Книжная полка Сохранить
Размер шрифта:
А
А
А
|  Шрифт:
Arial
Times
|  Интервал:
Стандартный
Средний
Большой
|  Цвет сайта:
Ц
Ц
Ц
Ц
Ц

Неорганика

Покупка
Основная коллекция
Артикул: 806359.01.99
Доступ онлайн
307 ₽
В корзину
Учебное пособие адресовано студентам 1 курсов химического факультета Южного федерального университета, обучающимся по программам 04.03.01 - Бакалавриат, Химия, 18.03.01 - Бакалавриат, Химическая технология, 04.05.01- Специалитет, Фундаментальная и прикладная химия и может быть использовано при обучении студентов других химических специальностей. Оно предназначено для использования при изучении дисциплины «Общая и неорганическая химия» и охватывает полный теоретико-практический курс названной дисциплины. Необходимость создания данного пособия обусловлена тем, что в сложившейся практике преподавания неорганической химии накопились устаревшие представления, термины без их ясного определения, задачи, решение которых требует использования необоснованных и зачастую ошибочных допущений и т.д. Мы старались избежать таких ошибок и приблизить пособие к современному уровню знаний. Материал пособия разбит на три больших раздела: Общая химия, Химия непереходных и Химия переходных элементов. В пособии используется современное, рекомендованное IUPAC, деление элементов на 18 групп. Кроме традиционного рассмотрения материала по группам, уделено также внимание «горизонтальным» закономерностям в периодах. Пособие снабжено Приложениями с подробными справочными данными.
Неорганика : учебное пособие / В. Б. Налбандян, Э. А. Бикяшев, И. В. Лисневская, Е. А. Решетникова ; Южный федеральный университет. - Ростов-на-Дону ; Таганрог : Издательство Южного федерального университета, 2022. - 236 с. - ISBN 978-5-9275-4303-8. - Текст : электронный. - URL: https://znanium.ru/catalog/product/2039109 (дата обращения: 22.11.2024). – Режим доступа: по подписке.
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ 
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Федеральное государственное автономное образовательное  
учреждение высшего образования 
«ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» 
 
 
 
                                                                                                                    
 
 
 
 
 
 
НЕОРГАНИКА 
 
 
 
Учебное пособие 
 
 
 
 
 
                                              
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ростов-на-Дону – Таганрог 
Издательство Южного федерального университета 
2022 

УДК 546(075.8)  
ББК 24.1я73 
    Н52           
Печатается по решению кафедры общей и неорганической химии  
химического факультета Южного федерального университета 
(протокол № 1 от 28 января 2022 г.) 
 

Рецензенты: 

профессор кафедры общей и неорганической химии Южного федерального 

университета, доктор химических наук Т. Г. Лупейко; 

 

профессор кафедры общей и неорганической химии и ИТ в химии Кубанского 

государственного университета, доктор технических наук Н. Н. Буков 

  
Авторский коллектив: 
 
В. Б. Налбандян, Э. А. Бикяшев, И. В. Лисневская, 
Е. А. Решетникова 
 
Н52 
  Неорганика : учебное пособие / В. Б. Налбандян, Э. А. Бикяшев, 
И. В. Лисневская, Е. А. Решетникова ; Южный федеральный 
университет. – Ростов-на-Дону ; Таганрог : Издательство Южного 
федерального университета, 2022. – 236 с. 
  ISBN 978-5-9275-4303-8 
 
Учебное пособие адресовано студентам 1 курсов химического факультета Южного 
федерального университета, обучающимся по программам 04.03.01 – Бакалавриат, 
Химия, 18.03.01 – Бакалавриат, Химическая технология, 04.05.01-  Специалитет, 
Фундаментальная и прикладная химия и может быть использовано при обучении 
студентов других химических специальностей. Оно предназначено для использования 
при изучении дисциплины «Общая и неорганическая химия» и охватывает полный 
теоретико-практический курс названной дисциплины. Необходимость создания 
данного пособия обусловлена тем, что в сложившейся практике преподавания 
неорганической химии накопились устаревшие представления, термины без их ясного 
определения, задачи, решение которых требует использования необоснованных и 
зачастую ошибочных допущений и т.д. Мы старались избежать таких ошибок и 
приблизить пособие к современному уровню знаний. Материал пособия разбит на три 
больших раздела: Общая химия, Химия непереходных и Химия переходных элементов. 
В пособии используется современное, рекомендованное IUPAC, деление элементов на 
18 групп. Кроме традиционного рассмотрения материала по группам, уделено также 
внимание «горизонтальным» закономерностям в периодах. Пособие снабжено 
Приложениями с подробными справочными данными. 
УДК 546(075.8)  
ISBN 978-5-9275-4303-8                                                                          ББК 24.1я73 
 
© Южный федеральный университет, 2022 
© В. Б. Налбандян, Э. А. Бикяшев, 
И. В. Лисневская, Е. А. Решетникова, 2022 
 

Предисловие

Настоящее пособие представляет собой существенно переработанный 

и 
дополненный 
вариант 
Лабораторного 
практикума 
«Общая 
и 

неорганическая химия» И. В. Лисневской и Е. А. Решетниковой 

(Ростов-на-Дону, ЮФУ, 2015). Необходимость создания этого пособия 

обусловлена 
тем, 
что 
в 
сложившейся 
практике 
преподавания 

неорганической 
химии 
накопились 
необоснованные 
стереотипы: 

устаревшие представления, термины без их ясного определения (или 

использование терминов в смысле, противоречащем ранее данному 
определению), 
предложение 
задач, 
решение 
которых 
требует 

использования необоснованных и зачастую ошибочных допущений и т.д. 

Мы старались избежать таких ошибок и приблизить пособие к 

современному уровню знаний. Особое внимание обращено на разъяснение 

типичных, повторяющихся из года в год, ошибок студентов. Многие из них 

вынесли из школы понимание химии лишь на уровне написания уравнений, 

вне связи с реальностью, и приходится объяснять, что химия основана на 

эксперименте, а вне связи с экспериментом не имеют смысла формулы, 

величины, понятия, законы. Квинтэссенция такого понимания выражена в 
диалоге: «Какие Вы знаете методы определения молекулярных масс? –

Сложение по таблице Менделеева». А комплексное соединение – это «Где 

квадратные скобки».

Число предлагаемых задач и опытов сознательно сделано несколько 

избыточным по отношению к современным учебным планам. Во-первых, 

это даёт преподавателю возможность выбора в зависимости от реальной 
ситуации. Во-вторых, есть надежда, что в будущем удастся получить 

больше времени на лабораторные занятия. Вместо традиционного деления 

периодической системы на главные и побочные подгруппы, в данном 

пособии используется современное, рекомендованное IUPAC, деление 

системы на 18 групп, и, кроме традиционного рассмотрения материала по 
группам, уделено также внимание «горизонтальным» закономерностям в 

периодах. Пособие снабжено Приложениями с подробными справочными 

данными.

ЧАСТЬ 1. ОБЩАЯ ХИМИЯ

1.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ЛАБОРАТОРНОМ ПРАКТИКУМЕ И 

РЕШЕНИИ ЗАДАЧ

1.1.1. Значение практикума

Химия – экспериментальная наука. «Наука построена на фактах, так 

же, как здание строится из кирпичей, но куча кирпичей – не здание, и 
нагромождение фактов –
ещё не наука» (А. Пуанкаре). Нужно 

теоретическое осмысление, устанавливающее связь между фактами. 
Употребляя какой-то термин, величину, теорию, закон, надо всегда 
задавать себе вопрос: как это связано с экспериментом – как находят 
численные значения величин, на чём основаны теории и законы и т.д. 
Поэтому задачи лабораторного практикума – не только освоение техники 
лабораторных работ и знакомство со свойствами разных веществ, но и 
проверка на опыте теоретических представлений. Запомнить все свойства 
всех веществ невозможно и не нужно. Но, зная строение и свойства 
некоторых веществ и общие закономерности, можно теоретически 
предвидеть строение и свойства многих других. Если опыт подтверждает 
теоретические представления – это приятно, а если противоречит – это 
интересно, и нужно обязательно выяснить, где ошибка: в самом опыте, в 
теории или в её неправильном применении.

1.1.2. Некоторые методические рекомендации

1.1.2.1. Порядок работы
Работать в химической лаборатории разрешается только в халате. При 

работе в лаборатории необходимо придерживаться следующих правил:

Предварительно прочитать соответствующие разделы учебника, 

лекционные 
записи
и 
выполнить 
теоретические 
задания, 

соответствующего 
практикума.
Ознакомиться 
с 
содержанием 

лабораторной работы, продумать условия выполнения и признаки 
успешного 
протекания 
опытов, 
реакций
(изменение 
окраски, 

газовыделение, тепловые эффекты и т.п.).

Не начинать опыта, пока не проверено наличие всего необходимого 

(посуда, приборы, реактивы).

При работе точно соблюдать порядок и последовательность 

операций, указанных в руководстве. Для качественных опытов количества 
реагентов 
часто 
предлагается 
выбрать 
самостоятельно. 
Общая 

рекомендация – они должны быть минимальными, но достаточными для 
обнаружения ожидаемых результатов.

Соблюдать все необходимые меры предосторожности, в зависимости 

от свойств используемых реагентов и предполагаемых продуктов. Общая 
рекомендация – использование вытяжной вентиляции и средств защиты 
кожи.

Внимательно следить за ходом опыта, фиксируя наблюдения, 

позволяющие интерпретировать результаты работы. После окончания 
опыта (занятия) привести в порядок рабочее место.

1.1.2.2. Реактивы и обращение с ними
Основной 
набор 
реактивов, 
необходимых 
для 
выполнения 

лабораторной работы, выставляется лаборантом на столы перед началом 
каждого занятия. Растворы и сухие реактивы хранятся в закрытой 
стеклянной или пластиковой посуде. На каждой склянке имеется этикетка 
с названием или химической формулой реактива. При отсутствии 
идентификации препарата обратиться к лаборанту или преподавателю.

Дурно пахнущие вещества (хлорная, сероводородная вода, бром, 

сульфиды и т.п.), концентрированные растворы кислот и аммиака хранятся 
в вытяжных шкафах, откуда их запрещается выносить. Опыты, в которых 
эти вещества используются или образуются в качестве продуктов реакций, 
необходимо проводить также в вытяжном шкафу, включив вытяжку.

Для 
приготовления 
растворов 
следует 
пользоваться

дистиллированной водой, которая находится в специальных ёмкостях 
рядом с раковинами.

При пользовании реактивами следует соблюдать следующие правила:
- сухие реактивы брать шпателем или стеклянной ложечкой, которые 

должны быть чистыми и сухими;

- растворы отбирают стеклянными пипетками и цилиндрами, которые 

также должны быть чистыми;

- излишек реактива не ссыпать и не выливать обратно в склянку;
- после употребления реактива банку тотчас закрыть пробкой и 

поставить на место;

Особую осторожность соблюдать при работе с ядовитыми и 

огнеопасными веществами.

1.1.2.3. Некоторые рекомендации для выполнения типичных 

лабораторных процедур

При необходимости измельчения твердых реагентов используйте 

фарфоровую или чугунную ступку (не путать с тонкостенной фарфоровой 
чашкой, предназначенной для упаривания растворов или процессов 
сплавления).

Для нагрева препаратов или реакционных смесей пользуйтесь 

спиртовками или газовыми горелками. Если реакционная смесь помещена 
в пробирку, то вначале необходимо, зафиксировав её в пробиркодержателе, 
прогреть по всей длине, а затем направить пламя на раствор (твердую смесь).
При выполнении нагрева в фарфоровой посуде (чашечке или тигле) она 
должна быть закреплена в колечке на металлическом штативе или в 
креплении над спиртовкой.

Высокотемпературные обжиги выполняются в электрических печах 

муфельного или трубчатого типа. Реагенты помещаются в фарфоровую 
или корундовую посуду (тигли или чашки).

Для выполнения охлаждения (например, для более полного осаждения 

кристаллов из растворов), кроме смеси толченого льда с водой, можно 
применять охлаждающую смесь льда с поваренной солью NaCl. 

Для 
фильтрования 
пользуйтесь 
бумажными 
фильтрами, 

размещенными в стеклянных воронках или, при выполнении фильтрования 
с 
вакуумированием 
в 
фарфоровых 
воронках 
Бюхнера. 
При 

необходимости фильтрования веществ, разъедающих бумагу (например, 
оксид CrO3), используйте воронку со стеклянным фильтрующим дном.

Реакции синтеза газов выполняются или в пробирках с пробками, в 

которых размещена газоотводная трубка, или в колбах Вюрца, снабженных 
газоотводным каналом.

1.1.2.4. Основные требования к технике безопасности
Соблюдение правил техники безопасности является необходимым 

условием 
работы 
в 
химической 
лаборатории. 
Пренебрежение 

требованиями техники безопасности может привести к несчастным 
случаям, жертвами которых часто становятся не сами нарушители, а их 
товарищи по работе.

Запрещается 
проводить 
эксперименты 
без 
разрешения 

преподавателя.

- Не выбрасывать остатки огнеопасных и взрывчатых веществ 

(щелочные металлы, фосфор и др.) в мусорные ящики (раковины). Их 
необходимо тщательно собирать в предназначенные для этого сосуды
(склянки) для последующего безопасного захоронения их содержимого.

- В случае нештатного воспламенения в ходе опыта быстро погасить 

спиртовку или отключить электроплитку, затем накрыть пламя одеялом 
или засыпать песком. В случае загорания одежды гасить пламя следует 
обертыванием в одеяло или пальто. Ни в коем случае не бежать.

- При определении запаха газа или жидкости осторожно вдыхать 

воздух, слегка направляя его от сосуда к себе.

- Не наклоняться над сосудом с нагреваемой жидкостью, при 

нагревании пробирки с жидкостью держать ее отверстием от себя и не в 
сторону товарищей, так как иногда при вскипании ее может выплеснуть.

- Если на лицо или руки попадут брызги кислоты, надо тотчас смыть 

ее водой, после чего промыть пораженное место разбавленным раствором 
соды. Щелочь смывать водой до тех пор, пока пострадавший участок кожи 
не перестанет быть скользким, можно обработать разбавленным раствором 
борной кислоты.

- В случае ожога обожженное место смочить концентрированным 

раствором перманганата калия или же использовать медикаменты из 
аптечки.

- При приготовлении растворов серной кислоты ее необходимо 

приливать тонкой струйкой в воду.

- Для засасывания в пипетку растворов кислот и щелочей следует 

пользоваться резиновыми грушами, ни в коем случае не засасывать ртом.

- Запрещается принимать пищу в химической лаборатории, пить воду 

из химической посуды.

1.1.3. Требования к отчётам о практикуме

1.1.3.1. Общие рекомендации
– Отчет должен быть сдан в конце работы или, в крайнем случае, на 

следующий учебный день. Студент, не представивший отчёт, не 
допускается к следующей работе.

– На тетради должна быть фамилия студента. В некоторых случаях, по 

согласованию с преподавателем, отчёт может быть представлен в 
электронном виде, например, в формате Excel.

– Вместо одной толстой тетради лучше иметь 2-3 тонких и, конечно, 

ни в коем случае не вести отчёты о практикуме в одной тетради с 
лекционными записями.

– Если Вы хотите, чтобы отчёт читали, пишите разборчиво.
– В отчёте нужно оставлять место для замечаний преподавателя и 

ответов на них. Если работа возвращена без зачёта с замечаниями, нужно 
внести исправления и предъявить повторно. Студент, не имеющий зачёта 
хоть по одной работе (тем более – не выполнивший работу) не допускается 
к рубежному контролю по данной теме, а затем и к экзамену в сессию, с 
очевидными неприятными последствиями.

– Отчёт не переписывайте, а дополняйте и исправляйте! Замечания

преподавателя не стирайте, не вырезайте, не замазывайте и не заклеивайте.
Преподаватель должен видеть, какое было замечание и каков на него ответ.

– Отчёты-близнецы – результат списывания – не принимаются (как 

оригинал, так и копии). Если измерения делали вдвоём, то, конечно, 
исходные цифры должны быть одинаковыми, но вся последующая 
обработка результатов и выводы – дело индивидуальное.

– Лабораторные работы и отдельные опыты (или их серии) должны 

иметь содержательные названия (а не «Работа 2» «Опыт 5»). Это заставит 
Вас задуматься: что, собственно, предполагается увидеть в этом опыте?

– Любой химический опыт должен описываться уравнением реакции.
– После опыта или серии опытов нужно дать вывод: что установлено 

именно в этих опытах, какую идею они подтвердили или опровергли, ясно 
отличая эти выводы от того, что известно из литературы или лекций, но в 
данном опыте не видно.

– Описания опытов должны содержать все важные условия и 

наблюдения 
(избыток
или 
недостаток, 
разбавленный
или 

концентрированный раствор, нагрели или охладили и т.п.), но быть 
краткими, без всяких "наливаем в пробирку около 2 мл... и добавляем 
ложечкой небольшое количество…". Вместо “наблюдаем выпадение 
синего осадка” пишем в уравнении ↓, а под формулой – “синий”. 
Экономьте время – своё и преподавателя.

– Пробирку или стакан рисовать не надо, а схемы более сложных 

приборов (например, газометра) нужно при первом знакомстве нарисовать, 
чтобы лучше понять устройство и принцип действия, а при повторном 
использовании 
уже 
не 
рисовать. 
От 
рисунка 
требуется 
не 

художественность, а техническая ясность: что соединено, что изолировано, 
что открыто, что закрыто, где какое вещество и т.п.

– Серию однотипных опытов нагляднее представить в виде таблицы. 

Общие условия не повторяйте всякий раз, а укажите один раз в заголовке 
таблицы, а в колонках укажите только то, чем один опыт отличается от 
другого (концентрация –
скорость или добавляемое вещество –

наблюдение…)

–
Сильные электролиты в водных растворах изображайте в 

уравнениях реакций ионами. Формулы типа CuSO4 или CuSO4•5H2O
передают состав кристаллов, а в водном растворе нет ни кристаллов, ни 
молекул CuSO4, а есть SO42-(aq) и Cu2+(aq) (aq – неопределённое количество 
воды).

– Не нарушайте законы сохранения заряда и массы. Все схемы 

химических процессов должны быть уравнены. Только после этого можно 
обсуждать, куда смещено равновесие, быстро или медленно идёт реакция, 
какие условия нужны и т.п.

– Если Вам кажется, что практикум уже выполнен, ещё раз 

внимательно прочтите задание: всё ли сделано?

1.1.3.2. Замечания о точности расчётов
"Ни в чем так не проявляется математическая неграмотность, как в 

излишней точности вычислений" (К.Ф. Гаусс). К сожалению, культура 
вычислений является слабым местом не только большинства современных 
выпускников средней школы, но и некоторых авторов учебников и 
задачников. Надо раз и навсегда осознать следующее:

– все результаты измерений имеют погрешности, абсолютно точных 

нет;

– точность изображается числом значащих цифр, так что последняя 

записанная цифра предполагается не вполне надёжной; например, объём 
жидкости, отмеренный цилиндром с ценой деления 5 мл, записываем, как 
187 мл, понимая, что возможна погрешность до 2 мл; 

– число значащих цифр не зависит от выбора единиц измерения: в 

предыдущем примере вместо 187 мл можно записать 0,187 л или 0,000187 
м3 – в любом случае это три значащие цифры;

– одинаково неграмотно отбрасывать достоверные цифры и 

записывать недостоверные; в предыдущем примере не следует 
записывать 190 мл или 187,0 мл;  

– при умножении и делении приближённых величин нужно 

сохранять в окончательном ответе столько значащих цифр, сколько 
их было в исходной величине с наименьшим числом значащих цифр; 
однако в промежуточных вычислениях рекомендуется сохранять на 
одну цифру больше, чтобы не накапливалась ошибка;

– при сложении и вычитании такое же правило действует в отношении 

десятичных знаков; если, например, один компонент взвешен на 
технических весах (1,77 г), а другой – на аналитических (0,0253 г), то их 
сумма будет не 1,7953, а 1,80 г.

При вычислениях с именованными величинами размерность ответа 

нужно не придумывать, а выводить из размерностей исходных величин. 
Например, вычисляем давление по уравнению состояния идеального газа:

p = mRT/(VM). 
Если M выражена в г/моль, то массу m тоже берём в граммах. В 

Международной системе единиц R выражается в Дж/(моль×К), а Дж – это 
Н×м, тогда объём надо выражать в кубометрах. Отсюда получаем единицы 
измерения давления: г×Н×м×К/(моль×К×м3×г/моль), и после сокращений 
остаётся Н/м2, т.е. паскаль (Па), а не кПа и не атмосфера. Если объём 
выражать в литрах, то получится число в 1000 раз больше, и тогда давление 
будет не в Па, а в кПа. Но запоминать это не надо, лучше пользоваться 
общей формулой.

1.1.3.3. Случайные и систематические погрешности эксперимента
– Случайные – это такие, знак которых может быть любым. Их можно 

если не устранить, то уменьшить многократными измерениями с 
вычислением среднего арифметического. Ведь маловероятно, что все 
ошибки одного знака. Например, столбик термометра остановился где-то 
между 24 и 25°. Одному человеку кажется, что точно посередине (24,5°), 
двум другим – что несколько ниже (24,3 или 24,4°). Какая из цифр 
правильнее –
решить невозможно, самое лучшее – взять среднее 

Доступ онлайн
307 ₽
В корзину