Węgiel
Węgiel – jako podstawowy składnik przyrody ożywionej – występuje zarówno w stanie wolnym (grafit, diament, węgle kopalne), jaki w związkach chemicznych (np. CO 2 , węglany, gaz ziemny, ropa naftowa). Konfiguracja elektronowa atomu węgla: 1s 2 2s 2 2p 2 . Stopnie utlenienia węgla w związkach: II, IV, –IV. Znane są trzy odmiany alotropowe węgla: diament, grafit oraz fulereny. Diament i grafit posiadają budowę krystaliczną, a fulereny cząsteczkową. Diament Grafit...
Węglowodany (cukry, sacharydy)
Węglowodany stanowią liczną grupę związków organicznych, które podzielić można na cukry proste (monosacharydy niehydrolizujące) oraz cukry złożone (disacharydy, oligosacharydy i polisacharydy hydrolizujące). Pod względem chemicznym monosacharydy to polihydroksyaldehydy ( aldozy ) lub polihydroksyketony ( ketozy ). Biorąc pod uwagę liczbę atomów węgla w cząsteczce, monosacharydy sątriozami (3), tetrozami (4), pentozami (5) lub heksozami (6). Do aldoz zawierających 5 atomów węgla w...
Węglowodory aromatyczne
Aby węglowodór został zaliczony do aromatycznych, jego cząsteczka musi: mieć budowę cykliczną, być płaska (orbitale walencyjne atomów węgla tworzących pierścień są w stanie hybrydyzacji sp 2 ) posiadać chmurę elektronową zawierającą (4n+2) elektronów zdelokalizowanych ( reguła Hückla ), gdzie: n– liczba pierścieni w cząsteczce. Benzen i jego homologi zaliczamy do węglowodorów aromatycznych. Benzen to węglowodór o wzorze sumarycznym C 6 H 6 . Charakterystyczną...
Węglowodory aromatyczne o pierścieniach skondensowanych
Naftalen W przypadku monopochodnej naftalenu stosujemy oznaczenia αlub β pamiętając, że każda pozycja α jest oznaczona jako 1, a pozycja β jako 2. W przypadku dwóch lub więcej podstawników ich pozycję należy określić stosując numerację atomów węgla 1-8.Korzystając z reguły Hückla stwierdza się, że w cząsteczce naftalenu jest 10 zdelokalizowanych elektronów π. Jako związek aromatyczny ulega np. nitrowaniu. W cząsteczce naftalenu – w przeciwieństwie do benzenu – atomy wodoru nie...
Węglowodory cykliczne
Przedstawicielami węglowodorów cyklicznych są m.in. cykloalkany, cykloalkeny i cykloalkadieny. Cykloalkany to węglowodory o budowie pierścieniowej (cyklicznej). Poniżej podano uproszczone wzory wybranych cykloalkanów i ich homologów: Wśród cykloalkanów najtrwalszy jest cykloheksan, o czym decyduje brak napięcia kątowego w jego cząsteczce. Cyklopropan, cyklobutan, cyklopentan ze względu na występujące napięcie kątowe – zmniejszające się w szeregu zapisanych związków – cechuje mała...
Węglowodory nasycone (Alkany)
Cząsteczki alkanów zbudowane są z atomów węgla, których orbitale walencyjne są w stanie hybrydyzacji sp 3 . Atomy węgla połączone są ze sobą wyłącznie wiązaniami pojedynczymi σ. Długość wiązania pojedynczego węgiel-węgiel wynosi 154 pm, a energia wiązania 368 kJ/mol. Cząsteczki alkanów nie są płaskie, a możliwość obrotu atomów lub grup atomów połączonych z sąsiednimi atomami węgla wokół wiązania σ powoduje, że istnieją różnorodne orientacje w przestrzeni określane mianem konformacji...
Węglowodory nienasycone (Alkeny)
Alkeny to węglowodory łańcuchowe, w cząsteczkach których występuje jedno wiązanie podwójne między atomami węgla, których walencyjne orbitale atomowe są w stanie hybrydyzacji sp 2 . Te dwa atomy węgla oraz cztery atomy bezpośrednio związane z nimi leżą w jednej płaszczyźnie. Długość wiązania podwójnego jest krótsza od długości wiązania pojedynczego i wynosi 134 pm, ale energia wiązania jest większa i wynosi 682 kJ/mol. Pamiętając, że na wiązanie podwójne składa się jedno wiązanie mocne...
Węglowodory nienasycone (Alkiny)
Alkiny to węglowodory łańcuchowe, w których cząsteczkach występuje jedno wiązanie potrójne między atomami węgla: –C≡C–. Atomy węgla połączone wiązaniem potrójnym posiadają walencyjne orbitale atomowe w stanie hybrydyzacji sp. Długość wiązania potrójnego jest krótsza od długości wiązania podwójnego i wynosi 120 pm, ale energia wiązania jest większa– 829 kJ/mol. Alkiny tworzą szereg homologiczny o wzorze C n H 2n-2 . W szeregu homologicznym łańcuchowych alkinów ze wzrostem liczby atomów...
Węglowodory, fluorowcopochodne węglowodorów
Węglowodory to związki, w cząsteczkach których występują wyłącznie atomy węgla i wodoru.
Wiązania chemiczne
Przyczyną tworzenia wiązań chemicznych jest dążenie atomów do uzyskania trwałej konfiguracji elektronowej najbliższego gazu szlachetnego (osiem lub dwa elektrony na powłoce walencyjnej – reguła oktetu i dubletu). Tę trwałą konfigurację pierwiastki mogą uzyskać albo przez uwspólnienie elektronów walencyjnych poszczególnych atomów lub pary elektronowej jednego atomu, albo przez przeniesienie elektronów z jednego atomu na inny atom.
Wiązanie jonowe
Istotą wiązania jonowego jest elektrostatyczne oddziaływanie między przeciwnie naładowanymi jonami, powstającymi wskutek przeniesienia elektronu (elektronów) z atomu pierwiastka mniej elektroujemnego do atomu pierwiastka znacznie bardziej elektroujemnego. Wiązanie jonowe występuje w wielu tlenkach, wodorkach, wodorotlenkach i solach metali aktywnych. Związki te są ciałami stałymi, krystalicznymi, w większości dobrze rozpuszczalnymi w wodzie. Posiadają wysokie temperatury topnienia.
Wiązanie koordacyjne
Jest szczególnym przypadkiem wiązania kowalencyjnego. Wiązanie to nazywane jest wiązaniem donorowo-akceptorowym, gdyż tworząca je para elektronowa pochodzi od jednego z atomów zwanego donorem, a atom ją przyjmujący zwany jest akceptorem. Wiązanie to ilustruje się strzałką skierowaną od donora do akceptora: H + + : NH 3 → [ H ← : NH 3 ] + W jonie amonowym NH 4+ występują trzy wiązania atomowe spolaryzowane oraz jedno koordynacyjne.
Wiązanie kowalencyjne
polega na uwspólnieniu pary lub par elektronowych atomów pierwiastków tworzących dany związek chemiczny. Uwspólniona para lub pary elektronowe znajdują się między rdzeniami atomów. Wiązanie kowalencyjne – zgodnie z umową – tworzy się, gdy różnica elektroujemności ΔE pierwiastków tworzących cząsteczkę jest niewielka lub równa zero (0 < ΔE < 0,4). Jeżeli uwspólniono jedną parę elektronową, to wiązanie nazywamy pojedynczym,jeżeli uwspólniono dwie pary elektronowe – podwójnym, trzy –...
Wiązanie metaliczne
Występuje w kryształach metali, stopach metali i związkach międzymetalicznych. Polega na elektrostatycznym oddziaływaniu kationów metali ze swobodnie poruszającymi się elektronami (gaz elektronowy). Te swobodne elektrony odpowiedzialne są za wysokie przewodnictwo elektryczne i cieplne metali, ich połysk, kowalność i ciągliwość.
Wiązanie wodorowe
Należy do oddziaływań międzycząsteczkowych lub wewnątrzcząsteczkowych. Wiązanie takie wytwarza się pomiędzy cząsteczkami związków zbudowanych z atomu wodoru (zgromadzony cząstkowy ładunek dodatni) połączonego z innym silnie elektroujemnym atomem pierwiastka posiadającym niewiążące pary elektronowe (zgromadzony cząstkowy ładunek ujemny). Atomy biorące udział w tworzeniu wiązania wodorowego mogą należeć do tej samej cząsteczki lub innych cząsteczek.
Właściwości wybranych pierwiastków i ich związków - Blok P
Do bloku p zaliczamy pierwiastki z grup: 13 – borowce (konfiguracja elektronów walencyjnych ns 2 np 1 ) 14 – węglowce (konfiguracja elektronów walencyjnych ns 2 np 2 ) 15 – azotowce (konfiguracja elektronów walencyjnych ns 2 np 3 ) 16 – tlenowce (konfiguracja elektronów walencyjnych ns 2 np 4 ) 17 – fluorowce (konfiguracja elektronów walencyjnych ns 2 np 5 ) 18 – helowce (konfiguracja elektronów walencyjnych ns 2 np 6 )
Właściwości wybranych pierwiastków i ich związków - Blok S
Do pierwiastków bloku s należą litowce (konfiguracja powłoki walencyjnej ns 1 ), berylowce (konfiguracja powłoki walencyjnej ns 2 ), jak i wodór oraz hel.
Wodorki
To związki metali (wodór na -I stopniu utlenienia) lub niemetali (wodór na I stopniu utlenienia) z wodorem. Ze względu na skład wyróżniamy: wodorki metali wodorki niemetali – reagując z wodą tworzą zasady CaH 2 + 2 H 2 O → Ca(OH) 2 + 2 H 2 – reagując z wodą tworzą: kwasy – np. niemetale z grupy 16, 17 zasady – np. NH3 – pozostałe nie reagują z wodą – posiadają charakter zasadowy z grupy 16, 17 i redukujący Metody...
Wodorotlenki
To związki chemiczne, w skład których wchodzi grupa wodorotlenowa OH lub jon wodorotlenkowy OH – . Podział wodorotlenków: zasadowe amfoteryczne czyli te, które reagują z kwasami, a nie reagują z zasadami, np. wodorotlenki metali 1, 2 grupy bez berylu oraz niektóre wodorotlenki metali bloku d czyli te, które reagują zarówno z kwasami, jak i zasadami (praktycznie nierozpuszczalne w wodzie), np. Be(OH) 2 , Al(OH) 3 , Ga(OH) 3 , In(OH) 3 , Cr(OH) 3...
Wodorotlenki amfoteryczne
charakteryzują się tym, że reagują zarówno z kwasami, jak i zasadami. Wodorotlenek glinu reaguje z zasadą sodową (reakcja zachodzi w roztworze wodnym) tworząc związek o wzorze Na[Al(OH) 4 ], a przy dużym nadmiarze zasady – Na 3 [Al(OH) 6 ]. Al(OH) 3 + 3 HCl → AlCl 3 + 3 H 2 O Al(OH) 3 + NaOH → Na[Al(OH) 4 ] tetrahydroksoglinian sodu Al(OH) 3 + 3 NaOH → Na[Al(OH) 6 ] heksahydroksoglinian sodu Niektóre wodorotlenki ulegają rozkładowi w podwyższonej temperaturze, np....
Wodór
Wodór występuje w bardzo małych ilościach w atmosferze w stanie wolnym, a w postaci związanej występuje jako woda i obecny jest we wszystkich związkach organicznych. Konfiguracja elektronowa atomu wodoru: 1s 1 . Stopnie utlenienia wodoru w związkach: –I, I. Właściwości fizyczne: gaz, bezbarwny i bezwonny, lżejszy odpowietrza, praktycznie nierozpuszczalny w wodzie, występuje w atmosferze w cząsteczkach dwuatomowych. Otrzymywanie: w laboratorium - w reakcji metali z...
Wpływ kierujący podstawników
Wyróżnia się: podstawniki I rodzaju, kierujące nowy podstawnik w reakcji substytucji w pozycję orto i para –NH 2 –NHR –NR 2 –OH –OR –R –Ar –X podstawniki II rodzaju, kierujące nowy podstawnik w reakcji substytucji w pozycję meta –NO 2 –COR –SO 3 H –COOH –CHO –CN W przypadku obecności podstawników obu rodzajów, wpływ kierujący podstawnika I rodzaju dominuje nad wpływem podstawnika II rodzaju Grupa –CH 3 zaliczana jest do podstawników I rodzaju i...
Wskaźniki kwasowo-zasadowe
Są to związki typu słabych kwasów lub słabych zasad organicznych. Barwa ich formy zdysocjowanej, jak i niezdysocjowanej jest różna. pH roztworu decyduje, która z tych form będzie w przewadze i która barwa się pojawi. W roztworze ustala się stan równowagi, którego położenie zależy od stężenia jonów H + lub OH – : np. w środowisku zasadowym jony OH – spowodują przesunięcie równowagi na prawo, co wywoła zmianę barwy. Wskaźnikiem jest np. fenoloftaleina, która przyjmuje barwę malinową...
Wysalanie białek
Jest to to proces polegający na zmniejszeniu wzajemnych oddziaływań cząsteczek białek i wody w wyniku wprowadzenia jonów określonej soli, np. (NH 4 ) 2 SO 4 , NaCl, Na 2 SO 4 . Jony te silniej niż cząsteczki białka oddziałują z cząsteczkami wody niszcząc tę stabilizującą białko otoczkę hydratacyjną. Zatem wszystkie czynniki powodujące odciągnięcie cząsteczek wody od cząsteczek białka zmniejszają jego rozpuszczalność, czyli wytrącają białko z roztworu. Skutek – zol przechodzi w żel...