Chemia dla bystrzaków. Wydanie II (e-Book) Wrocław

W prostocie tkwi siła Poznaj podstawowe reguły chemiczne Przyswój definicje materii i energii, atomu i cząsteczki, kwasu i zasady Znajdź rozwiązania problemów, na które możesz się natknąć w szkole i na studiach Wprowadzenie do świata chemii Trzymasz w ręku przystępny poradnik, który pomoże Ci opanować podstawy chemii. Jeżeli "nie czujesz chemii", gdy mowa o związkach chemicznych, albo chcesz lepiej zrozumieć to, czego uczysz się w szkole, w Chemii dla bystrzaków znajdziesz najważniejsze informacje na temat materii i energii, atomów i cząsteczek, kwasów i zasad - a także wiele innych zagadnień! W książce: Rozwiązywanie zadań z chemii w szkole i na studiach Korzystanie z układu okresowego pierwiastków Metoda molowa Zanieczyszczenie środowiska i jak mu przeciwdziałać Udział chemii w produkcji rozmaitych wyrobów, od mydła, przez leki, po benzynę Spis treści: O autorze 15 Podziękowania od autora 17 Wstęp 19 O książce 20 Naiwne założenia 20 Czego nie czytać 21 Jak podzielona jest książka 21 Część I. Podstawowe pojęcia chemiczne 21 Część II. Obfitość koncepcji chemicznych 22 Część III. Cudowna moc wiązań 22 Część IV. Chemia środowiskowa - korzyści i problemy 23 Część V. Dekalogi 23 Ikony użyte w książce 23 Co dalej 24 CZĘŚĆ I: PODSTAWOWE POJĘCIA CHEMICZNE 25 Rozdział 1: Czym jest chemia i dlaczego trzeba ją poznać? 27 Czym jest chemia? 27 Rozróżnienie między nauką a technologią 28 Odszyfrowanie metody naukowej 29 Jak działa metoda naukowa? 29 Jak stosować metodę naukową? 31 Krótki opis dyscyplin chemicznych 32 Podejście makroskopowe kontra mikroskopowe 34 Chemia czysta kontra chemia stosowana 34 Krótki rzut oka na to, czego będziesz się uczyć na zajęciach z chemii 35 Rozdział 2: Rozważania na temat obliczeń chemicznych 37 Układ jednostek miar SI 37 Podstawowe przedrostki układu SI 38 Jednostki długości 38 Jednostki masy 39 Jednostki objętości 39 Jednostki temperatury 39 Jednostki ciśnienia 40 Jednostki energii 40 Jak sobie radzić z bardzo dużymi i bardzo małymi liczbami? 40 Postać wykładnicza i notacja naukowa 41 Dodawanie i odejmowanie 41 Mnożenie i dzielenie 42 Podnoszenie liczby do potęgi 42 Korzystanie z kalkulatora 42 Różnica między dokładnością a precyzją 43 Wykorzystywanie metody zamiany jednostek do rozwiązywania zadań 44 Posługiwanie się cyframi znaczącymi 47 Porównywanie liczb: dokładne i liczone kontra mierzone 47 Określenie liczby cyfr znaczących w liczbie pomiarowej 47 Podawanie odpowiedniej liczby cyfr znaczących 48 Zaokrąglanie liczb 49 Rozdział 3: Materia i energia 51 Fakty na temat materii 51 Ciała stałe 52 Ciecze 52 Gazy 53 Skupmy się na zmianie stanu skupienia 53 Topię się! Co za świat! 53 Temperatura wrzenia 54 Temperatura krzepnięcia 54 Przesublimuj to! 55 Klasyfikowanie czystych substancji i mieszanin 55 Prosta sprawa z czystymi substancjami 56 Zamieszane w mieszaniny 57 Masz niezłe właściwości 57 Identyfikacja substancji za pomocą gęstości 58 Jak gęsty jesteś? Mierzenie gęstości 58 Świat w ruchu: energia 60 Przejdźmy dalej: energia kinetyczna 60 Rozsiądź się wygodnie: energia potencjalna 61 Pomiar energii 61 Rzut oka na temperaturę 62 Poczuj ten żar 63 Rozdział 4: Coś mniejszego niż atom? Struktura atomu 65 Spojrzenie z bliska na atom, czyli cząstki elementarne 65 Scena główna, czyli jądro 67 Umiejscowienie elektronów w atomie 71 Model Bohra 71 Model kwantowo-mechaniczny 72 Konfiguracja elektronowa 76 Badanie diagramu poziomów energetycznych 76 Rzut oka na konfiguracje elektronowe 79 Życie na krawędzi, czyli elektrony walencyjne 79 Izotopy i jony 80 Izotopy 80 Jony 81 Rozdział 5: Układ okresowy pierwiastków 83 Powtarzanie schematów okresowości 83 Rozmieszczenie pierwiastków w układzie okresowym 86 Klasyfikacja metali, niemetali i półmetali 86 Uporządkowanie pierwiastków według okresów i grup 89 Rozdział 6: Balony, opony i butle do nurkowania, czyli cudowny świat gazów 95 Gazy na poziomie mikroskopowym - teoria kinetyczno-molekularna 95 Czuć ciśnienie - atmosferyczne, rzecz jasna 98 Mierzenie ciśnienia atmosferycznego za pomocą barometru 98 Mierzenie ciśnienia gazu za pomocą manometru 99 Różne prawa gazowe 100 Prawo Boyle'a-Mariotte'a 100 Prawo Charles'a 102 Prawo Gay-Lussaca 103 Połączone prawa gazowe 105 Prawo Avogadra 106 Równanie stanu gazu doskonałego 107 Równanie van der Waalsa 109 Zastosowanie praw gazowych w stechiometrii 109 Zabieramy się za prawo Daltona i prawo Grahama 110 Prawo Daltona 110 Prawo Grahama 111 CZĘŚĆ II: OBFITOŚĆ KONCEPCJI CHEMICZNYCH 113 Rozdział 7: Chemia od kuchni, czyli reakcje chemiczne 115 To, co masz, i to, co uzyskasz, czyli substraty i produkty 115 Jak zachodzą reakcje? Teoria zderzeń 117 Przykład zderzenia prostego 117 Przykład egzotermiczny 118 Przykład endotermiczny 119 Rozpoznawanie różnych rodzajów reakcji 120 Reakcje syntezy 120 Reakcje analizy 120 Reakcje wymiany pojedynczej 121 Reakcje wymiany podwójnej 122 Reakcje spalania 123 Reakcje utleniania i redukcji 124 Bilansowanie reakcji chemicznych 124 Bilansowanie produkcji amoniaku 124 Zapalanie zapalniczki 126 Rozdział 8: Mole - dasz radę się w to wgryźć? 129 Liczenie przez ważenie 129 Wykorzystywanie moli w obliczeniach 130 Liczba Avogadra 130 Wykorzystywanie moli w pracy 131 Obliczanie wzorów empirycznych 132 Rola moli w reakcjach chemicznych 133 Wykonywanie obliczeń 133 Czego potrzebujesz i co uzyskasz? Stechiometria reakcji 135 Poznaj swoją wartość, czyli wydajność reakcji chemicznej 137 Wyczerpanie zapasów i porzucanie dóbr, czyli substraty ograniczające 137 Rozdział 9: Zamieszanie w materii, czyli roztwory 139 Podstawowe pojęcia: substancja rozpuszczona, rozpuszczalnik i roztwór 139 Kilka uwag na temat rozpuszczalności: ile substancji ulegnie rozpuszczeniu? 140 Badanie nasycenia 140 Jednostki określające stężenie roztworu 141 Stężenie procentowe - trzy różne proporcje 141 Stężenie molowe - numer jeden! 144 Stężenie molalne - kolejne zastosowanie mola 146 Części na milion - jednostka zanieczyszczenia 147 Właściwości koligatywne roztworów 147 Niższe ciśnienie, czyli obniżenie prężności par 148 Zimowy płyn do chłodnicy w lecie, czyli ebulioskopia 148 Kręcenie lodów, czyli krioskopia 149 Całe i zdrowe krwinki, czyli ciśnienie osmotyczne 151 Przejścia z koloidami 153 Rozdział 10: Termochemia - gorący temat 155 Obserwowanie reakcji i zmian energii 155 Układ i otoczenie 156 Ciepło 156 Jednostki energii 156 Pojemność cieplna 157 Kalorymetria 158 Zrozumienie zmian entalpii 161 Określenie ciepła reakcji 162 Zrób to sam 163 Korzystanie z tabel 163 Zastosowanie prawa Hessa 163 Używanie standardowych ciepeł tworzenia 164 Zrozumienie entalpii i przemian fazowych 166 Rozdział 11: Kwaśne i gorzkie, czyli kwasy i zasady 169 Właściwości kwasów i zasad - poziom makroskopowy 169 Kwasy i zasady - poziom mikroskopowy 171 Teoria Arrheniusa, czyli potrzebujesz wody 171 Teoria kwasów i zasad Bronsteda-Lowry'ego, czyli dawanie i przyjmowanie 172 Różnice między mocnymi a słabymi kwasami i zasadami 173 Całkowita dysocjacja - mocne kwasy 173 Rozpaść się na kawałki - mocne zasady 174 Częściowa jonizacja - słabe kwasy 174 Określenie stanu równowagi dla wody - słabe zasady 176 Reakcje między kwasami a zasadami według Bronsteda-Lowry'ego, czyli rywalizowanie o protony 176 Gra na dwa fronty, czyli amfoteryczna woda 177 Rozpoznawanie kwasów i zasad dzięki wskaźnikom 178 Papierek lakmusowy prawdę Ci powie 178 Miareczkowanie fenoloftaleiną 179 Kawa i inne substancje na skali pH 180 Kontrolowanie pH za pomocą buforów 183 CZĘŚĆ III: CUDOWNA MOC WIĄZAŃ 185 Rozdział 12: Gdzie ja położyłem ten elektron? Teoria kwantowa 187 Koncepcje dotyczące materii i światła 187 Podstawowe pojęcia 187 Spektroskopia 189 Model atomu Bohra 191 Wkład de Broglie'a 191 Wkład Heisenberga 192 Model kwantowo-mechaniczny 192 Rozdział 13: Przeciwieństwa naprawdę się przyciągają, czyli wiązania jonowe 195 Magicznie związane jony, czyli sód + chlor = sól kuchenna 195 Spotkanie składników 196 Przebieg reakcji 197 Tworzenie wiązania 198 Rozpoznawanie jonów dodatnich i jonów ujemnych - kationy i aniony 199 Jony wieloatomowe (złożone) 202 Łączenie się jonów w związki jonowe 203 Połączenie magnezu z bromem 203 Stosowanie reguły krzyżowej 204 Nazewnictwo związków jonowych 205 Porównanie elektrolitów i nieelektrolitów 206 Rozdział 14: Piękne współdzielenie, czyli wiązania kowalencyjne 209 Podstawowe informacje na temat wiązań kowalencyjnych 209 Wiązania kowalencyjne na przykładzie wodoru 210 Porównanie wiązań kowalencyjnych z innymi wiązaniami 211 Wiązania wielokrotne 212 Nazewnictwo dwupierwiastkowych związków kowalencyjnych 213 Nauczenie się wielu wzorów w krótkim czasie 214 Wzór empiryczny - tylko pierwiastki 215 Wzór rzeczywisty sumaryczny lub cząsteczkowy - wewnątrz liczb 215 Wzór strukturalny - dodatkowe informacje na temat wiązań 216 Uwspólnianie par elektronowych - nie zawsze po równo 220 Przyciąganie elektronów, czyli elektroujemność 220 Wiązanie kowalencyjne spolaryzowane 222 Woda - naprawdę dziwna cząsteczka 223 Rozdział 15: Jak naprawdę wyglądają cząsteczki? Geometria cząsteczek i hybrydyzacja 227 Dlaczego kształt ma znaczenie? 228 Naładowanie polarnością 228 Przewidywanie polarności 229 Geometria elektronów i cząsteczek (VSEPR) 230 Teoria wiązań walencyjnych (hybrydyzacji) 233 Teoria orbitali molekularnych (MO) 235 Rozdział 16: Trendy w układzie okresowym pierwiastków 239 Jakie znaczenie ma wielkość? 239 Czym jest efektywny ładunek jądra? 240 Zmiany w promieniu atomowym 240 Śledzenie tendencji promieni jonowych 241 Trendy w energii jonizacji 242 Wzrost kolejnych energii 242 Uwzględnienie stabilności 243 Kilka wyjątków od reguły 244 Trendy w powinowactwie elektronowym 244 Rozdział 17: Analiza powiązań między oddziaływaniem międzycząsteczkowym a materią skondensowaną 247 Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych 247 Połączenie jonów z dipolami 248 Wzajemne przyciąganie się dipoli 248 Zmierzanie do wodoru 249 Łączenie się przez chmurę 249 Tworzenie tymczasowych wiązań przy udziale sił (dyspersyjnych) Londona 249 Właściwości cieczy 249 Opór przeciw powiększaniu, czyli napięcie powierzchniowe 250 Opór przeciw płynięciu, czyli lepkość 250 Wspinanie się po ścianach, czyli zjawiska kapilarne 251 Rozgrzewka, czyli pojemność cieplna 251 Ciała stałe 252 Odczytywanie wykresów fazowych 253 CZĘŚĆ IV: CHEMIA ŚRODOWISKOWA - KORZYŚCI I PROBLEMY 257 Rozdział 18: Ehe, ehe! Zanieczyszczenie powietrza 259 Wpływ cywilizacji na atmosferę 259 Bliższe spojrzenie na atmosferę Ziemi 260 Troposfera - najbliższa i najbardziej narażona 260 Stratosfera - ochronna warstwa ozonowa 260 Co warto wiedzieć o warstwie ozonowej? 261 Jak warstwa ozonowa reaguje na gazy? 261 Jak freony niszczą warstwę ozonową? 262 Problem efektu cieplarnianego 262 Oddychanie brązowym powietrzem, czyli smog fotochemiczny 264 Smog londyński 264 Smog fotochemiczny 264 Rozpuszczam się! Kwaśne deszcze 266 Nie pij tej wody! Z czego się składają kwaśne deszcze? 266 Naładuj i wyrzuć, czyli elektrofiltry 268 Mycie wody, czyli płuczki 268 Rozdział 19: Wszystko na temat zanieczyszczenia wody 271 Skąd się bierze woda i gdzie znika? 271 Parowanie, skraplanie... I tak w kółko 272 Śledzenie wody 272 Woda - najbardziej niezwykła substancja 273 Lista najczęściej występujących zanieczyszczeń wód 275 Problem z ołowiem - zanieczyszczenie metalami ciężkimi 276 Kwas, który spada na nas z nieba 277 Drobnoustroje chorobotwórcze 277 Wycieki ze składowisk odpadów i lotne związki organiczne 278 Zanieczyszczenia z gospodarstw rolnych 279 Zanieczyszczenia termiczne 279 Zużywanie tlenu - BZT 280 Usunięcie smrodu ze ścieków 280 Pierwszy stopień oczyszczania 280 Drugi stopień oczyszczania 281 Trzeci stopień oczyszczania 282 Oczyszczanie wody pitnej 282 Rozdział 20: Chemia jądrowa - nauka, która sprawi, że się rozpromienisz 285 Podstawowa struktura atomowa - wszystko zaczyna się od atomu 286 Promieniotwórczość i rozpad promieniotwórczy wywołany przez człowieka 286 Naturalny rozpad promieniotwórczy 288 Rozpad alfa 288 Rozpad beta 289 Emisja gamma 290 Emisja pozytonu 290 Wychwyt elektronu 290 Kiedy dochodzi do rozpadu promieniotwórczego? Czas połowicznego rozpadu 291 Obliczanie czasu połowicznego rozpadu 292 Bezpieczne korzystanie z materiału promieniotwórczego 294 Datowanie izotopowe 294 Inicjowanie reakcji, czyli rozszczepienie jądra 295 Obliczanie reakcji łańcuchowych i masy krytycznej 295 Reakcje kontrolowane, czyli elektrownie jądrowe 297 Wytwarzanie plutonu w reaktorach powielających 299 Reakcje termojądrowe - nasza nadzieja na energię 300 Problemy z opanowaniem energii 300 Co niesie przyszłość? 301 Skutki promieniowania 302 CZĘŚĆ V: DEKALOGI 303 Rozdział 21: Dziesięć przypadkowych odkryć chemicznych 305 Zmierzenie objętości 305 Nadanie gumie trwałej formy stałej 306 Cząsteczki praworęczne i leworęczne 306 Sztuczny barwnik - droga na skróty do koloru 306 Wyśnienie budowy pierścieniowej 307 Odkrycie promieniotwórczości 307 Wynalezienie niezwykle śliskiej substancji - teflonu 307 Karteczki samoprzylepne 308 Odrastanie włosów 308 Słodkie co nieco 308 Rozdział 22: Dziesięciu (plus jeden) wybitnych chemików 309 Amedeo Avogadro 309 Niels Bohr 309 Maria Skłodowska-Curie 310 John Dalton 310 Michael Faraday 310 Antoine Lavoisier 310 Dmitrij Mendelejew 311 Linus Pauling 311 Ernest Rutherford 311 Glenn Seaborg 312 Trzecioklasistka eksperymentująca z octem i proszkiem do pieczenia 312 Rozdział 23: Dziesięć wspaniałych porad, które pomogą Ci zdać egzamin z chemii 313 Ucz się systematycznie 313 Staraj się zrozumieć tekst, a nie tylko go zapamiętać 314 Wyrób sobie nawyk odrabiania zadań domowych 314 Szukaj wiedzy w innych źródłach 314 Przed zajęciami przeczytaj nową lekcję 315 Rób notatki 315 Przepisz swoje notatki z lekcji albo wykładu 316 Zadawaj pytania 316 Wyśpij się dobrze przed egzaminem 316 Zwracaj uwagę na szczegóły 317 Rozdział 24: Dziesięć najważniejszych substancji chemicznych w przemyśle 319 Kwas siarkowy (H2SO4) 319 Azot (N2) 320 Etylen (C2H4) 320 Tlen (O2) 321 Propylen (C3H6) 321 Chlor (Cl2) 322 1,2-dwuchloroetylen (C2H2Cl2) 322 Kwas fosforowy (H3PO4) 322 Amoniak (NH3) 323 Wodorotlenek sodu (NaOH) 323 Słownik 325 Skorowidz 337 O autorze: John T. Moore jest doktorem pedagogiki. Wykłada chemię na Uniwersytecie Stephena F. Austina w Teksasie, a jednocześnie jest szefem tamtejszego Centrum Doskonalenia Nauczycieli. Jest współautorem książki Biochemistry For Dummies i Organic Chemistry II For Dummies.