# Руководство &kalzium;

Carsten
Niehaus

    &Carsten.Niehaus.mail;

Николай
Шафоростов

    shafff@ukr.net

Перевод на русский
Наталья
Зиборева

    ziboreva@baltinform.ru

Обновление и дополнение перевода
Максим
Воробьёв

    vmax0770@gmail.com

Дополнение перевода
2001
2002
2004
2005
2006
2007
2008
&Carsten.Niehaus;
2005
&Anne-Marie.Mahfouf;
&FDLNotice;
2011-10-23
2.4.00 (&kde; 4.8)

&kalzium; — это программа для работы с Периодической системой химических элементов. Вы можете использовать &kalzium; для поиска информации об элементах или для изучения сведений о Периодической системе.

KDE
обучение
элементы
химия
обучение
kalzium

## Введение

&kalzium; предоставляет вам все виды информации о Периодической системе элементов (Periodic System of Elements, PSE). В ней вы можете найти много полезной информации об элементах, а также увидеть их модели. Всё доступно бесплатно по лицензии &GNU; Public License.

Вы можете визуализировать Периодическую таблицу элементов по группам, блокам, и семействам элементов. Вы также построить график диапазона элементов по таким свойствам как температура кипения или атомная масса. Вы можете вернуться во времени и посмотреть какие элементы были известны в разные времена. Также вы можете вычислить молекулярную массу.

## Руководство к быстрому старту &kalzium;

Вы можете запустить &kalzium; выбрав Приложения Обучающие программы Наука&kalzium; из &kmenu; или с помощью &Alt;F2 и ввода команды `kalzium` в поле.

Главное окно &kalzium;
Главное окно &kalzium;

&kalzium; поделён на панель навигации слева (красным, 1) и просмотр таблицы (синим, 2), который показывает элементы Периодической системы. Стандартная панель меню позволяет вам выбрать то, что вы хотите показать, в строке статуса сообщаются факты. Вы можете скрыть панель навигации, используя пункт меню Вид Показать боковую панель .

Когда вы перемещаете указатель мыши на элемент таблицы, на панели навигации появляется вкладка Обзор.

Можно изменять вид таблицы различными способами: просматривать короткую, длинную периодическую таблицу, использовать разные схемы классификации, показывать элементы по семействам, группам, кристаллической структуре, взаимодействию с кислотами и т.д. Всё это настраивается в меню Вид.

Для получения информации о конкретном элементе, щёлкните на нём в таблице, появится окно расширенной информации.

Информационное диалоговое окно
Информационное диалоговое окно

Вы можете составить график используя пункт меню Инструменты График... . Вы выбираете параметр, который хотите установить в качестве у-координаты и диапазон элементов для построения по x-координатам. Снимок экрана ниже демонстрирует элементы массой от 1 до 10.

Окно информации графика
Окно информации графика

Глоссарий ( Инструменты Глоссарий... ) объясняет наиболее важные химические термины и показывает изображения наиболее общих инструментов по ходу объяснения.

Глоссарий
Глоссарий

## Использование &kalzium;

### Обзор использования &kalzium;

Снимки экрана с &kalzium; в действии:

&kalzium; очень проста в использовании. Она специально сделана для учащихся любого возраста для использования в качестве маленькой и быстрой базы данных.

Главное окно &kalzium; сразу после первого запуска
Главное окно &kalzium;

### Информационное диалоговое окно

Информационное диалоговое окно доступно по щелчку с &LMB; на любом из элементов. Так можно получить информацию об элементе. С помощью кнопок внизу диалогового окна вы можете изменить показываемый элемент без закрытия окна.

#### Сводка

Вкладка Сводка сообщает вам различные факты, имеющие отношение к элементу.

В зависимости от доступных данных в &kalzium; вы можете видеть различные радиусы элементов. Ковалентный радиус — половина кратчайшего межатомного расстояния в кристалле простого вещества. Примером может быть O-H-расстояние в воде. Атомный радиус — расстояние между атомным ядром и самой дальней из стабильных орбит электронов в электронной оболочке этого атома. Радиус Ван-дер-Ваальса определяется как половина межъядерного расстояния между ближайшими одноимёнными атомами, не связанными между собой химической связью и принадлежащими двум одинаковым молекулам, для примера, два атома углерода в пропане. Последний возможный радиус — ионный радиус включает его заряд.

Масса элемента — среднее значение массы всех изотопов в соответствии с их процентным содержанием.

Информационное диалоговое окно &kalzium;
Информационное диалоговое окно &kalzium;

#### Орбитали Бора

Вкладка Модель атома показывает оболочки атомов. Каждая орбита представляет атомную оболочку, каждый жёлтый круг — электрон.

Информационное диалоговое окно &kalzium;
Информационное диалоговое окно &kalzium;

#### Изотопы

Вкладка Изотопы представляет информацию об изотопах элемента.

Масса

  Масса этого изотопа

Нейтрон

  Количество электронов в данном изотопе.

Процентное отношение

  Процентное отношение атомов, бывающих изотопами этого типа.

Период полураспада

  Только нестабильные изотопы имеют период полураспада. Он определяется как время, за которое половина изотопов распадётся.

Энергия и вид полураспада

  Известно, что часть изотопов выделяет радиацию в процессе распада. Каждый распад высвобождает определённую энергию, которая зависит от вида распада.

Спин и чётность

  Спин ядра и его чётность

Магнитный момент

  Магнитный дипольный момент ядра. Измеряется в ядерных магнетонах.

Информационное диалоговое окно &kalzium;
Информационное диалоговое окно &kalzium;

#### Разное

Вкладка Разное даёт вам дополнительную информацию о текущем элементе, включая, когда он был открыт и оригинальное название.

Информационное диалоговое окно &kalzium;
Информационное диалоговое окно &kalzium;

#### Спектр

Страница Спектр показывает спектр элементов. Вы можете выбрать диапазон длин волн, элементы и тип спектра. В правой нижней части страницы находится таблица интенсивности.

Информационное диалоговое окно &kalzium;
Информационное диалоговое окно &kalzium;

#### Дополнительные сведения

На странице Дополнительные сведения находятся ссылки на страницы элемента в Википедии, Jefferson Lab, и WebElements.

Информационное диалоговое окно &kalzium;
Информационное диалоговое окно &kalzium;

### Таблицы

Периодическая таблица может быть представлена разными способами. Её вид можно выбрать из меню Вид или из списка на панели инструментов.

Для изменения вида таблицы можно использовать следующие пункты меню Вид Таблицы:

Классическая периодическая система

  Показать классическую периодическую систему со всеми элементами.

Короткая периодическая система

  Показать периодическую таблицу без переходных элементов.

Длинная периодическая система

  Показать периодическую таблицу c переходными элементами.

Переходные элементы

  Показать только переходные элементы таблицы.

Таблица DZ

  Этот пункт представляет таблицу в форме DZ Deutscher Zentralausschuss предложенную "German Central Committee".

### Классификация

Классификация — способ нумерации 18 групп в Периодической таблице. Вы можете изменить классификацию элементов в соответствии с системой IUPAC, Старая IUPAC, CAS, или же выключить её.

Следующие пункты меню Вид Классификация можно использовать для изменения отображения классификации:

- Без классификации: если выбран этот пункт, нумерация периодов не будет работать.

- IUPAC (по умолчанию) — International Union of Pure and Applied Chemistry (Международный союз теоретической и прикладной химии). Это организация, которая определяет большинство стандартов в химии. Новая система IUPAC нумерует каждый столбец арабскими числами от 1 до 18.

- CAS — Chemical Abstracts Service (служба химических определений). В системе CAS буквами A и B обозначаются основные (A) и переходные элементы (B). Классификация IUPAC — официальная, а нумерация CAS — наиболее часто используемая в школах и лабораториях.

- Устаревшая IUPAC: система со столбцами, пронумерованными римскими цифрами и буквами A или B. Столбцы были пронумерованы таким образом, что с первого по седьмой имели номера с IA по VIIA, с восьмого по десятый VIIIA, с 11 по 17 IB — VIIB и 18-ый имел номер VIII. Вследствие противоречий старой IUPAC и CAS, IUPAC адаптировала свою новую систему.

### Цветовые схемы

&kalzium; может расцвечивать элементы в соответствии с их блоками и группами, их взаимодействию с кислотами и агрегатным состоянием (то есть, твёрдое / жидкое / газообразное) при указанной температуре.

Цветовые схемы можно изменить в меню Вид Схема, раскрывающемся списке на панели инструментов или на вкладке Вид боковой панели.

- Монохромная: все элементы будут иметь одинаковый цвет. Его можно изменить в меню Настройка Настроить &kalzium;... , во вкладке Цвета.

- Блоки: отдельный цвет для каждого блока.

- Значки: отдельный значок для каждого элемента.

- Семейства: представляет каждое из 8 семейств отдельным цветом.

- Группы: показывает свой цвет для каждой группы. Группа — это вертикальный столбик в периодической таблице. В стандартной таблице 18 групп. Элементы одной группы имеют схожие конфигурации по электронам валентной оболочки, что делает их свойства также близкими.

### Градиент

Градиент выделяет цветом элементы согласно свойствам, которые вы можете выбрать ниже. Элементы, данных для которых нет, показываются серым цветом.

Градиент можно изменить в меню Вид Градиенты, раскрывающемся списке на панели инструментов или на вкладке Вид боковой панели.

Градиент для ковалентного радиуса
Градиент для ковалентного радиуса

Доступны следующие варианты градиента:

- Нет: не использовать градиент.

- Состояние вещества

- Ковалентный радиус

- Радиус Ван-дер-Ваальса: градиент по радиусу Ван-дер-Ваальса.

- Атомная масса

- Температура кипения

- Температура плавления

- Электроотрицательность

- Сродство к электрону

- Дата открытия

- Потенциал первой ионизации

### Инструменты

#### Редактор молекул

Редактор молекул позволяет просматривать и редактировать молекулы, используя библиотеки Avogadro.

Используя панель слева, вы можете изменить параметры вида, редактировать молекулы или измерять их. На ней находятся три вкладки: Вид, Изменить и Измерение. Используя кнопки внизу окна можно Сохранить молекулу, Загрузить новые молекулы, Загрузить молекулу и Закрыть окно. Загруженная с kde-apps информация хранится в папке `$KDEHOME/share/apps/kalzium/molecules` (переименовывание в `название_молекулы.cml` производится вручную). Обычно, `$KDEHOME` — скрытая папка в домашнем каталоге, называющаяся `.kde` или `.kde4`

Панель Статистика показывает название элемента (если доступно), формулу и вес молекулы.

На вкладке Вид можно изменить Качество изображения (Низкое, Среднее или Высокое), Представление (Шаро-стержневая модель, Стержневая модель, Модель Ван-дер-Ваальса или Каркасная модель), Двумерное представление (Нет, Лента, Кольцо, Молекулярное кольцо) и Подписи (Нет, Атомные номера, Химические символы или Названия элементов).

Вкладка Изменить предназначена для редактирования молекулы. Добавить элементы можно, выбрав их из раскрывающегося списка Элементы и щёлкнув левой кнопкой мыши на панели. Оптимизировать молекулу можно, щёлкнув кнопку Оптимизировать.

Вкладка Измерение используется для измерения расстояний и углов в молекуле. Следуйте инструкциям на вкладке.

В правой части окна Редактора молекулы показывается сама молекула. Используйте левую кнопку мыши для поворота молекулы, правую для её перемещения и среднюю для масштабирования.

Редактор молекул

#### Таблица изотопов

Таблица изотопов показывает изотопы элементов.

Существуют различные виды изотопов, некоторые из них стабильное, некоторые нет. Неустойчивые изотопы могут при распаде излучать альфа-лучи или бета-лучи. Эти различия обозначаются с помощью различных цветов.

Окно Таблица изотопов

&kalzium; может показывать изотопы диапазона элементов

#### График

Диалоговое окно График позволяет строить графики по некоторой информации об элементах. Ось х представляет диапазон элементов (с первого по максимальный номер). Установить диапазон можно с помощью полей Первый элемент и Последний элемент в диалоговом окне.

Диалоговое окно График

&kalzium; может визуализировать некоторые данные диапазона элементов.

#### Калькулятор

Калькулятор &kalzium; содержит множество калькуляторов для различных вычислений.

В &kalzium; доступны следующие калькуляторы

Молярная масса

  Этот калькулятор рассчитывает молярные массы различных молекул.

  Можно указать краткое название для молекулы.

  Диалоговое окно Молярная масса

  &kalzium; рассчитывает молярную массу фенола.

Концентрации

  Вы можете считать величины:

  - Количество исходного вещества

  - Объём растворителя

  - Концентрация вещества

  Величины можно указывать во множестве единиц.

  Диалоговое окно Концентрации

  &kalzium; рассчитывает решение.

Ядерный распад

  Этот калькулятор &kalzium; рассчитывает ожидаемую массу вещества после периода времени.

  Диалоговое окно Ядерный распад

  &kalzium; рассчитывает период распада урана.

Газ

  Калькулятор может рассчитывать значения температуры, давления, объёма для различных (идеальных и не идеальных) газов.

  Диалоговое окно Газ

  &kalzium; рассчитывает свойства газа

Титриметрический анализ

  С помощью этого калькулятора можно отыскать эквивалентную точку на шкале pH на основе гиперболического приближения. Кроме того, с помощью этого калькулятора можно попробовать решить систему уравнений химического равновесия и определить влияние концентрации одного реагента на концентрацию другого.

  На странице калькулятора две вкладки:

  Экспериментальные значения

    Этот калькулятор можно использовать для построения графика с данными, полученными из титрирования и нахождения объёма эквивалентности. Настоятельно рекомендуется вставить ряд точек, отсортированных по объёму (значение оси абсцисс).

  Теоретические уравнения

    Здесь можно заполнить таблицу с уравнениями, полученную в химическом равновесии.

    Например, реакции A + B -> C + D соответствует уравнение K=(C*D)/(A*B), поэтому нужно вставить `K` в столбец Параметр и `(C*D)/(A*B)` в столбец Значение. Если нужно присвоить параметру определённое значение, можно просто вставить числовое значение.

    К примеру, можно использовать систему:

    `A=(C*D)/(B*K)`

    `K=10^-3`

    `C=OH`

    `OH=(10^-14)/H`

    `H=10^-4`

    `B=6*(10^-2)`

    Затем следует вставить `D` как Ось X и `A` как Ось Y. На графике будет показано, как концентрация A изменяется в зависимости от концентрации D.

    Не используйте скобки для значений степеней. `10^-3` — правильно, а `10^(-3)` — нет.

  Результаты могут быть визуализированы нажатием кнопки Начертить график. Красным показана кривая по результатам вычисления теоретических уравнений, синим — по результатам экспериментальных значений, а зелёным — приблизительная кривая экспериментальных точек. График можно сохранить как изображение SVG.

  Диалоговое окно Титриметрический анализ

  Пример результата тетриметрического анализа.

Балансировка уравнений

  Балансировка уравнений позволяет пользователю решать химические уравнения. Например:

  > aH2O + bCO2 -> cH2CO3

  Решённое уравнение будет показано в верхней части окна. Как вы можете видеть в первом примере, можно также определять значение одного или нескольких коэффициентов. Остальные коэффициенты будут уравнены. Более того, можно заключать в скобки элементы или электронный заряд, как показано в двух следующих примерах.

  Диалоговое окно Балансировка уравнений

  &kalzium; балансирует уравнение.

#### Факторы риска и безопасности

Факторы риска и безопасности — система кодов опасности для маркировки опасных химических веществ и соединений. Факторы риска и безопасности состоят из части риска (R) и безопасности (S), которые сопровождаются комбинацией чисел. Каждое число соответствует фактору. Фактор, соответствующий буквенно-цифровой комбинации имеет одно и то же значение в разных языках.

Окно Факторы риска и безопасности

&kalzium; может отображать факторы риска и безопасности.

#### Глоссарий

Глоссарий даёт определения наиболее часто используемым инструментам в химии, так же хорошо как химическую информацию. На левой панели окна вы можете видеть дерево понятий. Наверху находятся химические термины, ниже есть второе дерево лабораторных инструментов.

На верхней части виджета вы можете увидеть строку поиска. По мере ввода в строку будет появляться дерево поиска. Небольшая кнопка справа от строки поиска очистит набранный текст.

Глоссарий

#### Таблицы

Таблицы показывают греческий алфавит для обозначения некоторых химических и физических объектов и для латинских префиксов и римских цифр, соответствующим арабским цифрам.

Окно Таблицы

#### Боковая панель

##### Обзор

Обзор

Вкладка Обзор расположена первой и показывает информацию о том элементе, на который наведён курсор.

##### Состояние вещества

Вкладка Состояние вещества вторая в навигационной панели.

Сначала представлены следующие значки и текст:

Диалоговое окно Состояние вещества

&kalzium; может сообщать, в каком агрегатном состоянии находятся элементы при данной температуре.

##### Вид

Вкладка Вид позволит вам посмотреть элементы, известные в определённый период времени. Это замечательно подходит для того, чтобы почувствовать как таблица изменяется с течением времени, когда открывают всё новые и новые элементы. Выберите Дата открытия из списка Градиент. Если вы переместите бегунок, вы заметите, что некоторые элементы исчезают, когда вы перемещаете бегунок влево и снова появляются, при перемещении его вправо. Более того, количество будет изменяться постоянно.

Число представляет дату, которую вы проверяете. Например, переместив ползунок на 1856 год, вы будете видеть только элементы, которые были известны в 1856 году.

Окно Дата открытия

Таблица в прошлом (элементы, известные в 1856)

##### Вычисления

Вкладка Вычисления находится последней на боковой панели. Она позволяет вычислять молекулярные веса.

Сначала представлены следующие значки и текст:

Вычисления

Вычисления

## Настройка &kalzium;

&kalzium; содержит много параметров, доступ к которым вы можете получить путём открытия диалогового окна Настройка Настроить &kalzium;... .

Диалоговое окно «Настройка &kalzium;»
Расцветки

Во вкладке Расцветки вы можете установить различные цвета для каждой схемы.

Диалоговое окно «Настройка &kalzium;»
Градиенты

Взамен использования линейных величин для показа исходных характеристик элементов периодической системы, &kalzium; также может использовать логарифмические величины.

Во вкладке Градиент можно настроить свойства, которые будут отображаться c логарифмическими величинами градиента.

Также можно выбрать Цвет максимального значения и Цвет минимального значения для градиента.

Диалоговое окно «Настройка &kalzium;»
Единицы

Во вкладке Единицы можно выбрать единицы, которые вы предпочитаете: кДж/моль или эВ. Температура по умолчанию установлена в Кельвинах, но вы можете сменить её на шкалу Цельсия или Фаренгейта.

Диалоговое окно «Настройка &kalzium;»
Калькулятор

Используя вкладку Калькулятор можно настроить калькуляторы &kalzium;.

## Список команд

### Меню и комбинации клавиш

#### Меню «Файл»

Файл Сохранить как...

  Сохранить таблицу &kalzium; как изображение.

Панели инструментов Экспорт данных...

  Откройте диалоговое окно, где вы сможете выбрать Элементы и их Свойства для экспорта в файл &HTML;, &XML;, или CSV.

Панели инструментов Преобразовать химические файлы...

  Открыть диалоговое окно импорта и экспорта большого количества форматов файлов химической информации и типов данных с библиотекой Open Babel.

&Ctrl;Q Файл Выход

  Выйти из &kalzium;.

#### Меню «Вид»

Вид Таблицы Классическая периодическая система

  Показать классическую периодическую систему со всеми элементами.

Вид Таблицы Короткая периодическая таблица

  Показать периодическую таблицу без переходных элементов.

Вид Таблицы Длинная периодическая таблица

  Показать периодическую таблицу c переходными элементами.

Вид Таблицы Переходные элементы

  Показать только переходные элементы таблицы.

Вид Таблицы DZ Таблица

  Этот пункт представляет таблицу в форме DZ Deutscher Zentralausschuss предложенную "German Central Committee".

Вид Классификация Без классификации

  Показывает схему без классификации.

Вид Классификация IUPAC

  Показать классификацию IUPAC.

Вид Классификация CAS

  Показать the CAS numeration.

Вид Классификация Устаревшая IUPAC

  Показать старую классификацию IUPAC.

Вид Схема Одноцветная

  Показать все элементы с одним фоном.

Вид Схема Блоки

  Показать четыре блока элементов.

Вид Схема Значки

  Показать значок для каждого элемента.

Вид Схема Семейства

  Показать семейства элементов.

Вид Схема Группы

  Показать группы элементов.

Вид Величины Нет

  Отключить любой градиент в таблице.

Вид Величины Состояние вещества

  Показать состояние вещества элемента.

Вид Величины Ковалентный радиус

  Показать ковалентный радиус элемента.

Вид Величины Радиус Ван-дер-Ваальса

  Показать радиус Ван-дер-Ваальса.

Вид Величины Атомная масса

  Показать атомную массу элемента.

Вид Величины Температура кипения

  Показать температуру кипения.

Вид Величины Температура плавления

  Показать температуру плавления.

Вид Величины Электроотрицательность

  Показать электроотрицательность элемента.

Вид Величины Сродство к электрону

  Показать сродство к электрону.

Вид Величины Дата открытия

  Показать дату открытия элемента, каждое столетие обозначено своим цветом.

Вид Величины Потенциал первой ионизации

  Показать потенциал первой ионизации элемента.

Вид Обозначения

  Пункт Обозначения позволяет показать обозначения для таблицы (Группы, Семейства, Блоки). Обозначения показываются по умолчанию, но вы можете скрыть их, и они останутся скрытыми до тех пор, пока вы не выберете их показ. &kalzium; сохранит параметры в конфигурационном файле, таким образом, когда вы следующий раз запустите программу, они будут такими же, какими вы их оставили.

Вид Сведения

  Переключить Боковую панель.

Вид Сведения о таблице

  Переключить отображение сведений о таблице.

#### Меню «Сервис»

Сервис Редактор молекул...

  Открыть диалоговое окно редактора молекул.

Панели инструментов Таблица изотопов...

  Открыть окно таблицы изотопов.

Панели инструментов График...

  Открыть диалоговое окно График.

Сервис Калькулятор...

  Открыть окно настройки калькулятора.

Панели инструментов Решение уравнений...

  Открыть диалоговое окно решения уравнений.

Панели инструментов R/S Phrases

  Открыть диалоговое окно Факторы риска и безопасности .

Панели инструментов Глоссарий...

  Открыть Глоссарий.

Панели инструментов Таблицы...

  Показать диалоговое окно Греческий алфавит и Числовые префиксы и римские цифры.

#### Меню «Настройка»

Настройка Показать панель инструментов

  Переключить основную панель инструментов.

Настройка Показать строку состояния

  Переключить отображение строки состояния.

Настройка Комбинации клавиш...

  Настройка комбинаций клавиш позволит вам выполнять дополнительные действия.

Настройка Панели инструментов...

  Настройка элементов, которые вы хотите поместить на панели инструментов.

Настройка Настроить &kalzium;...

  Показать диалог настройки &kalzium;

#### Меню «Справка»

&help.menu.documentation;

## Вопросы и ответы

Станет ли &kalzium; платным?

Нет. Никогда. Но автору всегда будет приятно получить е-mail или DVD в качестве благодарности. &kalzium; распространяется по лицензии GPL, что говорит о том, что вам никогда не придётся платить за неё.

## Чем я могу помочь?

Поддержать автора данными.

В мире науки прогресс идёт очень быстро. Если вы найдёте неправильно указанное или пропущенное значение, сообщите об этом автору.

Сообщить об ошибках или высказать свои предложения

Если вы обнаружили ошибки в программе, или у вас есть какие-то предложения по улучшению, пожалуйста, сообщите мне об этом по адресу &Carsten.Niehaus.mail; (на английском).

## Авторские права и лицензия

&kalzium;

Авторские права на программу © 2001-2005 &Carsten.Niehaus; &Carsten.Niehaus.mail;

Благодарности:

- Pino Toscano toscano.pino@tiscali.it

Перевод на русский: Николай Шафоростов shafff@ukr.net

Перевод на русский: Наталья Зиборева ziboreva@baltinform.ru

Обновление и дополнение перевода: Максим Воробьёв vmax0770@gmail.com

&underFDL; &underGPL;

## Установка

### Как получить &kalzium;

&install.intro.documentation;

### Где взять Kalzium

&kalzium; можно найти на его домашней странице, а также в пакете &kde;-Edu.

### Сборка и установка

&install.compile.documentation;

&documentation.index;