РАЗДЕЛ 4. Словарь терминов (Глоссарий)

Модуль «Общая химия»

Химия — наука о веществах, их строении, свойствах и пре­вращениях.

Химическая реакция — превращение одних веществ в дру­гие вещества.

Атом — электронейтральная частица, в центре которой нахо­дится положительно заряженное ядро, а остальное пространство занято облаками отрицательно заряженных электронов. Атом яв­ляется наименьшей частицей химического элемента, носителем его химических свойств.

Химический элемент — совокупность атомов с определенным зарядом ядра Z. Заряд ядра равен порядковому номеру элемента в периодической системе химических элементов Д. И. Менделее­ва.

Относительная атомная масса (А_r) — число, которое показы­вает, во сколько раз масса атома данного элемента больше 1/12 части массы атома изотопа углерода ¹²С.

Относительная молекулярная масса (М_г) — это число, кото­рое показывает, во сколько раз масса молекулы (формульной еди­ницы) данного вещества больше 1/12 части массы атома изотопа углерода ¹²С.

Моль — единица количества вещества. Моль — количество вещества, содержащее

~ 6, 02 • 10²³ молекул (если вещество состо­ит из молекул) или = 6, 02 • 10²³ атомов (если вещество состоит из атомов).

Число Авогадро (N_A) — постоянная, показывающая число молекул (атомов) в одном моле любого вещества:

N_A = 6, 02 • 10²³ моль^-1

Молярная масса вещества (М) — масса одного моля веще­ства. Молярная масса вещества в г/моль численно равна относи­тельной молекулярной массе.

Закон Авогадро: в равных объемах различных газов при оди­наковых условиях (температуре и давлении) содержится одина­ковое число молекул.

Молярный объем газа (У_м) — объем одного моля газа, кото­рый при нормальных условиях (273 К и 101, 3 кПа) равен 22, 4 л (V_M° =22, 4 л/моль).

Относительная плотность газа X по газу Y — отноше­ние плотности газа X к плотности газа Y, которое равно отноше­нию молекулярных или молярных масс соответствующих газов.

Массовая доля химического элемента X в сложном веществе — отношение суммарной массы атомов элемента X к массе молекулы сложного вещества.

Массовая доля данного вещества (компонента) в смеси ве­ществ — отношение массы компонента к массе смеси.

Объемная доля газа X в смеси газов — отношение объе­ма газа X к объему смеси газов.

Простейшая (эмпирическая) формула вещества — формула, которая показывает простейшие целочисленные соотношения чи­сел атомов разных элементов в данном веществе (например, про­стейшей формулой глюкозы С₆Н₁₂О₆ является СН₂О).

Молекулярная (истинная) формула вещества — формула, показывающая реальное число атомов в молекуле вещества (или в его формульной единице, если речь идет о ионных соединени­ях).

Закон сохранения массы веществ: общая масса всех веществ, вступивших в химическую реакцию, равна общей массе всех про­дуктов реакции.

Химическое уравнение (уравнение реакции) — письменное выражение химической реакции, в котором указываются форму­лы исходных веществ и продуктов реакции, а также коэффици­енты перед формулами, которые подбираются так, чтобы число атомов каждого элемента в левой и в правой частях уравнения

было одинаковым.

Коэффициенты в уравнении реакции — числа, которые по­казывают мольные соотношения участвующих в реакции веществ (например, для реакции 2А1 + ЗС1₂ = 2А1С1₃ соотношение чисел молей п(А1): п(С1₂): А1С1₃) = 2: 3: 2).

Выход продукта реакции (массовая доля выхода) — отноше­ние практически полученной массы (числа молей) вещества к массе (числу молей), теоретически рассчитанной по уравнению реакции.

Элементарные частицы — общее название протонов, нейтро­нов и электронов, т. е. частиц, из которых состоят атомы.

Нуклоны — общее название протонов и нейтронов, т. е. 'час­тиц, из которых состоят ядра атомов.

Массовое число атома (А) — сумма числа протонов и нейтро­нов в данном атоме.

Изотопы — атомы одного элемента, имеющие разные массо­вые числа.

Атомная орбиталь — часть атомного пространства, в которой вероятность нахождения электрона составляет примерно 90%. В центре каждой орбитали находится ядро атома. Каждый элект­рон в атоме занимает определенную орбиталь.

Энергетический уровень атома — совокупность орбиталей, близких по размеру и энергии и характеризующихся одинаковым значением главного квантового числа л. Для первого уровня п = 1, для второго — 2, для третьего — 3 и т. д. Число орбиталей на каждом уровне равно п (1 орбиталь на первом уровне, 4 - на втором, 9 - на третьем и т. д.).

Электронный слой атома — совокупность электронов, нахо­дящихся на одном энергетическом уровне.

Энергетический подуровень атома — совокупность орбиталей, находящихся на одном энергетическом уровне и имеющих одина­ковую геометрическую форму. Число подуровней на энергетичес­ком уровне равно его главному квантовому числу.

s-Подуровень — подуровень, состоящий из одной шарообраз­ной s-орбитали. На каждом энергетическом уровне имеется один

s-подуровень.

р-Подуровень — подуровень, состоящий из трех гантелеоб-разных р-орбиталей, расположенных вдоль осей пространствен­ной системы координат. На каждом энергетическом уровне, кро­ме первого, имеется по одному р-подуровню.

d-Подуровень — подуровень, состоящий из пяти d-орбиталей. Все уровни, кроме первого и второго, содержат d-подуровень.

f -Подуровень — подуровень, состоящий из семи f-орбиталей. Все уровни, кроме первого, второго и третьего, содержат f-поду-

ровень.

Спин электрона — характеристика электрона, связанная с его вращением вокруг своей оси. Электрон может вращаться по часовой стрелке (спин + 1/2) или против часовой стрелки (спин -1/2). Согласно принципу Паули, на одной орбитали может нахо­диться либо один электрон со спином +1/2 или -1/2 (такой элек­трон, называется неспаренным), либо максимально два электрона с противоположными (антипараллельными) спинами (такие элек­троны называются спаренными).

Принцип наименьшей энергии — принцип, в соответствии с которым электроны заполняют энергетические подуровни в по­рядке увеличения их энергии. Порядок заполнения подуровней: Is — 2s — 2р — 3s — Зр — 4s —3d —4р — 5s — 4d — 5р —6s - — 4f — 5d — 6p — 7s — 5f — 6d. Другие подуровни в атомах известных элементов не заполняются.

Правило Гунда определяет порядок заполнения орбиталей, находящихся на одном подуровне. Согласно этому правилу, элек­троны заполняют орбитали одного подуровня таким образом, что­бы число неспаренных электронов было максимальным, причем эти электроны должны иметь параллельные спины.

Основное (невозбужденное) состояние атома — состояние, соответствующее принципу наименьшей энергии и правилу Гун­да.

Периодический закон Д. И. Менделеева: свойства элементов и образуемых ими соединений находятся в периодической зави­симости от заряда ядра атома, или порядкового номера элемента. Периодичность изменения свойств элементов обусловлена тем, что при увеличении порядкового номера последовательно увеличива­ется общее число электронов в атомах элементов, а число элект­ронов на внешнем электронном слое периодически повторяется.

Период в периодической системе — последовательность рас­положенных в порядке возрастания заряда ядра элементов, в ато­мах которых электроны заполняют одинаковое число энергети­ческих уровней. Это число равно номеру периода.

Главная подгруппа (подгруппа А) в периодической системе — вертикальный ряд элементов, атомы которых имеют одинако­вое число электронов на внешнем слое. Это число равно номеру группы.

s-Элементы — элементы, в атомах которых последним запол­няется электронами s-подуровень внешнего электронного слоя. s-Элементами являются первые два элемента каждого периода.

р-Элементы — элементы, в атомах которых последним запол­няется электронами р-подуровень внешнего электронного слоя. р-Элементами являются последние шесть элементов 2—6 перио­дов.

D-Элементы (переходные элементы)— элементы, в атомах которых последним заполняется электронами d-подуровень пред-внешнего электронного слоя. d-Элементами являются элементы всех побочных подгрупп (подгрупп В).

Электронный октет — конфигурация внешнего слоя атомов благородных газов, включающая 8 электронов (ns²np⁶).

Металличность элемента — способность его атомов отдавать электроны.

Неметалличность элемента — способность его атомов присое­динять электроны.

Электроотрицательность элемента — количественный крите­рий металличности и неметалличности, характеризующий спо­собность атома данного элемента притягивать к себе электроны, участвующие в образовании химической связи с другим атомом.

Химическая связь — силы, которые обусловливают связыва­ние атомов.

Ковалентная связь — химическая связь, обусловленная об­разованием общих электронных пар, т. е. перекрыванием элект­ронных облаков (орбиталей).

Валентность элемента — число ковалентных связей, образуемых атомом данного элемента с другими атомами в данной моле­куле.

Одинарная (простая) связь — ковалентная связь, образован­ная одной общей электронной парой.

Кратные связи — связи, образованные двумя или тремя об­щими электронными парами (соответственно, двойная и тройная связи).

Неполярная связь — ковалентная связь между атомами с оди­наковой электроотрицательностью; характеризуется симметрич­ным распределением электронной плотности между ядрами ато­мов. Как правило, реализуется в молекулах простых веществ (Н₂, N₂, Gl_a и др.).

Полярная связь — ковалентная связь между атомами с раз­ной электроотрицательностью; при образовании этой связи элект­ронная плотность смещается к более электроотрицательному ато­му.

Диполь — система из двух разноименных зарядов, находя­щихся на определенном расстоянии друг от друга.

Возбужденное состояние атома — это состояние с более высо­кой энергией, чем основное состояние; возникает в результате перехода электронов с одного подуровня на другой подуровень, имеющий большую энергию.

Гибридизация атомных орбиталей — это смешение атомных орбиталей (электронных облаков) различного типа (например, s-и р-орбиталей), в результате которого образуются одинаковые по форме и энергии гибридные орбитали (например: sp, sp², sp³op-битали).

Донорно-акцепторная (координационная) связь — ковалент­ная связь, образующаяся в результате перекрывания орбитали с неподеленной парой электронов атома-донора и свободной орбита­ли атома-акцептора.

Ионная связь — связь, обусловленная электростатическим притяжением между положительно заряженными ионами (катио­нами) и отрицательно заряженными ионами (анионами). Простей­шие примеры ионных соединений — соединения, образуемые ато­мами типичных металлов и типичных неметаллов (NaCt, KF, СаО и др.).

Металлическая связь — связь между всеми катионами ме­таллов и всеми свободными электронами в кристаллической ре­шетке простых веществ-металлов.

Степень окисления элемента — это реальный (в случае ион­ных соединений) или условный (в случае ковалентных соедине­ний) заряд атома данного элемента в данном соединении.

Гидратация в растворах — взаимодействие частиц растворя­емого вещества с молекулами воды, не связанное с разрушением этих молекул.

Гидратированные ионы — ионы, связанные с молекулами воды.

Электролитическая диссоциация (ионизация) — процесс рас­пада ионных соединений или соединений с ковалентной полярной связью на ионы; происходит в водных растворах и в расплавах.

Электролиты — вещества, которые в водных растворах и в расплавах диссоциируют на ионы.

Степень электролитической диссоциации — отношение числа молекул, распавшихся на ионы, к общему числу раство­ренных молекул.

Сильные электролиты — вещества, которые в водных раство­рах полностью распадаются на ионы (степень диссоциации равна 1).

Слабые электролиты — вещества, которые в водных раство­рах лишь частично распадаются на ионы (степень диссоциации меньше 1).

Модуль «Неорганическая химия»

Аллотропия — явление образования нескольких простых ве­ществ атомами одного и того же химического элемента.

Оксиды — соединения двух элементов, один из которых кио лород в степени окисления -2 (СаО, СО₂, Р₂О₅).

Пероксиды — соединения водорода и некоторых металлов с кислородом в степени окисления -1 (Н₂О₂, Na₂O₂, CaO₂ и др.).

Гидроксиды (гидраты оксидов) — продукты прямого или косвенного соединения оксидов с водой. Делятся на три типа: осно­вания, кислоты и амфотерные гидроксиды.

Основания (основные гидроксиды) — электролиты, которые при диссоциации образуют катионы металлов и только один вид анионов — гидроксид-ионы ОН^- (NaOH, Ca(OH)₂, Bi(OH)₃ и др.).

Основные оксиды — оксиды, гидраты которых являются ос­нованиями (Na₂O, CaO, Bi₂O₃ и др.).

Кислоты — электролиты, которые при диссоциации образу­ют только катионы водорода Н⁺ и анионы кислотных остатков (H₂SO₄, HNO₃, HC1O₄ и др.).

Кислотные оксиды — оксиды, гидраты которых являются кислотами (кислотными гидроксидами) (SO₃, N_OO₅, С1₂О₇ и др.).

Амфотерные гидроксиды — электролиты, способные диссо­циировать как по типу оснований, так и по типу кислот (Zn(OH)₂, А1(ОН)₃ и др.).

Амфотерные оксиды — оксиды, гидраты которых являются амфотерными гидроксидами (ZnO, A1₂O₃ и др.).

Солеобразующие оксиды — общее название основных, кис­лотных и амфотерных оксидов, которые образуют соли при взаи­модействии с кислотами или с основаниями.

Несолеобразующие (безразличные, индифферентные) окси­ды — оксиды, которые не образуют ни гидратов, ни солей (N₂O, NO, CO, SiO).

Кислотность основания — число гидроксидных групп в моле­куле (формульной единице) основания.

Щелочи — растворимые в воде основания. Наиболее извест­ными щелочами являются гидроксиды щелочных и щелочнозе­мельных металлов (NaOH, Ca(OH)₂ и др.).

Основность кислоты — число атомов водорода в молекуле кислоты, которые могут отщепляться в виде ионов Н⁺.

Кислородсодержащие кислоты — гидраты кислотных окси­дов (H₂SO₄, HNO₃, H₃PO₄ и др.).

Бескислородные кислоты — водные растворы газообразных нодородных соединений некоторых неметаллов (НС1, HBr, H₂S и

др.).

Реакция нейтрализации — взаимодействие между кислотой и основанием, в результате которого образуются соль и вода (на­пример: НС1 + NaOH=NaCl + Н₂О). Реакции нейтрализации относятся к типу реакций обмена.

Реакции обмена — реакции, в ходе которых исходные слож­ные вещества обмениваются своими составными частями и обра­зуют новые сложные вещества; происходят без изменения степе­ней окисления элементов.

Нормальные (средние) соли — продукты полного замещения атомом водорода в молекулах кислот атомами металла или продукты полного замещения гидроксидных групп в молекулах оснований кислотными остатками (NaCl, FeBr₃, A1₂(SO₄)₃ и др.).

Кислые соли — продукты неполного замещения атомов водорода в молекулах многоосновных кислот атомами металла (NaHCO₃, CaHPO₄, Са(Н₂РО₄)₂ и др.).

Основные соли — продукты неполного замещения гидроксидных групп в молекулах многокислотных оснований кислотными остатками (CuOHCl, A1(OH)₂NO₃ и др.).

Смешанные соли — соли, состоящие из катионов одного ме­талла и анионов двух различных кислотных остатков (PbFCl, Са(С1О)С1 и др.).

Двойные соли — соли, состоящие из катионов двух различ­ных металлов (аммония) и анионов одной кислоты (KA1(SO₄)₂, NH₄Fe(SO₄)₂ и др.).

Комплексные соли — соли, состоящие из катионов металла и комплексных анионов (K₄[Fe(CN)₆], Na₂[PtCl₆] и др.) или из комплексных катионов и анионов кислотных остатков.

 

Модуль «Аналитическая химия. Химия растворов»

Растворы — гомогенные системы, состоящие из двух или бо­лее компонентов, относительные количества которых могут не­прерывно изменяться в определенных пределах.

Кристаллогидраты — кристаллические вещества, в состав которых входит кристаллизационная вода (CuSO₄ • 5Н₂О, Na₂CO₃ • 10Н₂О и др.).

Растворимость — способность вещества растворяться в воде или другом растворителе; количественно характеризуется макси­мальной массой вещества (в г), которая может раствориться в 100 г растворителя (обычно воды).

Насыщенный раствор — раствор, содержащий максимальное количество растворенного вещества.

Кривые растворимости — графическое выражение зависимо­сти растворимости от температуры.

Разбавленный раствор — раствор, содержащий малое коли­чество растворенного вещества по отношению к количеству ра­створителя.

Концентрированный раствор — раствор, содержащий малое количество растворителя по отношению к количеству растворен­ного вещества.

Молярная концентрация растворенного вещества (молярность) — отношение числа молей растворенного вещества к объему ра­створа (в литрах).

Эквивалентом называют условную частицу вещества, которая в данной реакции равноценна (эквивалентна) атому водорода. Из определения следует, что эквивалентом могут быть как реальные частицы, например молекулы НС1, КОН, так и гипотетические частицы, например половина молекулы серной кислоты 1/2H₂SO₄ или треть молекулы гидроксида железа 1/3 Fе(ОН)з и т.д.

Молярная масса эквивалента - это масса одного моля эквива­лентов данного вещества.

Нормальная концентрация (молярная концентрация эквивалентов) соединения X обознача­ется как C(fэкв X) моль/дм³. Эта величина равна числу молей эквивалентов в 1 дм³ раствора. Если молярная концентрация эквивалентов вещества X состав­ляет 1 моль/дм³, то такой раствор называют нормальным.

m(X)= C(fэкв X) ^. М (fэкв X) ^.V(X) или m(X)= Cн ^. М (экв X) ^.V(X).

Моляльность (m) - количество молей растворенного вещества, приходящееся на 1000 г растворителя:

Титр (Т) — это массовая концентрация, показывающая, сколь­ко граммов растворенного вещества X содержится в 1 мл или 1 см³ раствора. T= m(X)/V(X).

Массовая доля — безразмерная относительная величина, рав­ная отношению массы компонента к общей массе образца, раствора, смеси вещества и т.д.: ω (X) = m(X) / m_общ.

Процентная концентрация раствора — старое название мас­совой доли растворенного вещества, выраженной в процентах.

Нейтральная среда — среда водного раствора, в которой кон­центрация ионов водорода Н⁺ (точнее, ионов гидроксония Н₃О⁺) равна концентрации гидроксид-ионов ОН^-.

Кислая среда — среда водного раствора, в которой концент­рация ионов водорода Н⁺ больше концентрации гидроксид-ионов ОН^-:

Щелочная среда — среда водного раствора, в которой кон­центрация гидроксид-ионов ОН^- больше концентрации ионов во­дорода Н⁺.

Кислотно-основные индикаторы — вещества, изменяющие свой цвет при изменении характера среды водного раствора.

 

Модуль «Органическая химия»

Органическая химия — химия углеводородов и их производ­ных.

Углеводороды — простейшие органические соединения, мо­лекулы которых состоят из атомов углерода и водорода.

Производные углеводородов — продукты замещения атомов водорода в молекулах углеводородов другими атомами или груп­пами атомов.

Химическое строение (структура) — порядок соединения ато­мов в молекуле.

Структурные формулы — формулы, показывающие химичес­кое строение молекул.

Углеродный скелет молекулы — цепь из связанных друг с другом атомов углерода в данной молекуле.

Первичный атом углерода — крайний в углерод-углеродной цепи атом, связанный только с одним соседним атомом углерода.

Вторичный атом углерода — атом углерода, связанный с дву­мя соседними атомами углерода.

Третичный атом углерода — атом углерода, связанный с тре­мя соседними атомами углерода.

Четвертичный атом углерода — атом углерода, связанный с четырьмя соседними атомами углерода.

Изомерия — явление существования веществ, имеющих оди­наковый состав, но различное строение или различную простран­ственную конфигурацию молекулы.

Изомеры — вещества, которые имеют одинаковый состав, но различное строение или различную пространственную конфигу­рацию молекул, а поэтому и разные свойства.

Индуктивный эффект — смещение электронной плотности по цепи сигма-связей в сторону атомов с большей электроотрицательнос­тью; является одним из важнейших электронных эффектов, обус­ловливающих взаимное влияние атомов в молекуле.

Функциональная группа — группа атомов (или атом) неугле­водородного состава (например: —С1, —ОН, —NO₂, —NH₂ и др.), определяющая принадлежность соединения к определенному клас­су и обусловливающая его важнейшие химические свойства.

Углеводородный радикал (R) — остаток углеводорода, свя­занный с функциональной группой.

Алифатические (ациклическе) соединения — соединения с прямой или разветвленной цепью углеродных атомов.

Барбоциклические соединения — соединения, которые содер­жат циклы, состоящие только из атомов углерода.

Гетероциклические соединения — соединения, содержащие циклы, в состав которых входят не только атомы углерода, но и гетероатомы (N, О, S идр.).