Раздел I. | Классы неорганических соединений. |
1. Оксиды. Основные, кислотные, амфотерные. Их получение, свойства и применение. Номенклатура и графические формулы.
2. Кислоты. Классификация, номенклатура, способы получения, свойства и применение.
3. Гидроксиды (основания). Растворимые, амфотерные и нерастворимые. Их получение, свойства и применение. Номенклатура и графические формулы.
4. Соли. Классификация солей. Номенклатура и графические формулы. Способы получения. Свойства и применение.
5. Генетическая связь между классами неорганических соединений.
Раздел II. | Химические элементы в биосфере. |
Биосфера. Понятие о биогенных элементах. Макро- и микроэлементы. Содержание химических элементов в биосфере и теле человека. Связь эндемических заболеваний с особенностями биогеохимических провинций. Технологический прогресс и охрана окружающей среды.
Раздел III. | s-элементы. |
1. Водород.
- Общая характеристика. Особенности положения в ПСЭ. Реакции водорода с кислородом, галогенами, металлами, оксидами. Бинарные соединения водорода.
- Вода как важнейшее соединение водорода. Физические и химические свойства воды. Аквакомплексы и кристаллогидраты. Дистиллированная и апирогенная вода, их получение и применение в фармации.
- Характеристика и реакционная способность связи водорода с другими распространенными элементами: азотом, углеродом, серой. Особенности поведения водорода в соединениях с сильно- и слабополярными связями. (Ионы H+, H3O+, HO-,NH4+).
2. Элементы группы IA (щелочные металлы).
- Общая характеристика. Положение в ПСЭ. Характеристики однозарядных катионов М+.
- Взаимодействие металлов с кислородом. Образование оксидов, пероксидов. Их свойства.
- Взаимодействие металлов с водой. Гидроксиды и их свойства.
- Взаимодействие металлов с кислотами. Соли: сульфаты, галогениды, карбонаты, фосфаты. Особенности солей лития.
- Гидриды щелочных металлов. Их основные и восстановительные свойства.
- Биологическая роль щелочных металлов в минеральном балансе организма.
3. Элементы группы IIA.
- Общая характеристика. Изменение свойств элементов в соответствии с положением в ПСЭ.
- Бериллий. Его характеристика. Амфотерность гидроксида бериллия. Токсическое действие бериллия. Бериллиоз.
- Магний. Оксид и гидроксид магния. Растворимость его солей в воде. Ион Mg2+ как комплексообразователь. Хлорофилл.
- Элементы подгруппы кальция (щелочно-земельные металлы). Общая характеристика. Физико-химические свойства важнейших соединений: оксидов, гидроксидов, пероксидов и солей.
- Ион Ca2+ - комплексообразователь. Реакции с комплексонами. Соединения кальция в костной ткани, сходство ионова Ca2+ и Sr2+. Изоморфное замещение (проблема стронция-90).
- Жесткость воды. Ее влияние на живые организмы и протекание реакций в водных растворах, методы устранения жесткости.
- Применение соединений магния, кальция, стронция и бария в медицине и фармации. Токсичность солей бария.
Раздел IV. | d-элементы. |
1. Элементы группы IB.
- Общая характеристика группы.
- Медь. Химическая активность. Реакции с кислородом, галогенами, кислотами. Соединения меди (I) и (II), их КО и ОВ характеристики, способность к комплексообразованию соединения меди (II) с аммиаком. Оксид и гидроксид меди (II). Соли меди (II), их растворимость и гидролиз. Природа окраски соединений меди. Химические основы применения соединений меди в медицине и фармации. Комплексный характер медьсодержащих ферментов и химизм их действия в метаболических реакциях.
- Серебро. Соединения серебра, их КО и ОВ характеристики (бактерицидные свойства ионов Ag). Комплексные соединения серебра с галогенами, аммиаком, тиосульфатом. Химические основы применения соединений серебра в качестве лечебных препаратов и в фармацевтическом анализе.
2. Элементы группы IIB (подгруппа цинка).
- Общая характеристика группы.
- Цинк. Химическая активность простого вещества. Характеристика соединений цинка. Оксид и гидроксид цинка. Их амфотерность. Соли цинка, их растворимость и гидролиз. Способность цинка к комплексообразованию. Комплексная природа цинкосодержащих ферментов и химизм их действия. Химические основы применения соединений цинка в медицине и фармации.
- Ртуть. Общая характеристика. Особые свойства: пониженная химическая активность простого вещества, ковалентность образуемых связей с мягкими лигандами, образование связи между атомами ртути. Окисление ртути серой и азотной кислотой. Соединения ртути (I) и (II), их КО и ОВ характеристика. Нитраты, оксиды, галиды ртути. Каломель и сулема, их реакция с аммиаком. Применение соединений ртути в медицине и фармации.
- Химизм токсического действия кадмия, ртути и их соединений.
3. Элементы группы VIB (подгруппа хрома).
- Общая характеристика группы.
- Хром. Простое вещество и его химическая активность, способность к комплексообразованию. КО и ОВ характеристики хрома (II), (III), (VI). Амфотерность гидроксида хрома (III). Растворимость и гидролиз солей хрома (III). Комплексные соединения хрома (III). Хромовый ангидрид и дихромовая кислота, хроматы и дихроматы. Равновесие в растворе между хромат- и дихромат-ионами. Их ОВ свойства в зависимости от реакции среды (рН).
- Общие закономерности КО и ОВ свойств соединений d-элементов при переходе от низших СО к высшим СО на примере соединений хрома.
- Биологическое значение d-элементов VIB группы. Применение их соединений в фармацевтическом анализе.
4. Элементы группы VIIB (марганец).
- Марганец. Общая характеристика. Химическая активность простого вещества.
- Марганец (II). Оксиды и гидроксиды и их КО и ОВ свойства. Комплексообразование. Соли, их растворимость и гидролиз.
- Марганец (IV) оксид. КО и ОВ свойства. Влияние рН среды на ОВ свойства.
- Марганец (VI). Манганаты, их образование, термическая устойчивость, диспропорционирование в растворе.
- Марганец (VII). Оксид, марганцевая кислота, перманганаты. Их КО и ОВ свойства. Поведение KMnO4 при различных условиях среды (рН раствора). Окисление органических соединений, термическое разложение. Применение раствора калий перманганата как антисептического средства в медицине и как сильного окислителя в фармацевтическом анализе.
5. Элементы группы VIIB (железо, кобальт, никель).
- Общая характеристика группы. Деление элементов группы на семейство железа и платиновые металлы.
- Железо. Химическая активность простого вещества, реакции с кислотами и неметаллами.
- Железо (II) и (III). Соединения: оксиды, гидроксиды. Их КО и ОВ характеристика. Способность к комплексообразованию. Соли, их растворимость и гидролиз.
- Комплексные соединения железа (II) и (III) с цианид- и тиоцианат-ионами. Гемоглобин и железосодержащие ферменты, химическая сущность их действия.
- Железо (VI). Ферраты, получение и окислительные свойства.
- Применение железа и его соединений (железосодержащих препаратов) в медицине и фармации (в том числе в фармацевтическом анализе).
- Кобальт и никель. Химическая активность простых веществ в сравнении с железом. Соединения элементов, их КО и ОВ свойства. Способность к комплексообразованию. Кобальт и никель как микроэлементы (кофермент В12). Применение в медицине и фармации.
Раздел V. | p-элементы. |
1. Элементы группы IIIA.
- Общая характеристика. Электронная дефицитность и ее влияние на свойства элементов и их соединения.
- Бор. Общая характеристика. Бориды. Соединения с водородом (бораны). Борный ангидрид и борная кислота, равновесие в водном растворе. Тетраборат натрия. Эфиры борной кислоты. Биологическая роль бора. Антисептические свойства борной кислоты и буры.
- Алюминий. Общая характеристика. Простое вещество и его химическая активность. Оксид алюминия. Амфотерность гидроксида. Алюминаты. Ион алюминия как комплексообразователь. Кристаллогидраты. Галиды, гидрид алюминия, квасцы. Применение алюминия и его соединений в медицине и фармации.
2. Элементы группы IVA.
- Общая характеристика. Изменение свойств элементов в соответствии с положением в ПСЭ.
- Углерод. Общая характеристика. Валентные состояния и модификация углерода. Физические и химические свойства. Активированный уголь как адсорбент.
- Углерод в отрицательных степенях окисления. Карбиды активных металлов и соответствующие им углеводороды.
- Углерод (II). Оксид углерода (II), его характеристика, токсичность СО как лиганд. Цианистоводородная кислота, цианиды и химические основы их токсичности.
- Соединение углерода (IV). Оксид углерода (IV), равновесия в водном растворе. Угольная кислота, карбонаты и водородкарбонаты (гидрокарбонаты), гидролиз и термическое разложение.
- Соединения углерода с галогенами и серой.
- Биологическая роль углерода. Химические основы использования неорганических соединений углерода в медицине и фармации.
- Кремний. Общая характеристика. Силициды, силаны, галогениды кремния. Оксид кремния (IV). Силикагель. Кремниевая кислота. Силикаты. Растворимость и гидролиз. Природные силикаты, алюмосиликаты, цеолиты. Использование в медицине соединений кремния.
- Элементы подгруппы германия. Общая характеристика. Соединения с водородом, галогенами. Оловохлористоводородная кислота. Оксиды. Оксид свинца (IV) как окислитель. Амфотерность гидроксидов. Растворимые и нерастворимые соли олова и свинца. ОВ реакции в растворах. Токсическое действие соединений свинца (свинец (II) ацетат, свинец (II) оксид).
3. Элементы группы VA.
- Общая характеристика. Изменение свойств элементов в соответствии с положением в ПСЭ. Азот, фосфор, мышьяк в организме, их биологическая роль.
- Азот. Общая характеристика. Причины малой химической активности молекулярного азота.
- Соединения с отрицательными степенями окисления. Нитриды. Аммиак, реакции комплексообразования, окисления-восстановления, замещения. Ион аммония и его соли, кислотные свойства, термическое разложение. Гидразин, гидроксиламин. Азотистоводородная кислота и азиды.
- Соединения азота с положительными степенями окисления. Оксиды. КО и ОВ свойства. Азотистая кислота и нитриты. ОВ двойственность. Азотная кислота и нитраты. Взаимодействие с металлами. «Царская водка».
- Фосфор. Общая характеристика. Аллотропы фосфора. Фосфиды. Фосфин.
- Соединения фосфора с положительными степенями окисления. Галиды, их гидролиз. Орто-, мета-, пирофосфорные кислоты. Соли ортофосфорной кислоты (дигидро- или диводород-, гидро- или водородфосфаты). Производные фосфорной кислоты в живых организмах.
- Элементы подгруппы мышьяка. Общая характеристика.
- Водородные соединения мышьяка, сурьмы и висмута.
- Соединения подгруппы мышьяка с положительными степенями окисления. Галиды. Оксиды и гидроксиды, их КО и ОВ характеристика. Арсениды и арсенаты. Соли сурьмы (III) и висмута (III), их гидролиз. Сурьмяная кислота и ее соли. Висмутаты.
- Применение в медицине и фармации аммиака, оксида азота (I), нитрита и нитрата натрия, оксидов и солей мышьяка, сурьмы и висмута. Использование соединений p-элементов VA группы в фармацевтическом анализе.
4. Элементы группы VIA.
- Общая характеристика группы.
- Кислород. Особенности структуры. Химическая активность. Роль кислорода и его соединений в медицине. Применение в фармации.
- Водород пероксид (H2O2), его КО и ОВ свойства, применение в медицине.
- Сера. Общая характеристика. Физические и химические свойства. Биологическая роль.
- Соединения серы в отрицательных степенях окисления. Сероводород, КО и ОВ свойства. Сульфиды металлов и неметаллов, их растворимость в воде и гидролиз. Полисульфиды. Образование тиосолей, их свойства (реакции с кислотами, окислителями, катионами-комплексообразователями). Политионаты.
- Соединения серы (IV). Оксид серы (IV), сернистая кислота и ее соли (сульфиты и водородсульфиты (гидросульфиты)). КО и ОВ свойства.
- Соединения серы (VI). Серный ангидрид. Серная кислота. Кислотные и окислительные свойства. Олеум. Сульфаты, их растворимость в воде и термическая устойчивость. Пероксисульфаты.
- Химические основы применения серы и ее соединений в медицине, фармации, фарманализе.
5. Элементы группы VIIA (галогены).
- Общая характеристика. Простые вещества, их химическая активность.
- Соединения галогенов с водородом. Растворимость в воде. КО и ОВ свойства. Ионные и ковалентные галиды, их отношение к действию воды, окислителей и восстановителей. Галогенид-ионы как лиганды в комплексных соединениях.
- Галогены в положительных степенях окисления. Соединения с кислородом и друг с другом. Взаимодействие галогенов с водой и водными растворами щелочей. Кислородные кислоты хлора и их соли, изменение КО и ОВ свойств в зависимости от степени окисления галогена. Хлорная известь, хлораты, броматы и йодаты и их свойства.
- Биологическая роль галогенов. Бактерицидное действие хлора и йода. Применение в медицине, санитарии и фармации хлорной извести, хлорной воды, препаратов активного хлора, йода, а также соляной кислоты и галогенидов.
Литература
Основная:
1. Глинка Н.Л. Общая химия. – М.: ВШ, разл. года изд.
2. Оганесян Э.Т. Неорганическая химия (для фарм. вузов). – М.: ВШ, 1984.
3. Зеленин К.Н. Химия (для мед. вузов). – С-Пб.: Специальная литература, 1997.
4. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. – М.: ВШ, 1981.
5. Хомченко Г.П. Химия для поступающих в вузы. – М.: ВШ, 1994.
6. Цыбукова Т.Н. Лекции по общей и неорганической химии. – Томск: СибГМУ, 2004.
7. Кузнецова О.Г., Шангина Л.П., Шевцова Т.А., Юсубов М.С. Пособие по химии. Часть II. – Томск, НТЛ, 2001.
Дополнительная:
1. Ершов Ю.А., Попков В.А. и др. Общая химия. – М.: ВШ, 1993.
2. Практикум по неорганической химии. Учебное пособие для студентов вузов, обучающихся по специальности «Фармация», под ред. М.А.Остапкевича. – М.: ВШ, 1987.
3. Глинка Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии. – Л.: Химия.
4. Хомченко Г.П., Хомченко И.Г. Задачи по химии для поступающих в вузы. – М.: ВШ, 1987.
Методические указания и типовые примеры
к контрольному заданию № 1
(по 1 части программы, раздел 1)
Атомно-молекулярное учение. Основные понятия и законы химии
Пример 1. Имеется 0,5 кг Al(OH)3. Сколько это составляет: а) моль, б) молекул, в) атомов?
Решение:
1) Находим количество вещества (n или n) Al(OH)3 по формуле:
, моль,
где m(x) – масса вещества, M(x) – молярная масса вещества.
По условию m(Al(OH)3) = 0,5 кг = 500 г;
M(Al(OH)3) = Aг(Al) + 3Aг(O) + 3Aг(H) = 27 + 3×6 + 3×1 = 78 г/моль.
моль
2) Находим количество молекул (N) Al(OH)3 по формуле:
N(x)=n(x)×NA, где NA – постоянная Авогадро.
NA =6,02×1023 моль-1.
N(Al(OH)3) = 6,4 моль × 6,02×1023 моль-1=38,5×1023 молекул.
3) Находим число атомов (S) Al(OH)3 по формуле:
Sатомов=N(x) × число атомов.
Число атомов в молекуле Al(OH)3 равно 7, тогда
Sатомов=38,5×1023×7=269,5×1023 = 2,7×1025
Ответ: в 0,5 кг Al(OH)3 содержится 6,4 моль вещества, это составляет 38,5×1023 молекул и 2,7×1025 атомов.
Пример 2. Имеется 9×1025 атомов NO2. Сколько это составляет: а) молекул, б) моль, в) граммов? Какой объем занимает данное количество газа?
Решение:
1) Находим количество молекул NO2 по формуле:
.
Число атомов в молекуле NO2 равно 3, поэтому
2) Находим количество вещества NO2 по формуле:
, где NA – постоянная Авогадро, NA =6,02×1023 моль-1.
моль
3) Находим массу NO2 по формуле:
m(x) = n(x)×M(x), где M(x) – молярная масса. М(NO2) = 46 г/моль.
m(NO2) = n(NO2)×M(NO2) = 50×46 = 2300 г.
4) Находим объем газа по формуле:
V(x) = n(x)×Vm , где Vm – молярный объем газа. Vm = 22,4 л/моль.
V(NO2) = n(NO2)×Vm = 50 × 22,4 = 1120 л.
Ответ: 9×1025 атомов NO2 соответствуют: 3×1025 молекул, 50 моль, 2300 граммов. Объем газа равен 1120 литров.
Пример 3. 100 мл газа, состоящего из азота и кислорода, при нормальных условиях весят 0,206 г. Вычислите молярную массу газа. Приведите его эмпирическую и графическую формулы.
Решение.
1) Находим молярную массу газа M(x) по формуле
по условию m(x) = 0,206 г.
Количество вещества газа n(x) можно вычислить, используя следствие из закона Авогадро: 1 моль любого газа при нормальных условиях занимает один и тот же объем (молярный объем Vm)
Подставляем данные в формулу и вычисляем M(x)
г/моль
Можно вычислить M(x), используя пропорцию:
0,1 л газа весит 0,206 г
22,4 л газа весят x г, отсюда
г
Т.к. x – это масса 1 моль газа, то M(x) = 46 г/моль.
2) Выводим эмпирическую формулу газа.
Зная атомные массы элементов N (Aг = 14) и O (Аг = 16), методом подбора устанавливаем, что массу 46 г будет иметь 1 моль оксида азота NO2.
3) Составляем графическую формулу.
Для этого учитываем валентность кислорода, она равна II, т.е. каждый атом О должен образовывать с атомом N по две связи. При этом получается, что на атом N приходится в сумме 4 связи, т.е. он четырехвалентен. Тогда графическая формула имеет следующий вид: O=N=O.
Ответ: молярная масса газа NO2 составляет 46 г/моль. Графически формула изображается так: O=N=O.
Пример 4. В состав вещества входят 31,8% калия, 29,0% хлора и 39,2% кислорода. Установите его эмпирическую формулу, изобразите ее графически. Вычислите молярную массу вещества.
Решение:
1) Так как массовые доли всех компонентов вещества составляют в сумме 100%, можно принять массу всего вещества за 100 граммов.
Учитывая это, находим массы отдельных элементов по формуле:
.
г
г
г.
2) Обозначим формулу вещества KxClyOz, где x, y, z – количество вещества каждого элемента соответственно. Так как количество вещества можно вычислить по формуле , найдем мольное соотношение x:y:z.
.
Для приведения этого соотношения к целым числам разделим каждое на меньшее из них, т.е. на 0,82, при этом получаем . Следовательно, эмпирическая (простейшая) формула вещества KClO3.
3) Для графического изображения молекулы определим степени окисления элементов, которые в данном случае будут соответствовать их валентности: , значит . Тогда графическая формула имеет следующий вид: .
4) Находим молярную массу вещества:
M(KClO3)=Ar(K) + Ar(Cl) + 3Ar(O) = 39 + 35,5 + 3×16 = 122,5 г/моль.
Ответ: молярная масса вещества KClO3 составляет 122,5 г/моль. Графически формула вещества изображается так:
Пример 5. К раствору, содержащему 4 моль FeCl3, прибавили 0,5 кг KOH. Определите массу полученного осадка.
Решение:
В основе решения лежит реакция:
FeCl3 + 3KOH ® Fe(OH)3¯ + 3KCl
1) Находим вещество, по которому следует вести расчет продуктов реакции, т.е. выясняем избыток и недостаток реагирующих веществ. По уравнению соотношение количества веществ FeCl3 к KOH равно 1 : 3. По условию дано 4 моль FeCl3, значит надо вычислить количество вещества n(x) KOH по формуле:
По условию m(KOH) = 0,5 кг = 500 г.
M(KOH) = Ar(K) + Ar(O) + Ar(H) = 39 + 16 + 1 = 56 г/моль.
На 4 моль FeCl3 должно приходиться 12 моль KOH по уравнению реакции. Имеется 8,9 моль, значит KOH находится в недостатке и расчет продукта следует вести по KOH.
2) Находим массу осадка.
Для этого составляем пропорцию:
, где 107 г/моль = M(Fe(OH)3)
решая которую, находим массу осадка.
m(Fe(OH)3) = x = г
Ответ: масса осадка Fe(OH)3 составляет 318,45 грамма.
Пример 6. Сколько литров водорода выделится при действии разбавленной серной кислоты на 0,6 моль алюминия? Сколько соли при этом образуется?
Решение:
В основе решения лежит реакция:
2Al + 3H2SO4 ® Al2(SO4)3 + 3H2
1) Находим объем водорода по пропорции:
, где 22,4 л/моль – молярный объем газа.
V(H2) = x = (л)
2) Находим массу соли Al2(SO4)3.
Исходя из условия: m(Al) = n(Al)×Ar(Al) = 0,6 моль×27 г/моль = 16,2 г.
Составим пропорцию:
,
исходя из которой найдем массу соли
г.
Ответ: выделится 20,16 л H2 и образуется 102,6 г соли.
Строение вещества