Название: Краткий курс физической химии
Автор: Киреев В.А.
Издательство: М.: Химия
Год: 1978
Формат: pdf
Страниц: 621
Размер: 50 mb
Язык: русский
Книга составлена применительно к действующим программам по физической химии для нехимических высших технических учебных заведений. В ней изложены основные разделы физической химии: строение вещества, химическая термодинамика, учение о растворах, электрохимия, кинетика химических реакций, учение о коллоидном состоянии и др. В книге рассмотрены метод меченных атомов и химическое действие излучений, физико-химические свойства полимеров и пластмасс. Материал книги иллюстрируется справочными данными, графиками и примерами. Показана тесная связь физической химии с прикладными науками и ее приложение в технике.
Книга предназначена в качестве учебника для студентов нехимических втузов и может служить полезным пособием для научных и инженерно-технических работников, а также для преподавателей физической химии и смежных с нею дисциплин.
Введение
Возникновение физической химии. М.В. Ломоносов.
Основные направления развития физической химии.
Предмет физической химии и ее значение.
Строение атома
Ядерная модель атома.
Атом водорода.
Квантовая теория атома водорода.
Энергия связи электронов в атомах. Электронные оболочки.
Квантовая теория атомов.
Строение атомов и периодическая система элементов Д.И. Менделеева.
Частицы и волны.
О движении электронов в атомах.
Изотопия.
Изотопы водорода.
Радиоактивные изотопы.
О составе атомных ядер и энергии их образования.
Строение молекул и химическая связь
Образование химической связи.
Ионная связь.
Ковалентная связь.
Донорно-акцепторная связь.
Взаимное влияние атомов.
Направленность связей.
Поляризация.
Дипольный момент и полярная структура молекул.
Ион водорода и водородная связь.
Атомная энергия образования молекул и энергия связей.
Взаимное притяжение молекул.
Пути экспериментального исследования строения молекул.
Газы
Введение. Агрегатные состояния веществ.
Уравнение состояния идеальных газов.
Расчеты свойств идеальных газов.
Парциальные давления в смесях идеальных газов.
Кинетическая теория газов.
Скорости движения молекул в газах.
Теплоемкость газов.
Реальные газы.
Сжижение газов.
Уравнение состояния реальных газов.
Вириальное уравнение состояния.
Приведенное уравнение и соответственные состояния.
Свойства газов при высоком разрежении и при высоких давлениях.
Газы при высоких температурах.
Кристаллы и аморфные твердые тела
Основные сведения о кристаллическом состоянии веществ.
Внутренняя структура кристаллов.
Виды связей между частицами в кристаллах.
Принцип наиболее плотной упаковки.
Ионные кристаллы.
Кристаллы с ковалентной связью.
Силикаты.
Металлы.
Сплавы.
Молекулярные кристаллы. Лёд.
Кристаллогидраты солей.
Реальные кристаллы.
Полупроводники.
Температуры и теплоты плавления кристаллов.
Теплоемкость кристаллов.
Стеклообразное состояние.
Высокомолекулярные соединения. Пластмассы.
Жидкости
Жидкое состояние.
Вода.
Давление насыщенного пара жидкостей.
Теплота испарения жидкостей.
Вязкость жидкостей.
Первый закон термодинамики
Предмет химической термодинамики.
Основные понятия и величины.
Работа расширения идеальных газов.
Первый закон термодинамики.
Закон Гесса.
Опытное определение тепловых эффектов.
Расчеты тепловых эффектов химических реакций.
Зависимость теплового эффекта реакции от температуры.
Внутренняя энергия и энтальпия.
Второй закон термодинамики
Основной смысл и значение второго закона термодинамики.
О возможности и направлении самопроизвольного протекания процессов.
Статистическая природа второго закона термодинамики.
Формулировки второго закона термодинамики.
Энтропия.
Необратимые процессы.
Общие соотношения.
Энтропия и термодинамическая вероятность системы.
Характеристические функции и термодинамические потенциалы.
О равновесии.
Новые понятия и соотношения.
Химические процессы.
Применение второго закона к учению об идеальных газах.
Основные понятия термодинамики неидеальных газов.
Влияние изменения внешних условий на равновесия.
Фазовые и химические равновесия
Общее условие фазовых равновесий.
Правило фаз.
Однокомпонентные системы.
Равновесные соотношения при фазовых переходах.
О химическом потенциале.
Закон действия масс. Константы равновесия.
Уравнение изотермы химической реакции.
О химическом сродстве.
Уравнения изобары и изохоры химической реакции.
Химические равновесия в гетерогенных реакциях.
Тепловая теорема.
Абсолютные энтропии.
Расчеты химических равновесий. Изобарный потенциал образования химических соединений.
Косвенные расчеты изменения потенциала и константы равновесия.
Экспериментальные методы определения изменения изобарного потенциала.
Расчеты изменения энтропии при реакции.
Зависимость константы равновесия от температуры.
Расчеты химических равновесий через стандартные энтропии и теплоты образования компонентов реакции.
Расчеты химических равновесий с помощью справочных таблиц высокотемпературных составляющих энтальпии и энтропии.
Методы сравнительного расчета термодинамических функций.
Растворы
Введение. Способы выражения состава растворов.
Жидкие растворы.
Разбавленные растворы. Понижение давления насыщенного пара растворителя.
Температура кристаллизации разбавленных растворов.
Температура кипения разбавленных растворов.
Осмотическое давление разбавленных растворов.
Концентрированные растворы.
Давление насыщенного пара в простейших системах.
Давление насыщенного пара в различных системах.
Активность и коэффициент активности.
Состав пара растворов.
Температура кипения растворов.
Дистилляция двойных смесей.
Правило рычага.
Ректификация.
Давление насыщенного пара в системах с ограниченной взаимной растворимостью компонентов.
Растворы газов в жидкостях.
Фазовые равновесия в конденсированных системах
Взаимная растворимость жидкостей.
Третий компонент в двухслойной жидкой системе. Закон распределения.
Графическое представление состава тройных систем.
Изотермические равновесия в тройной жидкой системе.
Экстракция из растворов.
Кристаллизация из растворов. Диаграммы состояния в простых системах с эвтектикой.
Системы, компоненты которых образуют соединения между собой.
Системы, компоненты которых образуют смешанные кристаллы (твердые растворы) в любых относительных количествах.
Сложные системы. Система СаО—SiO2.
Тройные системы.
Термический анализ.
Поверхностные явления
Поверхностное натяжение.
Зависимость поверхностного натяжения от температуры.
Термодинамика поверхностных явлений в однокомпонентных системах.
Влияние изменения величины поверхности на химические равновесия.
Давление насыщенного пара над очень малыми каплями.
Влияние степени дисперсности на растворимость.
Метастабильные состояния и возникновение новых фаз.
Поверхностные свойства растворов.
Адсорбция на поверхности твердых тел.
Изотерма адсорбции. Капиллярная конденсация.
Адсорбция из растворов.
Зависимость адсорбции от температуры и вида газа.
Природа адсорбционных явлений. Ионный обмен.
Хроматографический анализ.
Практическое применение адсорбции.
Поверхностные пленки на твердых телах.
Растворы электролитов
Гипотеза электролитической диссоциации.
Ионизация электролитов при растворении. Причины электролитической диссоциации.
Гидратация и сольватация ионов в растворе.
Сильные и слабые электролиты. Свойства растворов слабых электролитов.
Сильные электролиты.
Термодинамические свойства растворов электролитов.
Химические свойства растворов электролитов.
Произведение растворимости.
Электролитическая диссоциация воды.
Концентрация водородных ионов.
Буферные растворы.
Скорости движения ионов. Числа переноса.
Электропроводность растворов. Удельная электропроводность.
Эквивалентная электропроводность.
Электропроводность сильных электролитов.
Электропроводность слабых электролитов.
Применение кондуктометрических определений.
Электродные процессы и электродвижущие силы
Электродвижущие силы.
Гальванические элементы.
Обратимые и необратимые цепи.
Электродные потенциалы и э.д.с. гальванических элементов.
Водородный электрод.
Каломельный электрод.
Измерение электродвижущих сил. Нормальный элемент.
Концентрационные цепи и диффузионные потенциалы.
Окислительно-восстановительные электроды и цепи.
Зависимость э.д.с. гальванических элементов от температуры.
Потенциометрические определения рН и потенциометрическое титрование.
Химические процессы при электролизе.
Количественные законы электролиза.
Практические применения электролиза.
Поляризация.
Потенциал разложения и перенапряжение.
Электрохимическая коррозия металлов.
Методы защиты металлов от коррозии.
Кинетика химических реакций. Фотохимические процессы
Зависимость скорости реакций от концентрации реагирующих веществ.
Кинетическая классификация химических реакций.
Порядок реакции.
Реакции первого порядка.
Реакции второго порядка.
Сложные реакции.
Обратимые реакции.
Влияние температуры на скорость реакций. Энергия активации.
Расчеты констант скоростей реакций и энергии активации.
Цепные реакции.
Кинетика гетерогенных процессов
Возникновение новых фаз.
Катализ. Основные понятия.
Гомогенный катализ.
Гетерогенный катализ.
Учение о гетерогенном катализе.
Гетерогенный катализ в промышленности.
Фотохимические реакции.
Коллоидное состояние
Различные виды коллоидных систем.
Лиофильность и лиофобность коллоидов.
Устойчивость коллоидных систем.
Броуновское движение.
Осмотическое давление.
Диффузия в коллоидных системах.
Седиментационное равновесие.
Лиофобные золи.
Причины образования зарядов коллоидных частиц.
Коагуляция лиофобных золей.
Пептизация.
Студни и гели
Получение коллоидных систем. Дисперсионные методы.
Конденсационные методы.
Электрофорез.
Диализ.
Оптические свойства коллоидных систем.
Общие свойства эмульсий.
Метод меченых атомов и химическое действие излучений
Метод меченых атомов.
Реакции изотопного обмена.
Кинетика радиоактивных процессов.
Химическое действие рентгеновских лучей и ядерных излучений.
Полимеры и пластмассы
Получение полимеров.
Внутреннее строение и физико-химические свойства полимеров.
Три физических состояния линейных полимеров.
Высокоэластичное состояние.
Об ориентации и кристалличности полимеров.
Релаксационные явления в полимерах.
Стеклообразное состояние полимеров.
Пластификация полимеров.
Пластичное (вязко-текучее) состояние полимеров.
Диэлектрические свойства полимеров.
Пластмассы.
Растворы полимеров.
Приложения
Литература
Предметный указатель