вследствие ее радиолиза.

Степень воздействия ионизирующего излучения на коррозию металлов определяется:

•видом излучения (α; β; γ; нейтроны, осколки деления), поглощенной энергией (поглощенная доза), интенсивностью облучения (мощность поглощенной дозы);

•природой металла, составом и структурой оксидной пленки;

•химическим и фазовым составом коррозионной среды (жидкость, кипящая жидкость, газ и т.д.).

Контрольные вопросы

1.Классификация коррозионных процессов.

2.Химическая коррозия. Законы роста оксидной пленки.

3.Факторы, влияющие на скорость газовой коррозии.

4.Электрохимическая коррозия. Анодные и катодные реакции.

5.Коррозионные среды и влияние дополнительных факторов.

Библиографический список

1.Хаускрофт, К. Современный курс общей химии / К. Хаускрофт, Э. Ко нстебл.

М.: Мир, 2002. Т. 1, 2.

2.Теоретические основы общей химии / А.И. Горбунов [и др.]; МГТУ им.

Н.Э. Баумана. М., 2001. 720 с.

3.Общая химия / Под ред. Е.М. Соколовой, Г.Д. Вовченко, Л.С. Гузея. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1980. 726 с.

4.Суворов, А.В. Общая химия / А.В. Суворов, А.Б. Никольский. СПб.: Химия,

1995. 624 с.

5.Курс общей химии / Под ред. Н.В. Коровина. М.: Высшая школа, 1981. 431 с.

6.Полинг, Л. Общая химия / Л. Полинг. М.: Мир, 1964. 583 с.

7.Физическая химия / Под ред. К.С. Краснова. М.: Высшая школа, 2001. Кн. 1 –

512 с., Кн. 2 – 319 с.

8.Стремберг, А.Г. Физическая химия / А.Г. Стремберг, Д.П. Семченко. М.: Выс-

шая школа, 2001. 527 с.

9.Кнорре, Д.Г. Физическая химия / Д.Г. Кнорре, Л.Ф. Крылова, В.С. Музыкантов.

М.: Высшая школа, 1990. 416 с.

10.Слесарев, В.И. Химия – основы химии живого / В.И. Слесарев. СПб.: Химиз-

дат, 2000. 767 с.

11.Пиментел, Г. Как квантовая химия объясняет химическую связь / Г. Пиментел, Р. Спартли. М.: Мир, 1973. 331 с.

12.Карапетьянц, М.Х. Общая и неорганическая химия / М.Х. Карапетьянц, С.И. Дракин. М.: Химия, 1993.

13.Карапетьянц, М.Х. Строение вещества / М.Х. Карапетьянц, С.И. Дракин. М.: Высшая школа, 1978. 304 с.

14.Хабердитцл, В. Строение материи и химическая связь / В. Хабердитцл. М.:

335

Мир, 1974. 296 с.

15.Дей, К. Теоретическая неорганическая химия / К. Дей, Д. Селбин. М.: Химия, 1969. 432 с.

16.Ормонт, Б.Ф. Введение в физическую химию и кристаллохимию полупроводников / Б.Ф. Ормонт. М., 1973. 55 с.

17.Постников, В.С. Физика и химия твердого состояния. М.: Металлургия, 1978.

544 с.

18.Хенней, Н. Химия твердого тела / Н. Хенней. М.: Мир, 1971. 223 с.

19.Карапетьянц, М.Х. Химическая термодинамика / М.Х. Карапетьянц. М.: Хи-

мия, 1975. 584 с.

20.Пригожин, И. Современная термодинамика / И. Пригожин, Д. Кондепуди. М.:

Мир, 2002. 461 с.

21.Эммануэль, Н.М. Курс химической кинетики / Н.М. Эммануэль, Д.Г. Кнорре. М.: Высшая школа, 1984. 463 с.

22.Денисов, Е.Т. Кинетика гомогенных химических реакций / Е.Т. Денисов. М.: Высшая школа, 1988. 391 с.

23.Пикаев, А.К. Современная радиационная химия: В 3 т. / А.К. Пикаев. М.: Нау-

ка, 1985.

24.Франк-Каменецкий, Д.А. Диффузия и теплопередача в химической кинетике / Д.А. Франк-Каменецкий. М.: Наука, 1987. 491 с.

25.Челышев, В.П. Теория горения и взрыва / В.П. Челышев, Б.И. Шехтер, Л.А. Шушко. М.: МО СССР, 1970. 521 с.

26.Краткий справочник физико-химических величин / Под ред. А.А. Равделя и А.М. Пономаревой. Л.: Химия, 1983. 232 с.

27.Антропов, Л.И. Теоретическая электрохимия / Л.И. Антропов. М.: Высшая школа, 1969. 512 с.

28.Багоцкий, В.С. Химические источники тока / В.С. Багоцкий, А.М. Скундин. М.: Энергоиздат, 1981. 360 с.

29.Жук, Н.П. Курс теории коррозии и защиты металлов / Н.П. Жук. М.: Метал-

лургия, 1976. 472 с.

30.Семенова, И.В. Коррозия и защита от коррозии / И.В. Семенова [и др.]. М., Физматлит, 2002. 336 с.

336

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ...................................................................................................................	4
1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ХИМИИ..........................................................................	6
1.1. Химическая реакция........................................................................................	8
1.2. Классификация веществ................................................................................	12
1.3. Количественные расчеты в химии................................................................	20
2. СТРОЕНИЕ АТОМА..............................................................................................	23
2.1. Развитие представлений о строении атома..................................................	24
2.1.1. Теория строения атома Бора..............................................................	25
2.1.2. Особенности описания микрочастиц.................................................	28
2.2. Основные понятия волновой механики.......................................................	32
2.2.1. Волновое уравнение...............................................................................	32
2.2.2. Решение уравнения Шрёдингера для простейших случаев...............	35
2.3. Квантово-механическая модель атома........................................................	41
2.3.1. Основное состояние атома водорода................................................	41
2.3.2. Радиальное распределение электронной плотности. Электронная
орбиталь .........................................................................................................	45
2.3.3. Возбужденные состояния атома водорода.......................................	46
2.3.4. Многоэлектронные атомы..................................................................	52
2.4. Периодический закон и таблица элементов ................................................	55
2.4.1. Электронные конфигурации многоэлектронных атомов.................	55
2.4.2. Связь периодического закона со строением атома ..........................	58
2.4.3. Физико-химические характеристики атома.....................................	60
3. ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ.........................................................................................	64
3.1. Основные характеристики и классификация моделей химической
связи.......................................................................................................................	65
3.1.1. Основные параметры химической связи ............................................	65
3.1.2. Типы химической связи.........................................................................	68
3.2. Ковалентная химическая связь.....................................................................	70
3.2.1. Метод валентных связей.....................................................................	70
3.2.2. Кратные связи. σ- и π-связи................................................................	75
3.2.3. Геометрия простейших молекул. Гибридизация АО.........................	78
3.2.4. Донорно-акцепторный механизм образования ковалентной связи..	82
3.2.5. Метод молекулярных орбиталей ........................................................	85
3.2.6. Полярность связи и дипольный момент молекулы............................	90
4. ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ В ТВЕРДЫХ ВЕЩЕСТВАХ И ЖИДКОСТЯХ..........	92
4.1. Межмолекулярные взаимодействия.............................................................	96
4.1.1. Взаимодействие диполей (силы Ван-дер-Ваальса)............................	96
4.1.2. Водородная связь..................................................................................	98
4.2. Химическая связь в твердом теле...............................................................	100
4.2.1. Основные понятия о строении кристаллов.....................................	100
4.2.2. Молекулярные кристаллы..................................................................	103
4.2.3. Ковалентные (атомные) кристаллы................................................	104
4.2.4. Ионные кристаллы. Ионный тип химической связи........................	106
4.2.5. Химическая связь в металлах............................................................	109
4.2.6. Зонная модель кристаллического тела.............................................	113
4.2.7. Металлы, полупроводники и диэлектрики........................................	117

337

4.2.8. Кристаллические материалы............................................................	120
4.2.9. Аморфные твердые тела...................................................................	125
4.3. Химическая связь в жидкостях...................................................................	126
5. ХИМИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА...............................................................	129
5.1. Основные понятия и определения..............................................................	130
5.1.1. Термодинамическая система ............................................................	130
5.1.2. Термодинамический процесс..............................................................	133
5.2. Тепловые эффекты физико-химических процессов..................................	137
5.2.1. Внутренняя энергия............................................................................	137
5.2.2. Первое начало термодинамики.........................................................	139
5.2.3. Тепловой эффект химической реакции.............................................	141
5.2.4. Термохимические расчеты ................................................................	143
5.2.5. Зависимость теплового эффекта реакции от температуры.......	146
5.3. Направление и пределы протекания химического процесса....................	149
5.3.1. Второе начало термодинамики........................................................	150
5.3.2. Энтропия.............................................................................................	151
5.3.3. Направление химического процесса..................................................	156
5.3.4. Химический потенциал.......................................................................	161
6. КИНЕТИКА ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ..........................................................	164
6.1. Механизм химической реакции..................................................................	165
6.1.1. Частицы, участвующие в химической реакции...............................	166
6.1.2. Классификация химических реакций.................................................	168
6.2. Элементарная химическая реакция............................................................	171
6.2.1. Скорость химической реакции..........................................................	172
6.2.2. Зависимость скорости химической реакции от концентрации
реагирующих веществ..................................................................................	174
6.2.3. Константа скорости химической реакции......................................	176
6.3. Формальная кинетика гомогенных реакций..............................................	185
6.3.1. Кинетические уравнения реакций .....................................................	187
6.3.2. Зависимость скорости реакции от температуры.........................	193
6.3.3. Определение кинетических параметров реакции............................	194
6.4. Цепной механизм химической реакции.....................................................	197
6.5. Индуцированные реакции...........................................................................	199
6.5.1. Фотохимические реакции..................................................................	200
6.5.2. Радиационно–химические процессы..................................................	202
6.6. Макрокинетика.............................................................................................	206
6.6.1. Гетерогенные реакции.......................................................................	207
6.6.2. Горение и взрыв...................................................................................	210
6.7. Катализ..........................................................................................................	213
6.7.1. Гомогенный катализ ..........................................................................	213
6.7.2. Гетерогенный катализ.......................................................................	214
7. ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ.........................................................................	215
7.1. Термодинамическое условие химического равновесия............................	216
7.2. Кинетическое условие химического равновесия ......................................	220
7.3. Расчет равновесного состава газовой смеси..............................................	226
7.4. Равновесия в растворах...............................................................................	231
7.4.1. Растворы.............................................................................................	231
7.4.2. Электролитическая диссоциация .....................................................	236
338

7.4.3. Ионное произведение воды. Водородный показатель .....................	239
7.4.4. Растворы кислот и оснований..........................................................	240
7.4.5. Буферные растворы...........................................................................	241
7.4.6. Гидролиз солей....................................................................................	243
7.4.7. Обменные реакции с образованием осадка ......................................	246
7.5. Фазовые равновесия ....................................................................................	247
7.5.1. Диаграмма состояния однокомпонентной системы......................	248
7.5.2. Диаграмма состояния двухкомпонентной системы.......................	251
7.5.3. Кипение и кристаллизация растворов..............................................	254
7.5.4. Электролиты......................................................................................	255
8. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ............................................................	257
8.1. Основные понятия и определения..............................................................	258
8.2. Электродные процессы................................................................................	262
8.2.1. Скачок потенциала на границе «металл–электролит»..................	263
8.2.2. Уравнение Нернста............................................................................	266
8.2.3. Электроды ..........................................................................................	270
8.3. Неравновесные электрохимические системы............................................	278
8.3.1. Гальванический элемент....................................................................	279
8.3.2. Окислительно-восстановительные реакции в водных растворах.282
8.3.3. Электролиз..........................................................................................	288
8.4. Кинетика электрохимических процессов...................................................	291
8.4.1. Скорость электрохимических процессов.........................................	291
8.4.2. Поляризация электродов....................................................................	294
8.5. Практическое использование электрохимических процессов.................	297
8.5.1. Химические источники тока.............................................................	297
8.5.2. Применение электролиза ...................................................................	303
9. КОРРОЗИЯ И ЗАЩИТА МЕТАЛЛОВ...............................................................	310
9.1. Коррозионные процессы.............................................................................	311
9.2. Химическая коррозия..................................................................................	315
9.2.1. Высокотемпературная газовая коррозия ........................................	315
9.2.2. Кинетика роста оксидных пленок....................................................	318
9.2.3. Факторы, влияющие на скорость газовой коррозии.......................	320
9.3. Электрохимическая коррозия.....................................................................	322
9.3.1. Анодные и катодные реакции...........................................................	324
9.3.2. Термодинамические условия электрохимической коррозии
металлов........................................................................................................	328
9.3.3. Факторы, влияющие на скорость электрохимической коррозии ..	329
9.4. Коррозионные среды и влияние дополнительных факторов...................	332
9.4.1. Коррозионно-механическое разрушение металлов..........................	332
9.4.2. Водородная коррозия..........................................................................	333
9.4.3. Радиационная коррозия......................................................................	334
Библиографический список..................................................................................	335

339

Киселев Алексей Петрович, Крашенинников Александр Алексеевич

Основы общей химии

Редактор Г. М. Звягина

Корректор Л.А. Петрова Подписано в печать 14.09.2012. Формат 60×84/16. Бумага документная.

Печать трафаретная. Усл. печ. л. 19,765. Тираж 600 экз. Заказ № 151 Балтийский государственный технический университет Типография БГТУ

190005, С.-Петербург, 1-я Красноармейская ул., д.1

340