Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования

«Могилевский государственный университет продовольствия»

Кафедра химии

А.Н. Жогальский

ХИМИЯ

Конспект лекций

Могилёв 2012

УДК 546

ББК 24

Ж78

Рецензенты: кандидат химических наук, доцент кафедры химии УО «МГУП» Н.И. Сухарева; старший преподаватель кафедры технологии металлов ГУВПО «Белорусско-Российский университет» В.Ф. Пацей

Рекомендовано кафедрой химии УО «МГУП»

Утверждено научно-методическим советом УО «МГУП»

Жогальский, А. Н.

Ж78 Химия: конспект лекций / А.Н. Жогальский. – Могилев: УО «МГУП», 2012. – 168 с.

ISBN 978-985-6979-38-8.

В данном конспекте лекций изложен материал по основам общей химии, химии элементов и органической химии. Конспект содержит рисунки, таблицы, примеры задач с решениями.

Материал предназначен для подготовки студентов механического профиля дневной и заочной форм обучения.

УДК 546

ББК 24

ISBN 978-985-6979-38-8

© Жогальский А.Н., 2012 © Учреждение образования «Могилевский государственный университет продовольствия», 2012

Содержание

Введение	4
Часть первая. Основы общей химии	4
1 Основные понятия и законы химии	4
2 Основные классы неорганических соединений	7
3 Растворы	13
4 Ионно-обменные реакции	30
5 Гидролиз	33
6 Окислительно-восстановительные реакции	38
7 Гальванические элементы	44
8 Электролиз	48
9 Коррозия металлов	54
10 Термодинамика	61
11 Химическая кинетика	68
12 Строение атома	76
13 Периодический закон и периодическая таблица Д.И. Менделеева	83
14 Химическая связь и строение молекул	85
15 Типы кристаллических решеток	92
Часть вторая. Химия элементов	94
16 s-Элементы	94
17 р-Элементы	106
18 Комплексные соединения	127
19 d-и f-Элементы	131
Часть третья. Органическая химия	147
20 Органические соединения	147
21 Полимеры	156
22 Рабочие вещества низкотемпературной техники	163
Список использованных источников	167

Введение

Химия является фундаментальной естественнонаучной дисциплиной. Знание химии необходимо для плодотворной творческой деятельности инженера любой специальности. Изучение химии позволяет получить современное научное представление о строении вещества, физических и химических превращениях неорганических и органических веществ, о свойствах тех­нических материалов и применении химических процессов в современной технике. Знание химии необходимо для ус­пешного последующего изучения общенаучных и специальных дисциплин.

Часть первая. ОСНОВЫ ОБЩЕЙ ХИМИИ

1 Основные понятия и законы химии

1.1 Основные понятия химии

Окружающий нас мир материален. Материя существует в виде вещества и поля. Поле – вид материи, не имеющий массы покоя.

Вещество – вид материи, обладающий при данных условиях определёнными физическими свойствами. Например, вода при стандартных условиях

(25 °С, 1 атм или 101 кПа) бесцветная жидкость со следующими константами: мольная масса 18 г/моль, плотность 1 г/мл (при 4 °С), температуры фазовых переходов: замерзания и кипения соответственно 0 °С и 100 °С, теплоемкость жидкой воды 4,18 Дж/(г·К) и др. константы.

Вещества состоят из атомов или молекул. Основы атомно-молекулярного учения впервые были изложены М.В. Ломоносовым в 1741 году и развиты в работах других ученых.

Атом – электронейтральная частица, состоящая из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов.

Главной характеристикой атома является заряд ядра, равный числу протонов в атоме. В состав ядра любого атома, за исключением изотопа

водорода ¹Н, входят также нейтральные частицы нейтроны.

Элемент – разновидность атомов, имеющих одинаковый заряд ядра.

Изотоп – вид атомов, имеющих одинаковый заряд ядра, но разную массу. Наличие изотопов связано с различным содержанием нейтронов в атоме одного элемента. Изотопы по физическим константам и химическим свойствам отличаются незначительно. Исключение составляют изотопы водорода: протий (Н) – ¹Н, дейтерий (D) – ²Н и тритий (Т) – ³Н. При переходе от протия к дейтерию и тритию атомная масса возрастает соответственно в два и три раза, что приводит к значительному различию в физических и химических свойствах данных изотопов.

Мо­лекула – это наименьшая частица вещества, обладаю­щая его химическими свойствами.

Моль – это количество вещества, содержащее столько молекул, ато­мов, ионов, электронов или других структурных единиц, сколько содержится атомов в 12 г изотопа углерода ¹²С.

Один моль атомов углерода ¹²С содержат 6,02·10²³ (число Авогадро) атомов углерода.

Например, один моль Н₂SО₄ содержит 6,02·10²³ молекул Н₂SО₄.

Мольная масса – это масса одного моля вещества.

Например, М(Н₂SО₄) = 98 г/моль.

Количество молей вещества обозначается n(x) и вычисляется по формуле

(1.1)

где m(x) – масса вещества ,

М(х) – мольная масса вещества

Например: если m(Н₂SО₄) = 9,8 г, то n(Н₂SО₄) = 9,8 ∕ 98 = 0,1 моль.

Мольная масса эквивалента вещества – это произведение массы вещества на его фактор эквивалентности М[fэкв. (х)х] = М(х) · fэкв. (х), где М(х) – мольная масса вещества х, fэкв.(х) – фактор эквивалентности вещества х.

мольной (1.2)

Например:М(½Н₂SО₄) = 98 · ½ = 49 г/моль.

Фактор эквивалентности вещества – это число показывающее, какая доля атома или молекулы вещества эквивалентна в кислотно-основной реакции одному иону Н⁺ или в окислительно-восстановительной реакции одному электрону. Например: f_экв.(Н₂SО₄) = ½,f_экв.(А1) = ¹∕₃.

Количество моль эквивалентов вещества обозначается n[f_экв.(х)х]. Например: n(½Н₂SО₄) = 0,6 моль эквивалента Н₂SО₄, что соответствуют n(Н₂SО₄) = 0,3 моль.