Химия : 11-й класс (углублённый уровень)

З © АО «Издательство «Просвещение» для коллекции ООО «ЗНАНИУМ »

.

УДК 373.167.1:54
ББК 24.1я72
 
Е70

Издание выходит в pdf-формате.

Еремин, Вадим Владимирович.
Химия : 11 класс : учебник : Углублённый уровень : 
издание в pdf-формате / В. В. Еремин, Н. Е. Кузьменко, 
А. А. Дроздов, В. В. Лунин; под ред. В. В. Лунина. — 9-е изд., 
стер. — Москва : Просвещение, 2022. — 478, [2] с. : ил.

 ISBN 978-5-09-101662-8 (электр. изд.). — Текст : электронный.

ISBN 978-5-09-087940-8 (печ. изд.).
Учебник написан преподавателями химического факультета МГУ  
им. М. В. Ломоносова и продолжает курс химии для старшей школы, изложенный 
в учебнике «Химия. Углублённый уровень. 10 класс» данного 
авторского коллектива. Предназначен для изучения химии на углублённом 
уровне.
Учебник соответствует Федеральному государственному образова- 
тельному стандарту среднего общего образования.
УДК 373.167.1:54
ББК 24.1я72

Е70

ISBN 9785091016628 (электр. изд.)
ISBN 9785090879408 (печ. изд.)
©  АО «Издательство «Просвещение»,  

 2021

З © АО «Издательство «Просвещение» для коллекции ООО «ЗНАНИУМ »

.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Дорогие  
одиннадцатиклассники!
Вы перешли в последний, выпускной 
класс. Ровно через год почти все вы продолжите 
обучение, но уже не в средней,  
а в высшей школе. А для этого требуются 
систематические занятия, планомерная 
подготовка к экзаменам.
Нам приятно, что вы выбрали химию 
в качестве предмета для углублённого 
изучения. Это означает, что вас интересует 
эта наука и связанные с ней смежные 
дисциплины — медицина, фармакология, 
молекулярная биология и др.
На фотографии, помещённой рядом, 
вы видите высотное здание Московского 

государственного 
университета 
имени М. В. Ломоносова — первого вуза 
страны, 
недавно 
отметившего 
своё 
260-летие. Созданное выдающимися зодчими 
ушедшей эпохи грандиозное здание 
символизирует большой вклад отечественных 
учёных в развитие науки и 
образования. Оно живописно расположено 
над Москвой-рекой, на вершине 
холма, с которого открывается прекрасный 
вид на центр столицы. Такое мироощущение 
красоты и величия присуще 
каждому из нас. Однако на окружающий 
мир можно взглянуть и по-дру- 
гому, зная, что он состоит из веществ. 
Интересно, сколько химических соединений 
вы видите на этой фотографии? 
Какие вещества входят в состав кирпича 
и цемента, из которых построено здание? 
Из какого материала выполнен 
шпиль, отлита монументальная скульптура, 
украшающая портик? Что придаёт 
зелёный цвет траве и листве? 

З © АО «Издательство «Просвещение» для коллекции ООО «ЗНАНИУМ »

.

В первом полугодии вы завершите изучение неорганической 
химии, начатое в 8 классе и продолженное в 9-м.
Следующий раздел курса познакомит вас с основами теоретической 
химии — строением атома, химической связью, 
закономерностями протекания химических реакций. Вы 
узнае те, например, почему золото, в отличие от большинства 
других металлов, не может окислиться на воздухе ни при каких 
условиях, а вот происходящую незаметно для нашего 
глаза реакцию алюминия с кислородом можно существенно 
ускорить нагреванием и измельчением металла. Полученные 
знания вы сможете применить, анализируя технологические 
схемы важнейших производств — серной кислоты, аммиака, 
чёрной и цветной металлургии, метанола. Помните, что промышленный 
синтез существенно отличается от получения 
веществ в лабораториях. Вы узнаете также, что химические 
производства могут быть безопасными, и познакомитесь с новым 
философским подходом к химическому производству — 
«зелёной» химией.
В книге рассказано и о практическом применении химических 
знаний в различных областях жизни — в медицине, 
строительстве, при приготовлении пищи и даже в реставрации.

Параграфы и абзацы, выделенные в учебнике синим цветом, 
содержат дополнительный материал. Задачи повышенной 
сложности помечены значком «».
Работая с учебником, постоянно оценивайте свои достижения. 
Если изучаемый материал окажется для вас слишком 
сложным, обратитесь за помощью к учителю или воспользуйтесь 
дополнительной литературой и ресурсами Интернета, 
приведёнными в разделе «За страницами учебника».
Мы желаем вам успеха в этом нелёгком, но интересном 
и увлекательном труде!
Авторы

З © АО «Издательство «Просвещение» для коллекции ООО «ЗНАНИУМ »

.

Классификация простых веществ.  Водород 
5

ГЛАВА 1. 
НЕМЕТАЛЛЫ 
 

§ 1  
Классификация простых веществ.  
Водород

Как вы знаете, атомы элементов, а также соответствующие 
им простые вещества подразделяют на металлы и неметал- 
лы. В атомах практически всех элементов-металлов на внешнем 
энергетическом уровне находится не более четырёх электронов, 
поэтому многие металлы легко отдают электроны, 
т. е. проявляют свойства восстановителей. Общие физические 
и химические свойства простых веществ — металлов 
также во многом объясняются их электронным строением. 
Так, в простых веществах — металлах молекулы отсутствуют, 
связи между атомами осуществляются посредством общих 
электронов, одновременно принадлежащих всему куску 
металла.
Атомам большинства элементов-неметаллов до приобретения 
электронной конфигурации ближайшего инертного газа 
не хватает от одного до четырёх электронов. Поэтому атомы 
этих элементов стремятся достичь устойчивой электронной 
конфигурации инертного газа, присоединяя один или несколько 
электронов. Если атом неметалла вступает во взаимодействие 
с атомом другого неметалла, то происходит обобществление 
электронов, т. е. возникает ковалентная связь. 
Примером служит образование молекулы Сl2 из двух атомов 
хлора или атомного кристалла кварца из атомов кремния и 
кислорода. Взаимодействие атома неметалла с атомом металла 
сопровождается переходом электрона. В результате этого 
атомы приобретают заряды, т. е. становятся ионами:

2Na + Cl2 = 2Na+Cl–,
4Аl + 3O2 = 
3+
2–
2
3
2Al
O
.

Инертные газы, характеризующиеся полностью заполненной 
электронной оболочкой, традиционно относят к неметаллам. 
Первые три инертных газа вообще не образуют химических 
соединений, а более тяжёлые способны реагировать 
с наиболее активным неметаллом — фтором. Так, фторирова-

З © АО «Издательство «Просвещение» для коллекции ООО «ЗНАНИУМ »

.

ГЛАВА 1.  Неметаллы

ние ксенона в зависимости от условий приводит к образованию 
фторидов ксенона XeF2, XeF4, ХеF6.
Атомы элементов-металлов в Периодической системе расположены 
в начале периодов, а также в побочных подгруппах. 
Атомы элементов-неметаллов находятся в конце периодов. 
Особое положение в Периодической системе занимает 
первый элемент — водород. Формально он может занимать 
любую из клеток в первом ряду до гелия. Обычно водород помещают 
в первую группу, исходя из того что он имеет электронную 
конфигурацию 1s1, соответствующую общей электронной 
конфигурации щелочных металлов ns1. Однако, 
в отличие от других элементов первой группы, водород — неметалл, 
легко образующий двухатомные молекулы. Высказываются 
предположения, что при высоких давлениях водород 
может переходить в металлическое состояние, но «металлический 
водород» до сих пор не получен. Энергия ионизации атома 
водорода, иначе говоря, энергия отрыва электрона от атома 
с образованием положительно заряженного иона, значительно 
выше, чем у щелочных металлов. В атоме водорода до завершения 
внешнего электронного слоя не хватает одного 
электрона, что роднит его с галогенами — элементами главной 
подгруппы VII группы. Подобно галогенам, простое вещество — 
водород состоит из двухатомных молекул. Однако для 
водорода, в отличие от галогенов, окислительные свойства нехарактерны. 
Энергия, выделяющаяся при присоединении 
электрона к нейтральному атому (энергия сродства к электрону), 
у водорода оказывается значительно ниже, чем у элементов 
главной подгруппы VII группы. Подобно элементам 
главной подгруппы IV группы, в атоме водорода внешний 
энергетический уровень заполнен наполовину, а это означает, 
что водород имеет тенденцию как отдавать, так и принимать 
электроны.
При взаимодействии с неметаллами, например галогенами, 
кислородом, серой, азотом, он ведёт себя как восстановитель (
напишите уравнения реакций). С бором, кремнием и 
фосфором водород непосредственно не реагирует, водородные 
соединения этих элементов получают косвенным путём. Горение 
водорода в кислороде (рис. 1) сопровож дается выделением 
значительного количества теплоты:

2Н2 (г) + O2 (г) = 2H2O (г) + 484 кДж.

При этом происходит пе ренос элект ронов от молекул  
водорода, служащего топливом, к молекулам окислителя — 

З © АО «Издательство «Просвещение» для коллекции ООО «ЗНАНИУМ »

.

Классификация простых веществ. Водород 
7

кислорода. 
Выделяющаяся 
в ходе реакции энергия хаотично 
рассеивается в виде 
тепла. А что будет, если этот 
процесс упорядочить, т. е. заставить 
электроны двигать- 
ся строго в одном направлении? 
Направленное движение 
электронов, как вы  
знаете, называют электрическим 
током. Устройство для 
пре образования химической 
энергии в электрическую с 
помощью реакций окисления 
дешёвых видов топлива 
называют топливным элементом. 
Основу его составляют 
два электрода, на которых происходят полуреакции 
окисления и восстановления. В водородно-кислородном элементе (
рис. 2) электроды имеют вид тонких пористых дисков 
1, полученных прессованием и спеканием никелевого  

Рис. 1. Горение водорода  
в кислороде (а) и хлоре (б)

Рис. 2. Водородно-кислородный топливный элемент:  
1 — пористые диски; 2 — раствор электролита; 3 — приёмник 
кислорода; 4 — приёмник водорода; 5 — резервуар с водой

З © АО «Издательство «Просвещение» для коллекции ООО «ЗНАНИУМ »

.

ГЛАВА 1.  Неметаллы

порошка с катализатором. Одной стороной каждый электрод 
соприкасается с раствором электролита 2, а с другой стороны 
к нему под давлением подаётся газ — кислород 3 или водород 
4. Молекулы воды и гидроксид-ионы способны проходить 
через поры в электроде, что обеспечивает работу устройства. 
При замыкании цепи возникает электрический ток: на катоде 
происходит восстановление молекул кислорода с образованием 
гидроксид-ионов, которые переходят в раствор 
электролита. На аноде молекулы водорода вступают в реакцию 
с гидроксид-ионами электролита, окисляясь до моле- 
кул воды, которые переходят в раствор. Такие топливные 
элементы, для увеличения мощности соединённые в батареи, 
находят применение в космических кораблях и на подводных 
лодках.
Восстановительные свойства водород проявляет также в 
реакциях со сложными веществами. Оксиды меди, ртути,  
серебра, свинца при этом сразу переходят в простые вещества:


PbО + H2 =
t  Pb + H2O,

оксиды марганца(IV) и железа(III) — в оксиды с более низкой 
степенью окисления:

MnO2 + H2 =
t  МnO + H2O.

Лишь избыток водорода и очень сильное нагревание позволяют 
восстановить их до простых веществ. Оксиды активных 
металлов (натрия, калия, кальция, алюминия) с водородом 
не взаимодействуют.
Некоторые соли также могут быть восстановлены водородом. 
Например, сульфаты щёлочноземельных металлов 
при прокаливании в атмосфере водорода превращаются в 
сульфиды, а соли ртути и серебра восстанавливаются до металла:


BaSO4 + 4Н2 =
t  BaS + 4H2O,

2AgCl + Н2 =
t  2Ag + 2НСl.

В реакциях с активными металлами водород выступает 
в роли окислителя. Образующиеся при этом вещества —  
гид риды, например гидрид натрия NaH, гидрид кальция 
СаН2, представляют собой серые порошки, разлагающиеся 
водой:

NaH + Н2O = NaOH + Н2.

З © АО «Издательство «Просвещение» для коллекции ООО «ЗНАНИУМ »

.

Галогены
9

Они проявляют свойства восстановителей. В лабораторной 
практике с этой целью используют комплексные гидриды, 
например боргидрид натрия Na[BH4] или алюмогидрид лития 
Li[АlН4].

В О П Р О С Ы  И  З А Д А Н И Я

 1. Какими общими свойствами обладают химические элементы-
металлы; простые вещества — металлы; химические элемен- 
ты-неметаллы; простые вещества — неметаллы?
 2. Почему водород иногда одновременно помещают в I и VII группы 
Периодической системы?
 3. Какие свойства водорода типичны для металлов; неметаллов?
 4. Как изменяется энергия ионизации в ряду: a) Li
Na
K; 
б) Na
Mg
Al
Si
P
S?
 5. Вспомните, какими способами получают водород в лаборатории, 
в промышленности. Запишите уравнения реакций.
 6. Опишите принцип действия водородно-кислородного топливного 
элемента.
 7. Мелкий порошок гидрида кальция на воздухе воспламеняется. 
Запишите уравнение реакции, укажите окислитель и восстановитель.

 
8. Определите массу воды, образующейся при взрыве смеси 12 л 
водорода и 12 л кислорода (объёмы определены при н. у.).
 9. Сколько граммов гидрида натрия и какой объём воды необходимо 
взять для получения 11,2 л водорода (н. у.) и 10%-го раствора 
гидро ксида натрия?
 10. При восстановлении водородом 4,975 г оксида металла(II) было 
получено 3,91 г металла. Какой оксид участвовал в реакции? 
Какой объём водорода (н. у.) был израсходован?

 11. Резиновый шарик, наполненный водородом, со временем сдувается, 
даже если он плотно завязан. Как это можно объяснить?

 12. Рассчитайте, сколько теплоты выделится при поджигании 
100,8 л (н. у.) стехиометрической смеси водорода с кислородом, 
если теплота образования жидкой воды равна 286 кДж/моль.

§ 2  Галогены

Галогенами называют химические элементы главной подгруппы 
VII группы Периодической системы — фтор F, хлор 
Сl, бром Вr, иод I (рис. 3) и астат At. Слово «галогены» образовано 
от двух греческих корней: гал (галс — соль) и ген (ген-
нао — рождаю) — и означает «рождающие соли». В XIX в. 
хлор так и называли — солерод, подчёркивая его способность 
реагировать с металлами с образованием хлоридов — солей 

З © АО «Издательство «Просвещение» для коллекции ООО «ЗНАНИУМ »

.

ГЛАВА 1.  Неметаллы

соляной кислоты. Аналогичные свойства характерны и для 
других галогенов.
Изучение группы родственных химических элементов начинают 
с общей характеристики, включающей сравнение 
размеров их атомов, электронных конфигураций, возможных 
степеней окисления, свойств простых веществ. Галогены — 
типичные неметаллы. В Периодической системе они расположены 
в конце периодов, перед инертными газами. При движении 
вниз по подгруппе, т. е. при переходе от фтора к астату, 
возрастают относительная атомная масса элемента и радиус 
атома, уменьшается электроотрицательность (ЭО), ослабевают 
неметаллические свойства и окислительная активность 
(табл. 1).
Число валентных электронов в атоме равно номеру группы, 
в которой находится элемент. Таким образом, атомы галогенов 
содержат по семь электронов на внешнем энергетическом 
уровне, и до его завершения им недостаёт одного 
электрона.

Рис. 3. Галогены: разрез трубы, заполненный фтором (а);  
колбы с хлором (б), бромом (в), иодом (г)

З © АО «Издательство «Просвещение» для коллекции ООО «ЗНАНИУМ »

.