Неорганическая химия. Т. 1. Под ред. Ю.Д. Третьякова (Ю.Д. Третьяков - Неорганическая химия в 3-х томах)

ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ Н ЕОРГАН ИЧ ЕСКАЯ ХИМИЯ В ТРЕХ ТОМАХ Под редакцией академика Ю.Д.ТРЕТЬЯКОВА Том 1 Физико-химические основы неорганической химии Допущено Министерством образования Россоосной Федерацоо в качестве учебнина для студентов высшихучебных заведений, обучающохся по направлению 510500 «Химия» и специальности 011000 «Химия» Москва АСМЖМ А 2004 УДК 54(075.8) ББК 24.1я73 Н52 Рецензенты: зав. кафедрой неорганической и аналитической химии Тверского государственного университета, д-р хим.

наук, профессор и.П. Горе«ое; зав, учебно-методическим отделом Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН и Высшего химического колледжа РАН, л-р хим. наук, профессор А.Б.ярославцев УДК 54(075. 8) ББК 24.1я73 1ВВ1Ч 5-7695-1446-9(т. 1) 1ВВ1Ч 5-7695-1437-Х »Р Тамм М.Е., Третьяков Ю.Д,, 2004 ь1 Издательский центр «Академия», 2004 Неорганическая химия: В 3 т. / Под ред. Ю.Д. Третьякова. Т. 1: ФизикоН52 химические основы неорганической химии: Учебник для студ.

высш. учеб. заведений / М.Е. Тамм, Ю.Д. Третьяков; — М.: Издательский центр «Академия», 2004. — 240 с. 18В)ч( 5-7695-1446-9 Излохгены физико-химические основы неорганической химии в соответствии с программой для химических факультетов университетов. Подробно рассмотрены основы химической термодинамики и кинетики, строение атома и строение вещества. Учебник предназначен для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению 510500 «Химия» и специальности 011000 «Химия», ПРЕДИСЛОВИЕ В классических университетах России химическое образование традиционно начинается с курса неорганической химии, содержание которого существенно отличается от одноименного в большинстве зарубежных университетов.

Там, как правило, неорганической химии, преподаваемой на старших курсах, предшествует изучение физической, аналитической и органической химии, которые формируют фундамент химических знаний. Несомненно, что отечественный опыт химического образования более соответствует исторической логике развития химии, но одновременно создает немало трудностей, обусловленных отсутствием у студентов-первокурсников физико-химической подготовки, необходимой для изучения основ неорганической химии на уровне современных теорий и представлений.

Образовательный стандарт по специальности 011000 «Химия», принятый в 1999 г., но пока не обеспеченный в полной мере учебной литературой, призван в определенной мере устранить эти недостатки. Многие учебники по неорганической химии несомненно заслуживают внимания. К ним относятся, в частности, книги, написанные Н.С.Ахметовым, Я.А. Угаем, М.Х. Карапетьянцем, С.И. Дракиным, А.В. Суворовым, А.

Б. Никольским. Предлагаемый вашему вниманию учебник создан коллективом преподавателей кафедры неорганической химии химического факультета Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова на основе их многолетнего опыта и полностью соответствует государственному образовательному стандарту по специальности 011000 «Химия» и программе подготовки бакалавров по направлению 510500 «Химия», Учебник издается в трех томах.

В первом томе изложены физико-химические основы неорганической химии. Во втором томе будет рассмотрена химия элементов главных групп Периодической системы элементов Д. И. Менделеева. Наконец, в третьем томе предполагается рассмотреть химию Н- иГ-элементов. Основное внимание уделено установлению взаимосвязей между строением веществ и их превращениями в неорганических системах для различных элементов Периодической системы.

Понимание этих взаимосвязей открывает путь к созданию неорганических веществ и материалов с принципиально новыми функциональными и конструкционными свойствами. Ярким подтверждением плодотворности такого подхода является появление новых поколений сверхпроводящих купратов, манганитов с колоссальным магнитным сопротивлением и нанокомпозитов с полупроводниковыми квантовыми точками, в создание которых значительный вклад внесли сотрудники химического факультета и факультета наук о материалах МГУ.

Освоение теоретического материала по неорганической химии немыслимо без экспериментальной работы в лаборатории. В единый методический комплект вместе с данным учебником входит «Практикум по неорганической химии», написанный коллективом авторов под редакцией академика Ю.Д. Третьякова. При написании учебника помимо широко известных книг Н.С.Ахметова, Б.В. Некрасова и других, давно ставших классическими, авторы активно использовали опыт последних изданий учебников П. Эткинса, Н.

Гринвуда, Дж.Хьюи, К.Хаускрофт, часть из которых практически неизвестна российской студенческой аудитории по причине отсутствия переводов на русский язык. Учебник предназначен для студентов химических факультетов университетов и технических вузов, будет полезен аспирантам, научным работникам и учащимся старших классов, интересующимся химией. Авторы старались учесть богатый опыт и традиции преподавания неорганической химии на химическом факультете МГУ, материалы методических пособий, написанных преподавателями кафедры — И.Э. Грабоем, Н.А.Добры- ниной, И.А. Пресняковым, В.И. Пугляевым, М.Г.

Розовой, Г.В. Шпанченко, А. В.Шевельковым. Ценные советы и критические замечания были получены от многих преподавателей и сотрудников кафедры неорганической химии— А. И. Жирова, Б.А.Лавут, И.В. Морозова, Н.Н. Олейникова, В.И. Путляева, М.Г. Розовой, А.М. Гаськова и др. Авторы особенно благодарны А. В. Шевелькову, ознакомившемуся с текстом рукописи и сделавшему много полезных и ценных замечаний.

При подборе иллюстраций и технической подготовке рукописи неоценимую помощь оказали А. В. Лукашин, С.Я. Истомин, Р. В. Панин, С.И. Линник, И.Г. Тимохин, М. П. Никифоров, К. С. Напольский, С.Н. Саввин, Л.В. Боровских, В.А. Вертлиб, П.М.

Столяров, К.М. Трофимов, П.С. Бердоносов, С. Н. Семенов. Авторы благодарят рецензентов книги — заведующего кафедрой неорганической и аналитической химии Тверского государственного университета профессора И.П.Горелова и профессора Высшего химического колледжа РАН А. Б. Ярославцева. Свои критические замечания и предложения по улучшению рукописи авторы просят направлять по адресу: 119899 Москва, Воробьевы Горы, МГУ, химический факультет, кафедра неорганической химии. Авторы ОБРАЩЕНИЕ АКАДЕМИКА Ю.Д.ТРЕТЬЯКОВА К МОЛОДЕЖИ Трудно сказать, откуда берет начало неорганическая химия, но несомненно, что к ее истокам можно отнести деятельность первобытного человека, бросившего в костер куски природного гематита Ре,О, и, тем самым, впервые осуществившего восстановление его углеродом в соответствии с уравнением химической реакции 2Ре,О, + ЗС = 4Ре + ЗСО~ Освоение человечеством основ металлургии ознаменовало революционный перелом в истории цивилизации — переход от бронзового века к железному.

И хотя с того момента прошло несколько тысячелетий, эту реакцию исследуют и по сей день. Во-первых, из-за ее исключительной важности в современной металлургии и металловедении, а, во-вторых, из-за появления новых физико- химических методов исследования состава, структуры и спектров продуктов восстановления как в объеме системы (до нанометровых размеров — порядка 10 ' м), так и во времени (до пикосекундных промежутков — порядка 10 " с). Но железо — лишь один из химических продуктов„полученных человеком.

Общее же число химических соединений, синтезированных искусственно или выделенных из природного сырья, составляет около 20 млн с возможным периодом удвоения их числа, равным 8 годам. Если же принять во внимание, что химикам приходится иметь дело не только с чистыми химическими веществами, но и с разнообразными растворами и механическими смесями, то число объектов химического исследования становится неопределенно большим и, несомненно, требует системного подхода, основанного на грамотном использовании фундаментальных химических законов, установленных в результате обобщения многочисленных экспериментальных данных. В их число входят основные законы химической термодинамики и кинетики, периодический закон Д.И.

Менделеева и его графическое изображение в виде Периодической системы химических элементов, квантовые законы, описывающие поведение микрообъектов, включая электроны, атомы и молекулы, модели химической связи в молекулах, кристаллах, координационных соединениях и т.д. Все они в той или иной мере рассматриваются в настоящем учебнике, хотя ограниченная подготовка студентов-первокурсников по математике, физике и механике, естественно, заставила авторов ограничить изложение теоретических концепций достаточно элементарным уровнем. При всех условиях следует иметь в виду, что химия — не математика и помимо логических построений требует обширных эмпирических знаний и интуиции, роль которой исключительно важна.