Химия. 10-й класс. Углублённый уровень

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

.

©  АО «Издательство «Просвещение», 2021
©  Художественное оформление.
  АО «Издательство «Просвещение», 2021
    Все права защищены

УДК 373.167.1:54+54(075.3)
ББК 24.1я721
 
Х46

Химия : 10-й класс : углублённый уровень : учебник / 
В. В. Еремин, Н. Е. Кузьменко, В. И. Теренин, А. А. Дроздов, 
В. В. Лунин ; под ред. В. В. Лунина. — 10-е изд., стер. —  
Москва : Просвещение, 2023. — 446, [2] с. : ил.
ISBN 978-5-09-107226-6.
Учебник написан преподавателями химического факультета МГУ 
им. М. В. Ломоносова и продолжает курс химии, изложенный в учебниках 
«Химия. 8 класс» и «Химия. 9 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+54(075.3)
ББК 24.1я721

ISBN 978-5-09-107226-6

Авторы: В. В. Еремин, Н. Е. Кузьменко, В. И. Теренин,  
А. А. Дроздов, В. В. Лунин.

Х46

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

.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Дорогие  
десятиклассники!

За предыдущие два года вы познакомились 
с основами химии, овладели 
языком химических формул и уравнений, 
изучили свойства многих знакомых 
вам веществ и узнали, из чего они 
состоят. Вы поняли, что химики обладают 
особым взглядом на окружающий 
мир — они понимают скрытую от невооружённого 
глаза природу веществ.
Выбрав химию для углублённого изучения, 
вы приняли правильное решение. 
Этот предмет представляет собой 
уникальное сочетание науки и искусства, 
он даёт неограниченные возможности 
для интеллектуальных поисков и, 
кроме того, приносит огромную практическую 
пользу. Занимаясь химией, вы 
всегда сможете реализовать заложенный 
в вас природой потенциал: если у 
вас есть склонность к экспериментальной 
работе, вы будете заниматься практической 
химией и синтезировать неизвестные 
ранее вещества или создавать 
новые материалы; если вы любите считать 
и понимаете толк в компьютерах, 
вы сможете строить математические модели 
химических реакций или предсказывать 
различные свойства молекул. Основная 
задача химиков — сделать наш 
мир более красивым и совершенным. На 
это направлена вся их деятельность — 
и прикладная, практическая, и абстрактная, 
теоретическая. Мы надеемся, 
что вы тоже внесёте свой вклад в химию.

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

.

Пройдёт немного времени, и наступит сказочная пора 
золото й осени, когда зелёные листья, перед тем как опасть, 
становятся красными, жёлтыми, оранжевыми. Именно этому 
времени и посвящена обложка книги. На ней изображена модель 
молекулы флавоноидного красителя кверцетина, который 
и придаёт листве жёлтый цвет. Весной и летом тёплые 
цвета содержащихся в листве красителей этой группы не видны 
на фоне яркой зелени хлорофилла. Но с наступлением холодов 
молекулы хлорофилла распадаются, теряя окраску, 
а более прочные флавонолы выходят на первый план. Именно 
эти вещества защищают листья от ультрафиолетового излучения, 
но в то же время не препятствуют аккумулированию 
свето вой энергии хлорофиллом.
Конечно, можно наслаждаться красотой осеннего леса, не 
задумываясь о происходящих при этом превращениях веществ. 
Однако знания такого рода необходимы: они не просто 
позволяют раскрыть смысл природных явлений, но и открывают 
возможности искусственного получения веществ с 
теми или иными полезными свойствами. Например, если 
в молекуле кверцетина убрать гидроксильную группу, расположенную 
рядом с карбонильной группой, то мы получим 
жёлтый краситель лутеолин, придающий ярко-жёлтую 
окраску цветкам хризантем. Содержится он во многих плодах, 
а также и в листьях некоторых растений, например 
арти шока. Недавно учёные доказали, что лутеолин играет и 
важную биологическую роль, сдерживая синтез эндогенного 
холестерина, способствует очищению желчи. А это уже путь 
к созданию нового лекарственного препарата.
В 10 и 11 классах вам предстоит узнать много нового о 
строении и свойствах веществ. В 10 классе вы подробно изучите 
органическую химию. В 11 классе вы продолжите изучение 
неорганической химии, начатое ещё в 8 классе, изу чите 
основы химической технологии, познакомившись с применением 
химических знаний в смежных областях, узнаете о том, 
над чем работают учёные-химики. Учитывая, что многим из 
вас после окончания школы придётся сдавать вступительный 
экзамен по химии в вуз, часть времени мы посвятим углублению 
и обобщению знаний, подготовке к экзаменам.
Параграфы и абзацы, выделенные в учебнике синим цветом, 
содержат дополнительный материал. Задачи повышенной 
трудности отмечены значком «◆».
Надеемся, что предстоящие два года общения с химией 
окажутся для вас увлекательными и полезными. Желаем 
вам успехов в изучении удивительно красивой науки — 
Хими и.
Авторы

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

.

Атомы, молекулы, вещества 
5

ГЛАВА 1. 
ПОВТОРЕНИЕ  
И УГЛУБЛЕНИЕ ЗНАНИЙ

§ 1  
Атомы, молекулы, вещества

Как вы знаете, в центре внимания химии находятся вещества — 
они составляют физические тела, из которых построен 
весь материальный мир. Вещества состоят из атомов химических 
элементов, символы которых приведены в Периодической 
системе Д. И. Менделеева. Большинство атомов объединяются 
друг с другом в более крупные частицы — молекулы.

Молекула — мельчайшая частица вещества, обладающая 
его химическими свойствами. Она состоит из нескольких 
атомов, соединённых ковалентными связями. Молекулярное 
строение имеют большинство органических веществ, вода и 
другие водородные соединения неметаллов, кислород, озон, 
водород и другие газы.
Многие вещества не содержат в своём составе молекул: 
атомы в них объединены друг с другом в бесконечные слои, 
цепи, каркасы. Связи между атомами в этом случае могут 
быть не только ковалентными, как в алмазе или кварце, но и 
металлическими, как в металлах (рис. 1). Немолекулярное 
строение имеют также ионные соединения.

Рис. 1. Вещества молекулярного и немолекулярного строения

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

.

ГЛАВА 1. Повторение и углубление знаний 

Каждое вещество характеризуется составом, строением и 
свойствами — физическими и химическими. Качественный 
и количественный состав вещества выражает химическая 
формула. Она показывает, атомы каких элементов входят в 
его состав и в каком соотношении они находятся. Например, 
из формулы H2О следует, что вода состоит из атомов двух элементов — 
водорода и кислорода, причём на один атом кислорода 
в воде приходится два атома водорода, а на один моль 
атомов кислорода — два моля атомов водорода. Напомним, 
что моль — это такое количество вещества, в котором содержится 
6,02•1023 структурных единиц этого вещества. Молярная 
масса М, т. е. масса 1 моль вещества, численно совпадает 
с относительной молекулярной массой Mr. Так, 
отно сительная молекулярная масса воды равна 18, а молярная — 
18 г/моль:

Мr(Н2O) = 2Ar(Н) + Ar(O) = 2•1 + 16 = 18;

M(H2O) = 18 г/моль.

Элементный состав вещества выражают в мольных или 
массовых долях. Чтобы найти мольную долю 
 (греческая 
буква «хи») водорода в воде, надо разделить количество вещества 
атомов водорода, входящих в состав одного моля 
воды, на общее количество вещества атомов всех элементов, 
образующих воду, т. е. кислорода и водорода. Таким образом,

(H) = 
(H)
(H) + (O) ;

(H) = 
2
2 + 1  = 0,667, или 66,7%.

Для расчёта массовой доли в приведённой выше формуле 
каждое значение количества вещества необходимо умножить 
на молярную массу атома (она численно равна относительной 
атомной массе, приведённой в Периодической системе):

w(H) = 
(H) • 
(H)
(H) • 
(H) + (O) • 
(O)
M
M
M
;

w(H) = 
(H)
(H) + 
(O)
m
m
m
 = 

2
(H)
(H O)
m
m
;

w(H) = 
2 моль • 1 г/моль
2 моль • 1 г/моль + 1 г/моль • 16 г/моль  = 0,111,

или 11,1%.

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

.

Атомы, молекулы, вещества 
7

Сумма мольных или массовых долей всех атомов, входящих 
в состав вещества, всегда равна единице, или 100%:

(Н) + (O) = w(Н) + w(O) = 1 (100%).

Для веществ молекулярного строения химическая формула 
выражает состав молекулы, а для веществ немолекулярного 
строения — состав наименьшего повторяющегося фрагмента, 
так называемой структурной единицы. Так, формула 
NaCl показывает, что в кристаллической решётке хлорида 
натрия на один моль ионов натрия приходится один моль 
хлорид-ионов, а формула K2SO4 — что на два моля ионов калия 
приходится один моль сульфат-ионов.

В О П Р О С Ы  И  З А Д А Н И Я

 1. Приведите примеры веществ молекулярного и немолекулярного 
строения. Что выражает в каждом случае химическая формула?
 
2. Сколько атомов входит в состав одной молекулы воды; одного 
моля жидкой воды; одного моля водяного пара?
 3. В одном литре какого из перечисленных веществ при н. у. содержится 
наибольшее число молекул: воды, кислорода, хлоро-
водорода, азота?
 4. Какое из удобрений — аммиачная селитра (нитрат аммония), 
мочевина (NH2)2CO или калийная селитра (нитрат калия) — 
наиболее богато азотом?
 5. Определите количество вещества сульфат-ионов в одном моле 
серной кислоты, сульфата бария, сульфата алюминия.
 6. Рассчитайте массовые и мольные доли элементов в нитрате 
алюминия.
 7. В некотором соединении (Аl) = 0,4, (O) = 0,6. Определите 
формулу соединения и рассчитайте массовые доли элементов 
в нём.
 8. Сулема HgCl2 представляет собой бесцветные летучие легкоплавкие 
кристаллы, хорошо растворимые в воде и этиловом 
спирте. Водный раствор сулемы плохо проводит электрический 
ток. Выскажите предположение о строении этого вещества.
 9. Карборунд представляет собой твёрдый тугоплавкий порошок, 
нерастворимый в воде, не проводящий электрический ток ни  
в твёрдом виде, ни в расплаве. Какой тип кристаллической  
решётки он имеет?

 10◆. Определите формулу соединения, в котором массы углерода, 
кислорода и натрия соотносятся между собой как 3 : 12 : 11,5. 

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

.

ГЛАВА 1. Повторение и углубление знаний 

§ 2  
Строение атома

Атом имеет сложное строение. В центре его находится положительно 
заряженное ядро, окружённое отрицательно заряженными 
частицами — электронами.
Ядро состоит из протонов и нейтронов. Протоны представляют 
собой положительно заряженные частицы, а нейтроны 
являются электронейтральными. Каждый протон имеет заряд +
1 (в условных единицах). Массы протона и нейтрона 
примерно равны 1 а. е. м.
Перемещаясь по «клеточкам» Периодической системы, 
мы переходим от одного элемента к другому — при этом число 
протонов в ядре меняется. В то же время, если число протонов 
остаётся постоянным, а изменяется число нейтронов, 
меняется лишь масса атома, но его вид остаётся неизменным. 
Атомы одного и того же элемента, содержащие различное 
число нейтронов, называют изотопами. Так, наряду с обычным 
водородом — протием, имеющим массу, равную 1, ядро 
которого состоит только из протона, известен тяжёлый водород — 
дейтерий, содержащий помимо одного протона также 
и нейтрон. Благодаря добавлению нейтрона атом дейтерия 
имеет массу, равную 2, он в два раза тяжелее протия. На  
6000 атомов протия в природе приходится примерно 1 атом 
дейтерия. Протий и дейтерий — изотопы водорода.
При перегонке очень большого количества воды на дне перегонного 
куба собирается небольшое количество тяжёлой 
воды D2O, образованной дейтерием. Такая вода внешне похожа 
на обычную воду, но отличается от неё по ряду свойств. 
Она замерзает не при 0 С, а при 3,8 С превращается в лёд, 
который, в отличие от обычного льда, не плавает на поверхности 
воды, а тонет.
Изотопы одного и того же элемента обладают сходными физическими 
и идентичными химическими свойствами. Исключение 
представляют уже известные вам изотопы водорода, 
поскольку их массы заметно отличаются! В то же время изотопы 
одного и того же элемента имеют разные ядерные свойства. 
Так, среди изотопов всех элементов есть радиоактивные 
(нестабильные, их ядра претерпевают самопроизвольный 
распад), например тритий 3Н. Элементы, все изотопы которых 
нестабильны, называют радиоактивными. К ним принадлежат 
технеций, прометий, а также все элементы с порядковым 
номером больше 83, т. е. расположенные в Периодической 
системе за висмутом. В химии часто пользуются тер-

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

.

Строение атома 
9

мином «нуклид», обозначающим атом с 
определённым массовым числом А, равным 
сумме числа протонов Z и нейтронов 
N. Примерами нуклидов служат кислород-
16, кислород-17, уран-235. Таким образом, 
изотопы — это нуклиды одного и 
того же элемента. В отличие от относительной 
атомной массы, массовое число — 
величина целочисленная.
Положительный заряд ядра нейтрализуют 
отрицательно заряженные электроны. 
Электроны благодаря очень малой 
массе обладают свойствами не только частицы, 
но и волны. Волна отличается от частицы 
тем, что её положение в пространстве в данный момент 
времени зафиксировать невозможно. Именно поэтому принято 
говорить об электроне как об облаке (электронном облаке), «
размазанном» в околоядерном пространстве. Электронное 
облако (рис. 2) не имеет чётких границ и по мере удаления 
от ядра постепенно «тает». Функцию, описывающую 
состояние электрона в атоме, называют атомной орбиталью. 
Наглядным изображением этой функции служит часть электронного 
облака, в которой вероятность нахождения электрона 
наиболее велика. На каждой орбитали могут максимально 
размещаться два электрона, обладающие равной 
энергией, но отличающиеся особым свойством — спином. 
Если очень условно уподобить электрон детской игрушке—
волчку, то электроны с разными спинами будут соответствовать 
волчкам, вращающимся в разные стороны. Графически 
орбиталь принято изображать в виде квадрата, а электроны — 
в виде стрелок, направленных вверх или вниз. Стрелки, направленные 
в противоположные стороны, означают электроны 
с двумя противоположными спинами.

 

Вакантная  
(незаполненная)  
орбиталь

Наполовину  
заполненная  
орбиталь  
(неспаренный  
электрон)

 

Полностью заполненная  
орбиталь  
(электронная пара —  
два электрона  
с противоположными  
спинами)

На самом деле спин электрона никак не связан с его вращением 
хотя бы потому, что электрон вообще не вращается. 
Спин электрона — это его внутреннее свойство, которое описывается 
вектором и характеризует отношение электрона к 
магнитному полю.

Рис. 2. Строение 
атома водорода

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

.

ГЛАВА 1. Повторение и углубление знаний 

По форме различают s-, р-, d- и f-орбитали (рис. 3). 
s-Орбитали имеют форму шара, иными словами, электрон, 
находящийся на такой орбитали (его называют s-электроном), 
бо́́льшую часть времени проводит внутри сферы. s-Орбиталь, 
находящуюся на первом энергетическом уровне, обозначают 
1s, на втором — 2s и т. д. p-Орбитали имеют форму объёмной 
восьмёрки. Они могут быть направлены по одной из трёх координатных 
осей (обозначаются рх, ру, pz), поэтому на каждом 
энергетическом уровне (кроме первого, где есть только 
s-орбиталь) существует три p-орбитали, обладающие одинаковой 
энергией. Формы d- и f-орбиталей намного сложнее.
Электроны в атоме различаются по энергии, т. е. находятся 
на разных энергетических уровнях. Чем ближе к ядру находится 
электрон, тем ниже его энергия. В атоме любого элемента 
имеется бесконечное количество энергетических уровней, 
но лишь малая их часть заполнена электронами. Число 
энергетических уровней в атоме, на которых находятся электроны, 
равно номеру периода, в котором находится элемент. 
Ёмкость уровня N, т. е. максимальное число электронов, которое 
он может вмещать, рассчитывают по формуле N = 2n2, 
где n — номер уровня.
Орбитали одной и той же формы, но находящиеся на разных 
энергетических уровнях (например, 1s-, 2s- и 3s-орбитали), 
отличаются по энергии. Чем больше номер уровня, тем 
выше энергия орбитали и тем больше её размер (рис. 4).
Каждый энергетический уровень состоит из энергетических 
подуровней, которые образованы орбиталями, имеющими 
одинаковую форму и равную 
энергию. Так, s-подуровень представлен 
одной s-орбиталью, p-подуровень — 
тремя p-орбиталями, d — 
пятью d-орбиталями. На каждой из 
орбиталей может размещаться не более 
двух электронов, следовательно, 
s-подуровень максимально вмещает 
два электрона, р — шесть, d — десять.


Рис. 3. s- и p-орбитали

Рис. 4. Чем выше  
энергия орбитали,  
тем больше её размер

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

.