постоянном токе. Основные требования, предъявляемые к реакциям. Способы фиксирования конечной точки титрования.

  29. Спектроскопические методы. Классификация.

  30. Атомно-эмиссионная спектроскопия. Зависимость интенсивности спектральных линий от концентрации, температуры и положения атомов в Периодической системе элементов. Источники возбуждения, используемые приборы и оборудование. Области применения метода.

  31. Атомно-абсорбционная спектроскопия. Теоретические основы метода. Источники первичного излучения: лампы полого катода, атомизаторы.

  32. Молекулярная абсорбционная спектроскопия. Закон светопоглощения, ограничения и условия применимости закона Бугера-Ламберта-Бера. Применение метода для анализа объектов и изучения равновесия в растворах.

  33. Пламенная фотометрия. Механизм формирования аналитического сигнала, способы его усиления. Аппаратура метода.

Литература

  1. Основы аналитической химии /Под ред. Ю.А. Золотова. В 2-х т.- М.: Высшая школа, 2000.

  2. Основы аналитической химии. Практическое руководство /Под ред. Ю.А. Золотова.- М.: Высшая школа, 2001.

  3. Васильев В.П. Аналитическая химия. В 2 кн.- М.: Дрофа, 2002.

  4. Янсон Э.В. Теоретические основы аналитической химии. - М.: Высшая школа, 1987.

  5. Кунце У., Шведт Г. Основы качественного и количественного анализа /Пер. с нем.- М.: Мир, 1997.

  6. Аналитическаяч химия. Пробленмы и подходы: В 2 т.: Пер. с англ. /Под ред. Р. Кельнера, Ж.-М. Мерме, М. Отто, М. Видмера.- М.: Мир, 2004.

  7. Пилипенко А.Т., Пятницкий И.. Аналитическая химия. В 2-х т.- М.: Химия, 1990.

  8. Скуг Д., Уэст Д. Основы аналитической химии. В 2-х т.- М.: Мир, 1979.

  9. Фритц Дж., Шенк Г. Количественный анализ. –М.: Мир, 1978.- 462 с.

  10. Быкова Л.Н., Новиков Л.В., Чеснокова О.А. Аналитическая химия /Под ред. Л.Н. Быковой.- М.: МГТУ им. А.Н. Косыгина, 2002.

  11. Алексеев В.Н. Курс качественного химического полумикроанализа.- М.: Химия, 1973.

  12. Алексеев В.Н. Количественный анализ.- М.: Химия, 1972.

  13. Доерфель К. Статистика в аналитической химии /Пер. с нем. – М.: Мир, 1994.

  1   2   3



Схожі:




База даних захищена авторським правом ©lib.exdat.com
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації