Міністерство освіти і науки України

Національний технічний університет України

«Київський політехнічний інститут»

ХІМІЯ

Частина і

Посібник для студентів Інституту енергозбереження та енергоменеджменту

Рекомендовано Методичною радою НТУУ «КПІ»

Київ

НТУУ «КПІ»

2010

Хімія: Частина І: Посібник для студентів Інституту енергозбереження та енергоменеджменту / Уклад.: О.В. Кофанова, А.П. Помиткін, Н.А. Гуц. - К.: НТУУ « КПІ», 2010. - 168 с.

Гриф надано Методичною радою НТУУ «КПІ»

(протокол № 10 від 17.06.2010 р.)

Навчальне видання

ХІМІЯ

Частина і

Посібник для студентів Інституту енергозбереження та енергоменеджменту

Укладачі: Кофанова Олена Вікторівна, к.х.н., доц.

Помиткін Анатолій Петрович, к.х.н., доц.

Гуц Неля Анатоліївна, ст. викл.

Відповідальний

редактор: Андрійко О.О., д.х.н., проф.

Рецензент Мустяца О.Н., к.х.н., проф.

Щур Д.В., к.х.н., зав. відділом Інституту проблем матеріалознавства НАНУ

ЗМІСТ

Вступ………...………………………………………………………….……..	5
1. КЛАСИФіКАЦіЯ НЕОРГАНІЧНИХ СПОЛУК..………………………………...	6
1.1. Оксиди………………………. …………………………………………….	6
1.2. Гідроксиди…………………………………………………………..……..	8
1.3. Солі………………………………………………………………………....	12
2. Приклади розв’язання типових задач з теми 1	13
3. ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ ТА ЗАКОНИ ХІМІЇ. АТОМНО-МОЛЕКУЛЯРНЕ ВЧЕННЯ	21
3.1. Основні поняття та закони хімії……………………………..	21
3.2. Запитання для самостійної підготовки ……………………………	30
4. Приклади розв’язання типових задач з теми 3	31
5. Будова атома. періодичний закон і періодична система д. і. Менделєєва….……………………………..	39
Будова атома……………………………………………………………..	40
Періодичний закон і періодична система Д. І. Менделєєва…………..	45
Запитання для самостійної підготовки	49
Приклади розв’язання типових завдань з теми 5	50
7. ХІМІЧНИЙ ЗВ’ЯЗОК. БУДОВА МОЛЕКУЛ. кРИСТАЛІЧНИЙ СТАН РЕЧОВИНИ………………………………………………	60
7.1. Ковалентний хімічний зв’язок……………………………………….….	60
7.2. Будова молекул…………………………………………………………...	65
7.3. Іонний та металічний хімічні зв’язки. Міжмолекулярна взаємодія…………….	69
7.4. Кристалічний стан речовини……………………………………………	73
7.5. Запитання для самостійної підготовки …………………………………..	75
8. Приклади розв’язання типових завдань з теми 7…………...	77
9. Хімічна ТЕРМОДИНАМІКА	87
9.1. Короткі теоретичні відомості	87
9.2. Запитання для самостійної підготовки	93
10. Приклади розв’язання типових задач з теми 9	94
11. Хімічна кінетика і хімічна рівновага	101
11.1. Кінетика хімічних процесів	102
11.2. Рівноважні процеси	105
11.3. Запитання для самостійної підготовки	107
12. Приклади розв’язання типових задач з теми 11	108
13. Розчини. Загальні властивості розчинів неелектролітів	116
13.1. Властивості розчинів неелектролітів	116
13.2. Осмос	121
13.3. Запитання для самостійної підготовки	121
14. Приклади розв’язання типових задач з теми 13	122
15. Розчини електролітів	131
15.1. Електролітична дисоціація у розчинах електролітів	132
15.2. Напрям перебігу йонних процесів у розчинах електролітів. Іонно-молекулярні рівняння	138
15.3. Електролітична дисоціація води. Водневий показник рН	141
15.4. Добуток розчинності	143
15.5. Гідроліз солей	145
15.6. Запитання для самостійної підготовки	150
16. Приклади розв’язання типових задач з теми 15	151
ДОДАТКИ	152
СПИСОК РЕКОМЕНДОВАНОЇ ТА ДОДАТКОВОЇ ЛІТЕРАТУРИ	168

ВСТУП

Хімія – це наука, що вивчає будову, властивості речовин, можливості їх взаємодії та взаємних перетворень. Вона має величезне значення для розуміння сутності різних явищ природи, біохімічних процесів в організмах, їх взаємозв’язку і взаємозумовленості, оскільки і живі організми, і нежива природа складаються з одних і тих самих елементів. Однак на групу органогенних елементів (Гідроген, Оксиген, Карбон, Нітроген, Сульфур і Фосфор) припадає 99,7 %, а на решту – лише 0,3 %.

Пізнаючи природні явища, людина прагне керувати ними, відкривати і створювати нові речовини з наперед заданими властивостями. Щорічно у світі синтезуються тисячі хімічних сполук, яких раніше не було у природі. Серед них більшість корисних, але є шкідливі, токсичні й навіть дуже небезпечні речовини. Ось чому потрібно вивчати будову атомів і молекул, їх властивості, а також закономірності перебігу хімічних і біохімічних реакцій. Хімічні дослідження дозволяють передбачити напрямок процесів, оцінити супровідні їм теплові ефекти, виявити можливості збільшення виходу корисного продукту.

До основних завдань сучасної хімії належать профілактика та запобігання забрудненню довкілля, розроблення екологічно безпечних технологій, вирішення глобальних екологічних проблем, що вже постали перед людством.

Цей посібник має на меті висвітлення фундаментальних закономірностей перебігу хімічних процесів, які відбуваються під час взаємодії різних речовин, пояснення причин і можливостей взаємного перетворення представників основних класів неорганічних сполук. Особливу увагу приділено застосуванню стехіометричних законів до проведення розрахунків за рівняннями хімічних реакцій, установленню залежності хімічних властивостей речовин від будови атомів і молекул, типу хімічного зв’язку та геометричної форми молекул, агрегатного стану речовини.

У посібнику наведено приклади розв’язання типових і ускладнених задач, подано програмні питання та запитання для самостійної підготовки з урахуванням різного рівня попередньої підготовки студентів.

Посібник призначено для студентів Інституту енергозбереження та енергоменеджменту НТУУ“КПІ”.