Химия. Олиференко Г.Л., Иванкин А.Н.

М.: МГУЛ, 2010 - 383 с.

В учебнике представлено современное систематическое изложение основ общей и неорганической химии. Рекомендуется для углубленного изучения студентами всех технических специальностей очной, очно-заочной, вечерней и дистанционной форм обучения МГУЛ.

Формат: pdf

Размер: 3,5 Мб

Смотреть, скачать: yandex.disk

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение 3
Глава 1. Основные понятия и законы химии 4
Предмет химии 4
Вещества в химии 5
Химические реакции 6
Классификация и виды химических реакций 8
Чистые вещества и смеси веществ 10
Простые и сложные вещества. Синтез и анализ веществ 12
Химическое соединение. Простые вещества 14
Атомы и химические элементы. Распространенность элементов в природе 15
Молекулы химических соединений 17
Символы химических элементов 20
Химические формулы веществ 21
Уравнения химических реакций 23
Закон сохранения массы 26
Относительная атомная масса 27
Относительная молекулярная масса 28
Закон постоянства состава. Закон кратных отношений 29
Количество вещества 31
Молярная масса 33
Эквивалент 34
Химические газовые законы 37
Молярный объем газа 39
Состояние идеального газа 41
Уравнение состояния идеального газа 42
Стехиометрические расчеты по уравнениям реакций 44
Глава 2. Строение атома 47
Развитие представлений о сложном строении атома 47
Квантовые числа электронов 50
Распределение электронов в атомах 54
Радиоактивные превращения 58
Глава 3. Периодическая система химических элементов 62
Периодический закон 62
Строение Периодической системы 63
Строение атома и Периодический закон 65
Валентность элементов и Периодическая система 67
Свойства элементов и Периодическая система 70
Значение Периодического закона и Периодической системы 74
Глава 4. Химическая связь и строение молекул 75
Типы химической связи 75
Общее понятие о ковалентной связи 76
Ковалентные связи в молекулах и атомных кристаллических решетках 77
Квантово-химическое объяснение ковалентной связи 79
Ковалентные а-связи между s-орбиталями (а8.8-связи) 79
Ковалентные а-связи между /?-орбиталями (ар.р-связи) 83
Ковалентные а-связи между s- и/?-орбиталями (а8-р-связи)
Ковалентные 7г-связи между /?-орбиталями (л;р_р-связи)
Гибридизация атомных орбиталей
Ковалентные связи с участием атома углерода
Ковалентные а, л;-связи в многоатомных молекулах неорганических соединений
Полярность ковалентных связей. Электроотрицательность элементов
Полярные молекулы
Образование ковалентной связи при участии неподеленных электронных пар
Ионная связь
Ионные кристаллы
Водородная связь
Металлическая связь
Проводники, диэлектрики и полупроводники
Связь в комплексных соединениях
Валентность и степень окисления элементов
Координационное число
Влияние межмолекулярных сил на структуру и свойства 141
соединении
Влияние водородных связей
Влияние Ван-дер-Ваальсовых сил
Глава 5.Энергетика и термодинамика химических реакций
Солнечная энергия в горючих материалах
Термодинамика
Системы и их окружение
Функции состояния
Энергия системы
Внутренняя энергия
Температура
Передача энергии
Теплота
Работа 1
Первый закон термодинамики (закон сохранения энергии)
Реакции, проводимые при постоянном объеме
Реакции, проводимые при постоянном давлении
Энтальпия
Изменение энтальпии при химических реакциях
Стандартные изменения энтальпии
Стандартная молярная энтальпия образования
Стандартная молярная энтальпия сгорания
Стандартная молярная энтальпия нейтрализации
Другие изменения энтальпии
Фазовые превращения
Калориметрия
Калориметрическая бомба
Пламенный калориметр
Калорийность пищи 167
Закон Гесса 169
Энтальпийные диаграммы 172
Энтальпии химических связей 175
Определение энтальпий связей 177
Определение средней энтальпии связи С—Н 178
Интерпретация и практическое использование энтальпий связей 179
Устойчивость бензола 182
Энтальпия кристаллической решетки 183
Цикл Борна-Габера 184
Интерпретация энтальпий решетки 184
Энтальпии растворения и гидратации 187
Энтропия 189
Второй закон термодинамики 191
Некоторые формулировки второго закона термодинамики 191
Изменения энтропии в химических реакциях 191
Изменения энтропии для окружения термодинамической системы 193
Суммарное изменение энтропии при протекании химической реакции 194
Третий закон термодинамики 195
Свободная энергия Гиббса 195
О чем позволяет судить изменение свободной энергии системы 199
Равновесие 199
Полезная работа 199
Оценка возможности получения металлов из их оксидов по величине AG 200
Диаграммы Эллингема 202
Источники энергии 203
Возобновляемые и невозобновляемые источники энергии 205
Традиционные источники энергии 205
Нетрадиционные источники энергии 207
Прямое преобразование солнечной энергии 207
Биомасса 208
Запасание энергии 210
Химические источники тока и топливные элементы 211
Потребление энергии в прошлом, настоящем и будущем 212
Глава 6.Химическое равновесие и закон действующих масс 217
Обратимость реакций 217
Принцип Ле Шателье. Смещение химического равновесия 219
Закон действующих масс 222
Кинетический вывод закона действующих масс 226
Факторы, влияющие на химическое равновесие с учетом закона действующих масс 230
Глава 7. Растворы и электролиты 235
Растворимость веществ. Состав растворов 239
Расчеты в объемном анализе 244
Электролитическая диссоциация растворов 247
Сила электролитов 252
Ионное произведение воды. Водородный показатель (рН) 255
Основания, кислоты и соли в теории электролитической диссоциации Аррениуса 258
Ионные реакции 263
Реакции нейтрализации 265
Гидролиз 265
Реакции осаждения 270
Окислительно-восстановительные реакции. Основные понятия и определения 273
Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций 278
Окислительно-восстановительные реакции в водных растворах 281
Кислотно-основные реакции. Протонная теория кислот и оснований 285
Кислотно-основные реакции в водных растворах 288
Важнейшие кислотно-основные реакции в трактовке протонной теории 292
Ионные равновесия в растворах слабых электролитов с учетом обратимости последних и закона действующих масс 296
Произведение растворимости и ионная сила 300
Глава 8.Кинетические закономерности химических реакций 304
Скорость химической реакции 304
Как экспериментально определить скорость реакции 305
Определение скорости реакции графическим методом 307
Методы измерения скорости реакции 308
Порядок реакции и константы скорости 310
Экспериментальное определение порядка реакции и константы скорости 312
Определение кинетических характеристик реакции из анализа кривой скорости 314
Реакции с нецелочисленным порядком 315
Метод интегрирования кинетического уравнения 317
Период полупревращения 318
Зависимость константы скорости реакции от температуры. Уравнение Аррениуса 318
Почему важно исследовать влияние температуры на скорость химических реакций 321
Механизмы протекания и катализ химических реакций 322
Молекулярность реакции 323
Теория столкновений 324
Концентрация и теория столкновений 324
Температура и теория столкновений 325
Вывод уравнения Аррениуса 326
Теория переходного состояния 326
Катализ 328
Автокатализ 330
Теория промежуточных соединений для объяснения действия катализаторов 330
Типы катализаторов 330
Гомогенный катализ 331
Гомогенный катализ в газовой фазе 331
Гомогенный катализ в водной фазе 331
Гетерогенный катализ 333
Адсорбционная теория гетерогенного катализа 334
Классы гетерогенных катализаторов 335
Каталитические преобразователи 336
Промоторы и каталитические яды 337
Ферментативный катализ 337
Свойства ферментов 337
Болезни, связанные с недостатком или избытком ферментов в организме 341
Ферментация (брожение) 342
Глава 9. Электрохимия 343
Предмет электрохимии 343
Электрохимический ряд напряжений 344
Стандартные электродные потенциалы 347
Гальванические элементы 351
Электрические аккумуляторы 356
Уравнение электродного потенциала 357
Электролиз. Принципиальные различия гальванического элемента и электролизера 359
Электролиз в водном растворе 361
Электролиз с растворимым анодом 364
Напряжение разложения электролита. Перенапряжение 367
Законы электролиза 370
Электрохимическая коррозия 374
Библиографический список 377
Оглавление 378

Введение
Известно, что математика, химия и физика играют важнейшую роль на всех ступенях образования независимо от его профиля: в общеобразовательной и профессионально-технической, средней специальной и особенно высшей школе, равно как и в системе повышения квалификации специалистов. Знание химии, математики и других естественных наук, приобретенное в высшей школе, становится все более необходимым в профессиональной деятельности и, в особенности, при практической реализации полученных знаний, которые, кроме того, нуждаются в постоянном обновлении и углублении.
Представленное пособие является попыткой дать современное и систематическое изложение основ общей химии. Эти основы, как известно, представляют собой синтез общих понятий и законов химии, тесно связанных со строением атома, Периодической системой элементов Д.И. Менделеева, элементами образования химической связи, а также с общими понятиями физической и неорганической химии, такими как энергетика, термодинамика, химическая кинетика и катализ, растворы, электрохимия и т.д.
Несмотря на многочисленные издания подобных учебных пособий, во многих из них приведены устаревшие названия и обозначения, как самих химических соединений, так и относящихся к ним химических формул и определений. Часть из прежних учебников и учебных пособий успешно переизданы в настоящее время, но тираж изданий стал существенно ниже, тогда как стоимость учебной литературы заметно повысилась, за счет чего, в ряде случаев, пособия стали практически недоступны для повседневного использования студентами. Кроме того, следует также учитывать профиль университетов и вузов, в которых преподается курс химии. Особенно это необходимо учитывать при использовании подобных учебников для студентов заочной и дистанционной формы обучения как химических, так и технических специальностей, которые стали достаточно широко использоваться при подготовке специалистов самого широкого профиля. Известно, что при подготовке таких специалистов, студенты реже общаются с преподавателями, чем при очной форме обучения и, практически, все знания изучаемых предметов формируются при помощи учебников и учебных пособий.
Именно для такого вида обучения и написано данное учебное пособие, в котором наиболее наглядно продемонстрирована та роль, которую играет химия в решении промышленных и экологических проблем.