3350

Спиридонов Б.А. Курс общей химии: учеб. пособие /Б.А. Спиридонов. Воронеж: ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет», 2009. 385с.

Учебное пособие состоит из четырех разделов. В первых двух разделах рассмотрены общетеоретические вопросы: основные стехиометрические законы, строение атомов и закономерности изменения свойств элементов и их соединений, химическая связь, кристаллическое состояние вещества. Дано понятие о фуллерене и углеродных нанотрубках. В третьем и четвертом разделах рассмотрены специальные вопросы общей химии: принцип работы гальванических элементов, электролиз и его техническое применение, физико-химические свойства металлов и полупроводников.

Издание соответствует требованиям Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению 210200 «Проектирование и технология электронных средств», специальности 210201 «Проектирование и технология радиоэлектронных средств», по направлению 140600 «Электротехника, электромеханика и электротехнологии», специальностям 140601 «Электромеханика», 140604 «Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов», дисциплине «Химия»

Издание предназначено для студентов 1-го курса всех форм обучения.

Учебное пособие подготовлено в электронном виде в тестовом редакторе MS Word XP и содержится в файле КУРС ОБЩЕЙ ХИМИИ.doc.

Табл. 16. Ил. 86. Библиогр.: 7 назв.

Научный редактор д-р техн. наук, проф. В.И. Федянин Рецензенты: кафедра химии Воронежской государст -

венной лесотехнической академии (зав. кафедрой д-р техн. наук, проф. Л.И. Бельчинская); к.х.н., доцент В.П Горшунова

©Спиридонов Б.А., 2009

©Оформление. ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет», 2009

5

окислителей и восстановителей, а также дана количественная характеристика реакций.

При рассмотрении теории электрохимических процессов показано строение двойного электрического слоя в зависимости от активности металлов. В главах, описывающих работу химических источников тока и электролиз, особое внимание обращено на поляризационные явления. Приведены примеры технического применения электролиза.

Характеризуя коррозионные процессы, представлена их классификация и в том числе по механизму протекания. Показаны методы защиты от электрохимической коррозии.

В главах четвертого раздела рассмотрены физикохимические свойства металлов, полупроводников и диэлектриков.

Дано представление о химической идентификации веществ на основе качественного и количественного методов анализа.

Учебное пособие предназначено студентам 1 – ого курса очной и заочной форм обучения радио- и электротехнических специальностей и может быть полезным при изучении химии в нехимических технических вузах.

7

женными частицами, а в ядерном - между протонами и нейтронами.

Всеобщими формами бытия материи являются пространство и время, которые не существуют вне материи, как не может быть и материальных объектов, которые не обладали бы пространственно – временными свойствами.

Коренным и неотъемлемым свойством материи является движение - способ еѐ существования. Формы движения материи очень разнообразны, они взаимно связаны и могут переходить из одной в другую. Например, механическая форма движения материи может переходить в электрическую форму, электрическая - в тепловую и т.д. Мерой движения материи, количественной его характеристикой является энергия.

1.2. Определение химии

Различные формы движения материи изучаются различными науками – физикой, химией, биологией и др. Химия изучает химическую форму движения материи, под которой понимается качественное изменение веществ, превращение одних веществ в другие. При этом разрываются, вновь возникают или перераспределяются химические связи между атомами, входящими в состав вещества. В результате химических процессов возникают новые вещества с новыми физикохимическими свойствами.

Таким образом, химия это наука, изучающая процессы превращения веществ, сопровождающиеся изменением состава, структуры и свойств, а также взаимные переходы между этими процессами и другими формами движения материи.

Объектом изучения в химии являются химические элементы и их соединения. Изучая свойства веществ и их превращения химия раскрывает законы природы, познает материю и еѐ движение. Изучение химии как одной из важнейших фундаментальных естественных наук необходимо для формирования научного мировоззрения.

9

атомных частиц: протонов, нейтронов и электронов. Протоны имеют положительный заряд; нейтроны не имеют заряда, а электроны имеют отрицательный заряд. Заряды на протоне и электроне одинаковы по величине. Протоны и нейтроны занимают вместе очень небольшой объем атома, называемый ядром. Большую часть остального объема атома составляет пространство, в котором движутся электроны. Поскольку атомы не имеют результирующего электрического заряда, в каждом атоме содержится равное число электронов и протонов. Заряд ядра определяется числом протонов.

Химический элемент - вид атомов, характеризующихся одинаковым зарядом ядра и, соответственно, характеризующихся определенной совокупностью свойств. Атомы одного и того же элемента, отличающиеся числом нейтронов, и, следовательно, массой, называются изотопами. Символ 126С или просто 12С означает атом углерода с шестью протонами и шестью нейтронами. Число протонов в ядре атома называется атомным номером. Верхний индекс (12) называется массовым числом и указывает суммарное число протонов и нейтронов в ядре атома.

Понятие "химический элемент" нельзя отождествлять с понятием "простое вещество". Простое вещество характеризуется определенной плотностью, растворимостью, температурами плавления и кипения и др. Эти свойства относятся к совокупности атомов и для разных простых веществ они различны.

Химический элемент характеризуется определенным зарядом ядра, изотопным составом и др. Свойства элемента относятся к его отдельным атомам.

Сложные вещества состоят не из простых веществ, а из элементов. Например, вода состоит не из простых веществ водорода и кислорода, а из элементов водорода и кислорода.

Многие химические элементы образуют несколько простых веществ, различных по строению и свойствам. Это явление называется аллотропией, а образовавшиеся вещества - ал-

11

лотропными видоизменениями или модификациями. Так, элемент кислород образует две аллотропные модификации: кислород О2 и озон О3; элемент углерод - три: алмаз, графит и карбин.

Химическая форма движения материи исследуется и познается измерением физических свойств и физических величин, присущих каждому веществу. Физической величиной является, например, масса вещества, его плотность, температура плавления. В химии широко используются понятия относительной атомной и молекулярной массы вещества.

Относительная атомная масса. Массы атомов чрезвы-

чайно малы. Так, масса атома водорода составляет 1,674 10-27 кг, кислорода - 2,667 10-26 кг. В химии традиционно применяют не абсолютные значения масс, а относительные. За единицу относительных масс принята атомная единица массы (сокращенно а.е.м.), представляющая собой 1/12 массы атома углерода - 12, т.е. изотопа углерода 6С - 1,66 10-27 кг. Поскольку большинство элементов имеют атомы с различной массой, поэтому относительная атомная масса химического элемента есть безразмерная величина, равная отношению средней массы атома естественного изотопического состава элемента к 1/12 массы атома углерода.

Относительную атомную массу элемента обозначают Аr. Например,

где 1,993·10-26 кг – масса атома углерода.

Относительная молекулярная масса. Относительные молекулярные массы, так же как и атомные, выражаются в атомных единицах массы. Относительная молекулярная масса вещества есть безразмерная величина, равная отношению средней массы молекулы естественного изотопического состава вещества к 1/12 массы атома углерода 126С.

12