Химия (стр. 1 )

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

«Алтайский государственный технический университет

имени »

ХИМИЯ

Модуль 1

СТРОЕНИЕ АТОМА И ВЕЩЕСТВА

Учебное пособие

для модульно-рейтинговой технологии обучения

Бийск

2007

УДК 546 (075.5)

Макрушина, Т. И. ХИМИЯ. Модуль 1. Строение атома и вещества: учебное пособие для модульно-рейтинговой технологии обучения / .

Алт. гос. тех. ун-т БТИ. – Бийск.

Изд-во Алт. гос. тех. ун-та, 2007. – 2002 с.

В данном учебном пособии представлена система методической документации для модульно-рейтинговой технологии изучения раздела «Строение атома и вещества» курса «Химии», а также для изучения дисциплин, рабочие программы которых предусматривают изучение разделов, рассмотренных в данном пособии.

Учебное пособие разработано в соответствии с Государственным образовательным стандартом УМО высшего профессионального образования по направлениям подготовки дипломированных специалистов специальностей 151001, 160302, 190000, 080401, 170104, 230201, 080502, 260204, 240901, 240701, 240702, 240706, 260601, 200106 всех форм обучения.

Учебное пособие предназначено для преподавателей и студентов технических и химико-технологических вузов.

Рассмотрено и одобрено на заседании

кафедры общей химии и экспертизы товаров.

Протокол № 44 от 01.01.01 г.

.

Рецензенты: доцент, к. х.н.

кафедры ХТОСА БТИ Алт ГТУ

© , 2007

© БТИ Алт ГТУ, 2007

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ	5
МОДУЛЬ 1. СТРОЕНИЕ АТОМА И ВЕЩЕСТВА	11
Глава первая. Общие положения	11
1.1 Цели обучения	12
1.2 Программа модуля «Строение атома и вещества»	12
1.3 Тематический план модуля	15
1.4 Перечень необходимых средств для выполнения программы модуля	15
1.5 План-график изучения модуля «Строение атома и вещества»	15
1.6 Планы лабораторных занятий	18
1.7 Индивидуальное расчетное задание	20
1.8 Самостоятельная работа студентов	23
1.9 Модульный экзамен	24
Глава вторая. Наука химия	25
2.1 Цели изучения главы	25
2.2 Методические рекомендации по изучению материала	25
2.3 Предмет и задачи химии	26
2.4 История возникновения и развития химии	30
2.5 Значение химии в изучении природы и развитии техники	44
2.6 Вопросы для самоконтроля	47
Глава третья. Основные понятия и законы химии	48
3.1 Цели изучения главы	48
3.2 Методические рекомендации по изучению материала	48
3.3 Основные понятия химии	49
3.4 Основные стехиометрические законы химии	55
3.5 Вопросы для самоконтроля	71
Глава четвертая. Строение атома	72
4.1 Цели изучения главы	72
4.2 Методические рекомендации по изучению материала	72
4.3 Представление о строении материи в древности	73
4.4 Открытие субатомных частиц. Первые модели строения атома	75
4.5 Теория строения атома по Н. Бору	80
4.6 Представления о корпускулярно-волновом дуализме электрона	82
4.7 Принцип неопределенности Гейзенберга	84
4.8 рёдингера. Квантовые числа	85
4.9 Энергетические уровни и подуровни	89
4.10 Принципы заполнения атомных орбиталей	90
4.11 Современные представления о строении атома	93
4.12 Вопросы для самоконтроля	99
Глава пятая. Периодический закон	100
5.1 Цели изучения главы	100
5.2 Методические рекомендации по изучению материала	100
5.3 История открытия периодического закона	101
5.4 Периодический закон	103
5.5 Структура периодической системы химических элементов и ее связь с электронной структурой атомов	104
5.6 Основные понятия, необходимые для изучения реакционной способности химических соединений	107
5.7 Периодичность атомных характеристик	111
5.8 Естественные границы периодической системы	114
5.9 Вопросы для самопроверки	115
Глава шестая. Химическая связь	117
6.1 Цели изучения главы	117
6.2 Методические рекомендации по изучению материала	117
6.3 Понятие химической связи	118
6.4 Классификация химических связей	120
6.5 Основные виды химической связи	122
6.6 Метод валентных связей	128
6.7 Метод молекулярных орбиталей	135
6.8 Вандерваальсовы силы	139
6.9 Водородная связь	144
6.10 Комплексные соединения	147
6.11 Вопросы для самоконтроля	154
Глава седьмая. Агрегатные состояния вещества	156
7.1 Цели изучения темы	156
7.2 Методические рекомендации по изучению материала	156
7.3 Характерные особенности веществ в различных агрегатных состояниях	157
7.4 Газообразное состояние вещества	158
7.5 Плазма	159
7.6 Жидкое состояние вещества	160
7.7 Твердое состояние вещества	161
7.8 Вопросы для самоконтроля	168
Заключение по первому модулю «Строение атома и вещества»	170
Литература	173
ПРИЛОЖЕНИ-рейтинговая технология изучения курса «Химия»	174
ПРИЛОЖЕНИ термины и понятия	177
ПРИЛОЖЕНИ задания	184

Глава шестая. ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ

6.1 Цели изучения главы

Успешное изучение учебного материала позволит:

− освоить классификацию химических связей и основные особенности различных видов химической связи; основные теории химической связи;

− овладеть ключевыми понятиями: химическая связь, энергия, длина, насыщенность, валентный угол химической связи; дипольный момент химической связи и молекулы, ионная, ковалентная и металлическая химическая связь, порядок и кратность химической связи; локализованная и делокализованная химическая связь, гибридизация атомных орбиталей, дальнодействующая межмолекулярная и близкодействующая химическая связь, универсальная и специфическая межмолекулярная связь.

6.2 Методические рекомендации по изучению материала

Структурно-логическая схема изучения главы «Химическая связь» представлена на рисунке 6.1.

При изучении главы обратите внимание на классификацию основных видов химической связи, особенности различных видов химической связи и в то же время единую природу всех химических связей. Постарайтесь запомнить основные положения современных теорий химической связи. Выучите определения ключевых понятий данной темы.

Рисунок 6.1 − Структурно-логическая схема главы «Химическая связь»

6.3 Понятие химической связи

Фундаментальной основой химической связи явилась теория химического строения (1861 г.). Главные положения этой теории следующие:

1. Атомы в молекулах соединены друг с другом в определенной последовательности, и изменение этой последовательности приводит к образованию нового вещества.

2. Соединение атомов происходит в соответствии с их валентностью.

3. Свойства веществ зависят не только от их состава, но от порядка соединения атомов в молекулах и характера их взаимного влияния.

Под химической связью понимаются различные виды взаимодействия, обуславливающие устойчивое существование двух и многоатомных соединений: молекул, ионов, кристаллических и иных веществ.

В образовании химической связи из всех существующих в природе сил существенными при расчётах полагают только электростатические силы (пренебрегают взаимодействием с внешними электромагнитными полями, спиновым взаимодействием электронов и ядер).