- •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
Приложения Приложение 1 Важнейшие величины и соотношения, применяемые при решении задач
№ п/п |
Название величины |
Обозначение |
Уравнение связи или способ вычисления |
Единицы измерения |
|
1 |
Относительная атомная масса |
Ar(Э) |
а)
б) Ar(ср.) указана в периодической системе, округляется до целочисленных значений, кроме Ar(Cl) = 35,5 |
не имеет размерности |
|
2 |
Относительная молекулярная масса |
Mr(в-ва) |
Мr(ВхДу) = хАr(B) + уАr(Д) |
не имеет размерности |
|
3 |
Абсолютная атомная масса |
mа |
|
кг, г |
|
4 |
Абсолютная молекулярная масса |
mМ |
|
кг, г |
|
5 |
Общее число частиц |
N |
а) N = NA б)
|
молекула, атом, ион |
|
6 |
Постоянная Авогадро |
NA |
NA = 6,021023 |
1/моль |
|
7 |
Количество вещества |
|
|
моль |
|
8 |
Масса вещества |
m |
а) m = V б) m = mMN в) m = M |
кг, г |
|
9 |
Молярная масса |
M |
а)
б){M} = Mr |
г/моль |
|
10 |
Молярный объем газа при нормальных условиях |
Vm,0 |
Vm,0 = 22,4 |
л/моль |
|
11 |
Объем вещества |
V |
а) б) V0(н.у.) = Vm,0 |
мл, л, м3 |
|
12 |
a) Давление газа |
P |
|
Па, кПа 101,325 кПа |
|
б) Давление газа при н.у. |
Р0 |
||||
13 |
а) Абсолютная температура |
T |
T = 273 + t° |
K |
|
б) Абсолютная температура при н.у. |
Т0 |
Т0 = 273°С |
K |
||
14 |
Универсальная газовая постоянная |
R |
R = 8,314
|
Дж/мольК |
|
15 |
а) Стандартная энтальпия образования |
H°f,298 |
G = H – TS |
кДж/моль |
|
б) Стандартная энтропия образования |
S°f,298 |
Дж/Кмоль |
|||
в) Стандартная энергия образования Гиббса |
G°f,298 |
кДж/моль |
|||
16 |
Плотность вещества, раствора |
|
|
г/мл, г/см3 |
|
17 |
Относительная плотность одного газа по другому |
|
|
не имеет размерности |
|
18 |
Массовая доля |
|
а) Для вещества ВхДу
б) Для смеси веществ (В + Д)
в) Для раствора
|
Не имеет размерности или % |
|
19 |
Практический выход продукта реакции |
|
|
% |
|
20 |
Коэффициент растворимости |
ks |
|
не имеет размерности |
|
21 |
Масса раствора |
mр-ра |
а) mр-ра = р-раVр-ра б) mр-ра = mв-ва + mр-ля в)
|
кг, г |
|
22 |
Молярная концентрация |
СМ |
|
моль/л |
|
23 |
Молярная концентрация эквивалентов |
СН |
|
моль-экв/л |
|
24 |
Фактор эквивалентности |
f |
|
не имеет размерности |
|
25 |
Молярная масса эквивалента |
МЭ |
МЭ = Мf |
г/моль |
|
26 |
Количество в-ва эквивалента |
Э |
|
моль |
|
27 |
Скорость химической реакции при температуре (t) |
|
|
моль/лс |
|
28 |
Температурный коэффициент |
|
|
не имеет размерности |
|
29 |
Изменение скорости реакции при любом изменении температуры |
n |
|
не имеет размерности |
|
30 |
Число десятков градусов |
n |
|
не имеет размерности |
|
31 |
Изменение температуры |
t |
(t2 – t1) |
C; K |
|
32 |
Степень диссоциации |
α |
|
% |
|
33 |
Константа диссоциации слабого электролита |
Kд |
|
– |
|
34 |
Произведение растворимости |
ПР |
ПР(АВ2) = [A][B]2 |
– |
|
35 |
Водородный показатель |
pH |
pH = –lg[H+] |
– |
|
36 |
Ионное произведение воды |
Kw |
Kw = [OH–][H+] = 10–14 |
– |
|
Соотношения величин по уравнениям реакций |
|||||
37 |
Молярные отношения
Массовые отношения
Закон объемных отношений газов |
Для аА + bВ = dD + eE а) A : B : D : E = a : b : d : e б) mA : mB : mD : mE = = aMA : bMB : dMD : eME Если А, В, D, E – газы, то в) VA : VB : VD : VE = a : b : d : e |
|||
38 |
Закон эквивалентов для растворов |
СН1V1 = CH2V2 |
|||
39 |
Закон действия масс, где [A] и [B] молярные концентрации веществ в растворе или газовой фазе |
Для aA + bB → D
|
|||
40 |
Константа химического равновесия |
Для aA + bB = dD + eE
|
|||
41 |
Изменение энтальпии в химической реакции |
Hреакции = Нf(прод) – Нf(исходн.в-в) |
|||
42 |
Изменение энергии Гиббса в химической реакции |
Gреакции = Gf(прод) – Gf(исходн.в-в) |
|||
43 |
Изменение энтропии в химической реакции |
S = Sf(прод) – Sf(исх.в-в) |
|||
44 |
ЭДС окислительно-восстановительной реакции |
Ереакции = Е°ок-ля – Е°в-ля |
|||
