Химическое строение вещества. Стереохимия, изомерия. Квантовая химия

Данное учебно-методическое пособие предназначено для подготовки к лабораторно-практическим занятиям по дисциплине Строение молекул и основы квантовой химии в соответствии с рабочей программой, разработано для бакалавров, обучающихся по направлению 44.03.05 Педагогическое образование (с двумя профилями подготовки) профили Биология и Химия, а так же Химия и Экология. Данному пособию присвоен гриф Учебнометодического совета ОГПУ от 15 мая 2019 г.

Конспект лекций включает основы классической и квантовой механики, а также квантовой химии. Пособие соответствует программе курса «Основы квантовой химии» и адресовано студентам, изучавшим ранее курс высшей математики и общей физики в объеме университетской программы для студентов-химиков. Для студентов 3-го курса факультета физико-математических и естественных наук, обучающихся по специальности «Химия». Подготовлено на кафедре физической и коллоидной химии РУДН.

При создании данного пособия авторский коллектив преследовал несколько важных целей. Во-первых, убедительно доказать студентам 1-гокурса, что стехиометрические законы химии (закон сохранения массы, закон постоянства состава, закон эквивалентов, закон кратных отношений, закон объемных отношений, близкий к ним закон Авогадро) представляют собой фундамент химической науки. Во-вторых, подчеркнуть, что значение стехиометрических законов, сыгравших колоссальную роль в процессе формирования классического атомно-молекулярного учения, нисколько не уменьшилось и в XXI столетии.

В методические указания включены описания трех опытов лабораторной работы «Строение вещества», примеры решения задач и задачи для самостоятельного решения. В описании каждого опыта содержатся основные теоретические сведения (строение атома, химическая связь и кристаллическое состояние вещества, строение комплексных соединений), последовательность проведения и методика обработки результатов. По каждому опыту имеются девять вариантов исследования, один из которых выполняется каждым студентом (или парой студентов) индивидуально. На основе объединенных результатов делаются обобщенные выводы.

Приведены типовые вопросы и задачи по темам модуля 1 по курсу химии. Для студентов первого и второго курсов всех специальностей МГТУ им. Н.Э. Баумана, изучающих химию по программе бакалавриата.

Учебное пособие посвящено рассмотрению основных современных физико-химических подходов к описанию координационных (комплексных) соединений: химическая связь в комплексных соединениях, термодинамика и кинетика образования комплексных соединений, связь между структурой образующихся соединений и их аналитическими свойствами. Рассмотрены различные аспекты применения комплексных соединений.

Рассмотрены базовые положения современного представления о строении и отдельных свойствах микрообъектов от молекул до наноструктур. Изложены основы специально разработанной для описания и теоретического исследования микромира квантовой механики. Специальный раздел посвящен вопросу о физической природе химических связей. В связи с широким применением в строительстве лазеров рассмотрен принцип их действия. Заключительная часть пособия особенно важна для понимания свойств нанообъектов и посвящена вопросам, связанным с физическими процессами на границе микро- и макромиров. Особое внимание уделено проявлению соотношений числа пограничных и внутренних атомов общей структуры.

Пособие включает в себя разделы, посвященные описанию структуры твердых веществ, дефектов в кристаллах, твердофазных процессов и практических применений химии твердого тела. Работа содержит краткие теоретические сведения, примеры решения задач, вопросы для самостоятельного решения. Кроме того, в пособии имеется приложение, содержащее справочные материалы.

Приведены лабораторные работы по изучению механизмов химических реакций с использованием современных квантово-химических методов. Предназначено для студентов очной, очно-заочной форм обучения химико-технологических направлений, изучающих дисциплину «Катализ и механизмы химических реакций».

Основан в 1975 г. Публикуются оригинальные научные статьи и обзоры, освещающие все вопросы теоретической и экспериментальной координационной химии. Журнал является рецензируемым, включен в Перечень ВАК для опубликования работ соискателей ученых степеней.

Изложены теоретические основы квантово-химических методов расчета молекул, молекулярных систем и твердых тел, а также современные воззрения на химическую связь и межмолекулярные взаимодействия. Рассмотрены способы интерпретации результатов квантово-химических расчетов и методы расчета свойств химических веществ. Материал, необходимый как химику-исследователю, так и химику-технологу для практической работы в условиях современных наукоемких производств, представлен в доступной форме с широким привлечением иллюстраций.

В учебнике на примере химии показаны истоки, принципы работы и результаты квантового, геометрического, аналитического (математического) и других подходов, руководствуясь которыми, современная химия и другие науки решают свои исследовательские задачи. Особый акцент сделан на инновациях, полученных в этой области автором работы: в их числе графическое и математическое моделирование и полученные с их использованием конкретные прорывные результаты в приложении к фазовым равновесиям и состояниям систем с различным числом компонентов и к уникальному фундаментальному свойству растворимости веществ. Особенностью учебника является также то, что фактический материал излагается заинтересованно, с учетом исторического развития и динамики его формирования, сопровождается авторскими комментариями, наглядными примерами, образными сравнениями и стремлением приобщить читателя к творческому процессу познания.

В пособии содержатся сведения об основных классах органических фотохромных соединений и демонстрируется возможность введения в их структуру различных рецепторных фрагментов. Дано представление о фотопереключаемых хемосенсорах, которые используются для детектирования ионов в объектах окружающей среды: гидросфере, литосфере, атмосфере. Приведен список современной дополнительной научной литературы по тематике, а также вопросов для самоконтроля.

За годы, прошедшие со дня выхода в свет первого издания данной книги, в классическое учение о симметрии добавились новые обширные разделы, такие как антисимметрия, цветная симметрия, симметрия многомерных пространств и т.д. Обогащенная новая результатами, популярно изложенными комментариями, рисунками и примерами, книга может рассматриваться как монография, а также как учебник или справочник.

Показана возможность координации растущих макрорадикалов с ферроценом, в результате чего реакция роста цепи может протекать параллельно по двум механизмам - свободнорадикальному и координационно-радикальному.

Рассматриваются различные модели строения атома, электронная конфигурация атома и квантовые числа, основные виды химической связи и методы расчета двух- и многоатомных систем с ковалентной связью (метод валентных связей и метод молекулярных орбиталей), а также излагаются современные представления о природе межмолекулярных взаимодействий в супрамолекулярных системах.

Работа посвящена вопросу о гидратации ионов в ионообменниках, являющимся принципиальным в теории ионного обмена.

Основан в 1975 г. Публикуются оригинальные научные статьи и обзоры, освещающие все вопросы теоретической и экспериментальной координационной химии. Журнал является рецензируемым, включен в Перечень ВАК для опубликования работ соискателей ученых степеней.

Основан в 1975 г. Публикуются оригинальные научные статьи и обзоры, освещающие все вопросы теоретической и экспериментальной координационной химии. Журнал является рецензируемым, включен в Перечень ВАК для опубликования работ соискателей ученых степеней.

Основан в 1975 г. Публикуются оригинальные научные статьи и обзоры, освещающие все вопросы теоретической и экспериментальной координационной химии. Журнал является рецензируемым, включен в Перечень ВАК для опубликования работ соискателей ученых степеней.

Учебник содержит систематическое изложение теоретического материала по дисциплине «Строение атома и химическая связь», преподаваемой студентам 1 курса химического факультета Южного федерального университета, обучающимся по программе бакалавриата по направлению 04.03.01 – Химия. Последовательно изложены теории, формирующие у студентов современные представления о поведении электронов в одноэлектронных и многоэлектронных атомах, на основе чего обсуждается структура Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева и закономерности изменения свойств атомов по периодам и подгруппам; рассмотрены современные ключевые теории и модели, применимые для описания различных типов связи, в том числе обсуждены способы и даны алгоритмы их применения для анализа и прогноза строения, физических и химических свойств веществ. Особое внимание уделено описанию современных базовых принципов строения веществ с преимущественно ионным характером связи, чему в литературе, адресованной студентам первых курсов вузов, уделено необоснованно недостаточное внимание.

Рассмотрены фундаментальные закономерности протекания быстрых жидкофазных химических реакций и принципы создания научных основ, технической разработки и промышленного применения новых технологий и аппаратов для их проведения в турбулентном режиме в химической, нефтехимической и нефтяной промышленности. Предложены оригинальные решения в области аппаратурного оформления быстропротекающих жидкофазных процессов с созданием непрерывных энерго- и ресурсосберегающих технологий синтеза некоторых крупнотоннажных синтетических продуктов.