
БлАгодАРносТи ОБЛАДАТЕЛЯМ АВТОРСКИХ ПРАВ
Выражаем благодарность следующим обладателям авторских прав за разре- шение воспроизвести таблицы данных или использовать их частично: изд-
ву «Баттерворс» |
(28.1, 28.2 [©1964]), проф. |
Дж.Г. Калверту (17.1 [©1966]), |
|||||||||||||
д-ру Дж. Эмсли (13.4 [@1989]), изд-ву «Чепмен Энд Холл» (16.3 [@1975]), |
|||||||||||||||
изд-ву «СиАрСи пресс» (1.4, 9.1, 10.2, 10.7, 14.3, 22.1 [@1979]), изд-ву |
«До- |
||||||||||||||
вер пабликейшнс инк.» (12.2 [@1965]), изд-ву «Эльзевир сайнтифик пабли- |
|||||||||||||||
шинг компани» |
(22.1 [@1978])› изд-ву |
«Макгроу хилл бук компани» |
(1.4, |
||||||||||||
1.5, |
2.3, |
3.1, |
3.7, |
4.1, |
13.4, |
16.2, |
22.2, |
24.3, |
24.7 |
[@1975], |
5.2 |
[@1961], |
25.1, |
||
25.2 [@1965], 3.7 [@1968]), Национальному бюро стандартов (2.5, 2.6 [©1982]), |
|||||||||||||||
д-ру Дж. Николасу (25.1, 25.2, 25.4 [@1976]), изд-ву «Оксфорд юниверсити |
|||||||||||||||
пресс» (25.1, 25.2, 25.4 [@1975], 28.2, 28.3, 28.4 [@1974]), изд-ву «Пергамон |
|||||||||||||||
пресс лтд» (22.3 [©1961]), изд-ву |
«Прентис холл инк.» (23.1, 23.3 [©1971]), |
||||||||||||||
изд-ву «Джон Уайли Энд санс инк.» |
(7.1 [©1975], 21.6 [©1954], 22.25 [@1961]). |
||||||||||||||
Источники данных указываются в |
сноске к каждой таблице. |
|
|
||||||||||||
Выражаем благодарность следующим лицам |
и организациям за разреше- |
||||||||||||||
ния: |
ЯМР-спектроскопия, изд-ву «Джон Уайли энд санс инк.», проф. Х. Гюнте- |
||||||||||||||
ру (18.7), проф. Г. Эрлиху (28.29), д-ру Дж. Эвансу (21.17), д-ру Э.Дж. Форти |
|||||||||||||||
(28.4), д-ру М. Дж. |
Фостеру |
(иллюстрация в дополнении 12.1), проф. Х. |
Айба- |
||||||||||||
ху (28.9), проф. |
М. |
Карплусу (27.23, 27.24), проф. Д.А. Кингу (28.26), д-ру |
|||||||||||||
Г. Моррису (18.32, 18.46), д-ру А.Х. Нартену (21.27), изд-ву «Оксфорд юни- |
|||||||||||||||
версити пресс» (28.4, 28.5), проф. |
С.Ф. Квейте |
(иллюстрация |
в дополнении |
||||||||||||
12.1), проф. |
М.У. Робертсу (28.8, 28.11), д-ру Х.М. Розенбергу (28.5), проф. |
||||||||||||||
Г.А. |
Соморджаи (28.14, 28.17), д-ру А. |
Стивенсу (23.17), проф. |
А.Х. Зивейлу |
||||||||||||
(иллюстрация в |
дополнении 27.1). |
|
|
|
|
|
|
|
вводныЕ зАмЕчАния
Наименования величин |
|
|||||
Вещество-это особая форма материи. |
|
|||||
Количество вещества п |
(часто называемое «числом молей») в образце |
|||||
выражается в молях (моль): |
1 |
моль - это количество вещества, в котором со- |
||||
держится столько же атомов, |
молекул, ионов или других характерных частиц, |
|||||
сколько атомов содержится в |
12 г изотопа углерод-12. Экспериментально бы- |
|||||
ло найдено, что это число приблизительно равно 6,02 × 1023 (более точные |
||||||
величины приведены в конце |
ч. З |
учебника). Если число частиц в образце |
||||
равно 1\ї, то количество вещества, |
в котором содержится такое число частиц, |
|||||
равно п = М/ІЧА, где ПА - постоянная Авогадро: ПА = 6, 02 × 1023 моль'1. |
||||||
Отметим, |
что ПА -это не просто число, а размерная величина. |
|||||
Экстенсивная величина - это такая величина, которая зависит от коли- |
||||||
чества вещества в образце. Примерами экстенсивных величин являются масса |
||||||
и объем. |
|
|
|
|
|
|
Интенсивная величинаэто величина, не зависящая от количества ве- |
||||||
щества в |
образце. |
Примерами интенсивных величин являются температура, |
||||
плотность |
(масса, |
деленная на объем) и давление. |
|
|||
Мольной величиной Хт называется отношение экстенсивной величины |
||||||
Х образца к количеству вещества в образце п: Хт = Х/п. Мольная величина |
||||||
является интенсивной величиной. Примером является мольный объем Ут - |
||||||
объем образца, отнесенный к количеству вещества в образце (объем в расче- |
||||||
те на один моль). |
Исключением в |
обозначений мольной величины символом |
||||
Хт является мольная (молярная) масса, которая обозначается М. Моляр- |
||||||
ная масса элемента представляет собой массу одного моля его атомов. Мо- |
||||||
лярная масса молекулярного соединения равна массе одного моля молекул, а |
||||||
молярная масса ионного соединения является массой одного моля формульных |
||||||
единиц. Формульная единица-это группа ионов, соответствующая хими- |
||||||
ческой формуле соединения; так, формульная единица ЫаСІ состоит из одного |
||||||
иона Ыа+ и одного иона СГ. |
До сих пор вместо наименований «атомная мас- |
|||||
са» и «молекулярная масса» |
широко применяются названия атомный вес и |
|||||
молекулярный вес (и при этом опускаются единицы измерения), но в данном |
||||||
учебнике они не используются. |
|
|
||||
Молярной концентрацией (<<молярностью››) растворенного вещества в |
||||||
растворе называется количество растворенного вещества, |
деленное на объ- |
|||||
ем раствора. Молярная концентрация обычно выражается |
в молях на литр |
16 Вводные замечания
(моль~л"1 или моль .дм“3; 1 л - это 1 дмЗ). Раствор, в котором молярная кон-
центрация растворенного вещества равна 1 моль -л_1, готовится растворением 1 моля данного вещества в таком количестве растворителя, чтобы получился 1 л раствора. Такой раствор обычно называют <<1 молярным» раствором и обозначают 1 М. Термин моляльность относится к количеству растворенного вещества, деленному на массу растворителя, в котором приготовлен раствор. Ее единицу измерения обычно определяют как количество молей растворенного вещества в килограмме растворителя (моль - кг“1).
Принятые обозначения
В данном учебнике, за редкими исключениями, используются единицы си-
стемы СИ и правила ИЮПАК. Эти правила сформулированы в «зеленой |
|
книге» Оиапіш'ез, ит'із, ат! |
зутІюІз іп ріъузісаі сдетізёгу, ВІасІшїеІІ Ѕсіепгійс, |
Охїопі (1993). |
виде (0.11), где первое число С обозначает но- |
Уравнения нумеруются в |
|
мер главы; нумерация в квадратных скобках [Схп] используется, чтобы выде- |
лить определения, что переменная сс
а нумерация в фигурных скобках {С'.п}-чтобы указать, должна интерпретироваться как ггг/ше, где ше-стандарт-
ное значение. Подстрочный индекс г возле номера уравнения указывает, что данное уравнение справедливо только для обратимого процесса. Надстрочный индекс ° указывает, что уравнение справедливо для идеальных систем, например идеального газа или идеального раствора. Символ ре обозначает давление 1 бар (105 Па), а символ Ье-моляльную концентрацию 1 моль › кг“1. При упоминании температуры символ Т обозначает термодинамическую температуру (например, в шкале Кельвина), а символ д - температуру в шкале Цельсия. При численных расчетах предполагается, что во всех случаях, кроме указанных специально, нули в числах, подобных 10, 100, 1000 и т. д., являются значимыми (т. е. эти данные интерпретируются как 10., 100., 1000. и т. д.).
І-Іасть1
Равновесная
Термодинамика
В части 1 изложены представления, которые требуются для обсуждения равнове-
сий в химии. Равновесное состояние достигается как при физических превращениях (например, плавление, испарение), так и при химических (в том числе электрохимических) процессах. Анализ процессов ведется с использованием основных понятий термодинамики, важнейшие из которых - энтальпия и энтропия. Мы
увидим, что состояние равновесия и направление самопроизвольных процессов можно описать единообразно с помощью химических потенциалов веществ. В части 1 рассматриваются макроскопические свойства материи, в части 2 будет показано, как они связаны с поведением отдельных атомов.