Химия - Учебник для ВУЗов - Никольский А.Б. , Суворов А.В. - 2001.
В учебнике нового типа, рассчитанном прежде всего на формирование химического мышления студентов, системно и точно и в то же время ясно и доступно изложен огромный объем современных общехимических знаний.
На современном уровне рассмотрено учение о химическом процессе с акцентом на механизм реакции. Прослежена взаимосвязь между электронным строением и химическим поведением веществ. Логичность и популярность изложения материала, оригинальность контрольных вопросов, доступность иллюстраций способствуют усвоению химических знаний и развитию научного мышления.
Предназначен студентам вузов, учащимся средних специальных учебных заведений, будет полезен преподавателям вузов и учителям школ.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие 11
Часть первая. СТРОЕНИЕ ВЕЩЕСТВА
Глава 1. АТОМНО-МОЛЕКУЛЯРНАЯ ТЕОРИЯ
13
1.1. Основные определения 13
1.2. Моль 15
1.3. Законы стехиометрии 17
1.4. Язык химии 18
Контрольные вопросы 20
Глава 2. СТРОЕНИЕ АТОМА
20
2.1. Ядро и электроны 20
2.2. Атомный номер элемента. Изотопы 21
2.3. Ядерная модель атома 23
2.4. Волновые свойства электрона 25
2.5. Квантово-механическая модель атома 26
2.6. Одноэлектронный атом. Квантовые числа 27
2.7. Многоэлектронные атомы 33
2.8. Электронная конфигурация атома 34
2.9. Электроотрицательность 40
Контрольные вопросы 40
Глава 3. ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ
42
3.1. Энергия химической связи 42
3.2. Природа химической связи 42
3.3. Типы химических связей 44
3.4. Метод молекулярных орбиталей 45
3.5. Метод валентных связей 52
3.6. Химическая связь в многоатомных молекулах 57
3.7. Донорно-акцепторная связь 62
3.8. Координационные соединения 63
3.9. Координационная теория 64
3.10. Номенклатура комплексных соединений 66
Контрольные вопросы 67
Часть вторая. ХИМИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ
Глава 4. ЧТО ТАКОЕ ХИМИЧЕСКАЯ СИСТЕМА
68
4.1. Основные понятия и определения 68
4.2. Гомогенные и гетерогенные системы 70
4.3. Условия существования систем 71
4.4. Фазовые равновесия веществ 72
Контрольные вопросы 74
Глава 5. ГАЗОВЫЕ СИСТЕМЫ
74
5.1. Газовые законы. Идеальный газ 74
5.2. Идеальная смесь газов 76
5.3. Реальные газы 77
5.4. Определение молекулярных масс газов 78
5.5. Химические реакции в газовой фазе 79
Контрольные вопросы 79
Глава 6. ТВЕРДЫЕ СИСТЕМЫ
80
6.1. Твердое агрегатное состояние 80
6.2. Кристаллическое состояние вещества 81
6.3. Химические связи в кристаллах 84
6.4. Электронное строение кристаллов 87
6.5. Общие свойства кристаллов. Изоморфизм. Твердые растворы 90
6.6. Реальные кристаллы. Твердые фазы переменного состава 92
6.7. Аморфные тела и стекла 93
6.8. Твердофазные химические реакции 94
Контрольные вопросы 95
Глава 7. ЖИДКИЕ СИСТЕМЫ
96
7.1 . Область жидкого состояния 96
7.2. Жидкие растворы 97
7.3. Растворение и растворимость 100
7.4. Общие свойства растворов 102
7.5. Особенности химических реакций в жидких системах 106
Контрольные вопросы 106
Глава 8. ДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ
107
8.1. Коллоидное состояние вещества 107
8.2. Поверхностный слой и поверхностные явления 109
8.3. Двойной электрический слой и электрокинетические явления 114
8.4. Устойчивость дисперсных систем 116
Контрольные вопросы 118
Часть третья. УЧЕНИЕ О ХИМИЧЕСКОМ ПРОЦЕССЕ
Глава 9. ХИМИЧЕСКИЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ И ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ
9.1. Классификация химических реакций 119
9.2. Окислительно-восстановительные и обменные реакции 121
9.3. Условия протекания реакций 125
9.4. Термодинамические и кинетические характеристики реакции 125
Контрольные вопросы 127
Глава 10. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ ПОДХОД К ХИМИЧЕСКИМ РЕАКЦИЯМ
127
10.1. Основные понятия и определения химической термодинамики 127
10.2. Первое начало термодинамики. Энтальпия 130
10.3. Термохимия. Закон Гесса 131
10.4. Второе и третье начала термодинамики. Энтропия 135
10.5. Энергия Гиббса и направление химического процесса 139
Контрольные вопросы. 141
Глава 11. КИНЕТИКА И МЕХАНИЗМЫ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ
141
11.1. Понятие о скорости и механизме химической реакции 141
11.2. Влияние температуры на скорость реакций. Энергия активации 145
11.3. Роль симметрии орбиталей при столкновении реагентов 148
11.4. Определение механизмов реакций 149
11.5. Цепные реакции 151
11.6. Реакции в растворах 153
11.7. Гетерогенные реакции 154
11.8. Катализ 155
11.9. Гомогенный катализ 157
11.10. Гетерогенный катализ 159
11.11. Влияние света на скорость реакций. Фотохимия 160
Контрольные вопросы 163
Глава 12. ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ
163
12.1. Обратимые и необратимые химические реакции 163
12.2. Химическое равновесие. Кинетический подход 166
12.3. Химическое равновесие. Термодинамический подход 169
12.4. Константа химического равновесия 171
12.5. Смещение химического равновесия 174
Контрольные вопросы 177
Часть четвертая. РАСТВОРЫ ЭЛЕКТРОЛИТОВ
Глава 13. ОБЩИЕ СВОЙСТВА РАСТВОРОВ ЭЛЕКТРОЛИТОВ
178
13.1. Электролиты и электролиз 178
13.2. Теория электролитической диссоциации 180
13.3. Константа диссоциации 181
13.4. Гидратация ионов в растворе 183
Контрольные вопросы. 185
Глава 14. КИСЛОТЫ И ОСНОВАНИЯ
185
14.1. Теория кислот и оснований Аррениуса 185
14.2. Протонная теория кислот и оснований 186
14.3. Относительная сил а кислот 187
14.4. Кислотные свойства аквакомплексов 189
14.5. Кислоты и основания Льюиса 190
14.6. Ионное произведение воды. Водородный показатель 190
14.7. Индикаторы 192
14.8. Реакции нейтрализации и гидролиза 193
Контрольные вопросы 197
Глава 15. ОБМЕННЫЕ РЕАКЦИИ В РАСТВОРАХ
197
15.1. Образование осадков. Произведение растворимости 198
15.2. Реакции с газовыделением 199
15.3. Комплексообразование. Константы устойчивости и нестойкости 201 комплексов
15.4. Реакции обмена и Комплексообразование 202
15.5. Растворимость и Комплексообразование 203
Контрольные вопросы. 204
Глава 16. ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ
205
16.1. Окислители и восстановители 205
16.2. Уравнения окислительно-восстановительных реакций 206
16.3. Направление окислительно-восстановительных реакций 207
16.4. Сила окислителей и восстановителей. Стандартные 210 восстановительные потенциалы
16.5. Продукты окислительно-восстановительных реакций 213
16.6. Участие растворителя в окислительно-восстановительной реакции 216
16.7. Электрохимические процессы 217
Контрольные вопросы 223
Часть пятая. ПЕРИОДИЧЕСКИЙ ЗАКОН
Глава 1 7. СОДЕРЖАНИЕ ПЕРИОДИЧЕСКОГО ЗАКОНА
224
17. 1 . История открытия 224
17.2. Содержание периодического закона 226
17.3. Периодическая таблица 228
17.4. Исправление атомных масс 230
17.5. Предсказание новых элементов и их свойств 231
17.6. Строение атома и периодический закон 233
17.7. Изменения свойств элементов в группах и периодах 235
Контрольные вопросы 239
Глава 18. ХИМИЯ s-ЭЛЕМЕНТОВ
240
18.1. Водород 240
18.2. Вода 243
18.3. Элементы 1-й группы. Натрий 244
18.4. Элементы 2-й группы. Кальций 246
Контрольные вопросы 248
Глава 19. ОСОБЕННОСТИ ХИМИИ р-ЭЛЕМЕНТОВ. КИСЛОРОД
248
19.1. Общая характеристика р-элементов 248
19.2. Химические свойства кислорода 251
19.3. Оксиды 254
19.4. Пероксиды и супероксиды 256
19.5. Соединения кислорода в положительных степенях окисления 257
Контрольные вопросы 258
Глава 20. ХИМИЯ ХЛОРА
258
20.1. Элемент и простое вещество 258
20.2. Хлороводород 259
20.3. Кислородные соединения хлора 260
20.4. Поведение соединений хлора в водных растворах 261
20.5. Общая характеристика 17-й группы 265
Контрольные вопросы 267
Глава 21. ХИМИЯ СЕРЫ
267
21.1. Элемент и простое вещество 267
21.2. Сероводород 268
21.3. Оксиды серы 269
21.4. Кислоты серы 271
21.5. Галогениды серы 275
21.6. Общая характеристика элементов 16-й группы 275
Контрольные вопросы 277
Глава 22. ХИМИЯ ФОСФОРА
277
22.1. Элемент и простое вещество 277
22.2. Фосфористый водород 279
22.3. Оксиды фосфора 280
22.4. Кислоты фосфора 281
22.5. Галогениды фосфора 284
22.6. Общая характеристика элементов 15-й группы 284
Контрольные вопросы 286
Глава 23. ХИМИЯ АЗОТА
287
23.1. Элемент и простое вещество 287
23.2. Аммиак 288
23.3. Оксиды азота 292
23.4. Кислоты азота 296
23.5. Окислительно-восстановительные реакции соединений азота в растворах
23.6. Галогениды азота 301
Контрольные вопросы 302
Глава 24. ХИМИЯ УГЛЕРОДА
302
24.1. Элемент и простые вещества 302
24.2. Метан 305
24.3. Оксиды углерода 306
24.4. Кислоты углерода 309
24.5. Галогениды углерода 312
24.6. Циан и синильная кислота 313
24.7. Карбиды 313
Контрольные вопросы 314
Глава 25. ХИМИЯ БОРА
314
25.1. Элемент и простое вещество 314
25.2. Соединения бора с водородом 316
25.3. Оксид бора и борная кислота 318
25.4. Галогениды бора 320
25.5. Нитрид бора 320
Контрольные вопросы 321
Глава 26. р-МЕТАЛЛЫ
321
26.1. Алюминий 321
26.2. Общая характеристика элементов 13-й группы 324
26.3. Олово и свинец 326
26.4. Висмут 329
26.5. Химия водных растворов соединений электронно-дефицитных 330 элементов
Контрольные вопросы. 332
Глава 27. СТРОЕНИЕ КООРДИНАЦИОННЫХ СОЕДИНЕНИЙ ПЕРЕХОДНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
27.1. Строение атомов d-элементов 332
27.2. Химическая связь в координационных соединениях 334
27.3. Комплексы сильного и слабого поля 337
27.4. Пространственная структура комплексов и роль поля лигандов 339
27.5. Изомерия комплексных соединений 341
Контрольные вопросы 343
Глава 28. ХИМИЯ Зс1-ЭЛЕМЕНТОВ
343
28.1. Титан 343
28.2. Хром 347
28.3. Марганец 350
28.4. Железо 354
28.5. Медь 360
28.6. Общая характеристика элементов первого переходного ряда 362
Контрольные вопросы 366
Глава 29. ХИМИЯ 4d- И 5с1-ЭЛЕМЕНТОВ
366
29.1. Общая характеристика элементов второго и третьего переходных рядов
29.2. Металл-кластеры 369
29.3. Полиядерные соединения. Изо- и гетерополианионы 371
29.4. Металлокомплексный катализ 373
Контрольные вопросы 376
Глава 30. ХИМИЯ АЭЛЕМЕНТОВ
376
30.1. Лантаноиды 376
30.2. Актиноиды 382
30.3. Химия радиоактивных элементов 386
Контрольные вопросы 394
Часть шестая. ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
Глава 31. УГЛЕВОДОРОДЫ
396
31.1. Предельные углеводороды 396
31.2. Свойства предельных углеводородов 399
31.3. Непредельные углеводороды 401
31.4. Циклические углеводороды 405
31.5. Ароматические углеводороды 406
Контрольные вопросы 409
Глава 32. ГАЛОГЕНОПРОИЗВОДНЫЕ
409
Контрольные вопросы 411
Глава 33. КИСЛОРОДСОДЕРЖАЩИЕ СОЕДИНЕНИЯ
411
33.1. Спирты и фенолы 411
33.2. Простые эфиры 416
33.3. Альдегиды и кетоны 417
33.4. Карбоновые кислоты 420
33.5. Сложные эфиры, жиры, масла 423
33.6. Углеводы 425
Контрольные вопросы 428
Глава 34. АЗОТСОДЕРЖАЩИЕ СОЕДИНЕНИЯ
429
34.1. Амины 429
34.2. Аминокислоты. Белки 432
Контрольные вопросы 434
Глава 35. ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫЕ ОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ
435
35.1. Реакции полимеризации 43 5
35.2. Реакции поликонденсации 439
Контрольные вопросы 440
Часть седьмая. ИДЕНТИФИКАЦИЯ ВЕЩЕСТВ
Глава 36. ХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ
441
36.1. Виды анализа 441
36.2. Чистота вещества 442
36.3. Отбор и подготовка проб 443
36.4. Разделение компонентов смеси 445
36.5. Первичные испытания и выбор схемы анализа 449
36.6. Неорганический качественный анализ 450
36.7. Количественный анализ 453
36.8. Инструментальные методы анализа 455
36.9. Идентификация органических соединений 459.
Контрольные вопросы 462
Глава 37. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СТРОЕНИЯ ВЕЩЕСТВ
37.1. Спектроскопия 463
37.2. Инфракрасная спектроскопия 466
37.3. Ультрафиолетовая и видимая спектроскопия 467
37.4. Ядерный магнитный резонанс 469
37.5. Квантово-химические расчеты 471
Контрольные вопросы 473
Часть восьмая. ХИМИЯ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ И ЭКОЛОГИИ
Глава 38. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ
474
38.1. Металлургия 474
38.2. Производство серной кислоты 481
38.3. Производство азотной кислоты 483
38.4. Производство гидроксида натрия и хлора 483
38.5. Проблемы безотходных технологий 484
38.6. Промышленный органический синтез 486
Контрольные вопросы 489
Глава 39. ХИМИЯ И ЭКОЛОГИЯ
490
39. 1 . Химические проблемы экологии 490
39.2. Водоочистка 492
39.3. Загрязнение атмосферы 495
39.4. Проблемы радиоэкологии 498
Контрольные вопросы 500
Предметный указатель 501
Рекомендуемая литература 512
Бесплатно скачать электронную книгу в удобном формате, смотреть и читать:
Скачать книгу Химия - Учебник для ВУЗов - Никольский А.Б., Суворов А.В. - fileskachat.com, быстрое и бесплатное скачивание.
Книга «Животные России» – полевой определитель. Он поможет вам узнать многих млекопитающих, амфибий и рептилий нашей родины в природе. Имея в руках эту книгу, натуралист будет знать, на какие признаки следует обращать внимание, чтобы как можно более точно определить животное даже при первой встрече. Большое внимание уделяется следам жизнедеятельности, с которыми мы обычно встречаемся, зачастую не видя самих зверей. Ареалы, нанесённые на карту, и перечисление мест обитаний также помогут понять, какой вид вы встретили. Для среднего школьного возраста.
Произведение относится к жанру Природа и животные. Оно было опубликовано в 2015 году издательством АСТ. На нашем сайте можно скачать книгу "Животные России. Определитель" в формате fb2, rtf, epub, pdf, txt или читать онлайн. Рейтинг книги составляет 1.5 из 5. Здесь так же можно перед прочтением обратиться к отзывам читателей, уже знакомых с книгой, и узнать их мнение. В интернет-магазине нашего партнера вы можете купить и прочитать книгу в бумажном варианте.
Наибольшие трудности у начинающего коллекционера-натуралиста вызывает обычно не сбор животных и не препарирование, упаковка или расправление. Как правило, труднее всего правильно определить вид, к которому относится тот или иной пойманный экземпляр.
Следует сразу предупредить: вам наверняка удастся определить далеко не всех собранных животных. Дело в том, что некоторые группы животного царства настолько плохо изучены, что определители по этим группам или вообще отсутствуют, или же доступны только специалистам. Для правильного определения других животных нужен огромный опыт и соответствующие знания и навыки, так что хотя определители по этим группам и имеются, но работать с ними могут только люди, хорошо знающие данную группу животных. В дальнейшем, говоря об «определении», мы будем иметь в виду определение наиболее хорошо изученных, наиболее крупных и встречающихся в массовых количествах видов, которые обитают в средней полосе Европейской части СССР.
Для выяснения названия вида, к которому относится животное, пользуются специальными книгами, которые называются определителями. Иногда в определении помогают цветные атласы, посвященные отдельным группам животных.
Все определители построены по одному и тому же принципу. Они состоят из определительных таблиц. Как правило, таблицам предшествует описание правил работы с определителем и краткая характеристика данной группы животных. И то и другое следует прочесть самым внимательным образом - иначе работать с таблицами вы попросту не сможете. Любое определение требует от натуралиста хотя бы минимальных знаний о строении данных животных, названиях различных частей его тела, принятых способах измерения и т. д.
Определительных таблиц может быть несколько. По первой вы сможете узнать, к какой систематической группе относится определяемое животное, следующая таблица позволит выяснить систематическую группу более низкого ранга и т. д. Поясним сказанное примером. Допустим, вы определяете жука, пойманного в пруду, воспользовавшись для этой цели книжкой Е. М. Хейсина «Краткий определитель пресноводной фауны». Таблица первая позволяет назвать лишь класс, к которому относится животное,- насекомые, адресуя нас к таблице 12, по которой мы выясняем отряд - жуки. Только третья по счету таблица (№ 19) дает нам возможность узнать, что жук относится к семейству водолюбов и роду большой водолюб (в определителе Е. М. Хейсина видовые названия животных большей частью отсутствуют).
Полезно вспомнить основные систематические единицы, принятые в зоологии:
Нередко зоологам приходится вводить и более дробные систематические единицы. Так, класс может быть разделен на подклассы, отряд на подотряды и т. п.
Как же пользоваться определительными таблицами? Каждая из них начинается с какого-то категорического заявления. Например:
1(5) Тело черное…
Это заявление носит название теза. Рядом с номером тезы в скобках указывается номер прямо противоположного заявления - антитезы. В нашем примере антитеза будет выглядеть так:
5(1) Тело желтое…
Прочитав тезу и антитезу (непременно и то и другое!), мы решаем, что к нашему животному подходит теза - тело у него действительно черное. Тогда читаем следующий пункт определения:
2(7) Длина более 20мм…
Смотрим опять антитезу:
7(2) Длина меньше 20мм…
Так мы двигаемся по таблице до тех пор, пока очередная теза или антитеза не завершится названием вида животного (или его систематической принадлежности; в этом случае обычно указывается страница, на которой начинается определительная таблица данной группы животных).
В тех случаях, когда определяемое животное больше подходит под характеристику, данную в антитезе, мы переходим к пункту, который следует непосредственно за ней. Скажем, если в упоминавшемся примере длина животного оказалась меньше 20 мм , мы должны обратиться к пункту 8.
Во многих определителях приводятся рисунки внешнего вида животных. Запомните: они служат только для проверки правильности определения. Определять же по «картинкам» нельзя, это неизбежно ведет к ошибкам.
Для проверки правильности определения удобны многокрасочные атласы. Особенно незаменимы атласы при определении крупных и разнообразных по окраске животных, например бабочек. Тем не менее использовать их надо с большой осторожностью - легко ошибиться, особенно в тех случаях, когда близкие виды различаются лишь по мелким и плохо заметным на рисунке деталям.
Часто начинающего смущает то, что в разных определителях у одного и того же вида могут оказаться различные русские, а подчас и латинские названия. Действительно, такой разнобой в названиях очень затрудняет определение и работу с животными для тех, кто не ставит своей целью тщательное изучение систематики какой-нибудь узкой группы животных. Однако избежать различий в названиях не удается. Часто один и тот же вид может иметь несколько русских названий. Так, одного и того же паука называют то воднянкой, то серебрянкой. Разобраться, имеем ли мы дело с одним видом или с двумя, в этом случае помогает латинское название - Argyroneta aquatica. Гораздо труднее бывает разобраться в тех случаях, когда специалистам пришлось по каким-то причинам изменить латинское название вида. Приведем пример. В уже упоминавшемся определителе пресноводной фауны Е. М. Хейсина издания 1951 года обычный наш моллюск - роговая катушка - назван Planorbis corneus, а в том же определителе, изданном в 1962 году, он именуется Coretus corneus. В двух изданиях этого определителя различаются названия многих других моллюсков. Как это могло случиться? За несколько лет, прошедших со времени первого издания, систематики провели более тщательное исследование ряда пресноводных моллюсков, что вызвало необходимость переименования некоторых видов. Распознавание и определение животных - тяжелый и кропотливый труд. Он требует постоянного внимания, терпения и навыка. Хорошо, если поначалу вам удастся попрактиковаться в определении под руководством опытного человека, который мог бы проверить правильность вашего определения, указать на ошибки, научить некоторым тонкостям и «секретам», существующим в определении почти каждой группы животных. Если такой возможности нет, учитесь сами. При этом легче начинать определение с животных, заведомо известных, поскольку вы сможете не только проверить себя, но и найти свои ошибки, внимательнее рассмотреть те признаки, на которых вы споткнулись или ошиблись. Только определив несколько известных вам видов, приступайте к работе с новым для вас материалом.