ПӘннің ОҚУ-Әдістемелік кешені «Бейорганикалық химияның теориялық негіздері» «5В0011200 – Химия» мамандығы үшін ОҚУ-Әдістемелік материалдары

320 с.

3. Любимова Н.Б. Вопросы и задачи по общей и неорганической химии. – М.: Высш. шк., 1990. – 351 с.

Студенттердің өздік жұмысы (СӨЖ) – студенттердің өз білімдерін, өздерін дамыту жағдайларын қалыптастыруға қабілетін арттыратын, ойлау қабілетін кеңінен дамытатын басты іс-әрекеттерінің түрлері.

СӨЖ - ол дәріске алдын-ала дайындалуға, кітапхана жағдайында оқу материалын өздігінен оқуға, компьютерлік сыныпта, Интернет арқылы зертханалық сабаққа, коллоквиумға дайындалуға, СӨЖ тақырыптары бойынша (сұрақтары СӨЖ жоспарында көрсетілген) өздіктерінен көшірме дайындау, зертханалық сабақ бойынша есеп бере білуге, химиядан берілген есептерді талдауға бағытталған аудиториядан тыс жұмыстар болып есептеледі.

СӨЖ – оқытушының көрсетуі бойынша формасы мен уақыты, тақырыпқа сәйкес толық көлемде тапсырылуы қажет.

1. Шоқыбаев Ж. Бейорганикалық және аналитикалық химия. - Алматы, 2003.

2. Аханбаев К. Химия негіздері. – Алматы, 1985 ж.

3. Бірімжанов Б.А., Нұрахметов Н.Н. Жалпы химия. – Алматы, 1992.

4. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. – М., 1988.

5. Коттон Ф., Уилкинсон Дж. Современная неорганическая химия. – М.:Мир, 1982.

6. Химия и периодическая таблица – п.р. К. Сайто. – М.:Мир, 1982.

7. Глинка Н.Л. Общая химия. – Ленинград «Химия», 1988.

8. Угай Я.А. Общая и неорганическая химия. – Москва, 2000.


«БЕЙОРГАНИКАЛЫҚ ХИМИЯНЫҢ ТЕОРИЯЛЫҚ НЕГІЗДЕРІ»

ПӘНІ БОЙЫНША

КОЛЛОКВИУМДАРДЫҢ НЕГІЗГІ ТАҚЫРЫПТАРЫ МЕН СҰРАҚТАРЫ
КОЛЛОКВИУМ №1. Атом құрылысы. Периодтық заң және Д.И. Менделеевтің химиялық элементтердің периодтық жүйесі. Химиялық байланыс. – 5 апта.

Атом құрылысы.

Атом күрделі екендігі жайындағы экспериментальдық негіздемелер. Электронның ашылуы. Радиоактивтілік. Сәулелер және олардың сипаттары. Атомның Томсон ұсынған моделі. Бөлшектердің сейілуі бойынша жүргізілген Резерфордтың тәжірибелері. Атом планетарлық моделі, оның жетістіктері және кемшіліктері. Ядролық реакциялар және химиялық элементтердің өзгеруі.

Сәуле шығуының корпускулярлық-толқындық дуализмі. Планк теңдеуі. Атомдардың спектрлері. Бор бойынша сутегі атомының теориясы. Сутегі атомының спектрі. Сутегі атомының Бор бойынша теориясының қайшылықтары. Бөлшектердің корпускулярлық-толқындық дуализмі. Де-Бройль толқындары. Гейзенбергтің анықталмағандық ұстанымы. Стационарлық күй үшін Шредингердің толқындық теңдеуі туралы ұғым. Сутегі атомының кванттық-механикалық моделі. Кванттық сандар электронның атомдағы күйін анықтайтын параметр ретінде. Бас, орбиталь, магниттік, кванттық сандар. Кванттық сандардың физикалық мәні. Спиндік кванттық сан. Электрондық бұлт жөнінде ұғым. Атомдарда орбитальдардың толуының үш ұстанымы: энергияның ең төмендігі, Паули ұстанымы, Гунд ережесі. Атом орбитальдарының толу реті. Клечковский ережесі. Электрондық формулалар. Ядро протондар мен нейтрондардың динамикалық жүйесі. Тұрақты және тұрақсыз ядролар. Атомдар радиусы, иондану энергиясы қасиеттерінің периодтық өзгеруі. Электронға жақындық. Электртерістілік. Салыстырмалы электртерісітілік.

Периодтық заң және Д.И. Менделеевтің химиялық элементтердің периодтық жүйесі.

Д.И. Менделеевтің өмірі және ғылыми -педагогикалық жұмыстары. Химиялық элементтерді жіктеудің алғашқы адымдары. Д.И. Менделеевтің периодтық заңды ашуы. Элементтердің табиғи жүйесін құрудың ұстанымы. Д.И. Менделеевтің теориялық болжамдарының іс жүзінде расталуы. Периодтық заңның ашылуының ғылымның дамуындағы маңызы. Периодтық заңның жаңа анықтамасы. Периодтық жүйе элементтердің табиғи жүйесі. Периодтық жүйенің ұзын және қысқа түрі. Периодтар, топтар, топшалар. Периодтық жүйедегі элементтердің орны мен олардың атомдарының электрондық құрылысы мен байланысы. S, p, d, f элементтер. Элементтердің химиялық қасиеттерінің олардың периодтық жүйедегі орнымен байланысы. Элементтер қасиеттерінің периодты және периодты емес өзгеруі. Атомдардың радиустарының, иондану энергияларының, электронға жақындығының және электртерістіліктерінің олардың ядро зарядтарының өсуі бойынша өзгеруі. Элементтер қасиеттерінің периодты өзгеруі атомдардың электрондық конфигурациясының периодты өзгеруінің белгісі. Периодтық заңның ашылуының ғылымның дамуындағы маңызы.

Химиялық байланыстың мәні туралы көзқарастың эволюциясының қысқаша очеркі. Химиялық байланыстың негізгі типтері: коваленттік және иондық. Коваленттік байланыс. Коваленттік байланыстың қазіргі кездегі теориялары жөнінде ұғым. ВБ және МО әдістері. Химиялық байланыстың негізгі сипаттары: энергиясы, ұзындығы, бағыты. Ковалентті байланыс түзілуінің екі механизмі: дара электрондардың ортақтасуы (алмасуы) және донорлық-акцепторлық. Ковалентті байланыстың қасиеттері: қанығуы, бағыты, поляризациялануы. Сигма және пи байланыстар. Атомдық орбитальдардың гибридтенуі. Гибридтену типтері және молекуланың геометриясы. Байланыстың полюстігі және молекланың полюстігі. Дипольдық момент. Валенттік туралы қазіргі кездегі көзқарас. Атомдардың коваленттілігі. Атомдардың валенттік мүмкіндіктері. Ковалентті байланысы бар қосылыстардағы атомдардың тотығу дәрежесі. Молекулалық орбитальдар әдісі (МОӘ). Әдістің физикалық идеясы: электрон тығыздығының барлық ядролар арасында делокализациялануы. АОСК әдісі. Байланыстырушы және босаңдатушы МО. Ішкі және молекулааралық сутегіндік байланыс. Сутегіндік байланыстың биологиялық үрдістердегі маңызы. Молекулалық орбитальдардың толу ұстанымы. Молекулалардың энергетикалық диаграммасы және электрондық формулалары. Иондық байланыс. Молекулалардағы және қатты деңелердегі катиондар мен аниондар. Иондық байланыстың қанықпауы және бағытсыздығы. Кристалл торларының типтері: атомдық, молекулалық, иондық. Заттардың қасиеттерінің химиялық байланыстың сипаты мен кристалл торларының типтеріне байланыстылығы.

Химиялық реакциялардың жылу эффектілері. Химиялық қосылыстардың түзілу жылуы. Гесс заңы. Жүйенің ішкі энергиясының өзгеруі. Энтальпия. Энтропия туралы ұғым. Изобарлы-изотермиялық потенциал (Гиббс энергиясы). Әр түрлі жағдайларда үрдістердің бағытындағы энтальпиялық және энтропиялық факторлардың ролі. Химиялық реакцияның жүру мүмкіндігін бағалау үшін бастапқы және реакция өніміндегі заттардың түзілуінің стандарттық энтальпия және стандарттық изобарлық потенциалдарының кестедегі мәндерін пайдалану.

Химиялық реакция жылдамдығы. Оның сандық мәні. Шынайы және орта жылдамдық. Химиялық реакцияларға әсер ететін факторлар. Химиялық реакция жылдамдығының әрекеттесуші заттардың концентрацияларына тәуелділігі. Массалар әсер заңы. Оны гомогендік және гетерогендік жүйелерге қолдану. Реакция жылдамдығының константасы. Гетерогендік ортада беттік қабат факторының реакция жылдамдығына әсері. Реакция жылдамдығының температураға тәуелділігі, реакцияның температуралық коэффициенті. Активті молекулалар және үрдістің активтену энергиясы туралы ұғым. Катализ. Реакция жылдамдығына катализатордың әсері. Катализдің түрлері: гомогенді, гетерогенді, оң және теріс катализ, ингибитор жөнінде ұғым. Катализатор ретінде ферменттердің ерекшеліктері. Катализді өнеркәсіпте пайдалану. Катализаторлардың биологиялық үрдістердегі ролі. Қайтымсыз және қайтымды химиялық реакциялар. Химиялық үрдістердің қайымдылық және қайтымсыздықтарының шарты. Химиялық тепе-теңдік. Химиялық тепе-теңдік константасы. Ле-Шателье ұстанымы. Әрекеттесуші заттардың концентрациясын, қысымды және температураны өзгерту кезіндегі химиялық тепе-теңдіктіктің ығысуы. Қайтымды үрдістердегі катализаторлар. Химиялық реакцияның жылдамдығы және химиялықтепе-теңдік туралы ілімнің химиялық үрдістерді басқарудағы маңызы.

Дисперстік жүйелердің қысқаша сипаты және олардың жіктелуі. Жүзгіндер (суспензиялар, эмульсиялар), коллоидтық жүйелер, шынайы ерітінділер. Ерігіштік коэффициенті және оның температураға тәуелділігі. Ерігіштік сызықтары. Қанық ерітінді динамикалық тепе-теңдіктегі жүйе. Аса қаныққан ерітінділер және олардың тұрақтылық жағдайлары. Қатты заттардың ерітіндіден кристаллдануы. Кристаллогидраттар. Заттарды ерітінділерден қайта кристаллдау әдісімен тазарту.

Еру үрдісінің механизмі. Еру кезіндегі сольватация (гидратация). Ерітінділер теориялары жөнінде Д.И. Менделеевтің жұмыстары. Еру үрдісінің термодинамикасы. Заттың еру жылуының кристалдық тордың энергиясымен және зат молекуласының немесе оның диссоциациялану өнімдерінің гидраттану жылуымен байланысы. Қатты заттардың суда ерігіштігі. Ерітінділер концентрациясы. Ерітінділер концентрацияларын көрсетудің әдістері. Процент бойынша еріген заттың массалық үлесі. Ерітінді концентрациясын тығыздық бойынша сипаттау. Моляр, нормаль концентрациялар. Титр. Әртүрлі концентрациялы ерітінділер даярлау үшін есептеулер. Ерітінділер даярлау әдістемесі. Концентрлі қышқыл және сілті ерітінділерімен жұмыс жасау кезіндегі қауіпсіздік шаралары.

Электролиттік диссоциация теориясы.

Электролиттер және бейэлектролиттер. Электролиттік диссоциация теориясының негізгі қағидалары. С.Аррениус және И.А. Каблуков жұмыстары. Химиялық байланыстардың әртүрлі типтері бар заттардың диссоциациялану механизмі. Диссоциациялану үрдісінде судың полюсті молекулаларының ролі. Аниондар мен катиондардың гидратациялану механизмі. Гидратацияға иондардың мөлшері мен зарядтарының әсері. Гидроксоний ионының түзілуі. Диссоциация үрдісінің энергетиксы. Электролиттік диссоциация дәрежесі. Күшті және әлсіз электролиттер. Диссоциация дәрежесіне әсер етуші факторлар. Кейбір физиологиялық орталардың диэлектрлік өтімдігінің мәндерінің жоғары болуы. Шынайы және белгілі диссоциациялану дәрежесі. Активтілік коэффициенті туралы ұғым. Әлсіз электролиттердің диссоциациялану үрдісіне массалар әсер заңын пайдалану, диссоциациялану константасы. Әлсіз электролиттер диссоциациясы тепе-теңдігінің ығысуы. Электролиттік диссоциация теориясы тұрғысынан қышқылдар, негіздер, тұздар. Сатылы диссоциация. Гидроксидтердің негіздік және қышқылдық тип бойынша диссоциациясы. Амфотерлі гидроксидтер. Қышқылдар мен негіздердің протолиттік теориясы. Судың электролиттік диссоциациясы. Судың иондық көбейтіндісі. Судың диссоциациялану процесіне температураның әсері. Ерітінділердегі сутегі ионының концентрациясы. Сутегіндік көрсеткіш. Биологиялық сұйықтардың сутегіндік көрсетіші. Химиялық және биологиялық үрдістердегі рН мәндерінің тұрақтылығының маңызы. Аз еритін электролиттердің қанық ерітінділеріндегі тепе-теңдік. Ерігіштік көбейтіндісі. Тұнба түзілу және еру шарттары. Электролит ерітінділеріндегі реакциялар (иондық реакциялар). Электролит ерітініділеріндегі реакция жүру механизмі. Реакция бағытын анықтау үшін стандартты изобаралық потенциалдар мәндерін пайдалану. Қышқылдар, негіздер, тұздарды алудын жалпы тәсілдері және қасиеттері. Бейорганикалық қосылыстардың кластары арасындағы генетикалық байланыс. Гидролиз реакциялары. Тұздардың гидролизі. Тұздар гидролизінің әртүрлі жағдайлары. Гидролиздің дәрежесі және константасы. Гидролиз тепе-теңдігін ығыстыратын факторлар.Биологиялық үрдістерде гидролиздің ролі. Комплекс қосылыстардың электролиттік диссоциациясы. Ішкі және сыртқы сфераның иондарының диссоциациялануы. Ерітінділердегі комплексті иондардың тұрақтылығы. Тұрақсыздық константасы. Ерітінділерде комплексті иондардың түзілуі және ыдырауы.

Элемент атомдарының тотығу дәрежесінің өзгере және өзгермей жүретін реакциялар. С.А.Даин және Л.В.Писаржевскийдің тотығу туралы электрондық теориясы. Тотықтырғыштар және тотықсыздандырғыштар. Тотығу-тотықсыздану реакцияларының тендеулерін құру ережелері. Электро-иондық және электрондық баланс әдісі. Тотығу-тотықсыздану реакцияларының жіктелуі. Тотығу-тотықсыздану үрдісінің жүруіне ортаның әсері. Металдардың қышқылдармен және тұздармен олардың сулы ерітіндісінде тотығу-тотықсыздану процесі тұрғысынан әрекеттесуі. Химиялық реакциялар арқылы электр тоғының алынуы. Гальваникалық элемент туралы түсінік. Металл мен оның тұзының сулы ерітіндісі арасын бөлетін шекте өзгеріс пайда болуы. Салыстырмалы сутегі электроды. Стандартты электродтық потенциалдар. Металдың электродтық потенциалының оның ерітіндідегі иондарының концетрациясына тәуелділігі. Н.Н.Бекетов жұмыстары, металдардың электрохимиялық кернеу қатары. Стандартты тотығу-тотықсыздану потенциалы. Тотығу-тотықсыздану реакцияларының ерітіндідегі бағыты. Тотығу-тотықсыздану реакцияларының өлі және тірі табиғаттағы маңызы. Өндірістегі тотығу-тотықсыздану үрдістері.Электролиз туралы ұғым.