Общая и неорганическая химия

Серия
«Высшее образование»

Рекомендовано Международной академией  
науки и практики организации производства  
в качестве учебного пособия  
для студентов вузов

Ростов-на-Дону
«Феникс»
2013

В. В. Денисов,  В. М. Таланов, 
И. А. Денисова, Т. И. Дрововозова, Г. М. Житный, 
 И. А. Луганская, Б. И. Хорунжий

Общая  
и  
неорганическая 
химия

В пособии излагаются современные представления о строении вещества, периодичности свойств химических элементов 
и их соединений, химической связи, закономерностях протекания химических процессов, теории и свойствах растворов, 
поверхностных явлениях, дисперсных системах, комплексных 
и органических соединениях; рассмотрены основы электрохимии, окис ли тель но­вос ста но ви тель ные реакции, коррозия 
и защита от коррозии, а также вопросы, связанные с идентификацией веществ. Дано систематическое описание свойств 
элементов и их соединений.
Предназначено для студентов нехимических специальностей и направлений подготовки.

Общая и неорганическая химия: учебное пособие / 
под ред. В. В. Денисова, В. М. Таланова. — Ростов­н/Д : 
Феникс, 2013. — 573 с. — (Высшее образование).

ISBN 978-5-222-20674-4

ISBN 978-5-222-20674-4

УДК 54(075.8)
ББК 24.1я73

О 27

УДК 54(075.8)
ББК 24.1я73
КТК 15
   О 27

©  Коллектив авторов, 2013.
© Оформление: ООО «Феникс», 2013

Рецензенты
Магомедбеков У. Г., профессор, д.х.н. (кафедра неорганической химии Дагестанского государственного университета);
Гаркушин И. К., профессор, д.х.н. (Самарский государственный технический университет)

Авторский коллектив
В. В. Денисов, В. М. Таланов, И. А. Денисова, Т. И. Дрововозова, Г. М. Житный, И. А. Луганская, Б. И. Хорунжий

ОГЛАВЛенИе

Предисловие . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

Глава 1. Введение в предмет . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.1. Химия как наука . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.2. Место химии в системе естественных наук . . . . . . . . . . . . . . . 14
1.3.  Химизация отраслей экономики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Вопросы для самоконтроля  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

Глава 2. Основные законы и понятия химии  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.1.  Основные законы химии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.2.  Классификация и номенклатура  
неорганических соединений  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
2.2.1.  Химические элементы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
2.2.2.  Простые и сложные вещества . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
2.2.3.  Бинарные соединения  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
2.2.4.  Гидроксиды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
2.2.5.  Соли  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
2.3.  Классификация химических реакций . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
Вопросы для самоконтроля  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

Глава 3. Строение атомов и Периодический закон Д.И. Менделеева  . . . 51
3.1.  Периодический закон Д.И. Менделеева  . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
3.2.  Сложность структуры атомов.  
Современная формулировка периодического закона . . . . . . 52
3.3.  Протонно­нейтронная модель  
строения ядер атомов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
3.4.  Изотопы и изобары. Уточнение  
понятия «химический элемент» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
3.5.  Понятие о квантах. Строение атома по Бору . . . . . . . . . . . . . . 56
3.6.  Основные положения квантовой  
механики электрона . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
3.7.  Квантовые числа. Принцип Паули . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

Общая и неорганическая химия

3.8.  Периодическая система элементов  
и электронная структура атомов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
3.9.  Периодическая система элементов:  
ее структура и варианты  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
3.10.  Строение электронной оболочки  
атомов и свойства элементов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
3.11.  Виды периодичности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
3.11.1.  Главная (менделеевская) периодичность . . . . . . . . . . . . . 87
3.11.2.  Вторичная периодичность . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
3.11.3.  Внутренняя периодичность  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
3.12.  Значение периодического закона . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
Вопросы для самоконтроля  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93

Глава 4. Химическая связь и строение молекул  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
4.1.  Общие представления о химической связи . . . . . . . . . . . . . . . 95
4.2.  Ковалентная связь. Метод валентных связей . . . . . . . . . . . . . 97
4.3.  Неполярная и полярная ковалентная связь . . . . . . . . . . . . . . 101
4.4.  Водородная связь . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
4.5.  Насыщаемость и направленность  
ковалентной связи.  Геометрическая  
структура молекул  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
4.6.  Гибридизация атомных электронных орбиталей  . . . . . . . . . 108
4.7.  Метод молекулярных орбиталей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
4.8.  Ионная связь . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
4.9.  Валентность и степень окисления . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
4.10.  Металлическая связь . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
Вопросы для самоконтроля  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125

Глава 5.  Строение вещества в конденсированном состоянии . . . . . . . 127
5.1.  Агрегатное состояние  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
5.2.  Межмолекулярные взаимодействия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
5.3.  Кристаллическое состояние вещества . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
5.4.  Элементы симметрии и классификация  
кристаллических форм  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
5.5.  Энергия и типы кристаллической решетки . . . . . . . . . . . . . . 139
5.6.  Явления полиморфизма и изоморфизма . . . . . . . . . . . . . . . . 147
5.7.  Реальные кристаллы  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
Вопросы для самоконтроля  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153

Глава 6.  Общие закономерности протекания химических реакций  . . 155
6.1.  Энергетические эффекты химических реакций . . . . . . . . . . 155
6.2.  Термохимические законы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
6.3.  Движущая сила химических процессов . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
6.4.  Энтропия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163
6.5.  Энергия Гиббса и принципиальная возможность 
осуществления химического процесса . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165

Оглавление

6.6.  Понятие о химической кинетике. Скорость  
химических реакций  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
6.7.  Влияние температуры на скорость реакции  . . . . . . . . . . . . . 173
6.8.  Разветвленно­цепные, фотохимические  
и радиационные реакции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
6.9.  Катализ и катализаторы  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
6.10.  Каталитические процессы  
в природных системах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
6.11.  Обратимые реакции. Химическое равновесие  . . . . . . . . . . 187
6.12.  Смещение химического равновесия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
Вопросы для самоконтроля  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193

Глава 7. Вода и ее свойства . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195
7.1.  Роль воды в обеспечении жизни на Земле . . . . . . . . . . . . . . . 195
7.2.  Вода в природе. Состав природных вод . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
7.3.  Физические свойства воды. Аномалии воды . . . . . . . . . . . . . 198
7.4.  Структура воды. Химические свойства воды . . . . . . . . . . . . . 202
7.5.  Показатели качества природных вод  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
7.6.  Требования к качеству воды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210
7.7.  Улучшение качества природной воды  
и основные этапы водоподготовки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214
7.8.  Жесткость воды и методы ее устранения . . . . . . . . . . . . . . . . 218
7.9.  Опреснение воды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222
Вопросы для самоконтроля  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224

Глава 8.  Растворы. Свойства растворов неэлектролитов  . . . . . . . . . . 226
8.1.  Общие представления о растворах  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226
8.2.  Процессы растворения веществ  
и их тепловые эффекты. Гидратная теория  
растворов Д.И. Менделеева  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227
8.3.  Растворимость газов, жидкостей и твердых тел  . . . . . . . . . . 230
8.4.  Способы выражения концентрации растворов . . . . . . . . . . . 235
8.5.  Давление пара растворов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239
8.6.  Кипение и кристаллизация растворов . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240
8.7.  Диффузия и осмос. Осмотическое давление . . . . . . . . . . . . . 243
Вопросы для самоконтроля  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248

Глава 9. Растворы электролитов  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249
9.1.  Основы теории электролитической  
диссоциации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249
9.2.  Диссоциация электролитов  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252
9.3.  Растворы слабых электролитов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255
9.4.  Растворы сильных электролитов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258
9.5.  Теория кислот и оснований  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261
9.6.  Реакции в растворах электролитов  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265
9.7.  Ионные равновесия и их смещение  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268

Общая и неорганическая химия

9.8.  Электролитическая диссоциация воды  
и водородный показатель . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271
9.9.  Гидролиз солей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273
9.10.  Факторы, влияющие на протекание гидролиза . . . . . . . . . . 279
Вопросы для самоконтроля  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280

Глава 10. Гетерогенные дисперсные системы  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282
10.1.  Дисперсные системы и их классификация  . . . . . . . . . . . . . 282
10.2.  Виды коллоидно­дисперсных систем . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283
10.3.  Молекулярно­кинетические  
и оптические свойства дисперсных систем . . . . . . . . . . . . . 285
10.4.  Поверхностные явления  
на границе раздела фаз  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288
10.5.  Строение коллоидных частиц  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292
10.6.  Методы получения золей и гелей  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297
10.7.  Агрегативная устойчивость  
и коагуляция дисперсных систем  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299
10.8.  Лиофильные и лиофобные коллоиды . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302
10.9.  Образование студней . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304
10.10.  Очистка коллоидных растворов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306
10.11.  Природные и искусственные  
дисперсные системы  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308
Вопросы для самоконтроля  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313

Глава 11.  Окислительно-восстановительные  
процессы. Основы электрохимии  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315
11.1.  Понятие об окис ли тель но­вос ста но ви тель ных  
реакциях и их классификация . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315
11.2.  Составление уравнений окис ли тель новосстановительных реакций . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318
11.3.  Окислительно­восстановительные  
свойства веществ  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322
11.4.  Гетерогенные реакции в водных растворах  . . . . . . . . . . . . . 327
11.5.  Стандартные потенциалы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 330
11.6.  Гальванические элементы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337
11.7.  Электролиз. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 343
11.8.  Основные законы электролиза  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 349
11.9.  Электролиз в промышленности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 350
11.10.  Аккумуляторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353
Вопросы для самоконтроля  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355

Глава 12. Коррозия металлов  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357
12.1.  Понятие о коррозии, ее виды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357
12.2.  Факторы, определяющие  
интенсивность коррозии металлов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359
12.3.  Типы электрохимической коррозии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 360

Оглавление

12.4.  Механизм электрохимической коррозии . . . . . . . . . . . . . . . 363
12.5.  Особенности коррозии периодически  
смачиваемых металлоконструкций . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367
12.6.  Защита от коррозии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 369
Вопросы для самоконтроля  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 377

Глава 13.  Комплексные соединения  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 379
13.1.  Общие понятия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 379
13.2.  Основные положения  
координационной теории . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 380
13.3.  Основные типы и номенклатура  
комплексных соединений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382
13.4.  Природа химической связи  
в комплексных соединениях  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 385
13.5.  Диссоциация комплексных соединений  
в водных растворах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 387
13.6.  Комплексные соединения в природе и технике  . . . . . . . . . 389
Вопросы для самоконтроля  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 391

Глава 14.  Обзор свойств химических элементов  
и их соединений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 394
14.1.  Водород  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 394
14.2.  s­Элементы  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 399
14.2.1.  Простые вещества . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 400
14.2.2.  Бинарные соединения. Гидроксиды . . . . . . . . . . . . . . . . . 401
14.2.3.  Соли кислородных кислот . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403
14.3.  p­Элементы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 405
14.3.1.  Элементы XIII группы  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 407
14.3.2.  Элементы XIV группы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 416
14.3.3.  Элементы XV группы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 428
14.3.4.  Элементы XVI группы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 443
14.3.5.  Элементы XVII группы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 456
14.3.6.  Элементы XVIII группы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 468
14.4.  Переходные элементы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 472
14.4.1.  d-Элементы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 474
14.4.2.  Лантаноиды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 499
14.4.3.  Актиноиды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 506

Глава 15.  Основы химии высокомолекулярных  
соединений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 511
15.1.  Общие представления  
об органических соединениях . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 511
15.2.  Основы теории строения  
органических соединений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 513
15.3.  Классификация веществ и номенклатура  
органических соединений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 516

Общая и неорганическая химия

15.4.  Основные классы органических соединений . . . . . . . . . . . 518
15.4.1.  Ациклические углеводороды  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 518
15.4.2.  Карбоциклические углеводороды  . . . . . . . . . . . . . . . . . . 521
15.4.3.  Гетероциклические соединения  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 522
15.4.4.  Соединения, содержащие  
функциональную группу  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 522
15.5.  Основные типы химических реакций  
в органической химии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 525
15.6.  Олигомеры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 528
15.7.  Полимеры  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 530
15.8.  Наиболее распространенные полимеры . . . . . . . . . . . . . . . . 536
15.9.  Биополимеры  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 541
15.10.  Неорганические полимеры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 543
Вопросы для самоконтроля  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 545

Глава 16.  Основы химической идентификации веществ . . . . . . . . . . . 547
16.1.  Методы идентификации веществ  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 547
16.2.  Качественный анализ  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 551
16.3.  Качественные реакции на ионы  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 557
16.4.  Идентификация органических веществ . . . . . . . . . . . . . . . . 565
Вопросы для самоконтроля  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 567

Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 568

Литература  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 572

ПреДИсЛОВИе

Важнейшим разделом современного естествознания является химия. Без ее открытий были бы невозможны такие 
достижения человеческой цивилизации, как освоение космического пространства, использование атомной энергии, 
создание новых препаратов, успехи сельского хозяйства и 
многое другое.
В работе над данным пособием авторы сделали попытку 
охватить основные аспекты теоретической и прикладной химии, отраженные в Государственном образовательном стандарте, утвержденном для преподавания этой дисциплины в 
нехимических вузах.
Содержание пособия включает общетеоретическую часть 
и краткий обзор свойств химических элементов и их соединений. В вводных главах 1 и 2 приведен обзор важнейших 
классов неорганических соединений в том объеме, в каком 
они обычно рассматриваются в курсах общей химии. Там же 
описаны важнейшие химические понятия и закономерности, 
а также рассмотрены элементы рациональной номенклатуры 
неорганических соединений.
Большое внимание уделено строению вещества и природе 
химической связи, закономерностям протекания химических процессов, их энергетике, кинетике, равновесным состояниям. Приведена информация о растворах, их свойствах 
и характеристиках, а также воде, ее роли в жизни планеты, 
свойствах, качестве и путях ее улучшения. Дан достаточно обширный обзор свойств химических элементов и их соединений. При этом принцип их рассмотрения по группам периоди10
Общая и неорганическая химия

ческой системы сохранен только для р­элементов; s­элементы 
и переходные элементы представлены отдельными блоками, 
что способствует продуктивному использованию сравнительного принципа, поиску аналогий и различий в свойствах атомов химических элементов и их соединений.
При изложении материала пособия, предназначенного, 
в основном, для студентов первого курса, авторы стремились 
сочетать его достаточно высокий научный уровень с простотой и доступностью изложения.
В конце каждой главы приведены вопросы для самоконтроля, предназначенные для проверки студентами правильности понимания изложенного в ней материала.
Авторы выражают глубокую признательность рецензентам, 
оказавшим большую помощь при подготовке книги к изданию, и заранее благодарят всех читателей, которые пришлют 
или опубликуют свои отзывы и замечания. Все замечания по 
содержанию и оформлению издания просим присылать по 
адресу:
346430, ЮРГТУ (НПИ), ХТФ, ГСП­1, ул. Просвещения, 132, 
г. Новочеркасск, Ростовская обл. Тел.: 8 (8635) 25­51­05, 2553­35.

Глава 1

ВВеДенИе В ПреДМеТ

1.1. Химия как наука
Окружающий нас мир существует независимо от нашего 
сознания и представляет собой различные виды движущейся 
материи. Материя пребывает в вечном движении, мерой этого 
движения служит энергия.
Известны две формы существования материи как объективной реальности: вещество и поле. Вещество — устойчивая 
совокупность частиц (атомов, молекул, нейтронов, протонов, 
электронов и др.), обладающих массой покоя. Поле (электромагнитное, гравитационное и др.) — материальная среда, в которой происходит взаимодействие частиц. В свете современных представлений поле рассматривается как поток квантов, 
не обладающих массой покоя.
Из различных веществ построены все окружающие нас 
тела. Телом называют все то, что имеет массу и объем. Капли 
дождя, иней на ветках, туман над рекой — тела, состоящие из 
одного вещества — воды.
Каждое вещество имеет определенные физические и химические свойства. К физическим свойствам относятся: агрегатное состояние, плотность, растворимость, температура плавления, температура кипения, цвет, вкус, запах и другие.
Вещество может находиться в четырех агрегатных состояниях: твердое, жидкое, газообразное и плазма. При обычных 

Общая и неорганическая химия

условиях различные вещества находятся в разных агрегатных 
состояниях. Например: сахароза С12Н22О11, хлорид натрия 
NaCl, сера S — твердые вещества; вода Н2О, бензол С6Н6, серная кислота H2SO4 — жидкие вещества; кислород О2, диоксид 
углерода СО2, метан СН4 — газообразные вещества.
Любое вещество при изменении условий (например, температуры) может переходить из одного агрегатного состояния 
в другое. Например, жидкая вода при 100 °С (температура кипения) превращается в пар (газообразное состояние), а при 
0 °С (температура плавления) превращается в лед (твердое состояние).
Изменение агрегатного состояния вещества — это пример 
физических явлений. Физические явления — это изменения 
формы или агрегатного состояния веществ, в результате которых не образуются новые вещества. Химия, напротив, выявляет и описывает такие свойства веществ, благодаря которым 
становятся возможными превращения одних веществ в другие, или химические реакции.
Возникновение особой формы движения материи — химических превращений (реакций) — связано с взаимодействием 
атомов, приводящим к образованию молекул, ассоциатов и 
агрегатов. Атом представляется неким промежуточным уровнем в общей схеме структурной организации материи и с 
точки зрения химической организации является низшим исходным уровнем. Эта схема, согласно которой атом образуется 
из элементарных частиц только трех типов, является, конечно, 
упрощенной. Однако такое упрощение вполне допустимо, поскольку свойства атома и характер его взаимодействия с другими атомами объясняются только тремя параметрами: числом протонов, нейтронов и электронов, содержащихся в нем.
Наряду с понятием атома в химии используется и более 
обобщающее понятие — атомная частица. Под атомной частицей понимают не только изолированный атом, но и производные от него: атомный радикал, атомный (одноатомный) ион, 
атомный ион-радикал, образующиеся вследствие ионизации 
или возбуждения атома и способные к самостоятельному существованию.
Дальнейшее усложнение химической организации материи 
происходит при взаимодействии атомных и молекулярных 
частиц, ведущем к образованию более сложных совокупностей — молекулярных ассоциатов и агрегатов. Важно отме13
Глава 1. Введение в предмет

тить, что ассоциаты существуют главным образом в газообразном или жидком состояниях, а агрегаты — в твердом.
На рисунке 1.1 приведены последовательные этапы усложнения химической организации неживой материи.

Рис. 1.1. Усложнение структурной организации материи

Приведенная схема является одновременно и фрагментом общей структуры организации материи. Из схемы, представленной на рис. 1.1, видно, что молекулярные ассоциаты 
образуются из гомоядерных или гетероядерных молекул, в то 
время как атомные ассоциаты образуются из атомных частиц, 
минуя второй, молекулярный уровень. Образование атомных 
агрегатов может происходить уже по двум независимым механизмам: либо непосредственно из атомных частиц (минуя два 
уровня), либо за счет взаимодействия атомных ассоциатов. 
Наиболее характерными примерами атомных ассоциатов являются атомные и металлические кристаллические решетки.

Общая и неорганическая химия

Образование молекулярных агрегатов также происходит по 
двум механизмам: либо из молекулярных частиц, либо за счет 
взаимодействия молекулярных ассоциатов. Примерами молекулярных агрегатов могут служить молекулярные и ионные 
кристаллические решетки.
Важно подчеркнуть, что по мере усложнения химической 
формы существования материи в ряду количественные изменения переходят в качественные:

атомная 
частица
→
молекулярная 
частица
→
ассоциаты
→ агрегаты.

Вышеизложенное позволяет лучше понять, что такое химия.
Химия — это наука, которая изучает процессы превращения одних веществ в другие, сопровождающиеся изменением их 
состава и структуры, а также исследует взаимные переходы 
между этими процессами.
Таким образом, химия изучает особую «химическую» форму 
движения материи, характерной особенностью которой является качественное превращение веществ при химических 
взаимодействиях.

1.2. Место химии в системе естественных наук
Слово «естествознание» означает знание о природе или 
природоведение. 
Сначала 
изучением 
природы 
занималась натурфилософия («природоведение» в переводе с нем. 
Naturphilosophie; лат. natura — «природа» + греч. phileo — 
«люблю» и sophia — «мудрость»). Представители этого направления высказывали как гениальные догадки о Вселенной, так 
и фантастические домыслы о природных явлениях. Первоначально все знания о природе относились к физике, но поскольку природа чрезвычайно многообразна по видам объектов, их свойствам и формам движения, то в процессе познания 
природы стали формироваться и выделяться в самостоятельные различные естественные науки: физика, химия, биология, 
астрономия, география, геология и другие.
В ходе развития науки развивался математический аппарат теорий, совершенствовались экспериментальная база и 
техника измерений. В результате произошла полная дифференциация в предметах исследования различных естественных наук. Каждая научная дисциплина, опираясь на общие 

Глава 1. Введение в предмет

методы познания, сформировала и собственные, специфические методы познания действительности — теорию, математический аппарат, методику эксперимента, способы измерения и т. п.
Основные науки, включаемые в рамки естествознания, 
принято разграничивать, в свою очередь, по соответствующему уровню организации материальных структур; последние изучаются каждой конкретной наукой (рис. 1.2). 
Физика исследует наиболее простые и поэтому наиболее 
фундаментальные уровни организации материи; космология 
как раздел физической науки исследует Вселенную как целое 
и ее эволюцию. Химия исследует атомарный и молекулярный 
уровни, биология — клеточный уровень организации материи 
и все многообразие живых организмов. Науки о Земле исследуют процессы планетарного масштаба, происходящие во всех 
земных сферах.
На современном этапе основными науками, включаемыми 
в рамки естествознания, являются физика (включая космологию), химия, биология и науки о Земле, хотя границы между 
ними весьма условны.

Рис. 1.2. Уровни структурной организации материи 
и основные науки, связанные с их изучением

Общая и неорганическая химия

Особенно это проявилось после возникновения на стыках 
наук новых областей знаний. Создание молекулярной биологии, 
изучающей проявления жизни на молекулярном уровне, отражает понимание того, что многие важные процессы, ранее 
считавшиеся монополией биологии (дыхание, ощущение, раздражение), являются химическими процессами. Химическую 
природу имеет также процесс деления клетки, но жизнь не 
сводится только к физико­химическим процессам. Физики, 
пришедшие в биологию в ХХ в., сумели расшифровать рентгенограммы ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты) и проникнуть в глубинные тайны жизни. Эти важнейшие открытия 
в науке о живой материи были сделаны потому, что их начали 
изучать на более простых — физических и химических — процессах самодвижения материи и самоусложнения структур.
Химические реакции протекают не только в окружающем 
нас мире, но и в нас самих: в тканях, клетках, сосудах человеческого тела и т. д. Повсюду идет непрерывное химическое 
взаимодействие атомов и молекул и в биосфере, и в недрах 
Земли, и в Космосе.
Без глубокого понимания химических законов невозможно 
объяснить явления, изучаемые биологами и физиками, археологами и ботаниками, геологами и зоологами. Не может быть 
прогресса в любой современной области знаний без активного 
участия и помощи химии. Недаром у химии появилось столько 
дочерних наук — биохимия, геохимия, космохимия, коллоидная химия, физическая химия, химическая физика и другие.
Взаимодействуя с другими науками, химия продолжает активно развиваться сама и способствует своими достижениями 
развитию других наук. Однако еще Д.И. Менделеев указал на 
существенную особенность химии: она в значительной мере 
сама создает свой объект изучения. Это означает, что ее самые разнообразные исследования направлены на раскрытие 
закономерностей химических превращений, на получение и 
изучение новых веществ, большинство из которых в природе 
не встречаются. 
Основная цель современной химии заключается в получении веществ с заданными свойствами, необходимыми человеку для практического использования. Это и определяет 
центральную задачу химии — исследование генезиса (т. е. происхождения) свойств веществ и разработка на этой основе методов получения веществ с заранее заданными свойствами.

Глава 1. Введение в предмет

1.3. Химизация отраслей экономики
Во второй половине XX в. достижения химии и химической 
технологии начали находить все более широкое применение в 
самых разных отраслях промышленного производства. Этот 
процесс, получивший название химизации, позволил совершенствовать многие производственные технологии, заменяя 
механические операции химическим воздействием, и стал 
источником огромного ассортимента новых материалов, дешевого синтетического сырья и полуфабрикатов, нашедших 
повсеместно широкое применение, в т.ч. при создании новых 
видов вооружения и военной техники.
Химизация промышленного производства включает ряд 
важнейших направлений:
широкое использование химических процессов во всех 
• 
отраслях техники;
использование синтетических материалов в промышлен• 
ности и строительстве вместо цветных металлов, сплавов 
и природных материалов;
замена синтетическими продуктами ряда природных ма• 
териалов и пищевого сырья;
развитие производства минеральных удобрений, хими• 
ческих средств защиты растений, кормовых добавок;
использование химических продуктов и синтетических 
• 
материалов в производстве товаров широкого потребления;
развитие химических производств для нужд здравоохра• 
нения.
Структура отраслей экономики Российской Федерации и 
примерный уровень их химизации представлены на рис. 1.3.
Как следует из приведенной схемы, химии принадлежит 
первостепенная роль в обеспечении ведущих отраслей экономики конструкционными материалами, сырьем и энергоресурсами.
Современные технологические процессы нуждаются в аппаратуре, способной выдерживать разнообразные негативные 
воздействия — механические, термические, электрические, 
химические, а в ряде случаев также радиационные и биологические. Нередко эти воздействия сопутствуют друг другу, что 
еще больше осложняет выбор конструкционных материалов 
для изготовления соответствующей аппаратуры.

Общая и неорганическая химия

Рис. 1.3. Структура важнейших отраслей экономики 
и примерная доля химических производств в каждой из них 
(
)