Издательство
Оглавление
Часть I. Основы теоретической химии
1. Предмет химии. Задачи и значение химии. Место химии в естествознании...............................4
2. Химические превращения. Основные стехиометрические законы химии.....................14
3. Строение атома. Атомное ядро. Изотопы. Стабильные и метастабильные ядра.
Радиоактивные превращения, деление ядер и ядерный синтез. Уравнение радиоактивного распада. Период полураспада.................................….........................………………………….17
4. Строение атома. Двойственная природа электрона. Строение электронных оболочек атомов. Квантовые числа. Атомные орбитали. Электронные конфигурации атомов в основном и возбужденном состояниях, принцип Паули, правило Гунда..................................25
5. Периодический закон и его обоснование с точки зрения электронного строения атомов. Периодическая система элементов................................................………...........36
5.1. Теоретическое обоснование периодической системы элементов Д.И.Менделеева.......….........36
5.2. Периодический закон и периодическая система элементов в свете учения о строении атомов.................……………………………………………………………………………….....38
5.3. Периодичность свойств атомов..............………………………………………………........42
5.4. Значение периодической системы и теории строения атомов.…………...........................43
6. Химическая связь. Типы химической связи: ковалентная, ионная, металлическая, водородная....……………………………………………………………………………………..46
6.1. Химическая связь........................................………………………………………….....…....46
6.2. Механизмы образования ковалентной связи: обменный и донорно-акцепторный…......47
6.3. Характеристики химической связи.....................…………………………………………..54
7. Валентность и степень окисления……………………………………...................…............75
7.1. Валентность..............................................……..………………………………………...............75
7.2. Структурные формулы..................................…………………………………………..........81
7.3. Изомерия. Виды изомерии, структурная и пространственная изомерия...........................83
8. Агрегатные состояния вещества и переходы между ними. Свойства газов, жидкостей и твердых тел…………………………………………………………………………………….....87
8.1. Агрегатные состояния вещества и переходы между ними в зависимости от температуры и давления………………………………………………………………………………………...87
8.2.Характерные свойства газов, жидкостей и твердых тел…………………...........................88
8.3. Газы. Газовые законы..................................…………………………………………............89
8.4. Уравнение Менделеева-Клапейрона................…………………………………….............90
8.5. Закон Авогадро, молярный объем.................………………………………………............92
8.6. Жидкости................................................…………..……………………………………..............95
8.7. Твердые тела. Основные типы кристаллических решеток: кубические и гексагональные..............................................................................................................................96
9. Принципы классификации и номенклатуры химических веществ. Основные классы неорганических веществ: оксиды, основания, кислоты, соли..................................................98
9.1. Простые и сложные вещества...........................……..……………………………….........98
9.2. Основные классы органических веществ............……………………………………......113
10. Химические реакции и их классификация.
Типы разрыва химических связей. Окислительно-восстановительные реакции.........…....117
10.1. Химические реакции и их классификация. Типы разрыва химических связей….......117
10.2. Окислительно-восстановительные реакции............…………………………………....121
11. Тепловые эффекты химических реакций. Термохимические уравнения. Теплота образования химических соединений из простых веществ. Закон Гесса и его следствия....138
12. Скорость химической реакции. Гомогенные и гетерогенные реакции. Зависимость скорости гомогенных реакций от концентраций. Константа скорости химической реакции. Энергия активации……………………………………………………………………………....142
13. Явление катализа. Катализаторы. Примеры каталитических процессов. Представление о механизмах гомогенного и гетерогенного катализа…………………………………….......149
14. Обратимые реакции. Химическое равновесие. Константа равновесия. Смещение химического равновесия под действием температуры и давления (концентрации). Принцип Ле Шателье…................................................................................................................................152
15. Дисперсные системы. Коллоидные системы. Растворы. Растворимость. Способы выражения концентрации растворов. Отличие физических свойств раствора от свойств растворителя. Твердые растворы. Сплавы...................................................…………………………………………………......158
15.1. Дисперсные системы. Коллоидные системы. Растворы. Растворимость....………………......158
15.2. Способы выражения концентрации растворов......…………………………………...162
15.3. Твердые растворы. Сплавы .……………………………………...................................163
16. Электролиты. Растворы электролитов. Электролитическая диссоциация кислот,
оснований, солей...............................................…………………………………………........166
16.1. Электролиты и неэлектролиты. Растворы электролитов..............................................166
16.2. Электролитическая диссоциация кислот, оснований, солей.…...................................168
16.3. Кислотно-основные взаимодействия в растворах. Протонные кислоты и кислоты Льюиса. Амфотерность..………………………………………………………………………………...170
16.4. Ионные уравнения реакций.................................……………………………………….188
17. Стандартные потенциалы окислительно-восстановительных реакций. Электролиз растворов и расплавов. Законы
Фарадея................................................................……….………………………………….......192
17.1. Стандартные потенциалы окислительно-восстановительных реакций. Ряд стандартных электродных потенциалов....................…………………………………………………........192
17.2. Электролиз растворов и расплавов. Законы электролиза Фарадея.........………........197
Часть II. Неорганическая химия. Элементы и их соединения
Водород. Вода. Гидроксид водорода………….………………………………………..........204
1.1. Водород.....................................................…………………………………………...........204
1.2. Вода..............................................................…………………………………………........210
1.3. Пероксид водорода...........................................………………………………………......213
Галогены. Галогеноводороды. Галогениды. Кислородсодержащие соединения галогенов..216
2.1. Галогены.....................................................……………………………………………….........216
2.2. Галогеноводороды..............................................……………………………………………....224
2.3. Галогениды.......................................................………………………………………………...227
2.4. Кислородсодержащие соединения галогенов...........…………………………………...228
Кислород. Изотопы кислорода. Оксиды и пероксиды. Озон..……………………………………..................................................................................233
3.1. Общая характеристика подгруппы кислорода........…………………………………………….......................................................233
3.2. Кислород, его соединения...............................…………………………….....................235
3.3. Оксиды и пероксиды.........................................…………………..………………….....238
3.4. Озон.............................................................…………………………………………........238
Сера. Сероводород, сульфиды, гидросульфиды. Оксиды
серы (IV) и (VI). Сернистая и серная кислоты и их соли. Эфиры серной кислоты.
Тиосульфат натрия……………………………………………………………………………………......240
4.1. Сера............................................................…………………………………………........240
4.2. Сероводород, сульфиды, гидросульфиды...............…………………………………...243
4.3. Оксид серы (IV) и сернистая кислота....................…………………………………….246
4.4. Оксид серы (VI). Серная кислота.........................……………………………………....249
4.5. Эфиры серной кислоты. Тиосульфат натрия........…………………………………......256
Азот. Аммиак, соли аммония, амиды металлов, нитриды. Оксиды азота. Азотистая и азотная
кислоты и их соли.
Эфиры азотной кислоты.…………………………………………………………….............258
5.1. Общая характеристика элементов главной подгруппы V группы.……......................258
5.2. Азот. Нитриды...........................................…………………………………………………............261
5.3. Аммиак. Соли аммония. Амиды металлов...........…………………………………......263
5.4. Оксиды азота....................................................…………………………………………………….....268
5.5. Азотистая и азотная кислоты и их соли..................………………………………….. 273
5.6. Эфиры азотной кислоты......................................……………………………………....279
6. Фосфор, фосфиды. Фосфин. Оксиды фосфора (III) и (V). Орто-, мета- и дифосфорные кислоты. Ортофосфаты. Эфиры фосфорной кислоты..............………………………….....280
6.1. Фосфор, фосфин, фосфаты................................……………………………………......280
6.2. Оксиды фосфора (III) и (V)................................……………..……………………......284
6.3. Орто-, мета- и дифосфорные кислоты. Ортофосфаты .……………………………... 285
6.4. Эфиры фосфорной кислоты...............................…………………………………….....288
7. Углерод, изотопы углерода. Простейшие углеводороды: метан, этилен, ацетилен. Карбиды кальция, алюминия и железа. Оксиды углерода (П) и (IV). Карбонилы переходных металлов. Угольная кислота и ее соли...................................................…………………....290
7.1. Общая характеристика элементов главной подгруппы IV группы..........……….....290
7.2. Углерод, изотопы углерода. Карбиды кальция, алюминия и железа….……….…..291
7.3. Простейшие углеводороды: метан, этилен, цетилен……….…………………….….296
7.4. Оксиды углерода (II) и (IV). Карбонилы переходных металлов................……......299
7.5. Угольная кислота и ее соли................................…………………………………......301
8.Кремний. Силан, силициды, Оксид кремния (IV). Кремниевые кислоты, силикаты....304
8.1. Кремний. Силан, силициды.................................…………………………………….....304
8.2. Оксид кремния (IV).............................................………………………………………...307
8.3. Кремниевые кислоты, силикаты...........................……………………………………....309
9.Бор. Трифторид бора. Орто- и тетраборная кислоты. Тетраборат натрия.……………..313
9.1. Бор. Трифторид бора...........................................…………………..……………………313
9.2. Орто- и тетраборные кислоты. Тетраборат натрия....………………………………....315
10. Благородные газы. Примеры соединений криптона и ксенона..…………………...317
11. Общая характеристика металлов.………………………………….............................321
11.1. Положение металлов в периодической системе. Физические свойства..........….....321
11.2. Получение и химические свойства металлов. Коррозия.......................................……………...323
11.3. Сплавы....…......................................................……………………………………………….328
12. Щелочные металлы. Оксиды, пероксиды, гидроксиды и соли щелочных металлов………………………………………………….........................................................331
12.1. Общая характеристика щелочных металлов..........…………………………………....331
12.2. Получение и химические свойства щелочных металлов на примере натрия и калия..…….................................................................................................................................333
12.3. Оксиды, пероксиды, гидроксиды и соли щелочных металлов на примере натрия и калия.......................................................................................................................................335
13. Щелочноземельные металлы, бериллий, магний: их оксиды, гидроксиды и соли. Представление о магнийорганических соединениях.........................…………………..339
13.1. Общая характеристика металлов главной подгруппы II групп……................…....339
13.2. Магний и его соединения. Магнийорганические соединения...................………....341
13.3. Кальций и его соединения. Жесткость воды.........………………………………....343
14. Алюминий, оксид, гидроксид и соли алюминия. Комплексные соединения алюминия. Представление об алюмосиликатах.........................……………………………………....346
14.1. Физические и химические свойства алюминия. Получение алюминия…………....346
14.2. Оксид, гидроксид и соли алюминия.Комплексные соединения алюминия...............350
14.3. Представление об алюмосиликатах...................……………………………………....352
15. Медь, серебро. Оксиды меди (I) и (II), оксид серебра (I). Гидроксид меди (II). Соли серебра и меди. Комплексные соединения серебра и меди................……………………..354
15.1. Медь.............................................................……………………………………………….....354
15.2. Соединения меди: оксид меди (I) и (II), гидроксид меди (II). Соли и комплексные соединения меди............……………………………………………………………………..357
15.3. Серебро, оксид серебра (I). Соли серебра и комплексные соединения серебра…....359
16. Цинк, ртуть. Оксиды цинка и ртути. Гидроксиды цинка и его соли…………………..363
16.1. Цинк, ртуть......................................................………………………………………….363
16.2. Оксид цинка и ртути. Гидроксид цинка и его соли.………………………………....367
17. Хром. Оксиды хрома (II), (III) и (VI). Гидроксиды и соли хрома (II) и (III). Хроматы и дихроматы. Комплексные соединения хрома (III)....................………………………….....370
17.1. Краткая характеристика элементов подгруппы хрома..........................…………......370
17.2. Хром..............................................................………………………………………………...372
17.3. Оксиды хрома (II), (III) и (VI).............................…………………………………...374
17.4. Гидроксиды и соли хрома (II) и (III). Комплексные соединения хрома (III)……...375
17.5. Хроматы и дихроматы...................................……………………………………….....378
18. Марганец. Оксиды марганца (II) и (IV). Гидроксид и соли марганца (II). Манганат и перманганат калия..………………………………………………………………………….380
18.1. Общая характеристика подгруппы марганца.......…………………………………...380
18.2. Марганец........................................................…………………………………………….....381
18.3. Оксиды марганца (II) и (IV). Гидроксид и соли марганца (II)..............…………....383
18.4. Манганат и перманганат калия.........................……………………………………...385
19. Железо, кобальт, никель. Оксиды железа (II), (П)-(Ш), (III). Гидроксиды и соли железа (II) и (Ш). Ферраты, ферриты. Комплексные соединения железа. Гидроксиды, соли и комплексные соединения кобальта (II) и никеля (II).....................……………………....389
19.1. Краткая характеристика триады железа...............…………………………………..389
19.2. Железо............................................................………………………………………....391
19.3. Получение железа и его сплавов.........................…………………………………....394
19.4. Оксиды железа (II), (П)-(Ш), (III). Гидроксиды и соли железа (II), (III). Ферраты, ферриты.
Комплексные соединения железа..............……………………………………………..….399
19.5. Гидроксиды, соли и комплексные соединения кобальта (II) и никеля (II)..........….402
Часть III. Органическая химия
1. Понятие об органических веществах…………………………….........................…406
1.1. Вещества неорганические и органические. Состав органических веществ, особенности их свойств...........………………………………………………………………………….….406
1.2. Органическая химия, ее познавательное и народнохозяйственное значение…..…...408
1.3. Теория химического строения органических соединений.....................................….... 409
1.4. Классификация и номенклатура органических соединений.................................…......410
2. Углеводороды.......................................................……………………………………….........417
2.1. Предельные углеводороды (алканы)...................…………………………………….....417
2.2. Циклоалканы..................................................………………………………………………....426
2.3. Конформация....................................................…………………………………………….....429
2.4. Алкены............................................................………………………………………………...430
2.5. Алкадиены (диеновые углеводороды).....................…………………………………...440
2.6. Алкины. Кислотные свойства алкинов.................…………………………………....446
3. Ароматические углеводороды (арены)....................………………………………...453
3.1. Ароматические углеводороды (арены)....................…………………………………...453
3.2. Бензол..............................................................……………………………………………...…455
3.3. Гомологи бензола...............................................……………………………………...….459
4. Галогенопроизводные углеводородов: алкил-, арил-, винилгалогениды. Реакция замещения и отщепления...........................................................……………………...…….468
4.1. Галогеналканы...............................................…………………………………………...……468
4.2. Галогеналкены (винилгалогениды).....................………………………………...……472
4.3. Галогенарены.....................................................……………………………………………...474
5. Спирты. Фенолы. Простые эфиры............................………………………….…….478
5.1. Алифатические (простые спирты)........................……………………………………..478
5.2. Многоатомные спирты........................................……….……………………………...487
5.3. Ароматические спирты........................................……….……………………………..490
5.4. Фенолы.............................................................………….……………………………...490
5.5. Простые эфиры..................................................……….……………………………….499
6. Карбонильные соединения: альдегиды и кетоны.......…………………………….503
6.1. Карбонильная группа.........……………………….…….……………….......................503
6.2. Номенклатура альдегидов и кетонов..................……………………………....…….503
6.3. Строение карбонильной группы...........................……….….………………………..504
6.4. Реакция с нуклеофилами.....................................…………..…………………….…….505
6.5. Сравнение альдегидов и кетонов с алкенами...........…….…………………………...506
6.6. Кетоенольная таутомерия.......................……………………………………………..…506
6.7. Сравнение альдегидов и кетонов.......................………………………….....……...506
6.8. Способы получения.......................................………………………………….….……507
6.9. Физические свойства........................................………………………………….……..507
6.10. Химические свойства.........................................……………………………………...508
6.11. Применение карбонильных соединений.............…………………………………....512
7.Карбоновые кислоты. Предельные, непредельные и ароматические кислоты. Моно- и дикарбоновые кислоты………………....................................................…………………...515
7.1. Номенклатура....................................................……………………………………………...515
7.2. Изомерия...........................................................……………………………………………....516
7.3. Способы получения..............................................……………………………………...516
7.4. Физические свойства............................................……………………………………...517
7.5. Химические свойства...........................................………………………………………...518
7.6. Сложные эфиры.............................…………………………………………......................525
7.7. Жиры................................................................……………………………………………….527
7.8. Мыло. Синтетические моющие средства................……………………………………..531
7.9. Моно- и дикарбоновые кислоты.............................……………………………………...532
8.Нитросоединения: нитрометан, нитробензол............……………………………………. 537
9.Амины. Алифатические и ароматические амины. Первичные, вторичные и третичные амины. Основность аминов. Четвертичные аммониевые соли и основания.….………...539
10. Галогенкарбоновые кислоты. Оксикислоты. Аминокислоты. Белки.…………..…...543
10.1. Галогенкарбоновые кислоты..............................…………………………………….543
10.2. Оксикислоты: молочная, винная, салициловая.....………………………………....545
10.3. Аминокислоты. Пептиды..................................……………………………………...547
10.4. Представление о структуре белка.........................…………………………………..553
11. Углеводы...........................................................……………………………………..557
11.1. Моносахариды: рибоза, дезоксирибоза, глюкоза, фруктоза. Понятие о пространственных изомерах углеводов. Циклические формы моносахаридов.............558
11.2. Дисахариды: целлрбиоза, мальтоза, сахароза.........……………………………….. 564
11.3. Полисахариды: крахмал, целлюлоза....................…………………………………...567
12. Гетероциклические соединения. Пиррол. Пиридин. Пиримидиновые и пуриновые основания, входящие в состав нуклеиновых кислот. Представление о структуре нуклеиновых кислот.........571
12.1. Номенклатура гетероциклов................................……………………………………572
12.2. Пятичленные гетероциклы с одним гетероатомом. Пиррол....…………………….575
12.3. Пиридин..........................................................………………………………………………..577
12.4. Кислотно-основные свойства гетероциклических соединений...........…….……....579
12.5. Пиримидиновые и пуриновые основания,
входящие в состав нуклеиновых кислот......................…………………………………...580
12.6. Представление о структуре нуклеиновых кислот...……………………………….582
13. Реакции полимеризации и поликонденсации..........……………………………...584
13.1. Отдельные типы ВМС..........................................…………………………………...585
14. Понятие о конденсированных ароматических углеводородах.............………....594