Általános kémia

Tartalom

Előszó 9
1. Fizikai mennyiségek és mérésük 13
1.1. Méréstechnikai, méréselméleti alapfogalmak 14
1.1.1. Mértékegységek 16
1.1.2. Összetett és származtatott egységek 20
1.1.3. Nagyságrendek 22
1.1.4. Dimenzióanalízis 23
1.1.5. A mérés mint művelet, folyamat 23
1.2. Alapvető fizikai mennyiségek és mérésük 24
1.2.1. A hosszúság 24
1.2.2. A térfogat 25
1.2.3. A tömeg 26
1.2.4. A sűrűség 26
1.2.5. Az erő és az impulzus 28
1.2.6. A nyomás 29
1.2.7. A hőmérséklet 29
2. Elemek és vegyületek 33
2.1. Atomok és elemek 36
2.1.1. Az atomok stabilitása 44
2.1.2. Az elemek periódusos rendszere 47
2.2. Molekulák és vegyületek 50
2.2.1. A kémiai képlet 51
2.2.2. Ionos kötés 53
2.2.3. Kovalens kötés 53
2.3. Az Avogadro-szám és a mól fogalma 58
2.4. A vegyületek osztályozása 59
2.5. A vegyületek elnevezése 62
3. Keverékek és elegyek 67
3.1. Homogén és heterogén rendszerek 68
3.1.1. Kolloid rendszerek 72
3.2. Oldatok, elegyek 74
3.2.1. Koncentrációk, koncentrációszámítás 77
4. Kémiai reakciók 83
4.1. Kémiai reakcióegyenletek 84
4.2. A kémiai reakciók típusai 85
4.3. Oxidáció-redukció 90
4.3.1. Az oxidáció foka 91
4.3.2. Vegyületek elnevezése. (A 2.5. pont folytatása) 94
4.3.3. Redoxireakciók 96
4.4. Kémiai reakciók mennyiségi viszonyai: sztöchiometria 100
5. Halmazok, halmazállapotok, halmazállapot-változások 109
5.1. Egykomponensű, egyfázisú rendszerek 110
5.1.1. Gázok állapotai és állapotegyenletei 110
5.1.1.1. A tökéletes gáz állapotegyenlete 113
5.1.1.2. Reális gázok állapotegyenlete 117
5.1.2. Folyadékállapot 122
5.1.2.1. Felületi feszültség 123
5.1.2.2. A viszkozitás 126
5.1.2.3. A párolgás 129
5.1.3. A szilárd állapot jellemzői 134
5.1.3.1. A kristályok szerkezete 135
5.1.3.2. Mi van az elemi cellában? 138
5.1.3.3. Kvázikristályok 141
5.1.3.4. Szilárd anyagok felületi sajátságai 142
5.1.3.5. Olvadás: a kristályrács összeomlása 145
5.1.3.6. Szilárd anyagok gőztenziója 147
5.1.3.7. Amorf anyagok 148
5.2. Egykomponensű rendszerek fázisegyensúlyai 149
5.3. Kétkomponensű rendszerek 158
5.3.1. Gázelegyek 159
5.3.2. Folyadékelegyek, folyadék-gőz egyensúlyok 163
5.3.2.1. Korlátlanul elegyedő folyadékpárok 164
5.3.2.2. Folyadék-gáz elegyek, avagy hogyan készítsünk
erős szódavizet? 165
5.3.2.3. Korlátlanul elegyedő folyadékpárok (folytatás) 169
5.3.2.4. Korlátoltan elegyedő folyadékpárok 173
5.3.3. Kétkomponensű szilárd-folyadék egyensúlyi rendszerek 1 75
5.3.4. Kolligatív sajátságok 179
5.3.4.1. A tenziócsökkenés törvénye 179
5.3.4.2. A forráspont-emelkedés törvénye 180
5.3.4.3. A fagyáspontcsökkenés törvénye 182
5.3.4.4. Ozmózisnyomás 183
6. A kémiai termodinamika alapjai 189
6.1. Intenzív és extenzív mennyiségek. Erők és áramok. Egyensúly: a termodinamika nulladik főtétele 191
6.2. Munka és energia: a termodinamika első főtétele 194
6.3. A folyamatok iránya: a II. főtétel 198
6.3.1. Az entrópia 200
6.3.2. Mitől függ a termodinamikai valószínűség? 205
6.4. Az entrópia abszolút értéke: a III. főtétel 207
6.5. Kémiai potenciál. A fundamentális egyenlet 209
6.6. Termokémia 211
6.6.1. Belső energia és hő 211
6.6.2. Az entalpia 212
6.6.3. Latens hők 214
6.6.4. Kémiai reakciók entalpiaváltozása. A Hess-tétel 216
6.6.5. Energiaforrásaink 221
6.7. Anyagtranszport 224
6.7.1. A szabadentalpia 225
6.7.2. Standard moláris szabadentalpia 228
6.8. Az egyensúly 229
6.9. Egyensúly és kémiai potenciál 231
7. Kémiai egyensúlyok 239
7.1. Kémiai reakciók hajtóereje: az affinitás 239
7.2. Az egyensúlyi állandó 242
7.2.11 Végül is mitől függ a kémiai egyensúly? 247
7.3. Homogén és heterogén egyensúlyok 250
7.4. A víz ionizációs egyensúlya és a pH 252
7.5. Sav-bázis egyensúlyok 256
7.5.1. Gyenge savak és bázisok 257
7.5.2. Hidrolízis 260
7.5.3. Pufferek 262
7.5.4. Gyenge és erős savak (gyenge és erős bázisok) elegye 266
7.5.5. A közelítések és elhanyagolások szerepe egyensúlyi
számításokban 267
7.5.6. Titrálás, indikátorok 272
7.6. Oldhatósági egyensúlyok 276
7.6.1. Az ásványok és kőzetek keletkezése 278
8. Sav-bázis elméletek 285
8.1. Az Arrhenius-féle sav-bázis elmélet 286
8.2. A Brensted-Lowry sav-bázis elmélet 287
8.3. Protonállapotok 290
8.4. A Lewis-féle sav-bázis koncepció 294
8.5. Szupersavak 298
8.6. Kritikai észrevételek és további elméletek 300
9. Elektrokémia 305
9.1. Az elektródpotenciál 305
9.1.1. Fém-fémion rendszerek 307
9.1.2. Gázelektródok 308
9.1.3. Másodfajú elektródok 311
9.1.4. Redoxielektródok 312
9.1.5. pH-függő elektródok 313
9.2. Pourbaix-diagramok és redoxireakciók 314
9.2.1. Pourbaix-diagramok 314
9.2.2. Redoxirendszerek - másként 318
9.2.3. Korrózió, korrózióvédelem 322
9.3. Galvánelemek 324
9.3.1. Galvánelem és kémiai egyensúly 326
9.3.2. Galvánelemek és akkumulátorok 328
9.4. Elektrolízis 341
9.4.1. Klóralkáli elektrolízis 343
9.4.2. Galvanizálás 346
10. Az atomok szerkezete 349
10.1. Kísérleti előzmények 351
10.1.1. A fény 352
10.1.2. A fényelektromos effektus 354
10.1.3. A hidrogénatom vonalas spektruma 356
10.1.4. Iránykvantálás 357
10.2. A kvantummechanika matematikai háttere 358
10.3. Az atomok szerkezete 361
10.3.1. A kvantummechanikai atommodell 362
10.3.2. A spin és a Pauli-elv 369
10.3.3. Többelektronos atomok. A periódusos rendszer felépítése 3 71
10.3.4. A periódusos rendszer csodái 375
11. A molekulák szerkezete 383
11.1. A kémiai kötés 383
11.1.1. A hidrogénmolekula 386
11.1.2. Hogyan kombinálódnak a pályák egymással? 388
11.1.3. Kétatomos molekulák elektronszerkezete 391
11.1.4. Többatomos molekulák elektronszerkezete 394
11.1.4.1. A hibridizáció 396
11.1.4.2. Pi-rendszerek delokalizációja 400
11.1.5. Nagyon-nagyon sokatomos „molekulák" elektronszerkezete 405
11.2. A molekulák geometriája 410
11.2.1. A vegyértékhéj-elektronpár taszítási elmélet 410
11.3. A molekulák belső mozgásformái: rezgő- és forgómozgás 413
11.3.1. A molekulák forgómozgása 414
11.3.2. Molekulák rezgőmozgása: a mikroszkopikus örökmozgó 415
11.3.3. Molekulák konformációs lehetőségei 417
11.4. Az elektronsűrűség 419
11.4.1. A molekulák alakja 419
11.4.2. Hol az az atom és hol van az a kötés? 422
11.5. Molekulák közötti kölcsönhatások 424
11.5.1. A van der Waals-erők 425
11.5.2. A hidrogénkötés 427
12. A kémiai kinetika 435
12.1. A kémiai reakciók időbeli lefutása 436
12.1.1. A sebességi törvény 43 7
12.1.2. A reakciók rendje 440
12.1.3. A reakciósebesség hőmérsékletfüggése 444
12.1.4. Az átmenetiállapot-elmélet 446
12.1.5. Katalízis 447
12.1.6. A reakciósebesség mérése 450
12.2. A kémiai reakciók mechanizmusa 455
12.2.1. A reakciók molekularitása 455
12.2.2. Összetett reakciók típusai 458
12.3. Elemi reakciók dinamikája 459
Függelék 465
Mutató 507

Témakörök