Природничо освіта час змін
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.
Зміст
Глава 1. Елементарна математика у хімії
§ 1. Роль математики у хімії
§ 2. Розрахунки та оцінки
§ 5. Елементи математичного аналізу
§ 6. Елементи комбінаторики
§ 7. Комп'ютерна математика у хімії
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
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
Розділ 4. Хімічна кінетика
§ 1. Закон чинних мас
§ 2. Залежність швидкості від температури
§ 3. Складні реакції
Передмова
Перед вами – незвичайна книга про хімію. У ній досить мало хімічних формул, зате удосталь зустрічаються математичні символи,рівняння та графіки функцій. Тут можна знайти безліч фізичних понять, наприклад "квант", "фотон", "теплота", "робота". І все-таки, на першому місці у книзі стоїть хімія. Усі математичні методи та фізичні теорії тут грають лише утилітарну роль: вони допомагають описувати хімічні речовини та 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 основу книги – олімпіадні завдання різних рівнів, від шкільного до міжнародного. Багато завдань наведено з докладними рішеннями, всім розрахунковим завданням дано відповіді.Кожен параграф починається з теоретичного матеріалу, який може бути цікавим і сам собою, а не лише у зв'язку з вирішенням завдань. Книгу можна використовувати для додаткових занять з хімії, самостійної роботи, підготовки до хімічних олімпіад. Вона має яскравий фізико-математичний характер, але розрахована на юних хіміків – тих, хто визначатиме обличчя хімічної науки через пару десятиліть.
Дуже хочеться, щоб це були ерудовані і люди, які широко мислять, здатні застосувати в хімії все краще, що створено дружніми науками.
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: складніша частина, яку можна пропустити при початковому читанні, виділена 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 завдань, що дозволить розширити коло читачів книги.
Сподіваюся, що всі ці зміни зроблять книгу кращою. Бажаю вам приємного та корисного читання та успіхів у вирішенні завдань!