В учебном издании, написанном преподавателями МИТХТ имени М. В. Ломоносова Московского технологического университета и химического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова, изложен курс общей
и неорганической химии в соответствии с программой обучения по химикотехнологическим специальностям. Учебник выходит в двух томах.
В томе 1 изложены законы и концепции — обязательное содержание
химического образования. Наряду с общими понятиями химии, познавательными историческими экскурсами, обучающими примерами, как использовать
Периодическую систему, изложены основы термодинамики, химической
кинетики, химии растворов, основы строение вещества и координационной химии комплексных соединений. Некоторые разделы заканчиваются
заданиями, на которые в конце учебника приведены подробные решения
и ответы. Необходимый для решения многих задач справочный материал
размещен на сайте издательства http://pilotLZ.ru/files/10512/
Для студентов химических, химико-технологических и технических
университетов.
ВВЕДЕНИЕ
| |
3 |
1. Классификация неорганических веществ
|
| 4 |
1.1. Развитие понятий о химических элементах, веществах простых
и сложных |
| 4 |
1.2. Классификация на основе поведения в водных растворах |
| 6 |
1.3. Классификация по строению и типу связей |
| 9 |
1.4. Реакции обнаружения катионов |
| 12 |
1.5. Классификация простых веществ |
| 14 |
1.5.1. Металлы |
| 15 |
1.5.2. Неметаллы |
| 17 |
1.5.3. Простые вещества с амфотерными свойствами |
| 18 |
1.5.4. Благородные газы |
| 19 |
1.6. Классификация неорганических соединений |
| 20 |
1.6.1. Гидроксиды |
| 20 |
1.6.2. Оксиды |
| 20 |
1.6.3. Соли |
| 26 |
2.Химические реакции
|
| 33 |
2.1. Составление уравнений реакций |
| 33 |
2.1.1. Реакции ионного обмена |
| 33 |
2.1.2. Окислительно-восстановительные реакции |
| 34 |
2.2. Стехиометрические расчеты в химии |
| 43 |
2.2.1. Расчеты по уравнениям реакций |
| 44 |
2.2.2. Закон эквивалентов. Расчеты |
| 45 |
ОСНОВЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕРМОДИНАМИКИ И КИНЕТИКИ
|
3.Энергетика химических реакций
|
| 48 |
3.1. Основные понятия химической термодинамики |
| 48 |
3.1.1. Материя, вещество, энергия |
| 49 |
3.1.2. Система, внешняя среда, фаза |
| 50 |
3.1.3. Внутренняя энергия, теплота и работа |
| 51 |
3.1.4. Виды термодинамических систем |
| 54 |
3.2. Первый закон термодинамики |
| 56 |
3.2.1. Изменение внутренней энергии |
| 56 |
3.2.2. Тепловой эффект химической реакции. Энтальпия |
| 58 |
3.2.3. Энтальпия образования вещества |
| 60 |
3.2.4. Закон Гесса и его следствия |
| 62 |
3.2.5. Зависимость энтальпии от температуры и давления |
| 65 |
4. Направление химической реакции |
| 68 |
4.1. Необратимые и обратимые процессы |
| 68 |
4.1.1. Направленность процессов в химии |
| 68 |
4.1.2. Понятия необратимости и обратимости в термодинамике |
| 70 |
4.2. Второй закон термодинамики |
| 72 |
4.2.1. Энтропия |
| 73 |
4.2.2. Энтропия вещества и ее зависимость от температуры и давления |
| 74 |
4.2.3. Энтропия реакции |
| 78 |
4.3. Направление реакции в закрытой системе. Критерий |
| 81 |
4.3.1. Энергия Гиббса |
| 81 |
4.3.2. Энтальпийный и энтропийный факторы |
| 84 |
4.3.3. Энергия Гельмгольца |
| 87 |
4.4. Скорость химической реакции |
| 88 |
4.4.1. Основные понятия |
| 88 |
4.4.2. Односторонние реакции |
| 90 |
4.4.3. Влияние температуры на скорость химической реакции |
| 94 |
4.5. Направление окислительно-восстановительных реакций |
| 96 |
4.5.1. Гальванические элементы и окислительно-восстановительные электроды |
| 96 |
4.5.2. Стандартные окислительно-восстановительные потенциалы |
| 99 |
4.5.3. Направление окислительно-восстановительных реакций. Критерий |
| 103 |
4.5.4. Стандартные электродные потенциалы и способы
их представления |
| 106 |
5. Химическое равновесие |
| 110 |
5.1. Условие равновесия |
| 110 |
5.1.1. Основные положения |
| 110 |
5.1.2. Химический потенциал |
| 113 |
5.1.3. Уравнение изотермы химической реакции |
| 114 |
5.1.4. Степень протекания реакции |
| 117 |
5.2. Закон действующих масс |
| 118 |
5.2.1. Развитие представлений |
| 118 |
5.2.2. Константы равновесия |
| 123 |
5.2.3. Сдвиг химического равновесия |
| 128 |
5.2.4. Константа равновесия
окислительно-восстановительной реакции. Уравнение Нернста |
| 132 |
5.3. Фазовые равновесия |
| 136 |
5.3.1. Условия фазовых равновесий |
| 136 |
5.3.2. Фазовые равновесия в однокомпонентных системах |
| 138 |
5.3.3. Фазовые диаграммы двухкомпонентных систем |
| 142 |
5.3.4. Очистка веществ |
| 149 |
ОСНОВЫ ХИМИИ РАСТВОРОВ |
6. Общие свойства растворов |
| 152 |
6.1. Основные определения |
| 152 |
6.2. Термодинамика процесса растворения |
| 154 |
6.3. Растворы неэлектролитов |
| 161 |
6.3.1. Законы Рауля |
| 161 |
6.3.2. Осмотическое давление. Закон Вант-Гоффа |
| 167 |
7. Химические равновесия в растворах |
| 169 |
7.1, Равновесия в растворах электролитов |
| 169 |
7.1.1. Электролитическая диссоциация |
|
169 |
7.1.2. Гетерогенные ионные равновесия |
|
171 |
7.2. Кислотно-основные равновесия |
| 174 |
7.2.1. Теории кислот и оснований |
| 174 |
7.2.2. Протолитические равновесия |
| 176 |
7.2.3. Гидролиз |
| 185 |
7.2.4. Совместные протолитические и гетерогенные равновесия |
| 188 |
ОСНОВЫ СТРОЕНИЯ ВЕЩЕСТВА
|
8.Строение атома
|
| 198 |
8.1. Развитие представлений о строении атома. Электронное строение атома |
| 198 |
8.2. Принципы описания квантовых систем |
| 203 |
8.3. Уравнение Шрёдингера для атома водорода |
| 207 |
8.4. Многоэлектронные атомы |
| 214 |
8.5. Основные характеристики атома |
| 220 |
8.6. Строение атомного ядра |
| 224 |
8.7. Радиоактивность. Ядерные реакции |
| 227 |
8.8. Периодический закон и Периодическая система элементов
Д. И. Менделеева |
| 237 |
8.8.1. Историческая справка. Систематизация элементов до Менделеева |
| 237 |
8.8.2. Периодический закон, открытый Менделеевым |
| 241 |
8.8.3. Структура Периодической системы элементов |
| 246 |
8.8.4. Периодическое изменение свойств элементов |
| 250 |
9. Химическая связь |
| 256 |
9.1. Развитие представлений о валентности и химической связи.
Классические модели химической связи |
| 256 |
9.1. Развитие представлений о валентности и химической связи.
Классические модели химической связи |
| 256 |
9.2. Параметры химической связи |
| 260 |
9.3. Ионная связь |
| 266 |
9.4. Металлическая связь |
| 275 |
9.5. Квантовохимические модели ковалентной связи |
| 278 |
9.5.1. Метод валентных связей |
| 278 |
9.5.2. Метод молекулярных орбиталей |
| 292 |
10. Агрегатные состояния вещества |
| 305 |
10.1. Межмолекулярные взаимодействия |
| 305 |
10.1.1.Силы Ван дер Ваальса |
| 305 |
10.1.2.Водородная связь |
| 309 |
10.2. Конденсированное состояние вещества |
| 313 |
10.2.1.Жидкости |
| 313 |
10.2.2.Твердые вещества |
| 317 |
КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ |
11. Общие сведения о комплексных соединениях |
| 334 |
11.1. Состав комплексных соединений |
| 334 |
11.2. Номенклатура комплексных соединений |
| 337 |
11.3. Классификация комплексных соединений |
| 339 |
11.3.1.Комплексы с неорганическими лигандами |
| 339 |
11.3.2.Комплексы с органическими лигандами |
| 342 |
11.4. Химическая связь в комплексных соединениях |
| 346 |
11.4.1. Метод валентных связей |
| 346 |
11.4.2.Теория кристаллического поля |
| 352 |
11.4.3.Метод молекулярных орбиталей |
| 361 |
11.4.4.Теория кислот и оснований Льюиса |
| 365 |
11.5. Изомерия комплексных соединений |
| 368 |
11.5.1.Внутрисферная изомерия |
| 368 |
11.5.2.Междусферная изомерия |
| 371 |
11.6. Свойства комплексных соединений |
| 372 |
11.6.1.Устойчивость комплексных соединений |
| 372 |
11.6.2. Реакции с участием комплексных соединений |
| 385 |
ОТВЕТЫ |
| 391 |