Глава 1. Елементарна математика у хімії

§ 1. Роль математики у хімії

§ 2. Розрахунки та оцінки

§ 3. Алгебра

§ 4. Геометрія

§ 5. Елементи математичного аналізу

§ 6. Елементи комбінаторики

§ 7. Комп'ютерна математика у хімії

Література

Глава 2. Будова атомів та молекул

§ 1. Походження атомів та молекул

§ 2. Будова ядер атомів. Ядерні реакції

§ 3. Елементарні поняття квантової механіки

§ 4. Електронні конфігураціїатомів

§ 5. Хімічний зв'язокта будова молекул

Література

Розділ 3. Хімічна термодинаміка

§ 1. Теплові ефекти

§ 2. Другий закон термодинаміки

§ 3. Фазова рівновага та фазові переходи

§ 4. Хімічна рівновага

§ 5. Розподіли з енергії та швидкості

§ 6. Електрохімічні ланцюги

§ 7. Термодинамічні властивості розчинів

§ 8. Нанохімія

Література

Розділ 4. Хімічна кінетика

§ 1. Закон діючих мас

§ 2. Залежність швидкості від температури

§ 3. Складні реакції

§ 4. Каталіз

§ 5. Фотохімія

Література

Передмова

Перед вами – незвичайна книга про хімію. У ній досить мало хімічних формул, Зате вдосталь зустрічаються математичні символи, рівняння та графіки функцій. Тут можна знайти безліч фізичних понятьнаприклад "квант", "фотон", "теплота", "робота". І все-таки, на першому місці у книзі стоїть хімія. Усі математичні методи та фізичні теоріїтут грають лише утилітарну роль: вони допомагають описувати хімічні речовинита реакції між ними.

Основне завдання книги – показати, що хімія невіддільна від математики та фізики. Це пов'язано з тим, що хімія не має своїх власних законів. Усі закони хімії, наприклад, Періодичний або закон збереження маси, мають фізичну природу. Основні теорії хімії також родом із фізики, це – квантова механіка, кінетика та термодинаміка (останні дві вживаються зі словом "хімічна"); всі вони на елементарному рівні, доступному для школярів, розглянуті у цій книзі. І все-таки хімія – самостійна наука. Головне, що відрізняє її від інших наук - різноманітність об'єктів, що вивчаються: тільки індивідуальних речовин відомо більше 20 мільйонів, не рахуючи численних сумішей. Фізика вивчає те, що дала природа, а хімія – те, що створює сама, тобто нові речовини, яких у природі немає.

Сучасна хімія тісно взаємодіє з усіма іншими областями природознавства. "Чистої" хімії, ізольованої з інших наук, сьогодні вже немає. Все найцікавіше у науці сьогодні відбувається на міждисциплінарному рівні, на кордонах між хімією, фізикою, математикою та біологією. Про це наша книга.

Призначена вона для школярів, які мають схильність до природничих наук, насамперед для тих, хто бере участь у наукових олімпіадах. Адже в основі книги – олімпіадні завдання різних рівніввід шкільного до міжнародного. Багато завдань наведено з докладними рішеннями, до всіх розрахункових завдань надано відповіді. Кожен параграф починається з теоретичного матеріалу, який може бути цікавим і сам собою, а не тільки у зв'язку з вирішенням завдань. Книгу можна використовувати для додаткових занятьз хімії, самостійної роботипідготовки до хімічних олімпіад. Вона має яскравий фізико-математичний характер, але розрахована таки на юних хіміків – тих, хто визначатиме обличчя хімічної наукиза кілька десятиліть.

Дуже хочеться, щоб це були ерудовані та широко мислячі люди, здатні застосувати у хімії все найкраще, що створено дружніми науками.

Книга такого розміру не може бути написана без підтримки. Насамперед я хотів би подякувати ініціаторам даного видання – І.В. Ященко та Ю.М. Торхова, які запропонували автору цю ідею, та був наполягали з її реалізації. Інша подяка – авторам завдань. Авторство – це делікатна тема. У хімічній олімпіадній спільноті прийнято дарувати одне одному завдання – саме так роблять усі автори завдань на Міжнародних хімічних олімпіадах, матеріали яких відкриті всім любителям хімії. Більшість завдань складено автором книги, але не всі, тому мені хотілося б подякувати своїм російських колегта друзів, що дозволили використовувати їх завдання у цій книзі – викладачів Московського університету А.С. Бєлова, І.О. Глєбова, А.А. Дроздова, С.І. Каргова, М.В. Коробова, Н.Є. Кузьменко, І.В. Трушкова, І.А. Успенську, Д.В. Хохлова, і навіть викладача Казанського університету І.А. Сєдова.

Ви тримаєте в руках друге видання книги, перше вийшло у 2007 р. Порівняно з ним, це видання значно розширено: збережено майже весь старий матеріал за винятком кількох дуже спеціальних завдань, і додано багато нових прикладів і завдань. Теоретичного матеріалу побільшало, і він тепер у багатьох параграфах розбитий на два рівні: більше складна частина, яку можна пропустити при початковому читанні, виділено дрібним шрифтом. Це має полегшити сприйняття теорії. Число завдань теж збільшилося, у багатьох параграфах дуже значне. У тих параграфах, де завдань багато, вони розбиті на три рівні: перший – це стандартні завдання, що відповідають гарному шкільному рівню, завдання другого рівня вже потребують деяких роздумів, а третій – це складні, багатоступінчасті завдання, які пропонувалися на олімпіадах високого рівня, у тому числі й на останній перед виходом цього видання – Московська Міжнародна хімічна олімпіада 2013 року. Додано багато щодо простих завданьщо дозволить розширити коло читачів книги.

Сподіваюся, що всі ці зміни зроблять книгу кращою. Бажаю вам приємного та корисного читання та успіхів у вирішенні завдань!

Ваш,
В.Єрьомін

М.: 2007 – 392 с.

на шкільному рівніпоказані міжпредметні зв'язкихімії з іншими науками Розглянуто основні сфери застосування елементарної математики та теоретичної фізики до хімічним явищам. Кожен розділ книги містить докладний теоретичний матеріал, розібрані завдання та завдання для самостійного рішення. До всіх завдань надано відповіді. Книга призначена для поглибленого вивченняхімії в середній школі, а також для підготовки до хімічних олімпіад різного рівня - від шкільних до міжнародних. Вона може бути корисна всім, хто цікавиться хімією та її численними додатками.

Формат: pdf

Розмір: 8,1 Мб

Передмова 4

Глава 1. Елементарна математика з хімії 5

§ 1. Роль математики у хімії 5

§ 2. Розрахунки та оцінки 6

§ 3. Алгебра 12

§ 4. Геометрія 20

§ 5. Елементи математичного аналізу 26

§ 6. Елементи комбінаторики 35

§ 7. Комп'ютерна математика в хімії 40

Література 43

Глава 2. Будова атомів та молекул 45

§ 1. Походження атомів та молекул 45

§ 2. Будова ядер атомів. Ядерні реакції 50

§ 3. Елементарні поняття квантової механіки 63

§ 4. Електронні зміни атомів 90

§ 5. Хімічний зв'язок та будова молекул 120

Література 143

Розділ 3. Хімічна термодинаміка 145

§ 1. Теплові ефекти хімічних реакцій 147

§ 2. Другий закон термодинаміки 160

§ 3. Фазова рівновага та...

Відпочинь - подивися картинки, приколи та смішні статуси

Різні афоризми

Тільки у відносинах із самим собою людина здатна на найнеймовірніші компроміси.

Цитати та Статуси зі змістом

Я шиб як твереза, навіть заплетик не мовиться!

Загальний рецепт підготовки до олімпіад з хімії - дуже простий: читати гарну літературуі багато працювати – вирішувати завдання, аналізувати готові рішеннявивчати Хімічні властивостіречовин. Ми дамо вам список книг з короткими коментарями та посилання на електронні ресурси. Звичайно, цей список - далеко не вичерпний і не універсальний, але все, що в ньому є гарантовано високої якості. Більшість книг можна купити в книгарнях, а деякі букіністичні книги можна завантажити з мережі.

Якщо говорити про конкретні олімпіади, то кращий спосібпідготовки – вирішувати завдання минулих років. У мережі можна знайти повні завдання та рішення практично будь-якої серйозної олімпіади з хімії за останні 5-7 років. Однак така велика кількість інформації не завжди допомагає, може не вистачити досвіду самостійної роботи. Ми пропонуємо кілька порад щодо ефективної роботи із завданнями та рішеннями:

1. Візьміть повний комплект завдань, виділіть достатньо часу (наприклад, вихідний день) та постарайтеся вирішити як можна більше завдань. У будь-якій задачі, навіть якщо вона не виходить повністю, постарайтеся просунутися якнайдалі і зафіксуйте питання, на яке ви не змогли відповісти.
2. Після цього можна звернутися до рішень. Розбираючи кожне завдання, випишіть собі в окремий зошит:
1. Нові рівняння реакцій, які ви дізналися;
2. Нові хімічні ідеї, які ви зрозуміли із рішення;
3. Нові технічні прийомирішення (наприклад, рівняння реакції в загальному вигляді, спосіб вибору змінних, аргументований підбір тощо);
4. Помилки, які ви здійснили під час вирішення.

Така підготовка займе досить багато часу, але саме вона є найефективнішою. Потім, гортаючи заповнені зошити, ви легко освіжите у пам'яті необхідну інформацію. І це буде не просто поверхове ознайомлення з правильними рішеннями, а глибоке освоєннянового матеріалу.

Залишається єдине питання: де взяти стільки часу? Відповідь на це може бути такою: час є завжди, просто ми не завжди ним правильно користуємось.

Успіхів у підготовці та роботі з літературою!

З чого почати:

Неорганічна хімія

1. Б. В. Некрасов «Основи загальної хімії» (у 2 томах, М: Хімія, 1973). Одна з найкращих вітчизняних книгз хімії, абсолютна класика. Енциклопедія цікавою не органічної хімії, найкраща книгахімії елементів. Книжка дворівнева. Хіміку-початківцю краще читати тільки великий шрифт. Але найцікавіше надруковано дрібним шрифтом. У деяких розділах книга трохи наївна з сучасної точкизору, але це не применшує її цінності для хіміків-початківців. Книгу можна знайти у букіністичних магазинах або завантажити з мережі.
2. Є. А. Єрьоміна, О. Н. Рижова «Довідник школяра з хімії» (М.: вид-во МДУ, 2014). Книжка написана за програмою «МДУ – школі». Спочатку вона планувалася на допомогу абітурієнтам, які вступають до МДУ, але виявилася дуже корисною і для підготовки до олімпіад. У цій книзі ретельно відібрано найважливіші реакції органічних і неорганічних речовин, а також дано простий опис основних фізико-хімічних понять.

Органічна хімія

1. І. І. Грандберг. «Органічна хімія» (4-те вид., М.: Дрофа, 2001). Число перевидань говорить саме за себе. Це – підручник для студентів, проте написаний настільки просто і зрозуміло, що не викличе труднощів і у школярів.
2. В. М. Потапов. «Завдання та вправи з органічної хімії» (3-тє вид., Перераб. І доповн., М.: Хімія, 1989). Досить простий, але дуже грамотний задачник, у якому наведено багато завдань. Можна скачати безкоштовно у мережі.

Фізична хімія

1. В. В. Єрьомін. «Теоретична та математична хімія для школярів» (2-ге вид., М.: МЦНМО, 2014). Одна з небагатьох книг з фізичної хімії, доступні для школярів. Це задачник, але в кожному розділі є теоретичне введення. Є також вступний розділ з математики. Великою перевагою книги є те, що завдання розбито на три рівні, тому її можна використовувати для підготовки не лише до міжнародної, а й до шкільної олімпіади.

Задачники

1. В. В. Єрьомін, Н. Є. Кузьменко «Збірник завдань та вправ з хімії. Шкільний курс» (М.: Іспит, 2008). Хороша збірка завдань, за якою можна готуватися до олімпіад початкового рівня. Вдале поєднання розрахункових, якісних завдань та ланцюжків перетворень. До кожного розділу дано короткий теоретичний вступ, який можна використовуватияк конспект. Книги немає у продажу.
2. Н. Є. Кузьменко, В. В. Єрьомін, В. А. Попков «Початки хімії» (1-15 видавництво, М.: Іспит, 2000-2013; 16-е вид, перероб. : Лабораторія знань, 2016). Хоча на обкладинці написано «Підручник», це – посібник для вступників до вузів. Воно витримало понад 15 видань і стало дуже популярним. У книзі багато завдань та добре розібраних прикладів.
3. А. Н. Левкін, Н. Є. Кузнєцова «Задачник з хімії» (для 9, 10 та 11 класу окрема книга, М.: Вентана-Граф). Хороші збіркизавдань шкільного рівня Багато завдань мають пізнавальний характер. Рівень складності деяких завдань відповідає шкільному або муніципальному етапу Всеросійської олімпіадишколярів.

Чим продовжити:

Неорганічна хімія

1. Ю. Д. Третьякова "Неорганічна хімія" (у 3 томах, М.: Академія, 2004-2007). Університетський підручник написаний викладачами МДУ. Багато розділів доступні та корисні для школярів, але в цілому він досить складний і до нього краще звертатися для вирішення окремих питань, а не для систематичної роботи.
2. Н. Я. Турова «Таблиці-схеми по неорганічної хімії»(М.: МЦНМО, 2009). Легендарний довідник з неорганічної хімії. Є у мережі.

Органічна хімія

1. Дж. Марч «Органічна хімія: реакції, механізми та структура» (у 4 томах, М.: Світ, 1987). Класична книга з органічної хімії добре підходить просунутим школярам. Можна купити в букініста або безкоштовно скачати в мережі.
2. Н. А. Тюкавкіна, Ю. І. Бауков «Біоорганічна хімія» (3-тє вид., М., Дрофа, 2004). Загальновизнаний підручник для медичних вузів. Для просунутих школярів - одне з найкращих виданьз біохімії.

Задачники

1. О. З. Лісіцин, А. А. Зейфман «Дуже нестандартні завдання з хімії» (М.: МЦНМО, 2015). Збірник містить понад 500 нестандартних завданьз неорганічної, органічної та фізичної хімії. Завдання розділені на кілька рівнів складності, до всіх завдань надано відповіді та/або вказівки. Збірник призначений насамперед для додаткових занять з хімії в школі: підготовки до олімпіад, шкільних гуртків, він буде цікавий усім, хто пов'язаний з хімією та цікавиться гарними та незвичайними хімічними структурамита перетвореннями.

Популярні та науково-популярні книги з хімії

1. Енциклопедія для дітей Том 17. Хімія (М: Аванта +, 2000, 2007, 2010). Чудова книга з хімії для дітей та дорослих. Дуже цікаві статті, що охоплюють всі основні розділи хімії, чудові ілюстрації, відмінну російську мову. Книжка гарна і для початківців, і для тих, хто вже щось знає. Цю книгу на полиці повинен мати будь-який хімік.
2. М. Г. Воронков, А. Ю. Рульов «Про хімію і хіміки і жартома, і всерйоз» (М.: Мнемозіна, 2011). Колекція цікавих та кумедних історій про хімічні відкриття та про хіміків у житті. Це не збірка наукових анекдотів, а гарний посібникз історії хімії, в якому представлені лише ретельно перевірені факти. Цю книгу цікаво читатиме - і школярам, ​​і їхнім батькам.
3. Коротка мить урочистості (М.: Наука, 1989). Книга у тому, як робилися великі відкриття - у хімії, фізиці, біології. Вона для тих, хто збирається професійно займатися наукою та приносити користь людству. Книжка - букіністична, в магазинах її немає, але її можна завантажити з мережі.

ще 4 книги

1. І. С. Дмитрієв, К. М. Нікітін «Дмитро Менделєєв. Автор великого закону» (М.: Аст-Прес, 2013). Книга із серії «Путівник з історії Росії». Коротка, але дуже змістовна та достовірна біографія найвідомішого у світі вченого Росії – Д. І. Менделєєва. Описані не лише видатні досягненнявченого, але і його пошуки та невдачі в науці, суспільному та особистому житті.
2. Проста наука. Набір книг, що містять опис простих і дуже цікавих дослідівз фізики та хімії. Прекрасні книги для того, щоб зацікавити дітей наукою.
3. І. М. Титова «Хімія та мистецтво. 10-11 класи» ( навчальний посібник, М: Вентана-Граф, 2007). Книга для людей, які хочуть здобути широку освіту. Дуже цікаво показано взаємодію науки та мистецтва - двох принципово різних способівпізнання світу. Прекрасний приклад того, як хімія виявляє себе в далеких від науки областях.
4. В. В. Єрьомін «Математика в хімії» (М: МЦНМО, 2011). Книга для школярів із фізико-математичним складом розуму. Розповідається про те, як математика використовується для вирішення хімічних завдань. Обговорюються обмеження, які накладаються законами хімії на математичні рівняння.

Олімпіади та сайти для підготовки

1. Етапи Всеросійської олімпіади школярів у місті Москві з усіх предметів.
2. http://www.chem.msu.ru/rus/olimp/ - інформаційні матеріалипро олімпіади: Московську, Всеросійську, Менделєєвську, міжнародну. Наведено завдання теоретичних та експериментальних турів, докладні рішення, списки переможців та фотографії.

ще 4 сайти

1. Олімпіада «Ломоносів» з усіх предметів. Потребує реєстрації.
2. Матеріали Всесибірської відкритої олімпіади з хімії.
3. http://chem.dist.mosolymp.ru/ - система дистанційного навчання, Спрямована, в першу чергу, для підготовки до олімпіад всіх рівнів - від шкільних до міжнародної. Містить велика кількістьзавдань, згрупованих як у темах, і по олімпіадах. За всіма основними розділами хімії наведено теоретичний матеріал та розібрано рішення типових завдань. Система безкоштовна, але потребує мінімальної реєстрації.

Інтернет ресурси

1. Науково-популярний проект "Елементи великої науки" (фізика, хімія, математика, астрономія, науки про життя, науки про Землю). Новини науки, книги, науково-популярні статті, лекції, енциклопедії
2. Науково-популярний журнал «Потенціал». Журнал видається з 2005 року, розділ «Хімія» – з 2011 року.
3. Науково-популярного журналу «Хімія та життя». Журнал видається із 1965 року.

ще 8 сайтів

1. Універсальна науково-популярна онлайн-енциклопедія «Кругосвіт». Статті з хімії написані грамотними та захопленими людьми.
2. «Хімічна кунсткамера»: біографії великих хіміків та фізиків, історія хімічних відкриттів, «весела хімія», хімічні ігри, рекорди, а також зібрання різних чудес та диванок.
3. Відкрита електронна бібліотека хімічного порталу «Chemnet» містить електронні навчальні та інформаційні матеріали для школярів та вчителів. У ній можна знайти підручники із загальної та неорганічної хімії, органічної хімії, мультимедіа-матеріали, завдання хімічних олімпіад з рішеннями, завдання вступних іспитівдля абітурієнтів, матеріали для викладачів з психології та педагогіки, яскраві тематичні колекції відеороликів та інтерактивних 3D ілюстрацій.

На шкільному рівні показано міжпредметні зв'язки хімії коїться з іншими науками. Розглянуто основні сфери застосування елементарної математики та теоретичної фізики до хімічних явищ. Кожен розділ книги містить докладний теоретичний матеріал, розібрані завдання та завдання для самостійного вирішення. До всіх завдань надано відповіді.

Книга призначена для поглибленого вивчення хімії у середній школі, а також для підготовки до хімічних олімпіад різного рівня – від шкільних до міжнародних. Вона може бути корисна всім, хто цікавиться хімією та її численними додатками.

Глава 1
Елементарна математика у хімії
§ 1. Роль математики у хімії

Наведені як епіграф цитати відображають дві полярно протилежні точки зору на відносини між математикою та природничими науками, прийняті, перш за все, серед професійних математиків. Прихильників першої погляду можна назвати «чистими математиками». Вони переконані, що математика така красива сама по собі, що будь-які практичні програми її тільки псують (Г. Харді). Англійська фізикі математик Роджер Пенроуз вважає, що закони математики - не творіння людського розуму, а невід'ємна частина природи. Вони об'єктивні й існують власними силами, незалежно від нас. Саме тому закони природи, відкриті людиною, і виражаються дуже простими та глибокими математичними співвідношеннями.

Інші, до яких належить академік В.І.Арнольд, переконані, що математика - експериментальна наука, тому що дуже багато математичні відкриттябули зроблені завдяки спостереженням явищ природи. Вони вважають і підтверджують це переконливими прикладами, що багато хто математичні поняттяі теореми не застосовні до реального життя. Наприклад, поняття «нескінченно малої величини» з погляду фізики позбавлене сенсу, оскільки відомо, що є межа малості - в дуже малих масштабах простір-час має дуже складну, зовсім безперервну структуру. Реальний практичний сенс мають лише кінцеві зміни.

Передмова
Глава 1. Елементарна математика у хімії
§ 1. Роль математики у хімії
§ 2. Розрахунки та оцінки.
§ 3. Алгебра.
§ 4. Геометрія
§ 5. Елементи математичного аналізу.
§ 6. Елементи комбінаторики.
§ 7. Комп'ютерна математика у хімії.
Література
Глава 2. Будова атомів та молекул
§ 1. Походження атомів та молекул
§ 2. Будова ядер атомів. Ядерні реакції
§ 3. Елементарні поняття квантової механіки
§ 4. Електронні зміни атомів.
§ 5. Хімічний зв'язок та будова молекул.
Література
Розділ 3. Хімічна термодинаміка
§ 1. Теплові ефекти хімічних реакцій
§ 2. Другий закон термодинаміки
§ 3. Фазова рівновага та фазові переходи
§ 4. Хімічна рівновага
§ 5. Розподіли з енергії та швидкості
§ 6. Електрохімічні ланцюги.
§ 7. Термодинамічні властивості розчинів.
Література
Розділ 4. Хімічна кінетика
§ 1. Закон чинних мас.
§ 2. Залежність швидкості реакції від температури
§ 3. Складні реакції.
§ 4. Каталіз.
§ 5. Фотохімія.
Література

Безкоштовно завантажити електронну книгуу зручному форматі, дивитися та читати:
Скачати книгу Теоретична та математична хімія для школярів, Підготовка до хімічних олімпіад, Єрьомін В.В., 2007 - fileskachat.com, швидке та безкоштовне скачування.

Завантажити pdf
Нижче можна купити цю книгу за найкращою ціною зі знижкою з доставкою по всій Росії.