Химия1. Курс Лекций по дисциплине Химия и инженерная экология
 Скачать 1.01 Mb.
|
|
курс Лекций по дисциплине «Химия и инженерная экология» Лекция 1. Введение. КЛАССИФИКАЦИЯ И НОМЕНКЛАТУРА НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙВажнейшей частью современного естествознания является химия – наука о веществах, их свойствах и превращениях их друг в друга, а также явления, сопровождающие эти превращения. Важнейшая задача химии – получение веществ с заранее заданными свойствами и интенсификация промышленных производств, создание безотходных технологий. Не менее важная задача ее – использование энергии химических превращений. Химия позволяет синтезировать материалы, которых нет в природе. Химическая промышленность выпускает синтетический каучук, пластические массы, искусственное волокно, искусственное топливо, красители, лекарственные вещества и многое другое. В сельском хозяйстве широко применяются минеральные удобрения, химические средства защиты растений и регуляторы их роста, химические добавки в корма животных и консерванты кормов, многие полимерные материалы. Химия играет центральную и положительную роль в жизни современного общества. Она, несомненно, является системой нашего жизнеобеспечения, без которой мы просто не могли бы существовать. Более того, химия нужна всем нам для решения многих возникающих сегодня проблем. Многие разделы химии представляют собой самостоятельные, хотя и связанные между собой научные дисциплины. Краткий курс лекций раскрывает основные законы химии, на которых базируются химические дисциплины. Курс лекций включает в себя введение в неорганическую химию, основные классы неорганических соединений, а также предполагает освоение теоретических основ методов анализа. Курс направлен на формирование ключевых компетенций, необходимых для эффективного решения профессиональных задач и организации профессиональной деятельности, а также для решения экологических проблем. Химия изучает состав, свойства и превращения веществ, а также явления, которые сопровождают эти превращения. Химия относится к естественным наукам, которые изучают окружающий нас мир. Она тесно связана с другими естественными науками: физикой, биологией, геологией, экологией. В современной химии выделилось много самостоятельных разделов, наиболее важные из которых, неорганическая химия, органическая химия, химия полимеров, аналитическая химия, электрохимия, коллоидная химия и другие. Общая химия рассматривает основные химические понятия, а также важнейшие закономерности, связанные с химическими превращениями. Неорганическая химия изучает свойства и превращения неорганических (минеральных) веществ. Органическая химия изучает свойства и превращения органических веществ. Химия – это наука, изучающая процессы превращения веществ, сопровождающиеся изменением состава и структуры. Все химические вещества состоят из частиц. Молекула – это наименьшая частица данного вещества, обладающая его химическими свойствами. Химические свойства молекулы, определяются ее составом и химическим строением. Атом – это электронейтральная система взаимодействующих элементарных частиц, состоящая из положительно заряженного атомного ядра и отрицательно заряженных электронов (ядро состоит из протонов положительно заряженных и нейтронов - не имеющих заряда). Заряд ядра– это параметр позволяющий идентифицировать (выделить) совокупность атомов. Один атом от другого можно отличить с помощью заряда ядра. Химический элемент – это совокупность атомов химически несвязанных друг с другом, имеющих одинаковый положительный заряд ядра. Вещества – это совокупность атомов химически связанных друг с другом. Химические вещества подразделяются на простые и сложные. Простые вещества – это вещества, образованные из атомов одного элемента (например, простое вещество уголь (С) образовано атомами элемента углерода, железо (Fe) – атомами элемента железа, азот (N) – атомами элемента азота и т.д.). 5 Сложные вещества, или химические соединения, - это вещества, образованные атомами разных элементов. КЛАССИФИКАЦИЯ И НОМЕНКЛАТУРА НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ При изучении данной темы необходимо усвоить понятие степени окисления атомов. Степень окисления – условный заряд атома в молекуле соединения, вычисленный из предположения, что молекула состоит только из ионов. При подсчете степени окисления необходимо руководствоваться основным правилом и знать следующие теоретические положения. Правило: Алгебраическая сумма степеней окисления всех атомов в молекуле соединения всегда равна нулю. Теоретические положения: а) Степень окисления водорода +1. Исключение составляют гидриды металлов (NaH, СаН2). б) Степень окисления кислорода -2. Исключение составляют: пероксиды (перекиси), например, Na2O2 -1 надпероксиды (суперперекиси), например, КО2 -1/2 озониды, например, LiO3 -1/3 в) Степень окисления металлов всегда положительна. г) Степень окисления неметаллов может быть положительной или отрицательной. Например, Р+5 и Р-3 д) Степень окисления атомов в молекулах простых веществ равна нулю. з) Степень окисления в формуле соединения проставляется над элементом в расчете на один атом. Например, степень окисления серы в следующих соединениях H2S, H2SO3, H2SO4 соответственно равна -2, +4 и +6. Например: Na2O, H3PO4, Al2(SO4)3. Название соединения составляют с указанием сначала анионов, а затем катионов. Примеры составления названий различных классов неорганических соединений рассмотрены ниже. Все неорганические соединения можно разделить на две группы по сложности состава их молекул: двухэлементные и трех- и более элементные соединения.
|