- •Глава 1. Основные химические понятия и законы. Агрегатные состояния веществ
- •1.1. Химия – наука о веществах и их превращениях
- •1.2. Атомно-молекулярное учение
- •1.3. Закон постоянства состава
- •1.4. Закон простых кратных отношений
- •1.5. Атомные и молекулярные массы
- •1.6. Количество вещества
- •1.7. Закон Авогадро
- •1.8. Закон простых объемных отношений Гей-Люссака
- •1.9. Закон эквивалентов
- •1.10. Газовые законы
- •1.11. Закон Бойля-Мариотта
- •Глава 2. Основные классы неорганических соединений
- •2.1. Классификация неорганических веществ
- •2.2. Классификация реакций в неорганической химии
- •2.3. Номенклатура, получение и химические свойства неорганических веществ
- •Глава 3. Строение атома
- •3.1. История развития учения о строении атома
- •3.2. Квантово-механическая модель строения атома
- •3.2.1. Квантовые числа
- •3.2.2. Строение многоэлектронных атомов
- •3.3. Периодический закон д.И. Менделеева
- •3.3.4.1. Атомные радиусы.
- •Глава 4. Химическая связь
- •4.1. Химичсекая связь
- •4.1. Образование и свойства химической связи
- •4.1.1. Полярность связи
- •4.1.2. Поляризуемость связи
- •4.1.3. Энергия и длина связи
- •4.1.4. Направленность ковалентной связи
- •4.1.4.1. Гибридизация атомных орбиталей
- •4.1.4.2. Образование σ-, π- и δ-связей
- •4.1.4.3. Образование кратных связей
- •4.2. Механизмы образования ковалентных связей
- •4.2.1. Обменный механизм
- •4.2.2. Донорно-акцепторный механизм
- •4.2.3. Насыщаемость – свойство ковалентной связи
- •4.3. Ионная химическая связь
- •4.4. Метод валентных связей
- •4.5. Метод молекулярных орбиталей
- •4.5.1. Связывающие и разрыхляющие орбитали
- •4.5.2. Порядок и энергия связи
- •4.5.3. Электронные конфигурации молекул
- •4.6. Металлическая связь
- •4.7. Межмолекулярное взаимодействие
- •4.7.2. Водородная связь
- •4.8. Химическая связь и строение вещества
- •4.8.1. Общая характеристика жидкого состояния.
- •4.8.2. Характеристика свойств веществ в твердом состоянии
- •Глава 5. Химическая термодинамика
- •5.1. Основные понятия и определения
- •5.2. Функции состояния
- •5.2.1. Внутренняя энергия (u)
- •5.2.2. Энтальпия (н)
- •5.2.3. Закон Гесса
- •Рассмотрим некоторые следствия из закона Гесса:
- •5.2.4. Энтропия (s)
- •5.2.5. Энергия Гиббса (g)
- •Глава 6. Химическая кинетика
- •6.1. Скорость химической реакции
- •6.2. Влияние концентрации реагирующих веществ на скорость реакции
- •6.3. Влияние температуры на скорость химической реакции
- •6.4. Влияние катализаторов на скорость химической реакции
- •6.6. Химическое равновесие
- •6.7. Принцип Ле-Шателье
- •6.8. Фазовые равновесия
- •6.9. Термический анализ
- •Контрольные вопросы
- •Ответы к тестовым заданиям
- •Лабораторная работа № 5 Скорость химической реакции. Катализ
- •Ход работы
- •Глава 7. Растворы. Дисперсные системы
- •7.1. Растворы как гомогенные системы
- •7.2. Вода
- •7.3. Способы выражения состава раствора
- •7.4. Растворимость веществ в воде
- •7.5. Изменение энтальпии и энтропии при растворении
- •7.6. Свойства разбавленных молекулярных растворов
- •7.6.1. Закон Рауля
- •7.6.2. Понижение температуры замерзания и повышение температуры кипения разбавленных молекулярных растворов
- •7.6.3. Осмос
- •7.7. Растворы электролитов
- •7.7.1. Степень диссоциации
- •7.7.2. Диссоциация слабых электролитов. Константа диссоциации. Закон разбавления Оствальда
- •7.7.3. Теория сильных электролитов
- •7.8. Реакции обмена в растворах электролитов
- •7.8.5. Буферные растворы
- •7.8.6. Гидролиз солей
- •7.9. Дисперсные системы. Коллоидные растворы
- •7.9.1. Общие понятия о дисперсных системах
- •7.9.2. Поверхностные явления
- •7.9.3. Самопроизвольные поверхностные процессы
- •7.9.4 Адсорбция
- •7.9.5. Строение двойного электрического слоя на границе раздела фаз. Электрические свойства коллоидных растворов
- •7.9.6. Методы получения коллоидных растворов
- •7.9.7. Очистка коллоидов. Мембраны и мембранные процессы
- •7.9.8. Устойчивость коллоидных систем. Коагуляция коллоидных растворов
- •7.9.9. Оптические свойства коллоидных растворов.
- •7.9.10. Структурно-механические свойства дисперсных систем
- •Заключение
- •Контрольные вопросы
- •Ответы к тестовым заданиям
- •Лабораторная работа № 6 Часть I. Сильные и слабые электролиты
- •Ход работы
- •Лабораторная работа № 6 Часть II. Дисперсные системы и коллоидные растворы
- •Ход работы
- •Ход работы
- •Ход работы
- •Глава 8. Окислительно-восстановительные реакции
- •8.1. Определение степени окисления
- •8.2. Окисление и восстановление
- •8.3. Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций
- •8.3.1. Метод электронного баланса
- •8.3.2. Ионно-электронный метод
- •8.4. Типы окислительно−восстановительных реакций
- •8.5. Окислительно-восстановительные эквиваленты
- •Контрольные вопросы
- •Примеры решения задач
- •Тестовые задания для самоконтроля
- •Ответы к тестовым заданиям
- •Лабораторная работа № 7 Окислительно-восстановителдьные реакции
- •Ход работы
- •Глава 9. Электрохимия
- •9.1. Возникновение скачка потенциала на границе металл-раствор электролита. Электродные потенциалы
- •9.2. Гальванический элемент Даниэля-Якоби
- •9.2.1. Измерение электродных потенциалов. Электроды сравнения
- •9.2.2. Уравнение Нернста
- •9.2.3. Окислительно-восстановительные электроды
- •9.3. Химические источники тока
- •9.4. Коррозия металлов
- •9.4.1. Химическая коррозия
- •9.4.2. Электрохимическая коррозия
- •9.4.3. Пассивность металла
- •9.4.4. Защита металлов от коррозии
- •9.5. Электролиз
- •9.5.1. Электролиз расплавов
- •9.5.2. Электролиз расторов
- •9.5.3. Законы электролиза
- •9.5.4. Поляризация и перенапряжение
- •9.5.5. Применение электролиза
- •Контрольные вопросы
- •Примеры выполнения заданий
- •Ответы к тестовым заданиям
- •Лабораторная работа № 8 Ряд напряжений металлов и электрохимическая коррозия
- •Ход работы
- •Лабораторная работа № 9 Электролиз растворов электролитов
- •Ход работы
- •Глава 10. Общие свойства металлов
- •10.1. Положение металлов в периодической системе
- •10.2. Физические свойства металлов
- •10.3. Металлическая связь
- •10.4. Кристаллическое строение металлов
- •10.5. Получение металлов
- •10.6. Химические свойства металлов
- •Контрольные вопросы
- •Примеры выполнения заданий
- •Лабораторная работа № 10 Химические свойства металлов
- •Ход работы
- •Глава 11. Металлы d-семейства
- •11.1. Электронное стоение и положение в периодической системе
- •11.2. Физические свойства d-металлов
- •11.3. Химические свойства
- •11.4. Свойства соединений d-металлов
- •Контрольные вопросы
- •Примеры выполнения заданий
- •Задания для самостоятельной работы
- •Тестовые задания для самоконтроля
- •Ответы к тестовым заданиям
- •Лабораторная работа № 11 Химические свойства соединений d-металлов
- •Ход работы
- •Глава 12. Комплексные соединения
- •12.1. Координационная теория Вернера
- •12.2. Номенклатура комплексных соединений
- •12.3. Химическая связь в комплексных соединениях
- •12.4. Комплексные соединения как электролиты
- •Контрольные вопросы
- •Примеры выполнения заданий
- •Задания для самостоятельной работы
- •Тестовые задания для самоконтроля
- •Лабораторная работа № 12 Комплексные соединения
- •Ход работы
- •Глава 13. Органические соединения
- •13.1. Теория химического строения а.М. Бутлерова
- •13.2. Классификация органических соединений
- •13.3. Основы номенклатуры органических соединений
- •13.4. Классификация реакций в органической химии
- •13.5. Химические свойства классов органических соединений
- •Контрольные вопросы
- •Примеры выполнения заданий
- •Задания для самостоятельной работы
- •Тестовые задания для самоконтроля
- •Ключи к тестовым заданиям
- •Лабораторная работа № 13 Химические свойства органических соединений некоторых классов
- •Ход работы
- •Глава 14. Полимеры
- •14.1. Природные полимеры
- •14.1.1. Натуральный каучук
- •14.1.2. Крахмал
- •14.1.3. Целлюлоза
- •14.1.4. Белки
- •14.2. Синтетические полимеры
- •14.2.1. Получение синтетических полимеров
- •14.2.2. Структура полимеров
- •14.2.3. Химические свойства полимеров
- •14.2.4. Электрические свойства полимеров
- •Контрольные вопросы
- •Примеры выполнения заданий
- •Задания для самостоятельной работы
- •Тестовые задания для самоконтроля
- •Лабораторная работа № 14 Получение синтетических полимеров
- •Глава 15. Химическая идентификация веществ. Качественный и количественный анализ
- •15.1. Качественный анализ
- •15.1.1. Методы очистки и разделения веществ.
- •15.1.2. Идентификация катионов неорганических веществ
- •15.2. Количественный анализ - определение содержания компонентов в анализируемом веществе
- •15.2.1. Гравиметрический метод анализа
- •15.2.2. Титриметрический метод анализа
- •15.2.3. Оптические методы анализа
- •15.2.4. Электрохимические методы анализа
- •Задания для самостоятельной работы
- •Тестовые задания для самоконтроля
- •Ответы к тестовым заданиям
- •Лабораторная работа № 15 Определение общей жесткости воды
- •Ход работы
- •Заключение
- •Приложения Приложение 1 Важнейшие величины и соотношения, применяемые при решении задач
- •Приложение 2 Электроотрицательность элементов по Полингу
- •Приложение 3 Термодинамические константы некоторых веществ
- •Приложение 4 Растворимость некоторых солей и оснований в воде
- •Приложение 5 Степень диссоциации некоторых электролитов
- •Приложение 6 Константы диссоциации некоторых электролитов при 298 к
- •Приложение 7 Произведение растворимости некоторых малорастворимых электролитов при 25°с
- •Приложение 8 Стандартные электродные потенциалы ( е°) металлов при 25°с (ряд напряжений)
- •Приложение 9 Стандартные окислительно-восстановительные потенциалы некоторых систем в водных растворах при 25°с
- •Приложение 10 Коэффициенты активности f ионов при различной ионной силе раствора
- •Приложение 11 Константы нестойкости комплексных ионов при 25°с*
- •Приложение 12
- •Приложение 13 Свойства и применение некоторых полимеров
- •Список литературы
- •Содержание
- •Глава 5. Химическая термодинамика 47
- •Глава 6. Химическая кинетика 54
- •Глава 7. Растворы. Дисперсные системы 74
- •Глава 8. Окислительно-восстановительные реакции 127
- •Глава 9. Электрохимия 142
- •Глава 10. Общие свойства металлов 178
- •Глава 11. Металлы d-семейства 191
- •Глава 12. Комплексные соединения 203
- •Глава 13. Органические соединения 216
- •Глава 14. Полимеры 233
- •Глава 15. Химическая идентификация веществ. Качественный и количественный анализ 249
Список литературы
Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 2005. – 743 с.
Глинка Н.Л. Общая химия. – М.: Юрайт, 2012. – 898 с.
Жмурко Г., Казакова Е., Кузнецов В., Яценко А. Общая химия. М.: Академия, 2011. 512 с.
Коровин Н.В. Общая химия. – М.: Высшая школа, 2009. – 557 с.
Росин И.В., Томина Л.Д. Общая и неорганическая химия. Современный курс. – М.: Юрайт, 2012. – 1338 с.
Хаускрофт К.Е., Констебл Э.К.. Современный курс общей химии: Пер. с англ.: В 2-х т. – М.: Мир, 2002. – 528 с.
Князев Д., Смарыгин С.. Неорганическая химия. М.: Юрайт, 2012. 592 с.
Тамм М., Третьяков Ю. Неорганическая химия. В 3 томах. Том 1. Физико-химические основы неорганической химии. М.: Академия, 2012. 240 с.
Тамм М., Третьяков Ю. Неорганическая химия. В 3 томах. Том 2. Химия непереходных элементов. М.: Академия, 2011. 368 с.
Тамм М., Третьяков Ю.. Неорганическая химия. В 3 томах. Том 3. Химия переходных элементов. Книга 2. М.: академия, 2008. 400 с.
Неорганическая химия: в 3 т. / Под ред. Ю.Д. Третьякова. Т. 2: Химия непереходных элементов. – М.: Академия, 2004.
Кудряшева Н. С., Бондарева Л. Г. Физическая химия. – М.: Юрайт, 2012. – 340 с.
Семченко Д., Стромберг А.. Физическая химия. М.: Высшая школа, 2009. 528 с.
Умрихин В. Физическая химия. М.: КДУ, 2009. 232 с.
Щукин Е., Перцов А., Амелина Е. Коллоидная химия. М.: Юрайт, 2014. 446 с.
Большова Т., Брыкина Г., Гармаш А., Долманова И., Дорохова Е., Золотов Ю., Фадеева В., Шпигун О.. Основы аналитической химии. В 2 книгах. Книга 1. Общие вопросы. Методы разделения. М.: Высшая школа, 2004. 360 с.
Киреев В.В. Высокомолекулярные соединения. – М.: Юрайт, 2013. – 773 с.
Хаханина Т.И., Никитина Н.Г. Аналитическая химия. – М.: Юрайт, 2012. – 278 с.
Грандберг И. И., Нам Н. Л. Органическая химия. – М.: Юрайт, 2013. – 608 с.
Березин Б., Березин Д. Органическая химия. М.: Юрайт, 2012. 768 с.
Юровская М., Куркин А. Основы органической химии. М.: Бином. Лаборатория знаний, 2012. 240 с.
Семчиков Ю.Д. Высокомолекулярные соединения. – М.: Академия, 2005. – 368 с.
Киреев В.В. Высокомолекулярные соединения. – М.: Юрайт, 2013. – 602 с.
Гельфман М.И., Ковалевич О.В., Юстратов В.И. Коллоидная химия. – СПб., М.: Лань, 2008.
Содержание
Глава 1. ОСНОВНЫЕ ХИМИЧЕСКИЕ ПОНЯТИЯ И ЗАКОНЫ. АГРЕГАТНЫЕ СОСТОЯНИЯ ВЕЩЕСТВ 1
1.1. Химия – наука о веществах и их превращениях 1
1.2. Атомно-молекулярное учение 2
1.3. Закон постоянства состава 2
1.4. Закон простых кратных отношений 2
1.5. Атомные и молекулярные массы 2
1.6. Количество вещества 3
1.7. Закон Авогадро 3
1.8. Закон простых объемных отношений Гей-Люссака 4
1.9. Закон эквивалентов 4
1.10. Газовые законы 5
1.11. Закон Бойля-Мариотта 5
Глава 2. ОСНОВНЫЕ КЛАССЫ НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ 7
2.1. Классификация неорганических веществ 7
2.2. Классификация реакций в неорганической химии 7
2.3. Номенклатура, получение и химические свойства неорганических веществ 7
Глава 3. СТРОЕНИЕ АТОМА 16
3.1. История развития учения о строении атома 16
3.2. Квантово-механическая модель строения атома 16
3.2.1. Квантовые числа 17
3.3. Периодический закон Д.И. Менделеева 22
Глава 4. ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ 27
4.1. Химичсекая связь 27
4.1. Образование и свойства химической связи 27
4.1.1. Полярность связи 28
4.1.2. Поляризуемость связи 29
4.1.3. Энергия и длина связи 29
4.1.4. Направленность ковалентной связи 30
4.1.4.1. Гибридизация атомных орбиталей 30
4.1.4.2. Образование σ-, π- и δ-связей 33
4.1.4.3. Образование кратных связей 34
4.2. Механизмы образования ковалентных связей 34
4.2.1. Обменный механизм 34
4.2.2. Донорно-акцепторный механизм 35
4.2.3. Насыщаемость – свойство ковалентной связи 36
4.3. Ионная химическая связь 36
Так как электрическое поле иона имеет сферический характер, то для ионной химической связи не характерна направленность. Взаимодействие между ионами осуществляется одинаково независимо от направления. Два разноименных иона, притянувшись друг к другу, сохраняют способность электростатически взаимодействовать с другими ионами. Поэтому к данному иону может присоединяться различное число ионов противоположного знака. Таким образом, ионной связи также не свойственна насыщаемость. Число присоединенных ионов зависит от их зарядов и соотношений геометрических размеров. Ионная химическая связь имеет место в твердых веществах с ионной кристаллической решеткой. 37
4.4. Метод валентных связей 37
4.5. Метод молекулярных орбиталей 37
4.5.1. Связывающие и разрыхляющие орбитали 38
4.5.2. Порядок и энергия связи 39
4.5.3. Электронные конфигурации молекул 41
4.6. Металлическая связь 42
4.7. Межмолекулярное взаимодействие 42
4.7.1. Ван-дер-Ваальсовы силы 42
4.7.2. Водородная связь 43
4.8. Химическая связь и строение вещества 43
Вещества в газообразном состоянии характеризуются большими по сравнению с размерами молекул межмолекулярными расстояниями и пренебрежительно малыми силами взаимодействия между молекулами. 43
У веществ в конденсированном (жидком или твердом) состоянии растояния между частицами вещества малы и силы взаимодействия, удерживающие их вместе могут быть очень велики. Эти силы имеют электрическую природу, но прочность связи между частицами зависит от того, являются ли они молекулами, атомами, ионами и, следовательно, каков тип связи между ними – ковалетная, ионная, металлическая, водородная или ванн-дер-ваальсова. 43
4.8.1. Общая характеристика жидкого состояния. 44
4.8.2. Характеристика свойств веществ в твердом состоянии 44
