Table Of ContentCopyright ООО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ЛУЧШИЙ ЗАРУБЕЖНЫЙ УЧЕБНИК
Н. ГРИНВУД
А. ЭРНШО
ХИМИЯ
ЭЛЕМЕНТОВ
1
Copyright ООО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ХИМИЯ
ЭЛЕМЕНТОВ
Copyright ООО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
CHEMISTRY
OF THE ELEMENTS
Second Edition
N. N. Greenwood and A. Earnshaw
School of Chemistry
University of Leeds, U.K.
Oxford Amsterdam Boston London New York Paris
San Diego San Francisco Singapore Sydney Tokyo
Copyright ООО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ЛУЧШИЙ ЗАРУБЕЖНЫЙ УЧЕБНИК
Н. Гринвуд, А. Эрншо
ХИМИЯ
ЭЛЕМЕНТОВ
В двух томах
1
5-е издание, исправленное,
электронное
Перевод с английского
профессора, д(cid:18)ра хим. наук В. А. Михайлова,
профессора, д(cid:18)ра хим. наук Е. В. Савинкиной,
канд. хим. наук Ю. И. Азимовой,
канд. хим. наук Е. Э. Григорьевой,
Н. М. Логачевой,
канд. хим. наук Л. Ю. Аликберовой
Москва
Лаборатория знаний
2021
Copyright ООО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
УДК 541
ББК 24.12я2
Г82
Серия основана в 2006 г.
ГринвудН.
Г82 Химия элементов : в 2т. Т.1 / Н.Гринвуд, А.Эрншо ;
пер. с англ.—5-е изд., испр., электрон.—М. : Лаборатория
знаний, 2021.—664с.—(Лучший зарубежный учебник).—Сис-
тем. требования: Adobe Reader XI ; экран 10".—Загл. с титул.
экрана.—Текст : электронный.
ISBN 978-5-93208-568-4 (Т.1)
ISBN 978-5-93208-567-7
В фундаментальном учебном издании английских авторов химия эле-
ментовпредставленакакразвивающаясядисциплина,объединяющаяразные
области науки,—неорганическая, аналитическая, теоретическая, металлоор-
ганическая, бионеорганическая химия и химическая технология. Огромный
фактический материал изложен в рамках современных теоретических
концепций. Вводные главы посвящены общим вопросам: происхождение
и распространенность элементов, периодичность изменения химических
свойств в зависимости от положения элемента в Периодической системе.
В последующих главах систематически изложена химия одного из элемен-
тов или группы родственных элементов. Книга хорошо иллюстрирована,
содержит обширный справочный материал и подробную библиографию.
В русском издании книга выходит в двух томах. Том 1 включает главы
1–14.
Для студентов старших курсов, аспирантов и преподавателей химиче-
ских факультетов и вузов, а также научных сотрудников и широкого круга
специалистов.
УДК 541
ББК 24.12я2
Деривативное издание на основе печатного аналога: Химия элементов :
в 2т. Т.1 / Н.Гринвуд, А.Эрншо ; пер. с англ.—5-е изд., испр.—М. : Ла-
боратория знаний, 2021.—607с. : ил.—(Лучший зарубежный учебник).—
ISBN 978-5-00101-305-1 (Т.1); ISBN 978-5-00101-304-4.
Редакция благодарит за помощь в переиздании Полторака Павла Андреевича
В соответствии со ст.1299 и 1301 ГК РФ при устранении ограничений, установленных техническими
средствами защиты авторских прав, правообладатель вправе требовать от нарушителя возмещения
убытков или выплаты компенсации
Copyright © 1984, 1997, Elsevier Science Ltd.
All rights reserved
This edition of Chemistry of the Elements
by N.N.Greenwood and A.Earnshaw,
ISBN 0750633654, is published by arrangement
with Elsevier Ltd, The Boulevard,
Langford Lane, Kidlington, Oxford,
OX5 1GB, UK.
Это издание Chemistry of the Elements авторов
Н.Н.Гринвуда и А.Эрншо опубликовано
в соответствии с соглашением с издательством
Elsevier Ltd.
ISBN 978-5-93208-568-4 (Т.1) © Перевод, оформление, Лаборатория знаний,
ISBN 978-5-93208-567-7 2015
4
Copyright ООО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ПРЕДИСЛОВИЕ К РУССКОМУ ИЗДАНИЮ
Многие даже хорошие учебники по общей и утверждение авторов об «эфемерности» любых тео-
неорганической химии очень похожи друг на дру- рий представляется излишне категоричным);
га, так как оперируют одним и тем же набором — сбалансированное включение в изложение
теоретических представлений и эксперименталь- химии элементов всех связанных с ней разделов
ных фактов, значительная часть которых вошла из других областей химии (физической, аналити-
в научный обиход много десятилетий или даже ческой, элементоорганической, химической техно-
одно-два столетия тому назад. Предлагаемая вни- логии и т.п.) и даже глобальных проблем разви-
манию российского читателя книга Н.Гринвуда тия общества (так, в главе о водороде достаточно
и А.Эрншо не похожа ни на один из таких учеб- детально обсуждаются перспективы водородной
ников. Отдавая должное исторически важным энергетики);
ранним этапам развития химии, авторы не про- — ориентация на разных читателей: на тех, кого
сто доводят изложение предмета вплоть до сегод- больше привлекают логика и красота науки, и на
няшнего дня (вернее, почти до дня сдачи в пе- тех, кто в первую очередь интересуется многооб-
чать второго издания своей книги), но уделяют разными приложениями химии в современном
открытиям и интересным экспериментам послед- мире. Здесь стоит отметить не имеющее прецеден-
него времени особенно много внимания. Стремясь та обращение авторов в сотни химических фирм и
освободиться от сложившихся стереотипов, соз- включение полученной от них информации в текст
дающих впечатление статичности науки, и пред- соответствующих глав, что придает изложению
ставить химию в ее развитии, авторы даже в на- особую привлекательность, хотя порой и не ли-
звании книги открыто отказались от традицион- шено легкого привкуса рекламы.
ного термина «неорганическая химия», полагая его Читатель без труда обнаружит и те методиче-
устаревшим, и заменили его «химией элементов». ские принципы, которыми руководствовались ав-
Если вспомнить известную шутку о том, что не- торы, и скорее всего не сможет не согласиться с
органическая химия— это то, чем занимаются хи- ними. Наиболее ценная методическая особенность
мики-неорганики, этот терминологический ради- книги — все реже встречающаяся теперь, но в пол-
кализм не покажется столь уж неуместным, тем ной мере присущая авторам почти по-юношески
более что занимаются они, как правило, именно романтическая увлеченность химией (сами авто-
химией элементов. ры предпочитают говорить об испытываемом ими
При создании своего труда авторы, помимо волнении и очаровании), которая определяет весь
идеи непрерывного развития химии как науки и стиль изложения и быстро «заражает» читающего.
постоянной опоры на Периодическую систему Естественно, что удовольствие, испытываемое при
элементов Д.И.Менделеева, руководствовались чтении книги всяким мало-мальски подготовлен-
несколькими четко обозначенными в их предис- ным читателем, положительно сказывается на эф-
ловиях принципами. В кратком изложении они фективности усвоения материала.
выглядят так: Книга Гринвуда и Эрншо давно переведена на
— вынесение на первый план фактических сто- многие языки. Русское издание, конечно, запоз-
рон излагаемого предмета, а не покоящихся на этих дало. Однако в определенном смысле оно выхо-
основаниях теоретических концепций (впрочем, дит как нельзя более своевременно — в момент
Copyright ООО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
6 Предисловие к русскому изданию
перехода российской высшей школы на двухуров- изучения химии к самостоятельной творческой ра-
невую систему бакалавр-магистр (или специалист). боте в науке.
Большая часть переводчиков этой книги — препо- Разумеется, круг возможных читателей этого
даватели кафедры неорганической химии Москов- учебника не ограничивается будущими магистра-
ской государственной академии тонкой химичес- ми, аспирантами и преподавателями высшей
кой технологии (МИТХТ), которая одной из пер- школы. Чтение учебника не предполагает очень
вых в России перешла на двухуровневую систему. серьезной предварительной физико-химической
Приступая к переводу книги, издательство и подготовки, поэтому отдельные главы с интере-
коллектив переводчиков исходили из того, что она сом и большой пользой для себя прочтут продви-
может служить почти идеальным учебным и спра- нутый школьник, хорошо успевающий студент-
вочным пособием для обучающихся в магистра- химик младших курсов, не чувствующий себя
туре и аспирантуре химических факультетов уни- вполне удовлетворенным предлагаемым ему обя-
верситетов и химических вузов. Книга содержит зательным учебным материалом школьный препо-
31главу; по сути каждая из них представляет со- даватель. Много интересного найдет в книге мо-
бой исчерпывающую обзорную статью. Все они лодой (да и не только молодой!) ученый. По на-
объединены общей идеей и снабжены в общей
званным причинам книга будет выглядеть вполне
сложности несколькими тысячами ссылок на мо-
уместно в фондах почти любой библиотеки — от
нографии, обзоры и оригинальные статьи. Это
школьной и районной до библиотеки академиче-
предоставляет студенту, аспиранту и преподавате-
ского института.
лю самые широкие и разнообразные возможнос-
Перевод выполнен В.А.Михайловым (предисло-
ти работы над материалом — от создания неболь- вия, гл.1−3, 31), Е.В.Савинкиной (гл.4−7, 28, 29,
шого курса лекций, охватывающего по усмотре-
приложения), Ю.И.Азимовой (гл.8), Е.Э.Гри-
нию преподавателя содержание всего нескольких горьевой (гл.9, 10), Н.М.Логачевой (гл.11−13),
глав, до составления обстоятельных обзоров лите-
Л.Ю.Аликберовой (гл.14−18), Н.С.Рукк (гл.19−22,
ратуры и курсовых работ с использованием при-
30), М.Ф.Рукк (гл.23−25), С.М.Пестовым (гл.26, 27).
веденной в книге библиографии. Книга является
прекрасной стартовой площадкой для перехода от В.А.Михайлов
Copyright ООО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ПРЕДИСЛОВИЕ КО ВТОРОМУ ИЗДАНИЮ
Появившись впервые в 1984г., эта книга быст- ший интерес вызывают тяжелые элементы груп-
ро зарекомендовала себя как один из лучших учеб- пы магния, особенно их соединения с крупными
ников и полезный справочник. Она была одобре- лигандами. Продолжает удивлять химиков бор,
на и студентами, и преподавателями и уже пере- химия кластеров на его основе постоянно разви-
ведена на несколько языков в Европе и Азии. вается и расширяется, так же как химия соедине-
Было ясно, что новые подходы, положенные в ее ний, содержащих связь сера–азот, химия гетеро-
основу (см. предисловие к первому изданию), вы- поликислот, бионеорганическая химия многих
соко оцениваются научной и педагогической об- элементов, химия соединений лантанидов в низ-
щественностью, и нам неоднократно и настойчиво ких степенях окисления и т.д. Подобное утверж-
предлагали выпустить второе издание книги. В со- дение верно для материала практически всех ос-
ответствии с этими пожеланиями мы полностью тальных глав вплоть до синтеза и определения
пересмотрели и сделали более современным текст свойств самого тяжелого из трансактинидных эле-
и добавили более 2000новых ссылок на работы, ментов с Z=112. Здесь уместно напомнить, что в
появившиеся после выхода в свет первого изда- настоящее время известно на 49элементов боль-
ния. В связи с последними достижениями химии ше, чем знал Менделеев (63элемента), когда со-
элементов в текст внесены бесчисленные измене- здавал свою периодическую систему элементов.
ния и дополнения, затронувшие фактически каж- О быстром прогрессе химии элементов за по-
дую страницу. В то же время при тщательном ре- следние 15лет свидетельствуют также несколько
дактировании книги мы постарались сохранить совершенно новых разделов, посвященных не су-
все ее особенности, сделавшие первое издание ществовавшим ранее совершенно неожиданным
столь привлекательным для читателей. областям химии. К ним относятся а)координаци-
Основной план книги остался неизменным, онные соединения дигапто-диводорода, б)фулле-
лишь раздел о химии металлоорганических соеди- рены и их многочисленные производные, в)мет-
нений был изъят из главы8 («Углерод») и вклю- кары и г)высокотемпературные оксидные сверх-
чен вместе с кратким изложением других аспек- проводники.
тов координационной химии в переработанную Мы надеемся, что новое издание «Химии эле-
главу19. Однако химия даже самых простых с точ- ментов» окажется столь же полезным для его чи-
ки зрения химика элементов за последние годы тателей, как и предыдущее, и они испытают то же
существенно обогатилась, а иногда даже претер- волнение и очарование, которые вызывает у нас
пела драматические изменения. Так, современную эта развивающаяся на наших глазах область нау-
сложную химию щелочных металлов нельзя было ки. Мы должны также поблагодарить наших мно-
даже представить десять иди двадцать лет тому гочисленных корреспондентов, сообщавших нам
назад; например, для лития в настоящее время о своих работах, и Школу химии университета го-
известно по меньшей мере 20способов координа- рода Лидс, создавшую нам благоприятные усло-
ции с координационными числами от 1до 12. Из- вия для работы над книгой.
вестны соединения с анионами щелочных метал-
Н.Н.Гринвуд
лов и даже электриды. Аналогичным образом в
А.Эрншо
химии металлоорганических соединений все боль-
Август, 1997
Copyright ООО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ПРЕДИСЛОВИЕ К ПЕРВОМУ ИЗДАНИЮ
В этой книге мы попытались дать сбалансиро- изменяются. Наука продвигается вперед путем ус-
ванный, последовательный и исчерпывающий об- транения ошибок, а не установления истин, и ни-
зор химии элементов для студентов и аспирантов. какое количество экспериментов не может «под-
Рассматриваемая центральная область химии изо- твердить» теорию, можно лишь констатировать,
билует остроумными экспериментами, интригу- что теория согласуется с уже известными факта-
ющими соединениями и волнующими новыми ми. (При более тщательном анализе мы убеждаем-
открытиями. Мы намеренно избегали термина ся также, что все факты уже отягощены теорией.)
«неорганическая химия», так как он выражает уста- Важно также осознать, что химия не представ-
ревший взгляд на химию, уже не соответствую- ляет собой некий неизменный объем знаний,
щий последним десятилетиям ХХвека. В соответ- определяемый содержанием учебника. Химия воз-
ствии с этим в химии элементов мы имеем дело никла когда-то в прошлом и развивается в настоя-
не только с неорганической химией, но и с ана- щее время в многочисленных направлениях. Это
литической, теоретической, промышленной, ме- живая саморазвивающаяся дисциплина, и мы пы-
таллоорганической или бионеорганической хи- тались передать это ощущение постоянного рос-
мией, а также с любыми другими из существую- та, обращаясь к истории предмета всякий раз, ког-
щих ныне многочисленных областей химии. да это было уместно. Химия элементов представ-
Мы сознательно уделяем основное внимание лена логически и методически обоснованно, но
химическим явлениям и фактическим основаниям изложение перемежается дополнительным материа-
предмета. Разумеется, химия элементов обсужда- лом, который иллюстрирует, насыщает примера-
ется в рамках принятых теоретических концепций, ми, расширяет или иным образом обогащает об-
что придает тексту цельность и последователь- суждаемый раздел химии.
ность. Но при этом всегда на первый план выно- Химия— это область человеческой деятельно-
сится то, что может быть названо «химической сти, и ее достижения оказывают существенное
химией». Для этого есть несколько причин. Преж- влияние на нашу повседневную жизнь. Однако мы
де всего, теории изменяются, а с фактами это про- не позволяли себе увлечься сиюминутной «полез-
исходит реже, поэтому более долговечны и полез- ностью», ибо сегодняшнее полезное— это завтраш-
ны подходы, основанные на знании и понимании нее устарелое. В то же время в современном мире
фактических оснований предмета. Мы признаем, неразумно не признавать, что химия не только те-
конечно, что хотя сами факты не могут изменять- оретически и эстетически привлекательна, но ча-
ся принципиально, их значение часто сильно ме- сто просто полезна. Это придает дополнительный
няется. Поэтому важно научить читателя правиль- интерес многим разделам химии элементов, кото-
но оценивать наблюдения и анализировать инфор- рые, конечно же, во многом развиваются именно
мацию, этому служат многочисленные примеры в благодаря потребностям общества. Для многих
тексте. Кроме того, методически неправильно сна- людей именно потенциальная польза представ-
чала излагать научную теорию, а затем описывать ляет наиболее привлекательный аспект предмета.
эксперименты, которые должны ее подтвердить. Поэтому мы запросили у более чем 500химиче-
Важно различать факты и теории и понимать, что ских фирм во всем мире сведения о производи-
теории по своей природе эфемерны и постоянно мых или используемых ими химикатах, их коли-
Copyright ООО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Предисловие к первому изданию 9
чествах и назначении. Полученная обширная тех- мы, и лишь после этого мы переходим к системати-
ническая информация оказалась бесценным ис- ческому обсуждению химии отдельных элементов и
точником данных при изложении химии элемен- взаимоотношений между элементами в группах.
тов. Поскольку собственный педагогический опыт Большую поддержку мы ощущали благодаря за-
убедил нас в том, что студенты с трудом овладе- мечаниям и комментариям по отдельным главам,
вают подобной информацией, мы распределили которые получали от многих коллег не только в
бóльшую часть этого материала по всему тексту. Соединенном Королевстве, но и из Австралии,
Мы полагаем, что важно знать, получено ли дан- Канады, Дании, ФРГ, Японии, США и других
ное соединение в количестве нескольких милли- стран. Мы полагаем, что предложенный нами но-
граммов и, возможно, лишь один раз или же оно вый подход большинством коллег будет воспри-
ежегодно производится в количестве многих тонн; нят с одобрением как основа для обсуждения чрез-
кроме того, нужно знать и для каких целей оно вычайно разнообразного поведения химических
производится. элементов и их соединений.
Учебник, посвященный химии элементов, ло- С огромным удовольствием мы выражаем бла-
гично начать с вопросов: откуда произошли хи- годарность персоналу библиотеки им.Эдварда
мические элементы? как они возникли? чем Бойля в университете Лидса, который оказывал
объясняется их наблюдаемая распространенность авторам неизменную помощь в течение многих лет
на Земле? что определяет их атомные массы? ит.п. работы над этой книгой. Нам хотелось бы также
Эти вопросы, хотя они обычно игнорируются в поблагодарить миссис Джейн Томас за ее настой-
учебниках и трудны для ответа, являются в насто- чивость и выдающееся мастерство при подготовке
ящее время предметом активных исследований. В рукописи к изданию. Без ее постоянной помощи
первой главе нашей книги мы рассказываем, как и понимания со стороны наших семей мы не смог-
современная наука пытается ответить на подоб- ли бы завершить эту работу.
ные вопросы. Далее следует краткое описание хи-
Н.Н.Гринвуд
мической периодичности и периодической систе-
А.Эрншо
