Пер. с англ. под ред. Б. Д. Степина, Р. А. Лидина
М: Химия, 1987. - 696 с.
На современном научном уровне изложены основы учений о строении атома, химической связи и строении молекул, о реакционной способности веществ в кислотно-основных и окислительно восстановительных процессах, периодичности свойств элементов и их соединений Рассмотрены химия неорганических веществ в водных и неводных растворах, химия комплексных соединений, переходных элементов, в том числе лантаноидов и актиноидов, металлорганических соединений, галогенов, благородных газов, модельных биологических систем и др.
Книга является переводом с третьего, исправленного и дополненного американского издания, вышедшего в 1983 г.
Для широкого круга химиков - инженерно-технических работников, научных сотрудников, преподавателей, аспирантов и студентов химических факультетов университетов и вузов.
Содержание Предисловие редакторов перевода.
Из предисловия автора.
Введение. Предмет неорганической химии.
Строение атома.
Волновое уравнение.
Атом водорода.
Радиальная составляющая волновой функции (26). Угловая составляющая волновой функции (29). Симметрия орбиталей (30).
Многоэлектронный атом.
Спин электрона и принцип Паули (35). Электронные конфигурации атомов (35). Состояния атомов, символы термов и правило Хунда (38).
Периодическая система элементов.
Экранирование (41). Размеры атомов (44).
Энергия ионизации и сродство к электрону.
Контрольные вопросы.
Модели химической связи. Ионная связь.
Структурные типы кристаллических решеток.
Энергия ионной решетки.
Цикл Борна - Габера.
Ионные радиусы.
Упаковка кристаллических решеток.
Отношение ионных радиусов в кристаллических решетках.
Термодинамическое предсказание существования ионных соединений.
Контрольные вопросы.
Модели химической связи. Ковалентная связь.
Квантово-механическое объяснение молекулы водорода.
Метод валентных связей (82). Метод молекулярных орбиталей (84).
Двухатомные молекулы.
Симметрия и перекрывание орбиталей (87). Двухцентровые молекулярные орбитали (89).
Гибридизация атомных орбиталей.
Многоатомные молекулы.
Многоцентровые молекулярные орбитали (101). Резонанс (102). Образование пи-связи по методу МО (105).
Ковалентный характер преимущественно ионных связей.
Распределение зарядов в молекулах.
Электроотрицательность элементов.
Экспериментальные методы измерения зарядов атомов в молекулах.
Дипольные моменты (124). Ядерный квадрупольный резонанс (126), Ядерный гамма-резонанс (127). Ядерный магнитный резонанс (128), Инфракрасная спектроскопия (128). Рентгеноэлектронная спектроскопия (129). Рентгеноструктурный анализ (131).
Контрольные вопросы.
Твердое состояние.
Предсказание структур ионных соединений.
Дефекты в кристаллах.
Проводимость ионных кристаллов.
Твердые вещества как проводники, диэлектрики и полупроводники.
Контрольные вопросы.
Строение и реакционная способность ковалентных соединений.
Предсказание геометрической формы молекул.
Молекулы без неподеленных пар электронов (146). Молекулы с неподеленными парами электронов (149). Правила предсказания геометрического строения молекул по Гиллеспи (158).
Гибридизация атомных орбиталей и реальное строение молекул.
Эквивалентность гибридных орбиталей (158). Энергетика гибридизации (161). Изогнутые связи (164). Длина связей (165). Экспериментальные методы определения строения веществ (168).
Некоторые реакции с участием ковалентных соединений.
Атомная инверсия (168). Псевдовращение по Берри (169). Нуклеофильное замещение (170). Радикальные реакции (170).
Контрольные вопросы.
Межмолекулярные взаимодействия.
Радиусы атомов и межъядерные расстояния в молекулах.
Ван-дер-ваальсовы радиусы (173). Ионные радиусы (174). Ковалентные радиусы (174).
Типы и энергия межмолекулярного взаимодействия.
Ион-дипольное взаимодействие (176). Диполь-дипольное взаимодействие (177). Взаимодействие постоянный диполь - наведенный диполь (178). Взаимодействие мгновенный диполь - наведенный диполь (178). Межмолекулярное отталкивание (179).
Водородная связь.
Гидраты и клатраты.
Проявление межмолекулярных взаимодействий в свойствах веществ 186 Температуры плавления и кипения (186). Растворимость (188).
Контрольные вопросы.
Кислоты и основания.
Определение кислот и оснований.
Определение по Брёнстеду - Лаури (192). Определение по Луксу - Флуду (193). Теория сольвосистем (определение для системы растворителей) (194). Определение по Льюису (197). Определение по Усановичу (198). Обобщение концепции кислот и оснований (199).
Измерение силы кислот и оснований.
Энергия и длина связей в аддуктах кислота - основание.
Жесткие и мягкие кислоты и основания.
Контрольные вопросы.
Химия водных и неводных растворов.
Растворы в неводных растворителях.
Аммиак (223). Серная кислота (227). Апротонные растворители (231).
Растворы-расплавы солей.
т Электрохимия растворов.
Контрольные вопросы.
Теория химической связи в комплексных соединениях.
Метод валентных связей.
Теория кристаллического поля.
Слабое октаэдрическое поле (255). Сильное октаэдрическое поле (257). Тетраэдрическое поле (258). Энергия спаривания (260). Энергия расщепления (262). Доказательства наличия энергии СКП (266). Энергия стабилизации октаэдрического окружения (269). Тетрагональное искажение октаэдрического поля (272). Плоскоквадратное поле (279).
Метод молекулярных орбиталей.
Модель углового перекрывания.
Образование пи-связей по методу молекулярных орбиталей.
Спектры поглощения комплексных соединений.
Диаграммы Оргела (310). Диаграммы Танабе - Сугано (311). Правила отбора (312). Спектры с переносом заряда (315).
Контрольные вопросы.
Строение комплексных соединений. Кинетика и механизм реакций.
Комплексы с координационными числами 2 и.
Комплексы с координационным числом.
Теграэдрические комплексы (322). Плоскоквадратные комплексы (323).
Комплексы с координационным числом.
Комплексы с координационным числом.
Искажение идеальной октаэдрической симметрии (333). Тригонально-призматические комплексы (335). Геометрическая изомерия октаэдрических комплексов (337). Оптическая изомерия октаэдрических комплексов (338). Абсолютная конфигурация комплексов (339). Стереоселективность и конформация хелатных циклов (343).
Комплексы с координационными числами выше.
Координационное число 7 (345). Координационное число 8 (346). Координационные числа выше 8 (347).
Изомерия связей.
Другие виды изомерии.
Ионизационная (ионная) изомерия (356). Сольватная (гидратная) изомерия (356). Координационная изомерия (356).
Структурные равновесия комплексов.
Хелат-эффект.
Реакции замещения в плоскоквадратных комплексах Закономерность транс-влияния.
Реакции замещения в октаэдрических комплексах.
Окислительно-восстановительные реакции.
Фотохимические реакции.
Контрольные вопросы.
Химия переходных элементов.
Химия элементов скандий - цинк.
Химия тяжелых переходных элементов.
Окислительно-восстановительные свойства соединений переходных элементов в водном растворе.
Контрольные вопросы.
Химия металлорганических соединений.
Карбонилы металлов и родственные соединения.
Карбонилы (406). Карбонилат-ионы (413). Карбонилводородные соединения (415). Карбонильные изолобальные фрагменты (417).
Нитрозилы металлов.
Комплексы с молекулярным азотом.
Металлоцены.
Комплексы с ароматическими циклополиенами.
Комплексы с неароматическими олефиновыми и ацетиленовыми лигандами.
Каталитические свойства металлорганических соединений.
Реакции окислительного присоединения (452). Реакции внедрения (453). Каталитические реакции с синтез-газом (455). Гомогенный и гетерогенный металлокомплексный катализ (457).
Стереохимически нежесткие молекулы.
Контрольные вопросы.
Неорганические цепи, циклы, клетки и кластеры.
Неорганические цепи.
Катенация и катенасоединения (465). Гетерокатенасоединения (467). Соединения включения (клатраты) (470). Изополианионы (475). Гетерополианионы (478).
Циклические соединения.
Боразин и боразаны (480). Фосфазены (483). Неорганические циклы с другими атомами (487). Неорганические гомоциклы (490).
Клетки.
Бораны (495). Карбораны (501).
Кластеры металлов.
Двухъядерные кластеры (505). Трех- и четырехъядерные кластеры (510). Октаэдрические кластеры (511). Другие кластеры (512).
Контрольные вопросы.
Химия благородных газов и галогенов.
Благородные газы.
Первые сведения о благородных газах (516). Устойчивые соединения благородных газов (517). Фториды благородных газов (518). Другие соединения благородных газов (522).
Галогены в положительных степенях окисления.
Интергалогенные соединения (525). Анионгалогенаты (интергалогенат-ионы) (527). Соединения галогенов с кислородом (530). Катионгалогены (интергалогенкатионы) (533).
Галогениды и свободные галогены. Аномалия фтора.
Астат.
Псевдогалогены.
Контрольные вопросы.
Лантаноиды, актиноиды и последующие элементы.
Свойства атомов и ионов.
Комплексы и металлорганические соединения.
Элементы, следующие за актиноидами.
Контрольные вопросы.
Периодические свойства элементов.
Свойства элементов первого и второго периодов.
Свойства элементов третьего и последующих периодов.
Образование пи-связей с участием d-орбиталей (557). Образование пи-связей с участием р-орбиталей (563). Вторичная периодичность (566).
Контрольные вопросы.
Неорганическая химия в биологических системах.
Порфириновые комплексы металлов. Фотосинтез и дыхание.
Порфириновые циклы (570). Хлорофилл (572). Цитохромы (575). Ферредоксины и рубредоксины (575). Другие окислительно-восстановительные биореагенты (576). Гемоглобин и миоглобин (577). Строение и механизм действия гемоглобина (580).
Ферменты.
Витамин B12(583). Строение и действие ферментов (585). Ингибирование ферментов (587).
Фиксация азота.
Лабораторные методы связывания азота (590)). Фиксация азота в природе (591).
Биохимия железа.
Микроэлементы в биологических системах.
Биохимия неметаллов.
Экологические аспекты действия неорганических веществ.
Контрольные вопросы.
Приложение.
Традиционные ионные радиусы.
Приложение.
Симметрия и символы термов.
Приложение.
Энергия и длина химических связей.
Приложение.
Диаграммы Танабе - Сугано.
Приложение 5 Энергия кислотно-основного взаимодействия.
Приложение.
Стандартные электродные (восстановительные) потенциалы в водном растворе при 25 °С.
Указатель элементов.
Приложение.
Стандартные электродные (восстановительные) потенциалы в жидком аммиаке при 25 °С.
Приложение.
Международная система единиц (СИ).
Приложение.
Номенклатура неорганических веществ.
Приложение 10 Сокращенные обозначения лигандов.
Библиографический список.
Предметный указатель.
М: Химия, 1987. - 696 с.
На современном научном уровне изложены основы учений о строении атома, химической связи и строении молекул, о реакционной способности веществ в кислотно-основных и окислительно восстановительных процессах, периодичности свойств элементов и их соединений Рассмотрены химия неорганических веществ в водных и неводных растворах, химия комплексных соединений, переходных элементов, в том числе лантаноидов и актиноидов, металлорганических соединений, галогенов, благородных газов, модельных биологических систем и др.
Книга является переводом с третьего, исправленного и дополненного американского издания, вышедшего в 1983 г.
Для широкого круга химиков - инженерно-технических работников, научных сотрудников, преподавателей, аспирантов и студентов химических факультетов университетов и вузов.
Содержание Предисловие редакторов перевода.
Из предисловия автора.
Введение. Предмет неорганической химии.
Строение атома.
Волновое уравнение.
Атом водорода.
Радиальная составляющая волновой функции (26). Угловая составляющая волновой функции (29). Симметрия орбиталей (30).
Многоэлектронный атом.
Спин электрона и принцип Паули (35). Электронные конфигурации атомов (35). Состояния атомов, символы термов и правило Хунда (38).
Периодическая система элементов.
Экранирование (41). Размеры атомов (44).
Энергия ионизации и сродство к электрону.
Контрольные вопросы.
Модели химической связи. Ионная связь.
Структурные типы кристаллических решеток.
Энергия ионной решетки.
Цикл Борна - Габера.
Ионные радиусы.
Упаковка кристаллических решеток.
Отношение ионных радиусов в кристаллических решетках.
Термодинамическое предсказание существования ионных соединений.
Контрольные вопросы.
Модели химической связи. Ковалентная связь.
Квантово-механическое объяснение молекулы водорода.
Метод валентных связей (82). Метод молекулярных орбиталей (84).
Двухатомные молекулы.
Симметрия и перекрывание орбиталей (87). Двухцентровые молекулярные орбитали (89).
Гибридизация атомных орбиталей.
Многоатомные молекулы.
Многоцентровые молекулярные орбитали (101). Резонанс (102). Образование пи-связи по методу МО (105).
Ковалентный характер преимущественно ионных связей.
Распределение зарядов в молекулах.
Электроотрицательность элементов.
Экспериментальные методы измерения зарядов атомов в молекулах.
Дипольные моменты (124). Ядерный квадрупольный резонанс (126), Ядерный гамма-резонанс (127). Ядерный магнитный резонанс (128), Инфракрасная спектроскопия (128). Рентгеноэлектронная спектроскопия (129). Рентгеноструктурный анализ (131).
Контрольные вопросы.
Твердое состояние.
Предсказание структур ионных соединений.
Дефекты в кристаллах.
Проводимость ионных кристаллов.
Твердые вещества как проводники, диэлектрики и полупроводники.
Контрольные вопросы.
Строение и реакционная способность ковалентных соединений.
Предсказание геометрической формы молекул.
Молекулы без неподеленных пар электронов (146). Молекулы с неподеленными парами электронов (149). Правила предсказания геометрического строения молекул по Гиллеспи (158).
Гибридизация атомных орбиталей и реальное строение молекул.
Эквивалентность гибридных орбиталей (158). Энергетика гибридизации (161). Изогнутые связи (164). Длина связей (165). Экспериментальные методы определения строения веществ (168).
Некоторые реакции с участием ковалентных соединений.
Атомная инверсия (168). Псевдовращение по Берри (169). Нуклеофильное замещение (170). Радикальные реакции (170).
Контрольные вопросы.
Межмолекулярные взаимодействия.
Радиусы атомов и межъядерные расстояния в молекулах.
Ван-дер-ваальсовы радиусы (173). Ионные радиусы (174). Ковалентные радиусы (174).
Типы и энергия межмолекулярного взаимодействия.
Ион-дипольное взаимодействие (176). Диполь-дипольное взаимодействие (177). Взаимодействие постоянный диполь - наведенный диполь (178). Взаимодействие мгновенный диполь - наведенный диполь (178). Межмолекулярное отталкивание (179).
Водородная связь.
Гидраты и клатраты.
Проявление межмолекулярных взаимодействий в свойствах веществ 186 Температуры плавления и кипения (186). Растворимость (188).
Контрольные вопросы.
Кислоты и основания.
Определение кислот и оснований.
Определение по Брёнстеду - Лаури (192). Определение по Луксу - Флуду (193). Теория сольвосистем (определение для системы растворителей) (194). Определение по Льюису (197). Определение по Усановичу (198). Обобщение концепции кислот и оснований (199).
Измерение силы кислот и оснований.
Энергия и длина связей в аддуктах кислота - основание.
Жесткие и мягкие кислоты и основания.
Контрольные вопросы.
Химия водных и неводных растворов.
Растворы в неводных растворителях.
Аммиак (223). Серная кислота (227). Апротонные растворители (231).
Растворы-расплавы солей.
т Электрохимия растворов.
Контрольные вопросы.
Теория химической связи в комплексных соединениях.
Метод валентных связей.
Теория кристаллического поля.
Слабое октаэдрическое поле (255). Сильное октаэдрическое поле (257). Тетраэдрическое поле (258). Энергия спаривания (260). Энергия расщепления (262). Доказательства наличия энергии СКП (266). Энергия стабилизации октаэдрического окружения (269). Тетрагональное искажение октаэдрического поля (272). Плоскоквадратное поле (279).
Метод молекулярных орбиталей.
Модель углового перекрывания.
Образование пи-связей по методу молекулярных орбиталей.
Спектры поглощения комплексных соединений.
Диаграммы Оргела (310). Диаграммы Танабе - Сугано (311). Правила отбора (312). Спектры с переносом заряда (315).
Контрольные вопросы.
Строение комплексных соединений. Кинетика и механизм реакций.
Комплексы с координационными числами 2 и.
Комплексы с координационным числом.
Теграэдрические комплексы (322). Плоскоквадратные комплексы (323).
Комплексы с координационным числом.
Комплексы с координационным числом.
Искажение идеальной октаэдрической симметрии (333). Тригонально-призматические комплексы (335). Геометрическая изомерия октаэдрических комплексов (337). Оптическая изомерия октаэдрических комплексов (338). Абсолютная конфигурация комплексов (339). Стереоселективность и конформация хелатных циклов (343).
Комплексы с координационными числами выше.
Координационное число 7 (345). Координационное число 8 (346). Координационные числа выше 8 (347).
Изомерия связей.
Другие виды изомерии.
Ионизационная (ионная) изомерия (356). Сольватная (гидратная) изомерия (356). Координационная изомерия (356).
Структурные равновесия комплексов.
Хелат-эффект.
Реакции замещения в плоскоквадратных комплексах Закономерность транс-влияния.
Реакции замещения в октаэдрических комплексах.
Окислительно-восстановительные реакции.
Фотохимические реакции.
Контрольные вопросы.
Химия переходных элементов.
Химия элементов скандий - цинк.
Химия тяжелых переходных элементов.
Окислительно-восстановительные свойства соединений переходных элементов в водном растворе.
Контрольные вопросы.
Химия металлорганических соединений.
Карбонилы металлов и родственные соединения.
Карбонилы (406). Карбонилат-ионы (413). Карбонилводородные соединения (415). Карбонильные изолобальные фрагменты (417).
Нитрозилы металлов.
Комплексы с молекулярным азотом.
Металлоцены.
Комплексы с ароматическими циклополиенами.
Комплексы с неароматическими олефиновыми и ацетиленовыми лигандами.
Каталитические свойства металлорганических соединений.
Реакции окислительного присоединения (452). Реакции внедрения (453). Каталитические реакции с синтез-газом (455). Гомогенный и гетерогенный металлокомплексный катализ (457).
Стереохимически нежесткие молекулы.
Контрольные вопросы.
Неорганические цепи, циклы, клетки и кластеры.
Неорганические цепи.
Катенация и катенасоединения (465). Гетерокатенасоединения (467). Соединения включения (клатраты) (470). Изополианионы (475). Гетерополианионы (478).
Циклические соединения.
Боразин и боразаны (480). Фосфазены (483). Неорганические циклы с другими атомами (487). Неорганические гомоциклы (490).
Клетки.
Бораны (495). Карбораны (501).
Кластеры металлов.
Двухъядерные кластеры (505). Трех- и четырехъядерные кластеры (510). Октаэдрические кластеры (511). Другие кластеры (512).
Контрольные вопросы.
Химия благородных газов и галогенов.
Благородные газы.
Первые сведения о благородных газах (516). Устойчивые соединения благородных газов (517). Фториды благородных газов (518). Другие соединения благородных газов (522).
Галогены в положительных степенях окисления.
Интергалогенные соединения (525). Анионгалогенаты (интергалогенат-ионы) (527). Соединения галогенов с кислородом (530). Катионгалогены (интергалогенкатионы) (533).
Галогениды и свободные галогены. Аномалия фтора.
Астат.
Псевдогалогены.
Контрольные вопросы.
Лантаноиды, актиноиды и последующие элементы.
Свойства атомов и ионов.
Комплексы и металлорганические соединения.
Элементы, следующие за актиноидами.
Контрольные вопросы.
Периодические свойства элементов.
Свойства элементов первого и второго периодов.
Свойства элементов третьего и последующих периодов.
Образование пи-связей с участием d-орбиталей (557). Образование пи-связей с участием р-орбиталей (563). Вторичная периодичность (566).
Контрольные вопросы.
Неорганическая химия в биологических системах.
Порфириновые комплексы металлов. Фотосинтез и дыхание.
Порфириновые циклы (570). Хлорофилл (572). Цитохромы (575). Ферредоксины и рубредоксины (575). Другие окислительно-восстановительные биореагенты (576). Гемоглобин и миоглобин (577). Строение и механизм действия гемоглобина (580).
Ферменты.
Витамин B12(583). Строение и действие ферментов (585). Ингибирование ферментов (587).
Фиксация азота.
Лабораторные методы связывания азота (590)). Фиксация азота в природе (591).
Биохимия железа.
Микроэлементы в биологических системах.
Биохимия неметаллов.
Экологические аспекты действия неорганических веществ.
Контрольные вопросы.
Приложение.
Традиционные ионные радиусы.
Приложение.
Симметрия и символы термов.
Приложение.
Энергия и длина химических связей.
Приложение.
Диаграммы Танабе - Сугано.
Приложение 5 Энергия кислотно-основного взаимодействия.
Приложение.
Стандартные электродные (восстановительные) потенциалы в водном растворе при 25 °С.
Указатель элементов.
Приложение.
Стандартные электродные (восстановительные) потенциалы в жидком аммиаке при 25 °С.
Приложение.
Международная система единиц (СИ).
Приложение.
Номенклатура неорганических веществ.
Приложение 10 Сокращенные обозначения лигандов.
Библиографический список.
Предметный указатель.