- •Содержание
- •Введение
- •1 Основные понятия и законы химии
- •1.1 Основные понятия химии
- •1.2 Основные законы химии
- •2 Основные классы неорганических соединений
- •2.1 Простые вещества
- •2.2 Сложные вещества
- •3 Растворы
- •3.1 Общие свойства растворов
- •3.1.2 Способы выражения состава растворов
- •3.1.3 Физико-химические процессы образования растворов
- •3.1.4 Экстракция
- •3.2 Растворы неэлектролитов
- •3.2.1 Законы Рауля
- •3.2.2 Осмос
- •3.3 Растворы электролитов
- •3.3.1 Электролитическая диссоциация
- •3.3.2 Сильные и слабые электролиты
- •3.4 PH водных растворов
- •4 Ионно-обменные реакции
- •4.1 Необратимые ионно-обменные реакции
- •4.2 Обратимые ионно-обменные реакции
- •5 Гидролиз солей
- •5.1 Различные случаи гидролиза
- •2) Гидролиз соли образованной сильным основанием и слабой кислотой
- •3) Гидролиз соли образованной слабым основанием и слабой кислотой
- •5.2 Константа гидролиза
- •5.3 Смещение равновесия при гидролизе
- •6. Окислительно-восстановительные реакции
- •6.1 Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций
- •6.2 Прогнозирование окислительно-восстановительных свойств веществ по степеням окисления элементов
- •6.3 Основные типы окислительно-восстановительных реакций
- •6.4 Взаимодействие металлов с водой, кислотами и щелочами
- •7 Гальванические элементы
- •7.1 Принцип работы гальванического элемента
- •7.2 Водородный электрод сравнения. Электрохимический ряд
- •8 Электролиз
- •8.1 Электролиз расплавов
- •8.2 Электролиз водных растворов
- •8.3 Количественные расчёты в электролизе
- •8.4 Химические источники электрической энергии
- •9 Коррозия металлов
- •9.1 Виды и типы коррозии
- •9.2 Способы защиты металлов от коррозии
- •9.2.1 Изолирование металлов от внешней среды
- •9.2.2 Изменение состава коррозионной среды
- •9.2.3 Рациональное конструирование
- •9.2.4 Электрохимические способы защиты от коррозии
- •10 Термодинамика
- •10.1 Внутренняя энергия и энтальпия. Закон Гесса
- •Или через промежуточный продукт (со) в две реакции:
- •10.2 Энтропия
- •10.3 Энергия Гиббса
- •11 Химическая кинетика Химическая кинетика – учение о скоростях и механизмах протекания химических реакций.
- •11.1 Скорость реакции
- •Основные факторы, влияющие на скорость реакции:
- •12 Строение атома
- •12.1 История развития учения о строении атома
- •12.1.1 Модель атома по Резерфорду
- •12.1.2 Модель атома по Бору
- •12.2 Современные представления о строении атома
- •13 Периодический закон и периодическая таблица д.И. Менделеева
- •14 Химическая связь и строение молекул
- •14.1 Химическая связь
- •14.1.1 Квантово-механическое описание модели молекулы водорода
- •14.1.2 Основные характеристики химической связи
- •Валентный угол – это угол между двумя химическими связями. Он отражает геометрию молекулы.
- •14.1.3 Типы химических связей Ковалентная связь – это связь между двумя атомами за счет образования общей электронной пары.
- •14.2 Состав и строение молекул
- •15 Типы кристаллических решеток
- •16.1 Общая характеристика s-элементов первой и второй групп
- •16.2 Свойства воды
- •16.2.1 Строение молекулы воды
- •16.2.2 Физические свойства воды
- •16.2.3 Химические свойства воды
- •16.3 Жесткость воды
- •18 Комплексные соединения
- •18.1 Состав комплексных соединений
- •18.2 Реакции с участием комплексных соединений
- •19.8.1 Элементы триады железа
- •19.8.2 Платиновые металлы
- •20 Органические соединения
- •20.1 Углеводороды
- •20.2 Кислородсодержащие соединения
- •20.3 Амины и аминокислоты
- •21 Полимеры
- •21.1 Классификации полимеров
- •21.2 Полимеризационные полимеры
- •21.3 Поликонденсационные полимеры
- •21.4 Структура и состояние полимеров
- •22 Рабочие вещества низкотемпературной техники
- •22.2 Хладагенты органического происхождения
- •Список использованных источников
Министерство образования Республики Беларусь
Учреждение образования
«Могилевский государственный университет продовольствия»
Кафедра химии
А.Н. Жогальский
ХИМИЯ
Конспект лекций
Могилёв 2012
УДК 546
ББК 24
Ж78
Рецензенты: кандидат химических наук, доцент кафедры химии УО «МГУП» Н.И. Сухарева; старший преподаватель кафедры технологии металлов ГУВПО «Белорусско-Российский университет» В.Ф. Пацей
Рекомендовано кафедрой химии УО «МГУП»
Утверждено научно-методическим советом УО «МГУП»
Жогальский, А. Н.
Ж78 Химия: конспект лекций / А.Н. Жогальский. – Могилев: УО «МГУП», 2012. – 168 с.
ISBN 978-985-6979-38-8.
В данном конспекте лекций изложен материал по основам общей химии, химии элементов и органической химии. Конспект содержит рисунки, таблицы, примеры задач с решениями.
Материал предназначен для подготовки студентов механического профиля дневной и заочной форм обучения.
УДК 546
ББК 24
ISBN 978-985-6979-38-8
|
© Жогальский А.Н., 2012 © Учреждение образования «Могилевский государственный университет продовольствия», 2012 |
Содержание
-
Введение
4
Часть первая. Основы общей химии
4
1 Основные понятия и законы химии
4
2 Основные классы неорганических соединений
7
3 Растворы
13
4 Ионно-обменные реакции
30
5 Гидролиз
33
6 Окислительно-восстановительные реакции
38
7 Гальванические элементы
44
8 Электролиз
48
9 Коррозия металлов
54
10 Термодинамика
61
11 Химическая кинетика
68
12 Строение атома
76
13 Периодический закон и периодическая таблица Д.И. Менделеева
83
14 Химическая связь и строение молекул
85
15 Типы кристаллических решеток
92
Часть вторая. Химия элементов
94
16 s-Элементы
94
17 р-Элементы
106
18 Комплексные соединения
127
19 d-и f-Элементы
131
Часть третья. Органическая химия
147
20 Органические соединения
147
21 Полимеры
156
22 Рабочие вещества низкотемпературной техники
163
Список использованных источников
167
Введение
Химия является фундаментальной естественнонаучной дисциплиной. Знание химии необходимо для плодотворной творческой деятельности инженера любой специальности. Изучение химии позволяет получить современное научное представление о строении вещества, физических и химических превращениях неорганических и органических веществ, о свойствах технических материалов и применении химических процессов в современной технике. Знание химии необходимо для успешного последующего изучения общенаучных и специальных дисциплин.
Часть первая. ОСНОВЫ ОБЩЕЙ ХИМИИ
1 Основные понятия и законы химии
1.1 Основные понятия химии
Окружающий нас мир материален. Материя существует в виде вещества и поля. Поле – вид материи, не имеющий массы покоя.
Вещество – вид материи, обладающий при данных условиях определёнными физическими свойствами. Например, вода при стандартных условиях
(25 °С, 1 атм или 101 кПа) бесцветная жидкость со следующими константами: мольная масса 18 г/моль, плотность 1 г/мл (при 4 °С), температуры фазовых переходов: замерзания и кипения соответственно 0 °С и 100 °С, теплоемкость жидкой воды 4,18 Дж/(г·К) и др. константы.
Вещества состоят из атомов или молекул. Основы атомно-молекулярного учения впервые были изложены М.В. Ломоносовым в 1741 году и развиты в работах других ученых.
Атом – электронейтральная частица, состоящая из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов.
Главной характеристикой атома является заряд ядра, равный числу протонов в атоме. В состав ядра любого атома, за исключением изотопа
водорода 1Н, входят также нейтральные частицы нейтроны.
Элемент – разновидность атомов, имеющих одинаковый заряд ядра.
Изотоп – вид атомов, имеющих одинаковый заряд ядра, но разную массу. Наличие изотопов связано с различным содержанием нейтронов в атоме одного элемента. Изотопы по физическим константам и химическим свойствам отличаются незначительно. Исключение составляют изотопы водорода: протий (Н) – 1Н, дейтерий (D) – 2Н и тритий (Т) – 3Н. При переходе от протия к дейтерию и тритию атомная масса возрастает соответственно в два и три раза, что приводит к значительному различию в физических и химических свойствах данных изотопов.
Молекула – это наименьшая частица вещества, обладающая его химическими свойствами.
Моль – это количество вещества, содержащее столько молекул, атомов, ионов, электронов или других структурных единиц, сколько содержится атомов в 12 г изотопа углерода 12С.
Один моль атомов углерода 12С содержат 6,02·1023 (число Авогадро) атомов углерода.
Например, один моль Н2SО4 содержит 6,02·1023 молекул Н2SО4.
Мольная масса – это масса одного моля вещества.
Например, М(Н2SО4) = 98 г/моль.
Количество молей вещества обозначается n(x) и вычисляется по формуле
|
(1.1) |
где m(x) – масса вещества ,
М(х) – мольная масса вещества
Например: если m(Н2SО4) = 9,8 г, то n(Н2SО4) = 9,8 ∕ 98 = 0,1 моль.
Мольная масса эквивалента вещества – это произведение массы вещества на его фактор эквивалентности М[fэкв. (х)х] = М(х) · fэкв. (х), где М(х) – мольная масса вещества х, fэкв.(х) – фактор эквивалентности вещества х. |
мольной
(1.2) |
Например: М(½Н2SО4) = 98 · ½ = 49 г/моль.
Фактор эквивалентности вещества – это число показывающее, какая доля атома или молекулы вещества эквивалентна в кислотно-основной реакции одному иону Н+ или в окислительно-восстановительной реакции одному электрону. Например: fэкв.(Н2SО4) = ½ , fэкв.(А1) = 1∕3.
Количество моль эквивалентов вещества обозначается n[fэкв.(х)х]. Например: n(½Н2SО4) = 0,6 моль эквивалента Н2SО4, что соответствуют n(Н2SО4) = 0,3 моль.