Неорганическая химия, Степин Б.Д., Цветков А.А., 1994

Неорганическая химия, Степин Б.Д., Цветков А.А., 1994.
    В книге изложены современные представления о строении вещества, природе химической связи, межмолекулярного взаимодействия. Рассмотрены общие закономерности протекания химических реакций. Дано описание методов получения и основных свойств простых веществ и их соединений в соответствии с положением в периодической системе Д.И. Менделеева и с привлечением термодинамических и структурных представлений.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие 3
ЧАСТЬ I ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ 5
Глава 1. Международная система единиц физических величин, применяемая в неорганической химии 6
1.1. Длина 7
1.2. Количество вещества 8
1.3. Масса 9
1.4. Термодинамическая температура
1.5. Объем и плотность вещества 12
1.6. Давление 12
1.7. Концентрация 13
1.8. Энергетические величины 14
Упражнения к главе 1 15
Глава 2. Номенклатура неорганических веществ 15
2.1. Химические элементы 16
2.2. Простые вещества 16
2.3. Ионы 16
2.4. Простые соединения 17
2.5. Кислоты и их соли 18
2.6. Комплексные соединения 20
Упражнения к главе 2 22
Глава 3. Электронное строение атома 23
3.1. Три основополагающие идеи квантовой механики 24
3.2. Волновое уравнение 29
3.3. Квантовые числа 30
3.4. Атомные орбитали. Физический смысл квантовых чисел 31
3.5. функция радиального распределения вероятности 33
3.6. Энергетические уровни и подуровни в атомах 34
3.7. Магнитные и энергетические характеристики атомов 37
Упражнения к главе 3 40
Глава 4. Периодический закон 40
4.1. Доменделеевская систематизация элементов 40
4.2. Структура периодической системы химических элементов 42
4.3. Порядковый номер элемента 43
4.4. Период, число элементов в периоде 44
4.5. Группы элементов 49
4.6. Периодическое изменение свойств элементов 50
Упражнения к главе 4 58
Глава 5. Химическая связь и строение молекул 59
5.1. Электроотрицательность 60
5.2. Природа ковалентной связи и механизм ее образования 62
5.3. Структура ковалентных молекул типа АВ 74
5.4. Полярность ковалентной химической связи 79
5.5. Ионная химическая связь 81
5.6. Энергия ковалентной химической связи 82
5.7. Основные понятия о методе молекулярных орбиталей 84
Упражнения к главе 5 96
Глава 6. Межмолекулярное взаимодействие. Агрегатное состояние вещества 96
6.1. Природа межмолекулярных сил. Энергия межмолекулярного взаимодействия 98
6.2. Водородная связь 101
6.3. Агрегатные состояния вещества ЮЗ
Упражнения к главе 6 113
Глава 7. Энергетика химических реакций 114
7.1. Внутренняя энергия, теплота и работа 114
7.2. Первый закон термодинамики 118
7.3. Тепловой эффект химической реакции. Энтальпия 119
7.4. Энтальпия образования веществ 121
7.5. Закон Гесса и его следствия 122
7.6. Энтропия. Термодинамическое равновесие 123
7.7. Второй закон термодинамики 125
7.8. Энтропия - мера упорядоченного состояния систем и веществ на молекулярном уровне 127
7.9. Энергия Гиббса - критерий направленности химических реакций в закрытых системах 229
7.10. Направление окислительно-восстановительных реакций 231
7.11. Окислительно-восстановительные свойства кислот 135
Упражнения к главе 7 139
Глава 8. Химическое равновесие 140
8.1. Обратимые и необратимые химические реакции 141
8.2. Константа химического равновесия. Закон действующих масс 143
8.3. Изотерма химической реакции. Уравнение Вант-Гоффа 146
8.4. Принцип Ле Шателье 148
Упражнения к главе 8 151
Глава 9. Растворы 151
9.1. Общие понятия 152
9.2. Растворимость газов в жидкостях 154
9.3. Взаимная растворимость жидкостей 155
9.4. Растворимость твердых веществ 157
9.5. Энергетика образования растворов 161
Упражнения к главе 9 166
Глава 10. Ионные равновесия в растворах 166
10.1. Гетерогенные ионные равновесия 167
10.2. Гомогенные ионные равновесия. Протолитические равновесия 170
10.3. Гидролиз 182
Упражнения к главе 10 186
ЧАСТЬ II ХИМИЯ ПРОСТЫХ ВЕЩЕСТВ И СОЕДИНЕНИЙ ЭЛЕМЕНТОВ 187
Глава 11. Химия водорода 189
11.1. Распространенность в природе 190
11.2. Физико-химические свойства 190
11.3. Получение 191
11.4. Гидриды 192
11.5. Применение 194
11.6. Токсикология 195
Упражнения к главе 11 195
Глава 12. Химия -элементов 195
12.1. Распространность в природе. Основные минералы 197
12.2. Физико-химические свойства простых веществ 198
12.3. Металлургия щелочных, щелочно-земельных металлов, бриллия и магния 201
12.4. Химия водных растворов 202
12.5. Оксиды и гидроксиды 202
12.6. Соли 205
12.7. Применение 210
12.8. Токсикология 211
Упражнения к главе 12 211
Глава 13. Химия элементов ША-группы 212
13.1. Распространенность в природе. Основные минералы 214
13.2. Физико-химические свойства бора 215
13.3. Получение бора 216
13.4. Химия водных растворов 217
13.5. Гидриды бора (бораны) 217
13.6. Оксид и гидроксид бора 218
13.7. Бораты металлов 220
13.8. Галогениды бора 221
13.9. Бориды металлов 222
13.10. Физико-химические свойства алюминия 222
13.11. Получение алюминия 223
13.12. Химия водных растворов 224
13.13. Оксиды и гидроксиды 224
13.14. Галогениды алюминия 225
13.15. Применение 226
13.16. Токсикология 227
Упражнения к главе 13 227
Глава 14. Химия элементов IVA-группы 228
14.1. Распространенность в природе. Основные минералы 229
14.2. Физико-химические свойства углерода, кремния и германия 230
14.3. Получение алмазов, кремния и германия 233
14.4. Оксиды 234
14.5. Кислородные кислоты углерода, кремния и германия 238
14.6. Карбонаты, силикаты и германаты 240
14.7. Карбиды, силициды и германиды 241
14.8. Гидриды 242
14.9. Галогениды 243
14.10. Сульфиды 245
14.11. Соединения углерода, кремния и германия с азотом. 245
14.12. Физико-химические свойства олова и свинца 250
14.13. Получение олова и свинца 250
14.14. Химия водных растворов 250
14.15. Оксиды, гидроксид-оксиды и кислоты 250
14.16. Соли 254
14.17. Применение 257
14.18. Токсикология 259
Упражнения к главе 14 . 259
Глава 15. Химия элементов VA-группы 260
15.1. Общая характеристика соединений элементов VA-группы 261
15.2. Распространенность в природе. Основные минералы 263
15.3. Физико-химические свойства азота 264
15.4. Нитриды 265
15.5. Соединения азота с водородом 266
15.6. Кислородные соединения азота 273
15.7. Физико-химические свойства фосфора 282
15.8. Получение фосфора 284
15.9. Кислородные соединения фосфора 284
15.10. Фосфиды 291
15.11. Гидриды фосфора 291
15.12. Галогениды и оксид-галогениды фосфора 292
15.13. Применение 293
15.14. Токсикология 294
Упражнения к главе 15 295
Глава 16. Химия элементов VIA-группы 296
16.1. Распространенность в природе. Основные минералы 297
16.2. Кислород. Физико-химические свойства 299
16.3. Пероксид водорода 301
16.4. Фториды кислорода 303
16.5. Диоксигенильные соединения 304
16.6. Сера. Физико-химические свойства 304 .
16.7. Сульфаны 306
16.8. Кислородные соединения серы 308
16.9. Галогениды серы 317
16.10. Применение 318
16.11. Токсикология 319
Упражнения к главе 16 319
Глава 17. Химия элементов VIIA-группы 320
17.1. Распространенность в природе. Основные минералы 321
17.2. Фтор. Физико-химические свойства 322
17.3. Фторид водорода 322
17.4. Хлор, бром и иод. Физико-химические свойства 326
17.5. Получение галогенов 329
17.6. Галогеноводороды 330
17.7- Оксиды хлора, брома и иода 332
17.8. Кислородные кислоты хлора, брома и иода 335
17.9. Соли кислородных кислот галогенов 337
17.10. Окислительно-восстановительная способность кислородных кислот галогенов и их солей 339
17.11. Применение 340
17.12. Токсикология 342
Упражнения к главе 17 342
Глава 18. Общая характеристика физико-химических свойств благородных газов и их соединений 343
18.1. Фториды благородных газов 344
18.2. Оксиды благородных газов 346
18.3. Распространенность в природе 347
18.4. Применение 348
18.5. Токсикология 348
Упражнения к главе 18 351
Глава 19. Комплексные соединения 351
19.1. Реакции комплексообразования 353
19.2. Основные понятия координационной теории 355
19.3. Основные типы комплексных соединений 359
19.4. Изомерия комплексных соединений 369
19.5. Природа химической связи в комплексных соединениях 375
19.6. Ионные равновесия в растворах комплексных соединений. 387
19.7. Применение 392
19.8. Токсикология 392
Упражнения к главе 19 392
Глава 20. Химия элементов IB-группы 393
20.1. Распространенность в природе. Основные минералы 394
20.2. Физико-химические свойства простых веществ 395
20.3. Получение простых веществ 397
20.4. Химия водных растворов 398
20.5. Оксиды и гидроксиды 399
20.6. Соли 402
20.7. Комплексные соединения 406
20.8. Применение 408
20.9. Токсикология 408
Упражнения к главе 20 409
Глава 21. Химия элементов ПБ-группы 409
21.1. Распространенность в природе. Основные минералы 410-
21.2. Физико-химические свойства металлов 411
21.3. Получение цинка, кадмия и ртути 412
21.4. Химия водных растворов 412
21.5. Оксиды и гидроксиды 413
21.6. Соли 414
21.7. Комплексные соединения 416
21.8. Применение 418
21.9. Токсикология 419
Упражнения к главе 21 419
Глава 22. Общая характеристика свойств элементов ШБ-группы 420
22.1. Физико-химические свойства простых веществ 420
22.2. Оксиды и гидроксиды 421
22.3. Соли и комплексные соединения 422
22.4. Распространенность в природе. Основные минералы 422
22.5. Применение 423
22.6. Токсикология 423
Упражнения к главе 22 424
Глава 23. Химия элементов ГУБ-группы 424
23.1. Распространенность в природе. Основные минералы 425
23.2. Физико-химические свойства металлов 426
23.3. Получение металлов 428
23.4. Химия водных растворов 428
23.5. Оксиды и гидроксиды 429
23.6. Ковалентные соединения 430
23.7. Комплексные соединения 431
23.8. Применение 432
23.9. Токсикология 432
Упражнения к главе 23 432
Глава 24. Химия элементов VB-группы 433
24.1. Распространенность в природе. Основные минералы 434
24.2. Физико-химические свойства металлов 435
24.3. Химия водных растворов 436
24.4. Оксиды и гидроксиды 437
24.5. Галогениды 439
24.6. Комплексные соединения 441
24.7. Применение 442
24.8. Токсикология 443
Упражнения к главе 24 443
Глава 25. Химия элементов VIB-группы 444
25.1. Распространенность в природе. Основные минералы 445
25.2. Физико-химические свойства металлов 446
25.3. Получение хрома, молибдена и вольфрама 448
25.4. Химия водных растворов 448
25.5. Оксиды и гидроксиды 449
25.6. Соли и ковалентные соединения 453
25.7. Комплексные соединения 456
25.8. Применение 459
25.9. Токсикология 459
Упражнения к главе 2 и 5 459
Глава 26. Химия элементов VIIB-группы 460
26.1. Распространенность в природе. Основные минералы 461
26.2. Физико-химические свойства металлов 462
26.3. Получение металлов 464
26.4. Химия водных растворов 465
26.5. Оксиды и гидроксиды 465
26.6. Соли 470
26.7. Комплексные соединения 471
26.8. Применение 474
26.9. Токсикология 474
Упражнения к главе 26 475
Глава 27. Химия элементов УШБ-группы 475
27.1. Распространенность в природе. Основные минералы 478
27.2. Физико-химические свойства железа, кобальта и никеля 479
27.3. Получение металлов 481
27.4. Химия водных растворов 482
27.5. Оксиды и гидроксиды железа, кобальта и никеля 482
27.6. Соли железа, кобальта и никеля 484
27.7. Комплексные соединения 486
27.8. Применение 491
27.9. Токсикология 492
Упражнения к главе 27 492
Глава 28. Общая характеристика свойств /-элементов 496
28.1. Электронная конфигурация атомов /-элементов 497
28.2. Физико-химические свойства простых веществ 499
28.3. Оксиды и гидроксиды 499
28.4. Соли и комплексные соединения 500
28.5. Распространенность в природе. Основные минералы 502
28.6. Применение 503
28.7. Токсикология 504
Упражнения к главе 28 504
Глава 29. Нестехиометрические соединения 505
29.1. Кристаллическая решетка и ее дефекты 506
29.2. Дальтониды и бертоллиды 507
29.3. Номенклатура нестехиометрических соединений 509
29.4. Нестехиометрические соединения 510
29.5. Нестехиометрические фазы, обладающие сверхпроводимостью 513
Упражнения к главе 29 514
Глава 30. Неорганическая химия и окружающая среда 515
30.1. Атмосфера 516
30.2. Гидросфера 520
30.3. Литосфера 522
30.4. Круговороты азота, кислорода, углерода, серы и фосфора в природе 523
Упражнения к главе 30 528
ЧАСТЬ III ПОСЛЕСЛОВИЕ 529
Глава 31. Атомные спектры 530
31.1. Оптические спектры 530
31.2. Рентгеновские спектры 533
Глава 32. Стационарное, не зависящее от времени уравнение Шредингера 538
32.1. Волновая функция 538
32.2. Решение уравнения Шредингера для атома водорода 540
32.3. Квантование энергии электрона в атоме водорода 545
Глава 33. Окислительно-восстановительные реакции 546
33.1. Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций 547
33.2. Типы окислительно-восстановительных реакций 549
33.3. Уравнение Нернста 551
Глава 34. Скорость и механизм химической реакции 556
34.1. Скорость и порядок химической реакции 556
34.2. Энергия активации 560
34.3. Катализ 562
34.4. Механизм химических реакций 564
Глава 35. Константа равновесия и ее связь с энергиями Гиббса и Гельмгольца. Изотерма химической реакции 568
35.1. Изотерма химической реакции 569
35.2. Концентрационная константа равновесия 572
Глава 36. Правило фаз Гиббса 574
36.1. Фаза системы 575
36.2. Компонент системы 575
36.3. Вариантность (степень свободы) равновесной системы 578
36.4. Правило фаз Гиббса 578
36.5. Закон распределения 580
36.6. Фазовые равновесия 581
36.7. Закрытые гетерогенные однокомпонентные системы 582
Глава 37. Физико-химические основы синтеза вещества в водных растворах с использованием реакций присоединения и обмена 584
37.1. Диаграмма состояния системы, когда соли не взаимодействуют друг с другом и не образуют твердых растворов 586
37.2. Диаграмма состояния системы, две соли которой взаимодействуют с образованием конгруэнтно растворимого безводного соединения 588
37.3. Диаграмма состояния системы, две соли которой взаимодействуют с образованием инконгруэитно растворимого безводного соединения 590
Именной указатель 594
Предметный указатель 595
МЕЖДУНАРОДНАЯ СИСТЕМА ЕДИНИЦ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН, ПРИМЕНЯЕМАЯ В НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ
    Химическая форма движения материи исследуется и познается измерением физических свойств и физических величин, присущих каждому веществу. Физической величиной является, например, масса вещества, его плотность, температура плавления.
    Так, той или иной плотностью обладают разные вещества, но каждое из них имеет вполне определенную плотность, в частности, при 20 °С плотности таких металлов, как калий и золото, равны соответственно 0,86 и 19,3 г/см .
    Из приведенного примера следует, что одна и та же физическая величина, как вполне определенное свойство, будет для разных веществ отличаться от себе подобной своим размером. Измерение любой величины связано с определением опытным путем отношения значения данной величины к соответствующей единице измерения.
    Совокупность единиц физических величин принято называть системой единиц. Единицы физических величин, входящие в систему и условно принятые в качестве независимых друг от друга единиц, носят название основных единиц системы.