Студент бакалавриата
  1. Общая химия  1.1. Введение в Химию  1.2. Структура атома  1.2.1. Субатомные частицы  1.2.2. Атомная модель  1.2.3. Квантовые числа  1.2.4. Электронная конфигурация  1.2.5. Периодические тенденции  1.2.6. Изотопы и их применения  1.3. Химическая связь  1.3.1. Ионная связь  1.3.2. Ковалентные связи  1.3.3. Металлическая связь  1.3.4. Гибридизация  1.3.5. Молекулярная геометрия и теория ВЕСЗР  1.3.6. Полярность связи и дипольный момент  1.4. Стехиометрия  1.4.1. Понятие моль  1.4.2. Эмпирическая и молекулярная формула  1.4.3. Ограничивающий реагент и избыток реагента  1.4.4. Процентный выход и чистота  1.4.5. Расчет разведения  1.5. Состояния вещества  1.5.1. Газовые законы  1.5.2. Материя и межмолекулярные силы  1.5.3. Твёрдые тела и кристаллические структуры  1.5.4. Диаграмма фаз  1.5.5. Плазма и сверхкритическая жидкость  1.6. Химические реакции  1.6.1. Типы химических реакций  1.6.2. Балансировка химических уравнений  1.6.3. Термохимические реакции  1.6.4. Энергетические профили реакций  1.7. Растворы и смеси  1.7.1. Единицы измерения концентрации  1.7.2. Свойства синдрома  1.7.3. Растворимость и правила растворимости  1.7.4. Закон Генри и Закон Рауля  1.7.5. Partition coefficient  1.8. Химическое равновесие  1.8.1. Закон действия масс  1.8.2. Принцип Ле Шателье  1.8.3. Реакционный коэффициент  1.8.4. Чтобы воспользоваться этим онлайн-калькулятором для расчета константы равновесия, введите константу равновесия (Eq.) и нажмите кнопку расчета. Вот как можно объяснить расчет константы равновесия с заданными входными значениями -> 0.05 = 0.05/0.  1.8.5. Кислотно-щелочной баланс  1.9. Кислоты и основания  1.9.1. Определения Аррениуса, Брёнстеда–Лоури и Льюиса  1.9.2. pH и pOH  1.9.3. Титрование кислоты и основания  1.9.4. Буферный раствор  1.9.5. Кислотно-основной индикатор  1.9.6. Полипротные кислоты и основания  1.10. Электрохимия  1.10.1. Окислительно-восстановительные реакции  1.10.2. Гальванические и Электролитические Элементы  1.10.3. Уравнение Нернста  1.10.4. Электролиз  1.10.5. Законы электролиза Фарадея  1.11. Термодинамика  1.11.1. Законы термодинамики  1.11.2. Enthalpy, entropy and Gibbs free energy  1.11.3. Спонтанность реакций  1.11.4. Термодинамические циклы (закон Гесса, цикл Карно)  1.12. Кинетика  1.12.1. Закон скорости и порядок реакции  1.12.2. Энергия активации и катализаторы  1.12.3. Collision theory  1.12.4. Механизм реакции  1.12.5. Теория переходного состояния
  2. Органическая химия  2.1. Структура и взаимосвязь  2.1.1. Гибридизация в углеродных соединениях  2.1.2. Резонанс и ароматизация  2.1.3. Molecular orbitals  2.1.4. Индуктивные и мезомерные эффекты  2.2. Углеводороды  2.2.1. Углеводороды  2.2.2. Алкены  2.2.3. Алкины  2.2.4. Ароматические соединения  2.2.5. Циклоалканы и Конформация  2.3. Функциональная группа  2.3.1. Алкоголи и фенолы  2.3.2. Эфиры и эпоксиды  2.3.3. Альдегиды и кетоны  2.3.4. Карбоновые кислоты и их производные  2.3.5. Aмин  2.3.6. Сложные эфиры и амиды  2.3.7. Тиолы и сульфиды  2.4. Стереохимия  2.4.1. Изомерия в стереохимии  2.4.2. Хиральность и оптическая активность  2.4.3. Структурный анализ  2.4.4. Диастереомеры и энантиомеры  2.5.1. Реакции замещения  2.5.2. Реакции элиминирования  2.5.3. Реакции присоединения  2.5.4. Радикальные реакции  2.5.5. Реакции перегруппировки  2.5.6. Перицветные реакции  2.6. Спектроскопия и структурный анализ  2.6.1. Инфракрасная спектроскопия  2.6.2. Ядерный магнитный резонанс  2.6.3. Масс-спектрометрия  2.6.4. УФ-видимая спектроскопия  2.6.5. Рентгеновская кристаллография  2.7. Химия полимеров  2.7.1. Полимеры добавления и конденсации  2.7.2. Механизм полимеризации  2.7.3. Биоразлагаемый полимер  2.7.4. Проводящие и умные полимеры
  3. Неорганическая химия  3.1. Координационная химия  3.1.1. Лиганды и координационные соединения  3.1.2. Теория кристаллического поля  3.1.3. Теория молекулярных орбиталей в координационных соединениях  3.1.4. Искажение Яна–Тейлора  3.2. Main Group Chemistry  3.2.1. Щелочные и щелочноземельные металлы  3.2.2. Галогены и благородные газы  3.2.3. Переходные металлы и их комплексы  3.2.4. Лантаниды и актиниды  3.3. Solid state chemistry  3.3.1. Кристаллические решетки и элементарные ячейки  3.3.2. Дефекты в твердых телах  3.3.3. Электрические и магнитные свойства  3.3.4. Сверхпроводимость  3.4. Биоорганическая химия  3.4.1. Ионы металлов в биологии  3.4.2. Энзиматические реакции с металлами  3.4.3. Отравление металлами и детоксикация  3.4.4. Металлопротеины и Металлоэнзимы
  4. Физическая химия  4.1. Квантовая химия  4.1.1. Дуализм волны и частицы  4.1.2. Уравнение Шрёдингера  4.1.3. Квантовые числа и орбитали  4.1.4. Атомная и молекулярная спектроскопия  4.2. Statistical mechanics  4.2.1. Распределение Максвелла-Больцмана  4.2.2. Функции разложения  4.2.3. Статистика Бозе–Эйнштейна и Ферми–Дирака  4.3. Химическая термодинамика  4.3.1. Энергия Гиббса  4.3.2. Фазовый переход  4.3.3. Термодинамическая эффективность  4.4. Поверхностная химия  4.4.1. Абсорбция и катализ  4.4.2. Коллоиды и эмульсии
  5. Аналитическая химия  5.1. Classical methods  5.1.1. Гравиметрический анализ  5.1.2. титриметр  5.2. Инструментальные методы  5.2.1. Хроматография  5.2.2. Спектроскопия  5.2.3. Электроанализаторные методы  5.2.4. Рентгеновская дифракция
  6. Промышленная химия  6.1. Нефтехимия  6.2. Принципы химической инженерии  6.3. Зеленая химия  6.4. Фармацевтика и синтез лекарств
  7. Биохимия  7.1. Углеводы  7.2. Белки и ферменты  7.3. Липиды и мембраны  7.4. Нуклеиновые кислоты  7.5. Метаболизм и биоэнергетика  7.6. Кинетика и механизм ферментов

Студент бакалавриата ↓


Общая химия


Общая химия - это фундаментальный научный курс, преподаваемый в основном студентам бакалавриата. Он служит вводным курсом, который закладывает основы для понимания принципов химии, применимых в реальных условиях. Основной целью является создание структуры знаний, которую можно расширять в более продвинутых курсах. В этом уроке мы исследуем различные концепции и принципы, центральные для общей химии.

1. Введение в материю и ее состояния

Материя определяется как все, что занимает пространство и обладает массой. Она существует в различных состояниях, главным образом, твердом, жидком и газообразном, в зависимости от расположения и энергии ее молекул.

  • Твердые тела: Частицы в твердых телах упакованы вместе в фиксированной, жесткой структуре. Это придает твердым предметам определенную форму и объём.
  • Жидкости: Частицы в жидкостях близки друг к другу, но не жесткие, как твердые тела. Жидкости имеют фиксированный объем, но они принимают форму своего контейнера.
  • Газы: Частицы в газах находятся далеко друг от друга и свободно движутся, поэтому газы не имеют ни определенной формы, ни объема.

2. Атомы и элементы

Все во Вселенной состоит из атомов, которые являются наименьшими единицами элементов. Элемент - это чистое вещество, содержащее только один тип атомов, представленных уникальным химическим символом, таким как H для водорода или O для кислорода.

Атомная структура включает в себя следующие части:

  • Протон: Положительно заряженная частица в ядре.
  • Нейтроны: Нейтральные частицы, также располагающиеся в ядре.
  • Электроны: Отрицательно заряженные частицы, вращающиеся вокруг ядра.

3. Периодическая таблица элементов

Периодическая таблица - это систематическая таблица всех известных элементов, расположенных в соответствии с их атомными номерами. Эта таблица помогает прогнозировать химические свойства и поведение элементов.

        H2O
     by Lee B. BCNOF
     NaMgAlSiPsClAr

Эта структура позволяет быстро определить свойства элементов, при этом каждая строка называется периодом, а каждый столбец - группой.

4. Химическая связь

Химические связи - это силы, которые удерживают атомы вместе в соединениях. Основные типы химических связей включают:

  • Ионная связь: Образуется путем переноса электронов от одного атома к другому, обычно между металлом и неметаллом.
  • Ковалентные связи: связи, где атомы разделяют электроны, обычно между неметаллами.
  • Металлическая связь: притяжение между свободными электронами и ионами металлов, характерное для металлических элементов.

Например, в воде (H2O) два атома водорода образуют ковалентную связь, деля электроны с атомом кислорода.

5. Химические реакции

В химических реакциях атомы перестраиваются для образования новых веществ. Реакции представляются химическими уравнениями, например:

    2H2 + O2 → 2H2O

Типы химических реакций включают синтез, разложение, одно- и двузаместительные реакции.

6. Концепция моля

Моль - это стандартная единица измерения в химии, представляющая большое количество молекул или атомов. Число Авогадро, 6.022 × 1023, - это количество единиц в моле.

Оно полезно в стехиометрии для уравновешивания химических уравнений и расчета реагентов/продуктов в реакциях.

7. Растворы и смеси

Раствор - это однородная смесь двух или более веществ. Растворитель (среда растворения) и растворенное вещество (растворенное вещество) являются компонентами раствора.

Например, сахарный раствор образуется при растворении сахара (растворенное вещество) в воде (растворитель).

Смеси могут классифицироваться как однородные (одинаковый состав) или неоднородные (разные фазы).

8. Кислоты и основания

Кислоты и основания - это вещества, которые могут соответственно отдавать или принимать протоны (H+).

  • Кислоты: Вещества, увеличивающие концентрацию ионов водорода в растворе. Пример: HCl (соляная кислота).
  • Основания: Вещества, увеличивающие концентрацию ионов гидроксида (OH-) в растворе. Пример: NaOH (гидроксид натрия).

Шкала pH от 0 до 14 используется для измерения кислотности или щелочности раствора.

9. Термодинамика

Термодинамика изучает превращения энергии, особенно передачу тепла и работы в химических процессах.

Некоторые ключевые понятия:

  • Первый закон термодинамики: Энергия не может быть создана или уничтожена, она может только передаваться.
  • Энтальпия (H): представляет тепловое содержание системы при постоянном давлении.

Например, во время испарения жидкость поглощает тепло, чтобы стать газом, что вызывает изменение энтальпии.

10. Атомная структура и периодичность

Модель атома Бора помогает объяснить атомную структуру, где электроны вращаются вокруг ядра по фиксированным орбитам. Квантовая механика позже ввела концепцию электронных облаков.

Периодичность относится к повторяющимся тенденциям в свойствах элементов в периодической таблице, таким как электроотрицательность, энергии ионизации и атомные радиусы.

Свойства элементов изменяются предсказуемым образом в разных периодах и группах.

11. Динамика и равновесие

Кинетика сосредоточена на скорости химических реакций. Факторы, влияющие на скорость, включают концентрацию, температуру и наличие катализатора.

Равновесие возникает, когда скорость прямой реакции равна скорости обратной реакции. Для уравновешенного химического уравнения:

    a + b ⇌ c + d

Это относится к динамическому состоянию, где реагенты и продукты существуют вместе.

12. Окислительно-восстановительные реакции

Окислительно-восстановительные реакции включают перенос электронов между веществами, что отражается в процессах окисления и восстановления. Основные из них:

  • Окисление: Потеря электронов молекулой, атомом или ионом.
  • Восстановление: Присоединение электронов молекулой, атомом или ионом.

Классическим примером этого является ржавление железа:

    4Fe + 3O2 → 2Fe2O3

13. Основные понятия органической химии

Органическая химия изучает соединения, содержащие углерод. Углерод может образовывать разнообразные соединения с цепями и кольцами, и простая структура этих соединений позволяет получить большой разнообразие органических химикатов.

Примеры включают углеводороды, такие как метан (CH4) и более сложные молекулы, такие как глюкоза (C6H12O6).

14. Экология и практические отношения

Химия играет важную роль в решении экологических проблем, таких как загрязнение, изменения климата и устойчивые ресурсы.

Химические принципы используются для разработки экологически чистых материалов, понимания разрушения озонового слоя и создания энергоэффективных процессов.

Общая химия способствует тому, чтобы студенты задумывались о реальных применениях и глобальных последствиях химических явлений, что стимулирует дальнейшее научное исследование и инновации.

Заключение

Общая химия служит важной основой для понимания сложного мира химических веществ и реакций. Она формирует основу, на которой студенты могут развивать более сложные знания в специализированных областях химии. Изученные концепции помогают оценить вездесущность химии в повседневной жизни и влияние молекулярного мира на более широкие научные дискуссии.


Студент бакалавриата → 1


U
username
0%
завершено в Студент бакалавриата

Следующий (1.1) →
Введение в Химию

Комментарии 



Общая химия

https://www.chemistryelite.com/ug/1?ceal=ru