МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

Таврический национальный университет

имени В.И. ВЕРНАДСКОГО

1. Э.А. ГЮННЕР, В.Ф. ШУЛЬГИН, Н.С. ПЕВЗНЕР

1. ЛЕКЦИИ ПО ХИМИИ ЭЛЕМЕНТОВ

учебное пособие

для студентов I курса направления подготовки 6.040101 - химия

1. Симферополь 2010

Рекомендовано к печати заседанием кафедры общей химии от 13.09.10, протокол № 2

Рекомендовано к печати учебно-методическим советом

Таврического национального университета имени В.И. Вернадского от 7 октября 2010 г.,

протокол № 1

© Э.А. Гюннер, В.Ф. Шульгин, Н.С. Певзнер, 2010

ВВЕДЕНИЕ

Курс неорганической химии традиционно делится на две части: общую химию, изучающую общие закономерности строения химических веществ и химических превращений, и химию элементов, которая изучает простые вещества и соединения химических элементов, исключая специфические соединения углерода (углеводороды и их производные), которые составляют предмет органической химии. Данное учебное пособие составлено на основе курса лекций, который авторы в течение ряда лет читали для студентов химического факультета и нехимических специальностей Таврического национального университета имени В.И. Вернадского.

К неорганическим соединениям относятся как ионные вещества, которые могут быть описаны на основе законов классической электростатики, так и ковалентные соединения и металлы, для которых лучше подходят модели, построенные на представлениях квантовой механики. Данные модели уже знакомы студенту из курса общей химии. Однако необходимо ответить, что химия элементов по своей сути наука экспериментальная. Решение возникающих проблем в ней достигается через экспериментальные наблюдения и идентификацию продуктов реакции, изучение их структуры, термодинамических и иных свойств. До сих пор обширные области химии элементов остаются малоизученными, а синтез и исследование новых неорганических и координационных соединений постоянно продолжаются. При этом в последние годы все больший вес в исследованиях приобретают методы прямого рентгеноструктурного анализа, предоставляющие непосредственную информацию о кристаллическом строении вещества и его молекулярной структуре. Тем не менее, при изучении неорганических соединений по-прежнему широко используются традиционные физические методы - источники косвенной информации: колебательная и электронная спектроскопия, масс-спектрометрия, спектроскопия ЭПР и ЯМР, метод статической магнитной восприимчивости и т.д.

Помимо теоретического интереса химия элементов имеет большое практическое значение. Так, прямая зависимость от неорганической химии наблюдается в химической промышленности и химической технологии. Знание основ и тонких деталей химии элементов необходимо при создании современных неорганических материалов – катализаторов, полупроводников, элементов нелинейных оптических приборов, сверхпроводников, магнитных и люминесцентных устройств.

Химия элементов играет важную роль в жизни современного общества, поскольку именно конкретные химические знания лежат в фундаменте системы жизнеобеспечения и экологической безопасности человечества. Поэтому в последние десятилетия активными темпами развивается бионеорганическая химия – своеобразная ветвь координационной химии, одной из приоритетных задач которой является изучение роли металлов, входящих в состав животных и растительных организмов. С этими и другими дисциплинами, непосредственно связанными с химией элементов, студент будет знакомиться на старших курсах, Изучение химии элементов ставит своей задачей подготовить фундамент для этого знакомства. При этом основное внимание уделяется фактическому описанию химических объектов и явлений, поскольку теории меняются, а с фактами это происходит значительно реже. Поэтому основной задачей курса химии элементов является привитие студенту навыков правильно оценивать и анализировать фактический материал для того, чтобы потом его можно было применить на практике и при изучении других химических дисциплин.