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

Химия

Покупка
Новинка
Основная коллекция
Артикул: 825203.01.99
Учебное пособие содержит теоретическую информацию и практические задания для студентов первого курса ФНО по подготовке специалистов для судебной системы по специальности 21.02.05 «Земельно-имущественные отношения», соответствует рабочей программе учебной дисциплины «Химия» для СПО и составлено в соответствии с требованиями ФГОС среднего (полного) общего образования.
Ахмедова, Т. И. Химия : учебное пособие / Т. И. Ахмедова. - Москва : ИОП РГУП, 2023. - 192 с. - ISBN 978-5-00209-042-6. - Текст : электронный. - URL: https://znanium.ru/catalog/product/2137492 (дата обращения: 03.03.2024). – Режим доступа: по подписке.
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов. Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в ридер.
ХИМИЯ

Ахмедова Т. И.

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

Москва
2023

Федеральное государственное бюджетное 
образовательное учреждение высшего образования
РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  
УНИВЕРСИТЕТ ПРАВОСУДИЯ

[СРЕДНЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ]
 
 © Ахмедова Т. И., 2023
 
 ©  Российский государственный 
университет правосудия, 2023

УДК 54
ББК 24
А 95

Автор-составитель

Т. И. Ахмедова, старший преподаватель кафедры общеобразовательных  
дисциплин РГУП, Почетный работник общего образования РФ

Рецензенты:

С. С. Антюшин, зав. кафедрой философии и социально-гуманитарных  
дисциплин РГУП, д-р филос. наук, профессор;
Р. А. Фандо, ведущий научный сотрудник Института истории естествознания  
и техники им. С. И. Вавилова РАН, д-р биол. наук, Почетный работник  
общего образования РФ

Ахмедова Т. И.
Химия: учебное пособие для СПО. — М.: РГУП, 2023. — 192 с.

ISBN 978-5-00209-042-6

Учебное пособие содержит теоретическую информацию и практические задания 
для студентов первого курса ФНО по подготовке специалистов для судебной 
системы по специальности 21.02.05 «Земельно-имущественные отношения», соответствует 
рабочей программе учебной дисциплины «Химия» для СПО и составлено 
в соответствии с требованиями ФГОС среднего (полного) общего образования.

А 95

ISBN 978-5-00209-042-6
Содержание

 
От автора . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

Раздел I. ОБЩАЯ И НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

Глава 1. Периодический закон и периодическая система химических 
элементов Д. И. Менделеева в свете теории строения атомов. . . . . . . . . 10
1.1. Структура периодической системы химических элементов 
Д. И. Менделеева. Периодический закон . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.2. Развитие представлений о строении атомов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1.3. Строение атомов и периодическая система химических  
элементов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
1.4. Движение электронов в атоме . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
1.5. Распределение электронов в атоме . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
1.6. Периодичность свойств атомов химических элементов. . . . . . . . . . . 26
1.7. Валентность и валентные возможности атомов . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

Глава 2. Процессы, происходящие на микроуровне . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
2.1. Свойства атомов химических элементов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
2.2. Степень окисления и валентность. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
2.3. Взаимодействия атомов. Химическая связь. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
2.3.1. Ковалентная связь и ее характеристики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
2.3.2. Ионная связь . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
2.3.3. Металлическая связь . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
2.3.4. Водородная связь . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

Глава 3. Микро- и макроуровень организации вещества
3.1. Строение веществ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
3.1.1. Молекулярное строение веществ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
3.1.2. Немолекулярное строение веществ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
3.2. Классификация неорганических соединений. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
3.3. Количественные характеристики веществ. Расчеты  
по формулам . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
3.3.1. Вычисление массовой доли химических элементов 
в соединениях. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
Химия 

4

3.3.2. Вычисления по формулам веществ с использованием 
понятий «количество вещества», «объем», «масса»,  
«число молекул» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
3.4. Водные растворы. Концентрация растворов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65

Глава 4. Химические реакции
4.1. Химические реакция. Химическое уравнение. Закон  
сохранения массы веществ при химических реакциях. . . . . . . . . . . . . . . . 68
4.2. Скорость химических реакций и факторы, от которых  
она зависит. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
4.3. Классификация химических реакций . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
4.4. Окислительно-восстановительные реакции и их значение . . . . . . . . 76
4.5. Химическое равновесие. Принципы смещения химического 
равновесия Ле Шателье . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

Глава 5. Металлические элементы и их соединения. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
5.1. Металлы главных подгрупп периодической системы  
химических элементов Д. И. Менделеева . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
5.2. Металлы побочных подгрупп периодической системы 
химических элементов Д. И. Менделеева на примерах железа  
и меди . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
5.3. Сплавы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93

Глава 6. Неметаллические элементы и их соединения . . . . . . . . . . . . . . . . 96
6.1. Свойства неметаллов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
6.2. Аллотропные видоизменения неметаллов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
6.3. Свойства кислотных оксидов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
6.4. Свойства кислот . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101

Раздел II. ПРИРОДНЫЕ И СИНТЕТИЧЕСКИЕ  
ОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ

Глава 7. Многообразие органических веществ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
7.1. Основные положения теории химического строения 
органических соединений А. М. Бутлерова . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
7.2. Количественные характеристики веществ. Вывод формулы 
вещества по известным массовым долям химических элементов. . . . . . 108
7.3. Количественные характеристики веществ. Вывод  
молекулярной формулы вещества по относительной плотности  
его паров и массе продуктов сгорания. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110

Глава 8. Классификация органических соединений. Углеводороды. . . 113
8.1. Предельные углеводороды. Алканы CnH2n+2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
8.2. Непредельные углеводороды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
Содержание 
 

5

8.2.1. Непредельные углеводороды. Алкены CnH2n. . . . . . . . . . . . . . . . 119
8.2.2. Непредельные углеводороды. Алкины СnH2n-2 . . . . . . . . . . . . . . 124
8.3. Ароматические углеводороды. Арены СnH2n-6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
8.4. Природные источники углеводородов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132

Глава 9. Синтетические высокомолекулярные вещества  
и полимерные материалы на их основе
9.1. Реакции полимеризации. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
9.2. Реакции поликонденсации. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
9.3. Натуральный и синтетический каучук . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137

Глава 10. Классификация органических соединений, содержащих 
функциональные группы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
10.1. Предельные одноатомные спирты СnH2n+1OH . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
10.2. Многоатомные спирты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
10.3. Ароматические спирты. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
10.4. Альдегиды. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
10.5. Одноосновные предельные карбоновые кислоты . . . . . . . . . . . . . . 150
10.6. Сложные эфиры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153

Глава 11. Азотсодержащие соединения
11.1. Амины . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
11.2. Анилин. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
11.3. Аминокислоты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160

Глава 12. Жизненно важные органические соединения
12.1. Жиры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
12.2. Белки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167
12.3. Углеводы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
Вместо заключения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
Приложения
Приложение 1. Д. И. Менделеев и его первый вариант 
Периодической системы химических элементов. Современная 
Периодическая система . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179
Приложение 2. Растворимость кислот, солей, оснований в воде . . . . . . 182
Приложение 3. Качественные реакции на органические вещества . . . . 183

Перечень рисунков и таблиц
Рис. 1. Современная Периодическая система химических элементов 
Д. И. Менделеева . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Рис. 2. Натрий в Периодической системе и строение его атомов . . . . . . 19
Рис. 3. Электронное облако атома водорода с неравномерной 
плотностью . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Химия 

6

Рис. 4. Формы электронных облаков . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Рис. 5. Электронное строение атома натрия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Рис. 6. Ячейки Хунда для записи распределения электронов  
по уровням. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Рис. 7. Электронное строение атома азота . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Рис. 8. Характеристики строения и особенности изменения 
металлических свойств по группам и периодам Периодической 
системы химических элементов Д. И. Менделеева . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
Рис. 9. Характеристики строения и особенности изменения 
неметаллических свойств по группам и периодам Периодической 
системы химических элементов Д. И. Менделеева . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Рис. 10. Валентные возможности атома азота . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Рис. 11. Состав и размеры частиц, образующих атомы. . . . . . . . . . . . . . . . 34
Рис. 12. Образование ионов в результате отдачи или присоединения 
электронов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Рис. 13. Закономерности изменения свойств атомов химических 
элементов металлов и неметаллов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Рис. 14. Примеры образования σ-связей. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Рис. 15. Образование π-связи. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Рис. 16. Электронная формула образования молекулы фтора . . . . . . . . . 43
Рис. 17. Образование ковалентной полярной связи на примерах 
фтороводорода и сероводорода. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Рис. 18. Образование иона натрия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
Рис. 19. Образование иона хлора. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
Рис. 20. Соединение ионов натрия и хлора в кристалле. . . . . . . . . . . . . . . 45
Рис. 21. Определение вида химической связи в веществе . . . . . . . . . . . . . 46
Рис. 22. Внутреннее строение металлов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
Рис. 23. Образование водородной связи между молекулами воды . . . . . 47
Рис. 24. Различные типы кристаллических решеток . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
Рис. 25. Молекулярная кристаллическая решетка . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
Рис. 26. Атомная кристаллическая решетка алмаза (С) . . . . . . . . . . . . . . . 52
Рис. 27. Атомная кристаллическая решетка графита (С) . . . . . . . . . . . . . . 52
Рис. 28. Ионная кристаллическая решетка хлорида натрия . . . . . . . . . . . 53
Рис. 29. Металлическая кристаллическая решетка . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
Рис. 30. Классификация неорганических веществ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
Рис. 31. Генетическая связь между классами неорганических  
соединений. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
Рис. 32. Химические свойства щелочных металлов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
Рис. 33. Соединение атомов углерода согласно их валентности . . . . . . 105
Рис. 34. Записи формул молекулы пропана . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
Содержание 
 

Рис. 35. Особенности строения веществ, относящихся к разным 
классам органических соединений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
Рис. 36. Электронное строение и форма молекулы метана . . . . . . . . . . . 114
Рис. 37. Схема образования π-связи в молекуле этилена. . . . . . . . . . . . . 119
Рис. 38. Образование σ- и π-связей в молекуле ацетилена . . . . . . . . . . . 125
Рис. 39. Формула строения бензола, предложенная Кекуле . . . . . . . . . . 129
Рис. 40. Образование связей в молекуле бензола. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
Рис. 41. Современная запись формулы молекулы бензола . . . . . . . . . . . 130
Рис. 42. Ректификационная колонна для перегонки нефти . . . . . . . . . . . 134
Рис. 43. Структура белка . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168
Рис. 44. Генетическая связь основных классов органических  
соединений. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177

Таблица 1. Последовательность заполнения энергетических 
подуровней у элементов различных периодов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Таблица 2. Электронная конфигурация внешнего энергетического 
уровня у элементов главных подгрупп (1–4-й периоды) . . . . . . . . . . . . . . 26
Таблица 3. Изменение свойств химических элементов  
и их соединений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Таблица 4. Относительная электроотрицательность элементов 
(по Полингу) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
Таблица 5. Физические характеристики некоторых веществ . . . . . . . . . . 49
Таблица 6. Примеры кислотных оксидов и соответствующих  
им кислот . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
Таблица 7. Примеры неорганических кислот и образованных  
от них некоторых солей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
Таблица 8. Металлы периодической системы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
Таблица 9. Физические свойства некоторых металлов. . . . . . . . . . . . . . . . 85
Таблица 10. Неметаллы периодической системы химических  
элементов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
Таблица 11. Основные классы углеводородов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
Таблица 12. Гибридизация орбиталей атомов углерода в алканах. . . . . . 115
Таблица 13. Гибридизация орбиталей атомов углерода в алкенах. . . . . . 119
Таблица 14. Гибридизации орбиталей атомов углерода в алкинах . . . . . 125
Таблица 15. Практическое использование полимеров, полученных 
реакциями полимеризации. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
Таблица 16. Практическое использование некоторых полимеров, 
полученных реакциями поликонденсации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
Таблица 17. Некоторые представители карбоновых кислот. . . . . . . . . . 151
Введение

Призывая к теоретическим химическим знаниям, 
я убежден, что зову людей к полезному труду… 
А для этого необходимо усвоить прежде 
всего химическую практику, то есть мастерство 
предмета, искусство спрашивать природу 
и слышать ее ответы в лабораториях и книгах.

Д. И. Менделеев1

Центральной фигурой в процессе обучения и познания на современном 
этапе является обучаемый. Научные знания постоянно изменяются, 
дополняются, корректируются. Иногда быстрее, чем становятся достоянием 
аудитории, для которой они предназначены. Очень важно, чтобы 
наши студенты научились гибко адаптироваться к меняющимся условиям, 
критически мыслить, грамотно работать с информацией.
Одной из форм активизации учебной и познавательной деятельности 
может быть работа с учебным пособием «Химия», которое направлено 
на формирование у студентов научных представлений с учетом их возрастных 
и индивидуальных особенностей.
За основу данного учебного пособия взят ранее опубликованный материал 
автора, существенно измененный и дополненный2.
В Разделе I «Общая и неорганическая химия» систематизируются, 
обобщаются и углубляются знания о ранее изученных теориях и законах 
химической науки, химических процессах, сравнивается большое 
число конкретных химических явлений. В каждой теме предлагаются 
однотипные задания, что крайне важно для учебного процесса, а также 
задания разной степени сложности, что особенно ценно для дифференцированного 
обучения. Учитывается подготовленность студентов, их интересы 
и возможности. Дидактические и воспитательные цели занятий 
позволяют использовать как весь объем заданий, так и часть его, давая 

1 Д. И. Менделеев (1834-1907) — русский учёный-энциклопедист: химик, физикохимик, физик, 
метролог, экономист, технолог, геолог, метеоролог, нефтяник, педагог, воздухоплаватель, 
приборостроитель.

2 См.: Ахмедова Т. И., Мосягина О. В. Естествознание. М.: РГУП, 2018. Раздел II. С. 237. ИОП 
РГУП: http://op.raj.ru/index.php/srednee-professionalnoe-obrazovanie/747-estestvoznanie-
uchebnoe-posobie-2-izd-isprav-i-dopoln-s-prilozheniem.
Введение 
 

9

возможность выполнять разные по сложности и характеру индивидуальные 
упражнения из одной и той же темы, позволяя организовать само- 
и взаимоконтроль. Задания подобраны таким образом, что помогают 
закреплять одновременно как изученный материал, так и повторять 
материал предыдущих разделов. Достигается многократное повторение, 
что обеспечивает систематизацию и прочное усвоение изученного.
В достаточном количестве представлены расчетные задачи различных 
типов (с решениями и без). При решении задач прорабатывается, 
повторяется и закрепляется теоретический материал, а также совершенствуются 
математические навыки вычислений. Для задач со сложными 
вычислениями даны ответы.
Темы курса органической химии (Раздел II) представлены по единому 
плану: особенности химического строения, гомологический ряд, систематическая 
номенклатура (далее — номенклатура), изомерия, физические 
свойства, химические свойства, получение, применение.
Материал пособия позволит сформировать представление об особенностях 
химического строения и свойств веществ конкретных классов 
органических соединений на основе единой теории химического строения 
органических веществ, понять, в чем заключается связь между строением, 
свойствами веществ и направлениями их практического использования.
К темам курса предлагаются вопросы, способствующие развитию умения 
логично и последовательно излагать мысли; задания и упражнения, оказывающие 
помощь в усвоении абстрактных вопросов строения и свойств 
органических соединений; экспериментальные и расчетные задачи, выполнение 
которых будет способствовать более глубокому и качественному 
усвоению содержания химии, формированию умений анализировать изученные 
факты и делать выводы, вырабатывающие умение самостоятельно 
пополнять знания и применять их на практике, если это возможно. К расчетным 
задачам, впервые введенным (после алгоритмов решения), даны 
ответы для контроля и совершенствования расчетных навыков.
В приложениях пособия представлена информация, которая может 
заинтересовать студентов, выбравших профессию юриста: химия в истории 
криминалистики, химия в профессиональной деятельности криминалистов; 
информация о веществах и их свойствах, с которыми человек 
сталкивается в повседневной жизни; о роли химических знаний в практической 
жизни каждого человека.
Пособие рекомендовано к изучению, обобщению и повторению учебного 
материала, к организации последовательной самостоятельной работы 
как на занятиях, так и дома, а также при подготовке ко всем видам контроля.
Раздел I 
ОБЩАЯ И НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

Глава 1. Периодический закон и периодическая 
система химических элементов Д. И. Менделеева 
в свете теории строения атомов

«…Периодическому закону будущее 
не грозит разрушением, а только 
надстройка и развитие обещаются»

Д. И. Менделеев

В 2022 г. исполнилось 153 года со дня открытия и признания во всем 
мире Периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева.

 1 марта 1869 г. — день рождения Периодической системы химических элементов 
Д. И. Менделеева.

Гениальность Дмитрия Ивановича не только в том, что правильно созданной 
структурой Периодической системы он превратил химию в науку 
и предсказал открытие новых, еще неизвестных химических элементов 
и описал (предсказал) их химические свойства. Свойства галлия, скандия 
и германия после их открытия и изучения полностью соответствовали 
тем, которые им определил Д. И. Менделеев.
Признанный всеми приоритет Д. И. Менделеева состоит не только 
в том, что он первым предложил графический вариант Периодического 
закона, но и в том, что он придал ему прогностические возможности.
Спустя 40 с лишним лет после признания Периодической системы 
в 1869 г. появились знания о строении атомов, которые подтвердили 
соответствия состава атомов и абсолютно всех обозначений в периодической 
системе, касающихся всех химических элементов.
А на легенду о том, что периодическую систему Дмитрий Иванович 
увидел во сне, он чаще не реагировал. «Я над ней, может быть, двадцать 
1.1. Структура периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева. 
Периодический закон

лет думал, а вы говорите: сидел и вдруг… готово!», — как-то сказал ученый 
о своем открытии.
По состоянию на 2022 учеными официально открыто 118 химических 
элементов, которые имеют соответствующие порядковые номера с 1 по 118 
(рис. 1). При этом 94 элемента имеют природное происхождение, а еще 24 
открыты искусственным путем — при помощи проведения ядерных ре-
акций1. Последний 118-й элемент, оганесон, синтезирован и утвержден 
в 2016 г. Назван в честь Юрия Оганесяна — знаменитого академика, который 
внес существенный вклад в экспериментальную ядерную физику.

1.1. Структура периодической системы химических элементов 
Д. И. Менделеева. Периодический закон2

К моменту открытия Периодического закона было известно 63 
элемента, известную информацию о свойствах которых обобщил 
Д. И. Менделеев.
За основу классификации была взята атомная масса элементов. Сходные 
химические элементы встречаются через определенные интервалы, 
то есть повторяются периодически. Сходные по свойствам химические 
элементы занимают свое место в периодической системе через определенное 
число других химических элементов.

Периоды — горизонтальные ряды элементов, расположенные в порядке возрастания 
их атомных номеров, начинающиеся щелочным металлом и заканчивающиеся 
инертным газом.

Малые периоды (1-3) содержат не более восьми элементов, большие 
периоды содержат более восьми элементов (4–7).

Группы — вертикальные ряды элементов периодической системы, представляющие 
естественные семейства сходных по свойствам химических элементов: 
IА (Li, Na, K, Rb, Cs) — щелочные металлы; IIА (Mg, Ca, Sr, Ba) — щелочноземельные 
металлы; VIIA (F, Cl, Br, I) — галогены («соли рождающие»), 
VIIIA — семейство инертных (благородных газов).

1 Научно-популярный журнал «Как и Почему». URL: https://kipmu.ru/skolko-vsego-otkryto-
ximicheskix-elementov/.

2 См.: Приложение 1.
Глава 1. Периодический закон и периодическая система химических элементов 
Д. И. Менделеева в свете теории строения атомов

12

Рис. 1. Современная Периодическая система  
химических элементов Д. И. Менделеева
1.1. Структура периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева. 
Периодический закон

Главные подгруппы (А) образованы элементами малых и больших периодов, 
побочные подгруппы (В) образованы только элементами больших 
периодов.
У химических элементов в связи с возрастанием атомной массы через 
определенное число элементов, периодически, одинаково изменяются 
свойства и валентность: ослабляются свойства металлов, усиливаются 
свойства неметаллов, возрастает валентность в соединениях с кислородом, 
уменьшается валентность в соединениях неметаллов с водородом.
Периодическая система химических элементов явилась графическим 
выражением Периодического закона.

Периодический закон Д. И. Менделеева (1869): свойства простых тел, а также 
формы и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости 
от величины атомных весов элементов.

Значение Периодического закона 
для понимания научной картины мира

1. Периодический закон положил начало современной химии, химические 
элементы рассматриваются во взаимосвязи, в зависимости от того, 
какое место они занимают в периодической системе.
2. Периодический закон послужил основой для исправления атомных 
масс элементов. Д. И. Менделеев исправил атомные массы у 20 элементов, 
и они заняли свои места в периодической системе.
3. Химия перестала быть описательной наукой, стало возможным 
научное предвидение:
а) предсказание существования и свойств Ga, Sc, Ge по Менделееву, 
экаалюминий, экабор и экасилиций соответственно. Через пять лет после 
составления таблицы в 1875 г. Лекок де Буабодран1 открыл галлий, следующий 
за алюминием по периоду, затем в 1879 г. Ларс Нильсон2 открыл 
в том же третьем периоде скандий, немцем Карлом Винклером3 в 1886 г. 

1 Поль Эмиль Лекок де Буабодран (18 апреля 1838–28 мая 1912) — французский химик, первооткрыватель 
предсказанного Менделеевым галлия, член-корреспондент Французской 
академии наук. Открытия: Галлий, Самарий, Диспрозий, Гадолиний, Европий, Галлий.

2 Ларс Фредерик Нильсон (27 мая 1840–14 мая 1899) — профессор аналитической химии 
в Упсале, шведский химик, открывший в 1879 году скандий.

3 Клеменс Александр Винклер (26 декабря 1838 года — 8 октября 1904 года) немецкий химик-
технолог, открывший химический элемент германий, «укрепитель» теории Д. И. Менделеева 
о периодичности.
Глава 1. Периодический закон и периодическая система химических элементов 
Д. И. Менделеева в свете теории строения атомов

14

германий в четвёртом периоде. Всего Д. И. Менделеев предсказал существование 
в природе более 10 новых химических элементов.
б) предположение Д. И. Менделеева о существовании элементов, стоящих 
между галогенами и щелочными металлами (он считал, что переход 
от галогена до щелочного металла должен быть более плавным). Позднее 
были открыты инертные газы.
4. Периодический закон подтвердил наиболее общие законы развития 
природы, законы диалектики: единства и борьбы противоположностей — 
в одном периоде находится активный щелочной металл и активный неметалл — 
галоген. Переход количественных изменений в качественные — 
изменение свойств в зависимости от изменения атомной массы. 
Отрицание отрицания — щелочной металл отрицается в конце периода 
инертным газом, который, в свою очередь, отрицается щелочным металлом 
следующего периода.
5. Периодический закон — один из наиболее общих и фундаментальных 
законов природы. Он является основой развития всего естествознания 
в целом.
6. Периодическая система химических элементов — естественнонаучная 
классификация элементов. Все химические элементы предстали 
в системе (от греч. systema — целое, составленное из частей).
7. В течение шести лет (1894–1900) было открыто предсказанное 
семейство инертных газов.
8. В настоящее время этот закон служит ориентиром для открытия 
или искусственного создания новых химических элементов с заранее 
отведённым местом в периодической системе. Утверждали, что элемент 
с порядковым номером 114 будет аналогом свинца, а элемент с порядковым 
номером 118 будет благородным газом, что и подтвердилось после 
их синтеза.
9. Периодический закон и система лежат в основе решения современных 
задач химической науки и промышленности. С учетом периодической 
системы ведутся работы по получению новых полимерных и полупроводниковых 
материалов, жаропрочных сплавов, веществ с заданными 
свойствами, по использованию ядерной энергии, исследуются недра 
Земли, Вселенная…

 «Все учение химии состоит в учении о свойствах элементов — цель и задача — 
превратить один в другой — это будет дальше».
Д. Менделеев
1.2. Развитие представлений о строении атомов 
    

В 2007 г. на Международном материаловедческом конгрессе (TMS -2007) 
Периодическая система химических элементов была названа в числе 
десяти главных достижений человечества в области материаловедения 
и наук, занятых разработкой и изучением свойств новых материалов1.

Вопросы и задания

1. Какое свойство химических элементов Д. И. Менделеев положил в основу 
их классификации?
2. Почему классификация химических элементов, созданная Д. И. Менделеевым, 
считается естественной?
3. Подготовьте сообщения о естественных семействах химических элементов.
4. Назовите законы развития природы, которые подтвердил Периодический 
закон.
5. Укажите значение Периодического закона для понимания научной картины 
мира.
6. Почему Д. И. Менделеев оказался прав, когда нарушил последовательность 
расположения отдельных элементов в соответствии с возрастанием их атомных 
весов? Назовите эти элементы.

1.2. Развитие представлений о строении атомов    

«Атом» (греч.) — «неделимый». 
Материя состоит из множества 
мельчайших и поэтому невидимых 
глазом частиц.

Демокрит (V век до н. э.),
древнегреческий философ

На поиск элементарных «кирпичиков», из которых состоит вещество, 
ушли многие столетия. Знания о строении атомов составляют в настоящее 
время основу химических знаний.
В 1908 г. Э. Резерфорд (1871–1937) — английский физик и радиохимик 
получил Нобелевскую премию по химии: «За проведенные им исследования 
в области распада элементов в химии радиоактивных веществ» 
(формулировка Нобелевского комитета). В 1911 г. им была предложена 
планетарная модель атома:
1) атом представляет собой подобие планетной системы, в которой 
легкие электроны движутся по орбитам вокруг расположенного в центре 

1 Морачевский А. Г. Дмитрий Иванович Менделеев. 150 лет периодической системе элементов // 
Научно-технические ведомости СПбПУ. Естественные и инженерные науки. 2020. 
Т. 26. № 1. С. 75–83.