Максименко 0.0. Химия. Пособие для поступающих в вузы / 0.0. Максименко. — М., 2003. — 638 с.
Пособие составлено в соответствии с правилами и программами вступительных экзаменов для поступающих в высшие учебные заведения. Издание может быть также полезно для учащихся и преподавателей в процессе изучения предмета «Химия» в средних общеобразовательных школах, лицеях и гимназиях. Для абитуриентов, учащихся школ, школьных учителей и преподавателей вузов.
Оглавление
Часть I. Основы теоретической химии
1. Предмет химии. Задачи и значение химии. Место
химии в естествознании. Основные положения............................... 4
1.1. Предмет и задачи химии......................................................... 4
1.2. Вещество. Основные положения........................................... 5
1.3. Относительная масса элемента............................................... 9
1.4. Моль. Молярная масса........................................................ 10
2. Химические превращения. Основные
стехиометрические законы химии................................................... 11
2.1. Химические превращения.................................................... 11
2.2. Основные законы стехиометрии.......................................... 11
3. Строение атома. Атомное ядро. Изотопы. Стабильные
и метастабильные ядра. Радиоактивные
превращения, деления ядер и ядерный синтез.
Уравнение радиоактивного распада. Период
полураспада..................................................................................... 14
3.1. Строение атома..................................................................... 14
3.2. Изотопы................................................................................ 15
3.3. Радиоактивные превращения.............................................. 17
3.4. Ядерный синтеза ядерное деление...................................... 19
3.5. Скорость радиоактивного распада..................................... 21
3.6. Применение радиоактивных изотопов................................ 22
4. Строение атома. Двойственная природа электрона.
Строение электронных оболочек атомов.
Квантовые числа. Атомные орбитали.
Электронные конфигурации атомов в основном и
возбужденном состоянии. Принцип Паули,
правило Гунда................................................................................. 24
4.1. Теория Бора.......................................................................... 24
4.2. Квантовая теория строения атома....................................... 26
4.3. Квантовые числа электронов................................................. 28
4.4. Электронные конфигурации атомов...................................... 30
5. Периодический закон и его обоснование с точки
зрения электронного строения атомов.
Периодическая система элементов................................................... 34
5.1. Периодический закон............................................................. 34
5.2.Теоретическое обоснование периодической системы
элементов Д.И.Менделеева............................................................ 35
5.3. Периодическая таблицей строение атомов............................ 38
5.4. Периодичность свойств элементов и их соединений............ 41
6. Химическая связь. Типы химической связи...................................... 47
6.1. Природа химической связи.................................................... 47
6.2. Ковалентная связь................................................................... 50
6.3. Донорно-акцепторный механизм образования ковалентной связи 57
6.4. Пространственное строение молекул. Модель гибридизации орбиталей 59
6.5. Ионная связь........................................................................... 62
6.6. Металлическая связь............................................................... 65
6.7. Водородная связь.................................................................... 66
6.8. Кристаллические решетки. Зависимость свойств от
типа кристаллической решетки..................................................... 68
7. Валентность и степень окисления..................................................... 72
7.1. Валентность............................................................................ 72
7.2. Степень окисления................................................................. 74
8. Агрегатные состояния вещества и переходы
между ними. Свойства газов, жидкостей и твердых
тел..................................................................................................... 77
8.1. Агрегатные состояния вещества и переходы между
ними в зависимости от температуры и давления.......................... 77
8.2. Газы......................................................................................... 79
8.3. Жидкости................................................................................ 83
8.4. Твердые тела........................................................................... 84
9. Принципы классификации и номенклатуры
химических веществ. Основные классы
неорганических веществ: оксиды, основания,
кислоты, соли................................................................................... 86
9.1. Классификация и номенклатура простых и
сложных веществ.......................................................................... 86
9.2. Оксиды.................................................................................. 88
9.3. Кислоты.................................................. ,............................. 93
9.4. Основания (гидроксиды металлов)..................................... 99
9.5. Соли.................................................................................... 101
10. Химические реакции и их классификация.
Окис л ительно-восстановительные реакции............................. 106
10.1. Химические реакции. Классификация
химических реакций ;................................................................. 106
10.2. Окислительно-восстановительные реакции................... 110
11. Тепловые эффекты химических реакций. Термохимические уравнения. Теплота образования химических соединений из простых веществ. Закон Гессаи его следствия.......................................................... 128
12. Скорость химической реакции. Гомогенные и гетерогенные реакции. Зависимость гомогенных реакций от концентраций. Константа скорости химической реакции. Энергия активации................... 133
13. Явление катализа. Катализаторы. Представление о механизмах гомогенного и гетерогенного
катализа......................................................................................... 138
14. Обратимые реакции. Химическое равновесие.
Константа равновесия. Смещение химического
равновесия под действием температуры и
давления. Принцип Ле Шателье.................................................. 141
14.1. Обратимые и необратимые химические реакции. Химическое равновесие 141
14.2. Влияние изменения внешних условий на химическое равновесие 142
15. Дисперсные системы. Коллоидные системы.
Растворы. Растворимость. Способы выражения
концентрации растворов. Отличие физических
свойств растворов от свойств растворителя.
Твердые растворы. Сплавы........................................................ 145
15.1 Дисперсные системы ........................................................ 145
15.2. Растворы. Общие понятия. Образование растворов.... 147
15.3. Растворимость. Факторы, влияющие на растворимость 149
15.4. Способы выражения концентраций растворов............. 152
15.5. Сплавы.............................................................................. 153
16. Электролиты. Растворы электролитов.
Электролитическая диссоциация кислот,
оснований, солей........................................................................... 155
16.1. Электролиты и неэлектролиты. Растворы электролитов 155
16.2. Ионное произведение воды. Водородный
показатель (рН раствора)......................................................... 160
16.3. Кислотно-основные взаимодействия в растворах. Протонные кислоты и кислоты Льюиса. Амфотерность 162
16.4. Гидролиз солей................................................................ 165
16.5. Ионные уравнения реакций............................................ 168
17. Стандартные потенциалы
окислительно-восстановительных реакций.
Электролиз растворов и расплавов. Законы
Фарадея......................................................................................... 171
17.1. Электролиз растворов и расплавов............................... 174
17.2. Законы электролиза Фарадея.......................................... 177
Часть II. Неорганическая химия. Элементы и их соединения
1. Водород. Вода. Пероксид водорода........................................... 180
1.1. Водород.............................................................................. 180
1.2. Вода..................................................................................... 189
1.3. Пероксид водорода............................................................ 192
2. Галогены. Галогеноводороды. Галогениды.
Кислородсодержащие соединения галогенов................................. 195
2.1. Галогены.............................................................................. 195
2.2. Галогеноводороды............................................................... 206
2.3. Галогениды.......................................................................... 209
2.4. Кислородсодержащие соединения галогенов...................... 210
2.5. Применение галогенов и их соединений............................ 215
3. Кислород. Изотопы кислорода. Оксиды и пероксиды.
Озон................................................................................................ 217
3.1. Общая характеристика подгруппы кислорода.................... 217
3.2. Распространенность в природе.......................................... 219
3.3. Кислород, его соединения................................................... 220
3.4. Оксиды и пероксиды............................................................ 222
3.5. Озон..................................................................................... 223
4. Сера. Сероводород, сульфиды, гидросульфиды. Оксиды
серы (IV) и (VI). Сернистая и серная кислоты и их
соли. Эфиры серной кислоты. Тиосульфат натрия........................ 225
4.1. Сера..................................................................................... 225
4.2. Сероводород, сульфиды, гидросульфиды............................ 229
4.3. Оксид серый сернистая кислота.......................................... 232
4.4. Оксид серы (VI). Серная кислота. Сульфаты....................... 235
4.5. Эфиры серной кислоты........................................................ 241
5. Азот. Аммиак, соли аммония, амиды металлов,
нитриды. Оксиды азота. Азотистая и азотная
кислоты и их соли. Эфиры азотной кислоты.................................. 242
5.1. Общая характеристика элементов главной
подгруппы V группы.................................................................. 242
5.2. Азот. Нитриды..................................................................... 245
5.3. Аммиак. Соли аммония. Амиды металлов........................... 248
5.4. Оксиды азота........................................................................ 252
5.5. Азотистая и азотная кислоты и их соли.............................. 257
5.6. Эфиры азотной кислоты...................................................... 262
6. Фосфор, фосфиды. Фосфин. Оксиды фосфора (III) и (V).
Орто-, мета- и дифосфорные кислоты.
Ортофосфаты. Эфиры фосфорной кислоты................................... 263
6.1. Фосфор, фосфин.................................................................. 263
6.2. Оксиды фосфора (III) и (V).................................................. 268
6.3. Орто, мета- и дифосфорные кислоты. Ортофосфаты .... 270
6.4. Эфиры фосфорной кислоты............................................. 272
7. Углерод, изотопы углерода. Простейшие углеводороды:
метан; этилен, ацетилен. Карбиды кальция,
алюминия и железа. Оксиды углерода (II) и (IV),
Карбонилы переходных металлов. Угольная
кислота и ее соли........................................................................... 274
7.1. Общая характеристика элементов главной
подгруппы IV группы.............................................................. 274
7.2. Углерод. Карбиды............................................................. 276
7.3. Простейшие углеводороды: метан, этилен,
ацетилен...................................................................................... 280
7.4. Оксиды углерода (II) и (IV). Карбонилы
переходных металлов................................................................ 282
7.5. Угольная кислота и ее соли............................................... 286
8. Кремний. Силан. Силициды. Оксид кремни.я (IV).
Кремниевые кислоты, силикаты.................................................. 289
8.1. Кремний. Силан, силициды............................................... 289
8.2. Оксид кремния (IV)........................................................... 294
8.3. Кремниевые кислоты, силикаты....................................... 297
9. Бор. Трифторид бора. Орто- и тетраборные кислоты.
Тетраборат натрия....................................................................... 300
9.1. Бор. Трифторид бора........................................................ 300
9.2. Орто-и тетраборные кислоты. Тетраборат натрия......... 304
10. Благородные газы. Примеры соединений криптона и ксенона. 306
11. Общая характеристика металлов. Положение металлов в периодический системе элементов Д.И.Менделеева. Физические и химические
свойства. Коррозия. Сплавы....................................................... 311
11.1. Общая характеристика металлов. Физические свойства 311
11.2. Химические свойства металлов....................................... 313
11.3. Коррозия металлов.......................................................... 314
11.4. Получение металлов........................................................ 316
11.5. Сплавы.............................................................................. 318
12. Щелочные металлы. Оксиды, пероксиды, гидроксиды
и соли щелочных металлов............................................................ 320
12.1. Общая характеристика щелочных металлов...................... 320
12.2. Нахождение в природе...................................................... 322
12.3. Получение щелочных металлов......................................... 323
12.4. Физические свойства......................................................... 324
12.5. Химические свойства........................................................ 324
12.6. Применение....................................................................... 326
12.7. Кислородсодержащие соединения щелочных металлов.... 326
13. Щелочноземельные металлы, бериллий, магний, их
оксиды, гидроксиды и соли. Представление о
магнийорганических соединениях................................................ 329
13.1. Общая характеристика металлов главной
подгруппы II группы.................................................................. 329
13.2. Нахождение в природе...................................................... 332
13.3. Физические свойства......................................................... 333
13.4. Магний и его соединения. Магнийорганические соединения 333
13.5. Кальций и его соединения. Жесткость воды..................... 334
13.6. Применение Са и Mg и их соединений............................. 337
14. Алюминий, оксид, гидроксид и соли алюминия.
Комплексные соединения алюминия.............................................. 338
14.1. Общее рассмотрение......................................................... 338
14.2. Природные соединения алюминия..................................... 338
14.3. Получение.......................................................................... 339
14.4. Физические свойства......................................................... 340
14.5. Химические свойства......................................................... 340
14.6. Оксид, гидроксид и соли алюминия.
Комплексные соединения............................................................ 342
14.7. Применение алюминия...................................................... 344
15. Медь, серебро. Оксиды меди (I) и (II), оксид серебра
(I). Гидролиз солей меди (II). Соли серебра и меди.
Комплексные соединения серебра и меди...................................... 346
15.1. Общая характеристика d-элементов.................................. 346
15.2. Медь................................................................................... 348
15.3. Соединения меди: оксид меди (I) и (II). Соли и комплексные соединения меди 351
15.4. Серебро. Соединения серебра........................................... 354
16. Цинк, ртуть. Оксиды цинка и ртути. Гидроксиды
цинка и его соли............................................................................. 359
16.1. Цинк, ртуть........................................................................ 359
16.2. Оксиды, гидроксиды и соли цинка и ртути........................ 364
17. Хром. Оксиды хрома (II), (III) и (VI). Гидроксиды и
соли хрома (II) и (III). Хроматы и дихроматы.
Комплексные соединения хрома.................................................... 367
17.1. Хром.................................................................................. 367
17.2. Оксиды хрома (II), (III) и (VI)........................................... 370
17.3. Гидроксиды и соли хрома (II) и (III)................................. 372
17.4. Хроматы и дихроматы....................................................... 373
Часть 1
18. Марганец. Оксиды марганца (II) и (IV). Гидроксид и
соли марганца (II). Манганат и перманганат калия...................... 375
18.1. Общая характеристика...................................................... 375
18.2. Марганец........................................................................... 376
18.3. Оксиды марганца (II) и (IV). Гидроксид и соли марганца (II) 3 78
18.4. Манганат и перманганат калия......................................... 380
19. Железо, кобальт, никель. Оксиды железа (II), (II) —
(III), (III). Гидроксиды и соли железа (II) и (III).
Ферраты, ферриты. Комплексные соединения
железа............................................................................................. 383
19.1. Краткая характеристика триады железа............................. 383
19.2. Железо................................................................................ 385
19.3. Получение железа и его сплавов........................................ 389
19.4. Оксиды, гидроксиды и соли железа. Ферраты, ферриты. Комплексные соединения железа 390
Часть III. Органическая химия
1. Понятие об органических веществах.............................................. 396
1.1. Вещества неорганические и органические. Состав
органических веществ, их особенности. Механизм и
особенности реакций органических соединений....................... 396
1.2. Теория химического строения органических соединений 400
1.3. Классификация и номенклатура органических соединений. Изомерия 401
2. Углеводороды................................................................................. 412
2.1. Насыщенные углеводороды................................................. 412
2.2. Циклоалканы............................. J......................................... 422
2.3. Алкены................................................................................. 426
2.4. Алкадиены (диеновые углеводороды).................................. 437
2.5. Алкины. Кислотные свойства алкинов................................. 442
3. Ароматические углеводороды (арены).......................................... 449
3.1. Арены. Общая характеристика............................................ 449
3.2. Бензол.................................................................................. 451
3.3. Гомологи бензола................................................................ 456
3.4. Ориентирующее действие заместителей в
бензольном кольце...................................................................... 458
4. Спирты. Фенолы. Простые эфиры.................................................. 461
4.1. Одноатомные спирты.......................................................... 461
4.2. Многоатомные спирты........................................................ 469
4.3. Ароматические спирты....................................................... 473
4.4. Фенолы................................................................................. 473
4.5. Простые эфиры.................................................................... 480
5. Карбонильные соединения: альдегиды и кетоны............................ 484
5.1. Общее рассмотрение........................................................... 484
5.2. Строение карбонильной группы......................................... 485
5.3. Реакция с нуклеофилами..................................................... 486
5.4. Кето-енольная таутомерия.................................................. 487
5.5. Способы получения............................................................. 488
5.6. Физические свойства........................................................... 489
5.7. Химические свойства.......................................................... 490
5.8. Применение......................................................................... 495
6. Карбоновые кислоты...................................................................... 497
6.1. Номенклатура. Изомерия.................................................... 497
6.2. Способы получения............................................................. 499
6.3. Физические свойства........................................................... 501
6.4. Химические свойства.......................................................... 502
6.5. Сложные эфиры................................................................... 509
6.6. Жиры................................................................................... 511
6.7. Мыло. Синтетические моющие средства............................. 515
6.8. Моно- и дикарбоновые кислоты..................................... :... 516
7. Нитросоединения: нитрометан, нитробензол................................ 520
7.1. Нитрование алканов............................................................ 520
7.2. Нитрование бензола............................. •............................ 521
8. Амины. Алифатические я ароматические амины.
Первичные, вторичные и третичные амины.
Основность аминов. Четвертичные аммониевые
соли и основания............................................................................ 523
8.1. Общая характеристика........................................................ 523
8.2. Способы получения............................................................. 524
8.3. Физические свойства........................................................... 524
8.4. Химические свойства аминов ............................................. 525
8.5. Применение......................................................................... 527
9. Галогенкарбоновые кислоты. Оксикислоты.
Аминокислоты. Белки..................................................................... 528
9.1. Галогенкарбоновые кислоты............................................... 528
9.2. Оксикислоты: молочная, винная, салициловая.................... 529
9.3. Аминокислоты. Пептиды..................................................... 532
9.4. Представление о структуре белка....................................... 537
10. Углеводы......................................................................................... 542
10.1. Общая характеристика...................................................... 542
10.2. Моносахариды. Понятие о пространственных изомерах углеводов 542
10.3. Дисахариды....................................................................... 549
10.4. Полисахариды: крахмал, целлюлоза.................................. 550
11. Гетероциклические соединения. Пиррол. Пиридин.
Пиримидиновые и пурииовые основания,
входящие в состав нуклеиновых кислот.
Представление о структуре нуклеиновых кислот.......................... 554
11.1. Общая характеристика....................................................... 554
11.2. Пятичленные гетеродиклы с одним гетероатомом. Пиррол 555
11.3. Пиридин............................................................................. 558
11.4. Ароматические гетероциклические соединения с
несколькими гетероатомами .................................................... 561
11.5. Представление о структуре нуклеиновых кислот........ 562
12. Реакции полимеризации и поликонденсации............................... 565
12.1. Общие понятия................................................................. 565
12.2. Полимеризация и поликонденсация............................... 568
Приложение
Таблица 1. Периодическая система элементов
Д.И.Менделеева ....................................................................................... 574
Таблица 2. Распределение электронов в атоме..................................... 575
Таблица 3. Распространенность элементов в земной коре
(по А.П.Виноградову).............................................................................. 576
Таблица 4. Электроотрицательность химических
элементов (по шкале Л.Полинга)............................................................. 577
Таблица 5. Электроотрицательность химических
элементов (по шкале Оллреда-Рохова)................................................... 578
Таблица 6. Растворимость солей, кислот и оснований в воде 579
Таблица 7. Ряд стандартных электродных потенциалов...................... 580
Таблица 8. Растворимость (г) некоторых солей в 100 г
воды (из расчета на безводную соль)..................................................... 581
Таблица 9. Плотность водных растворов некоторых
веществ при 20 °С (г/см3)......................................................................... 582
Таблица 10. Реакции оксидов с соединениями различных
классов............................................................................................ -......... 583
Таблица 11. Соотношения между некоторыми
внесистемными единицами и единицами СИ........................................... 584
Таблица 12. Определение ионов............................................................. 585
Таблица 13. Названия кислот и образуемых ими солей....................... 587
Таблица 14. Некоторые единицы международной
системы (СИ)............................................................................................. 589
Таблица 15. Условные обозначения, названия и единицы
физических величин.................................................................................. 590
Таблица 16. Используемые тривиальные (исторически
сложившиеся) названия некоторых неорганических
веществ....................................................................................................... 592
Таблица 17. Некоторые важнейшие физические
постоянные................................................................................................. 594
Таблица 18. Групповые названия химических элементов.................... 594
Таблица 19. Десятичные приставки к названиям единиц..................... 595
Таблица 20. Греческий алфавит............................................................. 595
Таблица 21. Названия, порядковые номера и атомный
вес химических элементов......................................................................... 596
Таблица 22. Открытие элементов............................................................ 601
Таблица 23. Получение, химические свойства и
применение некоторых неметаллов......................................................... 610
Таблица 24. Получение, химические свойства и
применение некоторых металлов............................................................. 618
Часть 2
