Програма за държавен изпит по химия и компютърна химия за специалност компютърна химия за придобиване на образователно-квалификационна степен Бакалавър версия Февруари 2008
Изтегляне 132.51 Kb.
|
- Навигация на страницата:
- ПО ХИМИЯ и КОМПЮТЪРНА ХИМИЯ
версия Февруари 2008
Строеж на атомното ядро - обща характеристика. Радиоактивност. Закони на радиоактивния разпад. Ядрени реакции. Систематика на изотопите. Строеж на електронната обвивка. Основи принципи и закономерности на вълновата механика. Принцип на Хайнзенберг, теория на Де Бройл. Уравнение на Шрьодингер. Решаване на уравнението за атома на водород. Физически смисъл. Атомни орбитали и квантови числа. Радиална и ъглова част на атомните орбитали. Радиална вероятност. Векторен модел за строежа на многоелектронни атоми - LS и jj схема.
Връзка между мястото на атомите на химичните елементи в ПС и строежа на електронната обвивка. Периодично променящи се свойства на атомите на химичните елементи.
Метод на валентните връзки. Обща характеристика. Насищаемост на връзката. Валентност. Хибридизация- примери. Метод на молекулните орбитали. Свързващи, антисвързващи и несвързващи орбитали. Порядък на връзката. Примери.
Междумолекулни сили на взаимодействие. Водородна връзка. Химична връзка в твърдото тяло. Зонна теория.
Основни характеристики, изомерия, номенклатура. Съвременно гледище за химичната връзка в комплексните съединения - Теория на кристалното поле и Метода на валентните връзки. Примери.
Киселинно-основни равновесия. Протолитна теория. Видове константи. Сила на протолитите - фактори от които зависи. Водороден ескпонент-pН. Буферни разтвори и буферен капацитет. Количествен анализ – протонометрия – принцип. Титрувални криви. Аналитично приложение. Комплексообразователни равновесия. Стабилност на комплексите и фактори, от които тя зависи. Видове стабилитетни константи: степенни и общи; термодинамични и концентрационни. Стабилност на комплексите при реални условия, - коефициенти и условни константи. Количествен анализ – комплексонометрия. Титрувални криви и металохромни индикатори. Количествено характеризиране на процеси на утаяване и разтваряне - произведение на разтворимост и разтворимост. Влияние на странични вещества върху разтворимостта на утайките. Условно произведение на разтворимост. Количествен анализ: гравиметрия и утаечно титруване.
Атомен спектрален анализ. Електронни преходи в атомите и атомни спектри. Принципи на качествен и количествен анализ при емисионна спектрометрия: пламъкова и ICP; атомно-абсорбционен анализ с пламъков и електротермичен атомизатор. Правила на Уолш, Закон на Буге-Ламберт-Беер за светлинната абсорбция. Молекулна спектроскопия. Принципи на инфрачервената и Рамановата спектроскопия. Брой на трептенията, видове, характеристични трептения, фактори влияещи върху тях. Електронна абсорбционна спектроскопия. Подборни правила, видове преходи, интензитет на ивиците. Време на живот и дезактивация на електронните възбудени състояния. Спектроскопия на ядрения магнитен резонанс (ЯМР). Химично отместване и спин-спиново взаимодействие в ЯМР, правила. Области на приложение на метода
Основни термодинамични величини - вътрешна енергия, енталпия, работа и топлина. Първи термодинамичен принцип и неговото приложение за изчисляване на обемната работа при различни видове термодинамични процеси. Ентропия. Втори термодинамичен принцип. Статистическо тълкуване на ентропията. Изменението на ентропията (S) – критерий за определяне посоката на процесите и установяване на термодинамично равновесие в изолирани системи. Изчисляване на абсолютните стойности на ентропията и нейното изменение при различни видове термодинамични процеси. Топлинни ефекти на химичните реакции, протичащи при V=const и P=const. Закон на Хес и неговите следствия – формулировка и приложението им за изчисляване топлинните ефекти на процесите. Температурна зависимост на топлинния ефект на реакцията. Уравнения на Кирхоф – приложение.
Изохорно - изотермичен потенциал (енергия на Хелмхолц) и изобарно - изотермичен потенциал (енергия на Гибс). Изменение на термодинамичните потенциали (∆F и ∆G) – критерии за определяне посоката и условията за равновесие на химичните процеси в неизолирани системи. Изчисляване на изменението на стандартната енергия на Гибс (∆Go), ∆F и ∆G.
Кинетичен и термодинамичен извод на закона за действие на масите. Форми на изразяване на равновесната константа. Реакционна изотерма на Вант-Хоф – приложение. Влияние на температурата върху равновесната константа. Уравнение на реакционната изобара (изохора) на Вант Хоф –приложение.
Основни кинетични величини: Скорост и скоростна константа на химичните реакции – дефиниране, опитно определяне, изчисляване въз основа на основните уравнения в теориите на химическата кинетика – теория на ударите и теория на преходното състояние (активния комплекс). Кинетично уравнение, молекулност и порядък. Определяне порядъка на химичната реакция. Кинетични уравнения на реакции от първи и втори порядък. Температурна зависимост на скоростта на химичните реакции. Уравнение на Арениус (извод, тълкуване, приложение). Активираща енергия – определения и опитно определяне. Катализа. Обща характеристика и специфични особености на катализата и катализаторите. Активиране на хомогенно и хетерогенно каталитичните реакции.
Повърхностно напрежение – дефиниране; зависимост на повърхностното напрежение на течности и разтвори от температурата и природата на разтвореното вещество; повърхностно активни вещества (ПАВ) и тяхното приложение. Величини количествено характеризиращи адсорбцията – дефиниране и изчисляване. Основни адсорбционни зависимости- изотерми, изобари и изостери- приложение. Адсорбционни изотерми на Лангмюир, Фройндлих и Гибс.
Специфична () и еквивалентна (λ) електропроводимост на електролити - дефиниране, приложение. Фактори, влияещи върху и λ. Кондуктометричен метод за определяне еквивалентен пункт на неутрализационни, утаечни и заместителни реакции. Галваничен елемент. Механизъм на възникване на потенциален скок на фазовите граници в галваничния елемент. Електродвижещо напрежение (ЕДН). Връзка на ЕДН с други величини. Електроден потенциал- равновесен, абсолютен, относителен, стандартен. Измерване на Нернстовите потенциали. Уравнение на Нернст. Видове електроди – електроди от І и ІІ-ри род и редокс електроди- приложение. Електродна поляризация. Свръхнапрежение на водорода.
Строеж и реактивоспособност на въглеводородите. Структурна и стереоизомерия. Химични свойства: заместителни и присъединителни реакции - механизъм. СН-киселинни свойства при алкини. Окисление на въглеводородите. Методи за получаване на въглеводороди. Полимеризация. Ароматни въглеводороди. Структура на бензен. Критерии за ароматност - правило на Хюкел. Механизъм на електрофилни заместителни реакции: халогениране, нитриране, сулфониране. Алкилиране и ацилиране по Фридел-Крафтс. Ориентиращ ефект на заместителите при реакции на електрофилно заместване.
Структура и сравнителна реактивоспособност на алкохоли, феноли, ди- и триоли. Химични свойства: киселинно-основни свойства, реакции на заместване и елиминиране. Получаване на естери на неорганични и органични киселини. Окисление до карбонилни съединения и карбоксилни киселини. Методи за получаване на хидроксилни производни.
Алдехиди и кетони. Структура и реактивоспособност. Реакции на нуклеофилно присъединяване към карбонилна група – механизъм на взаимодействие с вода, амоняк, алкохоли, амини, циановодород, Гринярови реактиви и др. СН-киселинни свойства на алдехиди и кетони – енолизация. Реакции при a-С-атом спрямо карбонилната група – алдолна кондензация, Каницарова реакция и др. Редукция и окисление на карбонилни съединения. Методи за получаване.
Мастни и ароматни карбоксилни киселини. Структура и реактивоспособност. Киселинно-основни свойства. Реактивоспособност на карбоксилната група - механизъм на реакциите на ацилно нуклеофилно заместване за получаване на киселинни халогениди, анхидриди, естери, амиди. Реакции на декарбоксилиране. Реакции във въглеводородната верига. Методи за получаване. Функционални производни на карбоксилните киселини - киселинни халогениди и анхидриди, амиди и естери. Сравнение на реакционната способност на функционалните производни на карбоксилните киселини. Характерни химични свойства: хидролиза, преестерификация, Клайзенова кондензация, реакция на Кновенагел, реакция на Перкин, Хофманово разпадане. Методи за получаване.
Амини - структура и реактивоспособност. Основност на алифатни и ароматни амини. Реакции на алкилиране и ацилиране. Образуване и химични свойства на диазониеви соли – реакции на диазотиране и купелуване (реакция на Зандмайер). Аминокарбоксилни киселини - структура и свойства. Методи за получаване на амини и аминокиселини.
Сяра и сярна киселина. Използване на сярата и сярната киселина. Суровини. Получаване на H2SO4 по контактния метод. Технология на свързания азот. Суровинни източници и фиксация на атмосферния азот. Производство на амоняк. Получаване на метали. Производство на цинк по хидрометалургичния метод и на мед по пирометалургичния метод. Методи за пречистване на металите: дестилация и сублимация, електролиза, зонно стапяне, насочена кристализация. Нефт. Физични и термохимични методи за преработка. Горива и смазочни масла – изисквания. Въглехидрати. Дизахариди - структура и получаване на захароза. Полизахаризи – получаване и преработка на целулоза.
Основни функции на операционната система. Конзола и терминал. Операционна система Windows. Работа с файлове. Текстообработка. Елекронни таблици.
Основни елементи на езика JAVA. Променливи, изрази и специални символи. Виртуална машина, компилиране, помощни програми: javac и java. Обектно-ориентирано програмиране. Класове в JAVA. Конструктори и деструктори. Атрибути за достъп до полета и методи. Капсулиране. Наследяване.
Средна стойност, стандартно отклонение, относително стандартно отклонение. Калибриране - получаване на регресионна права чрез стандарти и чрез метод на стандартната добавка. Компютърни изчисления на параметрите на линейна регресия. Линейна регресия с една променлива. Неопределеност и метрологична проследимост на резултат от изпитване. Валидиране на изпитвателната процедура - чувствителност, работна област, граници на откриване и определяне, доверителен интервал. Изчисления на статистически оценки чрез MS Excel.
Топологично представяне - таблица на свързаност. Линейни нотации SMILES и SMARTS. Двумерно представяне. Тримерно структурно представяне. Декартови координати и вътрешни координати. Z-матрица. Молекулни повърхнини. Молекулни дескриптори за компютърно моделиране в химията. Класификация на дескрипторите. Матрични представяния: матрица на съседство, матрица на топологичните разстояния, матрица на Лаплас. Топологични индекси. Индекси на Уинер, Загреб, Балабан, Рандич (индекси на свързаност). Геометрични дескриптори. 3D индекс на свързаност и 3D индекс на Уинер. Геометрична атомна ексцентричност, радиус и диаметър на молекула. Индекс на овалност.
Метод на молекулната механика. Дефиниция за силово поле. Повърхнина на Борн-Опенхаймер. Валентно силово поле. Енергетични членове на стеричната енергия. Параметризация на силово поле. Методи за минимизация на енергията. Конформации и конформери. Конформационен анализ. Линейна регресия с много променливи. Метод на най-малките квадрати. Полиномиални модели. Статистическо охарактеризиране на коефициентите. Нелинейна регресия. QSAR моделиране. Корелации между структура, свойство и активност на съединението. Уравнения на Хамет. Линейни модели на свободната енергия. Анализ на Ханч. Анализ на Фрий-Уилсън. Нелинейни QSAR модели. 3D QSAR моделиране - метод CoMFA. Компютърно моделиране чрез адитивни схеми. Атомни адитивни схеми (схеми от нулев ред). Адитивни схеми от първи ред. Адитивни схеми от втори ред. Коефициент на разпределение LogP. Моделиране на LogP. Моделиране на топлини на образуване с адитивна схема и метода на молекулната механика. Химиметрични методи. Класификация по разстояния до центроидите на извадките. Метод на кластерния анализ: класификация по единична и пълна връзка. Метод на к-най-близки съседи. Теория на пертурбациите в изчислителната химия – основни положения. Видове пертурбации при спрегнати системи. Адитивност на пертурбациите от първи и втори род. Литература 1. Димитров А.,Неорганична химия І част,изд. ПУ, Пловдив, 1998 г. 2. Лазаров Д., Неорганична химия”, изд. Наука и изкуство, С. 1989 г. 5. Бончев П., Увод в аналитичната химия, изд. НИ, София, 1979 г. 6. Будевски О., Основи на аналитичната химия, изд. НИ, София, 1979 г. 7. Еленкова Н., “Аналитична химия с физични методи”, Изд Техника, София, 1983 г. 8. Александров С., “Аналитична химия”, изд. СУ, 1991 г. 9. Футеков Л., Пенчев П., Теория на експеримента”, изд. ПУ, Пловдив, 1992, 1999.г. 10. Крисчън Г., О’Рейли Д., Инструментални методи за анализ.(превод), изд. СУ, 1998 г. 11. Андреев Г. Молекулна Спектроскопия, изд. ПУ, Пловдив, 1999 г.
16. Дамянов Д. Физикохимия I и II част, СУБ Бургас, 1994 г. 18. Моллов Н., Учебник по Органична химия, ПУ, 1993 г., 1996 г.
21. Боянов Б., Процеси и апарати в химическата промишленост, Изд. ПУ, Пловдив, 1990 г. 23. Иванов Ст. Органична химична технология, Пловдив, 1993 г.
Каталог: kmetov kmetov -> Катедра аналитична химия списък на публикации и участия в конференции 2003-2007 kmetov -> Община поморие международен търговски и културен център „геопан” kmetov -> Кметства от община никопол кметове на кметства Изтегляне 132.51 Kb. Сподели с приятели:
|
