Bendroji ir neorganinė chemija. Vadovėlis 12 klasei

250 Pages·2010·53.981 MB·Lithuanian

by  Algirdas Šulčius

ALGIRDAS ŠULČIUS
CHEMIJA
CaS0O,-2H>0 JC, CaS04-0,5H>0 CaS0; 00, CaO + S05 + 0,505
ALGIRDAS ŠULČIUS
CHEMIJA
VADOVĖLIS
XII
KLASEI
4 KAUNAS
UDK 54(075.3)
Šu25
Recenzavo dr. DAIVA BIGELIENĖ,
mokytoja metodininkė AUŠRA GUTAUSKAITĖ
Redaktorė SIGITA ADOMAVIČIENĖ
Dailininkės VYTAUTĖ ZOVIENĖ, DALIA DAPKUTĖ
Vadovėlis atitinka kalbos taisyklingumo reikalavimus
Pirmasis leidimas 2011 2010
Visi šio leidimo papildomi tiražai yra be pakeitimų ir galioja.
Pirmasis skaičius rodo paskutinius leidinio tiražavimo metus.
Algirdas Šulčius
BENDROJI IR NEORGANINĖ CHEMIJA
Vadovėlis XII klasei
Dailininkės Vytautė Zovienė, Dalia Dapkutė
Redaktorė Sigita Adomavičienė
Viršelis Irmos Gineikienės
Tir. 6000 egz. Leid. Nr. 17 085. Užsak. Nr. 372.
Uždaroji akcinė bendrovė leidykla „Šviesa“,
E. Ožeškienės g. 10, LT-44252 Kaunas.
El. p. mailesviesa.lt
Interneto puslapis http://www.sviesa.lt
Spausdino AB „Aušra“,
Vytauto pr. 23, LT-44352 Kaunas.
Sutartinė kaina
ISBN 978-5-430-05547-9
O Algirdas Šulčius, 2010
O Leidykla „Šviesa“, 2010
Turinys

PRATARMĖ
ĮVADAS...

Chemijos objektas ir aplinka...

Mokslinis pažinimo procesas...
IE. ul oINIUNI E ———————————
1.1. Masės tvermės dėsnis. Energijos tvermės ir virsmo dėsnis.
1.2. Elektronų apvalkalas
1.3. Kvantiniai skaičiai ...
1.4. Elektronų konfigūracija atomuose .
2. PERIODINĖ ELEMENTŲ SISTEMA, ELEMENTŲ IR JŲ JUNGINIŲ
SAVYBIŲ KITIMAS
2.1. Periodinės elementų sistemos sudarymo istori
2.2. Dabartinė periodinė cheminių elementų sistema

2.3. Atomų ir jonų spinduliai
2.4. Oksidacijos laipsnis .
2.5. Elektrinis neigiamumas .

2.6. Hidridų savybių kitimo dėsningumai

2.7. Oksidų ir deguoninių rūgščių savybių kitimo dėsningumai
2.8. Valentingumas
3. CHEMINIS RYŠYS... iais saaa aaa aa aaa aaa aaa aaa aaa aaa 47
3.1. Joninis ryšys
3.2. Kovalentinis ryšys

3.3. Koordinacinis (donorinis-akceptorinis) ryšys
3.4. Metališkasis ryšys
4. TARPMOLEKULINĖS SĄVEIKOS JĖGOS.....LL ia aaa aaa aaa aaa aaa 57
Vandenilinis TYŠYS s44isoss nei sssėssoėsesosėsėsisės sės si ieskos sės e ss i e i i i i 57
5. DUJOS, SKYSČIAI IR KIETOSIOS MEDŽIAGOS .LLL.Li iii aaaa sasas 59
5.1. Dujų dėsniai
5.2. Tirpalai. Tirpumas
5.3. Vandeninių tirpalų koncentracijų reiškimo būdai .
5.4. Kietosios medžiagos
5.5. Šiuolaikinės technologinės medžiagos
6. CHEMINĖS REAKCIJOS IR JŲ KLASIFIKACIJA..
7. PAGRINDINĖS NEORGANINIŲ JUNGINIŲ KLASĖS
7.1. Oksidai
7.2. Hidroksidai
7.3. Rūgštys...
7.4. Druskos...
Turinys
„RŪDOS. METALURGIJA
, METALŲ FIZIKINĖS SAVYBĖS J...L.Liisiaa saaa saaa aaa aaa 104
10.
METALŲ CHEMINĖS SAVYBĖS... aaa a akadai aaa aaa aaa aaa aaa 106
10.1. IA grupės metalai

10.2. IIA grupės metalai .
10.3. Aliuminis
10.4. Metalų lydiniai
ELEKTROLIZĖ....ldisansanaaaaasaaanannnaasaianini
11.
11.1. Elektrocheminiai procesai anodo pavir'
11.2. Elektrocheminiai procesai katodo paviršiuje .. =
11.3, Elektrolizės pavyzdžiai „4ess asa nenisiissaukaa ssss kišsa ii ssi s aii uni an ėiii
12. METALŲ KOROZIJA .---zzissssasinanios sssasas e sai Aa aa ais aa a a a 126
13. VANDUO
13.1. Vanduo gamtoje. 130

13.2. Vandens kietumas. 133
13.3. Vandens minkštinimas 134
14. NEMETALAI...
14.1. Vandenilis .
14.2. VILA grupės nemetalai .
14.3. Chloras
14.4. Siera
14.5. Deguonis
14.6. Azotas.
14.7. Anglis.
MINERALINĖS TRĄŠOS
15.
16. CHEMINĖ KINETIKA
16.1. Eksperimentinis reakcijos greičio nustatymas
16.2. Veikiančiųjų masių dėsnis vykstant homogeninėms reakc
16.3. Veikiančiųjų masių dėsnis vykstant heterogeninėms reakcijoms
16.4. Temperatūros įtaka reakcijos greičiui
16,5. Katalizė ir katalizatoriai sississsoii ssoss issės sot ssės ikass diskdss koas sdi isa ėsi
17. TERMOCHEMIJOS PAGRINDAI
Maisto produktų energinė vertė (kaloringumas) .
18. CHEMINĖ PUSIAUSVYRA
Cheminės pusiausvyros poslinkis
19. ELEKTROLITŲ DISOCIACIJA AR JONIZACIJA
19.1. Vandens jonizacija ir vandens jonų koncentracijų sandauga
19.2. Vandenilio jonų rodiklis pH m
"EA Ls Ur ————————————————————
Turinys
19.4. pH skaičiavimo pavyzdžiai
19.5. Jonų reakcijos elektrolitų tirpaluose
19.6. Neutralizacija
20. CHEMIJA IR APLINKA
20.1. Oro tarša
20.2. Rūgštusis lietus
20.3. Ozono kiekio mažėjimas .
20.4. Šilinamio efektas
20.5. Vandens tarša...
20.6. Dirvožemio tarša
21. TYRIMŲ DUOMENŲ TIKSLUMAS, PAKLAIDOS IR REIKŠMINIAI
Vei 228
iny——————— 232
PASIRENKITE EGZAMINUI: SPRENDIMO IR ĮSIVERTINIMO
STRUKTŪRINĖS UŽDUOTYS
UŽDAVINIŲ ATSAKYMAI...
STRUKTŪRINIŲ UŽDUOČIŲ VERTINIMAS.

NEORGANINIŲ MEDŽIAGŲ KOKYBINĖS REAKCIJOS
METALŲ AKTYVUMO EILĖ .
RŪGŠČIŲ, HIDROKSIDŲ IR DRUSKŲ TIRPUMAS VANDENYJE ..L.Lsakiaaaaaaaaias 246
Pratarmė
„Bendroji ir neorganinė chemija XII klasei“ yra Algirdo Šulčiaus vadovėlio „Organi-
nė chemija XI klasei“ tęsinys. Šiame vadovėlyje toliau mokoma tirti ir atpažinti medžia-
gas, jas grupuoti pagal sudėtį ir savybes, taip pat numatyti medžiagų savybes, vartojimą,
suprasti dėsningumus, paaiškinti cheminius kitimus ir jų priežastis.
Mokomoji medžiaga pateikiama nuo paprastų dalykų pereinant prie sudėtingesnių.
Vadovėlio turinys atitinka Pagrindinio ugdymo bendrąsias programas ir išsilavinimo
standartus, nors autorius temas nagrinėja plačiau. Pavyzdžiui, supažindindamas su ter-
mochemijos pagrindais, aprašo maisto kaloringumo reikšmę ir įtaką žmogaus gyveni-
mo ekologijai. Vadovėlyje pateikiama šiuolaikinių chemijos žinių ir supažindinama su
Lietuvos chemikų laimėjimais įvairiose gyvenimo srityse.
Vadovėlyje plačiai ir išsamiai nagrinėjamas chemijos poveikis aplinkai. Pateikiama
daug pavyzdžių, jog ne ji kalta dėl neigiamų vandens, atmosferos ir dirvožemio pokyčių.
Aplinkai kenkia ne chemija, bet žmogus. Kiekviena medžiaga gali sukelti ir teigiamų,
ir neigiamų padarinių. Autorius daro svarbią išvadą: NĖRA NUODŲ IR VAISTŲ, YRA
TIK JUNGINIŲ KONCENTRACIJA. Paprastai mokiniams tai sunkiai suvokiama, nes
tam reikia gyvenimo patirties, t. y. laiko. Autorius viliasi, kad jaunimo populiariosios
muzikos karaliaus Maiklo Džeksono mirtis, perdozavus vaistų, padės anksčiau suprasti
tą tiesą.
Vadovėlyje įterpiama skyrelių „Įdomu“, kuriuos perskaitę mokytojai ir mokiniai pa-
tys galės daryti išvadas. Ypač jų daug skyriuje „Chemija ir aplinka“.
Vadovėlį sudaro įvadas, 21 mokomosios medžiagos tema, struktūrinės užduotys, už-
davinių atsakymai, neorganinių medžiagų kokybines reakcijas apibendrinanti lentelė
ir kt. Taip sudarytas vadovėlis padės geriau suprasti mokomąją medžiagą. Kiekvienoje
temoje pasviruoju šriftu spausdinamos įdomybės leis plačiau suprasti aiškinamą temą.
Motyvuotiems mokiniams informacija pateikiama pilkame fone. Apibrėžtys, svarbesnės
mintys, sąvokos išskiriamos pasviruoju pusjuodžiu šriftu. Žalsvame fone nurodoma tai,
ką reikia prisiminti. Pasitikrinti žinias siūloma pagal Algirdo Šulčiaus parengtus „Ne-
organinės ir bendrosios chemijos kontrolinius darbus“ (2008). Airos Krūminios knyga
„Chemija. Laboratoriniai ir praktikos darbai pagrindinei mokyklai“ (2009) pravers at-
liekant laboratorinius darbus - joje aprašomi bandymai yra paprasti, naudojamos ne-
brangios, kasdienės buitinės medžiagos.
Šiuolaikinės pedagogikos sėkmingo mokymosi principai teigia: kad išmoktum, rei-
kia laiko ir kartojimo. Todėl vadovėlyje primenamos sąvokos, su kuriomis susipažinta
žemesnėse klasėse mokantis chemijos ir kitų gamtos mokslų. Chemijos žinių kartojimas
padeda geriau suprasti cheminius procesus ir dėsningumus.
Autoriaus moto: „Klaidinga manyti, kad mokiniams įdomu tai, ką mokytojai kalba.
Mokymas turi būti gundymas.“ Viena iš tokių „gundymo“ formų yra šiuolaikinių tech-
Pratarmė
nologijų taikymas per pamokas. Autoriaus nuomone, sudarys sąlygas geriau išmokti
aiškinamas temas ir paįvairins pamokas kompiuterinė programa „Crocodile Chemis-
try“ ir lietuviškos interneto svetainės www.mkp.emokykla.lt/imo/lt (mokymo modulių
kursas I-IV gimnazijos klasei) ir www.mkp.emokykla.lt/saugi-chemija (virtualieji che-
mijos laboratoriniai darbai).
Autorius dėkoja recenzentams už atidų susipažinimą su rankraščiu ir pastabas, taip
pat KTU gimnazijos 4 C klasės mokiniams, geranoriškai sutikusiems mokytis chemijos
pagal eksperimentinį vadovėlį.
Autorius bus dėkingas vadovėlio skaitytojams už pastebėtus trūkumus, pastabas ir
siūlymus. Rašykite adresu algirdas.sulciusaktu.lt.
Sutartiniai ženklai
| Įtvirtinti ir pasitikrinti žinias naudojantis kompiuterinėmis programo-
mis ir interneto svetainėmis
Savikontrolės klausimai
Įvadas
Chemijos objektas ir aplinka
Chemija yra vienas iš mokslų, kurio mokomasi pagrindinėje, vidurinėje mokykloje
ar gimnazijoje ir universitete. Greta pagrindinių gamtos mokslų susiformavo ir naujų
mokslo krypčių.
Biochemija || = Geochemija
Chemija
r m Fizikinė ji
Biologija chemija Geologija
Fizika
Biofizika | . “ Geofizika
1 pav. Gamtos mokslų schema
Chemija tiria medžiagų sudėtį (iš ko susideda), sandarą (kaip jungiasi sudedamosios
medžiagos dalelės) ir savybes. Taip pat tiria sąlygas ir būdus, kaip iš vienos medžiagos
gauti kitą.
Cheminiai kitimai paprastai vyksta drauge su fizikiniais. Fizikiniai kitimai yra to-
kie, kuriems vykstant medžiagų cheminė sudėtis ir savybės nekinta, pavyzdžiui, laidynės
kaitinimas, sausojo ledo (CO,) garavimas, vandens virtimas garais kaitinant ir jo garų
kondensacija ant stiklo ar veidrodžio ir t. t. Vykstant cheminiams kitimams susidaro
naujos cheminės medžiagos, t. y. kinta medžiagų sudėtis, sandara ir savybės.
20,=730,
2Cu+0,-2-2Cu0
Caco,-2-Ca0 +CO,
Pasikeitusi spalva ir atsiradęs kvapas, susidariusios nuosėdos tirpale, išsiskiriančios
dujos, išskiriama ar sunaudojama šiluma yra svarbiausi cheminių reakcijų požymiai.
Įvadas
Chemija glaudžiai susijusi su biologija, nes gyvybiniai procesai ir cheminiai kitimai
neatskiriami, tarp organizmo ir aplinkos vyksta medžiagų apykaita. Cheminiai procesai
yra ypač svarbūs: jiems sutrikus ar nutrūkus, organizmo gyvybinė veikla pradeda krikti
arba visiškai sustoja. Galima sakyti, kad daugumą ligų sukelia cheminių procesų sutriki-
mai. Pavyzdžiui, dėl fermento insulino, skaidančio į organizmą patenkantį cukrų, stokos
Žmogus suserga diabetu, o sutrikus fermentų gamybai atsiranda virškinimo sutrikimų ir
susergama pankreatitu. Pakitus cheminei kai kurių ląstelių sudėčiai, pradeda daugintis
vėžio ląstelės. Taigi žmogus yra didelis biocheminis darinys, labai sudėtingi ir įvairūs
cheminiai procesai vyksta nuo pat jo užuomazgos iki mirties. Tačiau žmogų ir visą gy-
vybę palaiko ne tik cheminiai, bet ir fizikiniai procesai.
Šiuolaikiniai buities ir darbo aplinkos daiktai pagaminti vykstant cheminiams pro-
cesams:
- būstas, pastatytas iš plytų, kurių pagrindas yra sudėtinės cheminės medžiagos ir
kurių savybės keičiamos išdegant, būsto statybai naudojamas cementas, stiklas, perdan-
gos, tapetai dažai, lakai ir t. t;
- buities daiktai (keraminiai, stikliniai, metaliniai, polimeriniai);
— maisto produktai (cukrus, actas, citrinų rūgštis, sintetiniai saldikliai ir pan.);

- darbo įrankiai (kompiuterių detalės, korpusai, rašikliai, popierius ir t. t.);
- transporto priemonės, kurios juda dėl kokių nors medžiagų oksidacijos reakcijų.
Benzenalis
Bromo garavimas (rudos dujos)
Ypatingas dėmesys skiriamas organinei chemijai, ypač polimerų chemijai. Dabar net
sunku suvokti, kad dar 20 amžiaus pradžioje polimerų beveik nebuvo ir naudota vos
keletą natūralių polimerų. Žinomiausi iš jų: kaučiukas, celiuliozė, krakmolas, kolagėnas
(yra gyvūnų odoje), keratinas (yra gyvūnų vilnose). Tik 20 amžiaus trečiajame dešimt-
metyje pradėjo sparčiai plėtotis polimerų pramonė. Šiais laikais polimerai keičia dau-
gumą natūralių medžiagų.