Краткий курс химии, Для поступающих в ВУЗы, Кузьменко Н.Е., Еремин В.В., Попков В.А., 2002

Краткий курс химии, Для поступающих в ВУЗы, Кузьменко Н.Е., Еремин В.В., Попков В.А., 2002.
    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.