Курс «Неорганическая химия. Часть 2» читается студентам первого курса химического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова в 2 семестре.

Дисциплина «Неорганическая химия» относится к базовой части блока химических дисциплин, является обязательным курсом и имеет целью дать основные теоретические знания в области неорганической химии и привить навыки практической работы с химическими веществами. В содержание дисциплины входят:

- теоретические основы неорганической химии, включая строение атома, периодический закон, модели химической связи;

- основы химической термодинамики и кинетики, включая химическое равновесие в гомогенных и гетерогенных системах, кислотно-основных и окислительно-восстановительных процессах;

- методы синтеза и исследования неорганических веществ, их роль в современном мире. 

Список всех тем лекций

Лекция 1. Основные понятия химии комплексных соединений.
Краткое описание курса Комплексные соединения: определение и основные понятия Координационная сфера, центральный атом, лиганды, дентатность Примеры комплексов с различными координационными числами Номенклатура координационных соединений: ИЮПАК и традиционные названия Изомерия комплексов, типы изомерии Геометрическая изомерия: в квадрате и октаэдре, примеры Оптическая изомерия, энантиомеры, хиральность Ионизационная и гидратная изомерия Демонстрация: изомеризация комплекса кобальта с этилендиамином при нагревании Координационная изомерия Изомерия связи Конформационная изомерия Классификация типов изомерии: пространственная и структурная изомерии Вклад Альфреда Вернера в координационную химию

Лекция 2. Метод валентных связей и теория кристаллического поля в описании комплексов d-металлов.
Правило Гиллеспи Основные подходы к описанию строения комплексов d-металлов: метод валентных связей, теория кристаллического поля и метод молекулярных орбиталей Понятия высоко- и низкоспиновых, внутри- и внешнеорбитальных комплексов Гибридизация в методе валентных связей Теория кристаллического поля - основные положения Октаэдрическое поле и взаимодействие поля с лигандами Тетраэдрическое поле Распределение электронов по d-орбиталям Энергия стабилизации кристаллического поля ЭСКП, ее расчет Энергия предпочтения Демонстрация: Взаимодействие аквакомплекса никеля (II) с аммиаком и диметилглиоксимом Тетраэдрические и квадратные комплексы в теории кристаллического поля Эффект Яна-Теллера в теории кристаллического поля Демонстрация: эффект Яна-Теллера в комплексах меди Свойства, объясняемые теорией кристаллического поля: Магнитные свойства комплексов d-металлов Свойства, объясняемые теорией кристаллического поля: Окраска комплексов Достоинства и недостатки теории кристаллического поля Демонстрация: магнитные свойства шпинели

Лекция 3. Метод молекулярных орбиталей в описании комплексов. Устойчивость комплексов.
Краткое повторение прошлой лекции Основные положения метода молекулярных орбиталей Орбитальное взаимодействие Построение схемы молекулярных орбиталей на примере октаэдрических комплексов Связывающие, несвязывающие и разрыхляющие орбитали Заселенность молекулярных орбиталей, спиновое состояние ( на примере комплексов кобальта) Демонстрация: изменение окраски водного раствора хлорида Co(II) под действием соляной кислоты Спектрохимический ряд лигандов с точки зрения метода молекулярных орбиталей Эксперимент: Окисление фенантролинового комплекса железа броматом калия в средах различной кислотности Теория Пирсона Константа устойчивости комплексов Демонстрация: растворение солей свинца в присутствии ЭДТА(этилендиаминтетрауксусной кислоты) Влияние комплексообразования на электрохимические потенциалы ионов. Демонстрация: Кинетические и термодинамические факторы устойчивости аммиачного перхлоратного комплекса никеля Кинетическая устойчивость, признаки лабильных и инертных комплексов Транс-эффект (Эффект Черняева)

Лекция 4. Элементы 3 группы.
План лекции Обзор d-металлов: положение в периодической системе, особенности строения электронных оболочек Закономерности изменения свойств d-металлов: потенциал ионизации и электроотрицательность Закономерности изменения свойств d-металлов: температуры плавления и металлические радиусы Закономерности изменения свойств d-металлов электродные потенциалы и реакционная способность Степени окисления металлов 2-ого и 3-его переходного рядов Демонстрация: переходные металлы группы: электронная конфигурация, потенциалы ионизации и электроотрицательность элементов третьей группы группы группы: взаимодействие с кислотами и щелочами группы: взаимодействие с неметаллами группы (оксиды, гидроксиды и соли) группы Особенности соединений скандия Демонстрация: растворение гидроксида скандия Получение и применение скандия

Лекция 5. Элементы 4 группы.
Подгруппа титана: основные сведения, электронная конфигурация, потенциалы ионизации и электроотрицательность элементов Физические свойства и кристаллическая структура элементов подгруппы титана Химические свойства металлов подгруппы титана: взаимодействие с кислотами и основаниями, особенности титана Химические свойства металлов подгруппы титана: реакции с неметаллами Демонстрация: Взаимодействие циркония с углеродом Нахождение в природе элементов подгруппы титана Получение титана, циркония и гафния и их практическое применение Эксперимент: Сплав с памятью формы (нитинол) Физические свойства тетрагалогенидов элементов подгруппы титана Эксперимент: Реакция титана с бромом Галогениды элементов подгруппы титана Титановая кислота, перовскиты Демонстрация: горение циркония Кислородные соединения титана циркония и гафния, пероксиды титана Демонстрация: получение перекисного соединения титана Комплексные соединения элементов подгруппы титана Получение и химические свойства соединений трехвалентного титана Демонстрация: получение соли трехвалентного титана Получение и химические свойства соединений двухвалентного титана Сравнение титана и кремния

Лекция 6. Элементы 5 группы.
группы: характеристика элементов, физические свойства металлов, закономерности химических свойств группы группы Окислительно-восстановительные свойства ванадия Химические свойства оксида ванадия (V); ванадат-ион Демонстрация: получение пероксидных соединения ванадия (V) Пероксидные соединения ванадия (V) Галогенпроизводные ванадия (V) Восстановление ванадия (V) Демонстрация: восстановление ванадия (V) металлическим цинком в кислой среде Демонстрация: восстановление ванадия (V) оловом (II) в кислой среде Химические свойства соединений ванадия (IV) Демонстрация: получение диоксида ванадия Комплексы соединений ванадия (IV) Химические свойства соединений ванадия (II) и (III) Галогениды и оксопроизводные Nb(V) и Ta(V) Демонстрация: восстановление Nb(V) до Nb(IV) Соединения Nb(IV) и Ta(IV) Низшие степени окисления Nb и Ta

Лекция 7. Элементы 6 группы. Часть 1.
группы: характеристика элементов, физические свойства металлов, закономерности химических свойств Химические свойства хрома: коррозия, растворение в кислотах Демонстрация: растворение металлического хрома в соляной кислоте Химические свойства хрома: окисление щелочами, водой и неметаллами Химические свойства Mo и W: растворение в кислотах, окисление щелочами и неметаллами Эксперимент: окисление молибдена и вольфрама Получение и минералы хрома, молибдена и вольфрама Применения хрома, молибдена и вольфрама Химические свойства хрома: окислительно-восстановительные свойства Соединения хрома (IV): хроматы и бихроматы Демонстрация: окислительные свойства CrO3 Демонстрация: разложение бихромата аммония Демонстрация: окисление аммиака кислородом в присутствии Cr2O3 Демонстрация: окисление железа(II) бихроматом калия Галогенпроизводные хрома (VI) Соединения хрома (V, IV): галогениды, оксиды, хроматы, перекисные соединения Демонстрация: получение перекисных соединений хрома Соединения хрома (III): оксид , гидроксиды, гидролиз соединений Окислительно-восстановительные свойства соединений хрома (III) Галогениды и соединения хрома (III) с другими неметаллами

Лекция 8. Элементы 6 группы. Часть 2.
Особенности комплексов хрома Демонстрация: Реакция хромокалиевых квасцов на нагревание Соединения хрома (II) Демонстрация: восстановление хрома (III) до хрома (II) Соединения хрома (0) Окислительно-восстановительные свойства Cr, Mo и W Синтез ацетата хрома (II) Особенности соединений Mo(VI) и W(VI) Демонстрация: свойства молибдатов и вольфраматов Галогениды и пероксиды Mo(VI) W(VI), оксоанионы, тиосоли Демонстрация: получение тиопроизводных Mo(VI) и W(VI) Полимеризация молибдатов и вольфраматов, гетерополисоединения Mo(VI) и W(VI) Демонстрация: получение аниона Кеггина Восстановление Mo(VI) и W(VI): получение молибденовых синей и вольфрамовых бронз Демонстрация: получение молибденовой сини Соединения Mo(V, IV) W(V, IV): оксиды и комплексы, галогенпроизводные и сульфиды Получение и свойства соединений Mo(III) W(III) Соединения низших степени окисления Mo и W Биологическая роль Mo

Лекция 9. Элементы 7 группы. Часть 1.
группы: характеристика элементов, физические свойства металлов, закономерности химических свойств Химические свойства марганца Химические свойства технеция и рения Демонстрация: радиоактивность минералов технеция группы Окислительно-восстановительные свойства соединений марганца с марганцом (II) Демонстрация: реакция Mn(II) с азотной кислотой в присутствии фосфат-ионов Демонстрация: получение манганат-иона Демонстрация: окисление органических соединений перманганатом Соединения марганца в высших степенях окисления Соединения марганца (V, IV) Соединения марганца (III) Соединения марганца (II) Оксиды марганца

Лекция 10. Элементы 7 группы. Часть 2.
Спинтроника, магнетосопротивление манганитов Карбонильные соединения переходных соединений Соединения технеция и рения (VII) Эксперимент: восстановление рениевой кислоты Соединения технеция и рения (VI) и (V) Соединения технеция и рения (IV) и (III) Низшие степени окисления технеция и рения периода Биолого-медицинское значение марганца и технеция группе

Лекция 11. Элементы 8 группы.
группы Стали Демонстрация: пирофорные свойства мелкодисперсного железа Взаимодействие железа с углеродом, стали Химические свойства рутения и осмия группы Окислительно-восстановительные свойства железа Соединения железа (VI), (IV), (V) Гидролиз соединений железа (III) Комплексы железа (III) Демонстрация: роданидный комплекс железа (III) и его обесцвечивание Восстановление соединений железа (III) Соединения железа (II): галогениды и оксиды Демонстрация: магнитные свойства Fe3O4 Демонстрация: получение и свойства Fe(OH)2 Комплексы железа (II) Низшие степени окисления железа Высшие степени окисления рутения и осмия Соединения рутения и осмия (IV) Низшие степени окисления рутения и осмия

Лекция 12. Элементы 9 группы.
группы группы Химические свойства кобальта Химические свойства родия и иридия группы Соединения кобальта (IV) Соединения кобальта (III) Соединения кобальта (II) Демонстрация: получение и свойства Co(OH)2 Демонстрация: комплексы Co(II) Окисление комплексов кобальта (II) Демонстрация: окисление комплекса Co(II) Высшие степени окисления родия и иридия Соединения родия и иридия (IV) Соединения родия и иридия (III) Демонстрация: получение RHI3 Соединения родия и иридия (II) Соединения родия и иридия низших степеней окисления

Лекция 13. Элементы 1. группы.
группы группы Демонстрация: потеря магнитных свойств никеля при нагревании Химические свойства никеля Химические свойства палладия и платины Демонстрация: растворение водорода в палладии - начало группы Демонстрация: платина как катализатор окисления аммиака Демонстрация: растворение водорода в палладии - продолжение Окислительно-восстановительные свойства никеля Соединения никеля (IV) и (III) Сравнение свойств комплексов Fe Co Ni (III) Соединения никеля (II) Демонстрация: взаимодействие соли никеля (II) с щелочью, соляной кислотой и водным аммиаком Низшие степени окисления никеля Соединения палладия и платины (IV) Демонстрация: выделение соли платинохлороводородной кислоты Соединения палладия и платины (II) Демонстрация: получение палладиевой черни Комплексы палладия и платины (II)

Лекция 14. Элементы 1. группы. Часть 1.
группы группы Химические свойства меди Демонстрация: окисление меди в насыщенном растворе аммиака - начало Демонстрация: окисление меди в насыщенном растворе аммиака - продолжение Химические свойства серебра и золота Демонстрация: растворение золота в царской водке группы Демонстрация: окисление меди в насыщенном растворе аммиака - окончание группы группы Соединения меди и серебра (III) Соединения золота (III) Демонстрация: осаждение K[AuCl4] Соединения меди (II) - оксиды и гидроксиды Демонстрация: свойства комплексов меди на примере Cu(OH)2

Лекция 15. Элементы 1. группы. Часть 2.
Галогениды и комплексы меди (II) Демонстрация: свойства раствора CuCl2 Высокотемпературные сверхпроводники на основе меди (II) Соединения серебра и золота (II) группы группы Галогениды меди (I) Демонстрация: свойства иодида меди (I) Галогенида серебра (I) Демонстрация: галогениды серебра (I) и их свойства Галогениды золота (I) группы в степени окисления +1 группы группы

Лекция 16. Элементы 1. группы.
группы Демонстрация: "кадмиевое дерево" - начало группы Эксперимент: реакция мелкодисперсного цинка и нитрата аммония Эксперимент: получение амальгамы аммония группы Демонстрация: "кадмиевое дерево" - окончание Гальванические элементы, элемент Вестона и аккумуляторы группы и их свойства Демонстрация: получение основания Миллона группы Демонстрация: получение иодида ртути, реактив Несслера и его свойства Демонстрация: реакция цинка с гексахлорэтаном группы группы Демонстрация: разложение роданида ртути ("фараонова змея") группы группы Соединения ртути (I) Демонстрация: получение каломели Демонстрация: реакция сурьмы с хлоридом олова (II) и хлоридом ртути (I) Низшие степени окисления ртути Псевдогалогениды ртути Металлоорганические соединения ртути, ее биологическая роль (токсикология) группы и их биологическая роль Демонстрация: люминисценция сульфида цинка и квантовых точек на основе сульфида кадмия группе

Лекция 17. Лантаниды.
Электронная структура f-элементов Физические свойства металлов лантанидов Химические свойства металлов лантанидов Соединения лантанидов: оксиды, гидроксиды, соли Демонстрация: получение и растворение гидроксида празеодима Нерастворимые соли лантанидов, органические комплексы Галогениды лантанидов Комплексы лантанидов - структура, окраска и магнетизм Демонстрация: магнитные свойства солей гадолиния Особенности химических свойств соединений церия (IV) Демонстрация: окисление Ce(III) в Ce(IV) Особенности химических свойств соединений европия (II) и других лантанидов (II) Лантаниды в природе Разделение лантанидов Демонстрация: "разделение" трибутилфосфатом неодима и празеодима Производство и применение лантанидов Демонстрация: свойства ферроцерия

Лекция 18. Актиниды.
Свойства актинидов: основные особенности, электронная структура Физические свойства актинидов Общие черты актинидов Различия лантанидов и актинидов Свойства металлических актинидов Получение актинидов Химические свойства металлического тория Оксид и гидроксид тория(IV) Демонстрация: получение и растворение гидроксида тория Галогениды тория(IV) Комплексы тория(IV) Восстановление тория(IV) Химические свойства урана Соединения урана (VI): фторид, уранилы и пероксиды Демонстрация: получение пероксида уранила (VI) Оксид и гидроксид урана (VI) Демонстрация: получение ураната натрия и его растворение в карбонате натрия Комплексы урана (VI) Соединения урана в низких степенях окисления Демонстрация: восстановление урана (VI) до урана (IV) - начало Демонстрация: восстановление урана (VI) до урана (IV) - окончание Демонстрация: получение UF4 Окислительно-восстановительные свойства соединений урана Химические свойства плутония Радиоактивная безопасность и актиниды

Лекция 19. Введение в физические методы исследований. Часть 1.
Обзор типов методов исследований химических соединений Электронная микроскопия Рентгеновское излучение и его дифракция, закон Брэгга Фазовый анализ Индицирование дифрактограмм Наноионика Уточнение структуры кружным дифрактометром Нейтронная и электронная дифракция Раман-спектрометрия (комбинационного рассеяния) Шкалы электромагнитного излучения

Лекция 20. Введение в физические методы исследований. Часть 2.
Колебательная спектроскопия ЯМР-спектроскопия Другие резонансные методы: ЭПР и ЯГР Магнетохимия, магнитные измерения Термический анализ Примеры использования

Лекция 21. Введение в химию твердого тела.
Фазовые диаграммы твердофазных систем Крупнокристаллическая керамика Особенность терминологии химии твердого тела Вюстит, интеркаляты Кристаллические решетки Легирование полупроводников Способы получения монокристаллов (кремний, диоксид олова) Типы и механизм люминесценции Механизм действия, применение Демонстрация: свечение рубина Демонстрация: светодиоды в жидком азоте Сверхпроводники и иные "дефектные" материалы Ионные проводники, вторичные источники тока Биомиметика и биосовместимость Кинетика твердофазных реакций Демонстрация: механохимический синтез иодида свинца Твердофазные процессы: механохимия, сонохимия Помол, формование и спекание Методы химической гомогенизации: сублимационная сушка Методы химической гомогенизации: пиролиз аэрозолей Методы химической гомогенизации: гидротермальная обработка Методы химической гомогенизации: золь-гель метод Методы химической гомогенизации: метод осаждения из паровой фазы (MOCVD)

Лекция 22. Введение в нанотехнологию и наноматериалы.
Нанотехнологии и наноматериалы: классификация нанообъектов, наночастицы Демонстрация: эффект Тиндаля Гидрофобные поверхности: эффект лотоса Ферменты и кластеры Реакционноспособность мелкодисперсных частиц Демонстрация: реакция пиролюзита с пероксидом водорода Демонстрация: гидролиз TiCl4 Золи, гели, аэрогели Демонстрация: анодный оксид алюминия как дифракционная решетка Электрокатализ Демонстрация: облучение фотопластинок с галогенидами серебра Наномедицина Микроэлектроника Конструкционные материалы Эффекты, связанные с наночастицами История развития нанотехнологий Создание нано- и микроструктурированных материалов Демонстрация: получение квантовых точек Квантовые точки, наноалмазы, нанокремний Демонстрация: люминесценция квантовых точек Методы сборки периодической структуры: послойная сборка, метод Ленгмюра-Блоджетт, мягкая литография, неуглеродные нанотрубки Методы получения мелкодисперсных структур Демонстрация: получение наносеребра

Лекция 23. Введение в бионеорганическую химию.
Введение в бионеорганическую химию Биомиметические фильтры Биологическая роль кремния Натрий-калиевый насос Биологическая роль железа Митохондриальное дыхание и хлорофилл Фотоактивные квантовые точки кремния Локальная гипертермия Биологические свойства серебра и платины Радонотерапия и радиомедицина Элементы жизни и для жизни