Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Уфимский государственный нефтяной технический университет»

Библиотека студента УГНТУ

Краткий курс лекций по дисциплине «химия»

для студентов нехимических специальностей

Под общей редакцией

профессора С.С. Злотского и профессора А.К.Мазитовой

Утверждено Редакционно-издательским советом УГНТУ

в качестве учебного пособия

Авторы: О.Ф.Булатова, С.Б.Денисова, Л.Н.Зорина, О.И.Михайленко, М.А.Молявко, М.Н.Назаров, Л.З.Рольник, Л.Е.Салова, Л.Г.Сергеева, О.Б.Чалова, А.Т.Чанышева, Ф.Б.Шевляков (кафедра «Общая и аналитическая химия»); Ю.Н.Биглова, Е.А.Буйлова, Д.Р.Галиева, Н.М.Шаймарданов (кафедра «Прикладная химия и физика»)

Рецензенты:

Заведующий кафедрой «Химия» Уфимского государственного авиационного технического университета доктор химических наук профессор В.А. Докичев

Заведующий кафедрой «Общая химия» Уфимской государственной академии экономики и сервиса кандидат химических наук

доцент И.П. Журкина

К78 Краткий курс лекций по дисциплине «Химия» /Ю.Н.Биглова и др.; под

общ. ред. С.С. Злотского и А.К. Мазитовой. – Уфа: УГНТУ, 2010. – 69 с.

ISBN 978-5-7831-0955-3

Кратко приведены лекции по дисциплине «Химия». Содержание лекций соответствует государственным образовательным стандартам. Отражен модульный принцип обучения, дано содержание практических и лабораторных занятий, приводится список основной литературы для дополнительного изучения материала. Предназначен для студентов нехимических специальностей: АГ, АТ, АЭ, БАГ, БАТ, БАЭ, БМЗ, БМП, БПГ, БПС, БТЭ, ВВ, ГФ, ДС, МЗ, МП, МС, ПГ, ПС, ТЭ, ЭГ, ЭС, ЭТ, а также АК, БОС, МХ, ОС, ТС, ТН очной и заочной форм обучения.

ISBN 978-5-7831-0955-3 © Уфимский государственный нефтяной

технический университет, 2010

Предисловие

В учебной программе студентов нехимических специальностей технического вуза, в частности УГНТУ, присутствует дисциплина «Химия». Для подавляющего большинства специальностей по данному предмету предусмотрено 12-20 лекций (24-40 часов), 3-5 практических занятий (6-10 часов) и 10-15 лабораторных занятий (20-30 часов).

Содержание лекционного материала включает два основных раздела: строение, общие (интегральные) свойства веществ и свойства важнейших элементов. На практических занятиях в интерактивном режиме подробно рассматриваются узловые, принципиальные вопросы программы, фокусируется внимание на разделах, имеющих наибольшее значение для всего курса. Лабораторные работы посвящены изучению широкого круга проблем термодинамики, кинетики, растворов, электрохимии и превращениям важнейших неорганических соединений. Студенты в ходе выполнения экспериментов получают необходимые навыки и опыт работы с химическими реактивами и реагентами. В совокупности аудиторные занятия, консультации, домашние и самостоятельные работы позволяют учащимся успешно освоить материал программы и в дальнейшем использовать полученные знания по химии при изучении специальных дисциплин.

В настоящее время по курсу «Химия» имеется большое количество учебников, учебных пособий, практикумов, сборников задач и др., как в печатной форме, так и на электронных носителях. Преподавателями кафедр ОАХ и ПХиФ в 2005-2009 годах издана обширная учебная литература для студентов нехимических специальностей (см.список рекомендуемой литературы).

В то же время из опыта преподавания следует, что отсутствие пособия, содержащего базовые сведения по дисциплине в краткой доступной форме, сдерживает рост успеваемости студентов по курсу «Химия».

В этой связи коллективы преподавателей кафедр ОАХ и ПХиФ УГНТУ совместно подготовили настоящее пособие*, цель которого − систематизировать, упростить и облегчить студентам I курса нехимических специальностей изучение и ознакомление с основным содержанием дисциплины «Химия». Краткий конспект каждой из 23-х лекций содержит описание базовых положений, терминов, формул и определений. Даны вопросы для самопроверки и контроля, а также приведены ссылки на 2 - 4 учебника, где данный раздел изложен более детально и подробно. В конце книги имеется расширенный список рекомендуемой учебной литературы и перечислены основные вопросы, выносимые на зачеты и экзамены.

Настоящее пособие не заменяет существующие учебники и практикумы, а, наоборот, предусматривает более подробное и детальное ознакомление и изучение разделов программы по основным учебникам. В то же время простота и доступность учебного пособия, на наш взгляд, позволяет студентам предварительно познакомиться с тематикой и содержанием лекций, лучше представить схему курса, связать между собой отдельные разделы программы.

Авторы − ведущие преподаватели кафедр ОАХ и ПХиФ - в краткой, тезисной форме обобщили и систематизировали основные параметры, цели и задачи каждой лекции. Это позволяет студентам свести к минимуму непроизводительный расход времени, концентрироваться на ключевых вопросах и положениях дисциплины.

Мы полагаем, что пособие окажется полезным и интересным всем без исключения студентам, изучающим на I курсе дисциплину «Химия», а также будет востребовано молодыми начинающими преподавателями и научными сотрудникам для подготовки к лекциям, лабораторным и практическим занятиям. Рекомендуем данное пособие учителям, преподавателям средних школ, техникумов, колледжей, а также школьникам - старшеклассникам, заинтересованным в углубленном изучении химии.

Выражаем глубокую благодарность доценту Буйловой Е.А. и доценту Чаловой О.Б. за подготовку рукописи к изданию.

Профессор Злотский С.С., заведующий кафедрой ОАХ;

профессор Мазитова А.К., заведующий кафедрой ПХиФ.

Лекция 1. Квантово-механическая модель строения атома……..……............
Лекция 2. Электронные конфигурации атомов. Периодический Закон. Периодическая система Д.И. Менделеева……………………………………..
Лекция 3. Основные типы химической связи. Ковалентная связь…………...
Лекция 4. Теория гибридизации и геометрия молекул. Полярность и поляризуемость ковалентной связи и молекул………………………………...
Лекция 5. Межмолекулярные взаимодействия. Водородная связь.………….
Лекция 6. Химическая термодинамика………………………………………...
Лекция 7. Химическая кинетика………………………………………………..
Лекция 8. Химическое равновесие……………………………………………..
Лекция 9. Растворы. Способы выражения концентрации растворов. Свойства растворов……………………………………………………………...
Лекция 10. Дисперсные системы. Поверхностные явления…………………..
Лекция 11. Растворы электролитов. Электролитическая диссоциация………
Лекция 12. Диссоциация воды. Диссоциация кислот и оснований. Водородный показатель…………………………………………………………
Лекция 13. Произведение растворимости. Ионно-обменные реакции……….
Лекция 14. Гидролиз солей. Буферные растворы ……………………………..
Лекция 15. Окислительно-восстановительные реакции………………………
Лекция 16. Понятие «Электродный потенциал». Электрохимические процессы………………………………………………………….………………
Лекция 17. Электролиз расплавов и растворов………………………………..
Лекция 18. Общие свойства металлов………………………………….………
Лекция 19. Коррозия металлов. Методы защиты от коррозии…………..........
Лекция 20. Металлы главной подгруппы II группы. Жесткость воды….........
Лекция 21. Конструкционные металлы. Алюминий. Хром. Железо…………
Лекция 22. Полимеры……………………………………………………………
Лекция 23. Химическая идентификация, анализ вещества…………………...
Контрольные вопросы

Последнее десятилетие практически все ведущие вузы России перешли на систему письменных вступительных экзаменов по химии. Выяснилось, что большинство школьников и абитуриентов совершенно не умеют решать задачи. Поэтому мы оказались, по-видимому, первыми в России, пришедшими к выводу, что хорошее пособие по химии для школьников старших классов и поступающих в вузы, помимо теоретических разделов, должно содержать большой набор задач и описывать основные приемы их решения.
Н. Е. Кузьменко и В. В. Ереминым была издана книга, представляющая собой наиболее полный на сегодняшний день задачник по химии для школьников и абитуриентов. Задачи составлены по всем основным разделам школьной программы, а также по важнейшим аспектам программ по химии для поступающих в ведущие вузы России. Ко всем задачам даны ответы или указания к решению, а к 300 типовым или экзаменационным задачам приведены подробные решения.
Мы не ставили перед собой задачу приводить здесь результаты нашего анализа учебных пособий, вышедших в свет в последнее десятилетие. Скажем только, что, учитывая все вышеизложенное, мы пришли к убеждению в необходимости создания учебного пособия, содержащего краткие разъяснения основных химических явлений, понятий, законов и теорий. Отсюда название книги - «Краткий курс химии».
Такое представление материала позволило авторам при рассмотрении конкретных химических соединений часто просто указывать, к какому классу веществ они относятся, чтобы становилась понятной большая часть их свойств. Одновремнно это дает возможность обратить особое внимание на реакции, подчеркивающие индивидуальность данного вещества, на реакции, имеющие большое практическое значение. При этом внимание заостряется, как правило, на химизме процессов, а не на их технологии.
Отметим также, что при изложении материала во втором («Неорганическая химия») и третьем («Органическая химия») разделах пособия, как правило, уже не вводятся новые теоретические представления, а делается упор на изложение новых химических фактов с обязательным их объяснением на основе теоретических представлений, изложенных в первом разделе. Важно заметить, что пособие содержит подробный предметный указатель, облегчающий работу с книгой.
Книга подготовлена сотрудниками химического факультета Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова (профессор Н. Е. Кузьменко и доцент В. В, Еремин) и Московской медицинской академии им. И. М. Сеченова (профессор, академик РАО В. А. Попков). Гл. 2 - 4, 9, 11 - 16, 18 - 20 и 22 - 28 написаны Н. Е. Кузьменко, гл. 1, 21, 32 - 36 - В. В. Ереминым, гл. 10, 29 - 31 - В. А. Попковым; гл. 5 - 8 и 17 написаны совместно Н. Е. Кузьменко и В. А. Попковым.

Предисловие
ЧАСТЬ I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
ГЛАВА 1. Основные понятия и законы химии
§ 1.1. Предмет химии
§ 1.2. Атомно-молекулярная теория
§ 1.3. Закон сохранения массы и энергии
§ 1.4. Периодический закон
§ 1.5. Основные понятия химии
§ 1.6. Стехиометрические соотношения в химии
§ 1.7. Газовые законы
ГЛАВА 2. Строение атома
§ 2.1. Развитие представлений о сложном строении атома
§ 2.2. Квантовые числа электронов
§ 2.3. Распределение электронов в атомах
§ 2.4. Радиоактивные превращения
§ 2.5. Периодичность свойств атомов элементов
ГЛАВА 3. Химическая связь и строение молекул
§ 3.1. Природа химической связи
§ 3.2. Ковалентная связь
§ 3.3. Ионная связь
§ 3.4. Металлическая связь
§ 3.5. Межмолекулярные химические связи
§ 3.6. Валентность и степень окисления
§ 3.7. Пространственное строение молекул
ГЛАВА 4. Состояния вещества
§ 4.1. Характерные свойства газов, жидкостей и твердых тел
§ 4.2. Фазовые диаграммы веществ
§ 4.3. Газы
§ 4.4. Жидкости
§ 4.5. Кристаллические вещества
§ 4.6. Различные формы существования веществ
ГЛАВА 5. Энергетические эффекты химических реакций
§ 5.1. Выделение и поглощение энергии в химических реакциях
§ 5.2. Экзотермические и эндотермические реакции. Термохимический закон Гесса
ГЛАВА 6. Кинетика химических реакций
§ 6.1. Основные понятия и постулаты химической кинетики
§ 6.2. Влияние температуры на скорость реакции
§ 6.3. Катализ
ГЛАВА 7. Химическое равновесие
§ 7.1. Определение состояния равновесия
§ 7.2. Константа химического равновесия
§ 7.3. Смешение химического равновесия. Принцип Ле Шаталье
§ 7.4. Об оптимальных условиях получения веществ в промышленных масштабах
ГЛАВА 8. Растворы
§ 8.1. Растворение как физико-химический процесс
§ 8.2. Факторы, влияющие на растворимость веществ
§ 8.3. Способы выражения концентрации растворов
ГЛАВА 9. Электролитическая диссоциация и ионные реакции в растворах
§ 9.1. Электролиты и электролитическая диссоциация
§ 9.2. Степень диссоциации. Сильные и слабые электролиты. Константа диссоциации
§ 9.3. Ионные уравнения реакций
§ 9.4. Гидролиз солей
ГЛАВА 10. Основные типы химических реакций
§ 10.1. Символика и классификационные признаки реакций
§ 10.2. Классификация по числу и составу реагентов и продуктов реакции
§ 10.3. Классификация реакций по фазовым признакам
§ 10.4. Классификация реакций по типу переносимых частиц
§ 10.5. Обратимые и необратимые химические реакции
ГЛАВА 11. Окислительно-восстановительные процессы
§ 11.1. Окислительно-восстановительные реакции
§ 11.2. Подбор стехиометрических коэффициентов в ОВР
§ 11.3. Стандартные потенциалы ОВР
§ 11.4. Электролиз растворов и расплавов электролитов
ЧАСТЬ II. НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
ГЛАВА 12. Общая характеристика неорганических соединений, их классификация и номенклатура
§ 12.1. Оксиды
§ 12.2. Основания (гидроксиды металлов)
§ 12.3. Кислоты
§ 12.4. Соли
ГЛАВА 13. Водород
§ 13.1. Строение атома и положение в периодической системе Д. И. Менделеева
§ 13.2. Химические свойства водорода
§ 13.3. Получение водорода и его применение
§ 13.4. Оксиды водорода
ГЛАВА 14. Галогены
§ 14.1. Физические свойства галогенов
§ 14.2. Химические свойства и получение галогенов
§ 14.3. Галогеноводороды, галогеноводородные кислоты и их соли
§ 14.4. Кислородсодержащие соединения галогенов
ГЛАВА 15. Халькогены
§ 15.1. Общая характеристика
§ 15.2. Простые вещества
§ 15.3. Соединения серы
ГЛАВА 16. Подгруппа азота
§ 16.1. Общая характеристика
§ 16.2. Свойства простых веществ
§ 16.3. Аммиак. Фосфин. Галогениды фосфора
§ 16.4. Оксиды азота. Азотная и азотистая кислоты
§ 16.5. Оксиды и кислоты фосфора
ГЛАВА 17. Подгруппа углерода
§ 17.1. Общая характеристика
§ 17.2. Углерод
§ 17.3. Оксиды углерода
§ 17.4. Угольная кислота и ее соли
§ 17.5. Кремний
§ 17.6. Соединения кремния со степенью окисления +4
§ 17.7. Соединения кремния со степенью окисления -4
ГЛАВА 18. Свойства 5-металлов и их соединений
§ 18.1. Общая характеристика
§ 18.2. Химические свойства металлов
§ 18.3. Соединения 5-металлов
ГЛАВА 19. Алюминий и бор
§ 19.1. Общая характеристика
§ 19.2. Свойства и получение простых веществ
§ 19.3. Соединения бора и алюминия
ГЛАВА 20. Главные переходные металлы
§ 20.1. Общая характеристика
§ 20.2. Хром и его соединения
§ 20.3. Марганец и его соединения
§ 20.4. Триада железа
§ 20.5. Производство чугуна и стали
§ 20.6. Медь и ее соединения
§ 20.7. Цинк и его соединения
§ 20.8. Серебро и его соединения
ГЛАВА 21. Благородные газы
§ 21.1. Общая характеристика
§ 21/2. Химические соединения благородных газов
§ 21.3. Применение благородных газов
ЧАСТЬ III. ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
ГЛАВА 22. Основные понятия закономерности в органической химии
§ 22.1. Предмет органической химии
§ 22.2. Классификация органических соединений
§ 22.3. Номенклатура органических соединений
§ 22.4. Изомерия органических соединений
§ 22.5. Электронные эффекты и реакционная способность органических соединений
§ 22.6. Общая характеристика
ГЛАВА 23. Насыщенные углеводороды
§ 23.1. Алканы
§ 23.2. Циклоалканы
ГЛАВА 24. Алкены и алкадиены
§ 24.1. Алкены
§ 24.2. Диеновые углеводороды
ГЛАВА 25. Алкины
§ 25.1. Общая характеристика
§ 25.2. Получение и химические свойства
ГЛАВА 26. Арены
§ 26.1. Общая характеристика
§ 26.2. Получение и химические свойства
§ 26.3. Ориентанты (заместители) первого и второго рода
ГЛАВА 27. Спирты и фенолы
§ 27.1. Общая характеристика
§ 27.2. Одноатомные спирты
§ 27.3. Многоатомные спирты
§ 27.4. Фенолы
ГЛАВА 28. Альдегиды и кетоны
§ 28.1. Общая характеристика
§ 28.2. Способы получения
§ 28.3. Химические свойства
ГЛАВА 29. Карбоновые кислоты
§ 29.1. Классификация, номенклатура и изомерия
§ 29.2. Одноосновные предельные карбоновые кислоты
§ 29.3. Одноосновные непредельные карбоновые кислоты
§ 29.4. Ароматические карбоновые кислоты
§ 29.5. Двухосновные карбоновые кислоты
ГЛАВА 30. Функциональные производные карбоновых кислот
§ 30.1. Классификация функциональных производных
§ 30.2. Ангидриды карбоновых кислот
§ 30.3. Галогенангидриды карбоновых кислот
§ 30.4. Амиды карбоновых кислот
§ 30.5. Сложные эфиры
§ 30.6. Жиры
ГЛАВА 31. Углеводы (сахара)
§ 31.1. Моносахариды
§ 31.2. Отдельные представители моносахаридов
§ 31.3. Олигосахариды
§ 31.4. Полисахариды
ГЛАВА 32. Амины
§ 32.1. Предельные алифатические амины
§ 32.2. Анилин.
ГЛАВА 33. Аминокислоты. Пептиды. Белки
§ 33.1. Аминокислоты
§ 33.2. Пептиды
§ 33.3. Белки
ГЛАВА 34. Азотсодержащие гетероциклические соединения
§ 34.1. Шестичленные гетероциклы
§ 34.2. Соединения с пятичленным циклом
ГЛАВА 35. Нуклеиновые кислоты
§ 35.1. Нуклеотиды и нуклеозиды
§ 35.2. Строение нуклеиновых кислот
§ 35.3. Биологическая роль нуклеиновых кислот
ГЛАВА 36. Синтетические высокомолекулярные соединения (полимеры)
§ 36.1. Общая характеристика
§ 36.2. Пластмассы
§ 36.3. Волокна
§ 36.4. Каучуки

М.: Высшая школа, 2002. - 415с.

Пособие предназначено для школьников, абитуриентов и учителей. В пособии в краткой, но информативной и ясной форме изложены современные основы химии. Это - основы, которые надо понимать каждому выпускнику средней школы и совершенно обязательно знать каждому, кто видит себя студентом-химиком, медиком или биологом XXI века.

Формат: pdf

Размер: 1 3,4 Мб

Скачать: drive.google

Формат: djvu

Размер: 5 Мб

Скачать: yandex.disk

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие ...................... 3

ЧАСТЬ 1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ ............ 5

ГЛАВА 1. Основные понятия и законы химии .......... 5

§ 1.1. Предмет химии................. 5

§1.2. Атомно-молекулярная теория............ 7

§ 1.3. Закон сохранения массы и энергии.......... 10

§ 1.4. Периодический закон............... 12

§ 1.5. Основные понятия химии............. 14

§ 1.6. Стехиометрические соотношения в химии........ 18

§ 1.7. Газовые законы................. 19

ГЛАВА 2. Строение атома ................. 22

§ 2.1. Развитие представлений о сложном строении атома.... 22

§ 2.2. Квантовые числа электронов............ 25

§ 2.3. Распределение электронов в атомах.......... 28

§ 2.4. Радиоактивные превращения............ 33

§ 2.5. Периодичность свойств атомов элементов....... 37

ГЛАВА 3. Химическая связь и строение молекул ......... 41

§ 3.1. Природа химической связи............. 41

§ 3.2. Ковалентная связь................ 44

§ 3.3. Ионная связь.................. 48

§ 3.4. Металлическая связь............... 50

§ 3.5. Межмолекулярные химические связи......... 51

§ 3.6. Валентность и степень окисления........... 55

§ 3.7. Пространственное строение молекул......... 58

ГЛАВА 4. Состояния вещества ................ 63

§ 4.1. Характерные свойства газов, жидкостей и твердых тел... 63

§ 4.2. Фазовые диаграммы веществ............ 66

§ 4.3. Газы..................... 68

§ 4.4. Жидкости................... 70

§ 4.5. Кристаллические вещества............. 73

§ 4.6. Различные формы существования веществ....... 80

ГЛАВА 5. Энергетические эффекты химических реакций ...... 81

§ 5.1. Выделение и поглощение энергии в химических реакциях.. 81

§ 5.2. Экзотермические и эндотермические реакции. Термохимический

закон Гесса................... 87

ГЛАВА 6. Кинетика химических реакций ............ 93

§ 6.1. Основные понятия и постулаты химической кинетики... 93

§ 6.2. Влияние температуры на скорость реакции........ 97

§ 6.3. Катализ.................... 99

ГЛАВА 7. Химическое равновесие ............... 103

§ 7.1. Определение состояния равновесия.......... 103

§ 7.2. Константа химического равновесия.......... 105

§ 7.3. Смещение химического равновесия. Принцип Ле Шателье.. 108

§ 7.4. Об оптимальных условиях получения веществ в промышленных

масштабах................... 111

ГЛАВА 8. Растворы .................... 114

§ 8.1. Растворение как физико-химический процесс....... 114

§ 8.2. Факторы, влияющие на растворимость веществ...... 117

§ 8.3. Способы выражения концентрации растворов...... 121

ГЛАВА 9. Электролитическая диссоциация и ионные реакции в растворах . 122

§ 9.1. Электролиты и электролитическая диссоциация...... 122

§ 9.2. Степень диссоциации. Сильные и слабые электролиты. Константа диссоциации....... 123

§ 9.3. Ионные уравнения реакций............. 126

§ 9.4. Гидролиз солей................. 128

ГЛАВА 10. Основные типы химических реакций .......... 129

§ 10.1. Символика и классификационные признаки реакций.... 129

§ 10.2. Классификация по числу и составу реагентов и продуктов реакции..................... 131

§ 10.3. Классификация реакций по фазовым признакам..... 136

§ 10.4. Классификация реакций по типу переносимых частиц... 137

§ 10.5. Обратимые и необратимые химические реакции..... 138

ГЛАВА 11. Окислительно-восстановительные процессы ....... 140

§ 11.1. Окислительно-восстановительные реакции....... 140

§ 11.2. Подбор стехиометрических коэффициентов в ОВР.... 144

§ 11.3. Стандартные потенциалы ОВР........... 148

§ 11.4. Электролиз растворов и расплавов электролитов..... 152

ЧАСТЬ II . НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ........... 154

ГЛАВА 12. Общая характеристика неорганических соединений, их классификация и номенклатура .154

§ 12.1. Оксиды.................... 155

§ 12.2. Основания (гидроксиды металлов).......... 158

§ 12.3. Кислоты................... 160

§ 12.4. Соли..................... 165

ГЛАВА 13. Водород .................... 168

§ 13.1. Строение атома и положение в периодической системе Д.И.

Менделеева.................. 168

§ 13.2. Химические свойства водорода........... 171

§ 13.3. Получение водорода и его применение........ 173

§ 13.4. Оксиды водорода................ 174

ГЛАВА 14. Галогены ................... 178

§ 14.1. Физические свойства галогенов........... 178

§ 14.2. Химические свойства и получение галогенов....... 180

§ 14.3. Галогеноводороды, галогеноводородные кислоты и их соли 185

§ 14.4. Кислородсодержащие соединения галогенов...... 187

ГЛАВА 15. Халькогены .................. 190

§ 15.1. Общая характеристика.............. 190

§ 15.2. Простые вещества................ 191

§ 15.3. Соединения серы................ 196

ГЛАВА 16. Подгруппа азота ................. 204

§ 16.1. Общая характеристика.............. 204

§ 16.2. Свойства простых веществ............. 205

§ 16.3. Аммиак. Фосфин. Галогениды фосфора........ 207

§ 16.4. Оксиды азота. Азотная и азотистая кислоты...... 210

§ 16.5. Оксиды и кислоты фосфора............ 214

ГЛАВА 17. Подгруппа углерода ............... 218

§ 17.1. Общая характеристика.............. 218

§ 17.2. Углерод.................... 219

§ 17.3. Оксиды углерода................ 223

§ 17.4. Угольная кислота и ее соли............ 226

§ 17.5. Кремний................... 228

§ 17.6. Соединения кремния со степенью окисления +4..... 230

§ 17.7. Соединения кремния со степенью окисления -4..... 233

ГЛАВА 18. Свойства s -металлов и их соединений .......... 234

§ 18.1. Общая характеристика.............. 234

§ 18.2. Химические свойства металлов........... 236

§ 18.3. Соединения s -металлов.............. 239

ГЛАВА 19. Алюминий и бор .................. 240

§ 19.1. Общая характеристика.............. 240

§ 19.2. Свойства и получение простых веществ........ 242

§ 19.3. Соединения бора и алюминия............ 247

ГЛАВА 20. Главные переходные металлы ............ 249

§ 20.1. Общая характеристика.............. 249

§ 20.2. Хром и его соединения.............. 251

§ 20.3. Марганец и его соединения............. 253

§ 20.4. Триада железа................. 255

§ 20.5. Производство чугуна и стали............ 258

§ 20.6. Медь и ее соединения............... 261

§ 20.7. Цинк и его соединения.............. 263

§ 20.8. Серебро и его соединения............. 264

ГЛАВА 21. Благородные газы ................ 265

§ 21.1. Общая характеристика.............. 265

§ 21.2. Химические соединения благородных газов....... 267

§ 21.3. Применение благородных газов........... 269

ЧАСТЬ III . ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ............ 271

ГЛАВА 22. Основные понятия и закономерности в органической химия .. 271

§ 22.1. Предмет органической химии............ 271

§ 22.2. Классификация органических соединений........ 272

§ 22.3. Номенклатура органических соединений........ 274

§ 22.4. Изомерия органических соединений......... 278

§ 22.5. Электронные эффекты и реакционная способность органических соединений....... 279

§ 22.6. Общая характеристика.............. 281

ГЛАВА 23. Насыщенные углеводороды ............. 283

§ 23.1. Алканы.................... 283

§ 23.2. Циклоалканы.................. 286

ГЛАВА 24. Алкены и алкадиены ............... 289

§ 24.1. Алкены.................... 289

§ 24.2. Диеновые углеводороды.............. 293

ГЛАВА 25. Алкины .................... 295

§ 25.1. Общая характеристика.............. 295

§ 25.2. Получение и химические свойства.......... 296

ГЛАВА 26. Арены .................... 300

§ 26.1. Общая характеристика.............. 300

§ 26.2. Получение и химические свойства.......... 303

§ 26.3. Ориентанты (заместители) первого и второго рода.... 308

ГЛАВА 27. Спирт и фенолы ................. 310

§ 27.1. Общая характеристика.............. 310

§ 27.2. Одноатомные спирты...............311

§ 27.3. Многоатомные спирты.............. 315

§ 27.4. Фенолы.................... 316

ГЛАВА 28. Альдегиды и кетоны ............... 321

§ 28.1. Общая характеристика.............. 321

§ 28.2. Способы получения............... 323

§ 28.3. Химические свойства............... 324

ГЛАВА 29. Карбоновые кислоты ............... 327

§ 29.1. Классификация, номенклатура и изомерия....... 327

§ 29.2. Одноосновные предельные карбоновые кислоты..... 334

§ 29.3. Одноосновные непредельные карбоновые кислоты.... 339

§ 29.4. Ароматические карбоновые кислоты......... 342

§ 29.5. Двухосновные карбоновые кислоты.......... 343

ГЛАВА 30. Функциональные производные карбоновых кислот ..... 345

§ 30.1. Классификация функциональных производных...... 345

§ 30.2. Ангидриды карбоновых кислот........... 346

§ 30.3. Галогенангидриды карбоновых кислот........ 348

§ 30.4. Амиды карбоновых кислот............. 350

§ 30.5. Сложные эфиры................. 352

§ 30.6. Жиры.................... 353

ГЛАВА 31. Углеводы (сахара) ................ 357

§ 31.1. Моносахариды.................. 357

§ 31.2. Отдельные представители моносахаридов....... 363

§ 31.3. Олигосахариды................. 366

§ 31.4. Полисахариды................. 368

ГЛАВА 32. Амины .................... 371

§ 32.1. Предельные алифатические амины.......... 371

§ 32.2. Анилин.................... 375

ГЛАВА 33. Аминокислоты. Пептиды. Белки ............ 377

§ 33.1. Аминокислоты................. 377

§ 33.2. Пептиды................... 381

§ 33.3. Белки.................... 383

ГЛАВА 34. Азотсодержащие гетероциклические соединения ...... 387

§ 34.1. Шестичленные гетероциклы............ 387

§ 34.2. Соединения с пятичленным циклом.......... 390

ГЛАВА 35. Нуклеиновые кислоты ............... 393

§ 35.1. Нуклеотиды и нуклеозиды............. 393

§ 35.2. Строение нуклеиновых кислот............ 395

§ 35.3. Биологическая роль нуклеиновых кислот........ 398

ГЛАВА 36. Синтетические высокомолекулярные соединения (полимеры) .

Пособие предназначено для школьников, абитуриентов и учителей. В пособии в краткой, но информативной и ясной форме изложены современные основы химии. Это - основы, которые надо понимать каждому выпускнику средней школы и совершенно обязательно знать каждому, кто видит себя студентом-химиком, медиком или биологом XXI века.

Атомно-молекулярная теория.
Атомно-молекулярная теория строения вещества возникла в результате попыток ученых решить два основных вопроса. 1) Из чего состоят вещества? 2) Почему вещества бывают разными и почему одни вещества могут превращаться в другие? Основные положения этой теории можно сформулировать следующим образом:
1. Все вещества состоят из молекул. Молекула - наименьшая частица вещества, обладающая его химическими свойствами.
2. Молекулы состоят из атомов. Атом - наименьшая частица элемента в химических соединениях. Разным элементам соответствуют разные атомы.
3. При химических реакциях молекулы одних веществ превращаются в молекулы других веществ. Атомы при химических реакциях не изменяются.

Рассмотрим кратко историю создания и развития атомно-молекулярной теории.
Атомы были придуманы в Греции в V в. до н. э. Философ Левкипп задался вопросом, можно ли каждую часть материи, какая бы малая она ни была, разделить на еще более мелкие части. Левкипп считал, что в результате такого деления можно получить настолько малую частицу, что дальнейшее деление станет невозможным. Ученик Левкиппа, философ Демокрит назвал эти крошечные частицы «атомами». Он считал, что атомы каждого элемента имеют особые размеры и форму и что именно этим объясняются различия в свойствах элементов. Вещества, которые мы видим и ощущаем, представляют собой соединения атомов различных элементов, и, изменив природу этого соединения, можно одно вещество превратить в другое. Демокрит создал атомную теорию почти в современном виде. Однако эта теория - лишь плод философских размышлений, не подтвержденный экспериментальными наблюдениями.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие 3
ЧАСТЬ 1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ 5
ГЛАВА 1. Основные понятия и законы химии 5
§ 1.1. Предмет химии 5
§1.2. Атомно-молекулярная теория 7
§ 1.3. Закон сохранения массы и энергии 10
§ 1.4. Периодический закон 12
§ 1.5. Основные понятия химии 14
§ 1.6. Стехиометрические соотношения в химии 18
§ 1.7. Газовые законы 19
ГЛАВА 2. Строение атома 22
§ 2.1. Развитие представлений о сложном строении атома 22
§ 2.2. Квантовые числа электронов 25
§ 2.3. Распределение электронов в атомах 28
§ 2.4. Радиоактивные превращения 33
§ 2.5. Периодичность свойств атомов элементов 37
ГЛАВА 3. Химическая связь и строение молекул 41
§ 3.1. Природа химической связи 41
§ 3.2. Ковалентная связь 44
§ 3.3. Ионная связь 48
§ 3.4. Металлическая связь 50
§ 3.5. Межмолекулярные химические связи 51
§ 3.6. Валентность и степень окисления 55
§ 3.7. Пространственное строение молекул 58
ГЛАВА 4. Состояния вещества 63
§ 4.1. Характерные свойства газов, жидкостей и твердых тел 63
§ 4.2. Фазовые диаграммы веществ 66
§ 4.3. Газы 68
§ 4.4. Жидкости 70
§ 4.5. Кристаллические вещества 73
§ 4.6. Различные формы существования веществ 80
ГЛАВА 5. Энергетические эффекты химических реакций 81
§ 5.1. Выделение и поглощение энергии в химических реакциях 81
§ 5.2. Экзотермические и эндотермические реакции. Термохимический закон Гесса 87
ГЛАВА 6. Кинетика химических реакций 93
§ 6.1. Основные понятия и постулаты химической кинетики 93
§ 6.2. Влияние температуры на скорость реакции 97
§ 6.3. Катализ 99
ГЛАВА 7. Химическое равновесие 103
§ 7.1. Определение состояния равновесия 103
§ 7.2. Константа химического равновесия 105
§ 7.3. Смещение химического равновесия. Принцип Ле Шателье 108
§ 7.4. Об оптимальных условиях получения веществ в промышленных масштабах 111
ГЛАВА 8. Растворы 114
§ 8.1. Растворение как физико-химический процесс 114
§ 8.2. Факторы, влияющие на растворимость веществ 117
§ 8.3. Способы выражения концентрации растворов 121
ГЛАВА 9. Электролитическая диссоциация и ионные реакции в растворах 122
§ 9.1. Электролиты и электролитическая диссоциация 122
§ 9.2. Степень диссоциации. Сильные и слабые электролиты. Константа диссоциации 123
§ 9.3. Ионные уравнения реакций 126
§ 9.4. Гидролиз солей 128
ГЛАВА 10. Основные типы химических реакций 129
§ 10.1. Символика и классификационные признаки реакций 129
§ 10.2. Классификация по числу и составу реагентов и продуктов реакции 131
§ 10.3. Классификация реакций по фазовым признакам 136
§ 10.4. Классификация реакций по типу переносимых частиц 137
§ 10.5. Обратимые и необратимые химические реакции 138
ГЛАВА 11. Окислительно-восстановительные процессы 140
§ 11.1. Окислительно-восстановительные реакции 140
§ 11.2. Подбор стехиометрических коэффициентов в ОВР 144
§ 11.3. Стандартные потенциалы ОВР 148
§ 11.4. Электролиз растворов и расплавов электролитов 152
ЧАСТЬ II. НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ 154
ГЛАВА 12. Общая характеристика неорганических соединений, их классификация и номенклатура 154
§ 12.1. Оксиды 155
§ 12.2. Основания (гидроксиды металлов) 158
§ 12.3. Кислоты 160
§ 12.4. Соли 165
ГЛАВА 13. Водород 168
§ 13.1. Строение атома и положение в периодической системе Д.И. Менделеева 168
§ 13.2. Химические свойства водорода 171
§ 13.3. Получение водорода и его применение 173
§ 13.4. Оксиды водорода 174
ГЛАВА 14. Галогены 178
§ 14.1. Физические свойства галогенов 178
§ 14.2. Химические свойства и получение галогенов 180
§ 14.3. Галогеноводороды, галогеноводородные кислоты и их соли 185
§ 14.4. Кислородсодержащие соединения галогенов 187
ГЛАВА 15. Халькогены 190
§ 15.1. Общая характеристика 190
§ 15.2. Простые вещества 191
§ 15.3. Соединения серы 196
ГЛАВА 16. Подгруппа азота 204
§ 16.1. Общая характеристика 204
§ 16.2. Свойства простых веществ 205
§ 16.3. Аммиак. Фосфин. Галогениды фосфора 207
§ 16.4. Оксиды азота. Азотная и азотистая кислоты 210
§ 16.5. Оксиды и кислоты фосфора 214
ГЛАВА 17. Подгруппа углерода 218
§ 17.1. Общая характеристика 218
§ 17.2. Углерод 219
§ 17.3. Оксиды углерода 223
§ 17.4. Угольная кислота и ее соли 226
§ 17.5. Кремний 228
§ 17.6. Соединения кремния со степенью окисления +4 230
§ 17.7. Соединения кремния со степенью окисления -4 233
ГЛАВА 18. Свойства s-металлов и их соединений 234
§ 18.1. Общая характеристика 234
§ 18.2. Химические свойства металлов 236
§ 18.3. Соединения s-металлов 239
ГЛАВА 19. Алюминий и бор 240
§ 19.1. Общая характеристика 240
§ 19.2. Свойства и получение простых веществ 242
§ 19.3. Соединения бора и алюминия 247
ГЛАВА 20. Главные переходные металлы 249
§ 20.1. Общая характеристика 249
§ 20.2. Хром и его соединения 251
§ 20.3. Марганец и его соединения 253
§ 20.4. Триада железа 255
§ 20.5. Производство чугуна и стали 258
§ 20.6. Медь и ее соединения 261
§ 20.7. Цинк и его соединения 263
§ 20.8. Серебро и его соединения 264
ГЛАВА 21. Благородные газы 265
§ 21.1. Общая характеристика 265
§ 21.2. Химические соединения благородных газов 267
§ 21.3. Применение благородных газов 269
ЧАСТЬ III. ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ 271
ГЛАВА 22. Основные понятия и закономерности в органической химия 271
§ 22.1. Предмет органической химии 271
§ 22.2. Классификация органических соединений 272
§ 22.3. Номенклатура органических соединений 274
§ 22.4. Изомерия органических соединений 278
§ 22.5. Электронные эффекты и реакционная способность органических соединений 279
§ 22.6. Общая характеристика 281
ГЛАВА 23. Насыщенные углеводороды 283
§ 23.1. Алканы 283
§ 23.2. Циклоалканы 286
ГЛАВА 24. Алкены и алкадиены 289
§ 24.1. Алкены 289
§ 24.2. Диеновые углеводороды 293
ГЛАВА 25. Алкины 295
§ 25.1. Общая характеристика 295
§ 25.2. Получение и химические свойства 296
ГЛАВА 26. Арены 300
§ 26.1. Общая характеристика 300
§ 26.2. Получение и химические свойства 303
§ 26.3. Ориентанты (заместители) первого и второго рода 308
ГЛАВА 27. Спирт и фенолы 310
§ 27.1. Общая характеристика 310
§ 27.2. Одноатомные спирты 311
§ 27.3. Многоатомные спирты 315
§ 27.4. Фенолы 316
ГЛАВА 28. Альдегиды и кетоны 321
§ 28.1. Общая характеристика 321
§ 28.2. Способы получения 323
§ 28.3. Химические свойства 324
ГЛАВА 29. Карбоновые кислоты 327
§ 29.1. Классификация, номенклатура и изомерия 327
§ 29.2. Одноосновные предельные карбоновые кислоты 334
§ 29.3. Одноосновные непредельные карбоновые кислоты 339
§ 29.4. Ароматические карбоновые кислоты 342
§ 29.5. Двухосновные карбоновые кислоты 343
ГЛАВА 30. Функциональные производные карбоновых кислот 345
§ 30.1. Классификация функциональных производных 345
§ 30.2. Ангидриды карбоновых кислот 346
§ 30.3. Галогенангидриды карбоновых кислот 348
§ 30.4. Амиды карбоновых кислот 350
§ 30.5. Сложные эфиры 352
§ 30.6. Жиры 353
ГЛАВА 31. Углеводы (сахара) 357
§ 31.1. Моносахариды 357
§ 31.2. Отдельные представители моносахаридов 363
§ 31.3. Олигосахариды 366
§ 31.4. Полисахариды 368
ГЛАВА 32. Амины 371
§ 32.1. Предельные алифатические амины 371
§ 32.2. Анилин 375
ГЛАВА 33. Аминокислоты. Пептиды. Белки 377
§ 33.1. Аминокислоты 377
§ 33.2. Пептиды 381
§ 33.3. Белки 383
ГЛАВА 34. Азотсодержащие гетероциклические соединения 387
§ 34.1. Шестичленные гетероциклы 387
§ 34.2. Соединения с пятичленным циклом 390
ГЛАВА 35. Нуклеиновые кислоты 393
§ 35.1. Нуклеотиды и нуклеозиды 393
§ 35.2. Строение нуклеиновых кислот 395
§ 35.3. Биологическая роль нуклеиновых кислот 398
ГЛАВА 36. Синтетические высокомолекулярные соединения (полимеры) 400
§ 36.1. Общая характеристика 400
§ 36.2. Пластмассы 402
§ 36.3. Волокна 404
§ 36.4. Каучуки 405
Рекомендуемая литература 410.