- •Министерство образования и науки Российской Федерации
- •Введение
- •Тема 1 фазовые превращения вещества
- •1.1. Однокомпонентные системы
- •1.2. Двухкомпонентные системы
- •Краткий итог темы
- •Термины для запоминания
- •Вопросы для проверки знаний
- •Упражнения
- •Тема 2 дисперсные системы
- •2.1. Классификация дисперсных систем
- •Классификация дисперсных систем по размеру частиц дисперсной фазы
- •2.2. Поверхностное натяжение
- •2.3. Процессы на границе раздела фаз
- •2.4. Поверхностно-активные вещества
- •2.5. Наночастицы
- •Краткий итог темы
- •Термины для запоминания
- •Вопросы для проверки знаний
- •Упражнения
- •Тема 3 растворы
- •3.1. Способы выражения концентрации раствора
- •Решение
- •3.2. Термодинамика процесса растворения
- •Термодинамические параметры растворения газов в воде
- •Растворимость газов в воде (мл/100 г н2о) при парциальном давлении 1 атм и константе Генри (кг, мольл-1атм-1)
- •3.3. Физические свойства растворов. Закон Рауля
- •Краткий итог темы
- •Термины для запоминания
- •Вопросы для проверки знаний
- •Упражнения
- •Тема 4 растворы электролитов
- •4.1.Электролитическая диссоциация
- •Значения рН некоторых жидкостей
- •4.2. Реакции электролитов
- •1) Реакции диссоциации слабых кислот
- •3) Реакции гидролиза
- •4) Реакции осаждения (образование нерастворимой соли)
- •5) Реакции образования газообразного вещества
- •6) Окислительно-восстановительные реакции
- •Примеры химических соединений, участвующие в реакциях как окислители и восстановители
- •4.3. Превращение энергии химической реакции в электрическую энергию
- •4.4. Электродные потенциалы и электродвижущая сила
- •4.5. Источники превращения энергии химической реакции в электрическую энергию
- •4.6. Превращение электрической энергии в электролизерах
- •Электродные реакции при электролизе водных растворов электролитов
- •Краткий итог темы
- •Термины для запоминания
- •Вопросы для проверки знаний
- •Упражнения
- •Тема 5 металлы
- •Содержание основных элементов земной коры (по Ярошевскому)
- •Одна из химических классификаций минералов земной коры
- •5.1. Физические свойства металлов
- •5.2. Химические свойства металлов
- •Некоторые химические свойства металлов*
- •5.3. Металлы s-элементов
- •5.4. Металлы р-элементов
- •5.5. Металлы d-элементов
- •5.6. Коррозия металлов. Защита от коррозии
- •5.7. Металлы f-элементов
- •5.8. Ядерные реакции
- •Краткий итог темы
- •Термины для запоминания
- •Вопросы для проверки знаний
- •Упражнения
- •Тема 6 неметаллы
- •6.1. Элементы 18 группы. Благородные газы
- •6.2. Элементы 17 группы. Галогены
- •6.3. Элементы 16 группы. Кислород. Сера
- •6.4. Элементы 15 группы. Азот
- •6.5. Элементы 14 группы. Углерод. Кремний
- •Краткий итог темы
- •Термины для запоминания
- •Вопросы для проверки знаний
- •Упражнения
- •Тема 7 органические соединения
- •Некоторые продукты переработки нефти и природного газа
- •7.1. Классификация органических соединений
- •К Предельные (алканы)ПримерыСн4 метанСн3–сн3 этанСн3–сн2–сн3 пропан лассификация органических соединений по углеродному скелету
- •Непредельные
- •Органические соединения
- •7.2. Нефть и природный газ
- •7.3. Высокомолекулярные соединения (полимеры)
- •7.4. Биополимеры
- •Важнейшие α-аминокислоты растительных и животных белков*.
- •Функции некоторых белков в организме
- •Краткий итог темы
- •Термины для запоминания
- •Вопросы для проверки знаний
- •Упражнения
- •Список рекомендуемой литературы Основная
- •Дополнительная
- •Содержание
- •Тема 1. Фазовые превращения вещества………………………………...5
- •Тема 2. Дисперсные системы………………………………………........22
- •Тема 3. Растворы………………………………………............................47
- •Тема 4. Растворы электролитов………………........................................66
- •Тема 5. Металлы………………………………………………………..102
- •Тема 6. Неметаллы……………………………………………………...133
- •Тема 7. Органические соединения…………………………………….153
Краткий итог темы
На долю двух элементов-неметаллов кислорода и кремния приходится 78 мас.% земной коры в составе силикатов и алюмосиликатов.
Кислород О2 в промышленности получают низкотемпературной разгонкой жидкого воздуха при температурах 150 2000С. Почти половина кислорода используется при выплавке чугуна и стали. Расходуется кислород при резке и сварке металлов. В космонавтике жидкий кислород – окислитель различных видов топлива, в том числе жидкого водорода. В медицине газообразный кислород применяют в лечебных целях.
Кремний высокой чистоты (99.999999 мас.%) сохраняет позиции основного материала, используемого в оптоэлектронике и полупроводниковой технике.
Кварцевый песок (SiO2), каолинит Al2[Si2O5](OH)4 (в составе глины), известняк СаСО3, гипс СaSO42H2O – природные минералы, которые служат сырьем для промышленного производства строительных материалов (бетонные изделия, керамика, стекло, силикатный кирпич и др.).
Все неметаллы используются в практической деятельности человека. Гелий применяется в качестве носителя в хроматографии, а смесь кислорода и гелия используется вместо воздуха водолазами. Аргон используется для создания инертной атмосферы при сварочных работах, а неон и криптон – в газоразрядных трубках (реклама).
Фтор широко используют для производства фторорганических соединений, например политетрафторэтилена –[CF2 – CF2]n – (тефлона), хлор – для очистки водных стоков, промышленного получения поливинилхлорида [CH2CHСl]n.
Основная область использования азота – получение аммиака NH3 и азотной кислоты HNO3.
Сера расходуется в производстве серной кислоты, при вулканизации каучука – химического процесса превращения пластичного каучука в резину, используемую для изготовления автомобильных шин и других резинотехнических изделий.
Углерод в виде углеродных волокон – прекрасный конструкционный материал, применяемый в авиакосмической технике, автомобилестроении, медицине. Аморфный углерод обладает высокой сорбционной способностью, поэтому используется в качестве адсорбента. С помощью алмазных буров разрушаются горные породы любой прочности при бурении нефтяных скважин.
Термины для запоминания
Аллотропия – существование химических элементов в виде двух или большего числа структур простых веществ. Например, углерод в виде алмаза и графита, кислород в виде О2 и О3 (озон).
Аморфное состояние – конденсированное состояние вещества, для которого отсутствует трехмерная периодичность структуры, характерная для кристаллов. Например, стекло.
Силикаты представлены силикатными цепочками, а также слоями и трехмерными каркасами, образованными в результате связывания силикатных тетраэдров ковалентными связями.
Вопросы для проверки знаний
Почему химические элементы 18 группы называют «благородными газами»?
Какие особенности строения атомов 17 группы указывают на то, что фтор, хлор, бром и йод не встречаются в природе в свободном состоянии?
Каковы основные сферы промышленного применения: а) кислорода, б) серы, в) азота?
В чем принципиальное различие между двумя аллотропными модификациями углерода: алмазом и графитом?
Чем объясняется применение углерода как смазочного и режущего материала, теплоизоляционного материала в космонавтике и наполнителя шин в автомобилестроении?