- •Введение
- •Раздел первый
- •1.2. Определение химии
- •1.3. Атомно-молекулярное учение
- •1.4. Основные стехиометрические законы химии
- •1.5. Значение химии в развитии техники
- •Глава 2. Строение атомов. Периодический закон и периодическая система химических элементов д.И. Менделеева
- •2.1. Первые модели строения атома
- •2.2. Квантово-механическая модель атома водорода
- •2.3. Квантовые числа
- •2.4. Атомные орбитали
- •2.5. Многоэлектронные атомы
- •2.6. Распределение электронов по энергетическим уровням и подуровням у элементов малых периодов
- •2.7. Распределение электронов по энергетическим уровням и подуровням у элементов больших периодов
- •2.8. Периодический закон д. И. Менделеева
- •2.9. Структура периодической системы химических элементов д. И. Менделеева
- •2.10. Свойства атомов элементов в периодической системе
- •2.11. Закономерности изменения свойств элементов и их соединений в периодической системе
- •Глава 3. Химическая связь и строение молекул
- •3.1. Развитие теории химической связи
- •3.2. Ковалентная связь. Кривая потенциальной энергии
- •3.3. Основные количественные характеристики ковалентной связи
- •3.4. Квантово – механическая теория валентности
- •3.5. Донорно – акцепторный механизм образования ковалентной связи
- •3.6. Свойства ковалентной связи
- •3.7. Метод молекулярных орбиталей
- •3.8. Ионная связь
- •3.9. Водородная связь
- •3.10. Межмолекулярное взаимодействие
- •Глава 4. Кристаллическое состояние вещества
- •4.1. Макроскопические свойства кристаллов
- •4.2. Внутреннее строение кристаллов
- •4.3. Виды элементарных ячеек
- •4.4. Металлическая связь
- •4.5. Реальные кристаллы и нарушения кристаллической структуры
- •Раздел второй
- •5.2. Первый закон термодинамики
- •5.3. Энтальпия образования химических соединений
- •5.4. Энтропия. Второй закон термодинамики
- •5.5. Третий закон термодинамики
- •5.6. Энергия Гиббса. Направленность химических реакций
- •164,9 КДж; 172,41 Дж/моль∙к;
- •Глава 6. Скорость химических реакций. Химическое равновесие
- •6.1. Влияние внешних факторов на скорость химических реакций
- •6.2. Химическое равновесие
- •6.3. Цепные реакции
- •6.4. Фазовые равновесия
- •6.5. Катализаторы и каталитические системы
- •Раздел третий растворы
- •Глава 7. Общие свойства растворов
- •7.1. Механизм процессов растворения
- •7.2. Способы выражения количественного состава растворов
- •100 ∙ 10,91 Моль % h2so4
- •7.3. Энергетика растворения
- •7.4. Свойства растворов неэлектролитов
- •7.5. Свойства растворов электролитов
- •7.6. Электролитическая диссоциация воды. Водородный показатель
- •7.7. Произведение растворимости. Гидролиз солей
- •Глава 8. Окислительно-восстановительные реакции
- •8.1.Общие понятия об окислительно- восстановительных реакциях
- •8.2. Классификация окислителей и восстановителей
- •8.3. Количественная характеристика окислительно-восстановительных реакций
- •8.4. Методы составления уравнения окислительно-восстановительных реакций
- •8.5. Влияние факторов на характер и направление реакций
- •8.6. Типы окислительно-восстановительных реакций
- •Глава 9. Электрохимические процессы
- •9.1. Строение двойного электрического слоя
- •9.2. Гальванические элементы
- •9.3. Стандартный водородный электрод
- •9.4. Поляризационные явления в гальванических элементах
- •9.5. Химические источники тока
- •9.6. Аккумуляторы
- •9.7. Топливные элементы
- •9.8. Теоретические основы электролиза
- •9.9. Последовательность электродных процессов
- •9.10. Техническое применение электролиза
- •Глава 10. Коррозия и защита металлов
- •10.1. Общие сведения о коррозии
- •10.2. Классификация коррозионных процессов
- •10.3. Количественная и качественная оценка коррозии и коррозионной стойкости
- •10.4. Химическая коррозия
- •10.5. Электрохимическая коррозия
- •10.6. Методы защиты от электрохимической коррозии
- •Раздел четвертый
- •11.2. Электропроводность металлов, полупроводников и диэлектриков
- •11.3. Химические свойства металлов высокой проводимости
- •11.4. Электропроводимость металлов подгруппы меди
- •11.5. Химические свойства магнитных материалов
- •11.6. Магнитные свойства металлов семейства железа
- •Глава 12. Химическая идентификация и анализ вещества
- •12.1. Химическая идентификация вещества
- •12.2. Количественный анализ
- •12.3. Инструментальные методы анализа
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Глава 1. Основные понятия химии. Предмет и задачи
- •Глава 2. Строение атомов. Периодический закон и
- •Глава 3. Химическая связь и строение молекул………..54
- •Глава 4. Кристаллическое состояние вещества………..103
- •Глава 12. Химическая идентификация и анализ
1.5. Значение химии в развитии техники
Исторически развитие химии началось в глубокой древности, когда в качестве строительных материалов использовались некоторые металлы, стекло, кирпичи. До сих пор существуют разработанные в то время химические процессы, например, пивоварение, выплавка железа и меди и др.
На протяжении многих веков химики сумели синтезировать огромное количество природных веществ, начиная от аммиака и кончая гормонами насекомых.
Однако формирование химии как науки начиналось лишь в конце XVIII века. С открытием химических законов химия еще в большей степени ускорила производство новых веществ, с новыми свойствами.
С начала ХХ века прогресс химии был существенно ускорен возможностью получения синтетических веществ, не известных в природе. Во всем мире резко возросли темпы научно-технических разработок в области химии. Если в середине ХIХ века на превращение чернового варианта процесса электрохимического получения Al (1854 г.) в промышленный метод потребовалось 35 лет, то в 50-е годы ХХ века крупномасштабное производство полиэтилена низкого давления было создано менее чем за 4 года.
Однако разработка новых химических продуктов требует больших материальных затрат. Например, чтобы найти лишь несколько лекарственных препаратов, которые можно пустить в промышленное производство нужно подготовить не менее 4000 веществ. В промышленно развитых странах, например, в США на каждый внедряемый в химическое производство продукт приходилось около 450 теоретических разработок. Из них ~ 100 вариантов отбирали для лабораторных испытаний, а затем 5-8 – для опытного производства на химических установках. Не смотря на эти колоссальные затраты не более 50 % отобранных после промышленных испытаний продуктов имели какое-либо хозяйственное значение. Но значение этих продуктов так высоко, что полностью перекрывает стоимость непродуктивной разработки и внедрение их в промышленность.
Следует отметить, что 20 % мировых патентов выдаются на открытия или изобретения в области химии, в чем особенно отражается прогрессивный характер этой науки.
Весьма огромен вклад химии в удовлетворение основных потребностей людей и повышение жизненного уровня. В повседневной жизни средний гражданин использует не менее 300-500 продуктов химии, в том числе около 100 – в виде текстильных изделий, примерно 300 – в быту, на рабочем месте, приблизительно 50 медикаментов и столько же продуктов питания. Всего в настоящее время для всех мыслимых целей материального производства и удовлетворения потребности людей в их распоряжении имеется не менее 1 миллиона веществ, выпускаемых химической промышленностью. Общее число известных химических соединений оценивается около 7,5 млн. В химических лабораториях в мире ежедневно синтезируется свыше 200 новых химических веществ.
Несомненно, что сейчас химия со своими продуктами, методами, концепциями устремлена в будущее. Но её успешное продвижение вперёд тесно связано другими дисциплинами, особенно с физикой, математикой, техникой и биологией. Развитие современного химического производства немыслимо без развития и совершенствования методов монтажа установок, электроники, компьютерной, измерительной, управляющей и регулирующей техники, а также без улучшения сырьевой базы и энергетического хозяйства. Для всех этих отраслей хозяйства химия становится главным потребителем. В свою очередь химия для этих отраслей разрабатывает новые продукты и методы, ускоряющие их прогресс. Без химии были бы невозможны такие завоевания человечества, как освоение космического пространства и использование атомной энергетики в мирных целях. Химические продукты и процессы применяются во многих отраслях материального производства: при изготовлении стекла, керамики, строительных материалов, в металлургической и пищевой промышленности. Такие принципиально новые физические эффекты, как радио и телевидение, магнитная запись и луч лазера, а также информационные и нанотехнологии могли быть технически реализованы благодаря созданию необходимых для них новых веществ и материалов. Можно утверждать, что современная химия определяет темпы научно-технического прогресса во всех существующих областях материального производства.