Экзамен по химии

1. Предмет и задачи химии. Химические дисциплины в системе медицинского образования. Роль химии в развитии медицинской науки и практического здравоохранения.

2. Учение В.И. Вернадского о биосфере и биогеохимии. Распространение химических элементов в природе. Соотношение между химическим составом живых организмов и окружающей среды. Связь эндемических заболеваний с особенностями биогеохимических провинций.

3. Биологическая роль элементов в зависимости от положения в ПС Д.И. Менделеева.

4. Понятие о биогенных элементах. Макро- и микроэлементы в организме человека. Топография важнейших биогенных элементов в организме человека.

5. Общая характеристика s-элементов. Характеристика элементов I A группы. Биогенная роль данных элементов, применение их соединений в медицине. Радионуклид Cs-137.

6. Общая характеристика s-элементов II A группы. Их биогенная роль и применение соединений в медицине. Радионуклид Sr-90.

7. Общая характеристика p-элементов и их соединений. Характеристика элементов III A группы. Биогенная роль данных элементов, применение их соединений в медицине.

8. Характеристика элементов IV A группы. Биогенная роль данных элементов, и применение их соединений в медицине.

9. Характеристика элементов V A группы. Биогенная роль данных элементов, применение их соединений в медицине.

10. Характеристика элементов VI A группы. Биогенная роль данных элементов, применение их соединений в медицине.

11. Характеристика элементов VII A группы. Их биогенная роль и применение в медицине.

12. Общая характеристика d-элементов и их соединений.

13. Характеристика элементов IВ группы. Биогенная роль и применение соединений в медицине. Бактерицидное действие ионов серебра.

14. Характеристика элементов II В группы. Биогенная роль и применение соединений в медицине.

15. Характеристика элементов VI В группы. Биогенная роль и применение соединений в медицине.

16. Характеристика элементов VII В группы. Биогенная роль и применение соединений в медицине.

17. Характеристика элементов VIII В группы на примере триады железа. Биогенная роль и применение соединений в медицине. Типичные свойства важнейших соединений железа.

18. Развитие представлений о строении атома. Основные положения квантовой механики. Строение ядра. Стабильные и радиоактивные изотопы.

19. Характеристика энергетического состояния электрона в атоме системой квантовых чисел. Принцип Паули. Правило Хунда. Принцип минимума энергии.

20. Периодический закон Д.И. Менделеева в свете квантовой теории строения атомов, его естественнонаучное и философское значение; s-, p-, d- и f-блоки элементов.

21. Периодичность изменения радиусов атомов и ионов, энергии ионизации, сродства к электрону и электроотрицательности атомов.

22. Химическая связь. Природа и типы химической связи. Зависимость потенциальной энергии системы из двух атомов водорода от расстояния между их ядрами. Энергия и длина связи.

23. Описание ковалентной связи с позиций метода валентных связей. Валентность. Обменный и донорно-акцепторный механизмы образования ковалентной связи. Насыщаемость ковалентной связи. π- и σ-Связи.

24. Понятие о гибридизации атомных орбиталей. Типы гибридизации. Направленность ковалентной связи. Конфигурация молекул.

25. Понятие о методе молекулярных орбиталей. Энергетические диаграммы образования простейших молекул (H₂ N₂, O₂, F₂, NO, CO) и молекулярных ионов (H₂⁺и H₂^-).

26. Ионная связь.

27. Водородная связь. Межмолекулярная и внутримолекулярная водородная связь. Роль водородной связи в процессе ассоциации молекул.

28. Комплексные соединения. Координационная теория Вернера. Центральный атом, лиганды. Координационное число центрального атома.

29. Строение комплексных соединений с точки зрения метода валентных связей. Типы гибридизации АО центрального атома. Конфигурация комплексных ионов. Теория кристаллического поля. Магнитные свойства комплексных ионов. Спектрохимический ряд лигандов.

30. Классификация и номенклатура комплексных соединений. Хелатные и внутрикомплексные соединения. Комплексные соединения металлов с биолигандами, их роль в организме. Применение комплексных соединений в медицине.

31. Комплексообразующая способность s-, p-, d- элементов. Реакции комплексообразования. Реакции разрушения комплексных соединений.

32. Диссоциация комплексных соединений. Константы нестойкости и устойчивости.

33. Качественные реакции катионов I А группы Na⁺ и K⁺.

34. Качественные реакции катионов II A группы: Ca ²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺ и Mg²⁺.

35. Качественные реакции катионов III A - V A групп: Al³⁺,Sn²⁺, Pb²⁺, Bi³⁺.

36. Качественные реакции анионов р-элементов: CO₃²ˉ, CH₃COOˉ, NO₃ˉ, NO₂ˉ PO₄³ˉ, SO₄²ˉ, SO₃²ˉ, CIˉ, Brˉ, Iˉ.

37. Качественные реакции катионов d-элементов I В - VIII В групп: Сu²⁺, Аg⁺, Zn²⁺, Hg²⁺, Сr³⁺, Mn²⁺, Fe²⁺, Fe³⁺, Со²⁺, Ni²⁺.

38. Закон эквивалентов и его применение в объемном анализе. Точка эквивалентности.

39. Метод нейтрализации (кислотно-основное титрование). Ацидиметрия и алкалиметрия. Стандартные растворы. Кислотно-основные индикаторы.

40. Перманганатометрия. Стандартные растворы в методе перманганатометрии. Окислительная способность калий перманганата в различных средах. Особенности реакции взаимодействия калий перманганата со щавелевой кислотой в кислой среде. Определение массы Fe²⁺ в водном растворе.

41. Иодометрия. Определение окислителей и восстановителей иодометрическим методом. Прямое и косвенное титрование. Определение содержания меди в растворах.

42. Предмет и задачи химической термодинамики. Химическая термодинамика как основа биоэнергетики. Энергия, виды энергии.

43. Понятие о термодинамической системе. Системы изолированные, закрытые, открытые. Термодинамические параметры системы.

44. Первый закон термодинамики. Внутренняя энергия, теплота, работа. Функции состояния и функции процесса. Математическое выражение первого закона для изолированных, закрытых и открытых систем. Энтальпия.

45. Термохимия. Закон Гесса. Следствия из закона Гесса. Термохимические уравнения. Стандартные теплоты образования и сгорания.

46. Термохимические расчеты и их использование для энергетической характеристики биохимических процессов. Термохимия как основа диетологии. Расход энергии при различных режимах двигательной активности.

47. Характеристика термодинамических процессов: самопроизвольные и несамопроизвольные. Второй закон термодинамики. Формулировки и математическое выражение второго закона. Неравенство Клаузиуса.

48. Энтропия: термодинамическое и статистическое толкование. Уравнение Больцмана. Расчет энтропийного фактора химической реакции по стандартным энтропиям вещества.

49. Свободная энергия Гиббса как критерий равновесия и возможности протекания самопроизвольных процессов в закрытой системе. Расчет Δ_rG. Принцип энергетического сопряжения, сопряженные реакции in vivo.

50. Обратимые и необратимые реакции. Понятие о химическом равновесии. Кинетическое и термодинамическое описание химического равновесия. Константы химического равновесия и способы ее выражения: К_с, К_р. Связь константы равновесия c Δ_rG.

51. Смещение химического равновесия обратимых реакций при изменении температуры, концентрации и давления. Принцип Ле Шателье.

52. Предмет химической кинетики. Химическая кинетика как основа для изучения скорости и механизма биохимических процессов.

53. Скорость химической реакции для гомогенных и гетерогенных превращений. Механизм химических реакций; молекулярность реакций.

54. Закон действующих масс для скорости химической реакции. Константа скорости. Порядок реакции.

55. Кинетические уравнения простых реакций 0, 1 и 2 порядков. Время полуреакции.

56. Понятие о кинетике сложных реакций: параллельных, последовательных, сопряженных, обратимых, цепных.

57. Зависимость скорости реакции от температуры. Правило Вант-Гоффа. Температурный коэффициент реакции. Энергия активации. Уравнение Аррениуса.

58. Теория активного комплекса. Объяснение действия катализатора с позиций данной теории. Катализ и катализаторы. Автокаталитические реакции.

59. Кинетика ферментативных реакций. Уравнение Михаэлиса-Ментен. Молекулярная активность (число оборотов) фермента. Факторы, влияющие на активность ферментов.

60. Понятие о растворах. Классификация растворов. Роль растворов в жизнедеятельности организмов.

61. Способы выражения состава раствора: массовая доля, молярная концентрация, молярная концентрация эквивалента, молярная доля, объемная доля, титр.

62. Термодинамика растворения. Теплота растворения.

63. Насыщенный раствор. Растворимость. Факторы, влияющие на нее.

64. Растворимость газов в жидкостях. Уравнение Генри и Сеченова. Причина возникновения кессонной болезни. Растворимость газов в крови.

65. Растворимость твердых веществ в жидкостях. Константа растворимости как константа гетерогенного равновесия «труднорастворимый электролит – его насыщенный раствор». Расчет растворимости по величине константы растворимости. Гетерогенные равновесия при образовании костной ткани.

66. Растворимость жидкости в жидкости. Неограниченно смешивающиеся, несмешивающиеся и частично смешивающиеся жидкости. Закон распределения Нернста-Шилова. Экстракция из растворов.

67. Коллигативные свойства растворов. Давление насыщенного пара над раствором. Закон Рауля.

68. Криоскопический и эбулиоскопический законы. Криоскопия и эбулиоскопия как методы экспериментального определения молярной массы растворенного вещества.

69. Осмос и осмотическое давление. Уравнение Вант-Гоффа. Полупроницаемые мембраны в организме.

70. Роль осмоса в биологических процессах. Осмотическое давление плазмы крови. Гипо-, гипер- и изотонические растворы. Применение изотонических растворов в медицинской практике. Плазмолиз. Гемолиз.

71. Теория электролитической диссоциации С.Аррениуса. Механизм диссоциации электролитов в водных растворах. Растворы электролитов как проводники второго рода. Удельная и молярная электропроводность растворов Электрическая проводимость биологических жидкостей и тканей в норме и патологии.

72. Основные положения теории слабых электролитов Аррениуса. Константа диссоциации, степень диссоциации. Закон разведения Оствальда.

73. Основные положения теории сильных электролитов Дебая-Гюккеля. Ионная сила растворов. Активность, коэффициент активности.

74. Роль электролитов в жизнедеятельности человека. Ионный состав внутри- и внеклеточных жидкостей. Ионная сила плазмы крови.

75. Коллигативные свойства разбавленных растворов электролитов. Изотонический коэффициент Вант-Гоффа. Связь между изотоническим коэффициентом и степенью диссоциации слабого электролита или "кажущейся" степенью диссоциации сильного электролита.

76. Диссоциация воды. Ионное произведение воды. Водородный показатель рН, как количественная мера активной кислотности и щелочности. Измерения рН растворов. Значение рН биологических жидкостей.

77. Буферные системы, классификация, механизм их действия. Расчет рН буферных систем. Уравнение Гендерсона-Гассельбаха. Буферная емкость.

78. Буферные системы крови. Гидрокарбонатная буферная система. Гемоглобиновая буферная система. Гидрофосфатная буферная система. Белковая буферная система. Сравнительная характеристика емкости буферных систем крови. Понятие о кислотно-щелочном равновесии крови. Ацидоз и алкалоз.

79. Гидролиз солей. Константа и степень гидролиза. Роль гидролиза в биохимических процессах.

80. Окислительно-восстановительные реакции. Основные положения теории окислительно-восстановительных реакций. Классификация окислительно-восстановительных реакций и их роль в организме.

81. Метод электронного баланса и метод полуреакций при расстановке коэффициентов в уравнениях ОВ реакций. Важнейшие окислители и восстановители.

82. Устройство и принцип действия гальванических элементов. ОВ, диффузные и мембранные потенциалы. Уравнение Нернста. Классификация электродов.

83. Потенциометрия. Потенциометрическое определение рН растворов. Хлорсеребряный электрод. Стеклянный электрод с водородной функцией.

84. Потенциометрическое титрование, его сущность и использование в количественном анализе для определения концентрации веществ и констант диссоциации слабых электролитов (на примере лабораторной работы).

85. Окислительно-восстановительные равновесия. Константа равновесия ОВ процессов. Прогнозирование направления окислительно-восстановительных реакций по величинам ОВ потенциалов (рассмотреть на конкретном примере). Расчет константы равновесия ОВР.

86. Поверхностные явления и их значение в медицине и биологии. Поверхностная энергия и поверхностное натяжение. Определение поверхностного натяжения сталагмометрическим методом.

87. Адсорбция поверхностно-активных веществ на границе раздела жидкость-газ. Уравнение Гиббса. Уравнение Шишковского. Объединенное уравнение Гиббса-Шишковского. Правило Дюкло-Траубе. Структура биологических мембран. Применение ПАВ в медицине.

88. Твердые адсорбенты. Активная поверхность как важнейшая характеристика твердых адсорбентов. Классификация твердых адсорбентов. Биологическая роль пищевого волокна.

89. Адсорбция на твердых адсорбентах. Теория мономолекулярной адсорбции Ленгмюра. Уравнение Ленгмюра. Теория полимолекулярной адсорбции Поляни и БЭТ. Эмпирическое уравнение Фрейндлиха.

90. Адсорбция из растворов электролитов: избирательная, ионообменная. Правила Панета-Фаянса. Иониты, их применение в медицине и биологии.

91. Адсорбционная терапия. Гемо-, лимфо- и плазмосорбция. Энтеросорбция и энтеросорбенты.

92. Дисперсные системы. Их классификация. Методы получения и очистки коллоидных растворов.

93. Молекулярно-кинетические и оптические свойства дисперсных систем.

94. Электрокинетические явления. Электрофорез, электроосмос. Применение электрофореза в биологических и медицинских исследованиях.

95. Строение коллоидной мицеллы лиофобных золей. Двойной электрический слой. Электрокинетический потенциал коллоидной частицы и устойчивость коллоидного раствора.

96. Кинетическая и агрегативная устойчивость лиофобных золей. Коагуляция и факторы ее вызывающие. Основные закономерности коагуляции под действием электролитов. Кинетика коагуляции. Порог коагуляции. Правило Шульце-Гарди.

97. Понятие о теории коагуляции. Процессы коагуляции при очистке питьевой воды и сточных вод (взаимная коагуляция). Коагуляция золей смесями электролитов. Коллоидная защита Биологическое значение процессов коагуляции и коллоидной защиты.

98. Микрогетерогенные системы: эмульсии, аэрозоли, пены.

99. Высокомолекулярные соединения и их растворы. Природные и синтетические ВМС. Методы получения ВМС и их классификация.

100. ВМС. Растворение и набухание. Растворы ВМС.

101. Полиэлектролиты. Изоэлектрическое состояние и изоэлектрическая точка белка. Методы определения ИЭТ.

Обратить внимание:

1. Написание электронных формул атомов и ионов элементов ПСЭ Д.И. Менделеева

2. Составление в молекулярной и ионной форме уравнений реакций обмена, гидролиза солей, окисления-восстановления и комплексообразования.

3. Сущность лабораторных работ, выполненных в семестре.