скачать книгу бесплатно
Сборник основных формул по химии для ВУЗов
Е. Ю. Невская
М. А. Рябов
Т. Ф. Шешко
Е. А. Сорокина
В пособии приведены все основные формулы, уравнения реакций, а также даны определения по общей, неорганической, аналитической, органической и физической химии. Предназначено для студентов нехимических специальностей вузов, а также может быть полезно абитуриентам.
М. А. Рябов, Е. Ю. Невская, Е. А. Сорокина, Т. Ф. Шешко
Сборник основных формул по химии
Краткий справочник студента
I. Общая химия
1. Основные понятия химии
Химия – наука о составе, строении, свойствах и превращениях веществ.
Атомно-молекулярное учение. Вещества состоят из химических частиц (молекул, атомов, ионов), которые имеют сложное строение и состоят из элементарных частиц (протонов, нейтронов, электронов).
Атом – нейтральная частица, состоящая из положительного ядра и электронов.
Молекула – устойчивая группа атомов, связанных химическими связями.
Химический элемент – вид атомов с одинаковым зарядом ядра. Элемент обозначают
где X – символ элемента, Z– порядковый номер элемента в Периодической системе элементов Д.И. Менделеева, A – массовое число. Порядковый номер Z равен заряду ядра атома, числу протонов в ядре атома и числу электронов в атоме. Массовое число A равно сумме чисел протонов и нейтронов в атоме. Число нейтронов равно разности A – Z.
Изотопы – атомы одного элемента, имеющие разные массовые числа.
Относительная атомная масса (A
) – отношение средней массы атома элемента естественного изотопического состава к
/
массы атома изотопа углерода
С.
Относительная молекулярная масса (M
) – отношение средней массы молекулы вещества естественного изотопического состава к
/
части массы атома изотопа углерода
С.
Атомная единица массы (а.е.м) –
/
часть массы атома изотопа углерода
С. 1 а.е. м = 1,66 ? 10
г.
Моль – количество вещества, содержащее столько структурных единиц (атомов, молекул, ионов), сколько содержится атомов в 0,012 кг изотопа углерода
С. Моль – количество вещества, содержащее 6,02 • 10
структурных единиц (атомов, молекул, ионов).
n = N/N
, где n – количество вещества (моль), N – число частиц, a N
– постоянная Авогадро. Количество вещества может обозначаться также и символом v.
Постоянная Авогадро N
= 6,02 • 10
частиц/моль.
Молярная масса M (г/моль) – отношение массы вещества m(г) к количеству вещества n (моль):
М = m/n, откуда: m = М • n и n = m/М.
Молярный объем газа V
(л/моль) – отношение объема газа V (л) к количеству вещества этого газа n (моль). При нормальных условиях V
= 22,4 л/моль.
Нормальные условия: температура t = 0°C, или Т = 273 К, давление р = 1 атм = 760 мм. рт. ст. = 101 325 Па = 101,325 кПа.
V
= V/n, откуда: V = V
• n и n = V/V
.
В результате получается общая формула:
n = m/M = V/V
= N/N
.
Эквивалент – реальная или условная частица, взаимодействующая с одним атомом водорода, или замещающая его, или эквивалентная ему каким-либо другим способом.
Молярная масса эквивалентов М
– отношение массы вещества к количеству эквивалентов этого вещества: М
= m/n
.
В реакциях обмена зарядов молярная масса эквивалентов вещества
с молярной массой М равна: М
= М/(n ? m).
В окислительно-восстановительных реакциях молярная масса эквивалентов вещества с молярной массой М равна: М
= М/n(e), где n(e) – число переданных электронов.
Закон эквивалентов – массы реагирующих веществ 1 и 2 пропорциональны молярным массам их эквивалентов. m
/m
= М
/М
, или m
/М
= m
/М
, или n
= n
, где m
и m
– массы двух веществ, М
и М
– молярные массы эквивалентов, n
и n
– количества эквивалентов этих веществ.
Для растворов закон эквивалентов может быть записан в следующем виде:
c
• V
= c
• V
, где с
, с
, V
и V
– молярные концентрации эквивалентов и объемы растворов этих двух веществ.
Объединенный газовый закон: pV = nRT, где p – давление (Па, кПа), V – объем (м
, л), n – количество вещества газа (моль), T – температура (К), T (К) = t (°C) + 273, R – константа, R = 8,314 Дж/(К ? моль), при этом Дж = Па • м
= кПа • л.
2. Строение атома и Периодический закон
Корпускулярно-волновой дуализм материи – представление о том, что каждый объект может иметь и волновые, и корпускулярные свойства. Луи де Бройль предложил формулу, связывающую волновые и корпускулярные свойства объектов: ? = h/(mV), где h – постоянная Планка, ? – длина волны, которая соответствует каждому телу с массой m и скоростью V. Хотя волновые свойства существуют для всех объектов, но наблюдаться они могут лишь для микрообъектов, имеющих массы порядка массы атома и электрона.
Принцип неопределенности Гейзенберга:?(mV
) • ?х > h/2n или ?V
• ?x > h/(2?m), где m – масса частицы, x – ее координата, V
