ЧАСТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

Медицинский университет «Реавиз»

О.Н. Киселева, Л.Ю. Юферева, Е.В. Антипов

ОПОРНЫЙ КОНСПЕКТ ПО ОБЩЕЙ И НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ

Учебное пособие

Самара

2023

1

УДК 54 ББК 24

К 44

Рецензенты:

канд. хим. наук, доцент кафедры фармации Медицинского университета «Реавиз»

А.А. Данилин;

канд. хим. наук, доцент кафедры физической химии и хроматографии Самарского национального исследовательского университета имени академика С.П. Королева

Р.В. Шафигулин

Киселева, Ольга Николаевна.

К 44 Опорный конспект по общей и неорганической химии: учебное пособие / О.Н. Киселева, Л.Ю. Юферева, Е.В. Антипов. – Самара: Медицинский университет «Реавиз», 2023. – 91 с.

В учебном пособии представлены минимальные базовые знания по общей и неорганической химии, необходимые для самоподготовки и самоконтроля обучающихся медицинских специальностей высших учебных заведений.

УДК 54 ББК 24

©Медицинский университет «Реавиз», 2023

©Киселева О.Н., 2023

©Юферева Л.Ю., 2023

©Антипов Е.В., 2023

2

Оглавление

3

4

Вопрос № 1. Основные понятия химии

Химия – наука о веществах, их составе, строении, свойствах и превращениях, связанных с изменением состава, строения и свойств образующих их частиц.

Атом – наименьшая частица химического элемента, являющаяся носителем его свойств.

Химический элемент – вид атомов, имеющих одинаковый положительный заряд ядра и характеризующихся определенной совокупностью свойств.

Изотопы – атомы одного элемента, различающиеся массой (количеством нейтронов в ядре).

Молекула – наименьшая частица вещества, являющаяся носителем его свойств и способная к самостоятельному существованию.

Простое вещество – вещество, молекулы которого состоят только из атомов одного элемента.

Аллотропия – способность элемента образовывать простые вещества, имеющие различный состав, строение и свойства. Явление аллотропии обусловлено двумя причинами: 1) различным количеством атомов в молекуле простого вещества. Например, молекула кислорода О2 и озона О3; 2) образование различных кристаллических форм, т.е. различие в структуре вещества, порядке и способе связывания атомов. Например, аллотропные модификации углерода: алмаз, графит, карбин и фуллерен (имеют различные кристаллические решетки, но состоят из одних и тех же атомов).

Сложное вещество – вещество, молекулы которого состоят из атомов разных элементов.

Относительная атомная масса (Аr) – безразмерная величина, которая показывает, во сколько раз масса атома химического элемента больше 1/12 массы атома углерода.

1/12 массы атома углерода – атомная единица массы (а.е.м.). 1 а.е.м. = 1/12 ma(С) = 1,66 ∙ 10-27 кг.

Аr = ma эл-та / 1 а.е.м.

5

Пример:

Аr(H) = ma(Н) / 1 а.е.м. = 1,67 ∙ 10-27 кг / 1,66 ∙ 10-27 кг ≈ 1. Аr(О) = ma(О) / 1 а.е.м. = 2,667 ∙ 10-26 кг / 1,66 ∙ 10-27 кг ≈ 16.

Относительная молекулярная масса (Мr) – величина, равная отношению массы молекулы вещества к 1/12 массы атома углерода. Безразмерная величина, показывает, во сколько раз масса молекулы вещества больше 1/12 массы атома углерода. Численно равна сумме относительных атомных масс всех атомов, входящих в состав молекулы.

Моль (ν – «ню» или n) – количество вещества, содержащее столько структурных единиц (молекул, атомов, ионов), сколько атомов содержится в 0,012 кг углерода. Зная массу одного атома углерода (ma(С) = 1,993 ∙ 10-26 кг), можно рассчитать, сколько структурных единиц содержится в 1 моле:

N = m(С) / ma(С) = 0,012 кг / 1,993 ∙ 10-26 кг = 6,02 ∙1023.

Данная величина является постоянной и называется числом Авогадро

(постоянная Авогадро) Na.

Зная число частиц какого-либо вещества, можно найти его количество (n): n = N / Na ,

где N – число частиц вещества.

Молярная масса (М, г/моль) – масса 1 моля вещества. Она рассчитывается как отношение массы вещества к его количеству. Численно равна относительной атомной (для атомов) или относительной молекулярной (для молекул) массе вещества.

М = m / ν.

Молярный объем (Vm, л/моль, для газов) – объем одного моля вещества:

Vm = V / ν.

Объем 1 моля любого газа при нормальных условиях (Р = 1 атм = 760 мм рт. ст. = 101,325 кПа; Т = 273 К = 0 °С ) равен 22,4 л /моль.

6

Вопрос № 2. Основные законы химии

1.Закон сохранения массы веществ (открыт М.В. Ломоносовым в

1748 г., сформулирован А.Л. Лавуазье в 1789 г.):

«Масса веществ, вступивших в реакцию, равна массе веществ, образовавшихся в результате реакции».

2.Закон постоянства состава (Ж.Л. Пруст, 1801):

«Каждое химическое соединение имеет постоянный качественный и количественный состав, независимо от способа его получения».

3.Закон кратных отношений (Дж. Дальтон, 1803):

«Если два элемента образуют друг с другом несколько химических соединений, то массы одного из элементов, приходящиеся на определенную массу другого, относятся друг к другу как небольшие целые числа».

Пример:

Воксиде СО: М(С) / М(О) = 12/16 = 3/4.

Воксиде СО2: М(С) / М(2О) = 12/32 = 3/8.

Следовательно, массы углерода, приходящиеся на определенную массу кислорода, в этих соединениях относятся как: 3/4 : 3/8 = 2 : 1

4.Закон простых объемных отношений (Ж.Л. Гей-Люссак, 1808):

«Объемы вступивших в реакцию газов относятся друг к другу и к объемам образовавшихся газов как небольшие целые числа».

Пример:

N2 + 3H2 → 2NH3

Получаем:

V (N2) : V (H2) : V (NH3) = 1 : 3 : 2

5.Закон Авогадро (1811):

«В равных объемах различных газов при одинаковых внешних условиях (р и Т) содержится одинаковое число частиц».

Из этого закона вытекает 2 следствия:

1)1 моль любого газа при нормальных условиях занимает один и тот же объем (молярный объем, равный 22,4 л/моль).

2)плотность одного газа относительно другого равна отношению молярных масс этих газов:

Dy(x) = M(x) / M(y),

7

где Dy(x) – относительная плотность газа х по газу у; M(x) и M(y) – молярные массы газов.

Наиболее часто пользуются значениями относительных плотностей газов по водороду:

DН2(x) = М(х) / 2

и по воздуху:

Dв(x) = М(х) / 29,

где 2 г/моль – молярная масса водорода; 29 г/моль– средняя молярная масса воздуха.

Вопрос № 3. Развитие представлений о строении атома

Модель атома Э. Резерфорда (1911).

1.Атом состоит из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженной оболочки, образованной вращающимися вокруг ядра электронами.

2.Ядро имеет малый размер и содержит основную массу атома.

3.Число электронов в атоме равно положительному заряду ядра

атома.

Модель атома Н. Бора (1913).

1.В центре атома находится положительно заряженное ядро.

2.Вокруг ядра вращаются электроны по определенным стационарным

орбитам.

3.Двигаясь по своей орбите, электрон не излучает (и не поглощает) электромагнитную энергию.

4.Излучение (или поглощение) энергии происходит при скачкообразном переходе электрона с одной орбиты на другую с испусканием (поглощением) кванта света, энергия которого равна разности энергий электрона в начальном и конечном состоянии.

∆Е = hv,

где ∆Еэл-на – разность энергий возбужденного и основного состояний электрона, h – константа Планка, ⱱ – частота световой электромагнитной волны.

8

Квантовая теория строения атома

1. Электрон имеет двойственную (корпускулярно-волновую) природу. Он может вести себя и как частица, и как волна. П одобно частице, электрон обладает определенной массой и зарядом; в то же время, движущийся электрон, проявляет волновые свойства, например, характеризуется способностью к дифракции. Длина волны электрона λ и его скорость Ѵ связаны соотношением Л. де Бройля (1924):

λ = h / mѴ,

где m – масса электрона, h – константа Планка.

2.Для электрона невозможно одновременно точно, измерить координату

искорость. Чем точнее мы измеряем скорость, тем больше неопределенность в координате, и наоборот, (принцип неопределённости В. Гейзенберга, (1927 г.). Математическим выражением принципа неопределенности служит соотношение:

∆x ∙ m ∙ ∆Ѵ > ћ/2,

где ∆х – неопределенность положения координаты, ∆Ѵ – погрешность измерения скорости, ћ – постоянная Планка (ћ = h/2π = 1,05 ∙ 10-34 Дж ∙ с).

3.Электрон в атоме не движется по определенным траекториям, а может находиться в любой части около ядерного пространства, однако вероятность его нахождения в разных частях этого пространства неодинакова. Пространство вокруг ядра, в котором вероятность нахождения электрона достаточно велика,

называют орбиталью.

4.Ядра атомов состоят из протонов и нейтронов (общее название – нуклоны). Число протонов в ядре равно порядковому номеру элемента, а сумма чисел протонов и нейтронов соответствует его массовому числу.

Различные виды атомов имеют общее название – нуклиды. Нуклиды достаточно характеризовать любыми двумя числами из трех фундаментальных параметров: А – массовое число, Z – заряд ядра, равный числу протонов, равный порядковому номеру в таблице, равный числу электронов и N – число

Нуклиды с одинаковым Z, но различными А и N, называют изотопами.

9