Химия учить с нуля онлайн
Основы химии. Интернет-учебник.
Оглавление
Вы зашли на образовательный сайт, в основу которого был положен экспериментальный учебник по химии для 8-11 классов средней школы 1) , изданный в конце 90-х небольшим тиражом в рамках федеральной программы «Индивидуализация обучения». Учебник предназначался как для начинающих химиков, так и для выпускников школ и абитуриентов. В последующие годы материал серьезно перерабатывался и расширялся. Заготовки для следующего нашего учебника 2) превратились в 9-ю и 10-ю главы интернет-издания.
Первоначально весь материал был разбит на три уровня, но при переработке для интернет-издания число уровней сокращено до двух – базового и углубленного. Базовый уровень достаточен для того, чтобы понять, с чем имеет дело химия и успешно сдавать экзамены (в том числе ЕГЭ) именно на основе такого понимания. Углубленный уровень найдет своего читателя среди тех школьников и студентов, которые хотели бы «копнуть» химию глубже, чем позволяют рамки образовательного стандарта. Углубленный уровень мы советуем читать вместе с 1-м уровнем.
Читатель, желающий освоить только более легкий базовый уровень, может пропускать разделы 2-го уровня (они помечены звездочками (**) и напечатаны темно-синим шрифтом). При этом целостность восприятия материала не нарушается.
Интернет-издание периодически пополняется ссылками на видеоматериалы из Единой коллекции цифровых образовательных ресурсов, 100+ экспериментов по химии, Учебные видеоматериалы химического факультета МГУ, других качественных образовательных сайтов.
С помощью нашего учебника можно не только начинать изучение химии «с нуля», но и повторять предмет для подготовки к серьезным экзаменам. Студентам он поможет восполнить пробелы в школьном образовании.
Интернет-издание существенно дополнено и исправлено по сравнению с изданием 1998 г.
В книжных магазинах продается издание 2016 года (издательство «Центрполиграф», 9 глав, 416 стр), исправленное и доработанное
Издание 2014 года содержит небольшое количество опечаток, которые исправлены ЗДЕСЬ. На этой же ссылке можно посмотреть перечень книжных магазинов, в которых продается книга.
Об авторах:
Александр Викторович Мануйлов – к.х.н., ведущий научный сотрудник Института педагогических исследований одаренности детей РАО, доцент кафедры биомедицинской физики НГУ, профессор кафедры химии СУНЦ НГУ.
Владимир Иванович Родионов – к.х.н., преподаватель кафедры органической химии НГУ, начальник подразделения опытного химического производства Новосибирского института органической химии СО РАН.
1) А.В.Мануйлов, В.И.Родионов. «Химия, 8 и 11 классы. Три уровня обучения». Новосибирск: НГУ, 1998 г, 350 с.
2) А.В.Мануйлов, В.И.Родионов. «Химия, 9 и 11 классы. Три уровня обучения».
17 онлайн-ресурсов для «прокачки» химии
Полезный набор для начинающих химиков: наглядные онлайн-учебники, сайты с инфографикой и виртуальные лаборатории
Химия — не только один из предметов, по которому школьники сдают ЕГЭ. Это логичная и захватывающая наука о том, как устроен мир вокруг нас. Вместе с преподавателем химии в «Фоксфорде» Еленой Валишиной мы собрали полезные ресурсы, которые помогут изучать этот предмет с интересом и удовольствием.
Онлайн-учебники
Учебник по неорганической химии — справочник, который в 2006 году выпустил Томский государственный университет. «Неорганическая химия» — базовый раздел, с которого начинается изучение химии в восьмом классе, поэтому ресурс пригодится для подготовки к ОГЭ, ЕГЭ и олимпиадам.
Учебник по органической химии — больше нужен олимпиадникам и старшеклассникам, которые готовятся к ЕГЭ: органическая химия начинается только в конце девятого класса. Однако в ОГЭ есть один вопрос из органики, поэтому девятиклассникам учебник тоже пригодится.
Учебник по истории химии — сборник авторских лекций, которые подготовил профессор Южного федерального университета Сергей Иванович Левченков. Отличный ресурс для того, чтобы понять логику науки: в какой последовательности происходили самые важные открытия в химии и как они связаны между собой.
Онлайн-портал «Химик» — химическая википедия. Этому ресурсу можно доверять, потому что разработчики перевели в электронный вид хорошие справочники по химии. Также они сделали удобный поиск по сайту.
Ещё одно преимущество «Химика» — сервисы, которые помогают школьникам разобраться в сложных темах с помощью наглядных схем. Вот два самых важных из них:
1. «Электронное строение атома» — приложение для проверки своих знаний по строению атома: вводите символ элемента и приложение сразу выдаёт все возможные записи электронной конфигурации его атома.
2. «Поиск неорганических реакций» — сервис помогает разобраться, какие вещества реагируют друг с другом, при каких условиях и что образуется в результате. Например, если ввести в строку поиска уравнение Cl2 + NaOH, можно получить все возможные реакции этих соединений с коэффициентами.
Виртуальные лаборатории
VirtuLab — российский портал, на котором эксперименты из школьной программы можно смоделировать онлайн.
Labster — международный ресурс, которые разрабатывают учёные со всего мира. Позволяет ставить более серьёзные опыты.
Как проводить опыты в домашних условиях
«Где брать реактивы для опытов» — полезная статья на портале «Занимательная химия».
Mel Science — проект по доставке на дом наборов для экспериментов. Также на сайте есть подробные и корректные инструкции по выполнению опытов, в том числе и на русском языке. Многие ингредиенты для этих опытов можно самостоятельно купить в аптеке или продовольственном магазине. В дополнение к опытам на Mel Science полезно смотреть видео, которые объясняют суть химических явлений. Недавно там же запустили и виртуальные уроки с использованием специальных очков.
Визуальный контент
«Российский учебник» — портал, с которого можно скачать и распечатать плакаты по химии. Наглядные материалы очень полезны: чем ярче школьник представит реакции, которые изучает, тем лучше поймёт их логику.
Compundchem.com — англоязычный ресурс с большим количеством инфографики по химии. Авторы проекта в графической форме отвечают на интересные вопросы, связанные с химией, например:
? Какой химический состав у футбольной формы?
? Чем мыло отличается от геля для душа?
Авторы проекта также ежегодно выпускают интерактивный адвент-календарь по химии. Каждый день декабря можно кликать по нарисованной ёлочной игрушке и узнавать что-то новое из истории химии.
Fhoto.com — коллекция фотографий с научными экспериментами, в том числе по химии.
Социальные сети
Простая наука — ютьюб-канал химическими опытами и физическими экспериментами.
Thoisoi — ютьюб-канал с опытами по всем разделам химии. Автор не только снимает зрелищные опыты, но и подробно объясняет суть наблюдаемых явлений. Также он показывает, с какими сложностями столкнулся при проведении эксперимента и рассказывает, почему произошла неудача.
Канал Андрея Степенина — авторский ютьюб-канал с различными материалами по химии. В основном там представлены ролики по органической химии для подготовки к ЕГЭ. Материал изложен на хорошем уровне, поэтому также подойдёт для начальной подготовки к олимпиадам.
«Химия — Просто» — ютьюб-канал с большим количеством роликов, посвящённых конкретным элементам и их соединениям. Автор канала Александр Иванов рассказывает об основных химических особенностях веществ и показывает опыты с ними.
«Наука для тебя» — группа во «ВКонтакте» с полезными материалами для подготовки к ЕГЭ по химии. Ведёт выпускник химического факультета МГУ.
Другие полезные программы и приложения
Интерактивный тренажёр по уравниванию реакций. Уравнивание химических уравнений — один из важных навыков, которые важно освоить на начальном этапе изучения химии. Ресурс можно добавить в закладки на телефоне и тренироваться, когда появляется свободное время.
Хотите получать новые статьи во «ВКонтакте»? Подпишитесь на рассылку полезных статей
Химия — с нуля! 1-й шаг. Учимся составлять, называть и понимать формулы веществ
Вы хотите познавать химию и профессионально, и с удовольствием? Тогда вам сюда! Автор методики системно-аналитического изучения химии Богунова В.Г. раскрывает тайны решения задач, делится секретами мастерства при подготовке к ОГЭ, ЕГЭ, ДВИ и олимпиадам
Знаете, в чем ошибка большинства преподавателей химии и репетиторов? Желая продемонстрировать степень собственного образования и никчемность знаний абитуриента, они, практически с первых занятий, начинают решать трудные задачи «уровня Белавина» и задания олимпиад. Кстати, профильные лицеи при ведущих медицинских ВУЗах — не исключение (у каждого ученика есть репетиторы). Как результат, у ребенка формируется страх перед сложным и объемным учебным материалом, который необходимо освоить. Нервная система включает защитный механизм — блокирование негативно воспринимаемой информации. И все . у абитуриента развивается стойкое отвращение к предмету! Теперь, чтобы инициировать ребенка на изучение химии, необходим опытный Преподаватель и много-много времени для работы. И нет никакой гарантии, что ученик раскроется и позволит Учителю выстроить у себя в голове стройную систему предмета. Поэтому, в преподавании, как и во врачевании, важны принципы: «Не навреди!», «Пироги должен печь пирожник, а не сапожник»! Это я к тому, что репетиторов в последнее время развелось, как тараканов, очень много, а преподавателей среди них — днем с огнем не найдешь!
Не будем спотыкаться о чужие ошибки (своих не допустить бы, тьфу-тьфу), начнем изучение химии с нуля и сделаем первый шаг — составление, название и понимание формул веществ.
Химическая формула — это запись состава вещества с помощью символов элементов и подстрочных индексов.
Индекс (подстрочный) обозначает число атомов данного элемента в молекуле вещества.
Коэффициент — число, стоящее перед химической формулой, обозначает число молекул вещества.
Например , запись 7H2SO4 означает: семь молекул серной кислоты, каждая из которых состоит из двух атомов водорода, одного атома серы и четырех атомов кислорода.
Познакомимся с алгоритмом составления формул веществ на примере бинарных соединений .
Бинарные соединения — вещества, образованные двумя химическими элементами (H2O, Al2S3, PCl5, NH3 и др.). Поучимся составлять формулы бинарных соединений по конкретному заданию.
Написать одну из формул и назвать соединение, молекула которого содержит атомы серы и фосфора
Алгоритм составления формул:
1. Выписать символы химических элементов в порядке увеличения их электроотрицательности.
Электроотрицательность ( ЭО на схеме) — способность атома притягивать к себе электроны (и свои, и чужие).
2. Определить валентность элементов
Валентность — способность атомов химических элементов образовывать определенное число химических связей.
Высшая валентность (в) равна номеру группы. У первого элемента, стоящего левее, валентность либо определена, либо высшая. В нашем случае валентность фосфора не озвучена, поэтому берем высшую.
Низшая валентность (н) равна «восемь минус номер группы» (определяется только для элементов IVA-VIIA групп). У второго элемента, стоящего правее, валентность всегда низшая. В нашем случае сера — элемент VIA-группы, ее низшая валентность равна 8-6=2.
Запомнить: у кислорода валентность всегда 2, у фтора — всегда 1!
3. Определить число атомов каждого элемента (нижние индексы).
Для этого находим наименьшее общее кратное значений валентностей и делим его на каждое из них.
Наименьшее общее кратное двух целых чисел m и n есть наименьшее натуральное число, которое делится на m и n без остатка.
Название бинарного соединения состоит из двух слов.
Первое слово — название второго элемента, стоящего правее (с низшей валентностью) с добавлением суффикса -ИД. В нашем случае — сульфид . Таким образом, суффикс -ИД указывает на то, что этот элемент имеет низшую валентность «восемь минус номер группы» .
Второе слово — название первого элемента, стоящего левее (с более низкой электроотрицательностью) — в родительном падеже. В нашем случае — фосфора (кого? чего?).
Если первый элемент может иметь несколько значений валентности, то в конце названия указывается конкретное значение валентности в скобках римскими цифрами. В нашем случае фосфор может иметь валентности 3 и 5, поэтому название вещества — сульф ид фосфора (V).
Самоучитель по химии
Пособие для тех, кто не знает, но хочет узнать и понять химию
Часть I. Элементы общей химии
(первый уровень сложности)
Я, Френкель Евгения Николаевна, заслуженный работник высшей школы РФ, выпускница химического факультета МГУ 1972 г., педагогический стаж 34 года. Кроме того, я мать троих детей и бабушка четырех внуков, старший из которых школьник.
Меня волнует проблема школьных учебников. Главная беда многих из них – тяжелый язык, который требует дополнительного «перевода» на понятный школьнику язык изложения учебного материала. Ко мне часто обращаются ученики средней школы с такой просьбой: «Переведите текст учебника, чтобы понятно было». Поэтому я написала «Самоучитель по химии», в котором многие сложные вопросы изложены вполне доступно и в то же время научно. На основе этого «Самоучителя», который был написан в 1991 г., я разработала программу и содержание подготовительных курсов. На них обучались сотни школьников. Многие из них начинали с нуля и за 40 занятий понимали предмет настолько, что сдавали экзамены на «4» и «5». Поэтому в нашем городе мои пособия-самоучители расходятся как горячие пирожки.
Может, и другим пригодятся мои наработки?
Статья подготовлена при поддержке учебного центра «МакарОФФ». Учебный центр предлагает Вам пройти курсы маникюра в Москве недорого. Профессиональная школа маникюра проводит обучение по маникюру, педикюру, наращиванию и дизайну ногтей, а также курсы мастеров-универсалов ногтевого сервиса, наращивание ресниц, микроблейдинг, шугаринг и эпиляция воском. Центр выдаёт дипломы после обучения и гарантированное трудоустройство. Подробная информация обо всех программах обучения, цены, расписание, акции и скидки, контакты на сайте: www.akademiyauspeha.ru .
Предисловие
Уважаемые читатели! Предлагаемый вашему вниманию «Самоучитель по химии» – не обычный учебник. В нем не просто излагаются какие-то факты или описываются свойства веществ. «Самоучитель» объясняет и учит даже в том случае, если вы, к сожалению, не знаете и не понимаете химии, а к учителю обратиться за разъяснениями не можете или стесняетесь. В виде рукописи эта книга используется школьниками с 1991 г., и не было ни одного ученика, который бы провалился на экзамене по химии и в школе, и в вузах. Причем многие из них совсем не знали химии.
«Самоучитель» рассчитан на самостоятельную работу ученика. Главное – отвечать по ходу чтения на те вопросы, которые встречаются в тексте. Если вы не смогли ответить на вопрос, то читайте внимательнее текст еще раз – все ответы имеются рядом. Желательно также выполнять все упражнения, которые встречаются по ходу объяснения нового материала. В этом помогут многочисленные обучающие алгоритмы, которые практически не встречаются в других учебниках. С их помощью вы научитесь:
составлять химические формулы по валентности;
составлять уравнения химических реакций, расставлять в них коэффициенты, в том числе в уравнениях окислительно-восстановительных процессов;
составлять электронные формулы (в том числе краткие электронные формулы) атомов и определять свойства соответствующих химических элементов;
предсказывать свойства некоторых соединений и определять, возможен данный процесс или нет.
В пособии два уровня сложности. Самоучитель первого уровня сложности состоит из трех частей.
I часть. Элементы общей химии (публикуемая).
II часть. Элементы неорганической химии.
III часть. Элементы органической химии.
Книг второго уровня сложности тоже три.
Теоретические основы общей химии.
Теоретические основы неорганической химии.
Теоретические основы органической химии.
Глава 1. Основные понятия химии.
Упражнения к главе 1.
Глава 2. Важнейшие классы неорганических соединений.
Упражнения к главе 2.
Глава 3. Элементарные сведения о строении атома. Периодический закон Д.И.Менделеева.
Упражнения к главе 3.
Глава 4. Понятие о химической связи.
Глава 5. Растворы.
Глава 6. Электролитическая диссоциация.
6.1. Понятие о рН (водородном показателе).
6.2. Гидролиз солей.
Упражнения к главе 6.
Глава 7. Понятие об окислительно-восстановительных реакциях.
Глава 8. Расчеты по химическим формулам и уравнениям.
8.1. Основные расчетные понятия.
8.2. Задачи, решаемые по стандартным формулам.
8.2.1. Задачи по теме «Газы».
8.2.2. Задачи по теме «Способы выражения концентрации растворов».
8.2.3. Задачи по теме «Количественный состав вещества».
8.3. Задачи, решаемые по уравнениям реакций.
8.3.1. Оформление расчетов по уравнениям реакций.
8.3.2. Задачи по теме «Количественный состав растворов и смесей».
8.3.3. Задачи на установление формулы вещества.
8.4. Задачи для самостоятельного решения.
Глава 1. Основные понятия химии
Что такое химия? Где мы встречаемся с химическими явлениями?
Химия – везде. Сама жизнь – это бесчисленное множество разнообразных химических реакций, благодаря которым мы дышим, видим голубое небо, ощущаем изумительный запах цветов.
Что изучает химия?
Химия изучает вещества, а также химические процессы, в которых участвуют эти вещества.
Что такое вещество?
Вещество – это то, из чего состоит окружающий нас мир и мы сами.
Что такое химический процесс (явление)?
К химическим явлениям относятся процессы, в результате которых изменяется состав или строение молекул, образующих данное вещество*. Изменились молекулы – изменилось вещество (оно стало другим), изменились его свойства. Например, свежее молоко стало кислым, зеленые листья стали желтыми, сырое мясо при обжаривании изменило запах.
Все эти изменения – следствие сложных и многообразных химических процессов. Однако признаки простых химических реакций, в результате которых изменяется состав и строение молекул, такие же: изменение цвета, вкуса или запаха, выделение газа, света или тепла, появление осадка.
Что же такое молекулы, изменение которых влечет за собой столь разнообразные проявления?
Молекулы – это мельчайшие частицы вещества, отражающие его качественный и количественный состав и его химические свойства.
Изучая состав и строение одной молекулы, можно предсказать многие свойства данного вещества в целом. Такие исследования – одна из главных задач химии.
Как устроены молекулы? Из чего они состоят?
Молекулы состоят из атомов. Атомы в молекуле соединены при помощи химических связей. Каждый атом обозначается при помощи символа (химического знака). Например, Н – атом водорода, О – атом кислорода.
Число атомов в молекуле обозначают при помощи индекса – цифры внизу справа после символа.
О2 – это молекула вещества кислорода, состоящая из двух атомов кислорода;
Н2О – это молекула вещества воды, состоящая из двух атомов водорода и одного атома кислорода.
Если атомы не связаны химической связью, то их число обозначают при помощи коэффициента – цифры перед символом:
Аналогично изображают число молекул:
2Н2 – две молекулы водорода;
3Н2О – три молекулы воды.
Почему атомы водорода и кислорода имеют разные названия и разные символы? Потому что это атомы разных химических элементов.
Химический элемент – это вид атомов с одинаковым зарядом ядер.
Что такое ядро атома? Почему заряд ядра является признаком принадлежности атома к данному химическому элементу? Чтобы ответить на эти вопросы, следует уточнить: изменяются ли атомы в химических реакциях, из чего состоит атом?
Нейтральный атом не имеет заряда, хотя и состоит из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов:
В ходе химических реакций число электронов любого атома может изменяться, а вот заряд ядра атома не меняется. Поэтому заряд ядра атома – своеобразный «паспорт» химического элемента. Все атомы с зарядом ядра +1 принадлежат химическому элементу под названием водород. Атомы с зарядом ядра +8 относятся к химическому элементу кислороду.
Каждому химическому элементу присвоен химический символ (знак), порядковый номер в таблице Д.И.Менделеева (порядковый номер равен заряду ядра атома), определенное название, а для некоторых химических элементов – особое прочтение символа в химической формуле (табл. 1).
