ОХУ-ын Боловсрол, шинжлэх ухааны яам

Мэргэжлийн дээд боловсролын улсын боловсролын байгууллага

"Уфа улсын газрын тосны техникийн их сургууль"

USPTU оюутны номын сан

"Хими" хичээлийн богино хэмжээний лекц

химийн бус мэргэжлийн оюутнуудад зориулсан

Ерөнхий редакторын дор

Профессор С.С. Злотский, профессор А.К

USPTU-ийн редакци, хэвлэлийн зөвлөлөөс баталсан

сургалтын хэрэглэгдэхүүн болгон

Зохиогчид: О.Ф.Денисова, М.Н.Назаров, Л.Г Аналитик хими"); Ю.Н.Биглова, Е.А.Буйлова, Д.Р.Галиева, Н.М.Шаймарданов (Хэрэглээний хими, физикийн тэнхим)

Шүүгчид:

Уфа улсын нисэхийн техникийн их сургуулийн химийн тэнхимийн эрхлэгч, химийн шинжлэх ухааны доктор, профессор В.А. Докичев

Уфа улсын эдийн засаг, үйлчилгээний академийн ерөнхий химийн тэнхимийн эрхлэгч, химийн шинжлэх ухааны нэр дэвшигч

Дэд профессор И.П. Журкина

K78 "Хими" хичээлийн богино хэмжээний лекц / Ю.Н. доор

нийт ed. С.С. Злоцкий ба А.К. Мазитова. – Уфа: USNTU, 2010. – 69 х.

ISBN 978-5-7831-0955-3

"Хими" хичээлийн лекцүүдийг товч танилцуулж байна. Лекцийн агуулга нь улсын боловсролын стандартад нийцдэг. Сургалтын модульчлагдсан зарчмыг тусгаж, практик болон лабораторийн хичээлийн агуулгыг өгч, материалыг нэмэлт судлах үндсэн ном зохиолын жагсаалтыг өгсөн болно. Химийн бус мэргэжлийн оюутнуудад зориулагдсан: AG, AT, AE, BAG, BAT, BAE, BMZ, BMP, BPG, BPS, BTE, VV, GF, DS, MZ, MP, MS, PG, PS, TE, EG. , ES, ET, түүнчлэн AK, BOS, MH, OS, TS, TN бүрэн цагийн болон хагас цагийн боловсролын хэлбэрүүд.

ISBN 978-5-7831-0955-3 © Уфа улсын газрын тосны компани

Техникийн их сургууль, 2010 он

Өмнөх үг

Техникийн их сургууль, тухайлбал USPTU-ийн химийн бус мэргэжлээр суралцдаг оюутнуудын сургалтын хөтөлбөрт "Хими" хичээл орно. Энэ чиглэлээр мэргэшсэн мэргэжлүүдийн дийлэнх хэсэгт 12-20 лекц (24-40 цаг), 3-5 практик хичээл (6-10 цаг), 10-15 лабораторийн хичээл (20-30 цаг) өгдөг.

Лекцийн материалын агуулга нь бүтэц, бодисын ерөнхий (интеграл) шинж чанар, хамгийн чухал элементүүдийн шинж чанарууд гэсэн хоёр үндсэн хэсгийг агуулдаг. Практик хичээлийн үеэр хөтөлбөрийн гол, үндсэн асуудлуудыг интерактив горимд нарийвчлан ярилцаж, бүхэл бүтэн хичээлийн хувьд хамгийн чухал хэсгүүдэд анхаарлаа хандуулдаг. Лабораторийн ажил нь термодинамик, кинетик, шийдэл, электрохими, хамгийн чухал органик бус нэгдлүүдийн хувиргалтын өргөн хүрээний асуудлыг судлахад зориулагдсан болно. Туршилтын явцад оюутнууд химийн бодис, урвалжтай ажиллахад шаардлагатай ур чадвар, туршлагыг олж авдаг. Танхимын хичээл, зөвлөгөө, гэрийн даалгавар, бие даасан ажил зэрэг нь оюутнуудад хөтөлбөрийн материалыг амжилттай эзэмшиж, дараа нь тусгай чиглэлээр суралцахдаа химийн чиглэлээр олж авсан мэдлэгээ ашиглах боломжийг олгодог.

Одоогийн байдлаар Химийн хичээл нь олон тооны сурах бичиг, сургалтын гарын авлага, семинар, бодлогын цуглуулга гэх мэт хэвлэмэл болон цахим хэрэглүүртэй. 2005-2009 онд ерөнхий урлаг, химийн инженерийн тэнхимийн багш нар химийн бус мэргэжлээр суралцаж буй оюутнуудад зориулсан өргөн хүрээний боловсролын ном зохиолыг хэвлүүлсэн (санал болгосон уран зохиолын жагсаалтыг үзнэ үү).

Үүний зэрэгцээ, багшийн туршлагаас харахад энэ сэдвийн талаархи үндсэн мэдээллийг товч, хүртээмжтэй хэлбэрээр агуулсан гарын авлага дутмаг байгаа нь Химийн хичээлийн оюутны гүйцэтгэлийн өсөлтийг саатуулж байна.

Үүнтэй холбогдуулан УДБЭТ-ын ОНӨААТҮГ-ын тэнхимийн багш нарын багууд хамтран энэхүү гарын авлагыг* бэлтгэсэн бөгөөд зорилго нь химийн бус мэргэжлээр суралцаж буй 1-р курсын оюутнуудад суралцах, танин мэдэхэд хялбар болгох, системчлэх, хялбаршуулах зорилготой юм. "Хими" хичээлийн үндсэн агуулгатай. 23 лекц бүрийн товч хураангуй нь үндсэн заалт, нэр томьёо, томьёо, тодорхойлолтуудын тайлбарыг агуулсан болно. Өөрийгөө шалгах, хянах асуултууд, мөн 2 - 4 сурах бичгийн холбоосыг өгсөн бөгөөд энэ хэсгийг илүү дэлгэрэнгүй, дэлгэрэнгүй танилцуулсан болно. Номын төгсгөлд санал болгож буй боловсролын ном зохиолын өргөтгөсөн жагсаалт, шалгалт, шалгалтын гол асуултуудыг жагсаасан болно.

Энэхүү гарын авлага нь одоо байгаа сурах бичиг, семинарыг орлохгүй, харин эсрэгээр үндсэн сурах бичгүүдээс хөтөлбөрийн хэсгүүдийг илүү нарийвчилсан, нарийвчилсан танилцуулга, судлах боломжийг олгодог. Үүний зэрэгцээ сурах бичгийн энгийн бөгөөд хүртээмжтэй байдал нь бидний бодлоор оюутнуудад лекцийн сэдэв, агуулгатай урьдчилан танилцах, хичээлийн тоймыг илүү сайн төсөөлөх, хөтөлбөрийн бие даасан хэсгүүдийг хооронд нь холбох боломжийг олгодог.

Зохиогчид, ерөнхий боловсрол, шинжлэх ухааны тэнхимийн тэргүүлэх багш нар лекц бүрийн үндсэн үзүүлэлт, зорилго, зорилтыг товч, хийсвэр хэлбэрээр нэгтгэн системчилсэн. Энэ нь оюутнуудад дэмий цагаа багасгаж, хичээлийн гол асуудал, заалтуудад анхаарлаа төвлөрүүлэх боломжийг олгодог.

Энэхүү гарын авлага нь "Хими" мэргэжлээр суралцаж буй 1-р курсын бүх оюутнуудад хэрэгтэй, сонирхолтой байхаас гадна лекц, лаборатори, практик хичээлд бэлтгэхэд залуу эхлэгч багш, судлаачдын эрэлт хэрэгцээтэй байх болно гэж бид үзэж байна. Энэхүү гарын авлагыг ерөнхий боловсролын сургууль, техникум, коллежийн багш, багш нар, мөн химийн чиглэлээр гүнзгийрүүлэн судлах сонирхолтой ахлах ангийн сурагчдад санал болгож байна.

Дэд профессор Буилова Е.А-д гүн талархал илэрхийлье. болон дэд профессор О.Б гар бичмэлийг хэвлэхэд бэлтгэх.

Профессор Злоцкий С.С., ерөнхий боловсролын тэнхимийн эрхлэгч;

Филологи, филологийн тэнхимийн эрхлэгч, профессор Мазитова А.К.

1-р бүлэг.

Химийн болон хүрээлэн буй орчны ерөнхий зүй тогтол.

Хими хаанаас эхэлдэг вэ?

Энэ хэцүү асуулт байна уу? Хүн бүр өөр өөрөөр хариулна.

Ерөнхий боловсролын сургуульд сурагчид химийн чиглэлээр хэдэн жил суралцдаг. Олон хүмүүс химийн төгсөлтийн шалгалтаа маш сайн хийдэг. Гэсэн хэдий ч…

Өргөдөл гаргагчид, дараа нь 1-р курсын оюутнуудтай хийсэн яриа нь дунд сургуулийн дараа химийн мэдлэгийн үлдэгдэл бага байгааг харуулж байна. Зарим нь янз бүрийн тодорхойлолт, химийн томъёонд андуурч, зарим нь экологийн тухай ойлголт, хуулиудыг дурдах нь бүү хэл химийн үндсэн ойлголт, хуулиудыг ч хуулбарлаж чадахгүй.

Тэдний хими хэзээ ч эхлээгүй.

Хими нь түүний үндсэн ойлголт, үндсэн ойлголт, хуулиудыг гүнзгий эзэмшихээс эхэлдэг бололтой.

1.1. Химийн үндсэн ойлголтууд.

Д.И.Менделеевийн хүснэгтэд элементийн тэмдгийн хажууд тоонууд байдаг. Нэг тоо нь элементийн атомын дугаарыг, хоёр дахь атомын массыг заана. Серийн дугаар нь өөрийн гэсэн физик утгатай. Бид энэ тухай дараа ярих болно, энд бид атомын массыг анхаарч, ямар нэгжээр хэмждэгийг тодруулах болно.

Хүснэгтэд өгөгдсөн элементийн атомын масс нь харьцангуй утга гэдгийг нэн даруй тэмдэглэх нь зүйтэй. Харьцангуй атомын массын нэгжийг 12 масстай изотоп болох нүүрстөрөгчийн атомын массын 1/12 гэж авч атомын массын нэгж /аму/ гэнэ. Тиймээс 1 ам нүүрстөрөгчийн изотопын массын 1/12-тай тэнцүү 12 C. Мөн энэ нь 1.667 * 10 -27 кг-тай тэнцүү байна. /Нүүрстөрөгчийн атомын үнэмлэхүй масс 1.99 * 10 –26 кг./

Атомын массХүснэгтэнд өгөгдсөн , атомын массын нэгжээр илэрхийлсэн атомын масс юм. Тоо хэмжээ нь хэмжээсгүй байна. Элемент бүрийн хувьд атомын масс нь тухайн атомын масс нь нүүрстөрөгчийн атомын массын 1/12-ээс хэд дахин их эсвэл бага байгааг харуулдаг.

Молекулын жингийн талаар ижил зүйлийг хэлж болно.

Молекулын жиннь атомын массын нэгжээр илэрхийлсэн молекулын масс юм. Хэмжээ нь бас харьцангуй юм. Тухайн бодисын молекулын масс нь молекулыг бүрдүүлдэг бүх элементийн атомуудын массын нийлбэртэй тэнцүү байна.

Химийн чухал ойлголт бол "мэнгэ" гэсэн ойлголт юм. Мэнгэ– 6.02 * 10 23 бүтцийн нэгж /атом, молекул, ион, электрон гэх мэт/ агуулсан ийм хэмжээний бодис. Атомын моль, молекулын моль, ионы моль гэх мэт.

Тухайн бодисын нэг моль массыг түүний моляр / эсвэл моляр / масс гэж нэрлэдэг. Энэ нь г / моль эсвэл кг / моль хэмжигдэхүүн бөгөөд "M" үсгээр тэмдэглэгдсэн байдаг. Жишээлбэл, хүхрийн хүчлийн молийн масс M H 2 SO4 = 98 г / моль.

Дараагийн ойлголт бол "Эквивалент". Үүнтэй адил/E/ гэдэг нь нэг моль устөрөгчийн атомтай харилцан үйлчлэлцэх буюу химийн урвалын явцад ийм хэмжээг орлох бодисын жингийн хэмжээ юм. Тиймээс устөрөгчийн эквивалент E H нь нэгтэй тэнцүү байна. /E N =1/. Хүчилтөрөгчийн эквивалент E O нь наймтай тэнцүү байна /E O =8/.

Элементийн химийн эквивалент ба нийлмэл бодисын химийн эквивалент хоёрын хооронд ялгаа бий.

Элементийн эквивалент нь хувьсах хэмжигдэхүүн юм. Энэ нь тухайн элементийн нэгдэлд агуулагдах атомын масс /A/ ба валент /B/-аас хамаарна. E=A/B. Жишээлбэл, SO 2 ба SO 3 исэлд агуулагдах хүхрийн эквивалентыг тодорхойлъё. SO 2 E S =32/4=8, SO 3 E S =32/6=5.33 байна.

Грамаар илэрхийлсэн эквивалентийн молийн массыг эквивалент масс гэнэ. Үүний үр дүнд устөрөгчийн эквивалент масс ME H = 1 г / моль, хүчилтөрөгчийн эквивалент масс ME O = 8 г / моль.

Нийлмэл бодис /хүчил, гидроксид, давс, исэл/-ийн химийн эквивалент нь нэг моль устөрөгчийн атомтай харилцан үйлчлэх бодисын хэмжээ юм. нэг эквивалент устөрөгчөөр эсвэл тэр хэмжээний устөрөгч эсвэл химийн урвалын бусад бодисыг орлуулдаг.

Хүчлийн эквивалент/E K/ нь хүчлийн молекулын жинг урвалд оролцох устөрөгчийн атомын тоонд хуваасантай тэнцүү байна. H 2 SO 4 хүчлийн хувьд устөрөгчийн атом хоёулаа H 2 SO 4 +2NaOH=Na 2 SO+2H 2 O урвалд ороход эквивалент нь EN 2 SO4 = M H 2 SO 4 /n H =98/2=49-тэй тэнцүү байна.

Гидроксидын эквивалент /E hydr. / нь гидроксидын молекулын жинг урвалд орох гидроксо бүлгийн тоонд хуваасан коэффициент гэж тодорхойлогддог. Жишээлбэл, NaOH-ийн эквивалент нь тэнцүү байх болно: E NaOH = M NaOH / n OH = 40/1 = 40.

Давстай тэнцэх/Е давс/-ийн молекул жинг урвалд орж буй металлын атомын тоо, тэдгээрийн валентийн үржвэрт хуваах замаар тооцоолж болно. Тиймээс Al 2 (SO 4) 3 давсны эквивалент нь E Al 2 (SO 4) 3 = M Al 2 (SO 4) 3 /6 = 342/2.3 = 342/6 = 57 байх болно.

Оксидын эквивалент/E ок /-ийг харгалзах элемент ба хүчилтөрөгчийн эквивалентуудын нийлбэрээр тодорхойлж болно. Жишээлбэл, CO 2-ийн эквивалент нь нүүрстөрөгч ба хүчилтөрөгчийн эквивалентуудын нийлбэртэй тэнцүү байх болно: E CO 2 = E C + E O = 3 + 8 = 7.

Хийн бодисуудын хувьд эквивалент эзэлхүүнийг /E V/ хэрэглэхэд тохиромжтой. Хэвийн нөхцөлд нэг моль хий 22.4 литр эзэлхүүн эзэлдэг тул энэ утгыг үндэслэн аливаа хийн эквивалент эзэлхүүнийг тодорхойлоход хялбар байдаг. Устөрөгчийг авч үзье. 2 г устөрөгчийн молийн масс нь 22.4 литр эзэлхүүнтэй, дараа нь түүний эквивалент масс 1г нь 11.2 литр / буюу 11200 мл / эзэлдэг. Иймд E V N =11.2л. Хлорын эквивалент эзэлхүүн нь 11.2 л /E VCl = 11.2 л/. CO-ийн эквивалент эзэлхүүн нь 3.56 /E VC O =3.56 л/.

Элемент эсвэл нийлмэл бодисын химийн эквивалентыг солилцооны урвалын стехиометрийн тооцоонд ашигладаг бөгөөд исэлдэлтийн болон бууралтын эквивалентыг исэлдүүлэх урвалын харгалзах тооцоонд ашигладаг.

Исэлдэлтийн эквивалентнь исэлдүүлэгч бодисын молекулын жинг тухайн исэлдүүлэх урвалд хүлээн авсан электронуудын тоонд хуваасан коэффициент гэж тодорхойлогддог.

Бууруулах эквивалент нь бууруулагчийн молекулын жинг өгөгдсөн урвалд ялгарах электроны тоонд хуваасантай тэнцүү байна.

Редокс урвалыг бичээд исэлдүүлэгч ба ангижруулагчийн эквивалентыг тодорхойлъё.

5N 2 aS+2KMnO 4 +8H 2 SO 4 =S+2MnSO 4 +K 2 SO 4 +5Na 2 SO 4 +8H 2 O

Энэ урвалын исэлдүүлэгч бодис нь калийн перманганат юм. Исэлдүүлэгч бодисын эквивалент нь KMnO 4-ийн массыг урвалд исэлдүүлэгчийн хүлээн авсан электронуудын тоонд хуваасантай тэнцүү байх болно (ne=5). E KMnO 4 =M KMnO 4 /ne=158/5=31.5. Хүчиллэг орчинд исэлдүүлэгч KMnO 4-ийн эквивалентийн молийн масс 31.5 г/моль байна.

Бууруулах бодис Na 2 S-ийн эквивалент нь: E Na 4 S = M Na 4 S / ne = 78/2 = 39 байх болно. Na 2 S эквивалентийн молийн масс 39 г/моль.

Цахилгаан химийн процесст, ялангуяа бодисын электролизийн үед цахилгаан химийн эквивалентыг ашигладаг. Электрохимийн эквивалентыг электрод дээр ялгарах бодисын химийн эквивалентыг Фарадей /F/ тоонд хуваасан хувиар тодорхойлно. Электрохимийн эквивалентыг хичээлийн холбогдох догол мөрөнд илүү дэлгэрэнгүй авч үзэх болно.

Валент. Атомууд харилцан үйлчлэхэд тэдгээрийн хооронд химийн холбоо үүсдэг. Атом бүр зөвхөн тодорхой тооны холбоо үүсгэж болно. Бондын тоо нь элемент бүрийн өвөрмөц шинж чанарыг тодорхойлдог бөгөөд үүнийг валент гэж нэрлэдэг. Хамгийн ерөнхий хэлбэрээрээ валент гэдэг нь атомын химийн холбоо үүсгэх чадварыг илэрхийлдэг. Устөрөгчийн атом үүсгэж болох нэг химийн холбоог валентын нэгж болгон авдаг. Үүнтэй холбогдуулан устөрөгч нь нэг валент элемент, хүчилтөрөгч нь хоёр валент элемент юм, учир нь Хоёроос илүүгүй устөрөгч нь хүчилтөрөгчийн атомтай холбоо үүсгэж чадахгүй.

Элемент бүрийн, түүний дотор химийн нэгдлийн валентийг тодорхойлох чадвар нь химийн хичээлийг амжилттай эзэмшихэд зайлшгүй шаардлагатай нөхцөл юм.

Валент нь мөн ийм химийн ойлголттой холбоотой исэлдэлтийн төлөв. Исэлдэлтийн дэд төлөв нь ионы нэгдэл дэх элементийн цэнэг юм уу эсвэл хэрэв хуваалцсан электрон хос илүү электрон сөрөг элемент рүү бүрэн шилжсэн бол ковалент нэгдэлд байх цэнэгийг хэлнэ. Исэлдэлтийн төлөв нь зөвхөн тоон илэрхийлэл төдийгүй харгалзах цэнэгийн тэмдэг (+) эсвэл (-) байдаг. Валентэд эдгээр шинж тэмдгүүд байдаггүй. Жишээлбэл, H 2 SO 4-ийн исэлдэлтийн төлөв: устөрөгч +1, хүчилтөрөгч -2, хүхэр +6, валент нь 1, 2, 6 байна.

Тоон утгууд дахь валент ба исэлдэлтийн төлөв нь утгын хувьд үргэлж давхцдаггүй. Жишээлбэл, этилийн спиртийн молекулд CH 3 –CH 2 –OH нүүрстөрөгчийн валент нь 6, устөрөгч 1, хүчилтөрөгч 2, исэлдэлтийн төлөв, жишээлбэл, эхний нүүрстөрөгчийн хувьд -3, хоёр дахь нь –1: –3 CH 3 – –1 CH 2 –OH.

1.2. Байгаль орчны үндсэн ойлголтууд.

Сүүлийн үед “экологи” гэдэг ойлголт бидний ухамсарт гүн гүнзгий нэвтэрч байна. Эрт 1869 онд Э.Геккелийн танилцуулсан энэхүү ойлголт нь Грек хэлнээс гаралтай ойкос- байшин, газар, орон сууц, лого– сургаал / хүн төрөлхтнийг улам ихээр зовоож байна.

Биологийн сурах бичигт экологиамьд организм ба тэдгээрийн хүрээлэн буй орчны хоорондын харилцааны шинжлэх ухаан гэж тодорхойлсон. Экологийн тухай бараг гийгүүлэгч тодорхойлолтыг Б.Небель "Байгаль орчны шинжлэх ухаан" номондоо өгсөн байдаг - Экологи нь организмын бие биетэйгээ болон хүрээлэн буй орчинтой харилцах янз бүрийн талуудын шинжлэх ухаан юм. Илүү өргөн тайлбарыг бусад эх сурвалжаас олж болно. Тухайлбал, Экологи – 1/. Организм ба тэдгээрийн системийн нэгдэл, хүрээлэн буй орчны хоорондын хамаарлыг судалдаг шинжлэх ухаан; 2/. Системийн биологийн бүтэц /макромолекулаас шим мандал хүртэлх/ өөр хоорондоо болон хүрээлэн буй орчинтой харилцах харилцааг судалдаг шинжлэх ухааны салбаруудын цогц; 3/. Янз бүрийн шаталсан түвшний экосистемийн үйл ажиллагааны ерөнхий хуулиудыг судалдаг шинжлэх ухаан; 4/. Амьд организмын амьдрах орчныг судалдаг цогц шинжлэх ухаан; 5/. Хүн төрөлхтөн болох дэлхийн биосфер дахь байр суурь, түүний экологийн системтэй холбоо, түүнд үзүүлэх нөлөөг судлах; 6/. Байгаль орчны оршин тогтнох шинжлэх ухаан. / Н.А.Агиджанян, В.И. Хүний экологи./. Гэхдээ экологи гэдэг нэр томьёо нь экологийг шинжлэх ухаан төдийгүй байгаль орчны төлөв байдал, хүн, ургамал, амьтанд үзүүлэх нөлөөллийг илэрхийлдэг.

Энэхүү гарын авлага нь сургуулийн сурагчид, өргөдөл гаргагч, багш нарт зориулагдсан болно. Энэхүү гарын авлагад химийн орчин үеийн үндсийг товч боловч мэдээлэл сайтай, ойлгомжтой байдлаар тусгасан болно. Эдгээр нь өөрийгөө 21-р зууны хими, анагаах ухаан, биологийн чиглэлээр суралцаж буй оюутан гэж үздэг хэн бүхний хувьд ахлах сургуулийн төгсөгч бүрийн ойлгох ёстой бөгөөд зайлшгүй мэдэж байх ёстой үндсэн ойлголтууд юм.

Атом-молекулын онол.
Бодисын бүтцийн атом-молекулын онол нь эрдэмтэд хоёр үндсэн асуудлыг шийдвэрлэх оролдлогын үр дүнд бий болсон. 1) Бодисууд юунаас бүрддэг вэ? 2) Бодис яагаад өөр байдаг ба зарим бодис яагаад бусад болж хувирч чаддаг вэ? Энэ онолын үндсэн заалтуудыг дараах байдлаар томъёолж болно.
1. Бүх бодис молекулуудаас тогтдог. Молекул нь химийн шинж чанартай бодисын хамгийн жижиг бөөмс юм.
2. Молекулууд нь атомуудаас тогтдог. Атом бол химийн нэгдлүүдийн элементийн хамгийн жижиг бөөмс юм. Янз бүрийн элементүүд өөр өөр атомуудтай тохирдог.
3. Химийн урвалын явцад зарим бодисын молекулууд бусад бодисын молекул болж хувирдаг. Химийн урвалын үед атомууд өөрчлөгддөггүй.

Атом-молекулын онол үүсч хөгжсөн түүхийг товчхон авч үзье.
Атомыг 5-р зуунд Грект зохион бүтээжээ. МЭӨ д. Философич Левкипп материйн хэсэг бүр жижиг байсан ч хамаагүй жижиг хэсгүүдэд хуваагдаж болох уу гэж гайхаж байв. Левкиппус ийм хуваагдлын үр дүнд ийм жижиг бөөмсийг олж авах боломжтой гэж үздэг бөгөөд ингэснээр цааш хуваагдах боломжгүй болно. Левкиппийн шавь, гүн ухаантан Демокрит эдгээр жижиг хэсгүүдийг "атом" гэж нэрлэсэн. Элемент бүрийн атомууд нь тусгай хэмжээ, хэлбэртэй байдаг бөгөөд энэ нь элементүүдийн шинж чанарын ялгааг тайлбарладаг гэж тэр үзэж байв. Бидний харж, мэдэрч байгаа бодисууд нь янз бүрийн элементийн атомуудын нэгдлүүд бөгөөд энэ нэгдлийн шинж чанарыг өөрчилснөөр нэг бодис нөгөөд хувирч болно. Демокрит атомын онолыг бараг орчин үеийн хэлбэрээр бүтээжээ. Гэсэн хэдий ч энэ онол нь туршилтын ажиглалтаар батлагдаагүй зөвхөн философийн эргэцүүллийн үр дүн юм.

АГУУЛГА
Оршил 3
1-р ХЭСЭГ. ОНОЛЫН ХИМИ 5
БҮЛЭГ 1. Химийн үндсэн ойлголт, хууль 5
§ 1.1. Химийн хичээл 5
§1.2. Атом-молекулын онол 7
§ 1.3. Масс ба энерги хадгалагдах хууль 10
§ 1.4. Тогтмол хууль 12
§ 1.5. Химийн үндсэн ойлголтууд 14
§ 1.6. Химийн стехиометрийн харьцаа 18
§ 1.7. Хийн тухай хууль 19
БҮЛЭГ 2. Атомын бүтэц 22
§ 2.1. Атомын цогц бүтцийн талаархи санаа бодлыг хөгжүүлэх 22
§ 2.2. Электронуудын квант тоо 25
§ 2.3. Атом дахь электронуудын тархалт 28
§ 2.4. Цацраг идэвхт хувиргалт 33
§ 2.5. Элементүүдийн атомын шинж чанарын үечлэл 37
БҮЛЭГ 3. Химийн холбоо ба молекулын бүтэц 41
§ 3.1. Химийн холбооны шинж чанар 41
§ 3.2. Ковалент холбоо 44
§ 3.3. Ионы холбоо 48
§ 3.4. Металл холболт 50
§ 3.5. Молекул хоорондын химийн холбоо 51
§ 3.6. Валент ба исэлдэлтийн төлөв 55
§ 3.7. Молекулуудын орон зайн бүтэц 58
БҮЛЭГ 4. Бодисын төлөв байдал 63
§ 4.1. Хий, шингэн, хатуу бодисын шинж чанар 63
§ 4.2. Бодисын фазын диаграмм 66
§ 4.3. Хий 68
§ 4.4. Шингэн 70
§ 4.5. Кристал бодис 73
§ 4.6. Бодисын оршин тогтнох янз бүрийн хэлбэрүүд 80
БҮЛЭГ 5. Химийн урвалын энергийн нөлөө 81
§ 5.1. Химийн урвалын үед энерги ялгарах ба шингээлт 81
§ 5.2. Экзотермик ба эндотермик урвалууд. Гесс 87-ын термохимийн хууль
БҮЛЭГ 6. Химийн урвалын кинетик 93
§ 6.1. Химийн кинетикийн үндсэн ойлголт, постулатууд 93
§ 6.2. Температурын урвалын хурдад үзүүлэх нөлөө 97
§ 6.3. Катализ 99
БҮЛЭГ 7. Химийн тэнцвэрт байдал 103
§ 7.1. Тэнцвэрийн төлөвийг тодорхойлох 103
§ 7.2. Химийн тэнцвэрийн тогтмол 105
§ 7.3. Химийн тэнцвэрт байдалд шилжих. Ле Шательегийн зарчим 108
§ 7.4. Үйлдвэрийн хэмжээнд бодис олж авах оновчтой нөхцлийн тухай 111
БҮЛЭГ 8. Шийдэл 114
§ 8.1. Уусах нь физик-химийн процесс болох 114
§ 8.2. Бодисын уусах чадварт нөлөөлөх хүчин зүйлс 117
§ 8.3. Уусмалын концентрацийг илэрхийлэх арга 121
БҮЛЭГ 9. Уусмал дахь электролитийн диссоциаци ба ионы урвал 122.
§ 9.1. Электролит ба электролитийн диссоциаци 122
§ 9.2. Диссоциацийн зэрэг. Хүчтэй ба сул электролитууд. Диссоциацийн тогтмол 123
§ 9.3. Ионы урвалын тэгшитгэл 126
§ 9.4. Давсны гидролиз 128
БҮЛЭГ 10. Химийн урвалын үндсэн төрлүүд 129
§ 10.1. Урвалын бэлгэдэл, ангиллын шинж чанар 129
§ 10.2. Урвалж, урвалын бүтээгдэхүүний тоо, найрлагаар ангилах 131
§ 10.3. Фазын шинж чанараар урвалын ангилал 136
§ 10.4. Шилжүүлсэн бөөмсийн төрлөөр урвалын ангилал 137
§ 10.5. Эргэдэг ба эргэлт буцалтгүй химийн урвалууд 138
БҮЛЭГ 11. Redox процессууд 140
§ 11.1. Редокс урвал 140
§ 11.2. OVR 144 дэх стехиометрийн коэффициентүүдийн сонголт
§ 11.3. Стандарт боломжууд OVR 148
§ 11.4. Уусмалын электролиз ба электролитийн хайлмал 152
II ХЭСЭГ. ОРГАНИК БУС ХИМИ 154
БҮЛЭГ 12. Органик бус нэгдлүүдийн ерөнхий шинж чанар, тэдгээрийн ангилал, нэршил 154.
§ 12.1. Оксид 155
§ 12.2. Суурь (металлын гидроксид) 158
§ 12.3. Хүчил 160
§ 12.4. Давс 165
БҮЛЭГ 13. Устөрөгч 168
§ 13.1. Атомын бүтэц, үелэх систем дэх байрлал D.I. Менделеева 168
§ 13.2. Устөрөгчийн химийн шинж чанар 171
§ 13.3. Устөрөгчийн үйлдвэрлэл, түүний хэрэглээ 173
§ 13.4. Устөрөгчийн исэл 174
БҮЛЭГ 14. Галоген 178
§ 14.1. Галогенийн физик шинж чанар 178
§ 14.2. Галогенийн химийн шинж чанар ба үйлдвэрлэл 180
§ 14.3. Галоген устөрөгч, галидын хүчил ба тэдгээрийн давс 185
§ 14.4. Хүчилтөрөгч агуулсан галоген нэгдлүүд 187
БҮЛЭГ 15. Халькоген 190
§ 15.1. Ерөнхий шинж чанар 190
§ 15.2. Энгийн бодис 191
§ 15.3. Хүхрийн нэгдлүүд 196
БҮЛЭГ 16. Азотын дэд бүлэг 204
§ 16.1. Ерөнхий шинж чанар 204
§ 16.2. Энгийн бодисын шинж чанар 205
§ 16.3. Аммиак. Фосфин. Фосфорын галогенид 207
§ 16.4. Азотын исэл. Азот ба азотын хүчил 210
§ 16.5. Фосфорын исэл ба хүчил 214
БҮЛЭГ 17. Нүүрстөрөгчийн дэд бүлэг 218
§ 17.1. Ерөнхий шинж чанар 218
§ 17.2. Нүүрстөрөгч 219
§ 17.3. Нүүрстөрөгчийн исэл 223
§ 17.4. Нүүрстөрөгчийн хүчил ба түүний давс 226
§ 17.5. Цахиур 228
§ 17.6. Исэлдэлтийн төлөвтэй цахиурын нэгдлүүд +4 230
§ 17.7. Исэлдэлтийн төлөвтэй цахиурын нэгдлүүд -4 233
БҮЛЭГ 18. s-метал ба тэдгээрийн нэгдлүүдийн шинж чанар 234
§ 18.1. Ерөнхий шинж чанар 234
§ 18.2. Металлын химийн шинж чанар 236
§ 18.3. s-металлын нэгдлүүд 239
БҮЛЭГ 19. Хөнгөн цагаан ба бор 240
§ 19.1. Ерөнхий шинж чанар 240
§ 19.2. Энгийн бодисын шинж чанар, бэлтгэл 242
§ 19.3. Бор ба хөнгөн цагааны нэгдлүүд 247
БҮЛЭГ 20. Шилжилтийн үндсэн металл 249
§ 20.1. Ерөнхий шинж чанар 249
§ 20.2. Хром ба түүний нэгдлүүд 251
§ 20.3. Манган ба түүний нэгдлүүд 253
§ 20.4. Төмөр гурвал 255
§ 20.5. Төмөр гангийн үйлдвэрлэл 258
§ 20.6. Зэс ба түүний нэгдлүүд 261
§ 20.7. Цайр ба түүний нэгдлүүд 263
§ 20.8. Мөнгө ба түүний нэгдлүүд 264
БҮЛЭГ 21. Сайн хий 265
§ 21.1. Ерөнхий шинж чанар 265
§ 21.2. Сайн хийн химийн нэгдлүүд 267
§ 21.3. Сайн хий хэрэглэх 269
III ХЭСЭГ. ОРГАНИК ХИМИ 271
БҮЛЭГ 22. Органик химийн үндсэн ойлголт, зүй тогтол 271
§ 22.1. Органик химийн хичээл 271
§ 22.2. Органик нэгдлүүдийн ангилал 272
§ 22.3. Органик нэгдлүүдийн нэршил 274
§ 22.4. Органик нэгдлүүдийн изомеризм 278
§ 22.5. Органик нэгдлүүдийн электрон нөлөө ба урвалын чанар 279
§ 22.6. Ерөнхий шинж чанар 281
БҮЛЭГ 23. Ханасан нүүрсустөрөгчид 283
§ 23.1. Алканууд 283
§ 23.2. Циклоалканууд 286
БҮЛЭГ 24. Алкен ба алкадиен 289
§ 24.1. Алкенууд 289
§ 24.2. Диен нүүрсустөрөгч 293
БҮЛЭГ 25. Алкин 295
§ 25.1. Ерөнхий шинж чанар 295
§ 25.2. Бэлдмэл ба химийн шинж чанар 296
БҮЛЭГ 26. Arenas 300
§ 26.1. Ерөнхий шинж чанар 300
§ 26.2. Бэлдмэл ба химийн шинж чанар 303
§ 26.3. Нэг ба хоёрдугаар төрлийн чиг баримжаа (орлогч) 308
БҮЛЭГ 27. Спирт ба фенол 310
§ 27.1. Ерөнхий шинж чанар 310
§ 27.2. Нэг атомт спирт 311
§ 27.3. Олон атомт спирт 315
§ 27.4. Фенол 316
БҮЛЭГ 28. Альдегид ба кетон 321
§ 28.1. Ерөнхий шинж чанар 321
§ 28.2. 323 авах арга замууд
§ 28.3. Химийн шинж чанар 324
БҮЛЭГ 29. Карбоксилын хүчил 327
§ 29.1. Ангилал, нэршил, изомеризм 327
§ 29.2. Монобассик ханасан карбоксилын хүчил 334
§ 29.3. Монобассик ханаагүй карбоксилын хүчил 339
§ 29.4. Үнэрт карбоксилын хүчил 342
§ 29.5. Хоёр үндсэн карбоксилын хүчил 343
БҮЛЭГ 30. Карбоксилын хүчлийн функциональ дериватив 345
§ 30.1. Функциональ деривативын ангилал 345
§ 30.2. Карбоксилын хүчлийн ангидрид 346
§ 30.3. Карбоксилын хүчлийн галогенид 348
§ 30.4. Карбоксилын хүчлийн амидууд 350
§ 30.5. Эфир 352
§ 30.6. Өөх тос 353
БҮЛЭГ 31. Нүүрс ус (элсэн чихэр) 357
§ 31.1. Моносахарид 357
§ 31.2. Моносахаридын бие даасан төлөөлөгчид 363
§ 31.3. Олигосахарид 366
§ 31.4. Полисахарид 368
БҮЛЭГ 32. Аминууд 371
§ 32.1. Ханасан алифат аминууд 371
§ 32.2. Анилин 375
БҮЛЭГ 33. Амин хүчил. Пептидүүд. Уураг 377
§ 33.1. Амин хүчил 377
§ 33.2. Пептид 381
§ 33.3. Уураг 383
БҮЛЭГ 34. Азот агуулсан гетероцикл нэгдлүүд 387
§ 34.1. Зургаан гишүүнтэй гетероцикл 387
§ 34.2. Таван гишүүнтэй цагираг бүхий нэгдлүүд 390
БҮЛЭГ 35. Нуклейн хүчлүүд 393
§ 35.1. Нуклеотид ба нуклеозид 393
§ 35.2. Нуклейн хүчлүүдийн бүтэц 395
§ 35.3. Нуклейн хүчлүүдийн биологийн үүрэг 398
БҮЛЭГ 36. Синтетик өндөр молекулт нэгдлүүд (полимер) 400
§ 36.1. Ерөнхий шинж чанар 400
§ 36.2. Хуванцар 402
§ 36.3. Шилэн утас 404
§ 36.4. Резинэн 405
Санал болгож буй унших 410.

"Саратовын улсын хөдөө аж ахуйн их сургууль

Хими

богино хэмжээний лекц

нэгдүгээр курсын оюутнуудад зориулсан

Сургалтын чиглэл

250100.62 Ойн аж ахуй

Сургалтын профайл

Ойн аж ахуй

Саратов 2011 он

Шүүгчид:

нэрэмжит Улсын дээд мэргэжлийн боловсролын сургалтын байгууллагын Ерөнхий ба органик бус химийн тэнхимийн эрхлэгч, химийн шинжлэх ухааны доктор, профессор. Чернышевский."

Хими ба экологийн үндэс судлалын тэнхимийн эрхлэгч, химийн шинжлэх ухааны нэр дэвшигч, "Саратовын Улсын Аграрийн Их Сургууль" Холбооны улсын дээд мэргэжлийн боловсролын сургалтын байгууллагын профессор

Хими: 250100.62 "Ойн аж ахуй" мэргэжлээр 1-р курсын оюутнуудад зориулсан богино хэмжээний лекцийн курс / Эмхэтгэсэн: , // Дээд мэргэжлийн боловсролын Холбооны улсын боловсролын байгууллага "Саратовын Улсын Аграрийн Их Сургууль". – Саратов, 2011. – 80 х.

"Хими" хичээлийн богино хэмжээний лекцийг тухайн хичээлийн ажлын хөтөлбөрийн дагуу эмхэтгэсэн бөгөөд 250100.62 "Ойн аж ахуй" сургалтын чиглэлийн оюутнуудад зориулагдсан болно. Богино хэмжээний лекц нь ерөнхий, органик бус ба органик химийн үндсэн асуудлуудын талаархи онолын материалыг агуулсан бөгөөд химийн бодисыг тодорхойлох асуудлыг авч үздэг. Оюутнуудад химийн үзэгдлийн үндсэн хуулиудын талаарх мэдлэгийг төлөвшүүлэх, энэ мэдлэгийг байгальд болж буй үйл явцыг ойлгох, хүрээлэн буй орчны асуудлыг шийдвэрлэхэд ашиглах зорилготой.

© Дээд мэргэжлийн боловсролын Холбооны улсын боловсролын байгууллага "Саратовын Улсын Аграрийн Их Сургууль", 2011 он.

Танилцуулга.

Хими бол байгалийн шинжлэх ухааны хамгийн чухал салбаруудын нэг юм. Хими нь химийн урвалын үр дүнд үүсдэг бодис, тэдгээрийн бүтэц, шинж чанар, хувирал, түүнчлэн эдгээр өөрчлөлтөд хамаарах үндсэн хуулиудыг судалдаг. Орчин үеийн хими бол байгалийн шинжлэх ухааны асар том салбар бөгөөд түүний олон хэсэг нь бие даасан боловч хоорондоо холбоотой шинжлэх ухааны салбарууд юм.

"Хими" хичээлийн богино хэмжээний лекц нь 250100.62 "Ойн аж ахуй" чиглэлээр суралцаж буй оюутнуудад зориулагдсан болно. Энэ нь химийн шинжлэх ухааны үндэс суурь болох ерөнхий химийн үндсэн хуулиудыг илчлэх, органик бус химийн танилцуулга, органик нэгдлүүдийн үндсэн ангиудыг танилцуулах, аналитик аргын онолын үндсийг эзэмших зэрэг орно. Энэхүү сургалт нь экосистемийн үйл ажиллагааны хуулиудыг гүн гүнзгий ойлгоход үндэслэн мэргэжлийн асуудлыг үр дүнтэй шийдвэрлэх, мэргэжлийн үйл ажиллагааг зохион байгуулахад шаардлагатай гол ур чадварыг хөгжүүлэхэд чиглэгддэг.

Лекц 1

ХИМИЙН КИНЕТИК. ХИМИЙН ТЭНЦВЭР

1.1. ХАМТхимийн урвалын хурд

Химийн кинетик химийн урвалын хурд, механизмыг судалдаг химийн салбар гэж нэрлэдэг .

Доод химийн урвалын хурд нэгж хугацаанд бодисын концентрацийн өөрчлөлтийг ойлгох. Энэ тохиолдолд бид ямар бодисын тухай ярьж байгаа нь хамаагүй - урвалд орох бодис эсвэл урвалын бүтээгдэхүүн.

Хэрэв t1-ээс t2 хүртэлх хугацаанд бодисын концентраци C1-ээс С2 болж өөрчлөгдсөн бол урвалын хурдыг илэрхийлнэ:

V = ± = ± , моль/л∙с

Энэ тохиолдолд томъёоны “+” тэмдэг нь урвалын үр дүнд үүссэн бодисын концентрацийн өөрчлөлтийг (C2>C1, ΔC>0), “–” тэмдэг нь урвалд орж буй бодисын концентраци (C1>C2, ΔC<0).

1.2. Химийн урвалын хурдад нөлөөлдөг хүчин зүйлүүд

Химийн урвалын хурд нь урвалжуудын шинж чанар, тэдгээрийн концентраци, температур, даралт - хий, контактын гадаргуугийн талбай (нунтаглалтын зэрэг) - хатуу бодисын хувьд, катализатор байгаа эсэхээс хамаарна.

Урвалж буй бодисын шинж чанарт үзүүлэх нөлөө. Өөр өөр бодисууд өөр өөр урвалд ордог. Жишээлбэл, кали (шүлтлэг металл) устай хүчтэй урвалд орж, устөрөгчийг ялгаруулдаг бол алт нь устай бараг урвалд ордоггүй.

Бодисын урвалд орох чадвар нь химийн холбоо, урвалжийн молекулуудын бүтцээр ихээхэн хэмжээгээр тодорхойлогддог.

1.3. Урвалын хурдад урвалд орох бодисын концентрацийн нөлөө.

Массын үйл ажиллагааны хууль

Химийн харилцан үйлчлэлийн зайлшгүй нөхцөл бол бөөмсүүд хоорондоо мөргөлдөх явдал юм. Мөргөлдөөн их байх тусам урвал хурдан явагдана. Концентраци нэмэгдэхийн хэрээр (нэгж эзлэхүүн дэх тоосонцрын тоо) мөргөлдөөн илүү олон удаа тохиолддог тул урвалын хурд нэмэгддэг.

Урвалын хурд нь урвалд орох бодисын концентрацаас хамааралтай болохыг тодорхойлдог массын үйл ажиллагааны хууль (K. Guldberg, P. Waage, 1867):

Химийн урвалын хурд нь тэдгээрийн стехиометрийн коэффициентүүдийн хүчин чадалд ихэссэн урвалжуудын концентрацийн бүтээгдэхүүнтэй шууд пропорциональ байна.

Тэгшитгэлийн дагуу явагдаж буй урвалын хувьд А A+ В B → -тайУрвалын хурдыг дараахь томъёогоор тодорхойлно.

V = k [A] А∙[B] б,

Энд k нь урвалын хурдны тогтмол бөгөөд урвалд орох бодисын температур ба шинж чанараас хамаардаг боловч тэдгээрийн концентрацаас хамаардаггүй.

Тодорхой урвалын хувьд массын үйл ажиллагааны хуулийн илэрхийлэл нь дараах хэлбэртэй байна (Хүснэгт 1):

Хүснэгт 1 - Төрөл бүрийн урвалын үйл ажиллагааны хуулийг илэрхийлэх жишээ

Урвалын тэгшитгэл

Массын үйл ажиллагааны хуулийн илэрхийлэл

N2 + 3H2 → 2NH3

V = к ∙ 3

(урвалын хурд нь хатуу концентрацаас хамаардаггүй)

1.4. Температурын урвалын хурдад үзүүлэх нөлөө. Вант Хоффын дүрэм.

Урвалын хурдны температурын хамаарлыг ойролцоогоор тооцоолсон Вант Хоффын дүрэм:

Температурыг 10 градусаар өсгөх тусам урвалын хурд 2-4 дахин нэмэгддэг.

Хаана γ – урвалын хурдны температурын коэффициент, 2-4-тэй тэнцүү.

Температур нэмэгдэхийн хэрээр урвалын хурд нэмэгдэж байгааг тайлбарлаж байна идэвхжүүлэх онол (S. Arrhenius). Энэ онолын дагуу мөргөлдөөний үед бүх молекулууд урвалд ордоггүй, харин зөвхөн идэвхтэй молекулууд - хангалттай энергитэй, өгөгдсөн температур дахь молекулуудын дундаж энергитэй харьцуулахад илүүдэлтэй байдаг. идэвхжүүлэх энерги . Тэгэхээр, идэвхжүүлэх энерги Ea (хэмжээ - кЖ/моль) нь молекулуудын мөргөлдөөн нь химийн өөрчлөлтөд хүргэхийн тулд байх ёстой илүүдэл энерги юм. Өөрөөр хэлбэл, урвал бүр нь тодорхой эрчим хүчний саадтай байдаг. Температур нэмэгдэхийн хэрээр идэвхтэй молекулуудын тоо нэмэгдэж, энэ нь урвалын хурд нэмэгдэхэд хүргэдэг.

Аррениусын тэгшитгэл:

Энд А нь экспоненциалын өмнөх хүчин зүйл бөгөөд бөөмийн мөргөлдөх давтамж ба мөргөлдөх үеийн чиг баримжаатай холбоотой.

Аррениусын тэгшитгэлээс харахад идэвхжүүлэлтийн энерги бага байх тусам температур өндөр байх тусам урвалын хурд өндөр болно.

Зураг 1. Химийн урвалын энергийн диаграмм:

A – урвалж, В – идэвхжүүлсэн цогцолбор

(шилжилтийн төлөв), C - бүтээгдэхүүн.

Урвал нь тогтворгүй завсрын нэгдэл үүсэх үе шатаар явагддаг - идэвхжүүлсэн цогцолбор. Энэ нь үүсэхийн тулд идэвхжүүлэх энерги шаардлагатай байдаг. Энэхүү цогцолбор нь тогтворгүй, маш богино хугацаанд оршин тогтнож, задрах урвалын үр дүнд бүтээгдэхүүн үүсдэг. Хамгийн энгийн тохиолдолд идэвхжүүлсэн цогцолборыг хуучин химийн холбоо суларч, шинээр бий болсон атомуудын бүтэц гэж үзэж болно.

1.5. Катализ. Катализатор

Катализ - бодисын нөлөөн дор урвалын хурд өөрчлөгдөх үзэгдэл - катализаторууд. Ялгах эерэг катализ (урвалын хурд нэмэгдэх) ба o сөрөг катализ (бодисын нөлөөн дор урвал удаашрах - дарангуйлагч ). Катализатор өөрөө урвалын явцад зарцуулагдахгүй, харин хурдыг нь өөрчилдөг.

Нэг төрлийн ба гетероген катализ байдаг. тохиолдолд нэгэн төрлийн катализ катализатор ба урвалжууд нь нэгтгэх ижил төлөвт байна. тохиолдолд гетероген катализ – нэгтгэх янз бүрийн төлөвт.

Каталитик урвалын жишээ:

Хүхрийн хүчлийг контактын аргаар бэлтгэх: SO2 + O2 → SO3; (катализатор - V2O5).

Ферментүүд нь амьд организмын эсэд биохимийн урвалыг хурдасгадаг уургийн бодис юм.

Катализаторын үйлдэл урвалын идэвхжүүлэх энерги буурсантай холбон тайлбарлав. Катализатор нь урвалд орж буй бодисуудтай харилцан үйлчилж, завсрын нэгдлүүдийг үүсгэдэг бөгөөд энэ нь бага идэвхжүүлэх энерги шаарддаг бөгөөд урвал хурдан явагддаг.

Катализаторгүй A + B = AB урвал аажмаар явагдана.

Катализатор байгаа тохиолдолд урвал нь хоёр хурдан үе шаттайгаар явагдана.

AK + B = AB + K.

1.6. Химийн тэнцвэрт байдал, түүний шилжилтийн нөхцөл. Ле Шательегийн зарчим

Урвуу урвалууд - бүрэн урсдаггүй, тэдгээр нь хоёр эсрэг чиглэлд нэгэн зэрэг урсдаг.

Жишээ нь: N2 + 3H2 Û 2NH3

Энэ урвал нь аммиак үүсэх ба түүний задрал гэсэн хоёр чиглэлд явагдана.

Урвуу урвал нь үүсгэн байгуулснаар дуусдаг химийн тэнцвэрт байдал Энэ нь шууд ба урвуу урвалын хурд тэнцүү байх үед урвалд орж буй бодисын системийн төлөв юм.

Урвуу систем дэх тэнцвэрийн төлөв нь тэнцвэрийн тогтмолоор тодорхойлогддог.

aA + bB Û cC + dD буцах урвалыг авч үзье.

Массын үйл ажиллагааны хуулийн дагуу зүүнээс баруун тийш чиглэсэн шууд урвалын хурд нь Vpr = k[A]a ∙ [B]b илэрхийлэлтэй байна. Баруунаас зүүн тийш урвуу урвалын хурд нь Vrev = k[C]c ∙ [D]d хэлбэртэй байна. Хэрэв шууд ба урвуу урвалын хурд тэнцүү бол: k[A]a ∙ [B]b = k[C]c ∙ [D]d. Үүний үр дүнд бид тэнцвэрийн тогтмол байдлын илэрхийлэлийг олж авна.

Урвуу урвалын тэнцвэрийн тогтмол байдал нь урвалын бүтээгдэхүүний тэнцвэрийн концентрацийн үржвэрийг тэдгээрийн стехиометрийн коэффициентүүдийн хүчин чадалд өсгөсөн эхлэлийн бодисын тэнцвэрийн концентрацийн бүтээгдэхүүнд харьцуулсан харьцаа юм.

Тэнцвэрийн тогтмол тэгшитгэл нь урвалд оролцож буй бүх бодисын концентраци хоорондоо хамааралтай болохыг харуулж байна. Тэдгээрийн аль нэгнийх нь концентрацийг өөрчлөх нь бусад бүхний концентрацийг өөрчлөх болно. Үүний үр дүнд шинэ концентраци үүсэх боловч тэдгээрийн хоорондын хамаарал нь тэнцвэрийн тогтмолтой тохирч байна.

Тэнцвэрийг өөрчлөх зарчим - Ле Шательегийн зарчим:

Хэрэв химийн тэнцвэрт байдалд байгаа системд ямар нэгэн байдлаар нөлөөлсөн бол (концентраци, температур эсвэл даралтыг өөрчлөх замаар) тэнцвэр нь энэ нөлөөлөл буурах чиглэлд шилжинэ.

Аль нэг бодисын концентраци нэмэгдэхийн хэрээр тэнцвэр нь энэ бодисын хэрэглээ рүү шилжинэ.

Температур нэмэгдэх тусам тэнцвэр нь эндотермик урвал руу, температур буурах тусам экзотермик урвал руу шилждэг.

Даралт ихсэх тусам тэнцвэр нь эзлэхүүнийг бууруулах чиглэлд шилжинэ.

Өөрийгөө хянах асуултууд

1) Химийн урвалын хурдны тухай ойлголт. Химийн урвалын хурдад ямар хүчин зүйл нөлөөлдөг вэ?

2) Химийн урвалын хурдад урвалд орох бодисын концентрацийн нөлөө. Массын үйл ажиллагааны хууль. Даалгавар: NO-ийн концентрацийг хоёр дахин нэмэгдүүлбэл 2NO + O2 → 2NO2 урвалын хурд хэрхэн өөрчлөгдөх вэ?

3) Химийн урвалын хурдад температурын нөлөөлөл. Вант Хоффын дүрэм. Даалгавар:Тодорхой урвалын температурын коэффициент 2. Температур 10-аас 50ºС хүртэл нэмэгдэхэд урвалын хурд хэд дахин нэмэгдэх вэ?

4) Катализатор ба тэдгээрийн химийн урвалын хурдыг өөрчлөх үүрэг.

5) Химийн тэнцвэрт байдал. Химийн тэнцвэрийн тогтмол. Даалгавар: H2 + J2 Û 2HJ систем дэх тэнцвэрт байдал нь концентраци дээр тогтоогдсон: = 0.025 моль/л, = 0.005 моль/л, = 0.09 моль/л. Тэнцвэрийн тогтмолыг тооцоол.

6) Химийн тэнцвэрийн нүүлгэн шилжүүлэлт, Ле Шательегийн зарчим. Систем дэх тэнцвэрийн шилжилтийн чиглэлийг тодорхойлно уу.

CO (г.) + O2 (г.) Û 2СО2 (г.) + 566 кЖ

а) температур нэмэгдэх үед; б) даралт ихсэх үед; в) CO-ийн концентрацийг нэмэгдүүлэх; г) СО2-ын концентраци нэмэгдэж байна уу?

Ашигласан материал

Үндсэн

1. Глинка, хими / .– М.: Интеграл-пресс, 2002. – 728 х.

2. Князев, Д.А., Смарыгин, хими / , . – М .: тоодог, 2004. – 529 х.

3. Рязанова, Г.Е., Самохина, ерөнхий ба органик бус химийн талаар: сурах бичиг /,; Дээд мэргэжлийн боловсролын холбооны улсын боловсролын байгууллага "Саратовын Улсын Аграрийн Их Сургууль". – Саратов, 2007. – 192 х.

Нэмэлт

1. Егоров, органик бус химийн үндэс. Хөдөө аж ахуйн их дээд сургуулийн оюутнуудад зориулсан богино хэмжээний курс: сурах бичиг /. – Краснодар: Лан, 2005. – 192 х.

2. Клинский, Г.Д., Скопинцев, биологичдод зориулсан хими: оюутнуудад зориулсан сурах бичиг. хөдөө аж ахуйн их дээд сургуулиуд / , . – М.: MCHA хэвлэлийн газар, 2001. – 384 х.

3. Сэтгүүл: "Хими ба амьдрал", "Агрохими", "Агрохимийн товхимол", "Оросын экологийн товхимол".

Лекц 2

Химийн процессын энерги

НОМ ЗҮЙН ЖАГСААЛТ

1. Артеменко, хими /. – М.: Дээд сургууль, 2005. – 605 х.

2. Хандберг, хими / . – М .: тоодог, 2002. – 672 х.

3. Глинка, хими: сурах бичиг /. – М.: Интеграл-пресс, 2002. – 728 х.

4. Егоров, органик бус химийн үндэс. Хөдөө аж ахуйн их дээд сургуулийн оюутнуудад зориулсан богино хэмжээний курс: сурах бичиг /. – Краснодар: Лан, 2005. – 192 х.

5. Золотов, Ю.Вершинин, аналитик химийн арга зүй / , . – М.: “Академи” хэвлэлийн төв, 2007. – 464 х.

6. Князев, Д.А., Смарыгин, С.Н.Органик бус хими / , . – М .: тоодог, 2004. – 529 х.

7. Органик химийн үндэс / [гэх мэт]. – М .: тоодог, 2006. – 560 х.

8. Аналитик химийн үндэс 2 ном: Их дээд сургуулийн сурах бичиг/, [г.м.] – М.: Дээд сургууль, 1999. – 351 х.

9. Угай, хими / . – М.: Дээд сургууль, 2002. – 463 х.

Танилцуулга…………………………………………………………………………………..3

Лекц 1. Химийн кинетик. Химийн тэнцвэрт байдал……………………..4

1.1. Химийн урвалын хурд ……………………………………………………….4

1.2. Химийн урвалын хурдад нөлөөлөх хүчин зүйлс…………………….4

1.3. Урвалын хурдад урвалд орох бодисын концентрацийн нөлөө.

Массын үйл ажиллагааны хууль …………………………………………………………………………….5

1.4. Температурын урвалын хурдад үзүүлэх нөлөө. Вант Хоффын дүрэм.

Идэвхжүүлэх онол……………………………………………………………………………….6

1.5. Катализ. Катализатор……………………………………………………..6

1.6. Химийн тэнцвэрт байдал, түүний шилжилтийн нөхцөл. Ле Шательегийн зарчим ……..7

Өөрийгөө хянах асуултууд………………………………………………………..8

Ашигласан материал…………………………………………………………………………8

Лекц 2. Химийн процессын энерги ………………………………….....9

……...

………

Ном зүй………………………………………………………...10

Агуулга………………………………………………………………………...…11

М .: Дээд сургууль, 2002. - 415 х.

Энэхүү гарын авлага нь сургуулийн сурагчид, өргөдөл гаргагч, багш нарт зориулагдсан болно. Энэхүү гарын авлагад химийн орчин үеийн үндсийг товч боловч мэдээлэл сайтай, ойлгомжтой байдлаар тусгасан болно. Эдгээр нь өөрийгөө 21-р зууны хими, анагаах ухаан, биологийн чиглэлээр суралцаж буй оюутан гэж үздэг хэн бүхний хувьд ахлах сургуулийн төгсөгч бүрийн ойлгох ёстой бөгөөд зайлшгүй мэдэж байх ёстой үндсэн ойлголтууд юм.

Формат: pdf

Хэмжээ: 1 3.4 МБ

Татаж авах: drive.google

Формат: djvu

Хэмжээ: 5 MB

Татаж авах: yandex.disk

АГУУЛГА

Өмнөх үг ...................... 3

1-р ХЭСЭГ. ОНОЛЫН ХИМИ ............ 5

БҮЛЭГ 1. Химийн үндсэн ойлголт, хуулиуд.......... 5

§ 1.1. Химийн хичээл.................. 5

§1.2. Атом-молекулын онол............ 7

§ 1.3. Масс ба энерги хадгалагдах хууль........ 10

§ 1.4. Үелэх хууль............... 12

§ 1.5. Химийн үндсэн ойлголтууд....................... 14

§ 1.6. Хими дэх стехиометрийн харьцаа....... 18

§ 1.7. Хийн хуулиуд...................... 19

БҮЛЭГ 2. Атомын бүтэц................. 22

§ 2.1. Атомын цогц бүтцийн талаархи санаа бодлыг хөгжүүлэх.... 22

§ 2.2. Электронуудын квант тоо............ 25

§ 2.3. Атом дахь электронуудын тархалт......... 28

§ 2.4. Цацраг идэвхт хувиргалт............. 33

§ 2.5. Элементүүдийн атомын шинж чанарын үечлэл....... 37

БҮЛЭГ 3. Химийн холбоо ба молекулын бүтэц......... 41

§ 3.1. Химийн холбооны шинж чанар............... 41

§ 3.2. Ковалент холбоо................. 44

§ 3.3. Ионы холбоо................. 48

§ 3.4. Металл холбоо............... 50

§ 3.5. Молекул хоорондын химийн холбоо....... 51

§ 3.6. Валент ба исэлдэлтийн төлөв ....... 55

§ 3.7. Молекулуудын орон зайн бүтэц....... 58

БҮЛЭГ 4. Материйн төлөв байдал................ 63

§ 4.1. Хий, шингэн, хатуу бодисын онцлог шинж чанар... 63

§ 4.2. Бодисын фазын диаграмм.............. 66

§ 4.3. Хий...................... 68

§ 4.4. Шингэн................. 70

§ 4.5. Кристал бодис............... 73

§ 4.6. Бодисын оршин тогтнох янз бүрийн хэлбэрүүд...... 80

БҮЛЭГ 5. Химийн урвалын энергийн нөлөө...... 81

§ 5.1. Химийн урвалын үед энерги ялгарах ба шингээлт... 81

§ 5.2. Экзотермик ба эндотермик урвалууд. Термохимийн

Гессийн хууль................. 87

БҮЛЭГ 6. Химийн урвалын кинетик............ 93

§ 6.1. Химийн кинетикийн үндсэн ойлголт, постулатууд... 93

§ 6.2. Урвалын хурдад температурын нөлөөлөл....... 97

§ 6.3. Катализ....................... 99

БҮЛЭГ 7. Химийн тэнцвэрт байдал............... 103

§ 7.1. Тэнцвэрийн төлөвийг тодорхойлох....... 103

§ 7.2. Химийн тэнцвэрийн тогтмол ......... 105

§ 7.3. Химийн тэнцвэрт байдалд шилжих. Ле Шательегийн зарчим.. 108

§ 7.4. Аж үйлдвэрийн бодисыг олж авах оновчтой нөхцлийн тухай

масштаб................. 111

БҮЛЭГ 8. Шийдэл.................... 114

§ 8.1. Уусалт нь физик-химийн процесс болох...... 114

§ 8.2. Бодисын уусах чадварт нөлөөлөх хүчин зүйлс...... 117

§ 8.3. Уусмалын концентрацийг илэрхийлэх арга...... 121

БҮЛЭГ 9. Уусмал дахь электролитийн диссоциаци ба ионы урвал . 122

§ 9.1. Электролит ба электролитийн диссоциаци...... 122

§ 9.2. Диссоциацийн зэрэг. Хүчтэй ба сул электролитууд. Диссоциацийн тогтмол....... 123

§ 9.3. Ионы урвалын тэгшитгэл....................... 126

§ 9.4. Давсны гидролиз.................. 128

БҮЛЭГ 10. Химийн урвалын үндсэн төрлүүд.......... 129

§ 10.1. Урвалын бэлгэдэл, ангиллын шинж чанар.... 129

§ 10.2. Урвалж ба урвалын бүтээгдэхүүний тоо, найрлагаар ангилах................................ 131

§ 10.3. Фазын шинж чанараар урвалын ангилал..... 136

§ 10.4. Шилжүүлсэн бөөмсийн төрлөөр урвалын ангилал... 137

§ 10.5. Эргэдэг ба эргэлт буцалтгүй химийн урвалууд..... 138

БҮЛЭГ 11. Редокс процессууд....... 140

§ 11.1. Редокс урвал....... 140

§ 11.2. OVR дахь стехиометрийн коэффициентийн сонголт.... 144

§ 11.3. Стандарт OVR потенциалууд......... 148

§ 11.4. Уусмал ба хайлмал электролитийн электролиз..... 152

II ХЭСЭГ. ОРГАНИК БУС ХИМИ............ 154

БҮЛЭГ 12. Органик бус нэгдлүүдийн ерөнхий шинж чанар, тэдгээрийн ангилал, нэршил.154

§ 12.1. Оксид....................... 155

§ 12.2. Суурь (металлын гидроксид) ......... 158

§ 12.3. Хүчил.................. 160

§ 12.4. Давс....................... 165

БҮЛЭГ 13. Устөрөгч.................... 168

§ 13.1. Атомын бүтэц, үелэх систем дэх байрлал D.I.

Менделеев.................. 168

§ 13.2. Устөрөгчийн химийн шинж чанар....... 171

§ 13.3. Устөрөгчийн үйлдвэрлэл, түүний хэрэглээ....... 173

§ 13.4. Устөрөгчийн исэл............... 174

БҮЛЭГ 14. Галоген................... 178

§ 14.1. Галогенийн физик шинж чанар............ 178

§ 14.2. Галогенийн химийн шинж чанар ба үйлдвэрлэл....... 180

§ 14.3. Галоген устөрөгч, галидын хүчил ба тэдгээрийн давс 185

§ 14.4. Хүчилтөрөгч агуулсан галоген нэгдлүүд...... 187

БҮЛЭГ 15. Халькоген .................. 190

§ 15.1. Ерөнхий шинж чанар.............. 190

§ 15.2. Энгийн бодис............ 191

§ 15.3. Хүхрийн нэгдлүүд................ 196

БҮЛЭГ 16. Азотын дэд бүлэг................. 204

§ 16.1. Ерөнхий шинж чанар................................. 204

§ 16.2. Энгийн бодисын шинж чанар....................... 205

§ 16.3. Аммиак. Фосфин. Фосфорын галидууд....... 207

§ 16.4. Азотын исэл. Азотын болон азотын хүчлүүд...... 210

§ 16.5. Фосфорын исэл ба хүчил............ 214

БҮЛЭГ 17. Нүүрстөрөгчийн дэд бүлэг............... 218

§ 17.1. Ерөнхий шинж чанар....................... 218

§ 17.2. Нүүрстөрөгч....................... 219

§ 17.3. Нүүрстөрөгчийн исэл................. 223

§ 17.4. Нүүрстөрөгчийн хүчил ба түүний давс............. 226

§ 17.5. Цахиур.................. 228

§ 17.6. Исэлдэлтийн төлөвтэй цахиурын нэгдлүүд +4..... 230

§ 17.7. Исэлдэлтийн төлөвтэй цахиурын нэгдлүүд -4..... 233

БҮЛЭГ 18. Үл хөдлөх хөрөнгө с-метал ба тэдгээрийн нэгдлүүд .......... 234

§ 18.1. Ерөнхий шинж чанар....................... 234

§ 18.2. Металлын химийн шинж чанар....... 236

§ 18.3. Холболтууд с-металл............... 239

БҮЛЭГ 19. Хөнгөн цагаан ба бор.................. 240

§ 19.1. Ерөнхий шинж чанар....................... 240

§ 19.2. Энгийн бодисын шинж чанар, бэлтгэл....... 242

§ 19.3. Бор, хөнгөн цагааны нэгдлүүд............ 247

БҮЛЭГ 20. Шилжилтийн гол металлууд............ 249

§ 20.1. Ерөнхий шинж чанар....................... 249

§ 20.2. Хром ба түүний нэгдлүүд....................... 251

§ 20.3. Манган ба түүний нэгдлүүд....................... 253

§ 20.4. Төмрийн гурвал.................................. 255

§ 20.5. Төмөр гангийн үйлдвэрлэл............ 258

§ 20.6. Зэс ба түүний нэгдлүүд................. 261

§ 20.7. Цайр ба түүний нэгдлүүд....................... 263

§ 20.8. Мөнгө ба түүний нэгдлүүд....................... 264

БҮЛЭГ 21. Эрхэм хийнүүд ................ 265

§ 21.1. Ерөнхий шинж чанар....................... 265

§ 21.2. Сайн хийн химийн нэгдлүүд....... 267

§ 21.3. Эрхэм хий хэрэглэх............ 269

III ХЭСЭГ. ОРГАНИК ХИМИ............ 271

БҮЛЭГ 22. Органик химийн үндсэн ойлголт, зарчим.. 271

§ 22.1. Органик химийн хичээл............ 271

§ 22.2. Органик нэгдлүүдийн ангилал....... 272

§ 22.3. Органик нэгдлүүдийн нэршил....... 274

§ 22.4. Органик нэгдлүүдийн изомеризм....... 278

§ 22.5. Органик нэгдлүүдийн электрон нөлөөлөл, урвалын чанар....... 279

§ 22.6. Ерөнхий шинж чанар....................... 281

БҮЛЭГ 23. Ханасан нүүрсустөрөгч............. 283

§ 23.1. Алканууд....................... 283

§ 23.2. Циклоалканууд................. 286

БҮЛЭГ 24. Алкен ба алкадиен............... 289

§ 24.1. Алкенууд................................ 289

§ 24.2. Диенийн нүүрсустөрөгч.................. 293

БҮЛЭГ 25. Алкинууд.................... 295

§ 25.1. Ерөнхий шинж чанар....................... 295

§ 25.2. Бэлдмэл ба химийн шинж чанар....... 296

БҮЛЭГ 26. Арена .................... 300

§ 26.1. Ерөнхий шинж чанар.............. 300

§ 26.2. Бэлдмэл ба химийн шинж чанар....... 303

§ 26.3. Нэг ба хоёрдугаар төрлийн чиг баримжаа (орлогч) .... 308

БҮЛЭГ 27. Архи, фенол................. 310

§ 27.1. Ерөнхий шинж чанар....................... 310

§ 27.2. Нэг атомт спирт.................311

§ 27.3. Олон атомт спирт....................... 315

§ 27.4. Фенол....................... 316

БҮЛЭГ 28. Альдегид ба кетонууд............... 321

§ 28.1. Ерөнхий шинж чанар...................... 321

§ 28.2. олж авах арга .............. 323

§ 28.3. Химийн шинж чанар............. 324

БҮЛЭГ 29. Карбоксилын хүчил............... 327

§ 29.1. Ангилал, нэршил, изомеризм....... 327

§ 29.2. Монобассик ханасан карбоксилын хүчил..... 334

§ 29.3. Монобассик ханаагүй карбоксилын хүчил.... 339

§ 29.4. Үнэрт карбоксилын хүчил....... 342

§ 29.5. Хоёр суурьт карбоксилын хүчил.......... 343

БҮЛЭГ 30. Карбоксилын хүчлүүдийн функциональ деривативууд..... 345

§ 30.1. Функциональ деривативын ангилал...... 345

§ 30.2. Карбоксилын хүчлийн ангидридууд............ 346

§ 30.3. Карбоксилын хүчлийн галогенид....... 348

§ 30.4. Карбоксилын хүчлийн амидууд............. 350

§ 30.5. Эфир................................. 352

§ 30.6. Өөх тос.......................... 353

БҮЛЭГ 31. Нүүрс ус (элсэн чихэр)................ 357

§ 31.1. Моносахаридууд....................... 357

§ 31.2. Моносахаридын сонгогдсон төлөөлөгчид....... 363

§ 31.3. Олигосахаридууд................. 366

§ 31.4. Полисахаридууд................. 368

БҮЛЭГ 32. Аминууд.................... 371

§ 32.1. Ханасан алифат аминууд......... 371

§ 32.2. Анилин................. 375

БҮЛЭГ 33. Амин хүчил. Пептидүүд. Хэрэм............ 377

§ 33.1. Амин хүчлүүд................. 377

§ 33.2. Пептид.................. 381

§ 33.3. Уураг................................. 383

БҮЛЭГ 34. Азот агуулсан гетероцикл нэгдлүүд...... 387

§ 34.1. Зургаан гишүүнтэй гетероцикл............ 387

§ 34.2. Таван гишүүнтэй цагираг бүхий нэгдлүүд......... 390

БҮЛЭГ 35. Нуклейн хүчил............... 393

§ 35.1. Нуклеотид ба нуклеозид.............. 393

§ 35.2. Нуклейн хүчлүүдийн бүтэц............ 395

§ 35.3. Нуклейн хүчлийн биологийн үүрэг....... 398

БҮЛЭГ 36. Синтетик өндөр молекул жинтэй нэгдлүүд (полимер).