PRZEDMOWA
Współczesny przemysł, budownictwo, transport, komunikacja, energetyka, rolnictwo i medycyna wykorzystują niemal wszystkie pierwiastki chemiczne i ich związki.
Problem tworzenia materiałów chemicznych jest najważniejszy w rewolucyjnej transformacji technologii radioelektronicznej i rakietowej, sprzętu budowlanego, budowy maszyn i przyrządów, techniki transportu i łączności.
Tworzenie coraz bardziej zaawansowanych urządzeń do sztuczne satelity ziemia i statki kosmiczne stwarza nowe problemy dla chemii i przemysłu chemicznego w tworzeniu materiałów polimerowych i półprzewodnikowych, które nie zmieniają właściwości w szerokim zakresie temperatur i są odporne na promieniowanie.
Nowe postępy w chemii w otrzymywaniu ultraczystych monokryształów doprowadziły do ​​​​powstania technologii tranzystorowej.
Nowe postępy w chemii w produkcji ferrytów otworzyły drogę do rozwoju technologii cybernetycznej i radarowej.
W naszych czasach technologia chemiczna, stopniowo wypierając technologię mechaniczną z większości gałęzi przemysłu, otwiera ogromne perspektywy zwiększenia produktywności pracy społecznej.
Chemia tworzy nowe formy nawozy mineralne oraz nowe narzędzia hodowlane umożliwiające uzyskanie wysokowydajnych gatunków roślin rolniczych.
Chemia wniosła ogromny wkład w poznanie procesów zachodzących w materii żywej i praw dziedziczności.
Chemikalia a ich przemiany podlegają prawu okresowości pierwiastki chemiczne D. I. Mendelejew i teoria budowy chemicznej A. M. Butlerowa.
Najważniejsze działy chemii - dysocjacja elektrolityczna, reakcje redoks, elektroliza, korozja metali - są przez autorów ściśle powiązane z wiedzą, którą uczniowie otrzymali w szkole średniej na kierunku fizyka.
Podręcznik w skrócie przedstawia wszystkie zagadnienia programu chemii dla osób rozpoczynających naukę na uniwersytetach i zawiera rozwiązania problemów we wszystkich jego sekcjach. W tym podręczniku na nowej podstawie podsumowano materiał dotyczący chemii szkoła średnia i jest krokiem przejściowym do studiowania chemii w szkolnictwie wyższym.
Sekcje „Podstawowe prawa i pojęcia chemii” oraz „Chemia nieorganiczna” zostały napisane przez kandydata nauk chemicznych A. L. Makarenya, część „Chemia organiczna” została napisana przez kandydata nauk chemicznych P. M. Zavlina.
W podręczniku uwzględniono doświadczenie w nauczaniu chemii na kursach przygotowawczych Uniwersytet Leningradzki nazwany na cześć A. A. Żdanowa i Leningradzki Elektrotechniczny Instytut Łączności nazwany na cześć profesora M. A. Boncha-Bruevicha.
Redakcja i autorzy dziękują recenzentom prof. V. I. Semishin, Zakład Metod Nauczania Chemii, Państwowy Instytut Pedagogiczny w Leningradzie im. A. I. Herzen (kierownik katedry, prof. A. D. Smirnov), a także prof. Tak, M. Slobodin, profesor nadzwyczajny. Ya. M. Veprik, V. E. Mayorova, Ph.D. chemia Nauka. V.I. Artemyev, honorowy Nauczycielowi szkoły RFSRR K. G. Kolosowej za cenne uwagi dotyczące rękopisu.
Uwagi i porady mające na celu udoskonalenie podręcznika prosimy przesyłać do wydawnictwa „Szkoła Wyższa”.
Profesor V.V. Razumowski

CZĘŚĆ I
PODSTAWOWE PRAWA i pojęcia CHEMII

WSTĘP
Fizyka i chemia to główne nauki o budowie i właściwościach materii. Kilka dekad temu wielki rosyjski naukowiec D.I. Mendelejew napisał: „Niedaleki jest czas, kiedy wiedza z zakresu fizyki i chemii będzie tym samym znakiem i środkiem edukacji, za jaką uważano wiedzę klasyków sto, dwieście lat temu. Stanowią one (fizyka i chemia – Autor) w naszych czasach jeden ze środków sukcesu we wszystkich dziedzinach wiedzy i ich zastosowaniach.” Na naszych oczach słowa te ulegają usprawiedliwieniu. Współpraca obu nauk doprowadziła do odkrycia budowy atomu, powstania energii jądrowej, technologii półprzewodników oraz niezwykłych odkryć w dziedzinie materiałów syntetycznych (nieorganicznych – sztuczne diamenty, półprzewodniki itp.; organicznych – kauczuki, tworzywa sztuczne, włókna; pierwiastki organiczne – kauczuki nieorganiczne, siloksany itp.).
Badanie zjawisk chemicznych nie jest możliwe bez podstawowych pojęć o budowie materii (nauki atomowo-molekularne, badanie budowy atomów i teoria wiązań chemicznych). Podstawą badania właściwości nie jest związki organiczne Wykorzystuje się prawo okresowe i układ okresowy pierwiastków chemicznych D. I. Mendelejewa, a przy badaniu właściwości związków organicznych - teorię A. M. Butlerowa na temat struktury związków organicznych. Tylko głębokie zrozumienie tych podstawowych teorii chemii może prowadzić do prawidłowego zrozumienia wielu klas związków chemicznych, do solidnej wiedzy o ich składzie, strukturze i właściwościach.
Przeglądając chemię, należy zwrócić szczególną uwagę nie tylko na ujawnienie zależności między pierwiastkami, ale także na określenie zależności ich właściwości od ich struktury i składu. Poznaj przyczyny wycieku reakcje chemiczne jest niemożliwe bez uwzględnienia budowy atomów, jonów, cząsteczek, rodników, bez uwzględnienia rodzajów wiązań chemicznych w substancjach początkowych i końcowych. Ważnym aspektem badania procesu chemicznego są pojęcia równowagi i energii reakcji chemicznej. W podręczniku odpowiednie miejsce zajmuje prezentacja tych zagadnień.
Przygotowywanie się do egzaminów wstępnych z chemii wskazane jest od zapoznania się z „Programem egzaminów wstępnych dla kandydatów do szkół wyższych ZSRR”.
Program składa się z dwóch części: „Ogólne wytyczne” i „Zakres wymagań”. Niestety, wnioskodawcy rzadko zwracają uwagę na sekcję „Instrukcje ogólne”. Tymczasem jego uważne rozważenie pozwoli ci poprawnie zrozumieć wymagania stawiane kandydatom na egzamin wstępny. Na przykład w tej sekcji określono, że w chemii zdający musi wykazać się wyraźną znajomością podstawowych praw, pojęć i teorii chemicznych. Co to znaczy?
Studiując początkowo chemię nieorganiczną w szkole średniej, rozważa się teorię atomowo-molekularną, a następnie teorię budowy atomu i pewne wyobrażenia o budowie materii. W świetle teorii budowy atomu wyjaśniono szereg koncepcji teorii atomowo-molekularnej. Wyjaśnienia te należy uwzględnić w odpowiedzi.
Powtarzając kurs chemii nieorganicznej, warto zwrócić uwagę na rozwój podstawowych pojęć.
Ogólne wytyczne stanowią, że zdający musi wykazać się znajomością terminologii przedmiotu. Niestety wielu kandydatów słabo zna terminologię. Bardzo często tłumaczy się to nieuwagą, a czasami brakiem przywiązania do terminologii należytego znaczenia i tak się dzieje. Na przykład nie wszyscy wnioskodawcy doskonale znają nazwy (nomenklaturę) związków chemicznych. Na egzaminie proszeni są o napisanie wzoru na siarczek potasu, a ci, którzy odpowiedzą, wpisują wzór na siarczek potasu (K2S03), a nawet siarczan potasu (K2S04).
Następny. Konieczne jest jasne poznanie tego, co nazywa się środkiem utleniającym i środkiem redukującym. Nie należy mylić pojęć takich jak wartościowość atomu w związku i ładunek jonu.
Na przykład w związku HN03 wartościowość pierwiastków wynosi HN03. W roztworze związek ten dysocjuje na jony H1 i NO3. O jonach N5+ nie można mówić. Tymczasem zgłaszający często twierdzą, że jon N5+ może pełnić w tym związku rolę utleniacza.
Zdający musi wykazać się znajomością ogólnej charakterystyki najważniejszych pierwiastków i ich głównych związków, czyli jasno opisać położenie pierwiastka w układzie i w oparciu o wzorce, których uczył się w szkole średniej, wykazać się znajomością właściwości z najważniejszych związków tego pierwiastka.
Wskazane jest budowanie opowieści o właściwościach związków, jakie tworzy dowolny pierwiastek w określonej logicznej kolejności: pozycja elementu w układzie, jego konfiguracja elektronowa, właściwości substancji prostej (rodzaj wiązania), właściwości jej związki (rodzaj wiązania).
Jednym z wymagań „Instrukcji ogólnych” dla kandydatów jest umiejętność korzystania z układu okresowego D.I. Mendelejewa w zakresie programu. Chodzi o w tym przypadku nie tylko o konieczności szczegółowego poznania budowy i właściwości objętości elementów pierwszych trzech okresów układu, ale także o umiejętności zastosowania wiedzy o ogólnych prawach do opisu właściwości tych elementów, których badanie było nieprzewidzianych w programie chemii w szkole średniej. Przykładowo trzeba umieć opisać właściwości arsenu czy cyny, napisać kilka charakterystycznych związków chromu lub jakiś inny pierwiastek z dodatkowej podgrupy. Oczywiście można tego dokonać bazując na znajomości właściwości znanych pierwiastków.
Zdający musi wykazać się zrozumieniem kluczowych procesów produkcji chemicznej. Nie jest od niego wymagana znajomość szczegółów wyposażenia, technik laboratoryjnych, cech przebiegu reakcji itp. Musi znać chemiczną stronę procesów produkcyjnych, a także podstawowe zasady, na których opiera się realizacja i efektywność ekonomiczna najważniejszych opierają się procesy.
Drugi rozdział „Instrukcji ogólnych” stanowi, że zdający mają obowiązek znać właściwości najważniejszych substancji, na których opiera się ich zastosowanie w gospodarce narodowej. Wnioskodawcy powinni zwrócić uwagę na takie sekcje podręcznika chemii nieorganicznej, jak zastosowanie kwasu siarkowego, zastosowanie kwasu solnego w gospodarce narodowej itp.
Wreszcie Ogólne wytyczne podkreślają, że zdający musi wykazać się umiejętnością rozwiązywania wysokiej jakości problemów w odniesieniu do materiału określonego w programie nauczania.
W tej instrukcji omówione zostaną najbardziej typowe zadania.

§ 1. O PRZEDMIOCIE CHEMII
W literaturze chemicznej można spotkać następujące definicje przedmiotu chemii:
„Chemia to nauka o pierwiastkach chemicznych” (D. I. Mendelejew).
„Chemia to nauka o substancjach, ich przemianach i zjawiskach towarzyszących tym przemianom” (najczęstsza definicja chemii).
„Chemia XX wieku to nauka o syntezie materiałów o określonych właściwościach” (podana niedawno definicja chemii).
Nie można powiedzieć, że jedna definicja jest lepsza, inna gorsza, jedna jest poprawna, a druga nie. Każda z powyższych definicji jest poprawna, chociaż podkreśla jeden korzystny aspekt nauki chemiczne.
Zwróć uwagę na drugą definicję i kolejność wymieniania przedmiotów badań.
Substancje. Ich przemiany. Zjawiska towarzyszące tym przemianom.
Sama substancja i jej przemiany są badane nie tylko przez chemię, ale także przez inne nauki, na przykład fizykę i biologię powiązaną z chemią. Oznacza to, że żadna z tych nauk nie bada wszystkich i nie wszystkich przemian materii. Chemia interesuje się tylko tymi przemianami, w których następuje zmiana składu substancji, prowadząca do jakościowej zmiany właściwości substancji. Topnienie lodu lub wrzenie wody bada się za pomocą fizyki, a oddziaływanie wody z sodem lub kwasem siarkowym bada się za pomocą chemii, ponieważ w pierwszym przypadku zmienia się tylko stan skupienia substancji, ale nie skład, a w po drugie, substancje początkowe i końcowe różnią się składem i właściwościami, nie tylko fizycznymi, ale także chemicznymi.
Oczywiste jest, że zmiany zachodzące w procesach chemicznych są bezpośrednio zależne od tego, z jakich elementów składają się substancje oddziałujące.
Stopień rozwoju każdej nauki zależy od tego, co daje ona praktyce, czy dokonane w niej odkrycia zostaną zrealizowane. Wiek XVIII nazywany jest wiekiem pary, wiek XIX nazywany jest wiekiem elektryczności; Przez analogię wiek XX nazwano wiekiem energii atomowej, materiałów syntetycznych (sztucznych) i odkrywania tajemnic życia. Ludzkość od dawna dąży do opanowania zasobów energii, a najbardziej wymierne sukcesy w tej dziedzinie osiągnęła fizyka. Problem tworzenia szerokiej gamy materiałów o określonych właściwościach pojawił się dopiero w ostatnich dziesięcioleciach.
Synteza nowych materiałów nie byłaby możliwa bez zidentyfikowania specyficznych cech chemicznych każdego pierwiastka.
Rozwój technologii rakietowej, nuklearnej i półprzewodnikowej byłby niemożliwy bez stworzenia nowych materiałów.
Trzecia z powyższych definicji przedmiotu chemii podkreśla właśnie tę stronę jej rozwoju, która wyłoniła się w ostatnich dziesięcioleciach.

§ 2. Znaczenie chemii, rola chemii w tworzeniu bazy materialnej i technicznej komunizmu
Znaczenie chemii. W miarę rozwoju społeczeństwa ludzkiego pojawia się coraz większa rola chemii w opanowaniu zasobów energetycznych i materialnych natury. Zatem wraz z mechaniczną obróbką drewna i kamienia powszechna stała się ich obróbka chemiczna; wytapianie metali z rud, synteza chemiczna itp.
Od prymitywnego wykorzystania paliw do wytwarzania ciepła ludzkość przeszła do szerszego wykorzystania drewna, węgla i ropy, w oparciu o które powstają nie tylko nowe rodzaje paliw (np. gazowe), ale także szereg innych ważnych produktów zostały uzyskane. Z kolei nauczyli się przekształcać energię chemiczną w energię elektryczną (baterie galwaniczne, baterie, ogniwa paliwowe). Wreszcie, obecnie na szeroką skalę produkowane są materiały o określonych, z góry określonych właściwościach. Rozpoczyna się aktywna interwencja chemii w działalność żywego organizmu.
Powszechne przemysłowe wykorzystanie osiągnięć chemii okazało się możliwe dopiero na pewnym etapie rozwoju społeczeństwa ludzkiego, na pewnym etapie rozwoju sił wytwórczych społeczeństwa. Do prowadzenia syntezy chemicznej i chemicznej obróbki materiałów, odpowiednich instalacji i aparatury, urządzeń sterujących, automatyzacji produkcji, wystarczającej mocy energetycznej, wstępne przygotowanie surowce.
Rola chemii w tworzeniu materialnej i technicznej bazy komunizmu. W programie Partia Komunistyczna Związek Radziecki, przyjęty na XXII Zjeździe KPZR, stwierdza, że ​​głównym zadaniem gospodarczym partii i narodu radzieckiego jest stworzenie w ciągu dwóch dekad materialnej i technicznej bazy komunizmu. Aby stworzyć taką bazę, konieczne jest także szerokie wykorzystanie chemii w gospodarce narodowej.
Akademik A.E. Fersman napisał w jednej ze swoich prac: „...idea chemizacji w połączeniu z ideą elektryfikacji jest ideą o wyjątkowym znaczeniu, ponieważ wykorzystuje wykorzystanie zasobów naturalnych w sposób wyższy poziom...”.
Chemizacja gospodarki narodowej oznacza: 1) utworzenie trwałej bazy materialnej do wdrażania i doskonalenia procesów technologicznych; 2) wprowadzenie we wszystkich gałęziach przemysłu i życia codziennego chemicznych metod przetwarzania substancji, prowadzące do radykalnej zmiany technologii i ekonomiki produkcji, warunków życia i kultury życia i pracy ludności; 3) zwiększanie ilości i jakości produktów przemysłowych i rolnych.
W wyniku rozwoju przemysłu chemicznego w naszym kraju w 1940 r. wolumen wyrobów chemicznych wzrósł 18-krotnie w porównaniu z 1913 r., a w 1951 r. nasz kraj zajął drugie miejsce na świecie (po USA) pod względem całkowitej produkcji wyrobów chemicznych. produktów chemicznych i według niektórych wskaźników (koks, szkło, cement) jesteśmy na pierwszym miejscu. W latach władzy radzieckiej radzieccy naukowcy opracowali wiele ważnych problemów naukowych i technologicznych. Dość powiedzieć na przykład, że w ZSRR po raz pierwszy na świecie uzyskano kauczuk syntetyczny i opracowano technologię jego przemysłowej produkcji, uzyskano sztuczne diamenty, stworzono nowe materiały dla technologii kosmicznej i nuklearnej .
Prace A. E. Favorsky'ego i jego szkoły na temat syntezy węglowodorów dienowych i nowych polimerów na ich bazie, A. N. Nesmeyanova i jego szkoły - w dziedzinie związków pierwiastków organoorganicznych, K. A. Andrianowa - na temat syntezy związków krzemoorganicznych, G. A. Ra -Zuvaeva - w chemia wolnych rodników, N.N. Semenov i jego szkoła w dziedzinie kinetyki chemicznej, G.N. Flerova i jego współpracownicy w produkcji pierwiastków transuranowych (nr 102, nr 104) odegrali ogromną rolę w rozwoju krajowej i światowej nauki chemicznej , w wypełnianiu zadań budownictwa komunistycznego w naszym kraju.
Wytyczne XXIII Zjazdu KPZR przewidują dalsze zwiększenie tempa rozwoju przemysłu chemicznego i petrochemicznego. Tym samym do roku 1970 planuje się prawie 2-krotnie zwiększyć produkcję nawozów mineralnych, włókien chemicznych i gazu, a tworzyw sztucznych i żywic – prawie 3-krotnie.
Nowoczesny rozwój nauka stawia na porządku dziennym rozwiązanie szeregu złożonych zadań i problemów, takich jak z jednej strony problemy onkologii, wirusologii, genetyki (powiązanie z biologią) itp. z drugiej strony chemia plazmy, chemia cząstki elementarne, kosmochemia (powiązanie z fizyką).

Rozdział I
PODSTAWOWE PRZEDSTAWIENIA TEORII ATOMIOMOLEKULARNEJ. WAŻNE PRAWA CHEMII

Historycznie rzecz biorąc, badanie materii przebiegało etapami: od poznania tego, co widzialne, dostępne zmysłom i najprostszych przyrządów, po wnikanie w świat cząstek i zjawisk, których poznanie możliwe jest przy pomocy bardzo czułych instrumentów. Już w starożytności wyrażano ideę atomowej struktury materii. Na początku XIX wieku. Opracowano hipotezę atomowo-molekularną, zgodnie z którą wszystkie substancje składają się z cząsteczek, a cząsteczki z atomów. Atom jest najmniejszą cząstką materii.
Tę wiedzę o materii za pomocą chemii można przedstawić schematycznie w następujący sposób:
ciała natury
związki chemiczne - cząsteczki - atomy
Badania reakcji utleniania metali prowadzone w XVIII wieku odegrały ważną rolę w stworzeniu podstaw teorii atomowo-molekularnej. M. V. Łomonosow i A. Lavoisier. Sformułowali także prawo zachowania masy reagujących substancji.
Jednak wyjaśnienie zarówno tego prawa, jak i innych ówczesnych koncepcji (odpowiedników), które powstały w wyniku badań ilości wagowych reagujących substancji, okazało się możliwe w XIX wieku. z punktu widzenia teorii atomowej Daltona i teorii molekularnej Avogadro.
Prawo okresowości i układ okresowy pierwiastków chemicznych, odkryte przez D. I. Mendelejewa w 1869 r., przyczyniły się do „umocnienia pojęć atomistycznych w chemii. Otwarcie D. II. Mendelejew zapoczątkował nowy etap w rozwoju doktryny o budowie materii, odkryciu złożonej budowy atomu.
Analiza i odkrycie spektralne zdjęcia rentgenowskie, odkrycie gazów szlachetnych i zjawiska promieniotwórczości, określenie ładunku i masy elektronu doprowadziło do eksperymentalnego odkrycia złożonej budowy atomów.

§ 1. TEORIA ATOMIOMOLEKULARNA
Teoria atomowo-molekularna jest pierwszą teorią budowy materii, rozwiniętą w oparciu o koncepcje ilościowe, głównie dwóch nauk - fizyki i chemii. Już sama nazwa „teoria atomowo-molekularna” sugeruje, że zagadnienia budowy materii rozpatrywane są tu na poziomie atomów i cząsteczek. Doktryna ta wskazuje jakościowe różnice w składzie substancji (cząsteczek i atomów) i podaje cechy ilościowe (masa atomów i cząsteczek), a dla substancji w stanie gazowym objętość grama cząsteczki.
Zgodnie z tą doktryną substancje składają się z atomów i cząsteczek. Cząsteczka jest bardziej złożona niż atom. Cząsteczka substancji prostej składa się z atomów jednego pierwiastka, cząsteczka substancji złożonej składa się z atomów różnych pierwiastków.
Cząsteczki to najmniejsze cząstki substancji, które zachowują swój skład i właściwości chemiczne.
Atomy to najmniejsze cząstki materialne pierwiastka, odzwierciedlające jego właściwości chemiczne w stanie wolnym.
Jednocześnie atomy są komponenty cząsteczki wymieniane podczas reakcji chemicznych.
W skrócie, istota nauczania atomowo-molekularnego sprowadza się do następujących kwestii:
1. Wszystkie substancje składają się z atomów i cząsteczek.
2. Atomy różnych pierwiastków różnią się masą, rozmiarem i właściwościami. Cząsteczki tej samej substancji są takie same, cząsteczki różnych substancji różnią się składem, wagą, rozmiarem, właściwościami fizycznymi i chemicznymi.
1 Zgodnie ze współczesnymi wyobrażeniami o budowie materii, opartymi na doktrynie o rodzajach wiązań chemicznych, należy doprecyzować stwierdzenie, że wszystkie substancje składają się z cząsteczek (patrz dalej, s. 98)

Khomchenko G.P. Podręcznik chemii dla osób rozpoczynających naukę na uniwersytetach - wydanie 4, poprawione. i dodatkowo – M., 2002, – 480 s.: il.
Podręcznik obejmuje wszystkie pytania na egzamin wstępny z chemii. Aby lepiej zrozumieć kurs chemii, podano dodatkowe informacje. Po każdym rozdziale typowe zadania z rozwiązaniami i zadaniami dot niezależna praca.
Książka przeznaczona jest dla osób rozpoczynających naukę na uniwersytetach. Oia można również polecić nauczycielom chemii podczas przygotowywania uczniów do podjęcia nauki egzaminy końcowe na kurs w szkole średniej.
Treść
Przedmowa
Wstęp
§ 1. Przedmiot chemii
§ 2. Rola chemii w przemyśle i rolnictwie.
§ 3. Chemia i ekologia
CZĘŚĆ 1. CHEMIA OGÓLNA.
Rozdział 1. Podstawowe pojęcia i prawa chemii
§ 1.1. Nauki atomowo-molekularne w chemii
§ 1.2. Pierwiastki chemiczne
§ 1.3. Substancje proste i złożone. Alotropia
§ 1.4. Względna masa atomowa
§ 1.5. Względna masa cząsteczkowa
§ 1.6. Mol. Masa molowa
§ 1.7. Symbole chemiczne, wzory i równania
§ 1.8. Reakcje chemiczne. Klasyfikacja reakcji
§ 1.9. Prawo zachowania masy substancji
§ 1.10. Prawo stałości składu materii
§1.11. Przepisy gazowe. Prawo Avogadra. Objętość molowa gazu
§ 1.12. Rozwiązywanie typowych problemów
Rozdział 2. Prawo okresowe D. I. Mendelejewa i budowa atomów
§ 2.1. Odkrycie D. I. Mendelejewa prawo okresowe
§ 2.2. Układ okresowy pierwiastków D. I. Mendelejewa
§ 2.3. Model jądrowy budowy atomu
§ 2.4. Skład jąder atomowych. Reakcje jądrowe
§ 2.5. Współczesny model stanu elektronu w atomie
§ 2.6. Budowa powłok elektronowych atomów
§ 2.7. Formuły elektroniczne DI Mendelejew
§ 2.9. Prawo okresowości i układ okresowy pierwiastków w świetle nauki o budowie atomów
§2.10. Okresowe właściwości atomów
§ 2.11. Znaczenie prawa okresowości i teorii budowy atomu
§2.12. Rozwiązywanie typowych problemów
Rozdział 3. Wiązanie chemiczne
§ 3.1. Wiązanie kowalencyjne
§ 3.2. Właściwości wiązań kowalencyjnych
§ 3.3. Wiązanie jonowe
§ 3.4. Cząsteczki polarne i niepolarne
§ 3.6. Wiązanie wodorowe
§ 3.7. Rodzaje sieci krystalicznych
§ 3.8. Wzory strukturalne
§ 3.9. Stan utlenienia
§3.10. Wiązanie chemiczne i wartościowość
§3.11. Rozwiązywanie typowych problemów
Rozdział 4. Szybkość reakcji chemicznych. Równowaga chemiczna
§4.1. Szybkość reakcji chemicznych
§4.2. Czynniki wpływające na szybkość reakcji
§ 4.3. Energia aktywacji
§ 4.4. Pojęcie katalizy i katalizatorów
§ 4.5. Reakcje nieodwracalne i odwracalne
§4.6. Równowaga chemiczna
§ 4.7. Zasada Le Chateliera
§ 4.8. Rozwiązywanie typowych problemów
Rozdział 5. Rozwiązania. Teoria dysocjacji elektrolitycznej
§ 5.1. Numeryczne wyrażenie składu roztworów
§ 5.2. Rozpuszczalność substancji w wodzie
§ 5.3. Zjawiska termiczne po rozwiązaniu
§ 5.4. Elektrolity i nieelektrolity
§ 5.5. Teoria dysocjacji elektrolitycznej
§ 5.6. Mechanizm dysocjacji
§ 5.7. Nawodnienie jonowe
§ 5.8. Dysocjacje kwasów, zasad i soli w roztworach wodnych
§ 5.9. Stopień dysocjacji
§5.10. Mocne i słabe elektrolity
§5.11. Reakcje wymiany jonowej
§5.12. Dysocjacja wody. pH
§5.13. Protolityczna teoria kwasów i zasad
§5.14. Rozwiązywanie typowych problemów
Rozdział 6. Najważniejsze klasy związków nieorganicznych
§6.1. Tlenki
§6.2. Kwasy
§6.3. Powody
§6.4. Sole
§ 6.5. Hydroliza soli
§ 6.6. Zależności między klasami związków nieorganicznych
§ 6.7. Rozwiązywanie typowych problemów
Rozdział 7. Reakcje redoks. Elektroliza
§7.1. Teoria reakcji redoks
§ 7.2. Najważniejsze środki redukujące i utleniające
.§7.4. Wpływ środowiska na charakter reakcji
§ 7.5. Klasyfikacja reakcji redoks
§ 7.6. Istota elektrolizy
§ 7.7. Elektroliza wodnych roztworów elektrolitów
§ 7.8. Zastosowania elektrolizy
§ 7.9. Rozwiązywanie typowych problemów
CZĘŚĆ 2. CHEMIA NIEORGANICZNA.
Rozdział 8. Wodór. Halogeny
§8.1. Ogólne właściwości niemetali
§8.2. Wodór
§ 8.3. Woda
§8.4, Ciężka woda
§ 8.5. Ogólna charakterystyka podgrupy halogenowe
§8.6. Chlor
§ 8.7. Chlorowodór i kwas solny
§ 8.8. Sole kwasu solnego
§ 8.9. Krótka informacja o fluorze, bromie i jodzie
Rozdział 9. Podgrupa tlenu
§9.1. Ogólna charakterystyka podgrupy tlenowej
§ 9.2. Tlen i jego właściwości
§ 9.3. Siarka i jej właściwości
§ 9.4. Siarkowodór i siarczki
§ 9.5. Tlenek siarki(IV). Kwas siarkowy
§9.6. Tlenek siarki (VI). Kwas siarkowy
§ 9.7. Właściwości kwasu siarkowego i jego znaczenie praktyczne
§ 9.8. Sole kwasu siarkowego
Rozdział 10. Podgrupa azotu
§ 10.1. Ogólna charakterystyka podgrupy azotu
§ 10.2. Azot. Wiązania sigma i pi
§ 10.3. Amoniak

§ 10.4. Chemiczne podstawy produkcji amoniaku
§ 10.5. Sole amonowe
§ 10.7. Quelota azotu
§ 10.9. Sole kwasu azotowego
§ 10.10. Fosfor
§ 10.11. Tlenki fosforu i kwasy fosforowe
§ 10.12. Nawozy mineralne
Rozdział 11. Podgrupa węgla
§ 11.1. Ogólna charakterystyka podgrupy węgla
§ 11.2. Węgiel i jego właściwości
§ 11.3. Tlenki węgla. Kwas węglowy
§ 11.4. Sole kwasu węglowego
§ 11.5. Krzem i jego właściwości
§ 11.6. Tlenek krzemu(IV) i kwas krzemowy
§ 11.7. Pojęcie roztworów koloidalnych
§ 11.8. Sole kwasu krzemowego
§ 11.9. Produkcja szkła i cementu
§ 11.10. Rozwiązywanie typowych problemów
Rozdział 12, Ogólne właściwości metali
§ 12.1. Pozycja metali w układzie okresowym pierwiastków D. I. Mendelejewa
§ 12.2. Właściwości fizyczne metale
§ 12.3. Właściwości chemiczne metali
§ 12.4. Metale i stopy w technologii
§ 12.5. Zakres standardowych potencjałów elektrod
§ 12.6. Główne metody otrzymywania metali
§ 12.7. Korozja metalu
§ 12.8. Ochrona przed korozją
Rozdział 13. Metale głównych podgrup
§ 13.1. Ogólna charakterystyka podgrupy litu
§ 13.2. Sód i potas
§ 13.3. Zasady żrące
§ 13.4. Sole sodowe i potasowe
§ 13.5. Ogólna charakterystyka podgrupy berylu
§ 13.6. Wapń
§ 13.7. Tlenek i wodorotlenek wapnia
§ 13.8. Sole wapnia
§ 13.9. Twardość wody i sposoby jej eliminacji
§ 13.10. Ogólna charakterystyka podgrupy boru
§ 13.11. Aluminium
§ 13.12. Tlenek i wodorotlenek glinu
§ 13.13. Zastosowanie aluminium i jego stopów
Rozdział 14. Metale podgrup bocznych
§ 14.1. Ogólna charakterystyka podgrupy chromu
§ 14.2. Chrom
§ 14.3. Tlenki i wodorotlenki chromu
§ 14.4. Chromiany i dichromiany
§ 14.5. Ogólna charakterystyka rodziny żelaza
§ 14.6. Żelazo
§ 14.7. Związki żelaza
§ 14.8. Proces domeny
§ 14.9. Żeliwo i stal
§ 14.10. Rozwiązywanie typowych problemów
CZĘŚĆ 3. CHEMIA ORGANICZNA.
Rozdział 15. Podstawowe zasady chemii organicznej
§ 15.1. Przedmiot chemii organicznej
§ 15 ust. 2. Cechy związków organicznych
§ 15.3. Izomeria
§ 15.4. Teoria struktury chemicznej związków organicznych A. M. Butlerowa
§ 15.5. Szeregi homologiczne związków organicznych
§ 15.6. Klasyfikacja związków organicznych
§ 15.7. Rodzaje reakcji organicznych
Rozdział 16. Węglowodory
§ 16.1. Węglowodory nasycone (alkany)
§ 16 ust. 2. Nazewnictwo alkanów i ich pochodnych
§ 16.3. Właściwości chemiczne metanu i jego homologów
§ 16.4. Cykloalkany
§ 16.5. Węglowodory nienasycone
§ 16.6. Etylen i jego homologi
§ 16.7. Reakcje polimeryzacji. Polietylen
§ 16 ust. 8. Acetylen i jego homologi
§ 16.9. Węglowodory dienowe
§ 16.10. Kauczuki naturalne i syntetyczne
§16.11. Węglowodory aromatyczne (areny)
§ 16.12. Benzen i jego homologi
§ 16.13. Ropa naftowa i jej przetwarzanie
§ 16.14. Gazy ziemne i ich zastosowania
§ 16.15. Rozwiązywanie typowych problemów
Rozdział 17. Związki organiczne zawierające tlen
§ 17 ust. 1. Alkohole nasycone
§ 17 ust. 2. Metanol i etanol
§ 17 ust. 3. Glikol etylenowy i gliceryna
§ 17 ust. 4. Fenole
§ 17 ust. 5. Aldehydy
§ 17 ust. 6. Formaldehyd
§ 17 ust. 7. Aldehyd octowy
§ 17.8. Reakcje polikondensacji
§ 17 ust. 9. Ketony
§ 17.10. Kwasy karboksylowe
§ 17.11. Kwas mrówkowy
§ 17.12. Kwas octowy
§ 17.13. Estry. Reakcje estryfikacji i zmydlania
§ 17.14. Tłuszcze
§ 17.15. Mydła i inne środki czystości
§ 17.16. Węglowodany
§ 17.17. Monosacharydy i disacharydy
§ 17.18. Polisacharydy
§ 17.19. Kwasy nienasycone, dwuzasadowe i heterofunkcyjne
§ 17.20. Rozwiązywanie typowych problemów
Rozdział 18. Związki organiczne zawierające azot
§ 18.1. Związki nitrowe
§ 18.2. Aminy
§ 18.3. Anilina
§ 18.4. Aminokwasy
§ 18.5. Amidy kwasowe
§ 18.6. Wiewiórki
§ 18.7. Związki heterocykliczne
§ 18.8. Kwasy nukleinowe
§ 18.9. Rozwiązywanie typowych problemów
ZASTOSOWANIA
Indeks tematyczny

Zamiar: DLA APLIENTÓW NA UCZELNIE

© Wydawnictwo „Szkoła Absolwentów„Moskwa 1968

Format: DjVu, Rozmiar pliku: 2,74 MB

Przedmowa 3

Część 1 Podstawowe prawa i pojęcia chemii

Wprowadzenie 5

§ 1. O przedmiocie chemii 7

§ 2. Znaczenie chemii. Rola chemii w tworzeniu bazy materialnej i technicznej komunizmu 8

Rozdział I. Podstawowe pojęcia teorii atomowo-molekularnej. Najważniejsze prawa chemii 10

§ 1. Teoria atomowo-molekularna 11

§ 2. Prawo zachowania masy materii. Obliczenia z wykorzystaniem równania reakcji chemicznej 13

§ 3 Prawo ekwiwalentów 15

§ 4 Prawo Avogadra i jego konsekwencje 16

§ 5. Znajdowanie najprostszych wzorów związków chemicznych 19

Zadania i ćwiczenia do rozdziału 1 21

Rozdział II. Budowa atomu i podstawowe pojęcia o budowie materii 21

§ 1. Budowa atomu 22

§ 2. Niektóre cechy wolnych atomów 24

§ 3. Przegrupowanie elektronowe podczas tworzenia wiązania chemicznego 26

§ 4. Proste i mieszanina 27

§ 5. Podstawy stechiometrii 29

Zadania i ćwiczenia do rozdziału II 32

Zobacz pełny spis treści...

Rozdział III Budowa atomu i prawo okresowości D. I. Mendelejewa.

Układ okresowy pierwiastków chemicznych 33

§ 1. Budowa atomu i układ okresowy pierwiastków

D. I. Mendelejewa 33

§ 2. Prawo okresowości i układ okresowy pierwiastków 36

Zadania i ćwiczenia do rozdziału III 39

Rozdział IV. Substancje proste 39

§ 1. Metale i niemetale. Względność podziału substancji prostych na metale i niemetale 40

§ 2. Alotropia 42

§ 3. Pojęcie procesów redoks 43 Zadania i ćwiczenia do rozdziału IV 47

Rozdział V. Związki chemiczne 47

§ 1. Mieszanka i związek chemiczny 47

§ 2 Najprostszy i prawdziwy wzór związku chemicznego 48

§ 3. O stałości składu materii 49

§ 4. Wiązania chemiczne w związkach 50

§ 5. Klasyfikacja związków nieorganicznych 52

§ 6. Graficzne przedstawienie wzorów związków chemicznych 55 Zadania i ćwiczenia do rozdziału V 57

Rozdział VI. Rozwiązania. Teoria dysocjacji elektrolitycznej. Reakcje

w roztworach elektrolitów 58

§ 1. Rozwiązania 58

§ 2. Metody wyrażania stężeń roztworów 60

§ 3. Dysocjacja elektrolityczna 65

§ 4. Reakcje w roztworach elektrolitów i równania jonowe 68

§ 5. Reakcje redoks 71

Zadania i ćwiczenia do rozdziału VI 74

Rozdział VII. Chemia i prąd elektryczny 75

§ 1. Szeregi napięć (aktywności) metali 75

§ 2. Elektroliza 77

§ 3. Korozja metali 79

Zadania i ćwiczenia do rozdziału VII 83

Krótka informacja o chemii nieorganicznej i organicznej

Rozdział I. Właściwości pierwiastków trzech pierwszych okresów układu okresowego i żelaza 84

§ 1. Właściwości pierwiastków głównych podgrup 1 i 2 grup układu okresowego oraz aluminium 84

§ 2. Właściwości żelaza 90

§ 3. Właściwości pierwiastków głównych podgrup 5, 6, 7 grup układu okresowego 92

§ 4. Właściwości nieorganicznych związków węgla i krzemu 96 Zadania i ćwiczenia do rozdziału I części II 99

Rozdział II. Chemia organiczna 99

§ 1. Podstawowe założenia teorii A. M. Butlerowa o budowie związków organicznych 99

§ 2. Klasyfikacja związków organicznych 100

Węglowodory 105

§ 3. Węglowodory nasycone (parafiny) 105

§ 4. Alicykliczne węglowodory nasycone 109

§ 5. Węglowodory nienasycone 110

§ 6. Węglowodory aromatyczne 115

§ 7. Olej i główne produkty jego przerobu 118

Zadania i ćwiczenia do §§ 1-7 rozdziału II 120

Klasy związków organicznych 120

§ 8. Alkohole 120

§ 9. Fenole 123

§ 10. Aldehydy i ketony 124

§ 11. Kwasy organiczne 128

§ 12. Tłuszcze 130

§ 13. Węglowodany 131

Zadania i ćwiczenia do §§ 8-13 rozdziału I 134

Pobierz podręcznik ZSRR - Chemia dla kandydatów na uniwersytety, 1968

Cm. Fragment z podręcznika...

PRZEDMOWA

Współczesny przemysł, budownictwo, transport, komunikacja, energetyka, rolnictwo i medycyna wykorzystują niemal wszystkie pierwiastki chemiczne i ich związki.

Problem tworzenia materiałów chemicznych jest najważniejszy w rewolucyjnej transformacji technologii radioelektronicznej i rakietowej, sprzętu budowlanego, budowy maszyn i przyrządów, techniki transportu i łączności.

Tworzenie coraz bardziej zaawansowanych urządzeń dla sztucznych satelitów ziemskich i statków kosmicznych stwarza nowe problemy dla chemii i przemysłu chemicznego w zakresie tworzenia materiałów polimerowych i półprzewodnikowych, które nie zmieniają właściwości w szerokim zakresie temperatur i są odporne na promieniowanie.

Nowe postępy w chemii w otrzymywaniu ultraczystych monokryształów doprowadziły do ​​​​powstania technologii tranzystorowej.

Nowe postępy w chemii w produkcji ferrytów otworzyły drogę do rozwoju technologii cybernetycznej i radarowej.

W naszych czasach technologia chemiczna, stopniowo wypierając technologię mechaniczną z większości gałęzi przemysłu, otwiera wielkie perspektywy zwiększenia produktywności pracy społecznej.

Chemia tworzy nowe formy nawozów mineralnych i nowe sposoby selekcji w celu uzyskania wysokoplennych typów roślin rolniczych.

Chemia wniosła ogromny wkład w poznanie procesów zachodzących w materii żywej i praw dziedziczności.

Substancje chemiczne i ich przemiany podlegają okresowym prawom pierwiastków chemicznych D. I. Mendelejewa i teorii budowy chemicznej A. M. Butlerowa.

Najważniejsze działy chemii - dysocjacja elektrolityczna, reakcje redoks, elektroliza, korozja metali - są przez autorów ściśle powiązane z wiedzą, którą uczniowie otrzymali w szkole średniej na kierunku fizyka.

Podręcznik w skrócie przedstawia wszystkie zagadnienia programu chemii dla osób rozpoczynających naukę na uniwersytetach i zawiera rozwiązania problemów we wszystkich jego sekcjach. Podręcznik ten w nowej formie podsumowuje materiał z chemii w szkole średniej i stanowi krok przejściowy do studiowania chemii w szkole wyższej.

Sekcje „Podstawowe prawa i pojęcia chemii” oraz „Chemia nieorganiczna” zostały napisane przez kandydata nauk chemicznych A. L. Makarenya, sekcję „Chemia organiczna” napisał kandydat nauk chemicznych P. M. Zavidny.

W podręczniku uwzględniono doświadczenie nauczania chemii na kursach przygotowawczych na Uniwersytecie im. A. A. Żdanowa i Leningradzkim Elektrotechnicznym Instytucie Łączności im. Profesora M. A. Boncha-Bruevicha.

Redakcja i autorzy dziękują recenzentom prof. V.I. Semeshin, Zakład Metod Nauczania Chemii, Leningradzki Państwowy Instytut Pedagogiczny im. A. I. Herzen (kierownik katedry, prof. A. D. Smirnov), a także prof. Tak, M. Slobodin, profesor nadzwyczajny. Ya. M. Veprik, V. E. Mayorova, Ph.D. chemia Nauka. V.I. Artemyev, honorowy Nauczycielowi szkoły RFSRR K. G. Kolosowej za cenne uwagi dotyczące rękopisu.

Uwagi i porady mające na celu udoskonalenie podręcznika prosimy przesyłać do wydawnictwa „Szkoła Wyższa”.

Profesor V.V. Razumowski

PODSTAWOWE PRAWA i pojęcia CHEMII

WSTĘP

Fizyka i chemia to główne nauki o budowie i właściwościach materii. Kilka dekad temu wielki rosyjski naukowiec D.I. Mendelejew napisał: „Niedaleki jest czas, kiedy wiedza z zakresu fizyki i chemii będzie tym samym znakiem i środkiem edukacji, za jaką uważano wiedzę klasyków sto, dwieście lat temu. Stanowią one (fizyka i chemia – Autor) w naszych czasach jeden ze środków sukcesu we wszystkich dziedzinach wiedzy i ich zastosowaniach.” Na naszych oczach słowa te ulegają usprawiedliwieniu. Współpraca obu nauk doprowadziła do odkrycia budowy atomu, powstania energii jądrowej, technologii półprzewodników oraz niezwykłych odkryć w dziedzinie materiałów syntetycznych (nieorganicznych – sztuczne diamenty, półprzewodniki itp.; organicznych – kauczuki, tworzywa sztuczne, włókna; pierwiastki organiczne – kauczuki nieorganiczne, siloksany itp.).

Badanie zjawisk chemicznych nie jest możliwe bez podstawowych pojęć o budowie materii (nauki atomowo-molekularne, badanie budowy atomów i teoria wiązań chemicznych). Podstawą badania właściwości związków nieorganicznych jest prawo okresowe i układ okresowy pierwiastków chemicznych D. I. Mendelejewa, a do badania właściwości związków organicznych - teoria A. M. Butlerowa o strukturze związków organicznych. Tylko głębokie zrozumienie tych podstawowych teorii chemii może prowadzić do prawidłowego zrozumienia wielu klas związków chemicznych, do solidnej wiedzy o ich składzie, strukturze i właściwościach.

Przeglądając chemię, należy zwrócić szczególną uwagę nie tylko na ujawnienie zależności między pierwiastkami, ale także na określenie zależności ich właściwości od ich struktury i składu. Nie da się zrozumieć przyczyn występowania reakcji chemicznych bez uwzględnienia budowy atomów, jonów, cząsteczek, rodników, bez uwzględnienia rodzajów wiązań chemicznych w substancjach początkowych i końcowych. Ważnym aspektem badania procesu chemicznego są pojęcia równowagi i energii reakcji chemicznej. W podręczniku odpowiednie miejsce zajmuje prezentacja tych zagadnień.

Przygotowywanie się do egzaminów wstępnych z chemii wskazane jest od zapoznania się z „Programem egzaminów wstępnych dla kandydatów do szkół wyższych ZSRR”.

Program składa się z dwóch części: „Ogólne wytyczne” i „Zakres wymagań”. Niestety, wnioskodawcy rzadko zwracają uwagę na sekcję „Instrukcje ogólne”. Tymczasem jego uważne rozważenie pozwoli ci poprawnie zrozumieć wymagania stawiane kandydatom na egzamin wstępny. Na przykład w tej sekcji określono, że w chemii zdający musi wykazać się wyraźną znajomością podstawowych praw, pojęć i teorii chemicznych. Co to znaczy?

Studiując początkowo chemię nieorganiczną w szkole średniej, rozważa się teorię atomowo-molekularną, a następnie teorię budowy atomu i pewne wyobrażenia o budowie materii. W świetle teorii budowy atomu wyjaśniono szereg koncepcji teorii atomowo-molekularnej. Wyjaśnienia te należy uwzględnić w odpowiedzi.

Powtarzając kurs chemii nieorganicznej, warto zwrócić uwagę na rozwój podstawowych pojęć.

Ogólne wytyczne stanowią, że zdający musi wykazać się znajomością terminologii przedmiotu. Niestety wielu kandydatów słabo zna terminologię. Bardzo często tłumaczy się to nieuwagą, a czasami brakiem przywiązania do terminologii należytego znaczenia i tak się dzieje. Na przykład nie wszyscy wnioskodawcy doskonale znają nazwy (nomenklaturę) związków chemicznych. Na egzaminie proszeni są o napisanie wzoru na siarczek potasu, a ci, którzy odpowiedzą, wpisują wzór na siarczek potasu (K2S03), a nawet siarczan potasu (K2S04).

Na przykład w związku HN03 wartościowość pierwiastków wynosi HN03. W roztworze związek ten dysocjuje na jony H1 i NO3. O jonach N5+ nie można mówić. Tymczasem zgłaszający często twierdzą, że jon N5+ może pełnić w tym związku rolę utleniacza.

Zdający musi wykazać się znajomością ogólnej charakterystyki najważniejszych pierwiastków i ich głównych związków, czyli jasno opisać położenie pierwiastka w układzie i w oparciu o wzorce, których uczył się w szkole średniej, wykazać się znajomością właściwości z najważniejszych związków tego pierwiastka.

Wskazane jest budowanie opowieści o właściwościach związków, jakie tworzy dowolny pierwiastek w określonej logicznej kolejności: pozycja elementu w układzie, jego konfiguracja elektronowa, właściwości substancji prostej (rodzaj wiązania), właściwości jej związki (rodzaj wiązania).

Jednym z wymagań „Instrukcji ogólnych” dla kandydatów jest umiejętność korzystania z układu okresowego D.I. Mendelejewa w zakresie programu. W tym przypadku mówimy nie tylko o konieczności szczegółowego poznania budowy i właściwości objętości elementów pierwszych trzech okresów układu, ale także o umiejętności zastosowania wiedzy o ogólnych prawach do opisu właściwości tych elementy, których nauka nie była przewidziana w programie chemii w szkole średniej. Przykładowo trzeba umieć opisać właściwości arsenu czy cyny, napisać kilka charakterystycznych związków chromu lub jakiś inny pierwiastek z dodatkowej podgrupy. Oczywiście można tego dokonać bazując na znajomości właściwości znanych pierwiastków.

Zdający musi wykazać się zrozumieniem kluczowych procesów produkcji chemicznej. Nie jest od niego wymagana znajomość szczegółów wyposażenia, technik laboratoryjnych, cech przebiegu reakcji itp. Musi znać chemiczną stronę procesów produkcyjnych, a także podstawowe zasady, na których opiera się realizacja i efektywność ekonomiczna najważniejszych opierają się procesy.

Drugi rozdział „Instrukcji ogólnych” stanowi, że zdający mają obowiązek znać właściwości najważniejszych substancji, na których opiera się ich zastosowanie w gospodarce narodowej. Wnioskodawcy powinni zwrócić uwagę na takie sekcje podręcznika chemii nieorganicznej, jak zastosowanie kwasu siarkowego, zastosowanie kwasu solnego w gospodarce narodowej itp.

Wreszcie Ogólne wytyczne podkreślają, że zdający musi wykazać się umiejętnością rozwiązywania wysokiej jakości problemów w odniesieniu do materiału określonego w programie nauczania.

W tej instrukcji omówione zostaną najbardziej typowe zadania.

§ 1. O PRZEDMIOCIE CHEMII

W literaturze chemicznej można spotkać następujące definicje przedmiotu chemii:

„Chemia to nauka o pierwiastkach chemicznych” (D. I. Mendelejew).

„Chemia to nauka o substancjach, ich przemianach i zjawiskach towarzyszących tym przemianom” (najczęstsza definicja chemii).

„Chemia XX wieku to nauka o syntezie materiałów o określonych właściwościach” (podana niedawno definicja chemii).

Nie można powiedzieć, że jedna definicja jest lepsza, inna gorsza, jedna jest poprawna, a druga nie. Każda z powyższych definicji jest poprawna, chociaż podkreśla jeden korzystny aspekt nauk chemicznych.

Zwróć uwagę na drugą definicję i kolejność wymieniania przedmiotów badań.

Substancje. Ich przemiany. Zjawiska towarzyszące tym przemianom.

Sama substancja i jej przemiany są badane nie tylko przez chemię, ale także przez inne nauki, na przykład fizykę i biologię powiązaną z chemią. Oznacza to, że żadna z tych nauk nie bada wszystkich i nie wszystkich przemian materii. Chemia interesuje się tylko tymi przemianami, w których następuje zmiana składu substancji, prowadząca do jakościowej zmiany właściwości substancji. Topnienie lodu lub wrzenie wody bada się za pomocą fizyki, a oddziaływanie wody z sodem lub kwasem siarkowym bada się za pomocą chemii, ponieważ w pierwszym przypadku zmienia się tylko stan skupienia substancji, ale nie skład, a w po drugie, substancje początkowe i końcowe różnią się składem i właściwościami, nie tylko fizycznymi, ale także chemicznymi.

Oczywiste jest, że zmiany zachodzące w procesach chemicznych są bezpośrednio zależne od tego, z jakich elementów składają się substancje oddziałujące.

Stopień rozwoju każdej nauki zależy od tego, co daje ona praktyce, czy dokonane w niej odkrycia zostaną zrealizowane. Wiek XVIII nazywany jest wiekiem pary, wiek XIX nazywany jest wiekiem elektryczności; Przez analogię wiek XX nazwano wiekiem energii atomowej, materiałów syntetycznych (sztucznych) i odkrywania tajemnic życia. Ludzkość od dawna dąży do opanowania zasobów energii, a najbardziej wymierne sukcesy w tej dziedzinie osiągnęła fizyka. Problem tworzenia szerokiej gamy materiałów o określonych właściwościach pojawił się dopiero w ostatnich dziesięcioleciach.

Synteza nowych materiałów nie byłaby możliwa bez zidentyfikowania specyficznych cech chemicznych każdego pierwiastka.

Rozwój technologii rakietowej, nuklearnej i półprzewodnikowej byłby niemożliwy bez stworzenia nowych materiałów.

Trzecia z powyższych definicji przedmiotu chemii podkreśla właśnie tę stronę jej rozwoju, która wyłoniła się w ostatnich dziesięcioleciach.

§ 2. Znaczenie chemii, rola chemii w tworzeniu bazy materialnej i technicznej komunizmu

Znaczenie chemii. W miarę rozwoju społeczeństwa ludzkiego pojawia się coraz większa rola chemii w opanowaniu zasobów energetycznych i materialnych natury. Zatem wraz z mechaniczną obróbką drewna i kamienia powszechna stała się ich obróbka chemiczna; wytapianie metali z rud, synteza chemiczna itp.

Od prymitywnego wykorzystania paliw do wytwarzania ciepła ludzkość przeszła do szerszego wykorzystania drewna, węgla i ropy, w oparciu o które powstają nie tylko nowe rodzaje paliw (np. gazowe), ale także szereg innych ważnych produktów zostały uzyskane. Z kolei nauczyli się przekształcać energię chemiczną w energię elektryczną (baterie galwaniczne, baterie, ogniwa paliwowe). Wreszcie, obecnie na szeroką skalę produkowane są materiały o określonych, z góry określonych właściwościach. Rozpoczyna się aktywna interwencja chemii w działalność żywego organizmu.

Powszechne przemysłowe wykorzystanie osiągnięć chemii okazało się możliwe dopiero na pewnym etapie rozwoju społeczeństwa ludzkiego, na pewnym etapie rozwoju sił wytwórczych społeczeństwa. Do przeprowadzenia syntezy chemicznej i chemicznej obróbki materiałów wymagane są odpowiednie instalacje i aparatura, urządzenia sterujące, automatyzacja produkcji, wystarczająca moc energetyczna oraz wstępne przygotowanie surowców.

Rola chemii w tworzeniu materialnej i technicznej bazy komunizmu. Program Komunistycznej Partii Związku Radzieckiego, przyjęty na XXII Zjeździe KPZR, stwierdza, że ​​głównym zadaniem gospodarczym partii i narodu radzieckiego jest stworzenie w ciągu dwóch dekad materialnej i technicznej bazy komunizmu. Aby stworzyć taką bazę, konieczne jest także szerokie wykorzystanie chemii w gospodarce narodowej.

Akademik A.E. Fersman napisał w jednej ze swoich prac: „...idea chemizacji w połączeniu z ideą elektryfikacji jest ideą o wyjątkowym znaczeniu, ponieważ wykorzystuje wykorzystanie zasobów naturalnych w sposób wyższy poziom...”.

Chemizacja gospodarki narodowej oznacza: 1) utworzenie trwałej bazy materialnej do wdrażania i doskonalenia procesów technologicznych; 2) wprowadzenie we wszystkich gałęziach przemysłu i życia codziennego chemicznych metod przetwarzania substancji, prowadzące do radykalnej zmiany technologii i ekonomiki produkcji, warunków życia i kultury życia i pracy ludności; 3) zwiększanie ilości i jakości produktów przemysłowych i rolnych.

W wyniku rozwoju przemysłu chemicznego w naszym kraju w 1940 r. wolumen wyrobów chemicznych wzrósł 18-krotnie w porównaniu z 1913 r., a w 1951 r. nasz kraj zajął drugie miejsce na świecie (po USA) pod względem całkowitej produkcji wyrobów chemicznych. produktów chemicznych i według niektórych wskaźników (koks, szkło, cement) jesteśmy na pierwszym miejscu. Przez lata radzieccy naukowcy opracowali wiele ważnych problemów naukowych i technologicznych. Dość powiedzieć na przykład, że w ZSRR po raz pierwszy na świecie uzyskano kauczuk syntetyczny i opracowano technologię jego przemysłowej produkcji, uzyskano sztuczne diamenty, stworzono nowe materiały dla technologii kosmicznej i nuklearnej .

Prace A. E. Favorsky'ego i jego szkoły na temat syntezy węglowodorów dienowych i nowych polimerów na ich bazie, A. N. Nesmeyanova i jego szkoły - w dziedzinie związków pierwiastków organoorganicznych, K. A. Andrianowa - na temat syntezy związków krzemoorganicznych, G. A. Razuvaevy - w chemii wolne rodniki, N.N. Semenov i jego szkoła w dziedzinie kinetyki chemicznej, G.N. Flerova i jego współpracownicy na temat produkcji pierwiastków transuranowych (nr 102, nr 104) odegrali ogromną rolę w rozwoju krajowej i światowej nauki chemicznej, w realizacji zadań budownictwa komunistycznego w naszym kraju.

Wytyczne XXIII Zjazdu KPZR przewidują dalsze zwiększenie tempa rozwoju przemysłu chemicznego i petrochemicznego. Tym samym do roku 1970 planuje się prawie 2-krotnie zwiększyć produkcję nawozów mineralnych, włókien chemicznych i gazu, a tworzyw sztucznych i żywic – prawie 3-krotnie.

Współczesny rozwój nauki stawia na porządku dziennym rozwiązanie szeregu złożonych zadań i problemów, takich jak z jednej strony problemy onkologii, wirusologii, genetyki (powiązanie z biologią) itp. z drugiej strony chemia plazmy, chemia cząstek elementarnych, kosmochemia (powiązanie z fizyką).

• Chemia Dla uczniów szkół średnich i rozpoczynających naukę na uniwersytetach, 1960
• Problemy olimpiad chemicznych (Sorokin, Zagorsky, Svitanko) 1989

Na egzaminie z chemii kandydat na uczelnię musi:

wykazać się znajomością podstawowych zasad teoretycznych chemii;

potrafić zastosować teoretyczne zasady chemii przy rozpatrywaniu głównych klas substancji nieorganicznych i organicznych;

potrafić ujawnić zależność właściwości substancji od ich składu i struktury;

znać właściwości najważniejszych substancji stosowanych w przemyśle i życiu codziennym;

rozumieć podstawowe zasady naukowe najważniejszych gałęzi przemysłu chemicznego (bez wnikania w szczegóły konstrukcji sprzętu chemicznego);

rozwiązywać problemy standardowe i kombinowane z głównych działów chemii.

Podczas egzaminu można skorzystać z następujących tablic: „Układ okresowy pierwiastków chemicznych D. I. Mendelejewa”, „Rozpuszczalność zasad, kwasów i soli w wodzie”, „Szereg elektrochemiczny wzorca potencjały elektrod" Podczas rozwiązywania problemów możesz używać kalkulatora.

Arkusze egzaminacyjne dla egzamin ustny zawarte są cztery pytania: pierwsze - z teoretycznych podstaw chemii, drugie - z chemii nieorganicznej, trzecie - z chemii organicznej, czwarte - zadanie. Na biletach można umieścić trzy pytania.

Bilety na egzamin pisemny mogą zawierać do 10 zadań ze zróżnicowaną oceną, obejmujących wszystkie sekcje programu dla kandydatów.

Teoretyczne podstawy chemii

1. Przedmiot i zadania chemii. Zjawiska fizyczne i chemiczne. Miejsce chemii wśród nauki przyrodnicze. Chemia i ekologia.

2. Podstawy teorii atomowo-molekularnej. Pojęcie atomu, pierwiastka, substancji. Względna masa atomowa i względna masa cząsteczkowa. Mol jest jednostką ilości substancji. Masa molowa. Prawa stechiometrii: prawo zachowania masy materii, prawo stałości składu. Względna gęstość gazu.

3. Pierwiastki chemiczne. Znaki pierwiastków chemicznych i wzory chemiczne. Substancja prosta, substancja złożona. Alotropia.

4. Budowa atomu. Jądro atomowe. Izotopy. Jądra stabilne i niestabilne. Przemiany radioaktywne, rozszczepienie i synteza jądrowa. Równanie rozpadu promieniotwórczego. Pół życia.

5. Dwoista natura elektronu. Budowa powłok elektronowych atomów. Liczby kwantowe. Orbitale atomowe. Konfiguracje elektronowe atomów w stanie podstawowym i wzbudzonym.

6. D. I. Mendelejew odkrył prawo okresowości i stworzył układ okresowy pierwiastków chemicznych. Nowoczesne sformułowanie prawa okresowości. Budowa układu okresowego: duże i małe okresy, grupy i podgrupy. Zależność właściwości pierwiastków i tworzących je związków od położenia pierwiastka w układzie okresowym.

7. Rodzaje wiązań chemicznych: kowalencyjne (polarne i niepolarne), jonowe, metaliczne, wodorowe. Mechanizmy tworzenia wiązań kowalencyjnych: wymiana i donor-akceptor. Energia komunikacji. Elektroujemność. Polaryzacja podłączenia, efekt indukcyjny. Wiele połączeń. Model hybrydyzacji orbitalnej. Zależność pomiędzy budową elektronową cząsteczek a ich budową geometryczną (na przykładzie związków pierwiastków II okresu). Delokalizacja elektronów w układach sprzężonych, efekt mezomeryczny.

8. Wartościowość i stopień utlenienia. Wzory strukturalne. Izomeria. Rodzaje izomerii, izomeria strukturalna i przestrzenna.

9. Stany skupieniowe substancji i przejścia między nimi w zależności od temperatury i ciśnienia. Gazy. Przepisy gazowe. Równanie Mendelejewa-Clapeyrona.

Prawo Avogadra, objętość molowa. Płyny. Związek cząsteczek w cieczach. ciała stałe. Główne typy sieci krystalicznych: sześcienne i sześciokątne.

10. Klasyfikacja reakcji chemicznych: reakcje łączenia, rozkładu, podstawienia, wymiany. Reakcje redoks. Wyznaczanie współczynników stechiometrycznych w równaniach reakcji redoks. Zakres standardowych potencjałów elektrod.

11. Skutki termiczne reakcji chemicznych. Równania termochemiczne. Ciepło (entalpia) tworzenia związków chemicznych. Prawo Hessa i jego konsekwencje.

12. Szybkość reakcji chemicznych. Zależność szybkości reakcji od rodzaju i stężenia reagentów, temperatury. Stała szybkości reakcji chemicznej. Energia aktywacji. Kataliza i katalizatory.

13. Odwracalność reakcji chemicznych. Równowaga chemiczna i warunki jej przemieszczenia, zasada Le Chateliera. Stała równowagi, stopień konwersji.

14. Rozwiązania. Rozpuszczalność substancji i jej zależność od temperatury, ciśnienia i charakteru rozpuszczalnika. Sposoby wyrażania stężeń roztworów: ułamek masowy, ułamek molowy, stężenie molowe. Solidne rozwiązania. Stopy.

15. Mocne i słabe elektrolity. Dysocjacja elektrolityczna. Stała dysocjacji. Stopień dysocjacji. Równania reakcji jonowych. Właściwości kwasów, zasad i soli w świetle teorii dysocjacji elektrolitycznej Arrheniusa. Hydroliza soli. Elektroliza roztworów wodnych i stopionych soli. Procesy zachodzące na katodzie i anodzie.

Chemia nieorganiczna

W oparciu o prawo okresowości wnioskodawcy muszą być w stanie podać porównawczy opis pierwiastków w grupach i okresach.

Charakterystyka pierwiastka obejmuje: konfigurację elektronową atomu; możliwe wartościowości i stopnie utlenienia pierwiastka w związkach; formy prostych substancji i główne rodzaje związków, ich właściwości fizyczne i chemiczne, laboratoryjne i metody przemysłowe otrzymujący; występowanie pierwiastka i jego związków w przyrodzie, praktyczne znaczenie i obszary zastosowań jego związków. Opisując właściwości chemiczne, należy uwzględnić reakcje z udziałem związków nieorganicznych i organicznych (przemiany kwasowo-zasadowe i redoks), a także reakcje jakościowe.

1. Główne klasy substancji nieorganicznych, ich nazwy (nomenklatura), zależności między nimi.

2. Tlenki i nadtlenki. Rodzaje tlenków. Metody otrzymywania, właściwości tlenków i nadtlenków.

3. Zasady, metody otrzymywania, właściwości.

4. Kwasy, ich klasyfikacja, ogólne właściwości, metody otrzymywania.

5. Sole, ich skład, właściwości chemiczne, metody wytwarzania.

6. Metale, ich położenie w układzie okresowym. Właściwości fizyczne i chemiczne. Główne metody pozyskiwania. Metale i stopy w technologii.

7. Charakterystyka ogólna metale alkaliczne. Tlenki, nadtlenki, wodorotlenki i sole metali alkalicznych. Nawozy potasowe.

8. Ogólna charakterystyka pierwiastków głównej podgrupy II grupy układu okresowego. Wapń i jego związki. Twardość wody i sposoby jej eliminacji.

9. Ogólna charakterystyka pierwiastków głównej podgrupy III grupy układu okresowego. Aluminium. Amfoteryczność tlenku i wodorotlenku glinu.

10. Żelazo, jego tlenki i wodorotlenki, zależność ich właściwości od stopnia utlenienia żelaza. Reakcje chemiczne leżące u podstaw produkcji żelaza i stali. Rola żelaza i jego stopów w technologii.

11. Wodór, jego oddziaływanie z metalami, niemetalami, tlenkami, związkami organicznymi.

12. Tlen, jego formy alotropowe. Właściwości ozonu. Tlenki i nadtlenki.

13. Woda, budowa wody. Właściwości fizyczne i chemiczne wody. Kryształ nawilża. Nadtlenek wodoru.

14. Ogólna charakterystyka halogenów. Halogenowodory. Halogenki. Związki chloru zawierające tlen.

15. Ogólna charakterystyka pierwiastków głównej podgrupy VI grupy układu okresowego. Siarka. Siarkowodór, siarczki. Tlenki siarki (IV) i (VI), otrzymywanie, właściwości. Siarkowe i kwas siarkowy, ich właściwości. Sole kwasu siarkowego i siarkowego. Produkcja kwasu siarkowego.

16. Ogólna charakterystyka pierwiastków głównej podgrupy grupy V układu okresowego. Azot. Amoniak, jego synteza przemysłowa. Sole amonowe. Azotki. Tlenki azotu. Kwasy azotawy i azotowy oraz ich sole. Nawozy azotowe.

17. Fosfor, jego formy alotropowe. Fosfina, fosforki. Tlenek fosforu (V). Kwasy orto-, meta- i difosforowe. Ortofosforany. Nawozy fosforowe.

18. Ogólna charakterystyka pierwiastków głównej podgrupy IV grupy układu okresowego. Węgiel, jego formy alotropowe. Tlenki węgla (II) i (IV). Kwas węglowy i jego sole. Węgliki wapnia i glinu.

19. Krzem. Silan. Krzemek magnezu. Tlenek krzemu(IV). Kwas krzemowy i jego soja.

Chemia organiczna

Charakterystyka każdej klasy związków organicznych obejmuje: cechy budowy elektronowej i przestrzennej związków tej klasy, wzorce zmian właściwości fizycznych i chemicznych w szeregu homologicznym, nazewnictwo, rodzaje izomerii, główne typy reakcji chemicznych i ich mechanizmy .

Charakterystyka konkretnych związków obejmuje właściwości fizyczne i chemiczne, laboratoryjne i przemysłowe metody wytwarzania oraz obszary zastosowań. Opisując właściwości chemiczne, należy wziąć pod uwagę reakcje, w których uczestniczy zarówno rodnik, jak i grupa funkcyjna.

1. Teoria struktury związków organicznych A. M. Butlerowa. Zależność właściwości substancji od ich struktury. Rodzaje izomerii. Charakter wiązań chemicznych w cząsteczkach związków organicznych, homo- i heterolityczne metody rozrywania wiązań. Pojęcie wolnych rodników.

2. Węglowodory nasycone (alkany i cykloalkany), ich budowa elektronowa i przestrzenna (hybrydyzacja). Nazewnictwo, izomeria.

3. Alkeny, ich budowa elektronowa i przestrzenna (-hybrydyzacja i -wiązania). Nazewnictwo, izomeria. Reguła Markownikowa. Cykloalkeny. Węglowodory sprzężonych dienów, cechy ich właściwości chemicznych.

4. Węglowodory acetylenowe (alkiny), ich budowa elektronowa i przestrzenna (-hybrydyzacja, -wiązania). Nomenklatura. Właściwości kwasowe alkinów. Reakcja Kucherova.

5. Węglowodory aromatyczne (areny). Benzen, struktura elektronowa i przestrzenna (-hybrydyzacja). Homologi benzenu. Koncepcja wzajemnego oddziaływania atomów na przykładzie toluenu (reakcja układu aromatycznego z rodnikiem węglowodorowym).

6. Naturalne źródła węglowodorów: ropa naftowa, gazy naturalne i pochodne, węgiel. Destylacja oleju. Wyśmienity. Produkty otrzymywane z ropy naftowej, ich zastosowanie.

7. Alkohole. Alkohole pierwszorzędowe, drugorzędowe i trzeciorzędowe. Nazewnictwo, budowa, właściwości chemiczne alkoholi jednowodorotlenowych. Przemysłowa synteza etanolu. Alkohole wielowodorotlenowe (glikol etylenowy, gliceryna), cechy właściwości chemicznych.

8. Fenol, jego budowa, wzajemne oddziaływanie atomów w cząsteczce. Właściwości chemiczne fenolu, porównanie z właściwościami alkoholi alifatycznych.

9. Aldehydy. Nazewnictwo, budowa, właściwości fizyczne i chemiczne. Cechy grupy karbonylowej. Aldehydy mrówkowe i octowe, otrzymywanie, zastosowanie. Pojęcie ketonów.

10. Kwasy karboksylowe. Nazewnictwo, budowa, właściwości fizyczne i chemiczne.

Wzajemne oddziaływanie grupy karboksylowej i rodnika węglowodorowego. Kwasy nasycone, nienasycone i aromatyczne. Przykładowe kwasy: kwas mrówkowy (jego cechy), kwas octowy, benzoesowy, stearynowy, oleinowy.

11. Estry. Struktura, właściwości chemiczne. Reakcja estryfikacji. Tłuszcze, ich rola w przyrodzie, obróbka chemiczna tłuszczów (hydroliza, uwodornienie).

12. Węglowodany. Monosacharydy: ryboza, deoksyryboza, glukoza, fruktoza, ich budowa, właściwości fizyczne i chemiczne, rola w przyrodzie. Cykliczne formy monosacharydów. Polisacharydy: skrobia i celuloza.

13. Aminy. Aminy alifatyczne i aromatyczne. Wzajemne oddziaływanie atomów na przykładzie aniliny. Aminy pierwszorzędowe, drugorzędowe i trzeciorzędowe.

14. Aminokwasy i hydroksykwasy. Budowa, właściwości chemiczne, izomeria. Przykłady hydroksykwasów: kwas mlekowy, winowy i salicylowy. Aminokwasy alfa są jednostkami strukturalnymi białek. Peptydy. Struktura i rola biologiczna białka.

15. Pirol. Pirydyna. W składzie zawarte zasady pirymidynowe i purynowe kwasy nukleinowe. Zrozumienie budowy kwasów nukleinowych.

16. Reakcje polimeryzacji i polikondensacji. Ogólne pojęcia chemii związków wielkocząsteczkowych (HMC): monomer, polimer, jednostka elementarna, stopień polimeryzacji (polikondensacja). Przykłady różne typy Marynarka wojenna: polietylen, polipropylen, polistyren, polichlorek winylu, politetrafluoroetylen, kauczuki, żywice fenolowo-formaldehydowe, polipeptydy, włókna sztuczne i syntetyczne.