Раздел 1. ПРОГРАММА ПО НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ

Примерная программа содержания

Всероссийской олимпиады школьников

Примерная программа содержания Всероссийской олимпиады школьников

О. В. Архангельская, И. А. Тюльков

Под редакцией председателя Методической комиссии Всероссийской химической олимпиады школьников, академика РАН, профессора, декана Химического факультета МГУ имени М.В.Ломоносова Лунина В. В.

Содержание

Содержание............................................................................................... 1

ПРЕДИСЛОВИЕ................................................................................. 2

ГЛАВА 1. ПРИМЕРНАЯ ПРОГРАММА СОДЕРЖАНИЯ ВСЕРОССИЙСКОЙ

ОЛИМПИАДЫ ШКОЛЬНИКОВ ПО ХИМИИ................................... 5

Раздел 1. ПРОГРАММА ПО НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ.... 5

Раздел 2. ПРОГРАММА ПО ФИЗИЧЕСКОЙ ХИМИИ............. 26

Раздел 3. ПРОГРАММА ПО АНАЛИТИЧЕСКОЙ ХИМИИ.... 32

Раздел 4 ПРОГРАММА ПО ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ для 10 и 11 классов. 36

Раздел 5. ПРОГРАММА ПО ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ ДЛЯ 9 КЛАССА

(первоначальные представления об органических веществах).. 46

Раздел 6. ПРОГРАММА ПО БИОХИМИИ................................. 47

Раздел 7. ПРОГРАММА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ТУРА.... 49

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА..................................................... 51

ПРЕДИСЛОВИЕ

Предлагаем вниманию читателей примерную программу содержания всех этапов Всероссийской химической олимпиады школьников (ВХО). Это результат долгого кропотливого труда авторского коллектива. Примерная программа состоит из 7 разделов:

• программа по неорганической химии;

• программа по физической химии;

• программа по аналитической химии;

• программа по органической химии для 10 и 11 классов;

• программа по органической химии для 9 класса;

• программа по биохимии;

• программа практического тура.

Таким образом, в первой части издания отражены все блоки содержания химии, на которых базируется все химическое знание.

При составлении примерной программы авторы учитывали, что содержание должно быть дифференцировано по:

• четырем этапам олимпиады

• четырем возрастным параллелям обучающихся (8-11 классов).

Учитывается также то, что олимпиада по химии на I и II, а иногда, и на III этапах

проводится для восьмиклассников. Для них разрабатываются специальные задания.

Содержание разбито на 8 уровней сложности. Содержание каждого блока для 8-11 классов постепенно усложняется. Возрастает объем и глубина охвата материала каждого раздела программы.

Распределение уровней сложности для различных классов в зависимости от этапов олимпиады представлено в таблице 1.

Таблица 1.

Например, программа школьного этапа 8 класса включает в себя только один уровень сложности -1. Программа школьного этапа 9 класса включает в себя два уровня сложности - I и II.

Для подготовки к региональному этапу школьник 9 класса должен овладеть программным материалом I, II, III и IV уровней сложности.

Участник, выступающий за 11 класс, для успешного участия в заключительном этапе должен усвоить всю программу, которая состоит из семи уровней сложности по всем разделам всех глав.

На заключительном этапе есть теоретический тур по выбору. При подготовке к туру по выбору рекомендуется ориентироваться на весь программный материал, т.е. на все 8 уровней сложности.

Необходимо отметить, что примерная программа является ориентиром при подготовке к участию в олимпиаде. В задания олимпиады могут входить элементы содержания, не включенные в программу. В этом случае в тексте условия дается краткое пояснение незнакомого школьнику материала (два-три предложения и (или) математическая формула.).

Поскольку изучение основных понятий органической химии начинается только в третьей четверти 9 класса, программы по органической химии для 9 и для 10-11 классов разделены и представлены в отдельных разделах. Органическая химия в 10-11 классах дается на всех этапах и представлена III - VII уровнями сложности. Программа по органической химии для 9 класса имеет один уровень сложности (поэтому текст не выделен цветом) и дается только на V (заключительном) этапе.

Последний раздел примерной программы освещает содержание экспериментального тура олимпиады. Химия - наука экспериментальная и проведение экспериментального тура крайне желательно на ВСЕХ этапах олимпиады. Будущий химик, усваивая основные теоретические знания, должен овладевать профессиональными практически значимыми навыками и обладать «чувством вещества».

При разработке примерной программы содержания олимпиады авторы использовали следующие документы:

• Федеральный компонент государственного стандарта общего образования. Химия (одобрен решением коллегии Минобразования России и Президиума Российской академии образования от 23 декабря 2003 г. № 21/12, утвержден приказом Минобразования России «Об утверждении федерального компонента государственных стандартов начального общего, основного общего и среднего (полного) общего образования» от 5 марта 2004 г. № 1089)// Сборник нормативных документов. Химия / Сост. Э.Д. Днепров, А.Г. Аркадьев. - М.: Дрофа, 2004

• Химия -2006: Вступительные экзамены в МГУ / под общей редакцией проф. Н.Е. Кузьменко и проф. В.И. Теренина- М.: Химический ф-т МГУ, 2006.

• Программы дисциплин образовательной программы по специальности 011000 - Химия: для гос. университетов. - М.: Изд-во Моск. ун-та, 1999.

Несомненно, примерная программа содержания олимпиады будет хорошим подспорьем участникам и их наставникам при подготовке к участию в олимпиадах различного уровня, а также авторам олимпиадных задач.

Хочется отметить, что обладать знаниями - значит уметь их применять, мыслить. Поэтому при подготовке к олимпиаде необходимо уделять значительное внимание развитию навыков мыслительной деятельности, а не запоминанию фактологического материала. Развитие у учащихся мышления позволит им легко ориентироваться в теориях и фактах.

Авторы выражают искреннюю благодарность коллегам: А.А. Антонову, А.В. Бачевой А.К. Гладилину, А.А. Дроздову, В.А. Емельянову, В.В. Еремину, А.И. Жирову, Э.Г. Злотникову, М.А.Ильину, В.В. Космынину, O.K. Лебедевой, И.А. Леенсону, ЮН. Медведеву, В.А. Реутову, М.Д. Решетовой, О.Л. Саморуковой, В.И. Теренину, И.В. Трушкову, С.С. Чуранову, а также студентам, аспирантам и сотрудникам российских вузов и НИИ, работникам органов управления образованием, методистам и учителям школ России за ценные советы и помощь при подготовке этого пособия к изданию. Авторы особо признательны М.В.Павловой и С. Масоуду.

Мы приглашаем к сотрудничеству всех заинтересованных лиц.

Все отзывы, пожелания и замечания просьба направлять по адресу; 119991, Москва, Ленинские горы, д.1, стр. 3, Химический факультет МГУ, кафедра общей химии: Архангельской Ольге Валентиновне, Тюлькову Игорю Александровичу

Раздел 1. ПРОГРАММА ПО НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ

Раздел 1.1. Основные понятия и законы химии.

I. Химия как система знаний о веществах и их превращениях. Место химии среди естественных наук. Предмет химии.

I. Вещества и их свойства. Вещество и тело. Чистые вещества и смеси. Однородные и неоднородные смеси.

I. Физические и химические явления. Примеры химических реакций и физических явлений в природе и в быту. Признаки химических реакций.

I. Закон сохранения массы веществ при химических реакциях. Уравнение химической реакции. Исходные вещества (реагенты) и продукты реакции, стехиометрические коэффициенты.

П. Реакции обратимые и необратимые. Окислительно-восстановительные реакции и реакции, протекающие без изменения степени окисления атомов.

II.Классификация химических реакций по тепловому эффекту.
П. Радикальные, цепные реакции.

II.Основные положения и определения атомно-молекулярной теории. Атом, молекула, ион, радикал. Закон постоянства состава. Количество вещества. Моль. Молярная масса. Закон Авогадро. Молярный объем. Число Авогадро. Уравнение Менделеева-Клапейрона. Относительная плотность газа.

II. Расчеты масс реагентов или продуктов по уравнениям химических реакций (в том числе при стехиометрическом недостатке одного из реагентов, при заданном выходе продуктов реакции, при наличии среди реагентов веществ, содержащих примеси).

II.Классификация неорганических веществ. Номенклатура, графические и электронные формулы, получение и химические свойства веществ различных классов: оксидов (основных, кислотных, амфотерных, несолеобразующих), гидроксидов (основных, кислотных и амфотерных), солей (средних, кислых, основных, смешанных, двойных). Взаимодействие различных классов веществ друг с другом (генетическая связь). Термическая устойчивость химических соединений различных классов. Определения кислот, оснований и солей с точки зрения теории Аррениуса. Реакции ионного обмена в растворах электролитов.

III.Химия и экология

IV.Реакции каталитические и некаталитические. Реакции гомогенные (однородные, однофазные) и гетерогенные (неоднородные, многофазные).

VI. Теория и эксперимент в химии.

VII.Система приоритетов в развитии химии.

Раздел 1.2. Водород.

I. Распространенность водорода, формы его нахождения в природе Молекулярный водород, физические и химические свойства. Лабораторные и промышленные способы получения водорода. Техника безопасности при работе с водородом. Применение водорода.

I. Вода как важнейшее соединение водорода. Получение воды из кислорода и водорода. Уравнение химической реакции. Условия ее протекания. Гремучий газ

П. Положение водорода в Периодической системе.

II. Свойства водорода, характерные как для элементов неметаллов (легкий аналог га­логенов), так и для элементов металлов (легкий аналог щелочных элементов).

II. Атомарный водород. Особенности строения атома водорода. Изотопы водорода: протий, дейтерий и тритий. Значение изотопов водорода для ядерной техники.

П. Физические и химические свойства воды. Строение молекулы воды. Ассоциация молекул воды за счет водородных связей. Взаимодействие воды с металлами и оксидами Роль воды в биосфере и геосфере. Растворимость водорода в металлах. Катализаторы реакций гидрирования.

IV. Хранение водорода.

IV. Гидриды: соединения водорода с металлами и неметаллами. Гидриды с кова-лентным, ионным и промежуточными типами связей. Водородная связь, ее влияние на строение и свойства водородсодержащих соединений.

IV. Физические и химические свойства гидридов. Получение и применение гидри­дов.

IV. Цепная реакция синтеза воды. Термическая диссоциация воды.

IV. Проблемы очистки воды. Получение химически чистой воды. Вода, как амфолит. Автопротолиз воды.

IV. Пероксид водорода. Строение молекулы, термическая устойчивость и кислотная диссоциация. Окислительно-восстановительные свойства пероксида водорода.

IV. Способы получения и применение пероксида водорода в технике, технологии и
медицине.

V. Валентные состояния водорода. Размеры атома и ионов.

V. Разложение воды под действием радиации (радиолиз) с образованием радикалов гидроксила, пероксида водорода, молекулярного кислорода, гидратированного электрона. Физические и химические свойства обычной и тяжелой воды.

VII. Химические аккумуляторы водорода (металла и сплавы).

Раздел 1.3. Инертные (благородные) газы.

II. Физические свойства инертных газов.

IV. Нахождение инертных газов в природе, способы разделения их смесей.

IV. Особенности электронного строения атомов инертных газов.

V. Дифторид, тетрафторид, гексафторид ксенона. Триоксид ксенона. Окислительные свойства фторидных и кислородных соединений ксенона. Фториды ксенона, их применение как фторокислителей. Применение инертных газов.

VII. Основные вехи истории открытия соединений инертных газов (Б.А. Никитин, II. Бартлетт). Фторидные соединения радона и криптона.

VII. Применение инертных газов и их соединений в радиохимии для улавливания летучих соединений осколочных элементов.

Раздел 1.4. VIIA группа.

II. Общая характеристика элементов седьмой А группы. Положение в таблице Д. И. Менделеева, сравнительная характеристика элементов VII А группы (электронное строение, радиусы, ионизационные потенциалы, электроотрицательность, сродство к электрону). Способы получения, сравнительная характеристика физических и химических свойств простых веществ.

II. Фтор. Получение и особенности химии фтора.

II. Химические свойства галогенов как простых веществ: взаимодействие с металла­ми и неметаллами и другими классами соединений.

II. Диспропорционирование галогенов в нейтральных и щелочных растворах.

II. Химические методы получение галогенов в лаборатории и промышленности.

II. Галогеноводороды, их физические и химические свойства.

II. Способы получения галогеноводородов. Цепная реакция синтеза галогеноводородов.

II. Качественные реакции на галогенид ионы.

II. Соляная кислота как одна из важнейших минеральных кислот, ее свойства, полу­чение в лаборатории, промышленности, применение.

II. Кислородные соединения галогенов оксиды и кислородсодержащие кислоты. Хлорноватистая, хлористая, хлорноватая, хлорная кислоты и их соли: гипохлориты, хлори­ты, хлораты, перхлораты. Способы получения. Строение и свойства, применение важней­ших кислородсодержащих кислот хлора и их солей.

IV. Изменение энергии связи галоген- галоген и химической активности в ряду двухатомных молекул галогенов. Влияние изменения межмолекулярного взаимодействия по ряду фтор - иод на агрегатное состояние галогенов.

IV. Порядок взаимного вытеснения галогенов из растворов их галогенидов.

IV. Электрохимические методы получения галогенов. Токсичность галогенов. Пра­вила техники безопасности при работе с галогенами.

IV. Применение галогенов в промышленности и технике, в металлургии, в неоргани­ческом синтезе.

IV. Изменение в ряду фтороводород - йодоводород прочности связи водород - галоген, термической устойчивости и восстановительных свойств галогеноводородов. Получение галогеноводородов из солеобразиых галогенидов и из галогенангидридов. Растворы галогеноводородов в воде, изменение силы галогеноводородных кислот в ряду HF - HI.

IV. Плавиковая кислота, особенности ее строения, применение. Гидрофториды. Травление стекла плавиковой кислотой и газообразным фтороводородом. Техника безопасности при работе с фтороводородом и его растворами.

IV. Сольватация галогенов в водных растворах. Изменение состава продуктов этого взаимодействия в ряду фтор - йод.

IV. Влияние концентрации водородных ионов на равновесие реакции галогенов с водой.

IV. Процесс "беления" сухим и влажным хлором.

V. Важнейшие минералы фтора (фторапатит, флюорит, криолит) и хлора (каменная
соль, сильвинит). Добыча поваренной соли из морской воды. Получение соединений брома
из буровых вод, солей йода из морских водорослей. Астат радиоактивный член группы га­
логенов.

V. Солеобразные галогениды, галогенангидриды. Межгалогенные соединения. Ана­логия в химических свойствах галогенов и межгалогенных соединений.

V. Кислородсодержащие кислоты брома, йода и их соли, состав, свойства. Неустой­чивость кислородных кислот и оксидов брома. Получение производных бромной кислоты с помощью фторидов ксенона

V. Обоснование закономерности процессов взаимного вытеснения галогенов из растворов их галогенидов с помощью величин окислительно-восстановительных потенциалов галогенов.

V. Применение соединений элементов VIIА группы.

VII. Применение галогенов в органическом синтезе. Взаимодействие галогенов с водой: клатратообразование, гетеролитическое разложение. Амфотерность йодноватистой кислоты. Йодные кислоты, их гидратные формы.

VII. Полигалогениды.

VII. Термодинамические и кинетические характеристики процессов взаимодействия галогенов с водой.

Раздел 1.5. VIA группа.

Раздел 1.5.2. Кислород.

I. Применение молекулярного кислорода.

II. Физические и химические свойства молекулярного кислорода. Кислород как окислитель. Реакции окисления. Медленное окисление и горение. Горение простых веществ (углерода, серы, фосфора, железа, меди, водорода) в кислороде. Оксиды. Составление формул оксидов по валентности атомов и определение валентности атомов по формуле. Номенклатура оксидов. Воздух. Состав воздуха. Горение веществ в воздухе. Тепловой эффект реакций горения. Условия горения. Возникновение и прекращение горения (тушение пожаров).

III. Озон, как аллотропная модификация кислорода, Свойства озона, получение. Применение для озонирования воды и воздуха, в качестве окислителя в синтезе.

IV. Строение молекулы кислорода с позиций метода ВС. IV. Жидкий кислород.

IV. Важнейшие кислородные соединения: оксиды элементов металлов и элементов неметаллов, гидроксиды металлов, кислородсодержащие кислоты и их соли. Типы химической связи в оксидах, гидроксидах, кислородсодержащих кислотах различных элементов. Оксиды элементов металлов с переменной степенью окисления. Получение и химические свойства всех перечисленных классов кислородных соединений.

V. Роль кислорода как самого распространенного элемента в биологических и минеральных процессах на Земле.

V. Пероксиды и надпероксиды, пероксокислоты, их получение, свойства и применение.

V. Строение озона. Проблема сохранения озонового слоя. Озониды, их получение, свойства и применение.

VI. Надкислоты, соли надкислот. Их строение, свойства и применение на примере надсерных кислот. Пероксиды металлов как производные пероксида водорода.

VII. Строение молекулы кислорода с позиций метода МО. Парамагнетизм молекулярного кислорода. Строение ионов О²⁺, О² , О₂²~ и О₂²⁺ с точки зрения метода МО.

Раздел 1.5.2. Сера, селен, теллур, полоний

II. Общая характеристика элементов подгруппы серы. Распространенность, формы нахождения в природе элементов подгруппы серы (самородная сера, сульфаты, халькогени-ды металлов). Аллотропные и полиморфные модификации серы,

II. Водородные соединения серы, селена, теллура, химические и физические свойст­ва, получение.

II. Качественные реакции на сульфид ион.

II. Халькогениды металлов (сульфиды, селениды, теллуриды), получение и свойства. Гидросульфиды металлов.

II. Кислородные соединения серы, селена, теллура со степенью окисления (IV). Способы получения, строение и свойства оксидов (IV) элементов подгруппы серы

II. Сернистая кислота, строение, получение, свойства. Сульфиты и гидросульфиты (метабисульфиты), термическая устойчивость, окислительно-восстановительные свойства, гидролиз в водных растворах.

II. Оксид серы (VI) (серный ангидрид), его строение, физические и химические свойства

II. Серная кислота важнейшая из минеральных кислот, ее применение. Строение и свойства серной кислоты. Основные принципы промышленных методов получения серной кислоты контактного и нитрозного. Окислительные свойства концентрированной серной кислоты. Олеум. Сульфаты и гидросульфаты.

И. Сравнение кислотных, окислительно-восстановительных свойств и термической устойчивости серной и сернистой кислот.

II. Качественные реакции на сульфат и сульфид анионы.

III. Зависимость состава продуктов взаимодействия серной кислоты с металлами от концентрации кислоты, температуры и природы металла.

III. Водоотнимающие свойства серной кислоты.

III.Кислородные соединения серы, селена, теллура со степенью окисления (VI). Изменение термической устойчивости и термодинамических характеристик оксидов (VI) элементов в ряду сера теллур.

IV.Автопротолиз концентрированной серной кислоты.

IV. Соединения серы с металлами и неметаллами. Применение серы.

IV. Полисульфиды металлов. Сульфиды металлов как важнейшее минеральное сырье.

IV. Изменение кислотно-основных свойств водных растворов водородных соедине­ний в ряду S-Te.

IV. Тиосерная кислота: состав, свойства. Получение, строение и свойства тиосульфата натрия. Физико-химические параметры процесса получения серного ангидрида окислением сернистого газа кислородом.

V. Полоний радиоактивный элемент металл. Изменение характерных валентных состояний в ряду кислород - теллур.

V. Применение водородных соединений серы, селена, теллура. Изменение строения, термической и окислительно-восстановительной устойчивости, термодинамических харак­теристик в ряду вода сероводород селеноводород теллуроводород (длина связи, валентный угол, дипольный момент, условия фазовых переходов). Многосернистый водород, получе­ние и свойства (полисульфаны). Токсичность водородных соединений серы, селена, теллура. Правила техники безопасности при работе с ними.

V. Изменение термической устойчивости и окислительно-восстановительных свойств в ряду оксид серы (IV) (сернистый газ) - оксид селена (IV) - оксид теллура (IV). Сравнение свойств сернистой, селенистой и теллуристой кислот и их солей

V. Хлористый тионил - галогенангидрид сернистой кислоты, получение, строение, свойства.

V. Тиосернистая, гидросернистая, политионовые кислоты состав, свойства. Получе­ние, строение. Гомоядерные цепи в политионатах.

V. Влияние природы катиона элемента металла на термическую устойчивость сульфатов.

V. Сравнение химических свойств элементов VIA и VIB групп Периодической сис­темы

VII. Замещение в H₂SO₄: концевого атома кислорода на серу (тиосульфата), пероксогруппу (моно и динадсерная кислоты), гидроксильной группы на мостиковый кислород (пиросульфаты и полисульфаты), на галоген (SO₂CI₂, HSO₃F), на группу NEb - сульфаминовая кислота (HSO₃NH₂).

VII. Использование халькогенидов металлов в качестве полупроводников.

VII. Фазовая диаграмма серы.

VII. Распространенность, формы нахождения в природе элементов подгруппы серы в виде органических соединений, содержащих серу. Биологическая роль селена.

Раздел 1.6.VA группа.

II. Общая характеристика элементов пятой А группы. Положение в таблице Д. И. Менделеева, сравнительная характеристика элементов VA группы (электронное строение, радиусы, ионизационные потенциалы, электроотрицательность, сродство к электрону). Способы получения, сравнительная характеристика физических и химических свойств простых веществ.

II. Азот и фосфор типические (по Менделееву) элементы VA группы. Закономерное уменьшение неметаллических свойств от азота и фосфора к элементам подгруппы мышьяка.

Раздел 1.6.1. Азот

И. Общая характеристика азота. Распространенность и нахождение азота в природе (воздух, селитры, нитриты). Круговорот азота в природе. Строение молекулы азота (метод ВС). Уникальные физические и химические свойства азота как простого вещества.

II. Азотные удобрения.

II. Аммиак. Строение, физические и химические свойства. Аммиакаты как пример комплексных азотсодержащих соединений. Получение аммиака в лаборатории. Физико-химические условия промышленного синтеза аммиака. Катализаторы синтеза аммиака. По­лучение аммиака в лабораторных условиях. Равновесие взаимодействия аммиака с водой, (гидроксид аммония). Соли аммония, их получение и свойства. Строение иона аммония. Термическая устойчивость солей аммония - производных важнейших минеральных кислот. Горение аммиака в кислороде.

II. Гидролиз солей аммония. Применение аммиака и солей аммония. Качественная реакция на ион аммония.

II. Оксиды азота (N₂O, NO, N2O3, NO₂, N2O4, N2O5). Получение и химические свойст­ва оксидов. Димеризация оксида азота (IV). Диспропорционирование оксида азота (IV) в кислой и щелочной средах.

II.Получение, сопоставление строения и химических свойств азотистой и азотной кислот: устойчивость, кислотные и окислительно-восстановительные свойства водных рас творов. Зависимость состава продуктов взаимодействия азотной кислоты с металлами от концентрации кислоты и природы металла. Нитриты и нитраты, получение, свойства, их роль в технике. Таутомерия азотистой кислоты.

III.Каталитическое и некаталитическое окисление аммиака кислородом.

IV. Жидкий аммиак, как растворитель. Автопротолиз аммиака. IV. Автопротолиз концентрированной азотной кислоты.

IV. Термическое разложение азотистой и азотной кислот, нитратов и нитритов. IV. Современные методы связывания атмосферного азота (синтез аммиака, оксида азота (II)). Получение азота в лаборатории и промышленности. Применение молекулярного азота.

V. Энергия тройной, двойной и одинарной связи азот - азот. V. Современные методы связывания атмосферного азота.

V. Сжижение аммиака. Гидраты аммиака.

V. Нитриды с ионной, ковалентной связью, металлоподобные нитриды. Гидразин и гидроксиламин, состав и свойства. Сравнение основных и окислительно-восстановительных свойств аммиака, гидразина и гидроксиламина

V. Состав, строение и закономерности в изменении свойств оксидов азота (дипольный момент, межмолекулярное взаимодействие, взаимодействие с водой, термическая устойчивость, кислотные свойства).

Диспропорционирование оксида азота (III) в кислой и щелочной средах.

VI. Нитрозокомплексы. Этилендиаминтетраацетат (ЭДТА).

VII. Нитрозилсерная кислота (нитрозил гидросульфат).

VII. Распространенность и нахождение азота в природе в виде органические азотсодержащие соединений.

VII. Азотистоводородная кислота и ее соли (азиды). Галогениды азота, их свойства. VII. Кислородные соединения азота. Природа связи азот кислород. VII. Гипоазотистая кислота (H₂N₂O₄) и ее соли.

Раздел 1.6.2. Фосфор

II. Валентные состояния фосфора. Аллотропные модификации фосфора. Взаимодействие фосфора с металлами и неметаллами.

II. Оксид фосфора (V), получение, строение, свойства. Получение и взаимные пере­ходы орто, ди- (пиро-) и метафосфорных кислот. Строение и свойства фосфорных кислот и их солей. Гидролиз фосфатов.

IV. Общая характеристика фосфора. Распространенность фосфора и формы его на­хождения в природе (фосфаты металлов, фосфориты, апатиты).

IV. Водородные соединения фосфора. Способы получения фосфина. Соли фосфония, их термическая и гидролитическая устойчивость

IV. Галогениды фосфора. Получение, гидролиз.

IV. Кислородные соединения фосфора: оксиды, кислородсодержащие кислоты. Оксид фосфора (III): получение, строение, свойства. Фосфористая кислота, получение, строение, свойства. Фосфиты. Фосфорноватистая кислота, получение, строение, свойства. Гипо-фосфиты.

IV. Сравнение кислотных, окислительно-восстановительных свойств и термической устойчивости кислородсодержащих кислот фосфора (I), (III), (V). Фосфорные удобрения и моющие средства на основе фосфатов

IV. Аналитические методы идентификации фосфорных кислот и их солей.

V. Условия стабильности белого и красного фосфора. Строение белого и красного фосфора, физические и химические свойства. Свечение фосфора. Получение и применение красного и белого фосфора.

V. Фосфиды металлов, получение, свойства. Типы химической связи в фосфидах металлов и неметаллов. Оксогалогениды фосфора. Особенности строения PCl₅ и РС1з, РВг₅ и РВг₃.

VII. Фосфорноватая кислота, ее соли.

VII. Полиметафосфаты.

VII. Распространенность фосфора и формы его нахождения в природе (фосфаты, фосфорсодержащие органические соединения нуклеиновые кислоты и др.).

VII. Неорганические полимеры на основе галогенидов фосфора (фосфонитрилхлорид).

VII. Инсектофунгициды и полупроводниковые материалы на основе фосфидов.

VII. Роль производных фосфорной кислоты в биологических процессах. Протонные проводники на основе кислых фосфатов.

Раздел 1.6.3. Мышьяк, сурьма, висмут

V. Мышьяк, как близкий аналог фосфора.

V. Валентные состояния мышьяка, сурьмы и висмута. Изменение устойчивости соединений, содержащих элементы подгруппы мышьяка в степени окисления (III) и (V).

V. Важнейшие соединения мышьяка (V) и (III): оксиды (V) и (III), мышьяковая и мышьяковистая кислоты, арсенаты и арсениты. Сульфиды и сульфидные комплексы (тио-соли) мышьяка (V) и (III). Проявление амфотерных свойств соединениями мышьяка. Сравнение окислительно-восстановительных и кислотно-основных свойств однотипных соединений мышьяка и фосфора (V) и (III).

V. Кислородные соединения сурьмы: оксиды (V) и (III), сурьмяная и сурьмянистая кислоты, антимонаты и антимониты. Сопоставление окислительно-восстановительных и кислотно-основных свойств соединений сурьмы (V) и (III). Соединения сурьмы (V) и (III) в водных растворах. Галогениды сурьмы (V) и (III), их гидролиз. Сульфиды и сульфидные комплексы (тиосоли) сурьмы (V) и (III).

V. Важнейшие соединения висмута (III) оксид и гидроксид, соли и оксосоли, сульфид висмута (III). Состояние висмута (III) в водных растворах. Соединения висмута (V) висмутаты, их получение и свойства как сильнейших окислителей.

V. Водородные соединения мышьяка, сурьмы и висмута, получение, строение, свойства. Арсениды, антимониды, висмутиды. Получение, свойства.

VII. Применение соединений элементов подгруппы мышьяка в промышленности. Токсичность соединений мышьяка, сурьмы, висмута.

VII. Минералы мышьяка, сурьмы, висмута (сульфиды). Получение мышьяка, сурьмы, висмута из природного сырья. Физические и химические свойства, применение мышьяка, сурьмы, висмута. Сплавы сурьмы и висмута, сплав Вуда.

Раздел 1.7. IVA группа.

II. Общая характеристика элементов четвертой А группы. Положение в таблице Д. И. Менделеева, сравнительная характеристика элементов IVA группы (электронное строение, радиусы, ионизационные потенциалы, электроотрицательность, сродство к электрону). Германий, как близкий аналог кремния. Сравнительная характеристика физических и химических свойств простых веществ.

II. Углерод и кремний типические (по Менделееву) элементы IVA группы. Закономерный переход в группе от неметаллических (углерод, кремний) к металлическим свойствам (германий, олово, свинец).

Раздел 1.7.1. Углерод

II. Аллотропные (полиморфные) модификации углерода. Круговорот углерода в природе. Парниковый эффект и его последствия. Кристаллическая структура алмаза и графита.

II. Получение и химические свойства углерода. Соединения углерода с металлами и неметаллами.

И. Искусственные алмазы и графит. Карбин. Фуллерены. Применения алмазов, графита и сажи. Активированный уголь, как поглотитель газов, паров и растворенных веществ (Н.Д.Зелинский).

II. Кислородные соединения углерода. Оксид углерода (II) (угарный газ). Действие оксида углерода (II) на организм. Получение и химические свойства оксида углерода (II).

II. Строение молекулы оксида углерода (II) (метод ВС)

II. Оксид углерода (IV) (углекислый газ), получение, строение молекулы, физические и химические свойства. Применение углекислого газа. Угольная кислота, получение, строение молекулы, химические свойства. Карбонаты, гидрокарбонаты, получение, строение, химические свойства, термическая устойчивость. Качественная реакция на карбонат ион.

IV. Общая характеристика углерода. Особенности электронного строения атома углерода, обусловливающие уникальную способность этого элемента образовывать углерод-углеродные связи различной кратности и связи с атомами других элементов неметаллов. Многообразие органических и неорганических соединений углерода, валентные формы углерода. Распространенность и изотопный состав. Использование изотопа ¹⁴С для определения возраста археологических объектов. Формы нахождения углерода в природе.

IV. Получение и химические свойства синильной кислоты и ее солей Роданистоводородная кислота и ее соли. CN- и SCN-, как лиганды в комплексных соединениях.

IV. Фосген как хлорангидрид угольной кислоты. Применение оксида углерода (II) в химической промышленности и в качестве топлива.

V. Важнейшие карбиды, их классификация по типу химической связи. Карбиды серы (сероуглерод), азота (дициан), кремния (карборунд), железа. Цианамиды щелочных и щелочноземельных элементов. Галогениды углерода четыреххлористый углерод, хлороформ, фторпроизводные углерода и их практическое применение (фреоны, фторопласты).

V. Углеводороды с одинарной, двойной и тройной связью. Изменение прочности связи углерод-углерод в ряду углеводородов с одинарной, двойной и тройной связью. Катенация (образование гомоядерных цепей), ее ослабление в ряду C-Si-Ge.

V.Примеры металлоорганических соединений веществ, содержащих связь металл углерод (метиллитий, тетраэтилсвинец, диметилртуть).

VI.Применение карбидов в технике и химической промышленности в качестве тугоплавких, жаростойких, высокотвердых материалов, составляющих конструкционных материалов, сталей и сплавов. Комплексные соли синильной кислоты и цианиды. Получение, свойства.

VI. Получение и применение карбамида (мочевины).

Раздел 1.7.2. Кремний

П. Получение кремния. Физические и химические свойства кремния как простого вещества. Соединения кремния с металлами и неметаллами.

II. Оксид кремния (IV), строение. Кремниевые кислоты, силикаты. Получение, физические и химические свойства.

IV. Общая характеристика кремния. Роль соединений кремния в построении земной коры. Основные кремнийсодержащие минералы кварц, силикаты, алюмосиликаты (полевой шпат, слюда, асбест, каолин).

IV. Кристаллическая структура кремния. Силициды, их классификация по типу химической связи, применение. Соединения кремния с галогенами. Гексафторокремниевая кислота, ее соли. Карбид кремния и материалы на его основе.

IV. Соединения кремния с водородом. Строение силанов. Получение, свойства, при­менение. Различия в термической устойчивости углеводородов и силанов.

IV. Кислородные соединения кремния. Силикагель, получение, применение. Золь и гель кремниевой кислоты. Силикаты, их гидролиз.

IV. Сравнение свойств кислородных соединений углерода и кремния.

V. Искусственные силикаты: стекла, ситаллы, цементы, принципы промышленного получения стекла и цемента.

VII. Современные представления о строении силикатов. Основные типы структур силикатов: островные, цепные, слоистые, трехмерные.

VII. Кремний полупроводник. Важнейшие кремнийорганические соединения: силок-сан, силиконы, их применение в технике.

VII. Сравнение свойств галогенидов углерода и кремния. Диагональное сходство свойств соединений бора и кремния.

Раздел 1.7.3. Германий, олово, свинец

IV. Минералы олова (касситерит), свинца (свинцовый блеск).

V. Изменение окислительно-восстановительной устойчивости соединений, содержащих элементы в степени окисления (IV) и (II), по ряду германий свинец.

V. Важнейшие соединения германия (IV): оксид германия, германаты, тетрахлорид германия, гидриды и металлоорганические соединения германия (IV). Соединения германия (II).

V. Важнейшие соединения олова (IV) и (II): их получение, состав, строение, свойст­ва. Оксид олова (IV), оловянные кислоты, станнаты. Оксид и гидроксид олова (II), станниты. Хлориды олова (IV) и (II). Сульфиды олова (IV) и (II), тиостаннаты. Окислительно-восстановительные свойства соединений олова (IV) и (II). Применение соединений олова.

V. Важнейшие соединения свинца (II) и (IV): оксиды свинца (II) и (IV), сурик, шпом-биты, плюмбаты. Растворимые и нерастворимые соли свинца (II) и (IV). Свинцовые белила. Галогениды и сульфиды свинца. Комплексные соединения свинца (II) и (IV). Сравнение окислительно-восстановительных, кислотно-основных и комплексообразующих свойств свинца (II) и (IV). Применение соединений свинца. Свинцовые аккумуляторы. Токсичность свинца и его соединений.

VII. Физические и химические свойства германия, олова и свинца.

VII. Распространенность германия, олова, свинца.

VII. Получение германия. Германий как материал с полупроводниковыми свойствами.