ChemNet
 
Химический факультет МГУ

Книги сотрудников факультета

Общая химия: учеб. для студ. учреждений высш. проф. образования / Г.П.Жмурко, Е.Ф.Казакова, В.Н.Кузнецов, А.В.Яценко ; под ред. С.Ф.Дунаева. - 2-е изд., испр. - М. : Издательский центр Г.П.Жмурко, Е.Ф.Казакова, В.Н.Кузнецов, А.В.Яценко

Общая химия

учебник для студентов учреждений высшего профессионального образования
под ред. С.Ф.Дунаева
2-е изд., испр. - М. : Издательский центр "Академия", 2012
512 с. - (Сер. Бакалавриат)

ISBN 978-5-7695-9188-4

Допущено
Учебно-методическим объединением
по классическому университетскому образованию
в качестве учебника для студентов,
изучающих по программам классических университетов
курс "Общая химия" (направления "Геология", "Почвоведение",
"Экология и природопользование"), курс "Химия" (направление "География")
и курс "Общая и неорганическая химия" (направления "Физика", "Биология",
специальности "Биоинженерия" и "Биоинформатика", "Лечебное дело", "Фармация")

Учебник создан в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом по направлениям подготовки "Биология", "Геология", "География", "Экология и природопользование", "Почвоведение" (квалификация "бакалавр").

Изложены основы теории строения атомов и молекул, химической термодинамики и кинетики, теории растворов и окислительно-восстановительных процессов. Подробно представлена химия элементов и их соединений. Приведены сведения о нахождении химических элементов в природе, их биологической роли, получении простых веществ и наиболее важных соединений, а также о практическом применении этих соединений.

Для студентов классических университетов, обучающихся по нехимическим направлениям подготовки.


Список замеченных опечаток


Содержание

   Предисловие    3
   РАЗДЕЛ I. ОБЩАЯ ХИМИЯ
Глава 1. Основные понятия и законы химии 5
   1.1. Атомы и химические элементы    5
   1.2. Периодический закон и Периодическая система Д. И. Менделеева    6
   1.3. Химические вещества и химические реакции    7
   1.3.1. Простые и сложные вещества    7
   1.3.2. Химическая реакция    9
   1.3.3. Классификация веществ    9
   1.3.4. Номенклатура простых веществ и химических соединений    11
   1.4. Количественные соотношения в химии    13
Глава 2. Основы химической термодинамики 16
   2.1. Основные понятия и определения    16
   2.2. Тепловые эффекты химических реакций. Энтальпия    18
   2.3. Энтальпия образования вещества. Стандартное состояние веществаи элемента    20
   2.4. Закон Гесса. Расчет энтальпий реакций    22
   2.5. Энтальпийные диаграммы    26
   2.6. Стандартные энтальпии образования ионов в растворах    28
   2.7. Направление химических реакций. Энтропия    28
   2.8. Энергия Гиббса    35
   2.9. Энтальпийный и энтропийный факторы. Температурная зависимостьэнергии Гиббса реакции    39
   2.10. Термодинамическая активность    42
Глава 3. Основы химической кинетики 45
   3.1. Скорость химической реакции    45
   3.2. Зависимость скорости химической реакции от концентрации реагентов    47
   3.3. Механизм реакции    50
   3.4. Зависимость скорости химической реакции от температуры    52
   3.5. Экспериментальное определение кинетических параметров химическойреакции    56
   3.6. Катализ    58
Глава 4. Химическое равновесие 64
   4.1. Состояние химического равновесия    64
   4.2. Химическое равновесие с точки зрения термодинамики    66
   4.3. Химическое равновесие с точки зрения кинетики    72
   4.4. Константа равновесия и направление реакции    74
   4.5. Смещение химического равновесия. Принцип Ле Шателье    76
   4.6. Фазовые равновесия и фазовые диаграммы    79
Глава 5. Растворы и их свойства 84
   5.1. Основные понятия теории растворов    84
   5.2. Способы выражения концентрации растворов    87
   5.3. Образование растворов    89
   5.3.1. Термодинамические закономерности    89
   5.3.2. Образование растворов неэлектролитов    91
   5.3.3. Образование растворов электролитов    92
   5.4. Влияние температуры и давления на растворимость веществ    94
   5.5. Коллигативные свойства растворов неэлектролитов    97
   5.6. Коллигативные свойства растворов электролитов    103
Глава 6. Равновесия в растворах электролитов 105
   6.1. Основные понятия и определения    105
   6.2. Кислоты и основания    109
   6.3. Ионное произведение воды    113
   6.4. Водородный показатель    114
   6.5. Гидролиз солей    116
   6.6. Буферные растворы    123
   6.7. Произведение растворимости    126
   6.8. Образование коллоидных систем при выделении малорастворимых веществ    130
Глава 7. Окислительно-восстановительные реакциии электрохимические процессы 133
   7.1. Основные понятия и определения    133
   7.2. Составление уравнений окислительно-восстановительных реакцийв растворах    136
   7.3. Электродные потенциалы. Разность электродных потенциалов окислительно-восстановительной реакции    142
   7.4. Зависимость электродного потенциала от активностей реагентови продуктов реакции. Уравнение Нернста    151
   7.5. Направление протекания окислительно-восстановительной реакции    152
   7.6. Расчет константы равновесия окислительно-восстановительной реакции    154
   7.7. Электролиз    155
   7.8. Химические источники тока    157
   7.9. Коррозия    161
Глава 8. Строение атома 164
   8.1. Современные представления о строении атома    164
   8.2. Атомные орбитали    167
   8.3. Графическое представление атомных орбиталей    169
   8.4. Многоэлектронные атомы и порядок заполнения их атомных орбиталей    173
   8.5. Строение многоэлектронных атомов и Периодическая системаэлементов Д. И. Менделеева    175
   8.6. Некоторые свойства атомов    179
Глава 9. Химическая связь 186
   9.1. Виды химической связи    186
   9.2. Причины образования химической связи    186
   9.3. Перекрывание атомных орбиталей. Связи σ- и π-типа    189
   9.4. Описание химической связи методом электронных пар    190
   9.5. Гибридизация атомных орбиталей    194
   9.6. Делокализация и резонансные структуры    197
   9.7. Основные положения метода молекулярных орбиталей    198
   9.8. Молекулярные орбитали молекул и ионов, образованных элементамипервого периода    201
   9.9. Молекулярные орбитали двухатомных гомоядерных молекул элементоввторого периода    204
   9.10. Молекулярные орбитали двухатомных гетероядерных молекул    208
   9.11. Молекулярные орбитали многоатомных молекул    210
   9.12. Окраска химических веществ    213
   9.13. Метод отталкивания электронных пар (метод Гиллеспи)    215
   9.14. Структуры ковалентных, ионных и металлических кристаллов    218
   9.15. Образование энергетических зон в кристаллах    221
   9.15.1. Атомные кристаллы    221
   9.15.2. Ионные кристаллы    223
Глава 10. Межмолекулярные взаимодействия 225
   10.1. Природа межмолекулярных взаимодействий. Силы Ван-дер-Ваальса    225
   10.2. Водородная связь    227
   10.3. Влияние межмолекулярных взаимодействий на свойства веществ    229
Глава 11. Координационные соединения 232
   11.1. Основные понятия и определения    232
   11.2. Изомерия координационных соединений    234
   11.3. Номенклатура координационных соединений    235
   11.4. Образование комплексов в растворах и их устойчивость    236
   11.5. Хелатный и макроциклический эффекты    240
   11.6. Химическая связь в координационных соединениях    242
   11.7. Окраска комплексов    248
   11.8. Химические реакции с участием комплексных частиц    250
   11.9. Влияние комплексообразования на равновесие раствор - осадок    253
   РАЗДЕЛ II. ХИМИЯ ЭЛЕМЕНТОВ
Глава 12. Химические элементы в природе 255
   12.1. Распространенность элементов    255
   12.2. Радиоактивные элементы и радиоактивные ряды    259
Глава 13. Закономерности изменения свойств элементов 261
   13.1. Классификация химических элементов    261
   13.2. Изменение свойств в группах непереходных элементов    262
   13.3. Изменение свойств d-элементов    265
   13.4. Изменение свойств f-элементов    266
Глава 14. Водород 267
   14.1. Общая характеристика    267
   14.2. Физические и химические свойства простого вещества    268
   14.3. Получение водорода    270
   14.4. Соединения водорода    270
   14.5. Кислотно-основные свойства молекулярных гидридов    272
   14.6. Применение и биологическая роль    273
Глава 15. Кислород 276
   15.1. Общая характеристика    276
   15.2. Физические и химические свойства простых веществ    276
   15.3. Получение простых веществ    279
   15.4. Соединения кислорода с водородом    279
   15.5. Оксиды и гидроксиды    282
   15.6. Пероксиды, супероксиды, озониды    285
   15.7. Применение и биологическая роль    286
Глава 16. Химия элементов 17-й группы 288
   16.1. Общая характеристика    288
   16.2. Физические и химические свойства простых веществ    289
   16.3. Получение простых веществ    294
   16.4. Соединения галогенов с водородом    294
   16.5. Кислородные соединения галогенов    298
   16.5.1. Соединения фтора с кислородом    298
   16.5.2. Оксиды хлора, брома и иода    298
   16.5.3. Оксокислоты хлора, брома и иода и их соли    299
   16.6. Применение и биологическая роль    305
Глава 17. Химия элементов 16-й группы 308
   17.1. Общая характеристика    308
   17.2. Сера    309
   17.2.1. Физические и химические свойства серы    309
   17.2.2. Получение серы    311
   17.2.3. Соединения серы с водородом    311
   17.2.4. Сульфиды и полисульфиды    313
   17.2.5. Кислородные соединения серы    315
   17.3. Селен, теллур, полоний    319
   17.3.1. Физические и химические свойства простых веществ    319
   17.3.2. Соединения селена и теллура с водородом    321
   17.3.3. Кислородные соединения селена, теллура и полония    323
   17.4. Применение и биологическая роль    325
Глава 18. Химия элементов 15-й группы 327
   18.1. Общая характеристика    327
   18.2. Азот    328
   18.2.1. Физические и химические свойства азота    328
   18.2.2. Получение азота    329
   18.2.3. Соединения азота с водородом    329
   18.2.4. Кислородные соединения азота    332
   18.3. Фосфор    338
   18.3.1. Физические и химические свойства фосфора    338
   18.3.2. Получение фосфора    339
   18.3.3. Соединения фосфора с водородом    339
   18.3.4. Кислородные соединения фосфора    340
   18.4. Мышьяк, сурьма, висмут    343
   18.4.1. Физические и химические свойства простых веществ    343
   18.4.2. Соединения мышьяка, сурьмы и висмута с водородом    344
   18.4.3. Кислородные соединения мышьяка, сурьмы и висмута    345
   18.4.4. Соединения мышьяка, сурьмы и висмута, содержащие серу    346
   18.5. Применение и биологическая роль    347
Глава 19. Химия элементов 1-й группы 350
   19.1. Общая характеристика    350
   19.2. Физические и химические свойства простых веществ    351
   19.3. Получение простых веществ    353
   19.4. Соединения щелочных металлов с водородом    354
   19.5. Оксиды, пероксиды, супероксиды и озониды щелочных металлов    354
   19.6. Гидроксиды щелочных металлов    355
   19.7. Соли щелочных металлов    355
   19.8. Применение и биологическая роль    356
Глава 20. Химия элементов 2-й группы 358
   20.1. Общая характеристика    358
   20.2. Физические и химические свойства простых веществ    359
   20.3. Получение простых веществ    361
   20.4. Соединения металлов 2-й группы с водородом    361
   20.5. Оксиды и пероксиды металлов 2-й группы    362
   20.6. Гидроксиды металлов 2-й группы    363
   20.7. Соли металлов 2-й группы    363
   20.8. Координационные соединения металлов 2-й группы    365
   20.9. Применение и биологическая роль    365
Глава 21. Химия элементов 13-й группы 368
   21.1. Общая характеристика    368
   21.2. Бор    369
   21.2.1. Физические и химические свойства бора    369
   21.2.2. Соединения бора с водородом    370
   21.2.3. Кислородные соединения бора    371
   21.3. Алюминий, галлий, индий и таллий    373
   21.3.1. Физические и химические свойства простых веществ    373
   21.3.2. Получение простых веществ    375
   21.3.3. Соединения алюминия, галлия, индия и таллия с водородом    375
   21.3.4. Кислородные соединения алюминия, галлия, индия и таллия    375
   21.3.5. Соли металлов 13-й группы    377
   21.3.6. Координационные соединения металлов 13-й группы    378
   21.4. Применение и биологическая роль    379
Глава 22. Химия элементов 14-й группы 381
   22.1. Общая характеристика    381
   22.2. Физические и химические свойства простых веществ    382
   22.3. Получение простых веществ    387
   22.4. Соединения элементов 14-й группы с водородом    387
   22.5. Кислородные соединения элементов 14-й группы    388
   22.5.1. Оксиды углерода и угольная кислота    388
   22.5.2. Оксид кремния и кремниевые кислоты    391
   22.5.3. Алюмосиликаты    394
   22.5.4. Оксид германия и германиевая кислота    394
   22.5.5. Оксиды и гидроксиды олова и свинца    395
   22.6. Галогениды элементов 14-й группы    396
   22.7. Азотсодержащие соединения углерода    397
   22.8. Координационные соединения элементов 14-й группы    398
   22.9. Применение и биологическая роль    398
Глава 23. Химия элементов 3-й группы 400
   23.1. Общая характеристика    400
   23.2. Физические и химические свойства простых веществ    402
   23.3. Оксиды и гидроксиды металлов 3-й группы    403
   23.4. Соли и координационные соединения металлов 3-й группы    405
   23.5. Применение и биологическая роль    405
Глава 24. Химия элементов 4-й группы 407
   24.1. Общая характеристика    407
   24.2. Физические и химические свойства простых веществ    408
   24.3. Получение простых веществ    409
   24.4. Оксиды и гидроксиды металлов 4-й группы    410
   24.5. Галогениды металлов 4-й группы    411
   24.6. Координационные соединения металлов 4-й группы    412
   24.7. Применение и биологическая роль    412
Глава 25. Химия элементов 5-й группы 414
   25.1. Общая характеристика    414
   25.2. Физические и химические свойства простых веществ    415
   25.3. Получение простых веществ    416
   25.4. Оксиды и гидроксиды металлов 5-й группы    417
   25.5. Галогениды и другие соединения металлов 5-й группы    420
   25.6. Координационные соединения металлов 5-й группы    421
   25.7. Применение и биологическая роль    421
Глава 26. Химия элементов 6-й группы 423
   26.1. Общая характеристика    423
   26.2. Физические и химические свойства простых веществ    424
   26.3. Получение простых веществ    426
   26.4. Оксиды и гидроксиды металлов 6-й группы    426
   26.5. Соли и другие соединения хрома, молибдена и вольфрама    429
   26.6. Изополисоединения и гетерополисоединения молибдена и вольфрама    431
   26.7. Координационные соединения элементов 6-й группы    432
   26.8. Применение и биологическая роль    433
Глава 27. Химия элементов 7-й группы 436
   27.1. Общая характеристика    436
   27.2. Физические и химические свойства простых веществ    437
   27.3. Получение простых веществ    438
   27.4. Оксиды и гидроксиды металлов 7-й группы    439
   27.5. Соли металлов 7-й группы    442
   27.6. Координационные соединения металлов 7-й группы    443
   27.7. Применение и биологическая роль    443
Глава 28. Химия элементов 8- 10-й групп. Триада железа 445
   28.1. Общая характеристика    445
   28.2. Физические и химические свойства простых веществ    446
   28.3. Получение простых веществ    448
   28.4. Оксиды и гидроксиды металлов триады железа    449
   28.5. Соли железа, кобальта и никеля    452
   28.6. Координационные соединения металлов триады железа    454
   28.7. Применение и биологическая роль    456
Глава 29. Химия элементов 8 - 10-й групп. Платиновые металлы 459
   29.1. Общая характеристика    459
   29.2. Физические и химические свойства простых веществ    460
   29.3. Получение простых веществ    462
   29.4. Оксиды и галогениды платиновых металлов    462
   29.5. Координационные соединения металлов платиновой группы    463
   29.6. Применение и биологическая роль    464
Глава 30. Химия элементов 11-й группы 466
   30.1. Общая характеристика    466
   30.2. Физические и химические свойства простых веществ    467
   30.3. Получение простых веществ    469
   30.4. Оксиды и гидроксиды металлов 11-й группы    470
   30.5. Соли и другие соединения металлов 11-й группы    473
   30.6. Координационные соединения металлов 11-й группы    474
   30.7. Применение и биологическая роль    476
Глава 31. Химия элементов 12-й группы 479
   31.1. Общая характеристика    479
   31.2. Физические и химические свойства простых веществ    480
   31.3. Получение простых веществ    482
   31.4. Оксиды и гидроксиды металлов 12-й группы    482
   31.5. Соли и другие соединения металлов 12-й группы    484
   31.6. Комплексные соединения металлов 12-й группы    486
   31.7. Применение и биологическая роль    487
Глава 32. Химия элементов 18-й группы 489
   32.1. Общая характеристика    489
   32.2. Физические и химические свойства простых веществ    490
   32.3. Соединения ксенона    492
   32.4. Применение и биологическая роль    492
   Предметный указатель    494
   Список литературы    498

Предисловие

Химия - важнейшая фундаментальная наука, изучение которой необходимо для формирования естественно-научного мировоззрения будущих биологов, геологов, географов, экологов, почвоведов. Предлагаемый учебник отражает многолетний опыт преподавания общей и неорганической химии сотрудниками кафедры общей химии химического факультета Московского государственного университета имени М. В.Ломоносова. Этот опыт заключается в том, что курсы общей химии, предназначенные для студентов, обучающихся на разных факультетах по естественно-научным нехимическим направлениям, должны учитывать их профессиональные интересы и базовый уровень подготовки, а также наличие (или отсутствие) в учебных планах других химических дисциплин. При этом во всех случаях должно сохраняться фундаментальное "ядро", включающее основы химии элементов, основные понятия и законы химической термодинамики, кинетики, учения о химическом равновесии, теории растворов, окислительно-восстановительных процессов, а также теории строения атома и химической связи в молекулах и веществах.

За годы существования кафедры общей химии ее преподавателями создан ряд учебников и учебных пособий. Первыми в этом ряду стоят "Руководство к практическим занятиям по общей химии" под редакцией И. А. Каблукова (1927 г.) и "Лекции по общей химии" К.Г.Хомякова (1957 г.). Позднее под общей редакцией профессора Е. М. Соколовской был подготовлен учебник "Общая химия", выдержавший в 1975 - 1989-е гг. три издания. Из учебных изданий последних лет следует упомянуть учебник "Общая химия", в котором Л. С. Гузей и соавторы постарались изложить химические законы в максимально доступной форме, а также учебник "Химия" О. С. Зайцева, где особое внимание уделено возможности использования химических знаний в других естественных науках.

При создании настоящего учебника авторы стремились к тому, чтобы он был полезен студентам, осваивающим учебные программы высшего профессионального образования разных уровней. В первом разделе учебника изложены темы, традиционно объединяемые под названием "общая химия". Это - важнейшие химические понятия, основы химической термодинамики и кинетики, теории растворов, электрохимии, введение в теорию химической связи и химию координационных соединений. Во втором разделе представлена химия элементов и их соединений. Каждой группе Периодической системы элементов посвящена отдельная глава. Авторы старались изложить предмет так, чтобы предупредить наиболее типичные ошибки, а также акцентировать внимание на важных деталях, которые зачастую ускользают из поля зрения. Дополнительные сведения, предназначенные для углубленного изучения, приведены шрифтом меньшего размера.

При изложении материала авторы придерживались терминологии и номенклатуры неорганических соединений, рекомендуемой Международным союзом теоретической и прикладной химии (International Union of Theoretical and Applied Chemistry - IUPAC; http://www.iupac.org). Однако в книге также использованы принятые в химической практике тривиальные (от лат. trivialis - обыкновенный) названия химических веществ. Нумерация групп дана согласно длиннопериодной форме Периодической системы элементов, что соответствует рекомендациям IUPAC. В учебнике использована Международная система единиц (Systeme International - SI; в русской транскрипции - СИ).

Авторы считают своим долгом поблагодарить сотрудников кафедры общей химии, высказавших критические замечания, которые были учтены при подготовке рукописи. Авторы признательны доценту Т. П.Лободе и старшему преподавателю Е. Г. Кабановой за помощь в подборе материала. Большую ценность имели предложения и дополнения по содержанию учебника, сделанные профессорами Л.А.Аслановым, Л.С.Гузеем и О.С.Зайцевым, доцентами О.В.Архангельской, Е.В.Батаевой, О.К.Лебедевой, старшим научным сотрудником С. Е. Филипповой.

Особую благодарность авторы выражают рецензентам члену-корреспонденту РАН А. Г. Дедову и профессору А. С. Берлянду за полезные замечания и предложения.

Авторы просят направлять замечания и пожелания по адресу: 119991, Москва, ГСП-1, Ленинские горы, МГУ имени М.В.Ломоносова, дом 1, строение 3, химический факультет, кафедра общей химии, либо по электронной почте: zhmurko@general.chem.msu.ru.




Сервер создается при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований
Не разрешается  копирование материалов и размещение на других Web-сайтах
Вебдизайн: Copyright (C) И. Миняйлова и В. Миняйлов
Copyright (C) Химический факультет МГУ
Написать письмо редактору