Theoretical Inorganic Chemistry and Chemistry of the Elements

2023/2024

Academic Year

RUS

Instruction in Russian

17

ECTS credits

Delivered at:

Joint Department of Inorganic Chemistry and Material Science with the RAS Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry

Course type:

Compulsory course

When:

1 year, 1-4 module

Instructors

Ananyev, Ivan

Belousov, Yury

Kotov, Vitaly

Lemenovsky, Dmitry

Minyaev, Mikhail E.

Novikova, Svetlana

Roitershtein, Dmitrii

Yurova, Polina

Программа дисциплины

Аннотация

В курсе изложены основы химии элементов всех групп периодической системы Д.И. Менделеева. Конкретные особенности химии тех или иных элементов. Изучаются строение и реакционная способность простых веществ, оксидов, галогенидов, гидратированных оксидов и кислот, солей и комплексных соединений элементов в тесной связи с теоретическими основами неорганической химии (строение атома, химическая связь, строение молекул), фактический материал иллюстрирует теоретические положения. Даны современные представления о строении атомов, геометрическом и электронном строении молекул, о свойствах растворов неэлектролитов и электролитов, изложены основные разделы теории химических процессов (термохимия, химическое равновесие, кинетика). Рассмотрены химия неорганических веществ в водных и неводных растворах, химия комплексных соединений, переходных элементов, металлоорганических соединений, галогенов и др. В результате освоения дисциплины обучающийся демонстрирует знание теоретических основ неорганической химии, химии элементов, умеет составлять уравнения реакций, воспроизводит алгоритмы решения задач по неорганической химии, готов использовать полученные навыки при выборе методик синтеза неорганических соединений.

Цель освоения дисциплины

• Формирование современных представлений. пространственном и электронном строении молекулярных неорганических соединениях, важнейших закономерностях реакционной способности неорганических соединений, создание представлений о целостности химической картины окружающего мира

Планируемые результаты обучения

• Демонстрирует знание основ теории групп симметрии. Умеет применять аппарат теории групп симметрии и метод молекулярных орбиталей для описания электронного строения соединений непереходных элементов
• Демонстрирует знание основных моделей химических связей. Умеет предсказывать и объяснять физические свойства и реакционную способность соединений непереходных элементов на основании особенностей их электронного строения
• Демонстрирует знание основных теорий химической связи в соединениях переходных металлов. Умеет предсказывать и объяснять физические свойства и реакционную способность соединений переходных металлов на основании особенностей их электронного строения
• Демонстрирует знание факторов, влияющих на строение и свойства соединений переходных металлов. Умеет использовать аппарат теории групп симметрии для описания особенностей электронного строения соединений переходных металлов
• Имеет навыки работы в лаборатории. Может выполнить практическую работу в соответствии с представленной методикой.
• Демонстрирует знание химии элементов, координационных и металлоорганических соединений.

Содержание учебной дисциплины

• 1. Электронное строение вещества
• 2. Ионная связь
• 9. Ковалентная связь
• 3. Основы химической термодинамики реакций и растворов
• 4. Химия типичных неметаллов. Водород, галогены, халькогены, пниктогены
• 5. Химия элементов главных групп (элементы групп углерода, бора, щелочных и щелочноземельных металлов, благородных газов).
• 11. Невалентные взаимодействия
• 10. Симметрия молекулярных систем. Приложение теории групп симметрии для построения диаграмм МО
• 12. Химическая связь в соединениях переходных металлов
• 6. Переходные металлы и комплексные соединения. Химия элементов 4-й – 7й групп.
• 7. Химия переходных металлов 8-11 групп
• 8. Химия элементов 12-й группы, элементов 3-й группы и лантанидов
• 13. Металлоорганические соединения переходных металлов
• Лабораторный практикум по неорганической химии

Элементы контроля

• Домашнее задание
  Пример домашнего задания 1. Своими словами дать определение квантовых чисел водородоподобного атома, объяснить их связь с соответствующим уравнением Шрёдингера. От какого квантового числа/каких квантовых чисел зависит число узловых поверхностей волновой функции? 2. Изобразить графики радиальной составляющей волновой функции и радиального распределения электронной плотности для следующих орбиталей: 2s 6dz2 4py 5s 4dx2-y2 Обязательно подпишите оси. 3. С указанием осей схематично изобразить контурные карты для следующих орбиталей: 4dz2 3dxy 6dx2-y2 6pz 3s
• Контрольная работа
  Контрольная работа состоит из четырех-семи заданий. Максимальная оценка каждого задания от 1 до 3 баллов. В случае правильного и полного ответа на вопрос задачи студент получает максимальное количество баллов. При наличии ошибок в уравнивании химических реакций ошибка может быть снижена на 1 балл. При неполном ответе оценка за задачу снижается на 1 балл. При отсутствии ответа или наличия в нем грубых ошибок, за ответ на задание выставляется 0 баллов. Общее количество баллов за контрольную работу получается суммированием оценок за задания.
• Лабораторный практикум
• Экзамен
• Экзамен
  В конце каждого из модулей предусмотрен устный экзамен, включающий в себя ответ на билет, состоящий из двух вопросов по содержанию пройденного модуля. Оценка за экзамен выставляется как среднеарифметическая по вопросам экзамена.

Промежуточная аттестация

• 2023/2024 учебный год 1 модуль
  0.05 * Домашнее задание + 0.45 * Контрольная работа + 0.5 * Экзамен
• 2023/2024 учебный год 2 модуль
  0.05 * Домашнее задание + 0.35 * Контрольная работа + 0.2 * Лабораторный практикум + 0.4 * Экзамен
• 2023/2024 учебный год 3 модуль
  0.05 * Домашнее задание + 0.45 * Контрольная работа + 0.5 * Экзамен
• 2023/2024 учебный год 4 модуль
  0.05 * Домашнее задание + 0.45 * Контрольная работа + 0.5 * Экзамен

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

• Общая и неорганическая химия : учебник, Ахметов, Н. С., 2018
• Химия элементов. Т.1: ., Гринвуд, Н., 2015
• Химия элементов. Т.2: ., Гринвуд, Н., 2015

Рекомендуемая дополнительная литература

• Курс неорганической химии. Т.1: ., Реми, Г., 1966
• Курс неорганической химии. Т.2: ., Реми, Г., 1966
• Современная неорганическая химия. Ч.1: Общая теория, Коттон, Ф., 1969
• Современная неорганическая химия. Ч.2: Химия непереходных элементов, Коттон, Ф., 1969
• Современная неорганическая химия. Ч.3: Химия переходных элементов, Коттон, Ф., 1969