Один из самых неоднозначных предметов школьной программы – химия. Она не всем нравиться, чтобы понять смысл и глубину этой науки, требуется либо врожденный интерес и определенный склад ума, либо любопытство, порожденное наслоением знаний. Но что делать тем, кто не понимает и не любит этот одиозный для него предмет? Важно правильно мотивировать себя и научиться любить его. Как понять химию? Что сделать для того, чтобы она не вызывала отвращения, а стала интересна и легко изучалась?

Ведь нашу жизнь сегодня трудно представить без синтезированных веществ, которые добавляют не только в промышленные товары, но и в продукты питания. Зная основы науки, можно хотя бы попытаться обезопасить себя от потребления ненатуральных добавок.

Если вы решили изучать химию по-настоящему, важно попытаться заинтересовать себя этой наукой. Как выучить химию? У каждого может быть свой стимул, свой интерес. Для одного - это желание почувствовать свою власть над предугадыванием реакции каких-либо веществ. Для другого – понимание уравнений, решение которых подчиняется четким законам. Есть еще один стимул, который может помочь в изучении самым приземленным: химия служит основой многих технологических новинок.

Как сделать этот школьный предмет любимым

Есть несколько способов перевести нелюбимый предмет в разряд интересных и приносящих удовольствие.

• В химии важно хорошо начать. То есть сразу учить, а то и зубрить элементы и их валентности. Иначе последующие уроки будут лишь наслаиваться, заводя ученика в тупик.
• Очень важен хороший учитель. Желательно тот, кто сам любит свой предмет. Конечно, учителя выбрать нельзя, но пригласить репетитора – можно. Причем, совсем не обязательно оплачивать его услуги бесконечно. Если специалист хороший – ему будет достаточно провести с вами два-три урока, чтобы влюбить вас в предмет.
• Если вы не можете пригласить репетитора, найдите партнера по изучению предмета. Желательно, чтобы он разбирался в нем лучше вас. Вы увидите, что изучать науку вдвоем интереснее, нежели сидеть с учебником в пустой комнате.
• Как научиться химии планомерно и последовательно? Спланируйте изучение предмета. Составьте для себя график, который поможет либо догнать своих одноклассников, либо выучить предмет полностью. Структуризация никогда не станет лишней, тем более в науке.
• Обязательно подберите для себя литературу наподобие «Занимательной химии». Изучайте предмет всесторонне, чтобы лучше ориентироваться в нем. Поверьте, эти знания не будут лишними, а время на прочтение не будет потрачено впустую.
• Придумайте для себя систему поощрений. Например, после каждой выученной темы разрешаете себе поваляться на диване и посмотреть новый фильм (съесть шоколад, поиграть в компьютерную игру).
• Контролируйте процесс изучения. Если у вас есть план – отмечайте в нем проработанные темы.
• Хороший метод – стать учителем для более слабого ученика. Помогите ему, расскажите на своем примере, как изучить химию. Если вы уже разобрали какой-нибудь раздел и почувствовали, что все понятно, попробуйте рассказать это другому. Увидев в его глазах восхищение вашими знаниями, вы поймете, что результат от приложенных усилий есть.

Кроме всего, нужно понять, что химия не терпит безалаберности и невнимательности. Ну что получится у начинающего химика, который станет рассеянно смешивать различные вещества? Правильно, ничего хорошего. Поэтому во время изучения предмета старайтесь быть собранными и вникать в подробности.

Почему школьники не любят химию

Большинство детей в юные школьные годы с нетерпением ожидают новый предмет - химию, приписывая ему большую долю романтики. Вероятно поэтому, чувствуют разочарование, начиная ее изучать. Ведь эта наука начинается с основ строения вещества, и, прежде чем переходить к опытам и практике, юные химики должны преодолеть несколько ступенек теории. Так как знать химию нужно всем школьникам, важно сразу объяснить ребенку, который приступает к основам, что требуется сразу включить весь внутренний ресурс внимательности и усидчивости, чтобы впоследствии, изучение предмета проходило гладко.

Вспомните великих людей, которые смогли вести в развитие науки солидный вклад (Менделеев, Ломоносов), расскажите о них ребенку. Они не просто любили эту науку, они болели ею и, вероятно, в этом есть смысл. Попробуйте стать любителем химии – и, быть может, вы поймете, что чуть не упустили в своей жизни что-то интересное!

Всем известно, что школьный курс является той основой, которая дает самые необходимые знания о мире, в котором мы живем. Это действительно так и такой предмет как химия прекрасное тому подтверждение, так как, по сути, абсолютно все, что нас окружает и есть химия — химические элементы, их соединения, процессы взаимодействия и т.д. Поэтому неудивительно, что в школьный курс входит много тем по химии .

Важность изучения химии

Изучая предмет химии, школьник не только познает мир и определенные законы его существования, но и развивает память, логическое и абстрактное мышление, аналитические способности и интеллектуальные возможности в целом. ЕГЭ по химии, который является предметом по выбору, есть ни что иное как закономерное подведение итогов учебно-образовательной деятельности.

Кроме того, успешная сдача ЕГЭ по химии после окончания школы облегчит получение высшего образования, ведь его результаты высшими учебными заведениями засчитываются как вступительные экзамены. Поэтому нужно относиться к этому экзамену как к важному этапу в вашем будущем. Благодаря полученным знаниям будет проще потом осваивать другие сложные предметы в университете.

Что представляет собой подготовка к ЕГЭ по химии

Конечно, залогом успешного изучения и усвоения материала является постоянная работа — это касается абсолютно всех предметов. Однако такой специфический предмет как химия, зачастую требует особого подхода и применения дополнительных методов обучения. Например, таковыми являются самостоятельная работа или систематические занятия с репетитором. Но что делать, когда возможности для дополнительных занятий с преподавателем нет, а некоторые разобрать по учебнику практически не реально, впрочем, как и систематизировать все полученные знания, когда это необходимо для подготовки к ЕГЭ по химии?

Сегодня существует прекрасная возможность для дополнительного образования, расширения, углубления знаний и закрепления пройденных материалов — химия онлайн бесплатно. Такие уроки основаны на многолетнем педагогическо-психологическом опыте. Всемирная сеть в этом случае становится надежным другом и помощником современной молодежи, предлагая изучение различных тем по химии, включая различные методы подачи материала — видеоуроки с пояснениями, примерами опытов, решением практических задач и многое другое, систематизированные оптимальным образом электронные конспекты и таблицы.

Эта наука столь сложна, сколь и интересна. Однако уроки химии онлайн позволяют наиболее эффективно усвоить даже самую сложную тему, а при необходимости — проконсультироваться с квалифицированным преподавателем, в том числе и по вопросам, касающимся ЕГЭ по химии. Все это делает обучение легким и понятным, каждый может избежать сложных вопросов, разобраться в темах, которые пропустил ранее.

Итого

Занимаясь химией онлайн и бесплатно , вы в доступной для усвоения форме перенимаете многолетний опыт и получаете багаж систематизированных знаний. Каждый может выбрать для себя различные режимы и варианты обучения. Выпускники могут повторять пройденный в школе материал и восполнять имеющиеся пробелы в знаниях, выполняя задания различной сложности и изучая темы по химии по той системе, на которой и основан ЕГЭ. Конечно, готовых ответов никто не предоставит, тем более что каждый год список вопросов и заданий меняется. Однако структура в основном остается прежней, позволяя разработчикам совершенствовать эффективность оценки, а учащимся — наиболее полно раскрывать свой потенциал. Возможно, это поможет и школам показывать лучшую успеваемость своих учеников.

Кроме того, уроки химии онлайн — это удобно, а также может пригодиться как практикующим преподавателям для перенятия опыта, так и родителям, для того чтобы быть в курсе того, как сегодня строится процесс обучения их детей. Занятия химией онлайн помогут освежить знания будущим абитуриентам, желающим получить еще одно образование. Поэтому трудно поспорить с тем, что благодаря возможностям Интернета учиться становится проще абсолютно всем.

Если вы поступили в университет, но к этому времени так и не разобрались в этой нелегкой науке, мы готовы раскрыть вам несколько секретов и помочь изучить органическую химию с нуля (для "чайников"). Вам же остается только читать и внимать.

Основы органической химии

Органическая химия выделена в отдельный подвид благодаря тому, что объектом ее изучения является все, в составе чего есть углерод.

Органическая химия – раздел химии, который занимается изучением соединения углерода, структуру таких соединений, их свойства и методы соединения.

Как оказалось, углерод чаще всего образует соединения со следующими элементами - H, N, O, S, P. Кстати, эти элементы называются органогенами .

Органические соединения, количество которых сегодня достигает 20 млн, очень важны для полноценного существования всех живых организмов. Впрочем, никто и не сомневался, иначе человек просто закинул бы изучение этого непознанного в долгий ящик.

Цели, методы и теоретические представления органической химии представлены следующим:

• Разделение ископаемого, животного или растительного сырья на отдельные вещества;
• Очистка и синтез разных соединений;
• Выявление структуры веществ;
• Определение механики протекания химических реакций;
• Нахождение зависимости между структурой и свойствами органических веществ.

Немного из истории органической химии

Вы можете не верить, но еще в далекой древности жители Рима и Египта понимали кое-что в химии.

Как мы знаем, они пользовались натуральными красителями. А нередко им приходилось использовать не готовый естественный краситель, а добывать его, вычленяя из цельного растения (например, содержащиеся в растениях ализарин и индиго).

Можем вспомнить и культуру употребления алкоголя. Секреты производства спиртных напитков известны в каждом народе. Причем многие древние народы знали рецепты приготовления «горячей воды» из крахмал- и сахарсодержащих продуктов.

Так продолжалось долгие, долгие годы, и только в 16-17 веках начались какие-то изменения, небольшие открытия.

В 18 веке некто Шееле научился выделять яблочную, винную, щавелевую, молочную, галловую и лимонную кислоту.

Тогда всем стало ясно, что продукты, которые удалось выделить из растительного или животного сырья, имели много общих черт. В то же время они сильно отличались от неорганических соединений. Поэтому служителям науки нужно было срочно выделить их в отдельный класс, так и появился термин «органическая химия».

Несмотря на то, что сама органическая химия как наука появилась лишь в 1828 году (именно тогда господину Вёлеру удалось выделить мочевину путем упаривания цианата аммония), в 1807 году Берцелиус ввел первый термин в номенклатуру в органической химии для чайников:

Раздел химии, который изучает вещества, полученные из организмов.

Следующий важный шаг в развитии органический химии – теория валентности, предложенная в 1857 году Кекуле и Купером, и теория химического строения господина Бутлерова от 1861 года. Уже тогда ученые стали обнаруживать, что углерод – четырехвалентен и способен образовывать цепи.

В общем, с эти самых пор наука регулярно испытывала потрясения и волнения благодаря новым теориям, открытиям цепочкам и соединениям, что позволяло так же активно развиваться органической химии.

Сама наука появилась благодаря тому, что научно-технический прогресс не в состоянии был стоять на месте. Он продолжал и продолжал шагать, требуя новых решений. И когда каменноугольной смолы в сфере промышленности перестало хватать, людям просто пришлось создать новый органический синтез, который со временем перерос в открытие невероятно важного вещества, которое и по сей день дороже золота – нефть. Кстати, именно благодаря органической химии на свет появилась ее «дочка» - поднаука, которая получила название «нефтехимия».

Но это уже совсем другая история, которую вы можете изучить сами. Далее мы предлагаем вам посмотреть научно-популярное видео про органическую химию для чайников:

Ну а если вам некогда и срочно нужна помощь профессионалов , вы всегда знаете, где их найти.

Е.Н.ФРЕНКЕЛЬ

Самоучитель по химии

Пособие для тех, кто не знает, но хочет узнать и понять химию

Часть I. Элементы общей химии
(первый уровень сложности)

Я, Френкель Евгения Николаевна, заслуженный работник высшей школы РФ, выпускница химического факультета МГУ 1972 г., педагогический стаж 34 года. Кроме того, я мать троих детей и бабушка четырех внуков, старший из которых школьник. Меня волнует проблема школьных учебников. Главная беда многих из них – тяжелый язык, который требует дополнительного «перевода» на понятный школьнику язык изложения учебного материала. Ко мне часто обращаются ученики средней школы с такой просьбой: «Переведите текст учебника, чтобы понятно было». Поэтому я написала «Самоучитель по химии», в котором многие сложные вопросы изложены вполне доступно и в то же время научно. На основе этого «Самоучителя», который был написан в 1991 г., я разработала программу и содержание подготовительных курсов. На них обучались сотни школьников. Многие из них начинали с нуля и за 40 занятий понимали предмет настолько, что сдавали экзамены на «4» и «5». Поэтому в нашем городе мои пособия-самоучители расходятся как горячие пирожки. Может, и другим пригодятся мои наработки?

Статья подготовлена при поддержке учебного центра «МакарОФФ». Учебный центр предлагает Вам пройти курсы маникюра в Москве недорого . Профессиональная школа маникюра проводит обучение по маникюру, педикюру, наращиванию и дизайну ногтей, а также курсы мастеров-универсалов ногтевого сервиса, наращивание ресниц, микроблейдинг, шугаринг и эпиляция воском. Центр выдаёт дипломы после обучения и гарантированное трудоустройство. Подробная информация обо всех программах обучения, цены, расписание, акции и скидки, контакты на сайте: www.akademiyauspeha.ru .

Предисловие

Уважаемые читатели! Предлагаемый вашему вниманию «Самоучитель по химии» – не обычный учебник. В нем не просто излагаются какие-то факты или описываются свойства веществ. «Самоучитель» объясняет и учит даже в том случае, если вы, к сожалению, не знаете и не понимаете химии, а к учителю обратиться за разъяснениями не можете или стесняетесь. В виде рукописи эта книга используется школьниками с 1991 г., и не было ни одного ученика, который бы провалился на экзамене по химии и в школе, и в вузах. Причем многие из них совсем не знали химии.

«Самоучитель» рассчитан на самостоятельную работу ученика. Главное – отвечать по ходу чтения на те вопросы, которые встречаются в тексте. Если вы не смогли ответить на вопрос, то читайте внимательнее текст еще раз – все ответы имеются рядом. Желательно также выполнять все упражнения, которые встречаются по ходу объяснения нового материала. В этом помогут многочисленные обучающие алгоритмы, которые практически не встречаются в других учебниках. С их помощью вы научитесь:

Составлять химические формулы по валентности;

Составлять уравнения химических реакций, расставлять в них коэффициенты, в том числе в уравнениях окислительно-восстановительных процессов;

Составлять электронные формулы (в том числе краткие электронные формулы) атомов и определять свойства соответствующих химических элементов;

Предсказывать свойства некоторых соединений и определять, возможен данный процесс или нет.

В пособии два уровня сложности. Самоучитель первого уровня сложности состоит из трех частей.

I часть. Элементы общей химии (публикуемая ).

II часть. Элементы неорганической химии.

III часть. Элементы органической химии.

Книг второго уровня сложности тоже три.

Теоретические основы общей химии.

Теоретические основы неорганической химии.

Теоретические основы органической химии.

Глава 1. Основные понятия химии. Упражнения к главе 1. Глава 2. Важнейшие классы неорганических соединений. 2.1. Оксиды. 2.2. Кислоты. 2.3. Основания. Упражнения к главе 2. Глава 3. Элементарные сведения о строении атома. Периодический закон Д.И.Менделеева. Упражнения к главе 3. Глава 4. Понятие о химической связи. Глава 5. Растворы. Глава 6. Электролитическая диссоциация. 6.1. Понятие о рН (водородном показателе). 6.2. Гидролиз солей. Упражнения к главе 6. Глава 7. Понятие об окислительно-восстановительных реакциях. Глава 8. Расчеты по химическим формулам и уравнениям. 8.1. Основные расчетные понятия. 8.2. Задачи, решаемые по стандартным формулам. 8.2.1. Задачи по теме «Газы». 8.2.2. Задачи по теме «Способы выражения концентрации растворов». 8.2.3. Задачи по теме «Количественный состав вещества». 8.3. Задачи, решаемые по уравнениям реакций. 8.3.1. Оформление расчетов по уравнениям реакций. 8.3.2. Задачи по теме «Количественный состав растворов и смесей». 8.3.3. Задачи на установление формулы вещества. 8.4. Задачи для самостоятельного решения. Приложение.

Глава 1. Основные понятия химии

Что такое химия? Где мы встречаемся с химическими явлениями?

Химия – везде. Сама жизнь – это бесчисленное множество разнообразных химических реакций, благодаря которым мы дышим, видим голубое небо, ощущаем изумительный запах цветов.

Что изучает химия?

Химия изучает вещества, а также химические процессы, в которых участвуют эти вещества.

Что такое вещество?

Вещество – это то, из чего состоит окружающий нас мир и мы сами.

Что такое химический процесс (явление)?

К химическим явлениям относятся процессы, в результате которых изменяется состав или строение молекул, образующих данное вещество*. Изменились молекулы – изменилось вещество (оно стало другим), изменились его свойства. Например, свежее молоко стало кислым, зеленые листья стали желтыми, сырое мясо при обжаривании изменило запах.

Все эти изменения – следствие сложных и многообразных химических процессов. Однако признаки простых химических реакций, в результате которых изменяется состав и строение молекул, такие же: изменение цвета, вкуса или запаха, выделение газа, света или тепла, появление осадка.

Что же такое молекулы, изменение которых влечет за собой столь разнообразные проявления?

Молекулы – это мельчайшие частицы вещества, отражающие его качественный и количественный состав и его химические свойства.

Изучая состав и строение одной молекулы, можно предсказать многие свойства данного вещества в целом. Такие исследования – одна из главных задач химии.

Как устроены молекулы? Из чего они состоят?

Молекулы состоят из атомов. Атомы в молекуле соединены при помощи химических связей. Каждый атом обозначается при помощи символа (химического знака). Например, Н – атом водорода, О – атом кислорода.

Число атомов в молекуле обозначают при помощи индекса – цифры внизу справа после символа.

Например:

Примеры молекул:

О 2 – это молекула вещества кислорода, состоящая из двух атомов кислорода;

Н 2 О – это молекула вещества воды, состоящая из двух атомов водорода и одного атома кислорода.

Если атомы не связаны химической связью, то их число обозначают при помощи коэффициента – цифры перед символом:

Аналогично изображают число молекул:

2Н 2 – две молекулы водорода;

3Н 2 О – три молекулы воды.

Почему атомы водорода и кислорода имеют разные названия и разные символы? Потому что это атомы разных химических элементов.

Химический элемент – это вид атомов с одинаковым зарядом ядер.

Что такое ядро атома? Почему заряд ядра является признаком принадлежности атома к данному химическому элементу? Чтобы ответить на эти вопросы, следует уточнить: изменяются ли атомы в химических реакциях, из чего состоит атом?

Нейтральный атом не имеет заряда, хотя и состоит из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов:

В ходе химических реакций число электронов любого атома может изменяться, а вот заряд ядра атома не меняется . Поэтому заряд ядра атома – своеобразный «паспорт» химического элемента. Все атомы с зарядом ядра +1 принадлежат химическому элементу под названием водород. Атомы с зарядом ядра +8 относятся к химическому элементу кислороду.

Каждому химическому элементу присвоен химический символ (знак), порядковый номер в таблице Д.И.Менделеева (порядковый номер равен заряду ядра атома), определенное название, а для некоторых химических элементов – особое прочтение символа в химической формуле (табл. 1).

Таблица 1

Символы (знаки) химических элементов

№ п/п	№ в таблице Д.И.Менделеева	Символ	Прочтение в формуле	Название
1	1	H	аш	Водород
2	6	C	це	Углерод
3	7	N	эн	Азот
4	8	O	о	Кислород
5	9	F	фтор	Фтор
6	11	Na	натрий	Натрий
7	12	Mg	магний	Магний
8	13	Al	алюминий	Алюминий
9	14	Si	силициум	Кремний
10	15	P	пэ	Фосфор
11	16	S	эс	Сера
12	17	Cl	хлор	Хлор
13	19	K	калий	Калий
14	20	Ca	кальций	Кальций
15	23	V	ванадий	Ванадий
16	24	Cr	хром	Хром
17	25	Mn	марганец	Марганец
18	26	Fe	феррум	Железо
19	29	Cu	купрум	Медь
20	30	Zn	цинк	Цинк
21	35	Br	бром	Бром
22	47	Ag	аргентум	Серебро
23	50	Sn	станнум	Олово
24	53	I	йод	Йод
25	56	Ba	барий	Барий
26	79	Au	аурум	Золото
27	80	Hg	гидраргирум	Ртуть
28	82	Pb	плюмбум	Cвинец

Вещества бывают простые и сложные . Если молекула состоит из атомов одного химического элемента, это простое вещество. Простые вещества – Са, Сl 2 , О 3 , S 8 и т. д.

Молекулы сложных веществ состоят из атомов разных химических элементов. Сложные вещества – H 2 O, NO, H 3 PO 4, C 12 H 22 O 11 и т. д.

Задание 1.1. Укажите число атомов в молекулах сложных веществ H 2 O, NO, H 3 PO 4 , C 12 H 22 O 11 , назовите эти атомы.

Возникает вопрос: почему для воды всегда записывается формула Н 2 О, а не НО или НО 2 ? Опыт доказывает, что состав воды, полученной любым способом или взятой из любого источника, всегда соответствует формуле Н 2 О (речь идет о чистой воде).

Дело в том, что атомы в молекуле воды и в молекуле любого другого вещества соединены при помощи химических связей. Химическая связь соединяет как минимум два атома. Поэтому, если молекула состоит из двух атомов и один из них образует три химические связи, то другой также образует три химические связи.

Число химических связей , образуемых атомом, называют его валентностью .

Если обозначить каждую химическую связь черточкой, то для молекулы из двух атомов АБ получим АБ, где тремя черточками показаны три связи, образуемые элементами А и Б между собой.

В данной молекуле атомы А и Б трехвалентны.

Известно, что атом кислорода двухвалентен, атом водорода одновалентен.

В о п р о с. Сколько атомов водорода может присоединиться к одному атому кислорода?

О т в е т. Два атома. Состав воды описывают формулой Н–О–Н, или Н 2 О.

П о м н и т е! В устойчивой молекуле не может быть «свободных», «лишних» валентностей. Поэтому для двухэлементной молекулы число химических связей (валентностей) атомов одного элемента равно общему числу химических связей атомов другого элемента.

Валентность атомов некоторых химических элементов постоянна (табл. 2).

Таблица 2

Значение постоянных валентностей некоторых элементов

Для других атомов валентность** можно определить (вычислить) из химической формулы вещества. При этом нужно учитывать изложенное выше правило о химической связи. Например, определим валентность x марганца Mn по формуле вещества MnO 2:

Общее число химических связей, образуемых одним и другим элементом (Mn и О), одинаково:
x · 1 = 4; II · 2 = 4. Отсюда х = 4, т.е. в этой химической формуле марганец четырехвалентен.

П р а к т и ч е с к и е в ы в о д ы

1. Если один из атомов в молекуле одновалентен, то валентность второго атома равна числу атомов первого элемента (см. на индекс!):

2. Если число атомов в молекуле одинаково, то валентность первого атома равна валентности второго атома:

3. Если у одного из атомов индекс отсутствует, то его валентность равна произведению валентности второго атома на его индекс:

4. В остальных случаях ставьте валентности «крест-накрест», т.е. валентность одного элемента равна индексу другого элемента:

Задание 1.2. Определите валентности элементов в соединениях:

CO 2 , CO, Mn 2 O 7 , Cl 2 O, P 2 O 3 , AlP, Na 2 S, NH 3 , Mg 3 N 2 .

П о д с к а з к а. Сначала укажите валентность атомов, у которых она постоянная. Аналогично определяется валентность атомных групп ОН, РО 4 , SО 4 и др.

Задание 1.3. Определите валентности атомных групп (в формулах подчеркнуты):

H 3 PO 4 , Ca(OH ) 2 , Ca 3 (PO 4) 2 , H 2 SO 4 , CuSO 4 .

(Обратите внимание! Одинаковые группы атомов имеют одинаковые валентности во всех соединениях.)

Зная валентности атома или группы атомов, можно составить формулу соединения. Для этого пользуются следующими правилами.

Если валентности атомов одинаковы, то и число атомов одинаково, т.е. индексы не ставим:

Если валентности кратны (обе делятся на одно и то же число), то число атомов элемента с меньшей валентностью определяем делением:

В остальных случаях индексы определяют «крест-накрест»:

Задание 1.4. Составьте химические формулы соединений:

Вещества, состав которых отражают химические формулы, могут участвовать в химических процессах (реакциях). Графическая запись, соответствующая данной химической реакции, называется уравнением реакции . Например, при сгорании (взаимодействии с кислородом) угля происходит химическая реакция:

С + O 2 = CO 2 .

Запись показывает, что один атом углерода С, соединяясь с одной молекулой кислорода O 2 , образует одну молекулу углекислого газа СО 2 . Число атомов каждого химического элемента до и после реакции должно быть одинаково . Это правило – следствие закона сохранения массы вещества. Закон сохранения массы: масса исходных веществ равна массе продуктов реакции.

Закон был открыт в XVIII в. М.В.Ломоносовым и, независимо от него, А.Л.Лавуазье.

Выполняя этот закон, необходимо в уравнениях химических реакций расставлять коэффициенты так, чтобы число атомов каждого химического элемента не изменялось в результате реакции. Например, при разложении бертолетовой соли KClO 3 получается соль KСl и кислород О 2:

KClO 3 KСl + О 2 .

Число атомов калия и хлора одинаково, а кислорода – разное. Уравняем их:

Теперь изменилось число атомов калия и хлора до реакции. Уравняем их:

Наконец, между правой и левой частями уравнения можно поставить знак равенства:

2KClO 3 = 2KСl + 3О 2 .

Полученная запись показывает, что при разложении сложного вещества KClO 3 получаются два новых вещества – сложное KСl и простое – кислород O 2 . Числа перед формулами веществ в уравнениях химических реакций называют коэффициентами .

При подборе коэффициентов необязательно считать отдельные атомы. Если в ходе реакции не изменился состав некоторых атомных групп, то можно учитывать число этих групп, считая их единым целым. Составим уравнение реакции веществ CaCl 2 и Na 3 PO 4:

CaCl 2 + Na 3 PO 4 ……………… .

П о с л е д о в а т е л ь н о с т ь д е й с т в и й

1) Определим валентность исходных атомов и группы PO 4:

2) Напишем правую часть уравнения (пока без индексов, формулы веществ в скобках надо уточнить):

3) Составим химические формулы полученных веществ по валентностям составных частей:

4) Обратим внимание на состав самого сложного соединения Ca 3 (PO 4) 2 и уравняем число атомов кальция (их три) и число групп РО 4 (их две):

5) Число атомов натрия и хлора до реакции теперь стало равным шести. Поставим соответствующий коэффициент в правую часть схемы перед формулой NaCl:

3CaCl 2 + 2Na 3 PO 4 = Ca 3 (PO 4) 2 + 6NaCl.

Пользуясь такой последовательностью, можно уравнять схемы многих химических реакций (за исключением более сложных окислительно-восстановительных реакций, см. главу 7).

Типы химических реакций. Химические реакции бывают разных типов. Основными являются четыре типа – соединение, разложение, замещение и обмен.

1. Реакции соединения – из двух и более веществ образуется одно вещество:

Например:

Са + Сl 2 = CaCl 2 .

2. Реакции разложения – из одного вещества получаются два вещества или более:

Например:

Ca(HCO 3) 2 CaCO 3 + CO 2 + H 2 O.

3. Реакции замещения – реагируют простое и сложное вещества, образуются также простое и сложное вещества, причем простое вещество замещает часть атомов сложного вещества:

А + ВХ АХ + В.

Например:

Fe + CuSO 4 = Cu + FeSO 4 .

4. Реакции обмена – здесь реагируют два сложных вещества и получаются два сложных вещества. В ходе реакции сложные вещества обмениваются своими составными частями:

Упражнения к главе 1

1. Выучите табл. 1. Проверьте себя, напишите химические символы: серы, цинка, олова, магния, марганца, калия, кальция, свинца, железа и фтора.

2. Напишите символы химических элементов, которые в формулах произносятся как: «аш», «о», «купрум», «эс», «пэ», «гидраргирум», «станнум», «плюмбум», «эн», «феррум», «це», «аргентум». Назовите эти элементы.

3. Укажите число атомов каждого химического элемента в формулах соединений:

Al 2 S 3 , СаS, МnО 2 , NH 3 , Mg 3 P 2 , SO 3 .

4. Определите, какие из веществ – простые, а какие – сложные:

Na 2 O, Na, O 2 , CaCl 2 , Cl 2 .

Прочитайте формулы этих веществ.

5. Выучите табл. 2. Составьте химические формулы веществ по известной валентности элементов и атомных групп:

6. Определите валентность химических элементов в соединениях:

N 2 O, Fe 2 O 3 , PbO 2 , N 2 O 5, HBr, SiH 4 , H 2 S, MnO, Al 2 S 3 .

7. Расставьте коэффициенты и укажите типы химических реакций:

а) Mg + O 2 MgO;

б) Al + CuCl 2 AlCl 3 + Cu;

в) NaNO 3 NaNO 2 + O 2 ;

г) AgNO 3 + BaCl 2 AgCl + Ba(NO 3) 2 ;

д) Al + HCl AlCl 3 + H 2 ;

е) KOH + H 3 PO 4 K 3 PO 4 + H 2 O;

ж) CH 4 C 2 H 2 + H 2 .

* Существуют вещества, построенные не из молекул. Но об этих веществах речь пойдет позже (см. главу 4).

** Строго говоря, по нижеизложенным правилам определяют не валентность, а степень окисления (см. главу 7). Однако во многих соединениях числовые значения этих понятий совпадают, поэтому по формуле вещества можно определять и валентность.

Печатается с продолжением

Значение «Основ химии»

Университет был центром жизни Д. И. Менделеева, местом, где он передавал слушателям свои неисчерпаемые знания. Целые поколения химиков являются учениками Д. И. Менделеева -- не только те, кто слушал его лекции непосредственно в стенах университета и в других высших учебных заведениях, а и все те, кто изучал химию по его «Основам химии».

«Основы химии были написаны Д.И. Менделеевым вскоре после того, как он начал читать курс неорганической химии в университете. Д.И. Менделеев отмечал: «Писать начал, когда стал после Воскресенского читать неорганическую химию в университете и когда, перебрав все книги, не нашел, что следует рекомендовать студентам...»

Этот труд и поныне является настольной книгой каждого образованного химика как энциклопедия химии. «Эти «Основы»,-- говорил Д. И. Менделеев,-- любимое дитя мое. В них мой образ, мой опыт педагога и мои задушевные научные мысли...»

В «Основах химии» сочетается глубокая научность изложения предмета с раскрытием основных методологических установок или, как говорил Д. И. Менделеев, «философского направления», тесная и неразрывная связь теории и практики и исторический подход к освещению ряда вопросов. Автор считал, что надо «уважать историю» и овладеть культурным наследием прошлого, без чего невозможно идти вперед. Наконец, в этой книге с присущей Д. И. Менделееву последовательностью, ясностью и отчетливостью дается определение основных химических понятий и слов, показывается значение химического эксперимента и методики работа над книгой.

«Основы химии» не просто учат, а приучают к труду. Д. И. Менделеев в предисловии к «Основам химии» писал: «Я старался развить в читателе дух пытливости, не довольствующийся простым описанием или созерцанием, а возбуждающий и приучающий к упорному труду и стремящийся везде, где можно, мысли проверять опытами».

Огромную роль сыграли "Основы химии" в развитии отечественного химического образования. При жизни Менделеева они издавались восемь раз. Первое издание в 4-х выпусках увидело свет в 1868 - 1871 гг., восьмое -- в 1905-1906 гг. Еще пять раз книга переиздавалась в советский период.

Тысячи ученых, инженеров и других специалистов учились по этой книге, в том числе ученики и последователи Д. И. Менделеева: А. А. Банков, В. И. Вернадский, Г. Г. Густавсон, В. Л. Комаров, К. А. Тимирязев, В. Е. Тищенко и другие. Этот образцовый учебник Менделеева был переведен на английский, французский и немецкий языки.

Ученые об «Основах химии»

«Основы химии» - классическое произведение Д.И. Менделеева содержащее изложение неорганической химии с точки зрения периодического закона химических элементов. В этой книге неорганическая химия - наука о химических элементах и образуемых ими соединениях - благодаря периодическому закону, открытому Д.И. Менделеевым в 1869 г. в связи с поисками им общего признака классификации химических элементов, впервые предстала как стройное научное здание, а не беспорядочное накопление отдельных фактов. По богатству и смелости научных идей, по оригинальности освещения фактов, по влиянию, которое они оказали на развитие химии и на ее преподавание, «Основы химии» являются единственным в своем роде трудом в мировой химической литературе.

Теплых высказываний как о Менделееве, так и о его книге «Основы химии» в литературе много.

Известный физико-химик и металловед академик А.А. Байков говорил: «Можно сказать, что химия как наука стала существовать только после Менделеева. До Менделеева были отдельные разрозненные химические знания, но не было химии как отдельной науки, в которой ее многообразное и разнообразное содержание было бы объединено и связано в стройную цельную систему. Эту задачу и выполнил Менделеев, и эта задача получила свое воплощение в том замечательном труде его, который называется «Основы химии» и в котором заключается полное изложение периодического закона». Далее он указывал: «Основы химии представляют собой систематическое изложение всей химии, и периодический закон является средством для того, чтобы разобраться в бесконечном разнообразии отдельных фактов и явлений, из которых слагается химическая наука, и привести их в стройную органически цельную систему. Периодический закон неотделим от «Основ химии».

О значении «Основ химии» Д.И. Менделеева говорят в наши дни слова академика Б. М. Кедрова и В. А. Волкова, высказанные ими в печати в 1982 г.: «Химию можно определить как учение об элементах и их соединениях». Такое определение предмета химии впервые дал

Д.И. Менделеев в 1871 г. в своих «Основах химии».

Предоставим слово одному из основоположников геохимии академику В.И. Вернадскому: «В «Основах химии» проблемы геохимии и космической химии получали не только яркое освещение, но нередко выступали на первое место. Как всегда у Д.И. Менделеева, это не было повторением того, что давалось другими, - на каждом шагу встречается новое, найденное его яркой личностью, схваченное его всеобъемлющим умом».

А теперь возвратимся еще раз к словам А. А. Байкова: «Основы химии» Менделеева, воплотившие в себе периодический закон, - это памятник, который по силе своего замысла, по совершенству исполнения и глубине мысли является таким же величайшим проявлением человеческого гения, как «Божественная комедия», Данте, как «Страшный суд» Микеланджело, как 9-я симфония Бетховена».

«Основы химии» объединяли всех русских химиков, были связующим звеном между ними Дмитрием Ивановичем, а потому все мы являемся его учениками, преданными и его научным заветам...», - так говорил академик Н.Д. Зелинский.

В 1907 г. английский химик Т. П. Торп об «Основах химии» Д.И. Менделеева писал: «Благодаря своему проникновению, умению схватывать детали и принципы, вызывать на размышления, благодаря необычайной силе координации и богатству мыслей - это книга из книг, которая может быть прочитана каждым студентом, независимо от возраста, с пользой и удовлетворением, окрашенным иногда некоторой долей занимательности. Тем, кому посчастливилось лично знать автора, каждая страница напоминает о его личности. Даже подстрочные примечания носят характер индивидуальности и оригинальности. Можно сказать, что менделеевские «Основы» имеют такое же значение для химической науки второй половины девятнадцатого века, как и «Новая система» Дальтона для первой половины этого столетия... Благодаря его способности широко и всеобъемлюще мысленно охватывать химические процессы, Менделеев заслужил звание философа химической науки».

Нас восхищают слова итальянского ученого и историка химии М. Джуа: «Еще в то время, когда я в юношеские годы обратился к изучению химии, привлеченный в Римский университет преподаванием Каниццаро, передо мной предстала в полном блеске фигура Д. И. Менделеева, и не только благодаря созданию им периодической системы элементов, но и как автора «Основ химии», книги, которая стала доступна итальянским ученым благодаря переводам Л. Явейна и А. Тилло на немецкий и Г. Каменского на английский язык».

Академик Д. П. Коновалов был учеником Д. И. Менделеева сменившим своего учителя на кафедре химии Петербургского университета. Для 9-го издания «Основ химии», которое было выпущено к 20-летию со дня смерти Д. И. Менделеева, Коновалов подготовил статью «Основы химии» и их автор», в которой на основе анализа трудов Д.И. Менделеева и своих личных воспоминаний и дал сжатый, но содержательный обзор основных направлений научной деятельности Д.И. Менделеева.

Академик Б.М. Кедров пишет: «На примере Менделеева можно видеть, что открытию периодического закона предшествовал гигантский труд, вложенный их в изучение всего, что касалось химических элементов. Этот труд занял пятнадцать лет ежедневных, ежечасных размышлений, лабораторных исследований, чтения бесчисленных статей и книг по химии. Все это воплощалось Менделеевым в его публикациях, лекциях, докладах и особенно в его «Основах химии».

Высказывания известных людей об «Основах химии» Д.И. Менделеева могли 6ы быть продолжены. Мы их заканчиваем, обращаясь еще раз к словам академика А.А. Байкова: «Для всех нас смерть Д.И. Менделеева была потрясающим событием. Одно для нас являлось утешением, - то, что его жизнь не прошла бесследно, что он оставил нам богатейшее наследство, и в этом наследстве наиболее крупным памятником являются его труды, связанные с периодическим законом и «Основами химии». И поскольку в «Основах химии» воплотился периодический закон, «Основы химии» являются тем памятником, который по грандиозности своего содержания, по величеству замысла, по совершенству выполнения и глубине мысли является величайшим проявлением человеческого гения».