Неорганическая химия

НЕОРГАНИЧЕСКАЯ 
ХИМИЯ 

Т.В. МАРТЫНОВА
И.И. СУПОНИЦКАЯ
Ю.С. АГЕЕВА 

Москва
ИНФРА-М
2021

УЧЕБНИК

Рекомендовано в качестве учебника 
для студентов высших учебных заведений,
обучающихся по техническим специальностям 
и направлениям подготовки
(квалификация (степень) «бакалавр»)

Материалы, отмеченные знаком 
, 
доступны в электронно-библиотечной системе Znanium.com

УДК 546(075.8)
ББК 24.1я73
 
М29

Мартынова Т.В.
Неорганическая химия : учебник / Т.В. Мартынова, И.И. Супоницкая, Ю.С. Агеева. — Москва : ИНФРА-М, 2021. — 336 с. + Доп. материалы [Электронный ресурc]. — (Высшее образование: Бакалавриат). —DOI 10.12737/25265.

ISBN 978-5-16-012323-3 (print)
ISBN 978-5-16-105523-6 (online)
В учебнике помимо программных теоретических сведений по неорганической химии содержится необходимый материал для закрепления знаний, 
включающий контрольные вопросы по изучаемой теме, опорные схемы, где 
в наглядной и обобщенной форме представлено основное содержание глав, 
индивидуальные задания (15 вариантов), тесты для самоконтроля и лабораторный практикум. В последней главе для актуализации знаний по ранее изученному курсу общей химии помещены компактные схемы-конспекты по его 
основным разделам и краткий пояснительный текст к ним. В приложении даны 
необходимые справочные данные.
Учебник соответствует требованиям  Федерального государственного образовательного стандарта высшего образования последнего поколения.
Предназначен для студентов, обучающихся по техническим специальностям и направлениям подготовки, а также для учащихся профильных классов.

УДК 546(075.8) 
ББК 24.1я73

Р е ц е н з е н т ы:
Горичев И.Г. — доктор химических наук, профессор кафедры общей и аналитической химии Московского педагогического государственного университета 
(МПГУ);
Ковальчукова О.В. — доктор химических наук, профессор кафедры общей химии Российского университета дружбы народов;
Страшнова С.Б. — кандидат химических наук, доцент кафедры общей химии 
Российского университета дружбы народов

А в т о р ы:
Мартынова Татьяна Викторовна, кандидат химических наук, доцент Московского политехнического университета;
Супоницкая Ирина Ильинична, кандидат химических наук, доцент;
Агеева Юлия Сергеевна, кандидат химических наук, доцент

ISBN 978-5-16-012323-3 (print)
ISBN 978-5-16-105523-6 (online)
© Мартынова Т.В., Супоницкая И.И., 
Агеева Ю.С., 2017

М29

Предисловие

Учебник с лабораторным практикумом по неорганической химии 
составлен в соответствии с Государственным образовательным стандартом по неорганической химии для технических специальностей 
высших учебных заведений.
Образовательные стандарты четвертого поколения предусматривают увеличение времени для самостоятельного изучения предмета студентами. С учетом этой тенденции в настоящем пособии 
особое внимание уделено организации самостоятельной работы студентов. Поэтому вслед за изложением теоретического материала 
в каждой главе даны контрольные вопросы по изучаемой теме, индивидуальные задания (15 вариантов), тесты для самоконтроля и лабораторный практикум.
В девяти главах учебника содержится теоретический материал по 
темам:
1) металлы s-семейства;
2) металлы p-семейства;
3) металлы d-семейства;
4) металлы f-семейств;
5) неметаллы VIIIА группы;
6) неметаллы VIIА группы;
7) неметаллы VIА группы;
8) неметаллы VА группы;
9) неметаллы IVА и IIIА групп.
Теоретический материал изложен лаконично с использованием 
обобщающих таблиц и схем, касающихся строения и свойств атомов 
элементов, простых веществ и соединений. В тексте даны справки 
о нахождении элементов в природе, получении и применении 
простых веществ и соединений элементов каждой группы. Глава 3 
содержит информацию по элементам всех Б-групп. Изложение теоретического материала сопровождается наглядными опорными схемами, позволяющими обобщить и систематизировать учебную информацию. Главы 4 и 5 содержат краткий материал по f-элементам 
(лантаноидам, актиноидам) и благородным газам, который поможет 
студентам расширить кругозор, станет отправным пунктом при написании рефератов и докладов. Эти главы позволят преподавателю, 
исходя из количества часов, отводимых на изучение предмета, менять объем изучаемого материала.
Контрольные вопросы поставлены как к материалу, излагаемому 
в учебнике, так и к материалу, которым студент должен овладевать 
самостоятельно, найдя ответ в дополнительной литературе или Ин

тернете. Логическая последовательность вопросов может рассматриваться как план семинара и как вопросы для подготовки к экзамену.
Для закрепления полученных знаний в каждом разделе учебника 
предлагаются индивидуальные задания, призванные сделать работу 
студента более самостоятельной. В приложении даны необходимые 
справочные данные.
Настоящий учебник содержит лабораторный практикум, который 
является важной составной частью учебного комплекса по химии. 
Преподаватель может отобрать лабораторные опыты из числа предлагаемых, исходя из количества отведенных часов, оснащения лаборатории и др. Лабораторный практикум знакомит студентов со свойствами неорганических веществ и способами их получения.
К каждому лабораторному занятию студент должен приготовить 
конспект лабораторной работы, в котором привести:
1) рисунок и описание опытной установки;
2) план эксперимента;
3) таблицу для записи наблюдений, уравнений реакций и выводов.
Для повторения и систематизации знаний по общей химии, на которых базируется изучаемый курс неорганической химии, в учебник 
включена глава 10. Она содержит компактные наглядные опорные 
схемы (ОС) по основным разделам общей химии и краткий пояснительный текст к ним. В схемах учебный материал каждой темы представлен на одной–двух страницах в виде пронумерованных блоков 
информации, в которых с помощью общих формул, рисунков, знаков, 
символов изложено основное содержание темы. Даны рекомендации 
студентам и преподавателям по использованию схем в учебном процессе, приведен список принятых условных обозначений.

Э
— элемент
Ме
— металл
неМе
— неметалл
Гал, Hal
— галоген
ОЭО
— относительная электроотрицательность
>, <
— больше, меньше
∆
— разность
х, у
— целые числа
ЭхОy
— оксид
Ме(ОН)х
— основание

НхА
— кислота
МехAy
— соль
МеHA
— кислая соль
[МеОH]A
— основная соль

— твердое вещество

,
— жидкость, раствор

— газ

— растворимое вещество

— нерастворимое вещество

— малорастворимое вещество

↓
— осадок
в уравнениях реакций
↑
— газ

— электролит

, К+
— катион

, А–
— анион

α
— степень диссоциации

— ступенчатая диссоциация

— кислотный характер 

— основный характер

, 
— амфотерность

– взаимодействие веществ

— обратимый процесс

t
— нагревание

— изменение цвета индикатора

?
— что? как? почему? 
!
— обратите внимание! (это нужно запомнить)

Такая методическая поддержка учебника позволит студентам актуализировать пройденный материал и успешно справиться с индивидуальными заданиями.
Приступая к работе по опорным схемам, последовательно в соответствии с нумерацией блоков надо рассмотреть изображения 
и надпи си в каждом из них, обратить внимание на условные знаки, 
направление штриховки, стрелки, обозначающие логические связи. 
При затруднении в расшифровке содержания какого-либо блока следует обратиться к пояснительному тексту (к поблочному описанию), 
которым сопровождается каждая ОС. Такая работа позволит составить связный рассказ по блокам ОС, привести конкретные примеры.
В результате освоения дисциплины у обучающегося формируются 
следующие компетенции:
ОК-1 — способность представлять современную картину мира на 
основе целостной системы естественнонаучных и математических 
знаний и ориентироваться в ценностях бытия, жизни, культуры;
ОК-7 — способность владеть культурой мышления, обобщением, 
анализом, критическим осмыслением, систематизацией, прогнозированием, постановкой целей и выбором путей их достижения, анализом логики рассуждений и высказываний;
ОК-8 — способность самостоятельно применять методы 
и средства познания, обучения и самоконтроля для приобретения 
новых знаний и умений, в том числе в новых областях, непосредственно не связанных со сферой деятельности, развития социальных 
и профессиональных компетенций;
ОК-9 — способность целенаправленно применять базовые знания 
в области математических, естественных, гуманитарных и экономических наук, в профессиональной деятельности;
ОНК-8 — готовность применять законы химии для выбора материаловедческой базы и технологии изготовления продукции;
ОНК-10 — способность к проведению экспериментальных исследований физико-химических свойств материалов;
ПК-2 — способность выбирать оптимальный материал и технологию его обработки для изготовления готовых изделий;
ПК-5 — готовность к реализации контроля материалов и готовой 
продукции.

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
знать
 
• основные законы химии;
 
• основные закономерности протекания химических реакций;
 
• физико-химические свойства металлов, виды коррозионных разрушений и способы защиты от коррозии;
 
• закономерности протекания электродных процессов при пропускании через электролит постоянного тока;
 
• устройство и принцип работы химических источников тока;
уметь
 
• применять химические законы для проектирования изделий и выбора технологических процессов изготовления промышленной 
продукции с применением стандартных программных средств;
 
• выбирать основные и вспомогательные материалы и способы реализации основных технологических процессов;
 
• применять способы рационального использования сырьевых, 
энергетических и других видов ресурсов в производстве промышленных изделий;
владеть
 
• знаниями по строению атомов, видам и способам образования 
химической связи в соединениях и влиянию этих характеристик 
на свойства материалов;
 
• знаниями о свойствах растворов электролитов и неэлектролитов;
 
• знаниями по методам защиты от коррозии металлов и материалов;
 
• знаниями химических свойств неорганических веществ, обладающих токсическими свойствами;
применять
 
• капельный метод при проведении лабораторных анализов и изучении закономерностей протекания химических реакций;
 
• технические приборы при проведении работ по формированию 
покрытий, электрохимических исследований;
 
• современные методы измерения рН среды, концентрации веществ, электропроводности растворов, скорости коррозии;
 
• компьютерные технологии для планирования и проведения работ 
по химии.
Студенты также должны демонстрировать способность и готовность применять полученные знания в практической деятельности 
на различных этапах жизненного цикла изделий.
Авторы выражают сердечную благодарность рецензентам, а также 
коллегам-преподавателям и студентам-практикантам, принимавшим 
участие в разработке и апробировании опорных конспектов учебном 
процессе.

Введение

Неорганическая химия — наука о химических элементах и их соединениях известна с древнейших времен и развивается до наших 
дней.
Первыми известными человечеству химическими элементами 
были металлы и неметаллы, встречающиеся в природе в свободном 
состоянии, например, медь, серебро, золото, ртуть, сера и др.
Серебро было известно человечеству очень давно, поскольку 
часто встречалось в самородном виде, т.е. его не приходилось выплавлять из руд. Известное с раннего неолита серебро добывалось 
и обрабатывалось в доисторической Сардинии. С середины XIII в. 
серебро стало традиционно использоваться для изготовления посуды, а также чеканки монет.
С V тысячелетия до н.э., т.е. с эпохи неолита, добывается человеком и самородное золото. Предположительно системная добыча 
и обработка золота началась на Ближнем Востоке, откуда золотые 
украшения поставлялись в другие страны, например в Египет, где 
в королевских гробницах были найдены первые золотые украшения, 
датируемые III тысячелетием до н.э.
Медь — один из первых металлов, освоенных человеком. Она 
встречается в природе в самородном виде чаще, чем золото, серебро 
и железо, к тому же сравнительно доступна для получения из руды. 
На территории Турции найдены, возможно, самые древние изделия 
из меди, а также шлак — свидетельство ее выплавки из руд. Медный 
век назван так, потому что в этот период значительное распространение получили медные предметы. Во всемирной истории он следует 
за каменным веком.
Сплав меди с оловом (бронзу) получили впервые за 3000 лет 
до н.э. на Ближнем Востоке. Бронза привлекала людей прочностью 
и хорошей ковкостью, что делало ее пригодной для изготовления 
орудий труда и охоты, посуды, украшений, оружия. Таким образом, 
бронзовый век пришел на смену медному. Поскольку олово было 
малодоступным и дорогим, а бронза являлась наиболее прочным из 
известных в то время металлов, олово служило «стратегическим металлом» в течение всего бронзового века, т.е. более 2000 лет.
На смену бронзовому веку пришел железный век. Самые древние 
изделия из железа, относящиеся к древнешумерской и древнеегипетской цивилизациям, датируются 4-м тысячелетием до н.э. Они были 
изготовлены из метеоритного железа, которое представляет собой 
сплав железа и никеля. Изделия из железа, полученного выплавкой, 

известны с конца 4-го и в 3-м тысячелетии до н.э. Железные орудия, 
найденные в пирамиде Хеопса (около 2530 г. до н.э.), указывают на 
то, что у древних египтян была утраченная впоследствии технология 
получения железа. Первыми освоили метод выплавки железа хатты 
(2-е тысячелетие до н.э.), жившие на территории, относящейся к современной Анатолии в Турции. В древности мастерами железных 
изделий слыли халибы, жившие в Колхиде, на юге Закавказья. В качестве сырья для выплавки стали использовались магнетитовые 
пески, которые встречаются по всему побережью Черного моря. Они 
состоят из смеси мелких зерен магнетита, титано-магнетита или ильменита и обломков других пород, так что выплавляемая сталь была 
легированной и имела превосходные свойства.
Гомер называет железо многотрудным, потому что в древности 
основным методом его получения был сыродутный процесс: чередующиеся слои железной руды и древесного угля прокаливались в специальных печах — горнах. Это была просто труба (горн), вырытая 
в земле, обычно ее располагали горизонтально в склоне оврага. 
В горне оксиды железа восстанавливаются до металла раскаленным 
углем. В результате такого прокаливания получалось тестообразное 
губчатое железо. Его очищали от шлаков ковкой, выдавливая примеси сильными ударами молота. Изделия, полученные таким способом, были существенно более крепкими и твердыми, чем бронзовые.
Кобальт и никель — металлы семейства железа — были открыты 
в эпоху Просвещения. Но соединения кобальта известны человеку 
с глубокой древности: синие кобальтовые стекла, эмали, краски находили в древнеегипетских гробницах. В 1735 г. шведский минералог 
Георг Брандт сумел выделить неизвестный ранее металл, который 
назвал кобальтом. Название металла происходит от названия минерала кобальта, содержащего мышьяк, который при обжиге превращался в летучий и ядовитый оксид мышьяка. Руда, содержащая такие 
минералы, названа горняками от имени злого горного духа Кобольда. В этом происхождение названия кобальта схоже с происхождением названия никеля.
Задолго до открытия никеля саксонские горняки хорошо знали 
руду, которая внешне походила на медную. Все попытки получить из 
этой руды медь оказались неудачными, что объясняли происками 
старого черта Ника. В связи с этим в конце XVII в. руду назвали 
купферникелем (Kupfernickel), что приблизительно означает 
«медный дьявол». Данную руду (красный никелевый колчедан NiAs) 
в 1751 г. исследовал шведский минералог Аксель Кронстедт. Ему удалось получить зеленый оксид, а путем его восстановления — новый 

металл, названный никелем. Металл в чистом виде по своим свойствам оказался похожим на железо.
Ртуть известна очень давно. Ее нередко находили в самородном 
виде, но чаще получали обжигом природной киновари (HgS). 
Древние греки и римляне использовали ртуть для очистки золота 
(амальгамирование). Они знали о токсичности самой ртути и ее соединений, в частности сулемы (HgCl2). Алхимики Средневековья 
считали ртуть главной составной частью всех металлов. Они полагали, что если жидкой ртути возвратить твердость при помощи серы 
или мышьяка, то получится золото. Принадлежность ртути к металлам была доказана только трудами М.В. Ломоносова и Брауна, 
которые в декабре 1759 г. смогли заморозить ртуть и установить ее 
металлические свойства: ковкость, электропроводность и др..

Свинец используется многие тысячелетия, поскольку он широко 
распространен, легко добывается и обрабатывается. Это очень 
ковкий и легкоплавкий металл. Выплавка свинца была первым из 
известных человеку металлургических процессов. Римляне широко 
применяли свинец в производстве труб для водопроводов, хотя уже 
тогда просвещенные умы считали, что такие водопроводы вредят 
здоровью людей.
В раннем бронзовом веке свинец использовался наряду с сурьмой 
и мышьяком. В древности олово, свинец и сурьму часто не отличали 
друг от друга, считая их разными видами одного и того же металла.
Сульфиды мышьяка As2S3 и As4S4, так называемые аурипигмент 
(арсеник) и реальгар, были знакомы еще римлянам и грекам. Эти 
вещества ядовиты. Мышьяк является одним из элементов, встречающихся в природе в свободном виде. Его можно сравнительно легко 
выделить из соединений. Поэтому неизвестно, кто впервые получил 
в свободном состоянии элементарный мышьяк, о нем знали в Европе 
и в Азии еще со Средних веков. Китайцы получали его из руд. Мышьяк — ядовитое вещество. Китайцы могли диагностировать наступление смерти из-за отравления мышьяком, но этот метод анализа до 
настоящего времени не дошел. В Европе первым определил наступление смерти при отравлении мышьяком Д. Марше. Реакция Марше 
используется в криминалистике и в настоящее время. Оксид мышьяка долгое время использовался для уничтожения грызунов. От 
слов «мышь» и «яд» происходит русское название элемента.
В странах Востока сурьма употреблялась примерно за 3000 лет 
до н. э. для изготовления сосудов. В Древнем Египте порошок сурьмяного блеска (Sb2S3) применялся для чернения бровей. В 1789 г. 
А. Лавуазье включил сурьму в список химических элементов под названием antimoine.