Химия в действии. В 2-х ч. Ч. 1: Пер. с англ.-М.: Мир, 1991.-528 с., ил. ISBN 5-03-000934-5
Учебное пособие по общей химии, талантливо и увлекательно написанное автором из Великобритании. Книга изобилует выразительными иллюстрациями. Приведены краткие биографические сведения о выдающихся ученых, отрывки из научно-популярных статей, где изложена суть исследований и открытий многих лауреатов Нобелевской премии по химии и физике. Показано, насколько тесно связана химия с самыми разнообразными сторонами жизни современного общества. Широко и ярко представлены экологические аспекты современной химии.
В русском издании выходит в двух частях. Часть 1 включает 10 глав, посвященных физической химии.
Для преподавателей химии в средней школе и общей химии в нехимических вузах, выпускников средних школ и абитуриентов, студентов первых курсов
ОТ ПЕРЕВОДЧИКА
Этот интересный и самобытный учебник по химии написан для студентов английских колледжей. В нашей системе образования колледж не имеет прямого аналога-он представляет собой переходную ступень от средней школы к университету. В области химии уровень требований колледжа ближе к программе наших техникумов или вводному курсу для нехимических вузов. Для какого же советского читателя предназначена эта книга?
Поскольку все изложение в ней ведется на качественном уровне, без привлечения высшей математики, пользоваться ею вполне могут даже старшеклассники. Многие темы, особенно во второй (описательной) части книги, вообще не выходят за рамки школьной программы, но зато содержат много интересных сведений. Вместе с тем первая часть книги включает и более сложный материал, например о строении вещества и природе химической связи, термодинамике и кинетике, фазовых переходах, свойствах растворов, кислот и оснований. И все же ознакомление с этим материалом, по крайней мере с некоторыми из перечисленных тем, вполне под силу любознательным старшеклассникам, учащимся школ с углубленным изучением естественнонаучных дисциплин или занимающимся в химических кружках. Особенно пригодится эта книга тем, кто готовится к поступлению в высшее учебное заведение, а многим студентам поможет устранить пробелы в школьном образовании. Много нового и полезного для своей работы извлекут из нее преподаватели и методисты.
Для повышения увлекательности курса автор насытил его множеством примеров и фотографий, знакомящих с разнообразной ролью, которую химия играет в технике и сельском хозяйстве, пищевой промышленности, медицине, экологических проблемах и многих других аспектах жизни современного человечества в самых различных уголках земного шара.
Кроме того, в книгу включены краткие биографические сведения о выдающихся химиках, а также отрывки из научно-популярных статей, посвященных новым исследованиям и открытиям Нобелевских лауреатов по химии последних лет. Это позволяет представить химию в историческом аспекте и познакомить с передним краем ее нынешнего развития.
Книга содержит много полезных таблиц, схем и диаграмм, что способствует углубленной проработке изложенного в ней большого фактического материала. Применяемая автором система перекрестных ссылок на отдельные главы и разделы предполагает их выборочное повторное прочтение с целью лучшего закрепления пройденного.
ОГЛАВЛЕНИЕ
От переводчика .......... 5
Предисловие автора к русскому изданию . 7
Предисловие ........... 9
1. СТРОЕНИЕ АТОМА ....... 11
1.1. Субатомные частицы ...... 13
Электроны, протоны и нейтроны . . 13
Модели атома ........ 17
Новые элементарные частицы ... 18
Масса атома.......... 21
Масс-спектрометрия ....... 23
1.2. Электронное строение атомов ... 26 Атомные спектры ........ 26
Связь между спектральными линиями и
электронами (открытие Бора) ... 27 Применение возбуждения электронов на
практике .......... 28
Атомный спектр испускания водорода 30
Энергия ионизации ....... 32
Рассмотрение энергии ионизации в рамках модели атома, предложенной Бором ............ 33
Волновая природа электрона .... 35
Орбитали .......... 36
Квантовые числа ........ 37
Электронная конфигурация .... 39
1.3. Радиоактивность........ 42
Открытие радиоактивности .... 42
Ионизирующее излучение ..... 43
Обнаружение и измерение радиоактивности ............ 45
Устойчивые и неустойчивые изотопы . . 46
Зона устойчивости ....... 47
Период полураспада ...... 48
Кривые распада........ 49
Ряды радиоактивных превращений . . 50
Естественные радиоизотопы ... 51
Искусственные ядерные превращения . . 52
Ускорители элементарных частиц . . 53
Трансурановые элементы .... 54
Применения изотопов ...... 55
Ядерное деление и ядерный синтез . . 61
Ядерное деление........ 62
Ядерный синтез ........ 63
Ядерный синтез в звездах .... 63
Ядерная энергия ........ 65
Как работает ядерный реактор? . . 65
Типы ядерных реакторов .... 66 Радиоактивные ядерные отходы и их
переработка ......... 68
Термоядерные реакторы..... 69
Аргументы против использования ядерной энергии ..........69
Ядерное оружие ........ 72
Ядерное разоружение...... 74
Источники радиации и ее воздействие 76
Вопросы для проверки ...... 77
2. ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ ...... 81
2.1. Природа химической связи .... 83
Введение ........... 83
Ионная связь.......... 85
Устойчивость ионных соединений . . 86
Ковалентная связь ........ 87
Молекулярные орбитали..... 88
Гибридные атомные орбитали . . 90
Делокализованные орбитали ... 91
Координационная связь ..... 92
Ионный и ковалентный характер связи 94
Ионный характер ковалентных связей 95
Ионные и ковалентные соединения . . 97
Металлическая связь ....... 98
Валентная зона и зона проводимости 99
Водородная связь ........ 101
Вандерваальсовы силы ...... 102
Диполь-дипольное притяжение . . 102 Притяжение типа диполь-индуцирован-
ный диполь (индукционное) ... 103 Что понимается под вандерваальсовы-
ми силами.......... 104
2.2. Влияние химической связи на свойства
соединений .......... 10S
Размеры атомов ........ 105
Атомный объем........ 105
Атомные радиусы ....... 106
Форма простых молекул и многоатомных
ионов ............ 109
Теория отталкивания валентных электронных пар .......... 109
Тип химической связи, структура и физические свойства......... 111
Тип связи и химические свойства . . 115 Влияние межмолекулярных сил на структуру и свойства......... 116
Влияние водородных связей ... 116
Влияние вандерваальсовых сил . . . 119
Вопросы для проверки ...... 120
3. Газы, жидкости и твердые вещества . . 123
3.1. Газы и жидкости ....... 125
Физические состояния вещества ... 125
Газовые законы......... 127
Закон Бойля-Мариотта ..... 128
Закон Гей-Люссака (закон Шарля) . . 128
Объединенный газовый закон ... 130
Закон Авогадро ........ 131
Экспериментальное определение относительной молекулярной массы . . 132 Закон парциальных давлений газов (закон Дальтона) ........ 135
Законы Грэхема........ 136
Кинетическая теория газов..... 138
Скорости молекул ....... 139
Распределение Максвелла-Больцмава 139
Реальные газы ......... 140
Уравнение Ваи-дер-Ваальса .... 141
Сжижение газов ........ 142
Жидкости ........... 143
Кинетическая теория жидкого состояния ............ 143
Свойства жидкостей ...... 145
3.2. Твердые вещества ....... 148
Рентгеноструктурный анализ .... 148
Дифракция .......... 148
Уравнение Брэгга-Вульфа .... 150
Рентгеноструктурный анализ ... 151
Кристаллическая структура .... 151
Металлические кристаллы ..... 153
Ионные кристаллы....... 155
Ковалентные кристаллы..... 159
Изоморфизм, полиморфизм и аллотропия 161
Свойства твердых веществ..... 163
Вопросы для проверки ...... 165
4. СТЕХИОМЕТРИЯ ........ 169
4.1. Стехиометрия и номенклатура ... 173
Введение ........... 173
Химические вещества...... 174
Количественные законы химии . . 175
Вес и масса ......... 176
Названия и формулы химических соединений ............ 177
Химические символы ...... 177
Химические формулы...... 178
Номенклатура неорганических соединений 179 Степени окисления (состояние окисления) ............ 180
Элементы .......... 180
Бинарные соединения...... 181
Катионы .......... 182
Анионы ........... 182
Комплексные ионы....... 184
Соли ............ 184
Кислоты .......... 185
Формулы ионных соединений ... 186
Валентность ......... 186
Нестехиомегрические соединения . . 188
4.2. Стехиометрвческие вычисления . . 189
Моль ............ 189
Количество вещества ...... 189
Молярная масса........ 190
Число частиц вещества ..... 191
Процентный состав соединения . . 191 Эмпирическая формула соединения . . 192 Молярные постоянные и молярные величины ........... 193
Состав гомогенных смесей .... 193
Химические уравнения ..... 194
Составление химического уравнения . . 194
Типы химических уравнений ... 195
Интерпретация химических уравнений 195 Вычисления с помощью химических
уравнений .......... 196
Выход реакции ........ 198
Промышленная стехиометрия ... 199
Технологическая схема ..... 201
Вопросы для проверки ...... 203
5. ЭНЕРГЕТИКА ......... 205
5.1. Термодинамика ........ 209
Системы и их окружение ..... 209
Функции состояния ....... 210
Энергия системы ........ 210
Внутренняя энергия ....... 211
Температура ......... 211
Передача энергии ........ 211
Теплота ........... 212
Работа ........... 212
Первый закон термодинамики . . . 213 Реакции, проводимые при постоянном
объеме ........... 213
Реакции, проводимые при постоянном
давлении .......... 214
5.2. Энтальпия .......... 215
Изменение энтальпии при химической
реакции............ 216
Стандартные изменения энтальпии . . . 216
Стандартная молярная энтальпия образования ........... 217
Стандартная молярная энтальпия сгорания ............ 219
Стандартная молярная энтальпия нейтрализации .......... 219
Другие изменения энтальпии .... 219
Фазовые превращения...... 220
Калориметрия ......... 221
Калориметрическая бомба .... 223
Пламенный калориметр..... 224
Калорийность пищи ...... 225
Закон Гесса .......... 228
Энтальпийные диаграммы .... 229
5.3. Энергия и структура ...... 233
Энтальпии химических связей .... 233
Определение энтальпий связей . . 234 Определение средней энтальпии связи
С—Н............ 235
Интерпретация и практическое исполь-
зование энтальпий связей..... 236
Устойчивость бензола...... 238
Энтальпия кристаллической решетки . . 239
Цикл Борна-Габера ...... 240
Интерпретация энтальпий решетки . . 240
Энтальпии растворения и гидратации 242
Энтропия ........... 244
Второй закон термодинамики . . . 245 Изменения энтропии в химических реакциях ............ 246
Изменения энтропии для окружения
термодинамической системы . . . 248 Суммарное изменение энтропии при
протекании химической реакции . . 248
Свободная энергия Гиббса..... 249
О чем позволяет судить изменение свободной энергии системы ДС? .... 252
Равновесие .......... 252
Полезная работа ....... 252
Оценка возможности получения металлов из их оксидов по величине АС 253
Диаграммы Эллингема ..... 254
5.4. Источники энергии ....... 256
Солнце, Земля и Луна ...... 256
Возобновляемые и невозобновляемые
источники энергии ....... 257
Традиционные источники энергии . . 258
Нетрадиционные источники энергии . . 261 Прямое преобразование солнечной
энергии ........... 261
Биомасса .......... 263
Запасание энергии ........ 265
Химические источники тока и топливные элементы......... 266
Потребление энергии в прошлом, настоящем и будущем......... 267
Вопросы для проверки ...... 274
6. ФАЗОВЫЕ РАВНОВЕСИЯ......278
6.1. Равновесия и фазы....... 280
Статические равновесия ..... 280
Динамические равновесия .... 281
Фазы и компоненты ....... 282
Состояния вещества ...... 282
Фазы ............ 283
Компоненты ......... 284
Установление равновесий .... 284
Фазовая диаграмма воды ..... 285
Фазовая диаграмма диоксида углерода 286
Фазовая диаграмма серы ..... 287
Энантиотропия других элементов . . 288
Фазовая диаграмма фосфора .... 290
6.2. Многокомпонентные системы ... 290 Растворы газов в жидкостях .... 291
Влияние температуры...... 292
Влияние давления ....... 293
Двухкомпонентные жидкие смеси * . . 293 Полностью смешивающиеся жидкости 293 Фазовые диаграммы полностью смешивающихся жидкостей ...... 294
Фракционная перегонка ..... 297
Неидеальные растворы ..... 300
Частично смешивающиеся жидкости . . 302
Несмешивающиеся жидкости .... 303
Перегонка с паром....... 303
Вычисление молярной массы с помощью перегонки с паром .... 305
Закон распределения ...... 306
Применение закона распределения . . 307
Экстракция растворителем .... 307
Равновесия твердое вещество-жидкость 308
Сплавы ........... 310
Криогидраты ......... 312
Чистота твердых веществ .... 313
6.3. Коллш ативные свойства растворов.
Коллоиды............ 314
Хроматография. Коллигативные свойства
растворов ........... 314
Понижение давления паров растворов 314 Повышение температуры кипения раствора ............ 315
Экспериментальное определение повышения температуры кипения раствора 316 Определение молярной массы вещества по повышению температуры кипения
его раствора ......... 317
Понижение температуры замерзания
раствора .......... 318
Определение относительной молекулярной массы вещества по понижению температуры замерзания его раствора . . 319
Осмотическое давление ..... 320
Определение относительной молекулярной массы растворенного вещества по
осмотическому давлению раствора . . 322 Аномальные значения относительной
молекулярной массы ...... 323
Коллоиды ........... 323
Эффект Тиндаля........ 324
Хроматография ......... 325
Колоночная хроматография . . . 326
Тонкослойная хроматография . . . 326
Хроматография на бумаге .... 328
Газовая хроматография ..... 329
Жидкостная хроматография ... 331
Вопросы для проверки ...... 333
7. ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ ... 338
7.1. Константа равновесия...... 342
Обратимые реакции ....... 342
Закон действующих масс ..... 343
Единицы измерения для константы равновесия ........... 344
Гетерогенные равновесия .... 345
Гидрат солей .........
Цена: 300руб.
