Теоретичні основи загальної хімії

О.В.Ткачук, В.В.Перетятько

ХІМІЯ З ОСНОВАМИ БІОГЕОХІМІЇ

Навчально-наочний посібник для студентів освітнього ступеня «бакалавр» напряму підготовки «Екологія, охорона навколишнього середовища та раціональне природокористування»

Затверджено

вченою радою ЗНУ

Протокол № 12

від 23.06.2015

Запоріжжя

УДК: 550.47(075.8)

ББК: Е 07+Д31я73

Т 485

Ткачук О.В. Хімія з основами біогеохімії: навчально-наочний посібник для студентів освітнього ступеня «бакалавр» напряму підготовки «Екологія, охорона навколишнього середовища та раціональне природокористування». / О.В. Ткачук, В.В. Перетятько. – Запоріжжя: ЗНУ, 2015. – 73 с.

Навчально-наочний посібник «Хімія з основами біогеохімії» подано як своєрідно структурований і систематизований комплекс, у якому послідовно викладений програмний матеріал у вигляді єдиної системи, яка відображає фундаментальні вчення з хімії. Посібник складається з двох розділів. У першому розділі розглянуті основні вчення, поняття та закони загальної хімії, часто з необхідними прикладами, що дозволяють глибше зрозуміти найбільш важливі питання програмного матеріалу.

Другий розділ присвячений вивченню хімії елементів усіх груп Періодичної системи Д. І. Мендєлєєва. В цьому розділі наведені фізико-хімічні властивості та рівняння реакцій сполук утворюваних хімічними елементами.

Особлива увага приділяється біологічній ролі хімічних елементів у життєдіяльності рослин і тварин, а також їх впливу на здоров’я людини.

Для студентів освітнього ступеня «бакалавр» напряму підготовки «Екологія, охорона навколишнього середовища та раціональне природокористування».

Рецензент Т.В.Панасенко, кандидат фармацевтичних наук, доцент

Відповідальний за випуск О.А.Бражко, завідувач кафедри хімії

ЗМІСТ

ВСТУП……………………………………………………………………………….5

ПЕРЕЛІК УМОВНИХ СКОРОЧЕНЬ……………………………………………...6

Таблиця 1. Періодична система хімічних елементів Д.І.Менделєєва………...….7

Теоретичні основи загальної хімії

Таблиця 2. Основні поняття хімії та фізико-хімічні величини…………………...8

Таблиця 3. Основні поняття атомно-молекулярного вчення……………………10

Таблиця 4. Основні закони хімії……………………………………………….….11

Будова атома

Таблиця 5. Характеристика складових частин атома…………………………….13

Таблиця 6. Основні типи радіоактивних перетворень…………………………...14

Таблиця 7. Правила складання електронних формул……………………………14

Таблиця 8. Назва та інтерпретація квантових чисел……………………………..15

Таблиця 9. Квантовий стан електронів, ємність енергетичних рівнів і підрівнів…………………………………………………………………………….15

Хімічний зв’язок

Таблиця 10. Види зв’язків………………………………………………………….16

Таблиця 11. Основні характеристики ковалентного зв’язку…………………….17

Таблиця12. Властивості твердих речовин з різними кристалічними ґратками..18

Таблиця13. Характеристика елементарних комірок……………………………..19

Класифікація хімічних реакцій

Таблиця 14. Класифікаціяза кількістю і складом реагентів і продуктів хімічної реакції…………………………………………………………………….................20

Таблиця 15. Класифікація за ознакою оборотності хімічної реакції……………20

Таблиця 16. Класифікація за тепловим ефектом хімічної реакції……………….21

Таблиця 17. Класифікація залежно від фазового стану хімічної реакції………..21

Таблиця 18. Класифікація за ознакою зміни ступеня окиснення хімічної реакції……………………………………………………………………………….21

Таблиця 19. Класифікація ОВР…………………………………………………....22

Кінетика (швидкість) хімічних реакцій

Таблиця 20. Залежність швидкості реакції від різних чинників………………...22

Таблиця 21. Складання рівнянь швидкості реакції………………………………23

Хімічна рівновага

Таблиця 22. Вплив різних чинників на хімічну рівновагу……………………….23

Розчини

Таблиця 23. Способи вираження концентрації розчинів………………………...24

Таблиця 24. Поділ речовин за розчинністю у воді……………………………….24

Таблиця 25. Випадки гідролізу солей……………………………………………..25

Таблиця 26. Типи розчинів………………………………………………………...26

Таблиця 27. Комплексні сполуки………………………………………………….26

Хімія елементів

Таблиці 28-33.Елементи І-А групи ……………………………………………....27

Таблиці 34-39. Елементи І-В групи………………………………………………..30

Таблиці 40-45. Елементи ІІ-А групи. ……………………………………………..33

Таблиці 46-51. Елементи ІІ-В групи. …………………………………………..…36

Таблиці 52-57. Елементи ІІІ-А групи. …………………………………………….39

Таблиці 58-63. Елементи VІ-А групи. …………………………………………....42

Таблиці 64-68. Елементи V-А групи. ………………..…………………………...45

Таблиці 69-74. Елементи VІ-А групи. …………………………………………....49

Таблиці 75-80. Елементи VІ-B групи. ………………………..…………………..53

Таблиці 81-86. Елементи VІI-А групи....................................................................56

Таблиці 87-92. Елементи VІI-B групи. …………………………………………...60

Таблиці 93-98. Елементи VІІІ-В групи. ………………………………………….63

Таблиця 99. Розчинність кислот, основ і солей у воді (за температури
20-25 ⁰С)……………………………………………………………………..……..66

ГЛОСАРІЙ………………………………………………………………………….68

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ……………………………………..71

СПИСОК РЕКОМЕНДОВАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ…………………………………71

ВСТУП

У навчально-наочному посібнику узагальнюються та систематизуються відомості з курсу загальної хімії та хімії неорганічних сполук. Це досягається виділенням основних понять, положень фактичних даних у вигляді коротких визначень (часто з необхідними поясненнями), таблиць, схем. Завдяки такій формі викладу посібник включає великий обсяг довідкових даних, наведених у формі, зручній для їх використання і порівняння, систематизації одержаних знань і закріплення вивченого матеріалу.

Посібник складається із двох розділів. Перший розділ присвячений вивченню основних питань загальної хімії – атомно-молекулярне вчення, основні поняття та закони, будова атома та речовин, енергетика та кінетика хімічних реакцій, періодичний закон та періодична система хімічних елементів Д. І. Мендєлєєва. У другому розділі розглянуті основи хімії елементів та їх сполук – наведені приклади знаходження їх у природі, подана їх загальна характеристика, фізико-хімічні властивості, вказана геохімічна роль.

Наукова строгість визначень різних понять, сучасна номенклатура неорганічних сполук, відповідність наведених довідкових даних нормативам Міжнародної системи одиниць надають посібнику інформативну цінність, і тому він може слугувати довідником, здатним задовольнити потребу студентів як при теоретичному вивченні основ загальної хімії та хімії неорганічних сполук, так і в процесі розв’язування задач і виконанні лабораторних робіт.

Однакова форма побудови таблиць, визначена послідовність подачі довідкового матеріалу дозволяють отримати цілісне уявлення про основні особливості хімії як окремих елементів, так і їх груп.

Мета навчального курсу− поглиблене засвоєння фундаментальних знань у галузі хімії, які є підґрунтям для подальшого вивчення хімічних та екологічних дисциплін, а також знайдуть своє застосування в практичній роботі фахівця-еколога.

Завдання навчальної дисципліни−формування у студентів теоретичних знань і практичних умінь, їх застосування для виконання конкретних завдань, для самостійного подолання науково-дослідних проблем, для виконання моніторингу об’єктів навколишнього середовища, вимірювання його параметрів, очищення атмосфери, води, ґрунтів, утилізації відходів тощо.

За обсягом, стилем викладу даний навчально-наочний посібник – необхідне доповнення до основних джерел літератури із загальної та неорганічної хімії, який дозволяє студентам більш глибоко вивчати основи хімічної науки. Це впливає на ефективність засвоєння хімічних знань під час лекційних і лабораторних занять.

Серед низки питань, які розглядалися під час створення посібника, головним є підвищення ефективності самостійної навчально-пізнавальної діяльності студентів при вивченні навчальної дисципліни.

Перелік умовних скорочень

А.о.м. – атомна одиниця маси

ОВР –окиснювально-відновні реакції

С.о. – ступінь окиснення

ХЗ – хімічний закон

ПС – періодична система

К.ч. – координаційне число

Кл– Кулон

D– Дебай

кДж – кілоДжоуль

_∆Н – ентальпія

Q – виділена або поглинута теплота