Информационный центр "Центральный Дом Знаний"
Онлайн всего: 1 Гостей: 1 Пользователей: 0
|
Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химияАхметов Н.С. Год выпуска:
2001 Для химико-технологических специальностей вузов, университетов и педагогических вузов. ПРЕДИСЛОВИЕ В основу учебника положены квантово-механические, структурные, . термодинамические и кинетические закономерности на уровне понимания студентов первого курса. Книга состоит из двух частей. В первой части "Общая химия" рассмотрены основополагающие теоретические разделы курса химии. Во второй части "Неорганическая химия" обсуждены свойства химических элементов в соответствии с их положением в периодической системе. В заключении рассмотрены вопросы химической экологии. Получение полноценных знаний по химии основано на конкретном дредставлении об изучаемых веществах и их превращениях, что в значительной мере связано с серьезным и самостоятельным выполнением лабораторных работ и решением задач и упражнений. Для этого предназначено пособие: Н.С. Ахметов, М.К. Азизова, Л.И. Бадыгина. Лабораторные и семинарские занятия по общей и неорганической химии: -М., Высшая школа, 1998. Это пособие совместно с данным учебником составляет единый комплект. Автор сердечно благодарен лауреату Государственной премии академику Международной академии наук высшей школы, доктору химических наук, профессору Я. А. У гаю за ценные замечания и советы при '^обсуждении рукописи. Замечания и пожелания просьба направлять по адресу: 420015, f. Казань, ул. К. Маркса, 68, Казанский государственный технологический университет. Автор
ВВЕДЕНИЕ Химию можно определить как науку, изучающую вещества и процессы их превращения, сопровождающиеся изменением состава и строения. В химическом процессе происходит перегруппировка атомов, разрыв химических связей в исходных веществах и образование *ши-ческих связей в продуктах реакции. В результате химических реакции происходит превращение химической энергии в теплоту, свет и пр. Р Язык химии - формулы вещества и уравнения химических реакций В формуле вещества закодирована информация о составе, структуре реакционной способности этого вещества. Из уравнения реакции можно получить информацию о химическом процессе и его параметрах. Научиться расшифровывать эту информацию - важная задача изучения курса общей и неорганической химии. Современная химия представляет собой систему отдельных научных дисциплин: общей, неорганической, аналитической, органической, физической, коллоидной химии, биохимии, геохимии, космохимии электрохимии и т.д. Основой химической науки являются атомно-молекулярное учение, закон сохранения материи, периодический закон и теория строения вещества, учение о химическом процессе.
Оглавление Предисловие............................................. 3 Введение.............................................. 4 ЧАСТЬ ПЕРВАЯ. ОБЩАЯ ХИМИЯ Р А 3 Д Е Л I. ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ Д.И.МЕНДЕЛЕЕВА.................. 5 Глава 1. Химические элементы. Периодический закон............... 6 § 1. Понятие химического элемента....................... 6 § 2. Космическая распространенность химических элементов .... 8 § 3. Радиоактивное превращение химических элементов........ 9 § 4. Ядерные реакции............................ И § 5. Синтез элементов........................■ . . . . 14 1С § 6. Ядерные реакции в природе........................... 15 Глава 2. Электронная оболочка атома химического элемента........ 16 § 1. Исходные представления квантовой механики.............. 16 § 2. Электронное облако................................. 18 § 3. Атомные орбитали.................................. 21 Глава 3. Периодическая система Д.И.Менделеева как естественная классификация элементов по электронным структурам атомов . . 27 § 1. Электронная структура атомов......................... 27 § 2. Структура периодической таблицы химических элементов..... 35 Глава 4- Периодичность свойств химических элементов............. 38 § 1. Энергия ионизации атомов............................ 38 § 2. Сродство атома к электрону. Электроотрицательность......... 40 § 3. Атомные и ионные радиусы............................ 43 § 4. Вторичная периодичность............................. 45 РАЗДЕЛ II. ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ....................... 46 Глава 1. Основополагающие представления о химической связи........ 47 § 1. Некоторые параметры молекулы........................ 47 § 2. Природа химической связи............................ 48 § 3. Кривая полной энергии для молекулы.................... 50 Глава 2. Теория молекулярных орбиталей....................... 51 § 1. Молекулярные орбитали.............................. 51 § 2. Двухатомные гомоядерные молекулы..................... 54 § 3. Двухатомные гетероядерные молекулы.................... 65 § 4. Трехатомные линейные молекулы........:.............. 67 § 5. Пятиатомные тетраэдрические молекулы.................. 72 § 6. Сопоставление энергетических диаграмм орбиталей молекул разного строения...................................... 75 Глава 3. Теория валентных связей............................. 77 § 1. Насыщаемость ковалентной связи....................... 77 § 2. Направленность ковалентной связи...................... 81 § 3. Кратность (порядок) связи............................ 90 § 4. Полярность и поляризуемость связи..................... 94 § 5. Типы ковалентных молекул............................ 96 Глава 4- Ионная связь. Невалентные типы связи.................. 100 § 1. Ионная связь...................................... 101 § 2. Металлическая связь................................ 102 § 3. Межмолекулярное взаимодействие....................... 104 § 4. Водородная связь................................... 106 Глава 5. Комплексообразование. Комплексные соединения........... 107 § 1. Комплексообразование............................... 107 § 2. Координационные (комплексные) соединения.............. 108 § 3. Описание комплексных соединений с позиций теории валентных связей.......................................... 111 РАЗДЕЛ III. АГРЕГАТНОЕ СОСТОЯНИЕ. РАСТВОРЫ........ 114 Глава 1. Твердое состояние. Твердые растворы................... 115 § 1. Кристаллы........................................ 115 § 2. Типы химической связи в кристаллах.................... 117 § 3. Основные структурные типы неорганических веществ......... 120 § 4. Характерное координационное число элемента и структура его соединений..................................... 129 § 5. Зонная теория кристаллов............................. 133 § 6. Полупроводники................................... 136 § 7. Твердые растворы................................... 137 Глава 2. Жидкое состояние. Жидкие растворы................... 139 § 1. Жидкое состояние.................................. 139 § 2. Ионизация молекул жидкости.......................... 140 § 3. Аморфное состояние................................. 141 § 4. Жидкие растворы................................... 142 Глава 3. Газовое и другие, состояния Газовые растворы............. 149 § 1. Газовое состояние.................................. 149 § 2. Газовые растворы................................... 150 § 3. Плазма......................................... 150 § 4. Другие состояния вещества............................ 151 Глава 4- Физико-химический анализ........... ................. 152 § 1. Термический анализ................................. 152 § 2. Типы диаграмм плавкости............................. 153 РАЗДЕЛ IV. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СТРОЕНИЯ ВЕЩЕСТВ 157 Глава 1. Спектроскопические методы исследования................ 157 § 1. Электромагнитный спектр и атомные или молекулярные процессы........................................ 157 § 2. Рентгеновская спектроскопия.......................... 159 § 3. Оптическая спектроскопия............................ 161 § 4. Радиоспектроскопия................................. 164 § 5. Гамма-спектроскопия................................ 166 Глава 2. Дифракционные методы исследования. Магнитные измерения . . 169 § 1. Рентгеноструктурный анализ........................... 169 § 2. Электронографический и нейтронографический методы....... 172 § 3. Исследование веществ в магнитном поле................... 174 РАЗДЕЛ V. ВВЕДЕНИЕ В ТЕОРИЮ ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ................................ 175 Глава 1. Энергетика химических превращений..................... 176 § 1. Тепловой эффект реакции............................ 176 § 2. Термохимические расчеты............................. 178 Глава 2. Направленность химической реакции.................... 189 § 1. Энтропия........................................ 189 § 2. Энергия Гиббса.................................... 192 Глава 3. Химическое равновесие............................... 197 § 1. Константа химического равновесия ...................... 197 § 2. Принцип Ле Шателье................................ 200 § 3. Константа ионизации................................ 201 § 4. Константа образования комплекса....................... 206 § 5. Константа автопротолиза воды......................... 208 § 6. Равновесие в гетерогенных системах..................... 210 Глава 4- Химическая кинетика............................... 212 § 1. Скорость химической реакции.......................... 212 § 2. Энергия Гиббса активации............................ 214 § 3. Механизм химических реакций......................... 218 § 4. Физические методы стимулирования химических превращений . . 220 § 5. Катализ.......................................... 223 Глава 5. Реакция без изменения степеней окисления элементов....... 225 § 1. Условия одностороннего протекания реакций............... 225 § 2. Гидролиз........................................ 227 Глава 6. Реакции с изменением степеней окисления элементов........ 234 § 1. Окислительно-восстановительные реакции................. 234 § 2. Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций......................................... 236 § 3. Направление окислительно-восстановительных реакций....... 240 § 4. Химические источника тока........................... 245 ЧАСТЬ ВТОРАЯ. НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ РАЗДЕЛ I. ВВЕДЕНИЕ В ХИМИЮ ЭЛЕМЕНТОВ............. 248 Глава 1. Распространенность химических элементов............... 248 § 1. Геохимия и космохимия............ .................. 248 § 2. Химические элементы в земной коре......... ............ 249 Глава 2. Простые вещества................................. 253 § 1. Структура простых веществ............................ 253 § 2. Свойства простых веществ............................. 257 § 3. Получение простых веществ............................ 264 Глава 3. Двухэлементные (бинарные) соединения.................. 269 § 1. Характеристика бинарных соединений по типу химической связи.......................................... 269 § 2. Сравнение устойчивости бинарных соединений.............. 273 § 3. Основно-кислотные свойства бинарных соединений........... 273 § 4. Металлические соединения............................ 276 Глава 4- Трехэлементные соединения........................... 279 § 1. Производные анионных комплексов...................... 279 § 2. Смешанные соединения, твердые растворы, эвтектика......... 281 Глава 5. Нестехиометрические соединения....................... 284 § 1. Соединения переменного состава........................ 284 § 2. Соединения включения............................... 287 РАЗДЕЛ II. ХИМИЯ И р-ЭЛЕМЕНТОВ................... 289 Глава 1. Общие закономерности.............................. 289 § 1. Внутренняя и вторичная периодичность................... 289 § 2. Степени окисления и р-элементов...................... 292 § 3. Координационные числа и р-элементов.................. 295 Глава 2. Водород......................................... 299 Глава 3. р-Элементы VII группы периодической системы Д.И.Менделеева ......................................... 309 § 1. Фтор........................................... 310 § 2. Хлор........................................... 316 § 3. Подгруппа брома................................... 328 Глава 4- р-рлементы VI группы периодической системы Д.И.Менделеева ......................................... 338 § 1. Кислород......................................... 33g § 2. Сера............................................ 351 § 3. Подгруппа селена................................... 366 Глава 5. р-Элементы V группы периодической системы Д.И.Менделеева ......................................... 373 § 1. Азот........................................... 374 § 2. Фосфор.......................................... 396 § 3. Подгруппа мышьяка................................ 409 Глава 6. р-Элементы IV группы периодической системы Д.И.Менделеева ......................................... 421 § 1. Углерод......................................... 422 § 2. Кремний......................................... 442 § 3. Подгруппа германия................................. 455 § 4. Обзор оксосоединения р-элементов IV, V, VI и VII групп...... 466 Глава 7. р-Элементы III группы периодической системы Д.И.Менделеева ......................................... 470 § 1. Бор........................................... 470 § 2. Алюминий........................................ 488 § 3. Подгруппа галлия................................... 502 Глава 8. s-Элементы II группы периодической системы Д.И.Менделеева ......................................... 510 § 1. Бериллий......................................... 511 § 2. Магний.......................................... 517 § 3. Подгруппа кальция................................... 521 Глава 9. s-Элементы I группы периодической системы Д.И.Менделеева ......................................... 527 § 1. Литий.......................................... 528 § 2. Натрий.......................................... 531 § 3. Подгруппа калия................................... 534 Глава 10.»- и р-Элементы VIII группы периодической системы Д.И.Менделеева ......................................... 538 § 1. Гелий.......................................... 538 § 2. Неон........................................... 539 § 3. Аргон.......................................... 540 § 4. Подгруппа криптона................................. 541 РАЗДЕЛ III. ХИМИЯ rf-ЭЛЕМЕНТОВ......................... 546 Глава 1. Общие закономерности.............................. 546 § 1. Энергия ионизации и радиусы атомов rf-элементов........... 546 § 2. Степени окисления d-элементов......................... 548 ...... 549 § 3. Простые вещества «йэлементов.................. Глава 2 Координаг^ионное соединение ^элементов................. § 1. Описание комплексных соединений с позиций теории кристаллического поля.................................. § 2. Описание комплексных соединений с позиций теории молекулярных соединений................................ § 3. Электронная конфигурация комплесообразователя и строение комплексов.................................. § 4. Комплексы с органическими лигандами................... § 5. Изомерия комплесных соединений....................... Глава 3. ^Элементы III группы периодической системы Д.И.Менделеева................................ .... 572 § 1. Подгруппа скандия......................... ^ § 2 Соединения элементов подгруппы скандия................. Глава I ^Элементы IV группы периодической системы Д.И.Менделеева ................................... .... 570 § 1. Подгруппа титана.......................... ^g § 2. Соединения элементов подгруппы титана.................. Глава 5. ^Элементы V группы периодической системы Д.И.Менде- . . 586 -'**""..588 § 1. Подгруппа ванадия............................ § 2. Соединения элементов подгруппы ванадия................. Глава 6. ^Элементы VI группы периодической системы Д.И.МендеЛеева. .. 598 § 1. Подгруппа хрома.............................. § 2. Соединения элементов подгруппы хрома.................. Глава 7. ^Элементы VII группы периодической системы Д.И.Менде- . 619 § 1. Подгруппа марганца............................. § 2. Соединения элементов подгруппы марганца................ Глава 8 ^Элементы VIII группы периодической системы ДИМенде- . . 630 -'**""..631 § 1. Подгруппа железа............................... _ § 2 Соединения элементов подгруппы железа.................. „ ... 648 § 3. Подгруппа кобальта............................ 5 4 Соединения элементов подгруппы кобальта................ ... 660 § 5. Подгруппа никеля.............................. § 6. Соединения элементов подгруппы никеля.................. § 7. Получение платиновых металлов........................ Глава 9 ^Элементы I группы периодической системы ДИМенде- . . 676 леева... 678 5 1. Подгруппа меди................................ § 2. Соединения элементов подгруппы меди................... 681 Глава 10. ^Элементы II группы периодической системы Д.И.Менделеева ................. ........................ 689 § 1. Подгруппа цинка.............. ..................... 690 § 2. Соединения элементов подгруппы цинка.................. 693 РАЗДЕЛ IV. ХИМИЯ /ЭЛЕМЕНТОВ...................... 698 Глава 1. f-Элементы 6-ю периода периодической системы Д.И.Менделеева ........................................ 698 § 1. Семейство лантаноидов............................... 698 § 2. Соединения лантаноидов.............................. 703 Глава 2. f -Элементы 7-ю периода периодической системы Д.И.Менделеева ......................................... 707 § 1. Семейство актиноидов................................ 710 § 2. Соединения актиноидов.............................. 711 РАЗДЕЛ V. НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ И ЭКОЛОГИЯ....... 717 Глава 1. Проблемы защиты окружающей среды................... 717 § 1. Охрана атмосферы.................................. 717 § 2. Охрана гидросферы................................. 720 Глава 2. Безотходная технология............................. 722 § 1. Комплексное использование сырья....................... 722 § 2. Ноосфера—сфера разума............................. 724 Заключение............................................. 726 Список литературы........................................ 727 Предметный указатель...................................... 728 |
Loading
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||