Правообладателям

Основы неорганической химии. Коттон Ф., Уилкинсон Дж.

М.: Мир, 1979 - 680 с.

По своему характеру книга представляет собой современное учебное пособие по общей и неорганической химии. Авторы ее хорошо известны советскому читателю своими исследованиями по неорганической, металлорганической и физической химии, за которые один из них — Дж. Уилкинсон — был удостоен Нобелевской премии, а также по книге «Современная неорганическая химия» (М.: Мир, 1969). В настоящем издании нашла отражение очень важная тенденция в развитии современной химии — постепенная интеграция и взаимное проникновение химических дисциплин.

Книга предназначена для студентов и преподавателей инженерных вузов и естественных факультетов университетов.

Формат: djvu / zip

Размер: 7,9 Мб

Скачать: rusfolder.com

RGhost

СОДЕРЖАНИЕ
От переводчика 5
Предисловие 7
I. ПЕРВЫЕ ПРИНЦИПЫ 9
1. Некоторые предварительные сведения из физической химии 9
1.1. Системы единиц 9
1.2. Термохимия 13
1.3. Свободная энергия и энтропия 19
1.4. Химическое равновесие 20
1.5. Использование значения ДО0 для предсказаний 20
1.6. Зависимость константы химического равновесия от темпе¬ратуры 22
1.7. Кинетика реакций 23
1.8. Электрохимический элемент и электродные потенциалы 29
1.9. Атомные ядра и ядерные реакции 34
2. Строение атома 41
2.1. Введение 41
2.2. Волновая механика 44
2.3. Атомные орбитали в волновой механике 46
2.4. Спин электрона. Принцип исключения. Электронные конфигурации 51
2.5. Строение многоэлектронных атомов 52
2.6. 11сриоднческая система элементов 55
2.7. Первое правило Хунда. Изменение энтальпии ионизации в зависимости от атомного номера 58
2.8. Магнитные свойства атомов и ионов 52
2.9. Электроотрицательиость 63
3. Химическая связь 69
3.1. Введение gg
3.2. Перекрывание орбиталей 69
3.3. Почему молекула Н2 устойчива, а молекула Не2 нет? 72
3.4. Общая теория МО для гомоядерных двухатомных молекул 74
3.5. Гетероядерные двухатомные молекулы 84
3.6. Теория молекулярных орбиталей для многоатомных молекул 86
3.7. Приближение локализованных связей. Валентное состояние и гибридизация 90
3.8. Резонанс 96
3.9.. Многоцеитровые связи в электронодефнцнтных молекулах 98
3.10. Формы молекул 104
3.11. Длины связей н ковалентные радиусы 109
3.12. Молекулярная упаковка, ваидерваальсовы радиусы ПО
4. Ионные твердые тела 114
4.1. Введение 114
4.2. Энергия решетки хлорида натрия 115
4.3. Обобщение и уточнение расчетов энергии решетки 118
4.4. Цикл Борна—Габера 119
4.5. Ионные радиусы 121
4.6. Структуры ионных кристаллов 123
4.7. Структуры с плотными упаковками анионов 127
4.8. Смешанные оксиды металлов 128
5. Химия анионов 132
5.1. Введение 132 Кислородсодержащие анионы 133
5.2. Оксид- и гидроксид-ионы 133
5.3. Моноядериые оксо-анионы 136
5.4. Полиядерные оксо-анионы Простые и комплексные анионы, содержащие галогеиид-, псевдогало-геиид- и сульфид-аиионы 145
5.5. Ионные галогеинды 145
5.6. Комплексные галогенид-анионы 147
5.7. Псевдогалогеннды 148
5.8. Сульфид- и гидросульфид-иоиы 149
6. Координационная химия 151
6.1. Введение 151
6.2. Координационные числа н геометрия 153
6.3. Типы лигандов 157
6.4. Изомерия координационных соединений 160
6.5. Номенклатура комплексных соединений 164
6.6. Константы образования комплексов в растворах 166
6.7. Хелатный эффект 169
6.8. Реакции комплексов 171
6.9. Обмен молекул воды и образование комплексов из гйдратн-роваииых ионов 175
6.10. Реакции замещения лигандов в октаэдрическнх комплексах 177
6.11. Реакции замещения лигандов в квадратных комплексах 180
6.12. Реакции переноса электрона 185'
6.13. Стереохимически нежесткие и флуктуирующие комплексы 189
7. Растворители, растворы, кислоты и основания 195
7.1. Свойства растворителя 195
7.2. Донорно-акцепториые свойства 197
7.3. Протонные растворители 197
7.4. Апротонные растворители 199
7.5. Расплавы солей 200
7.6. Растворители для электрохимических реакций 200
7.7. Чистота растворителей 201
7.8. Определения кислот и оснований 202
7.9. «Жесткие» и «мягкие» кислоты и основания 206
7.10. Ковалеитиая и ионная составляющие взаимодействия льюи-совскнх кислот и оснований 207
7.11. Некоторые общеизвестные водные кислоты 208
7.12. Некоторые правила, определяющие силу кислородсодержа¬щих кислот 211
7.13. Сверхкислоты 212
8. Периодическая система и химия элементов 216
8.1. Введение 216 Природа и типы элементов 217
8.2. Одноатомные элементы: Не, Ne, Аг, Кг, Хе, Rn 217
8.3. Двухатомные молекулы: Нг, N2) Ог, F2, СЬ, Brj, Ь 218
8.4. Дискретные полиатомные молекулы: Р4, S„, See 218
8.5. Гигантские молекулы 219
8.6. Металлы __ 223 Химия элементов и ее связь с положением элементов в периодической системе 227
8.7. Водород Is1 228
8.8. Гелий Is2 и благородные газы ns^np6 229
8.9. Элементы первого короткого периода 229
8.10. Второй короткий период 234
8.11. Остальные непереходные элементы 236
8.12. Переходные элементы d- и f-блоков 243
II. ЭЛЕМЕНТЫ ГЛАВНЫХ ПОДГРУПП ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ 248
9. Водород 248
9.1. Введение 248
9.2. Типы связи водорода 250
9.3. Водородная связь -251
9.4. Лед и вода 252
9.5. Гидраты и водные клатраты 254
9.6. Гидриды 255 Контрольные вопросы 257
10. Элементы IA группы: литий, натрий, калий, рубидий и цезий 258
10.1. Введение 258
10.2. Получение и свойства элементов 259
10.3. Растворы металлов в жидком аммиаке и других растворителях 261 Соединения элементов I группы 262
10.4. Бинарные соединения 262
10.5. Гидроксиды (щелочи) 262
10.6. Соли 263
10.7. Сольватация и комплексообразование катионов щелочных металлов 264
11. Элементы ПА группы: бериллий, магний, кальций, стронций, барий и радий 269
11.1. Введение 269 Бериллий 271
11.2. Элемент и его соединения 271 Магний, кальций, стронций, барий и радий 272
11.3. Элементы и их свойства 272
11.4. Бинарные соединения 273
11.5. Оксо-соли, ионы и комплексы 274
12. Бор 277
12.1. Введение 277
12.2. Выделение элементного бора 278
12.3. Кислородные соединения бора 278
12.4. Тригалогеииды бора 279
12.5. Гидриды бора (бораны) и родственные соединения 281
12.6. Строение и тип связи в бораиах 282
12.7. Производные боранов 286
13. Элементы III Б группы: алюминий, галлий, индий и таллий 294
13.1. Введение 294
13.2. Распространенность, выделение н свойства элементов 295 Химия трехвалентного состояния 296
13.3. Оксиды 296
13.4. Галогениды 297
13.5. Гндратироваииые ионы, оксо-солн, химия водных растворов 298
13.6. Комплексные соединения 300
13.7. Комплексные гидриды 302
13.8. Низковалеитные соединения 303
14. Углерод 306
14.1. Введение 306
14.2. Аллотропия углерода: алмаз н графит 307 Неорганические соединения углерода 309
14.3. Оксид углерода (окнсь углерода СО) 309
14.4. Диоксид углерода (углекислый газ) и угольная кислота 309
14.5. Соединения со связями С—(N. Цианиды и родственные соединения 310
14.6. Соединения со связями С—S 314
15. Элементы IVE группы: кремний, германий, олово и свинец 317
15.1. Введение 317
15.2. Выделение и свойства элементов 318 Соединения элементов IV группы 319
15.3. Гидриды МН4 319
15.4. Хлориды МСЦ 320
15.5. Кислородные соединения 320
15.6. Комплексные соединения 321
15.7. Двухвалентное состояние 323
16. Азот 327
16.1. Введение 327
16.2. Распространенность в природе н свойства 329 Соединения азота 330
16.3. Нитриды 330
16.4. Гидриды азота 331
16.5. Соединения азота с кислородом 334
16.6. Нитроний-катион 337
16.7. Азотистая кислота 337
17. Элементы VB группы: фосфор, мышьяк, сурьма и висмут 340
17.1. Введение 340
17.2. Элементы 341 Соединения элементов V группы 342
17.3. Гидриды МН3 342
17.4. Галогениды МХз, МХ5 и оксогалогеннды 343
17.5. Оксиды 345
17.6. Сульфиды 347
17.7. Оксокислоты 348
17.8. Химия комплексных соединений элементов VB группы 350
17.9. Фосфор-азотные соединения '351
18. Кислород 355
18.1. Введение 355
18.2. Нахождение в природе, свойства и аллотропные модифи¬кации 357 Соединения кислорода 361
18.3. Пероксид водорода 361
18.4. Пероксиды и супероксиды 363
18.5. Другие пероксидные соединения 364
18.6. Оксигенильиый катион 365
18.7. Комплексы кислорода 365
19. Элементы V1B группы: сера, селей, теллур и полоний 369
19.1. Введение 369
19.2. Нахождение в природе и реакции элементов 370 Соединения элементов VI группы 372
19.3. Гидриды МН2 372
19.4. Галогениды и оксогалогениды серы 373
19.5. Оксиды и оксокислоты 374
20. Галогены: фтор, хлор, бром, иод и астат 380
20.1. Введение 380
20.2. Распространение в природе, выделение и свойства 380 Соединения галогенов 382
20.3. Галогениды 382
20.4. Кислородные соединения галогенов 386
20.5. Оксокислоты 386
20.6. Соединения галогенов друг с другом 391
20.7. Органические соединения фтора 392
21. Благородные газы 398
21.1. Нахождение в природе, выделение и применение 398
21.2. Химия ксенона 399
22. Цинк, кадмий и ртуть 404
22.1. Введение 404
22.2. Нахождение в природе, выделение и свойства элементов 404
22.3. Одновалентные состояния 406
22.4. Соединения двухвалентного цинка и кадмия 407
22.5. Соединения двухвалентной ртути 409
III. ПЕРЕХОДНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ 413
23. Введение в химию переходных элементов. Теория поля лнгаидов 413
23.1. Введение 413
23.2. Теория поля лнгаидов 414
23.3. Теория кристаллического поля 415
23.4. Другие формы теории поля лигандов 421
23.5. Магнитные свойства комплексов переходных металлов 425
23.6. Спектры поглощения 434
23.7. Спектрохимический ряд 43&
23.8. Структурные и термодинамические эффекты d-орбитального расщепления 437
24. Первый ряд d-переходных элементов 445
24.1. Металлы 445
24.2. Низшие состояния окисления 445
24.3. Степень окисления III 449
24.4. Степени окисления IV и выше 450 Титан 451
24.5. Обшая характеристика элемента 451 Соединения титана 451
24.6. Бинарные соединения 452
24.7. Комплексы титана (IV) 452
24.8. Химические свойства соединений титана(III) ((^-конфигурация) и титана(II) (^-конфигурация) 454 Ванадий 455
24.9. Общая характеристика элемента 455 Соединения ванадия 455
24.10. Бинарные соединения 456
24.11. Оксованадиевые ионы и их комплексы 456
24.12. Ванадий(Ш). Акво-ионы и комплексы 457
24.13. Ванадий(И) 458 Хром 458
24.14. Общая характеристика элемента 458 Соединения хрома 459
24.15. Бинарные соединения 459'
24.16. Химические свойства соединений хрома (II) (й4-коифигурация) 460
24.17. Химические свойства соединений хрома (III) (^-конфигура¬ция) 460
24.18. Химические свойства соединений хрома (IV) (^-конфигура¬ция) и хрома (V) (^'-конфигурация) 461
24.19. Химические свойства соединений хрома (VI) (й°-конфигурация) 462
24.20. Пероксо-комплексы четырех-, пяти- и шестивалентного хрома 463 Марганец 464
24.21. Общая характеристика элемента 464 Соединения марганца 464
24.22. Химия марганца (II) (^-конфигурация) 464
24.23. Химические свойства соединений марганца(III) (й4-конфигу-рация) 465
24.24. Химические свойства соединений марганца (IV) (^-конфигу¬рация) и марганца (V) (^-конфигурация) 466
24.25. Химические свойства соединений марганца (VI) (d'-конфнгурация) и марганца(VII) (^-конфигурация) 467 Железо 468
24.26. Общая характеристика элемента 468 Соединения железа 469
24.27. Бинарные соединения 469
24.28. Химические свойства соединений железа (II) (^-конфигура¬ция) 470
24.29. Химические свойства соединений железа (III) (^-конфигура¬ция) 471
24.30. Химические свойства соединений железа(IV) и (VI) 473 •Кобальт 473
24.31. Общая характеристика элемента 473 "Соединения кобальта 474
24.32. Химические свойства соединений кобальта(II) (сР-конфигу-рация) 474
24.33. Химические свойства соединений кобальта (III) 475
24.34. Комплексы кобальта(I) («('-конфигурация) 478 Никель 478
24.35. Общая характеристика элемента 478 •Соединения никеля 479
24.36. Химические свойства соединений никеля(II) (й8-конфигурация) 479
24.37. Конформационные свойства комплексов двухвалентного никеля 481
24.38. Более высокие степени окисления никеля 483 Медь 483
24.39. Общая характеристика элемента 483 'Соединения меди 484
24.40. Химические свойства соединений меди(1) (^"-конфигурация) 484
24.41. Химические свойства соединений меди(Н) (^-конфигурация) 487
25. Элементы второго н третьего переходных рядов 492
25.1. Общие замечания 492 Цирконий и гафний 493
25.2. Общие замечания. Характеристика элементов 493 Соединения Zr(IV) 494
25.3. Бинарные соединения 494
25.4. Химия водных растворов и комплексы 495 Ниобий и тантал 495
25.5. Общая характеристика элементов 495 Соединения ниобия и тантала 496
25.6. Химия пятивалентных ниобия и тантала (^-конфигурация) 496
25.7. Низкие степени окисления ниобия и тантала 497 Молибден и вольфрам 497
25.8. Общая характеристика элементов 497 "Соединения молибдена и вольфрама 498
25.9. Оксиды и окси-анионы 498
25.10. Галогениды 499
25.11. Комплексы молибдена и вольфрама 500 Технеций и рений 502
25.12. Общая характеристика элементов 502 'Соединения рения 503
25.1З. Бинарные соединения 503
25.14. Оксо-соедииения и комплексы 503 Платиновые металлы 504
25.15. Общие замечания 504
25.16. Общие замечания о химии платиновых металлов 505 Рутений и осмий 507
25.17. Оксо-соединеиия рутения и осмия 507
25.18. Акво-ионы и хлоридные комплексы рутения 508
25.19. Амминные комплексы рутения 509
25.20. Нитрозильные комплексы 509
25.21. Комплексы с третичными фосфинами 509 Родий и иридий 510
25.22. Комплексы трехвалентных родия и иридия (^-конфигура¬ция) 510
25.23. Комплексы четырехвалентных родия и иридия (^-конфигу¬рация) 511
25.24. Комплексы двухвалентного родия (^-конфигурация) 512
25.25. Комплексы одновалентных родия и иридия (й'-конфигурация) 512 Палладий и платина 513
25.26. Хлориды 513
25.27. Комплексы двухвалентных палладия и платины («!8-конфи-гурация) 514
25.28. Взаимодействие металл—металл в квадратных комплексах 515
25.29. Комплексы платины (IV) (de-конфигурация) 517
25.30. Комплексы нульвалентных палладия и платины 517 Серебро и золото 517
25.31. Общие замечания 517
25.32. Общая характеристика элементов 518 Соединения серебра и золота 519
25.33. Соединения серебра (I) (^''-конфигурация) 519
25.34. Соединения двух- и трехвалентного серебра (d9- и <28 конфигурация соответственно) 520
25.35. Соединения золота 520
26. Скандий, иттрий, лантаи и лантаноиды 524
26.1. Общая характеристика 524
26.2. Распространенность в природе и выделение 526 Соединения редкоземельных элементов 529
26.3. Трехвалентное состояние 529
26.4. Четырехвалентное состояние 531
26.5. Двухвалентное состояние 532
27. Элементы-актииоиды 534
27.1. Общая характеристика 534
27.2. Распространенность и природе и свойства элементов 536
27.3. Общие химические свойства актиноидов 538
27.4. Актиний 541
27.5. Торий 541
27.6. Протактиний 542
27.7. Уран 542
27.8. Нептуний, плутоний и америций 644
27.9. Элементы, следующие за америцием 547
IV. НЕКОТОРЫЕ СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ 550
28. Комплексы я-акцепторных лигандов (п-кислот) 550
28.1. Введение 550 Комплексы оксида углерода 551
28.2. Моноядериые карбонилы металлов 552
28.3. Полиядерные карбонилы металлов 552
28.4. Стереохимическая нежесткость в карбоиилах 555
28.5. Получение карбонилов металлов 556
28.6. Тип связи в линейном фрагменте М—С—О 557
28.7. Колебательные спектры карбонилов 558
28.8. Реакции карбонилов металлов 560
28.9. Карбонилат-анионы и карбонилгидриды 560
28.10. Карбоиилгалогениды и родственные соединения 563 Комплексы аналогов оксида углерода 565
28.11. Изонитрильные комплексы 565
28.12. Комплексы молекулярного азота 565
28.13. Тиокарбоиильные комплексы 567
28.14. Комплексы NO 567
28.15. Комплексы с донорными молекулами элементов V и VI групп 569
28.16. Цианидные комплексы 570 Комплексы лигандов с развитыми я-снстемами 571
28.17. Дипирвдины и родственные амины 571
28.18. Дитиоленовые лиганды 572
29. Металлорганическне соединения 577
А. Органические производные непереходных металлов 577
29.1. Общий обзор по типам 577
29.2. Методы синтеза 578
29.3. Алкильные и арильные соединения лития 580
29.4. Натрий- и калийорганические соединения 582
29.5. Магний 583
29.6. Ртуть 584
29.7. Бор 587
29.8. Алюминий 587
29.9. Кремний, германий, олово н свинец 589
29.10. Органические соединения фосфора, мышьяка, сурьмы и вис¬мута 592
Б. Органические производные переходных металлов 594
29.11. сг-Связи переходный металл—углерод 594
29.12. Комплексы алкеиов (олефинов) 596
29.13. Номенклатура алкеновых комплексов и соединений подобной природы 600
29.14. Соединения с делокализованными карбоциклическими груп¬пами 601
29.15. Комплексы с алкинами (ацетиленами) 606
29.16. Аллильные комплексы 608
29.17. Карбеновые комплексы 609
30. Металлорганическне соединения в гомогенных каталитических реакциях. Стехиометрические реакции 614
30.1. Координационная ненасыщенность 615
30.2. Кислотио-основные свойства атомов металла в комплексах 616
30.3. Миграция атомов или групп ог металла к лиганду. «Реакция внедрения» 620
30.4. Реакции координированных лнгандов 621
30.5. Реакции координированного молекулярного кислорода 625 Каталитические реакции олефинов 625
30.6. Изомеризация 626
30.7. Гидрогенизация алкенов 627
30.8. Реакции карбонилирования 629
30.9. Полимеризация и олнгомеризация алкенов 631
30.10. Реакции, катализируемые соединениями палладия 632
31. Металлы в биологических системах. Металлопорфирины 637
31.1. Хлорофилл 637 Бионеорганическая химия железа 639
31.2. Гем-белки 639
31.3. Негемовые железосодержащие белки 644
31.4. Накопление и транспорт железа 647 Бионеорганическая химия кобальта 648
31.5. Витамин В12 648 Металлоферменты 651
31.6. Общий обзор и определения 651
31.7. Металлоферменты, содержащие цинк 651
31.8. Металлоферменты, содержащие медь, и другие металлопротеины 653 Фиксация азота 654
31.9. Системы бактериальной нитрогеназы 654
31.10. Синтетические системы связывания азота 655 Модельные системы 655
31.11. Модели кобаламина 656
31.12. Модели ферредоксина и железосодержащих белков с высоким окислительно-восстановительным потенциалом 656
Предметный указатель 659