Στοιχεία Γενικής Χημείας

Η Γενική Χημεία, όπως και κάθε τι με τον όρο “Γενικός” έχει την θέση της εισαγωγής στο αντικείμενο το οποίο πραγματεύεται, και στη συγκεκριμένη περίπτωση στο αντικείμενο της Χημείας.
Η εισαγωγή αυτή επίσης, δεν μπορεί να “παραβλέπει” από τη μια τις σύγχρονες προόδους στις τεχνικές, τις θεωρίες και τις αντιλήψεις, από την άλλη όμως δεν μπορεί να “εξαφανίζει” την εργασία υποβάθρου την οποία επιτέλεσαν οι προηγούμενες γενιές των χημικών και η οποία στοιχειοθέτησε πλήρως και αποτελεί ακόμη βασικό δομικό στοιχείο των σύγχρονων αντιλήψεων για τα χημικά φαινόμενα και τις χημικές ενώσεις. Με την έννοια αυτή, αντικείμενα της Ανόργανης, Οργανικής και Φυσικής Χημείας πρέπει να περιγραφούν και να αναλυθούν με βάση απλά μοντέλα ενώ πρέπει να δίνονται τα απαραίτητα εκείνα στοιχεία τα οποία θα αποτελέσουν τον συνδετικό κρίκο με τα πιο ενδελεχή και εξειδικευμένα συγγράμματα τα οποία πραγματεύονται συγκεκριμένες περιοχές της Ανόργανης, Οργανικής και Φυσικής Χημείας.
Ο αναγνώστης του συγγράμματος αυτού μπορεί να είναι βεβαίως

• κάποιος πρωτοετής φοιτητής πολλών προπτυχιακών κύκλων σπουδών όπου απαιτούνται κάποιες βασικές και στέρεες γνώσεις Χημείας,
• κάποιος παλαιότερος απόφοιτος τμημάτων όπου η Χημεία αποτελούσε μέρος του προγράμματος σπουδών και ο οποίος μετά από χρόνια επιθυμεί να έλθει και πάλι σε επαφή με το αντικείμενο της Χημείας στην ευρεία του έννοια
• κάποιος επιστήμονας μιας πολύ διαφορετικής περιοχής εξειδίκευσης, ο
  οποίος έχει ακούσει κάποια γενικά στοιχεία περί της Χημείας (η οποία παρεμπιπτόντως αναφέρεται και όχι πάντοτε εύστοχα, σε πολλές ανθρώπινες δραστηριότητες από τον έρωτα έως την οργάνωση μιας ομάδας αθλητών ομαδικού αθλήματος) και θέλει να αποκτήσει μια πρώτη ή να επανακτήσει μια παλαιότερη επαφή με το αντικείμενο, ή τέλος
• κάποιος ο οποίος έχει μόνον ακαδημαϊκό ενδιαφέρον για το αντικείμενο της Χημείας επειδή έτυχε να ακούσει ή να σχηματίσει την εντύπωση (η οποία, και πάλι παρεμπιπτόντως, είναι αληθής) ότι οι νόμοι της Φυσικής και της Χημείας είναι αυτοί οι οποίοι κυβερνούν, το γνωστό τουλάχιστον Σύμπαν, κατά τρόπο τελεσίδικο και απαράβατο.

Στη δεύτερη αυτή έκδοση, έχουν γίνει μερικές μικρές σε έκταση προσθήκες, αναδιατάξεις και αναδιαρθρώσεις κειμένων, κυρίως όμως έχει γίνει σημείωση, σε κάθε περίπτωση, της διασύνδεσης μεταξύ κεφαλαίων. Όταν δηλαδή, σε κάποιο σημείο αναφέρεται κάτι που περιγράφεται αναλυτικότερα σε άλλο κεφάλαιο, υπάρχει η σχετική ένδειξη σε αγκύλες. Ακόμη, έγιναν μερικές διορθώσεις σε σχήματα, έτσι ώστε να είναι πιο σαφή και πιο κατανοητά. Τέλος, επειδή τα μεν βασικά στοιχεία της ονοματολογίας των οργανικών ενώσεων είναι (και θεωρούνται) γνωστά από το Λύκειο, ενώ υπάρχει αντίστοιχα υστέρηση στην ονοματολογία των ανόργανων ενώσεων, περιλαμβάνεται στο παράρτημα ένας σχετικός μικρός συνοπτικός οδηγός.
Το σύγγραμμα περιλαμβάνει, από την πρώτη του ακόμη έκδοση, ένα συνοπτικό αλλά αρκετά ενημερωτικό οδηγό εργαστηριακής συμπεριφοράς (κεφάλαιο 21), που μπορεί να έχει ευρύτερη χρησιμότητα για τους φοιτητές. Οι πειραματικές διαδικασίες που περιγράφονται στο κεφάλαιο 22, δεν είναι απλή παράθεση διαδικασιών αλλά περιλαμβάνουν και το σχετικό θεωρητικό υπόβαθρο, σε μερικές περιπτώσεις αρκετά εκτενές και περιγραφικό, ειδικά στην περίπτωση των πειραμάτων σχετικά με τους ηλεκτρολύτες. Οι κατά περίπτωση διδάσκοντες μπορούν να επιλέξουν ορισμένα πειράματα ή να τροποποιήσουν κατάλληλα κάποια άλλα ώστε να τα προσαρμόσουν στο δικό τους εκπαιδευτικό πρόγραμμα.

Περιεχόμενα

Εισαγωγή

ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ

Τμήμα Α: Τα δομικά στοιχεία του σύμπαντος

Κεφάλαιο 1: Η εξέλιξη των αντιλήψεων για τη δομή της ύλης

1. Χημεία και χημική τεχνολογία
2. Η εξέλιξη των χημικών θεωριών
3. Ηλεκτρόλυση – Αγωγιμότητα
4. Ατομική φασματοσκοπία εκπομπής
5. Καθοδικές ακτινοβολίες – Ιονισμός αερίων – Φωτοηλεκτρικό φαινόμενο
6. Ακτινοβολίες Χ – Ραδιενέργεια
7. Η ακτινοβολία του μέλανος σώματος

Κεφάλαιο 2: Το ατομικό πρότυπο

1. Τα αρχικά μοντέλα για το άτομο
2. Η γένεση του κβαντικού ατόμου
3. Η ολοκλήρωση της δομής του ατόμου
4. Η σημερινή αντίληψη για το άτομο
5. Ατομικές κυματικές συναρτήσεις για το άτομο του υδρογόνου
6. Απλές εφαρμογές της ατομικής θεωρίας

Κεφάλαιο 3: Περιοδικές ιδιότητες των ατόμων

1. Η περιοδικότητα στις ιδιότητες των στοιχείων
2. Ο Σύγχρονος Περιοδικός Πίνακας
3. Διακύμανση των ατομικών ακτίνων
4. Διακύμανση των πρώτων ενεργειών ιονισμού
5. Διακύμανση της ηλεκτρονιοσυγγένειας
6. Διακύμανση της ηλεκτραρνητικότητας
7. Η κατανόηση των περιοδικών ιδιοτήτων με βάση την ατομική θεωρία
8. Προσδιορισμός της ηλεκτρονιακής διαμόρφωσης ενός ατόμου
9. Η ευστάθεια των ηλεκτρονιακών διαμορφώσεων

Τμήμα B: Περιγραφή και μελέτη των χημικών ενώσεων

Κεφάλαιο 4: Θεωρίες περιγραφής του χημικού δεσμού

1. Ιστορικά στοιχεία
2. Η θεώρηση του δεσμού σθένους
3. Περιγραφή του δεσμού με μοριακά τροχιακά
4. Πειραματική επιβεβαίωση της θεωρίας των μοριακών τροχιακών
5. Συνέπειες και προτάσεις της θεωρίας των μοριακών τροχιακών

Κεφάλαιο 5: Δομή και σχήματα μικρών μορίων

1. Περιγραφή πολυατομικών μορίων
2. Ο υβριδισμός
3. Η θεωρία των απώσεων των ηλεκτρονίων σθένους (VSEPR)
4. Μόρια με π- δεσμούς
5. Μεσομέρεια ή συντονισμός
6. Αρωματικά συστήματα
7. Η ενέργεια του ομοιοπολικού δεσμού
8. Η πολικότητα των μορίων

Κεφάλαιο 6: Aλληλεπιδράσεις μεταξύ μορίων

1. Διαμοριακές δυνάμεις και δομή
2. Ιοντικός δεσμός
3. Ενδιάμεσες μορφές δεσμών
4. Ο δεσμός υδρογόνου
5. Άλλες ηλεκτροστατικές αλληλεπιδράσεις

Κεφάλαιο 7: Οι ενώσεις των μετάλλων

1. Γενικές έννοιες
2. Κατάταξη των ενώσεων συναρμογής
3. Θεωρίες δεσμού στα σύμπλοκα
4. Οπτικές ιδιότητες των συμπλόκων ενώσεων
5. Μαγνητικές ιδιότητες των συμπλόκων
6. Η ισομέρεια στις ενώσεις συναρμογής

Κεφάλαιο 8: Στοιχεία μοριακής φασματοσκοπίας

1. Η μελέτη των χημικών ενώσεων
2. Ηλεκτρονιακή Φασματοσκοπία
3. Δονητική Φασματοσκοπία
4. Φασματοσκοπία Πυρηνικού Μαγνητικού Συντονισμού (NMR)
5. Φασματοσκοπία Ακτίνων Χ
6. Φασματομετρία Μαζών

Τμήμα Γ: Οι καταστάσεις της ύλης και οι χημικές αντιδράσεις

Κεφάλαιο 9: Περιγραφή της αέριας κατάστασης

1. Οι νόμοι των αερίων
2. Κινητική θεωρία των αερίων
3. Οι αντιδράσεις στην αέρια φάση

Κεφάλαιο 10: Στοιχεία θερμοδυναμικής

1. Γενικά
2. Εσωτερική ενέργεια και ενθαλπία
3. Εντροπία
4. Ελεύθερη Ενέργεια

Κεφάλαιο 11: Στοιχεία χημικής ισορροπίας

1. Γενικά
2. Ταχύτητα αντίδρασης
3. Αμφίδρομες αντιδράσεις
4. Ελεύθερη ενέργεια και σταθερά ισορροπίας
5. Η ετερογενής ισορροπία

Κεφάλαιο 12: Η υγρή φάση

1. Τα διαλύματα
2. Αλληλεπίδραση της διαλυμένης ουσίας με τον διαλύτη
3. Η διαλυτότητα των ουσιών
4. Διαλύματα οξέων και βάσεων
5. Αντιδράσεις μεταξύ οξέων και βάσεων
6. Ασθενείς οργανικές βάσεις
7. Κολλοειδή συστήματα διασποράς

Κεφάλαιο 13: Η στερεά κατάσταση

1. Το κρυσταλλικό πλέγμα
2. Ο τύπος του κρυσταλλικού πλέγματος και ο καθορισμός του
3. Ο μεταλλικός δεσμός
4. Συμπεράσματα

Κεφάλαιο 14: Στοιχεία οξείδωσης και αναγωγής

1. Γενικά
2. Το φαινόμενο της οξείδωσης και της αναγωγής
3. Διαγραμματική περιγραφή οξειδοαναγωγικών αντιδράσεων
4. Ηλεκτρόλυση

Τμήμα Δ: Κατανόηση του σύμπαντος μέσα από τη χημεία

Κεφάλαιο 15: Η γένεση των πλανητών και των οργανισμών

1. Οι πρωταρχικές πυρηνικές αντιδράσεις
2. Η σύγχρονη πυρηνική χημεία
3. Εφαρμογές της ραδιοχημείας

Κεφάλαιο 16: Η Χημεία και το Περιβάλλον

1. Η ατμόσφαιρα
2. Η υδρόσφαιρα
3. Η λιθόσφαιρα

Κεφάλαιο 17: Η Χημεία και η Βιομηχανία

1. Η χημική βιομηχανία
2. Λιπάσματα
3. Τσιμέντο
4. Μέταλλα και κράματα
5. Θειικό οξύ
6. Πολυμερή

Κεφάλαιο 18: Η Χημεία του οργανισμού

1. Γενικά
2. Αμινοξέα και πρωτεΐνες
3. Τα ένζυμα και οι δράσεις τους
4. Γενετικό υλικό
5. Οι βιταμίνες

Κεφάλαιο 19: Η Χημεία και η ποιότητα ζωής

1. Απορρυπαντικά
2. Φάρμακα
3. Αγροχημικά
4. Νέα υλικά
5. Διάβρωση

Κεφάλαιο 20: Χημικές ιδιότητες των στοιχείων

1. Γενικά
2. Τα στοιχεία του τομέα s
3. Τα στοιχεία του τομέα p
4. Τα στοιχεία των τομέων D και F

ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ

Κεφάλαιο 21: Η Χημεία στο Εργαστήριο

1. Εισαγωγή
2. Η ασφάλεια στο χημικό εργαστήριο
3. Περιγραφή και χρήση εργαστηριακών οργάνων
4. Βασικές πειραματικές διαδικασίες
5. Ανάλυση και παρουσίαση αποτελεσμάτων
6. Ο Νόμος του Murphy

Κεφάλαιο 22: Εργαστηριακές ασκήσεις

1. Κατηγορίες χημικών αντιδράσεων
2. Ισορροπία χημικών αντιδράσεων
3. Διάσταση ασθενών ηλεκτρολυτών και pH
4. Παρασκευή και υδρόλυση αλάτων
5. Ρυθμιστικά διαλύματα
6. Εξουδετέρωση. Οξυμετρία – αλκαλιμετρία
7. Σχηματισμός και σταθερότητα συμπλόκων. Συμπλοκομετρία
8. Οξειδοαναγωγικές αντιδράσεις
9. Αρχές φασματομετρίας υπεριώδους – ορατού
10. Προσδιορισμός σταθεράς ισορροπίας αντίδρασης
11. Προσδιορισμός ταχύτητας αντίδρασης
12. Ηλεκτρόλυση

Βιβλιογραφία

Παραρτήματα

• Συστήματα μονάδων
• Η εξίσωση του Schrödinger
• Απεικόνιση ατομικών τροχιακών
• Απεικόνιση μοριακών τροχιακών
• Ονοματολογία τυπικών ανόργανων ενώσεων

Ευρετήριο Όρων