Севастьянова, Г.К., Карнаухова, Т. М.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Г.К.Севастьянова, Т.М.Карнаухова

Общая химия

Курс лекций

Учебное пособие

Тюмень 2014

УДК 57(075.8)

ББК 24.1 л73

С28

Рецензенты:

доцент, кандидат химических наук Т. Г. Шиблева

доцент, кандидат химических наук Н.М. Хлынова

Севастьянова, Г.К., Карнаухова, Т. М.

С28Общая химия: Курс лекций [Текст]: учебное пособие / Г. К. Севастьянова, Т. М. Карнаухова. – Тюмень: ТюмГНГУ, - 2-е изд. испр. и доп. - 2014. – 210 с.

ISBN

Излагаются общетеоретические вопросы общей химии – основные понятия и законы, строение атомов и молекул, общие закономерности протекания химических реакций, растворы, электрохимические процессы, свойства металлов. При подготовке курса лекций использован многолетний опыт преподавания данной дисциплины на кафедре общей и физической химии ТюмГНГУ, а также собственный опыт авторов.

Предназначается для студентов химико-технологических и технических специальностей.

УДК 546(075)

ББК 24.1 л73

Оглавление

1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ЗАКОНЫ ХИМИИ.. 6

1.1. Определение химии. Предмет химии. Её связь с другими науками. Значение химии в изучении природы и развитии техники. 6

1.2. Основные понятия химии. 7

1.3. Основные законы химии. 11

2. СОВРЕМЕННАЯ ТЕОРИЯ СТРОЕНИЯ АТОМА. ПЕРИОДИЧЕСКИЙ ЗАКОН И СИСТЕМА ЭЛЕМЕНТОВ Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА.. 13

2.1. Общие положения. 13

2.2. Развитие представлений о строении атома. 14

2.3. Квантово – механическая модель атома водорода. Исходные представления квантовой механики 16

2.4. Модель состояния электрона в атоме. 17

2.5. Квантовые числа. 18

2.6. Электронные конфигурации (формулы) элементов. 22

2.7. Порядок заполнения электронами уровней, подуровней, орбиталей в многоэлектронных атомах 23

2.8. Электронные семейства элементов. 25

2.9. Понятие об электронных аналогах. 25

2.10. Периодический закон и периодическая система элементов Д.И. Менделеева. 26

2.11. Структура периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева. 27

2.12. Периодическая система Д.И. Менделеева и электронная структура атомов. 29

2.13. Периодичность свойств элементов. 31

3.ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ И СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛ.. 39

3.1. Основные понятия и определения. 39

3.2. Теория метода валентных связей. 41

3.3. Ковалентная связь. 41

3.4. Насыщаемость ковалентной связи. 44

3.5. Направленность ковалентной связи. 48

3.6. Полярность и поляризуемость химической связи. 56

3.7. Полярность молекул (типы ковалентных молекул) 58

3.8. Алгоритм выполнения заданий по теме «Химическая связь. Строение молекул». 61

3.8. Ионная связь. 62

3.9. Металлическая связь. 64

4. ОСНОВНЫЕ КЛАССЫ НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ.. 67

4.1. Классификация веществ. 67

4.2. Оксиды.. 67

4.3. Гидроксиды.. 69

4.4. Кислоты.. 70

4.5. Основания. 72

4.6. Соли. 73

5. ЭНЕРГЕТИКА И НАПРАВЛЕННОСТЬ ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ (ЭЛЕМЕНТЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕРМОДИНАМИКИ) 78

5.1 Основные понятия и определения. 78

5.2. Первый закон термодинамики. 80

5.3. Тепловой эффект химической реакции. Термохимия. Закон Гесса. 81

5.4. Энтропия. 82

5.5. Свободная энергия Гиббса. 84

5.6. Свободная энергия Гельмгольца. 85

6. ХИМИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА.. 86

6.1. Основные понятия химической кинетики. 86

6.2. Влияние природы реагирующих веществ. 87

6.3. Закон действующих масс. 87

6.4. Зависимость скорости химической реакции от температуры.. 89

6.5. Влияние катализатора. 92

7. ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ.. 94

7.1. Общие представления о химическом равновесии. Константа химического равновесия 94

7.2. Смещение химического равновесия. Принцип Ле Шателье. 96

7.3. Фазовые равновесия. Правило фаз Гиббса. 98

8. ДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ. РАСТВОРЫ... 101

8.1. Дисперсные системы и их классификация. 101

8.2. Общая характеристика растворов. 102

8.3. Способы выражения концентрации растворов. 102

8.4. Растворимость. 104

8.5. Природа жидких растворов. 105

8.6. Типы и свойства растворов. 107

8.7. Свойства растворов неэлектролитов. 108

8.8. Растворы электролитов. 114

8.9. Равновесия и обменные реакции в растворах электролитов. 120

8.10. Гидролиз солей. 134

8.11. Комплексные соединения. 143

9. ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ.. 152

9.1. Общие понятия и определения. 152

9.2. Восстановители и окислители. 159

9.3. Влияние среды на окислительно-восстановительные реакции. 162

9.4. Типы окислительно-восстановительных реакций. 165

9.5. Окислительно – восстановительные (электродные) потенциалы.. 166

9.6. Направление протекания окислительно-восстановительных реакций. 170

10. Электрохимические процессы... 172

10.1. Гальванические элементы (химические источники электрического тока) 172

10.2. Электролиз. 176

10.3. Коррозия металлов. 184

10.4. Защита металлов от коррозии. 192

11. СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ.. 197

11.1. Физические свойства металлов. 197

11.2. Химические свойства металлов. 198

ЛИТЕРАТУРА.. 205

Приложение 1. 206

Приложение 2. 209