Общая и неорганическая химия: теория и практика (290,00 руб.)

Стр.2

Стр.330

Стр.331

Стр.332

Стр.333

Стр.334

Стр.335

УДК 546(075) ББК Г1я7 М68 Печатается по решению редакционно-издательского совета Казанского национального исследовательского технологического университета Рецензенты: зав. кафедрой неорганической химии К(П)ФУ, д-р хим. наук, профессор Р. Р. Амиров зав. кафедрой общей химии и экологии КНИТУ–КАИ им. А. Н. Туполева, д-р хим. наук, профессор Ю. А. Тунакова М68 Мифтахова Н. Ш. Общая и неорганическая химия. Теория и практика : учебное пособие / Н. Ш. Мифтахова, Т. П. Петрова; Минобрнауки России, Казан. нац. исслед. технол. ун-т. –2-е изд., испр. и доп. – Казань : Изд-во КНИТУ, 2019. – 336 с. ISBN 978-5-7882-2651-4 Содержит материал по общей и неорганической химии, примеры решения заданий, вопросы и задания для самостоятельной работы студентов. Предназначено для обучения по химико-технологическим направлениям подготовки и специальностям. Подготовлено на кафедре неорганической химии. УДК 546(075) ББК Г1я7 ISBN 978-5-7882-2651-4 © Мифтахова Н. Ш., Петрова Т. П., 2019 © Казанский национальный исследовательский технологический университет, 2019

Стр.2

ОГЛАВЛЕНИЕ Введение ……………………………………………………………. 3 Глава 1. СТРОЕНИЕ АТОМА. ПЕРИОДИЧЕСКИЙ ЗАКОН………… 5 1.1. Ядерная модель атома. Электронная оболочка атома…... 1.2. Основные представления квантовой механики…………. 1.3. Квантовые числа………………………………………...... 1.4. Электронные конфигурации атомов элементов Периодической системы элементов Д. И. Менделеева……... 1.5. Периодический закон и структура Периодической системы элементов Д. И. Менделеева……………………...... 5 6 8 11 13 1.6. Периодические изменения некоторых свойств атомов химических элементов………………………………………… 15 1.6.1. Атомные радиусы………………………………… 1.6.2. Энергия ионизации и сродство к электрону…… 1.6.3. Электроотрицательность………………………… 15 17 20 Практика к главе 1.…………………………………………… 22 Примеры решения заданий к разделу 1.3……………... Примеры решения заданий к разделу 1.4……………... Примеры решения заданий к разделу 1.5……………... Примеры решения заданий к разделу 1.6……………... Самостоятельная работа к главе 1.………………………… 33 Вопросы и задания к разделам 1.3 – 1.4………………. Вопросы и задания к разделам 1.5 – 1.6………………. Глава 2. ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ………………………………….… 41 2.1. Природа химической связи. Некоторые параметры молекулы……………………………………………………….. 22 26 29 31 33 37 42 2.2. Метод валентных связей…………………………….…… 43 2.2.1. Свойства ковалентной связи…………………….. 45 330

Стр.330

2.2.2. Неполярные и полярные молекулы……………… 2.2.3. Пространственная конфигурация молекул и модель отталкивания валентных электронных пар … 2.3. Метод молекулярных орбиталей………………………..... 2.3.1. Двухатомные гомоядерные молекулы элементов 1-го и 2-го периодов…………………………………….. 2.3.2. Энергия ионизации молекулы…………………… 2.3.3. Магнитные свойства молекулы………………….. Практика к главе 2……………………………………….......... Примеры решения заданий к разделу 2.2..…………….. Примеры решения заданий к разделу 2.3…………….... 49 50 55 56 58 59 59 59 69 Самостоятельная работа к главе 2…………………………. 75 Вопросы и задания к разделу 2.2………………………. Вопросы и задания к разделу 2.3……………………… 75 77 Глава 3. АГРЕГАТНОЕ СОСТОЯНИЕ……………………………… 79 3.1. Кристаллы. Кристаллогидраты…………………………... 80 3.2. Дисперсные системы……………………………………… 84 3.2.1. Жидкие растворы………………………………… 3.2.2. Различные способы выражения концентрации растворов………………………………………………… 3.3. Коллигативные свойства растворов…………………….. Практика к главе 3……………………………………………. 85 86 Примеры решения задач к разделу 3.2.2……………… Примеры решения задач к разделу 3.3………………... 92 96 96 104 Самостоятельная работа к главе 3…………………………. 108 Задачи к разделу 3.2.2………………………………….. Задачи к разделу 3.3…………………………………….. 108 112 Глава 4. ВВЕДЕНИЕ В ТЕОРИЮ ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ…… 114 4.1. Термодинамика химических процессов. Энергетика химических реакций и фазовых превращений………………. 114 4.1.1. Первый закон термодинамики. Энтальпия. 331

Стр.331

Тепловой эффект химической реакции……………….. 4.1.2. Стандартное состояние вещества. Стандартное изменение энтальпии химической реакции.………….. 4.1.3. Закон Гесса и следствия из него. Стандартная энтальпия образования вещества……………………… 115 117 117 4.2. Направление химической реакции………………………. 121 4.2.1. Энтропия. Самопроизвольные и несамопроизвольные процессы. Второй и третий законы термодинамики…..…………. 4.2.2. Стандартная энтропия вещества………………... 4.2.3. Вычисление стандартной энтропии химической реакции…………………………………………………... 4.2.4. Энергия Гиббса и направление химического процесса в закрытой системе………………………….. 4.2.5. Влияние энтальпийного и энтропийного факторов на направление химического процесса…….. 4.2.6. Вычисление стандартной энергии Гиббса химической реакции …………………………………… 125 126 127 129 Практика к главе 4……………………………………………. 130 Примеры решения задач к разделу 4.1………………... Примеры решения задач к разделам 4.2.1 – 4.2.3…….. Примеры решения задач к разделам 4.2.4 – 4.2.6…….. 130 145 149 Самостоятельная работа к главе 4…………………………. 154 Вопросы и задания к разделу 4.1……………………… Вопросы и задания к разделам 4.2.1 – 4.2.3…………... Вопросы и задания к разделам 4.2.4 – 4.2.6…………... 154 163 166 Глава 5. ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ…………………………… 170 5.1. Закон действующих масс. Константа химического равновесия.…………………………………………………….. 172 5.2. Смещение химического равновесия. Принцип Ле Шателье…………………………………………. 173 332 121 122

Стр.332

5.3. Равновесие в растворах электролитов…………………… 175 5.3.1. Диссоциация слабых электролитов …………….. 5.3.2. Закон разбавления Оствальда …………………… 5.3.3. Диссоциация воды. рН растворов ………………. 176 179 179 5.4. Произведение растворимости …………………………… 181 Практика к главе 5……………………………………………. 183 Примеры решения заданий к разделам 5.1 – 5.2……… Примеры решения заданий к разделу 5.3……………… Примеры решения задач к разделу 5.4………………… 183 190 194 Самостоятельная работа к главе 5…………………………. 202 Вопросы и задания к разделам 5.1 – 5.2……………….. Вопросы и задания к разделу 5.3………………………. Задачи к разделу 5.4…………………………………….. 202 205 208 Глава 6. РЕАКЦИИ БЕЗ ИЗМЕНЕНИЯ СТЕПЕНЕЙ ОКИСЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ……………………………………………… 210 6.1. Реакции ионного обмена………………………………….. 210 6.2. Гидролиз…………………………......................................... 213 6.2.1. Гидролиз ионных соединений (солей)………….. 6.2.2. Гидролиз ковалентных соединений…………….. 6.2.3. Смещение равновесия гидролиза………………... 213 218 218 Практика к главе 6………………............................................... 220 Примеры решения заданий к разделу 6.2…………….... 220 Самостоятельная работа к главе 6……………….................. 235 Вопросы и задания к разделу 6.2………………………. 235 Глава 7. РЕАКЦИИ С ИЗМЕНЕНИЕМ СТЕПЕНЕЙ ОКИСЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ……………………………………………… 240 7.1. Степень окисления элемента……………………………… 7.2. Окислительно-восстановительные реакции……………... 7.3. Методы составления уравнений окислительно-восстановительных реакций………………….. 7.4. Направление окислительно-восстановительных реакций..... 245 243 333 240 242

Стр.333

7.4.1. Окислительно-восстановительные потенциалы... 7.4.2. Выбор направления протекания полуреакций….. 7.4.3. Электродвижущая сила окислительно-восстановительного процесса и ее взаимосвязь с энергией Гиббса…………………… 245 247 249 Практика к главе 7…………………………………………….. 250 Примеры решения заданий к разделам 7.1 – 7.3.……… Примеры решения заданий к разделу 7.4……………… 250 260 Самостоятельная работа к главе 7………………………….. 269 Вопросы и задания к разделам 7.1 – 7.4……………….. 269 Литература…………………………………………………………… 284 Приложение…………………………………………………………. 286 Таблица П1 Фундаментальные физические постоянные……. 286 Таблица П2 Таблица П3 Буквы греческого алфавита……………………… 286 Таблица П4 Таблица П5 Соотношения с единицами СИ некоторых применяемых единиц…………………………….. 287 Десятичные приставки к названиям единиц …… 287 Энергии ионизации атомов и ионов ……………. 288 Таблица П6 Интервалы длин волн, спектральная область поглощаемого света и наблюдаемый цвет соединения………………………………………... 291 Таблица П7 Таблица П8 Таблица П9 Растворимость неорганических веществ в воде при Т = 298 K …………………………………….. 292 Энергии связей* Eсв (∆Hдисс o ) и межъядерные расстояния (длины связей) d двухатомных молекул и ионов………........................................... 293 Энергия ионизации Еи молекул…………………. 294 Таблица П10 Термодинамические константы некоторых веществ.................................................................... 295 Таблица П11 Энергия ионных решеток ∆Hкр. реш o …………… 304 Таблица П12 Эбулиоскопическая (Е) и криоскопическая (K) 334

Стр.334

постоянные некоторых растворителей…………. 304 Таблица П13 Константы диссоциации некоторых кислот Kа при температуре 298,15 K………………………... 305 Таблица П14 Константы диссоциации некоторых оснований Kb при температуре 298,15 K……….. 308 Таблица П15 Произведение растворимости малорастворимых веществ……………………………………………. 309 Таблица П16 Стандартные электродные потенциалы Еo некоторых окислительно-восстановительных систем в водных растворах при Т = 298 K (по отношению к стандартному водородному электроду)………………………………………… 310 IUPAC Periodic Table of the Elements …................ 320 Таблица П17 Таблица П18 Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева…................................................. 322 Предметный указатель…………………………………………… 324 Условные сокращения…………………………………………… 329

Стр.335