Материал книги иллюстрируется справочным» данными, графиками и примерами. Показана тесная связь физической химии с прикладными науками и ее приложение в технике.
Книга предназначается в качестве учебника для студентов химический, вузов и факультетов, но может также служить полезным пособием для научных и инженерно-технических работников и преподавателей физической химии и смежных с нею дисциплин.
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие.......................... 11
Введение.............................. 13
§ 1. Возникновение физической химии. М. В. Ломоносов .... 13
§ 2. Основные направления развития физической химии .... 15
§ 3. Предмет физической химии и ее значение........ 22
§ 4. Методы физической химии................ 25
Глава I. Строение атома...................... 29
§ 5. Атомно-молекулярное учение............... 29
§ 6. Явление радиоактивности................. 31
§ 7. Ядерная модель атома.................. 33
§ 8. Атом водорода...................... 34
§ 9. Общий спектр электромагнитных колебаний ....... 36
§ 10*. Квантовая теория излучения. Спектр абсолютно черного
тела........................... 39
§ 11*. Квантовая теория атома водорода............ 40
§ 12. Энергия связи электронов в атомах. Электронные оболочки 44
§ 13*. Квантовая теория атомов................. 47
§ 14. Строение атомов и периодическая система элементов
Д. И. Менделеева , ................... 50
§ 15*. Частицы и волны.................... 58
§ 16. О движении электронов в атомах............. 61
§ 17. О составе атомных ядер и энергии их образования .... 62
Глава II. Строение молекул и природа химической связи..... 67
§ 18. Введение........................ 67
§ 19. Сродство к электрону.................. 69
§ 20. Электроотрицательность элементов ............. 70
§ 21. Образование химической связи.............. 73
§ 22. Ионная связь...................... 74
§ 23. Ковалентная связь.................... 78
§ 24. Полярная связь..................• . . . 83
§ 25*. Взаимное влияние атомов................. 84
§ 26*. Направленность валентностей.............. 89
, § 27*. Внутримолекулярное вращение.............. 94 f
, I § 28*. Расстояния между атомами в молекулах......•. . . 95 '
'•' )§ 29. Поляризация и рефракция................. 96
ч' § 30. Дипольный момент и полярная структура молекул .... 100
§ 31. Ион водорода и водородная связь............ 105 •'•
§ 32*. Комплексные соединения................. 107
§ 33*. Молекулярные спектры................. 108 :
§ 34. Атомарная анергия образования молекул и энергия связей 113 .
J § 35*. Парахор ......................... 117
•-.'§ 36*. Взаимное притяжение мрлекул.............. 119
Глава ///. Газы....... . . •.........г........•. 1
%)•''•
^ § 37. Введение. Агрегатные состояния веществ ......... I
•4 § 38. " Природа газообразного состояния. Идеальные и реальные
, газы............. ...........• • 1
?§ 39. Основные законы идеальных газов.........., . . . 1
ч§ 40. Уравнение состояния идеальных газов,........../ 1
Ч§ 41. Универсальная газовая постоянная ."...........' I
•4§ 42. Расчеты свойств идеальных газов ............ 1
Л§ 43. Парциальные давления в смесях идеальных газов . ... . . 1
V § 44. Кинетическая теория газов................ 1
^ § 45. Выводы из кинетической теории газов . . s......'. . 1
.у§ 46. Скорости движения молекул в газах .......... . 1
47*. Число столкновений и длина свободного пути молекул . . 1
48с Теплоемкость газов.................. . 1'
49. Реальные газы . , . ••. .......'........... 1
50. Сжижение газов.................... . 1
§51. Уравнение состояния реальных газов,. .»•. . . ... . .. . . 1
§ 52. Приведенное уравнение и соответствййныб состояния . . . 1
§ 53*." Правило -прямолинейного"диаметра и критические явления . 1
§ 54*. Коэффициент^ сжимаемости . ... . .... . ....... li
§ 55*. Диффузия газов . . ................... 1'
§ 56*. Вязкость газов....................... 1
§ 57. Свойства газов при высоком разрежении ......... 1
§ 58. Свойства газов при высоких давлениях.......... 1'
Глава IV. Кристаллы и аморфные твердые тела ......... . I1
§ 59. Введение........................ li
§ 60. Основные сведения о кристаллическом состоянии веществ . Г
§ 61*. Рентгеновский анализ кристаллов.............. 1'
§ 62. Внутренняя структура кристаллов............ 1'
§ 63. Виды связей между частицами^в кристаллах ....... Г
§ 64. Элементы геометрической кристаллографии ......... Г
§ 65. Принцип наиболее плотнрй упаковки........... .li
§ 66. Ионные кристаллы. Энергия решетки........... 1<
\ § 67. -Структура ионных кристаллов и ионные радиусы . . . t . li
§ 68. Кристаллогидраты солей................. 1!
69. Кристаллы с ковалентной связью .............
70*. Силикаты.........................
71. Металлы............С ..............
72. Сплавы.........................
73. Мояекулярные кристаллы . . . . . . . . . . , . . ...
„ 74. Лед-........................... 21
§ 75У Органические кристаллы . . ................ 21
§ 76. . Общая характеристика кристаллического состояния . . . . 21
§ 77. Реальные кристаллы................... 2(
§ 78. Температуры и теплоты плавления кристаллов ....... 2i
§ 79. Теплоемкость кристаллов................. 2i
§80*. Стеклообразное состояние . . ... . . . . . . . • • • -, 21
§ 81*. Высокомолекулярные соединения. Пластмассы ...... • 2
Глава V. Жидкости.................,.....-• 2
§ 82. Жидкое состояние.....'....„. v ....:... 2
§83. Внутреннее давлейие.. . . .'.'. ... • ........ 2
§ 84. Плотность и мольный объем жидкостей.........2
Глава
^§ 85. Давление насыщенного пара жидкостей .......... .ш
§ 86. Теплота испарения жидкостей..............225
§ 87*. Вязкость жидкостей.................." . 227
VI. Первый закон термодинамики . . . .....230
§ 88. Предмет химической термодинамики .
§ 89. Основные понятия и величины . . .
§ 90. Работа расширения идеальных газов
§ 91. Первый закон термодинамики ....
~л п-- п~«>.^
1 92. Закон Гесса.................
§ 93. Расчеты тепловы'х эффектов химических реакций . . . .
§ 94. Зависимость теплового эффекта реакции от температуры
§ 95. Внутренняя энергия и энтальпия............
230 232 239 241 246 249 256 262
Глава VII. Второй закон термодинамики .... 265
§ 96. Основной смысл и значение второго закона термодина-
• • 265
§ 97. О возможности
мики ........................ • •
О возможности и направлении самопроизвольного протекания процессов . . . . ......... ....... 266
§ 98. Статистическая природа второго закона термодинамики . 271 § 99. Формулировки второго закона термодинамики ...... 273 .
§ 100. Основной термодинамический цикл (цикл Карно) ..... 275
§ 101. Наибольший коэффициент полезного действия циклов . . 279. § 102. Энтропия . \ .................. .... 282 i
§ 103. Необратимые процессы . ..... %. . . s ...... . 283
§ 104. Общие соотношения ......... ... ...... 285
§ 105*. Энтропия и термодинамическая вероятность системы . . . 286 § 106. Характеристические функций и термодинамические потен- _ циалы ................... _...., 289
§ 107. О равновесии ................... . . . 295 '
§ 108. Новые понятия и соотношения ....... /;. ..... 299
§ 109*. Метод круговых процессов ...... '......... 302
§ 110. Химические процессы .............. .... 304
§ 111.. Применение второго закона к учению 6 газах ...... 307
§ 112. Термодинамическая температурная шкала ........ 312
§ 113. Влияние изменения внешних условии на равновесия . . . 313
Глава VIII. Фазовые равновесия ...... ............ 318
,§ 114. Общее условие равновесия в гетерогенных системах . . , 318
§ 115. Химический потенциал- .............'.... 320
§ 116. Правило фаз .......... ........ .... 321 ••
§ 117. Однокомпонентные системы . ,. ........ . . . . ^ 325
v§ 118. Равновесные соотношения при фазовых переходах. . . . 330
(r§ H9*. Методы сравнительного расчета давления насыщенного
пара.х ....... .".... ....... ...... 336
§ 120. Зависимость температур плавления и полиморфного .пре-
вращения от давления . . . . . , . . . . . . . . . . . 339
Глава IX. Растворы ............. ..... ...... 340
I }?!' Введение. Способы выражения состава растворов .... 340
§ 122. Газовые смеси ...... ; • ...... . . -. ..... 344
| 123. Жидкие растворы-;. ... . ..... . . . , ....... 348
§ 124. Разбавленные растворы. Понижение давления насыщен- ч .
» - . 350
125. Температура кристаллизации разбавленных растворов . , 3&
126. Температура кипения разбавленных растворов , . . '. . . 35f
127. • Осмотическое давление разбавленных растворов .... .-35?
128*. Термодинамика осмотического давления . .-. ... . . . 35S
129*. Определение молекулярного jeeca растворенного вещества Збв
130. Концентрированные растворы . . . , .......... 361
131. Давление насыщенного пара в простейших системах . . .363
132. Давление насыщенно го'пара в ~~
t 0*1 * --.------- - -
„ - . -- —-----ч------- ««с»* « 4*"аяп-»пя»Л im/lcMdA .... OOU
§133. Активность и коэффициент активности .. . . . . . .-. . 369
S 134, Теп лота "испарения растворов . ... . . . . ."..... 372
135. Состав пара растворов . ... . . . . '. . . . . . . . . 373
136. Температура кипения растворов , . .........'. '„ 376
137*. Дестилляция Двойных смесей .............. 377
138*. Азеотропные растворы......... .... . . . . . 380
§. 139*. Правило рычага. .. ......:.....,...... 382
§ 140*. Ректификация. ., . , . . . . . ............ 383
j§ 141*; Давление насыщенного.-пара в системах с ограниченной
••'-•• взаимной растворимостью компонентов . .... .... 386
§ 142. Давление насыщенного пара в системах из взаимно нерастворимых жидкостей. Перегонка с водным паром . . 387 § 143, PactBOpU газов в жидкостях л ; V . . . . . . . . . . . 388
'• ' ' .( .' г-'' ' ,••••• - '.'.Ч' ' " ' ':' '.-: ' '••"' ГлаваХ, Фазовое равновесия в конденсированных системах . . . 392
§ 144. Введение ....;.-.... .-. . .*. . . '. ....... 392
J , § 145( Взаимная рас*воримость жидкостей . . . . . , ..... 393
J § 146. Третий компонент в двухслойной жидкой системе. Закон"
распределения ..... . . . ..... ... . ^ , . . 397
§ 147*. Графическое представление состава тройных систем . . . 399 § 148*. Изотермическиеравновесия в тройной жидкой системе. . 400 § 14Qi Экстракция из растворов . . , . . •.'...- . . . ... . . . 403
§ 150. Растворимость твердых веществ . .... ..... '.", . 405
§ 151. КристАллизаци» из растворов. Диаграммы состояния в си-
- стемах с простой эвтектикой . .......... . . . .* 408
§152. Системы, компоненты которых образуют соединения между-:.
собой » . , и . . . . . . ... v .»•••••• • • • 412
§153. Системы,^ компоненты которых образуют смешанные » кристаллы (твердые растворы) ; ... 1 .... . ... 414
§ 154*;-Системы, компоненты которых, рйладают - ограниченной
•• /растворимостью в жидком состоянии .-.........416
§ 155*.;Системы, в которых происходят полиморфные превращений компонентов...... . ... . . . . . . . . . . 418
§ 156*. Сложные системы. Система СаО—SfOa. ... • • • ... 419
§ 157** ТфоЯные системы .'. . , . ...;.. . ;. ....... 421
§ 158*.'Сложные тройные системы. Система СаО—Al3O^-SiO2 . . 424 § 159.ГТ^мотескии; анализ . : ........ . ; . .;'•;' .... 425
Глава XI. Химические равновесия .V.-v '. ..,;..'..'.•.....'...... . 429
: §160. Вв^&йиеь, •'.>:•.•':. ".,,. , .'Ч'\'.''".'..>;". ."......'>::."..Х'.:Ф^
| 161. Закон действия масс*^Крнс»ан.ты равновесия, . . . , . . 430
§ 162. Уравнение изотерма, химической реакции, .>.: . . . . . . 437
§163. О химическом сродстве•, i> . ^ i •>,;;- §164. Уравнения изобары и изохоры химической-реакции . . . 443
§ 165. Химические равновесия в гет^вр^генных реакциях . . . . 446
& 166. Тепловая теорема .. . . . ......... .....
к 167. Абсолютные энтропии. . ........... ..... 452
S 68. Неюторые закономерности в значениях энтропии . . , ; 457
§ 169! Изотермические потенциалы при различных температурах 460
Глава XII*- Расчеты химических равновесий ......... . . . 461
§ 170. Введение ............... ..'',.. .... . . .461 ,
§ 171. Изменения изотермических потенциалов в стандартных
условиях . ....... .... ....... ...... _. 461
§ 172. Изобарный потенциал образования химических соединений 462 § 173. Косвенные расчеты изменения потенциала и константы
равновесия .... .............. ....... 464
§ 174. Экспериментальные методы определения изменения изо-
барного потенциала ...... ......'. ...... 465
§ 175. Расчеты равновесий через теплевой эффект реакции и
энтропию .... ............ ....'..,. 467
§ 176. Однотипные реакции . . . . . .". . ... . . . , . . . 468
§ 177. Зависимость константы равновесия от температуры . . л. 471 § 178. Расчеты химических равновесий через' стандартные знтро-ь пии и теплоты образования компонентов реакции . . . / 473
§ 179. Расчеты равновесия в однотипных реакциях . ... . ... ... 476
Глава XIII. Поверхностные явления ... ...... • • « • • > 480
§ 180. Введение ....,., ....... . ..... .... 480
§ 181. Поверхностное натяжение ..... ......... •: '\ 481
§ 182. Зависимость поверхностного натяжения от температуры . 483 § 183*. Термодинамика поверхностных явлений в однокомпойент-
ных системах ..... ...... ' ........... 485
§ 184.* Влияние изменения величины поверхности на химические
равновесия . , ". ................. s • • ^86
§ 185*. Давление насыщенного пара над очень малыми каплями . 488 186*. Температура плавления мелких кристаллов ....... 490 '
'имость ..... '490
49V 492 494 49$ 496
. 187*. Влияние степени дисперсности на раст'воримость
* е состояния и возникновение новых фаз
§ 188*. Метастабильные состояния и
§ 189. Поверхностные свойства растворов . ..... ......
§ 190. Поверхностная ориентация молекул ........ . • •
§ 191. Свойства поверхности раздела между двумя жидкостями § 192. Адсорбция на поверхности' твердых тел., .........
§ 193. Изотерма адсорбции .......... ......... 497
Г 194*. Капиллярная конденсация. . . . < ....... •..'... 498 195*. Уравнения адсорбционной изотермы ....... ) . . . 498 § 196. Адсорбция из растворов ................ 500
§ 197. Зависимость адсорбции от температуры и .вида газа" ... 501 § 198. Природа адсорбционных явлении ............. 501
§ 199*. Хроматографическая адсорбция . ......... '*> , . 50&
§ 200. Практические применения адсорбции .......... 504
§201. Поверхностные пленки на твердых teflax ........ 506
Глава XIV. Растворы электролитов. ... ........... * ... 508
§ 202. Введение ...... + ...... Ч ..... -. , ..... 508
| 203. Гипотеза электролитической диссоциации . . . . ..... ,. , 5Q9
§ 204. Ионизация электролитов при растворении. Причины эЛек-
~ „„. тролитической диссоциации. ...... ....... 51Q
------- *. — !«.„» „ п*
_..___.„ „ ,.,,UUB«C элс1чрили1ы. свойства растворов
слабых электролитов. .......... . . . . . . . . 516
Равновесие диссоциации слабых электролитов ...... 520
208. Сильные электролиты.................. 522
-207.
______г—,.„..................5М
209. Термодинамические свойства растворов электролитов . . 524
210. Химические свойства растворов электролитов......528
211*. Произведение растворимости..............529
212. Электролитическая диссоциация воды. Концентрация водородных ионов. Буферные растворы......: ... 531
§ 213*. Гидролиз солей.................'......535
§-214. Скорости движения ионов. Числа переноса . . . . ... . 539
§• 215. Электропроводное» растворов. Удельная электропроводность .............. ..... . ..... 541
§ 216. Эквивалентная электропроводность............543
§ 217*. Электропроводность сильных электролитов.......547
§ 218. Электропроводность слабых электролитов . . . ... . . 549
§ 219*. Применение кондуктометрических определений.....550
§ 220*. Неводные-, растворы.................... 553
§221. Обобщенная теория кислот и оснований. . ..:#s ..... 555
Глава ЛГИ. Электродные процессы и электродвижущие силы ... 558
.§222. Введение. ..-.....>............... 558
§ 223. Электродвижущие силы................. 559
§ 224. Обратимые и необратимые цепи............. 566
§ 225. Электродные потенциалы и э. д. с. гальванических элементов ......^. \ ............. ..-..' . . 570
§ 226. Водородный электрод................... 577
§ 227*. Каломельный электрод................. 579
§ 228*. Измерение электродвижущих сил. Нормальный элемент 581
§ 229. Концентрационные цепи ................. 583
§ 230. Диффузионные потенциалы.......,....... 585
§ 231. Окислительно-восстановительные электроды и цепи . . , 586
§ 232*. Зависимость э. д. с. гальванических элементов от темпе- .
ргггуры. "...............,....... . 589*
§ 233*. Применение потенциометрических методов. Определение ' термодинамически* параметров химических реакций . . . 592 § 234*. Потенциомет$ические определения произведения растворимости . . . . :...............« '. . . 594
§ 235*. Потенциометрическяе определения рН и потенциометри-
ческое титрование..................... 596
236*. Неводные растворы..................... 598
""" •"---• ..... .-. 600
~*~, jiu.mici-iecnnMe законе электролиза . . . •. . . . . . . 602
239. Практические применения электролиза .......... 605
?Ь WA*J"M»*»»»*»»-«"•- — —--------- - - -
237. Химический процессы при электролазе .......... 600
ОЯЯ •' 1/*Л W».W«.*~—------- _________-
238. Количественные законы электролиза чао fr—-------
240*. Электрокристаллизация металлов . . \ . . .,. .... . . 606
241*. Поляризация ... ..'....,.., ... ,.,. ,••.••, . . 606
„ 242*. Потенциал разложения и перенапряжение . . . . . . . . 609
§ 243*. Аккумуляторы" , . ... . ... V . . . ... ..•"." . . . . , 614
§ 244*. Электрохимическая коррозия металлов ; , . . . . '. . . 617
§ 245*; Методы защиты металлов от коррозии * ......... 621
' ' ' ' .' -'.,.. . - , , . ••' X s '
Глава XVt. Кинетика гомогенных химических реакций. Фотохи- -
мнческие процессы . . ., . ., ., ,t . . . . , » . . . . . 624
§246. Введение ..*... . . ..... , . . . ; . . .... . . 624
§247. Зависимость скорости реакций от концентрации реаги-
_ ругощчх веществ »^. . . > ... . . . »:.-.. . .... 625 u
§248. Кинетическая классификация химических Ьеакиий .'. . в?а
§ 249. Порядок реакции .......'............. 630
§ 250. Реакции первого порядка................. 632
§ 251. Реакции второго порядка................ 634
§ 252. Сложные реакции....................... 636
§ 253. Обратимые реакции .-."'............; . 641
§ 254*. Определение порядка реакции.............
§ 255. Влияние температуры на скорость реакций.. Энергия
активации....................... 645
§ 256. Расчеты констант скоростей реакций и энергии активации................'......'.... .j . \ 653
§ 257*. Теория активных столкновений............. 656
§ 258*. Метод переходного состояния (активного комплекса) . . 667
§ 259. Цепные реакции.................... 659
§ 260. Кинетика реакций в растворах............. 665
§ 261. Катализ. Основные понятия ................ 667
§ 262. Гомогенный катализ................... 668
§ 263. Фотохимические реакции................ 670 *
§ 264*. Химическое действие рентгеновских лучей и радиоактивных излучений..................... 675
§ 265*. Химическое действие ультразвука . . .', . . ". . . . . . 678
Глава XVII. Кинетика гетерогенных процессов.......... 679
§266. Введение............................ 679
§ 267. Возникновение'новых фаз....., ,......... 680
§ 268. Кинетика процессов при возникновении новых фаз , . . 682 § 269*. Гетерогенные процессы в однокомпонентных системах . . 685 § 270*. Гетерогенные процессы в двухкомпонентных и многокомпонентных системах..................686
§ 271*. Процессы в системах без обмена веществом с окружающей средой....................... 688
§ 272. Непрерывное поступление и перемещение вещества
в одной из фаз......•..','.............. 691
§ 273. Встречное поступление и перемещение веществ во" взаимодействующих фазах (метод противотока) ....... 694
§ 274. Гетерогенный катализ................. . 695
§ 275. Отравление и старение катализаторов...........699
§ 276. Учение о гетерогенном катализе............700
§ 277. Гетерогенный катализ в промышленности........707
Глава XVIII. {Дополнительная). Устойчивость и реакционноспособ-
ность различных веществ.............. 709
§ 278. Введение........................ 709 -
§ 279. Диссоциация двухатомных молекул ...........711;.
§ 280. Диссоциация и разложение многоатомных молекул . ... 714
§ 281. "Изомеризация.......................718;;
§ 282. Термическое разложение углеводородов ......... 725';
§ 283.. Синтез и присоединение . .............. . . ,733 <
Глава XIX. (Дополнительная)-. Атомное ядро и ядерные процессы 738
§ 284. Явление радиоактивности .•*..•.....-.'....... 738
§ 285. Изотопия................ . . .... . . 742
§ 286. Изотопы нерадиоактивных элементов.......... 743
§ 287. ' Иаотопы водорода..................'. . 746
S ооо* г.------:„„„ „„„„а,™,,!..., игптпппп .'........ . 748:
289*. Физические методы разделения изотопов........ 749
290. Реакции изотопного обмена ,...*....'....,... 750
291*. Химические методы разделения изотопов......., 754
292*. Метод меченых атомов ....... .......... 756
293.
Цена: 600руб.
