Chemia dla bystrzaków. Wydanie II - ebook

W prostocie tkwi siła

• podstawowe reguły chemiczne
• definicje materii i energii, atomu i cząsteczki, kwasu i zasady
• sposoby rozwiązywania problemów, z którymi można spotkać się w szkole i na studiach

Prosty i zrozumiały poradnik, który pomoże Ci opanować podstawy chemii

• Wprowadzenie do świata chemii — zawiera proste wyjaśnienie tego, czym jest chemia, jakie miejsce zajmuje pośród innych nauk i dlaczego wszystko, co nas otacza, ma z nią ścisły związek.
• Na początku był Atom — daje możliwość zagłębienia się w mikroskopowy świat atomów i cząstek elementarnych: protonów, neutronów i elektronów.
• To gaz — pozwala na odkrycie cudownego świata gazów i zrozumienie praw Boyle’a– Mariotte’a, Charlesa, Gay–Lussaca, połączonych praw gazowych i innych.
• Wywołaj reakcję — jest kluczem do świata reakcji chemicznych, poznania wielu ich rodzajów i zdobycia umiejętności potrzebnych do ich zbilansowania.
• Wiązania, które łączą — znaleźć tu można proste wyjaśnienie teorii kwantowej, omówienie zagadnienia wiązań jonowych oraz ich zastosowania w codziennym życiu.

• jak rozwiązywać zadania z chemii w szkole i na studiach;
• jak profesjonalnie korzystać z układu okresowego pierwiastków;
• jak stosować metodę molową;
• jak wykonywać niezbędne obliczenia;
• skąd się bierze zanieczyszczenie środowiska i jak można mu przeciwdziałać za pomocą chemii;
• czym jest termochemia;
• jaki jest udział chemii w produkcji rozmaitych wyrobów, od mydła, przez leki, po benzynę.

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)