«Το βιβλίο “Εφαρμοσμένη Ανόργανη Χημεία 1” γράφτηκε για τους πρωτοετείς σπουδαστές του τμήματος Χημικών Μηχανικών του Ε.Μ.Π. Γενικότερα, όμως, μπορεί να χρησιμοποιηθεί και από φοιτητές άλλων σχολών, που εισάγονται στο μάθημα της Γενικής ή Ανόργανης Χημείας.
Πρωταρχικό ρόλο στην ανάπτυξη των θεμάτων έπαιξε το γνωστικό υπόβαθρο των πρωτοετών σπουδαστών, κάτω από τα νέα δεδομένα εισαγωγής τους στην τριτοβάθμια εκπαίδευση, η μείωση επικαλύψεων με άλλα μαθήματα, π.χ. Φυσική, η σύγχρονη βιβλιογραφία και παιδαγωγική προσέγγιση και η ανάδειξη του δίδυμου θεωρία-εφαρμογή, ώστε να γίνει συνείδηση στον πρακτικό σπουδαστή (μηχανικό, γιατρό, τεχνολόγο κ.λπ.) ότι η διερεύνηση της ατομικής, πυρηνικής και μοριακής δόμησης απετέλεσε την απαρχή τεράστιων τεχνολογικών εξελίξεων.
Η βασική ιδέα ήταν η γραφή ενός βιβλίου φιλικού στον αναγνώστη. Ιδιαίτερη έμφαση δόθηκε στον τρόπο παρουσίασης της ύλης, γι’ αυτό έχει πλούσια εικονογράφηση, ενώ στο περιθώριο κάθε σελίδας “τρέχουν” παρατηρήσεις, εκλαϊκευτικά σχόλια ή άλλα συμπληρωματικά στοιχεία. Επίσης, δίνονται αρκετές ιστορικές αναφορές, ώστε να γίνει αντιληπτό ότι το θαυμάσιο οικοδόμημα της Χημείας στήθηκε από επιστήμονες αφοσιωμένους και “ανθρώπινους”, μέσα από λάθη, αντιγνωμίες, απογοητεύσεις, αλλά και θριάμβους. Σε κάθε κεφάλαιο δίνονται λυμένες ασκήσεις, καθώς και πλήθος ερωτήσεων και προβλημάτων προς απάντηση για την εμπέδωση της θεωρίας. Στο τέλος κάθε κεφαλαίου δίνεται γλωσσάριο, η αγγλική ορολογία και πολλές βιβλιογραφικές παραπομπές, με σκοπό την επανάληψη και την εμβάθυνση σε επιμέρους θέματα».

Σ. Λιοδάκης

Περιεχόμενα
Πρόλογος Συγγραφέα ix
Κεφάλαιο 1: Η σωματιδιακή αντίληψη για την ατομική δόμηση 1
1 Εισαγωγή στην ατομική δόμηση 2
2 Οι θεμελιώδεις δομικοί λίθοι των ατόμων 2
3 Ατομικό πρότυπο του Thomson το μοντέλο του «Σταφιδόψωμου» 8
4 Ατομικό πρότυπο Rutherford Το ασταθές πλανητικό Μοντέλο 9
5 Ατομικό πρότυπο Bohr Το σταθερό πλανητικό μοντέλο 13
6 Ατομικό πρότυπο Sommerfeld Το πλανητικό μοντέλο με τις ελλείψεις 19
7 Οι Μαθηματικοί υπολογισμοί του Bohr 22
Γλωσσάριο 29
Ερωτήσεις Προβλήματα 30
Βιβλιογραφία 37
Κεφάλαιο 2: Η κυματοσωματιδιακή αντίληψη για την ατομική δόμηση 39
1 Μια νέα φυσική γεννιέται 40
2 Η Κβαντική θεωρία 40
3 Δύο λόγια για τα κύματα 56
4 Υλοκυματικός δυϊσμός της ύλης 66
5 Αρχή της αβεβαιότητας ή απροσδιοριστίας του Heisenberg 76
6 Ηλεκτρονική μικροσκοπία 81
7 Η Κυματοσυνάρτηση Ψ 88
8 Η εξίσωση του Shrodinger 93
9 Ατομικά τροχιακά 100
10 Οι κβαντικοί αριθμοί 103
11 Σωματίδιο σε κουτί μιας διάστασης 107
Γλωσσάριο 117
Ερωτήσεις Προβλήματα 121
Βιβλιογραφία 126
Κεφάλαιο 3: Σχηματική παράσταση ατομικών τροχιακών 129
1 Εισαγωγή 130
2 Ακτινικές συναρτήσεις R(r) και συναρτήσεις πιθανότητας R2(r) 131
3 Συναρτήσεις ακτινικής πιθανότητας 133
4 Εωνιακές συναρτήσεις Α(θ,ψ) 136
5 Συναρτήσεις γωνιακής πιθανότητας Α2(θ,φ) 139
6 Γραφική παράσταση συναρτήσεων κατανομής πιθανότητας (ή πυκνότητας ηλεκτρονιακού νέφους) Ψ2 140
7 Ένας απλός τρόπος απεικόνισης των τροχιακών 142
Γλωσσάριο 149
Ερωτήσεις και προβλήματα 153
Βιβλιογραφία 159
Κεφάλαιο 4: Πολυηλεκτρονιακά άτομα 161
1 Προσεγγίσεις για τα πολυηλεκτρονιακά άτομα 162
2 Ενέργεια τροχιακών πολυηλεκτρονιακών ατόμων 163
3 Κανόνες για την ηλεκτρονιακή δόμηση των ατόμων 167
4 Κανόνες Slater 172
Γλωσσάριο 178
Ερωτήσεις Προβλήματα 180
Βιβλιογραφία 184
Κεφάλαιο 5: Περιοδικό σύστημα 187
1 Εισαγωγή 188
2 Δομή του περιοδικού πίνακα σε σχέση με την ηλεκτρονιακή δόμηση των ατόμων 192
3 Περιοδικές ιδιότητες των στοιχείων και των ενώσεων τους 201
4 Ατομική ακτίνα 207
5 Ενέργεια ιοντισμού 215
6 Ενθαλπία δέσμευσης ηλεκτρονίου Ηλεκτρονιοσυγγένεια 222
7 Ηλεκτραρνητικότητα 226
Γλωσσάριο 232
Ερωτήσεις Προβλήματα 234
Βιβλιογραφία 252
3 Σύγχρονη αντίληψη για την ερμηνεία του ιοντικού δεσμού 262
Θεωρητικός υπολογισμός της ενωτικής ενέργειας του κρυσταλλικού πλέγματος – ηλεκτροστατικό πρότυπο 263
Πειραματικός υπολογισμός της ενωτικής ενέργειας του κρυσταλλικού πλέγματος κύκλος Born-Haber 268
4 Ιοντικές ακτίνες 271
Προσδιορισμός ιοντικών ακτίνων κατά Pauling 272
Προσδιορισμός ιοντικών ακτίνων από τα περιγράμματα περίθλασης ακτίνων Χ 273
Παράγοντες που επηρεάζουν την ιοντική ακτίνα 274
5 Γεωμετρία των κρυσταλλικών πλεγμάτων 275
6 Λόγος ιοντικών ακτίνων και πρόβλεψη της γεωμετρίας του κρυσταλλικού πλέγματος 283
7 Πολωσιμότητα του ιοντικού δεσμού και ομοιοπολικός δεσμός 284
Γλωσσάριο 286
Ερωτήσεις Προβλήματα 287
Βιβλιογραφία 292
Κεφάλαιο 7: Σωματιδιακή θεώρηση του ομοιοπολικού δεσμού 295
1 Εισαγωγή στη θεωρία Lewis 296
2 Ηλεκτρονιακοί τύποι κατά Lewis 296
3 Αποκλίσεις από τον κανόνα της οκτάδας 301
4 Τυπικό φορτίο 302
5 Συντονισμός ή μεσομέρεια 304
6 Αριθμός οξείδωσης 307
7 Χαρακτηριστικά ομοιοπολικού δεσμού 308
8 Γεωμετρία μορίων Θεωρία VSEPR (βεσπερ) 313
9 Γεωμετρία και πολικότητα μορίων 322
10 Ισοηλεκτρονιακά μόρια 323
11 Μαγνητικές ιδιότητητες στα μόρια 324
Γλωσσάριο 325
Ερωτήσεις Προβλήματα 327
Βιβλιογραφία 333
Κεφάλαιο 8: Κβαντομηχανική αντίληψη για τον ομοιοπολικό δεσμό Θεωρία Δεσμού Σθένους 335
1 Εισαγωγή 336
2 Ερμηνεία της μοριακής δομής του Η2 με βάση τη Θεωρία Δεσμού Σθένους 337
3 Τα βασικά σημεία στη θεωρία Δεσμού Σθένους 338
4 Υβριδισμός 344
5 Συμμετοχή d τροχιακών στον υβριδισμό 351
6 Ερμηνεία μοριακής δομής κορεσμένων και ακόρεστων οργανικών ενώσεων με υβριδισμό 354
Γλωσσάριο 360
Ερωτήσεις Προβλήματα 361
Βιβλιογραφία 367
Κεφάλαιο 9: Θεωρία Μοριακών Τροχιακών 369
1 Εισαγωγή 370
2 Δεσμικά και αντιδεσμικά μοριακά τροχιακά 372
3 Μοριακά τροχιακά για ομοιοπυρηνικά διατομικά μόρια (ή ιόντα) της 1ης περιόδου του πίνακα 377
4 Μοριακά τροχιακά για ομοιοπυρηνικά διατομικά μόρια (ή ιόντα) της 2ης περιόδου του περιοδικού πίνακα 381
5 Ομοιοπυρηνικά μόρια (ή ιόντα) στοιχείων της 3ης ή ακόμα μεγαλύτερης περιόδου του περιοδικού πίνακα 399
6 Ετεροπυρηνικά διατομικά μόρια (ή ιόντα) Πολικοί δέσμοι 400
7 Πολυατομικά μόρια Προσέγγιση LGO 413
Γλωσσάριο 424
Ερωτήσεις Προβλήματα 426
Βιβλιογραφία 434
Κεφάλαιο 10: Κρυσταλλική Δομή και Δεσμός Μετάλλων 437
1 Κρύσταλλοι μετάλλων 438
2 Μεταλλικός δεσμός θεωρία ελεύθερων ηλεκτρονίων 444
3 Μεταλλικός χαρακτήρας και θεωρία ελεύθερων ηλεκτρονίων 446
4 Κβαντομηχανική ερμηνεία του μεταλλικού δεσμού θεωρία ζωνών 453
Γλωσσάριο 461
Ερωτήσεις Προβλήματα 463
Βιβλιογραφία 468
Κεφάλαιο 11: Διαμοριακές Δυνάμεις 471
1 Εισαγωγή 472
2 Δυνάμεις ιόντος δίπολου 472
3 Δυνάμεις δίπολου δίπολου 475
4 Δυνάμεις μεταξύ στιγμιαίων δίπολων ή δυνάμεις διασποράς ή δυνάμεις London 477
5 Δεσμός ή γέφυρα υδρογόνου 480
6 Πραγματικά αέρια και διαμοριακές δυνάμεις 488
7 Ιδιότητες υγρών και διαμοριακές δυνάμεις 491
8 Διαγράμματα φάσεων 499
9 Κρυσταλλικά στερεά 503
Γλωσσάριο 507
Ερωτήσεις Προβλήματα 510
Βιβλιογραφία 518
Κεφάλαιο 12: Πυρηνική Δόμηση 519
1 Εισαγωγή 520
2 Περιγραφή του πυρήνα 520
3 Ραδιενέργεια 527
4 Ρυθμός διάσπασης ημιζωή 531
5 Μέτρηση και μονάδες ραδιενέργειας 532
6 Σταθερότητα των πυρήνων 535
7 Φυσική ραδιενέργεια ραδιενεργές σειρές 541
8 Οι πυρηνικές αντιδράσεις 541
9 Πυρηνική σχάση 549
10 Αλυσωτή αντίδραση σχάσεων 553
11 Πυρηνικοί αντιδραστήρες 555
12 Πυρηνική σύντηξη 565
13 Αντιδραστήρες πυρηνικής σύντηξης (ή θερμοπυρηνικοί αντιδραστήρες) 566
14 Εφαρμογές των ραδιοϊσοτόπων 569
15 Επιπτώσεις ραδιενέργειας στον άνθρωπο και κυριότερες πηγές ραδιενέργειας 594
Γλωσσάριο 596
Ερωτήσεις Προβλήματα 603
Βιβλιογραφία 617
Κεφάλαιο 13: Το Υδρογόνο 619
1 Εισαγωγή 620
2 Παρασκευές 621
3 Η χημεία του υδρογόνου 624
4 Χρήσεις 630
Γλωσσάριο631
Ερωτήσεις Προβλήματα 633
Βιβλιογραφία 642
Κεφάλαιο 14: Η Ομάδα ΙΑ (1) — Η Ομάδα των Αλκαλίων 645
1 Τα αλκάλια 646
2 Ενώσεις αλκαλίων με μεγάλο βιομηχανικό ενδιαφέρον 656
Γλωσσάριο 667
Ερωτήσεις Προβλήματα 668
Βιβλιογραφία 675
Κεφάλαιο 15: Η Ομάδα ΠΑ (2)-Η Ομάδα των Αλκαλικών Γαιών 679
1 Οι αλκαλικές γαίες 680
2 Βηρύλλιο (Be) 690
3 Μαγνήσιο (Mg) 691
4 Ασβέστιο (Ca) 698
5 Στρόντιο (Sr) και βάριο (Ba) 700
6 Ράδιο (Ra) 700
Γλωσσάριο 701
Ερωτήσεις Προβλήματα 703
Βιβλιογραφία 713
Κεφάλαιο 16: Η Ομάδα ΝΙΑ (3) —Η Οικογένεια του Βορίου 715
1 Ο p τομέας 716
2 Η Ομάδα Ilia (13) Η Οικογένεια του Βορίου 716
3 Βάριο (Β) 719
4 Αργίλιο (ΑΙ) 733
5 Άργιλος και κεραμικά προϊόντα 751
6 Γάλλιο (Ga) ίνδιο (In) και θάλλιο (ΤΙ) 753
Γλωσσάριο 754
Ερωτήσεις Προβλήματα 757
Βιβλιογραφία 767
Κεφάλαιο 17: Η Ομάδα IVA (4) —Η Οικογένεια του Άνθρακα 769
1 Γενικά 770
2 Χημική συμπεριφορά και περιοδική τάση 772
3 Άνθρακας (C) 774
4 Πυρίτιο (Si) 810
5 Γερμάνιο (Ge) 845
6 Κασσίτερος (Sn) 847
7 Μόλυβδος (Pb) 852
Γλωσσάριο 859
Ερωτήσεις Προβλήματα 866
Βιβλιογραφία 878