- •Міністерство оcвіти і науки, молоді та спорту україни
- •Черкаський національний університет
- •Імені богдана хмельницького
- •Загальна хімія
- •Тема 1. Основні поняття та закони хімії . . . . . . . . 34
- •Тема 2. Періодичний закон −
- •Тема 3. Основні класи та
- •Тема 4. Типи хімічного зв’язку . . . . . . . . . . . . 80
- •Тема 5. Термохімія та термодинаміка . . . . . . . . . 91
- •Тема 6. Кінетика . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
- •Тема 7. Розчини . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
- •Тема 8. Окисно-відновні реакції . . . . . . . . . . . 124
- •Тема 9. Електрохімічні процеси . . . . . . . . . . . 129
- •Витяг з навчального плану
- •Положення про модульно-рейтингову систему оцінювання знань студентів спеціальності Фізика з дисципліни “Загальна хімія”
- •Розподіл змісту навчального матеріалу по модулях
- •Модульно-рейтиногова система вивчення дисципліни “Загальна хімія” для студентів спеціальності Фізика
- •Розбалування виконуваних студентами навчальних робіт з дисципліни “Загальна хімія”
- •Розподіл навчальної роботи студента у відповідності до модульно-рейтинговій системи вивчення дисципліни “Загальна хімія”
- •Методичні вказівки до виконання поза- аудиторної самостійної роботи студента з дисципліни “Загальна хімія”
- •Робота з підручником
- •Опрацювання лекційного матеріалу
- •Розв’язання задач
- •Підготовка до лабораторних занять
- •Методичні вказівки до лабораторних занять Лабораторне заняття № 1
- •Лабораторне заняття № 2
- •Лабораторне заняття № 3
- •Лабораторне заняття № 4
- •Методична розробка
- •Лабораторне заняття № 5
- •Звітування за самостійне вивчення навчального матеріалу
- •Вправи та задачі для самостійного розв’язання з теми “Основні поняття та закони хімії”:
- •Вправи та задачі для самостійного розв’язання з теми “Розчини електролітів”:
- •Теоретичний матеріал
- •Тема 1 основні поняття та закони хімії
- •1.1. Атомно-молекулярне вчення
- •1.2. Основні поняття хімії
- •Відносна атомна маса
- •Закон збереження маси та енергії
- •Закон постійності складу
- •Закон еквівалентів
- •Запитання для самоконтролю
- •Вправи та задачі з розв’язками
- •Тема 2 періодичний закон − як основа хімічної систематики
- •2.3. Структура періодичної системи
- •2.4. Енергетичні характеристики атомів
- •Споріднення до електрона
- •2.5. Радіуси атомів
- •Вправи і задачі з розв’язками
- •Розв’язок:
- •Розв’язок:
- •Розв’язок:
- •Розв’язок:
- •Розв’язок:
- •Розв’язок:
- •3.2. Оксиди
- •Розчинність оксидів у воді
- •Хімічні властивості оксидів
- •3.3. Гідроксиди
- •Хімічні властивості
- •3.5. Генезис неорганічних сполук
- •Запитання для самоконтролю
- •Вправи та задачі з розв’язками
- •Розв’язок:
- •Розв’язок:
- •Розв’язок:
- •Тема 4 типи хімічного зв’язку
- •4.1. Ковалентний зв’язок. Метод валентних зв’язків
- •4.2. Механізми утворення ковалентного зв’язку
- •4.3. Характеристики ковалентного зв’язку Насиченість ковалентного зв’язку
- •4.5. Водневий зв’язок
- •4.6. Металічний зв’язок
- •Вправи і задачі з розв’язками
- •Розв’язок:
- •Р озв’язок:
- •Тема 5 термохімія та термодинаміка
- •5.1. Основні поняття хімічної термодинаміки
- •5.2. Екзо- і ендотермічні реакції
- •5.3. Напрямленість хімічних процесів
- •Запитання для самоконтролю
- •Задача з розв’язком
- •Розв’язок:
- •Тема 6 кінетика
- •6.1. Швидкість хімічної реакції
- •6.2. Молекулярність і порядок реакції
- •6.3. Складні процеси. Паралельні, послідовні, спряжені та ланцюгові реакції
- •6.4. Оборотні реакції. Хімічна рівновага
- •6.5. Поняття про каталіз
- •Запитання для самоконтролю
- •Вправи та задачі з розв’язками
- •Розв’язок:
- •Тема 7 розчини
- •7.1. Способи вираження концентрації розчинів
- •7.2. Процес утворення розчинів
- •7.3. Добуток розчинності
- •7.5. Теорія електролітичної дисоціації
- •7.8. Водневий показник рН. Індикатори
- •Запитання для самоконтролю
- •Задачі з розв’язками
- •20 Г (50%) −− 30 г (0%, тобто води) або 2 : 3.
- •Тема 8 окисно-відновні реакції
- •8.1. Типові окисники
- •8.3. Правила запису та урівнювання окисно-відновних реакцій
- •Запитання для самоконтролю
- •Вправи з поясненнями
- •Р озв’язок:
- •Тема 9 електрохімічні процеси
- •Кількісні характеристики електролізу
- •Запитання для самоконтролю
- •Вправи та задачі з розв’язками
- •Розв’язок:
- •Розв’язок:
- •Загальні схеми хімічних властивостей більшості представників основних класів неорганічних сполук
- •1. Взаємодія сульфатної кислоти (н2sо4) з металами
- •2. Взаємодія нітратної кислоти (нnо3) з металами
- •3. Несолетворні (або індиферентні) оксиди
- •4 . Поведінка основних окисників у різних середовищах
- •5. Взаємодія металів з водними розчинами солей в “Електрохімічному ряді напруг” метали розташовані так (див. Табл. 2):
- •6. Правило Бертолє−Михайленка
- •Правила запису та урівнювання окисно-відновних реакцій
- •Перелік простих речовин та сполук, які вступають у хімічні реакції
- •Графічні формули оксидів, гідроксидів, кислотних гідроксидів та середніх солей
- •Найуживаніші формули та аналітичні вирази правил і законів, що використовуються при розв’язуванні задач з хімії
- •Константа рівноваги (гомогенна система)
- •Розчинність основ, кислот і солей у воді. Відносні молекулярні маси речовин
- •Визначення типів оксидів та відповідних гідроксидів
Загальні схеми хімічних властивостей більшості представників основних класів неорганічних сполук
1. Водень (дигідроґен) взаємодіє з:
− киснем − утворюється вода (дигідроген оксид);
− металами типічних металічних елементів (див. п. 1) − утворюються гідриди (МеН або МеН2);
− неметалами − утворюються сполуки з Гідрогеном;
− оксидами металів (CuO), якщо G<0
− розчинними солями тих металів (AgNO3, CuSO4), які в “Електрохімічному ряду напруг металів”(див. табл. 4) стоять після водню − має місце реакція заміщення;
2. Кисень (діоксиґен) взаємодіє з:
− металами типічних металічних елементів (див. п. 1) − утворюються основні оксиди, які взаємодіють з водою (виключення!: MgO з водою не взаємодіє);
− металами напівметалічних елементів (Cu, A1, Zn, Cr) (див. п. 5) − утворюються основні або амфотерні оксиди;
− неметалами (C, P, S, N2, Si тощо) − утворюються кислотні або несолетворні (індиферентні) оксиди (! Див. примітку № 3);
− воднем − утворюється вода (дигідроґен оксид);
− оксидами металічних та неметалічних елементів, якщо вони проявляють проміжний ступінь окиснення − утворюються оксиди з вищим ступенем окиснення (тобто відбувається доокиснення),
II III ІІ ІV IV VI
наприклад: FeO → Fe2O3 , СО → СО2 , SO2 → SO3;
− гідроксидами напівметалічних елементів, якщо вони проявляють проміжний ступінь окиснення − утворюються гідрроксиди з вищим ступенем окиснення (тобто відбувається доокиснення),
ІІ ІII II III
наприклад: Fe(OH)2 → Fe(OH)3 , Cr(OH)2 → Cr(OH)3;
− більшістю бінарних сполук (ZnS, NH3, CH4, A12S3, PH3) (O2 підтримує горіння) − найчастіше утворюються оксиди тих елементів, які входили до складу сполуки.
3. Неметали (S, P, C, C12) взаємодіють з:
− киснем – утворюється кислотний або несолетвірний оксид;
− воднем – утворюються сполуки з Гідрогеном (-иди, -іди)
− металом – утворюється сіль;
− лугом – утворюються продукти окисно-відновної реакції;
− кислотою − утворюються оксиди всіх елементів або інші продукти окисно-відновної реакції.
4. Метали типічних металічних елементів (елементи головних підгруп І (крім Н) і ІІ груп (крім Вe)) взаємодіють з:
− киснем − утворюються основні оксиди, які взаємодіють з водою (виключення: MgO з водою не взаємодіє);
− воднем – утворюються гідриди (МеН або МеН2);
− неметалом (C12, S, P, N2, C, Si тощо) – утворюється сіль(МеНеМе або Меx(НеМе)y);
− водою – утворюється луг і водень (виключення: Мg з водою не взаємодіє);
− кислотним гідроксидом (оксигеновмісною кислотою) [взаємодіє тільки магній] (! Див. примітку № 1, 2);
− безоксигеновою кислотою (НС1, НВr, HI, H2S)– [взаємодіє тільки магній] утворюється сіль і водень;
− сіллю взаємодіє тільки магній (якщо сіль утворена значно менш активним металом) – утворюється сіль (осад) і магній;
5. Метали напівметалічних елементів (A1, Zn, Cr, Cu, Fe, Co) взаємодіють з: яскрава амфотерн.
− киснем – утворюються оксиди (амфотерний, або основні та амфотерні, або і основні, і амфотерні, і кислотні);
− неметалом (C12, S, P) – утворюється сіль безоксигеновмісної кислоти;
− лугом у присутності води – утворюється гідроксокомп-лекс ( Na[A1(OH)4] ) та водень;
− кислотним гідроксидом (H2SO4, HNO3):
а) якщо кислотний гідроксид виступає окисником за рахунок Гідрогену і метал розташований у “Електро-хімічному ряді напруг металів” до Гідроґену – утворюється сіль і водень (! Див. примітку 1*);
б) якщо кислотний гідроксид виступає окисником за рахунок кислотного залишку, – утворюється сіль, вода і продукт відновлення кислотного залишку (! Див. примітку 1б, 2);
− безоксигеновою кислотою (HC1, HBr, H2S), якщо метал в “Електрохімічному ряді напруг металів” розташований до Гідроґену – утворюється сіль і водень (! Див. примітку 1*);
− оксидом (Fe2O3) − утворюється оксид, якщо Нреакції<<0
6. Основні оксиди (Na2O, FeO, MgO, NiO, CdO) взаємодіють з:
− водою (! якщо розчинні у воді) – утворюється луг (див. табл. 3);
− кислотним оксидом (SO3, CO2, NO2) – утворюється сіль ;
− кислотним гідроксидом (H2SO4) – утворюється сіль і вода;
− безоксигеновою кислотою (HC1)– утворюється сіль і вода;
− амфотерним гідроксидом (A1(OH)3, Zn(OH)2 Cr(OH)3 тощо) – утворюється сіль і вода;
− металом (який в ряду Напруг стоїть лівіше того Ме, що входить до складу оксиду), якщо реакція дуже екзотермічна – утворюється оксид і метал;
− киснем (FeO, CrO, CoO, NiO), якщо можливе доокиснення, − утворюється оксид металу з вищою валентністю.
7. Кислотні оксиди (SO2, SO3, NO2, CO2, P2O5 тощо) взаємодіють з:
− водою, якщо розчинні у воді, – утворюється кислотний гідроксид (оксигеновмісна кислота) [! Див. стор. ];
− основним оксидом (Na2O, CaO, MgO) – утворюється сіль;
− лугом – утворюється сіль і вода;
− амфотерним оксидом (A12O3, ZnO, Cr2O3 тощо) – утворюється сіль;
− киснем, якщо можливе доокиснення, – утворюється оксид
наприклад: IV VI +4 +5
SO2 → SO3; NO2 → N2O5
8. Амфотерні оксиди (A12O3, Cr2O3, ZnO) взаємодіють з:
− основним оксидом(Na2O) (сплавлення) – утворюється сіль;
− лугом (NaOH, Ba(ОН)2 тощо) – утворюється гідроксо-комплекс ( Na[A1(OH)4] ), якщо реакція протікає у розчині, при сплавленні – сіль (напр., NaA1O2 або Na3A1O3) і вода;
− кислотним гідроксидом (H2SO4) – утворюється сіль;
− безоксигеновмісною кислотою (HC1, H2S) – утворюється сіль і вода.
9. Луги (розчинні гідроксиди NaOH, KOH, Ba(OH)2 тощо) взаємодіють з:
− неметалом (С12, Br2, I2) – утворюється суміш солей і вода;
− напівметалом (A1, Zn, Cr тощо) і водою – утворюється гідроксокомплекс ( К[А1(ОН)4] ) і водень;
− кислотним гідроксидом (H2SO4) – утворюється сіль і вода;
− сіллю, якщо хоча б один із продуктів реакції випадає в осад, – утворюються сіль і основний або амфотерний гідроксид (див. стор. схему «Солі»);
− амфотерним оксидом (А12О3, ZnO, Cr2O3) – утворюється гідроксокомплекс ( К3[А1(ОН)6] ), якщо реакція протікає у розчині, при сплавлянні – сіль (KA1O2 або K3A1O3) і вода;
− безоксигеновою кислотою(НС1) – утворюється сіль і вода;
− кислотним оксидом (SO3) – утворюється сіль і вода;
− амфотерним гідроксидом (A1(OH)3, Zn(OH)2, Cr(OH)3) – утворюється гідроксокомплекс.
10. Основні гідроксиди (нерозчинні у воді – Mg(OH)2, Fe(OH)2) взаємодіють з:
− кислотним гідроксидом (SO3) – утворюється сіль і вода;
− безоксигеновмісною кислотою(HC1) – утворюється сіль і вода;
− киснем, якщо можливе доокиснення (див. вище п. 3), – утворюється гідроксид;
− розкладаються при нагріванні (Mg(OH)2) − утворюється оксид металу та вода.
11. Кислотні гідроксиди (оксигеновмісні кислоти – напр., H2SO4) та безоксигенові кислоти (напр., HС1) взаємодіють з:
− металом:
а) якщо метал – магній або метал, який розташований у “Електрохімічному ряді напруг” до Гідроґену, а кислотний гідроксид окисник за рахунок Гідроґену, – утворюється сіль і водень (! Див. примітку 1а, 1*);
б) якщо кислотний гідрооксид – окисник за рахунок кислотного залишку – утворюється сіль, вода і продукт відновлення кислотного залишку (! Див. примітку 1б, 2);
− основним оксидом (Na2O, MgO) – утворюється сіль і вода;
− амфотерним оксидом (A12O3, ZnO) – утворюється сіль і вода;
− лугом – утворюється сіль і вода (реакція нейтралізації);
− основним гідроксидом (нерозчинним у воді – Mg(OH)2) – утворюється сіль і вода;
− амфотерним гідроксидом (Zn(OH)2) – утворюється сіль і вода;
− сіллю, коли хоча б один із продуктів реакції випадає в осад, або з сіллю слабкішої кислоти – утворюється сіль і кислота (див. стор. схему «Солі»);
− киснем, якщо можливе доокиснення – утворюється кис-лотний гідроксид.
12. Амфотерні гідроксиди взаємодіють з:
− лугом – утворюється гідроксокомплекс;
− кислотним гідроксидом – утворюється сіль і вода;
− розкладаються при нагріванні – утворюються амфотер-ний оксид і вода;
− кислотним оксидом − утворюються середня сіль і вода або кисла сіль.
13. Середні солі (водні розчини) взаємодіють з:
− більш активним металом – утворюється сіль і метал;
− кислотним гідроксидом (реакція йонного обміну) (! Див. примітку № 5) − утворюються продукти за правилом Бертолє−Михайленка;
− сіллю (водний розчин), якщо хоча б одна з новоутворених солей випадає в осад, – утворюються нові солі;
− водою (гідроліз) − утворюються продукти у відповідності до правил проходження гідролізу (див. стор. - );
− розкладаються при нагріванні – утворюються або відповідні оксиди, або продукти специфічних реакцій.
П Р И М І Т К И:
