МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФГОУ ВПО «Сибирский федеральный университет»

Р.Б. Николаева

НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

Часть I Теоретические основы химии

Учебное пособие

Издание третье

Красноярск 2007

2

УДК 54:546(075.8)

ББК 24.1я73

Н 63

Рецензенты: зав. кафедрой неорганической и аналитической химии КГАЦМиЗ, канд. техн. наук, доц. А.В. Нечепуренко; канд. хим. наук КГАЦМиЗ Л.А. Бендерская

Николаева Раиса Борисовна

Неорганическая химия. Часть 1. Теоретические основы химии: учебное пособие / Сибирский федеральный университет. – Красноярск: Сибирский федеральный университет (3-е изд.), 2007. – 119 с., ил.

Данная работа является первой из четырех частей учебно-методического пособия по неорганической химии для студентов первого курса специальности «Химия». В основу данной методической разработки положен принцип системного обучения профессора МГУ Зайцева О.С., в частности, поблочное изложение материала, при этом раздел «Строение атома и химическая связь» расположен после блоков «Термодинамика и кинетика» и «Растворы», что обусловлено календарным планом практических занятий студентов.

Материал структурирован таким образом, чтобы сформировать у студентов целостное представление о химии, как о логической и хорошо систематизированной науке. С этой целью даются объяснения физического смысла всех приводимых количественных характеристик. В частности, энтропии, изменения энергии Гиббса в ходе реакций при стандартных и нестандартных условиях. Движущая сила химических процессов интерпретирована с позиции второго закона термодинамики. Действие принципа Ле Шателье объяснено как с кинетических, так и с термодинамических представлений.

Обосновывается безразмерность констант равновесия и совпадение размерностей константы скорости и скорости реакции независимо от ее порядка. Показана связь констант равновесия и констант скоростей не только для одностадийной реакции, но и для многостадийного процесса.

Даются строгие понятия энергии активации в формуле Аррениуса (как величины, не зависящей от температуры при данном механизме реакции), валентности элемента и порядка связи (с точки зрения квантовой химии) и т.п. Приведена классификация видов связей, а также типов кристаллических решеток, которая позволяет хорошо объяснять физические и химические свойства большинства неорганических веществ.

После изложения каждой темы даны вопросы к семинарам, которые позволяют организовать проблемное обучение с целью развития творческих способностей студентов.

Подчеркнем, что данное пособие не заменяет учебники, а должно использоваться наряду с ними при подготовке студентов к практическим занятиям, коллоквиумам или экзамену. Может быть рекомендовано аспирантам и (как методическая разработка) преподавателям химии.

© Николаева Р.Б., 2007

ISBN 5-7638-0026-5

Список принятых сокращений и условных обозначений1

α - степень диссоциации α_г – степень гидролиза

R – газовая постоянная

H-связь – водородная связь

L – лиганд N_A – число Авогадро

а.е.м. – атомная единица массы

а.к. – активированный комплекс б/в – безводный б/ц – бесцветный БГ – благородный газ В – валентность взрыв. - взрывает ДЭС – двойной электрический слой жидк. – жидкость ИПВ – исходные простые вещества

КС – комплексное соединение к.ч. – координационное число K _d – константа диссоциации

K _a – термодинамическая константа равновесия

K_в - ионное произведение воды

K_г – константа гидролиза конц. – концентрированный М - металл мас. – массовые МВС – метод валентных связей

МГВС – метод гипервалентных связей

ММВ – межмолекулярные взаимодействия

ММО – метод молекулярных орбиталей

ММС – межмолекулярные связи МО – молекулярная орбиталь н.у. – нормальные условия

1

НЭП – несвязывающая электронная пара об.у. – обычные условия ОВП – окислительно-восстановительный потенциал

ОВР – окислительно-восстановительная реакция

П_r - произведение реакции П_п.о. - произведение полуреакции окисления

ПР – произведение растворимости разл. – разлагается РЗМ – редкоземельные металлы РЗЭ – редкоземельные элементы сплав. - сплавление ст.ок. – степень окисления ст.у. – стандартные условия

т.кип – температура кипения

т.пл. – температура плавления

т.разл. – температура разложения ТКП – теория кристаллического поля ТЭД – теория электролитической диссо-

циации ХС – химические связи

ц.а. – центральный атом ЩЗМ – щелочноземельные металлы

ЩМ – щелочные металлы

Э.О. – электроотрицательность ЭСКП – энергия стабилизации кристаллическим полем

ЭЯНЭУ – экранирование ядра невалентными электронными уровнями

Часть условных обозначений см. в учебном пособии [7] в приложении 1 (здесь и далее в квадратных скобках указан порядковый номер в списке основной литературы, приведенном в конце данного пособия).