Metody otrzymywania tlenków
a) bezpośrednia synteza z pierwiastków, np.: b) termiczny rozkład niektórych soli kwasów tlenowych lub wodorotlenków, np.: c) utlenianie lub redukcja tlenków (dla pierwiastków, które tworzą tlenki na różnych stopniach utlenienia) w określonych warunkach, np. w obecności katalizatora: Do redukcji stosujemy np. wodór, węgiel lub metale (np. miedź):
Izomeria geometryczna
Izomeria geometryczna związana jest z różnym rozmieszczeniem atomów w stosunku do płaszczyzny wyznaczonej wiązaniem podwójnym lub pierścieniem węglowym. Ze względu na zahamowanie rotacji atomów wokół niektórych wiązań (wiązanie podwójne) w cząsteczce możliwe są dwie konfiguracje podstawników przy atomach węgla połączonych wiązaniem podwójnym albo płaszczyzną odniesienia w cykloalkanach. Izomeria geometryczna często występuje w cząsteczkach mających wiązania podwójne ,ale dotyczy...
Zapis konfiguracji elektronowej z użyciem rdzenia gazu szlachetnego:
Procesy zachodzące podczas elektrolizy wybranych kwasów, zasad i soli
Jeżeli anoda wykonana jest np. z miedzi, to należy dodatkowo uwzględnić proces jej anodowego roztwarzania, np. podczas elektrolizy roztworu wodnego CuSO 4 na elektrodach miedzianych: Jeżeli katoda wykonana jest np. z rtęci, to w tych warunkach wszystkie metale ulegają redukcji na katodzie, tworząc tzw. amalgamat. Jeżeli elektrolizie poddano stopione elektrolity (np. tlenki, wodorotlenki, sole), to w tych warunkach wszystkie metale ulegają redukcji na katodzie (niezależnie od...
Właściwości fizyczne
Naftalen w temperaturze pokojowej jest substancją stałą, występuje w postaci cienkich białych płatków o charakterystycznym zapachu, łatwo sublimuje. Nie rozpuszcza się w wodzie, rozpuszcza się w rozpuszczalnikach organicznych (etanol, eter, chloroform).
Metody otrzymywania tlenu
W laboratorium – poprzez termiczny rozkład różnych związków, np.: Do celów specjalnych można tlen otrzymać w wyniku elektrolizy wody. W przemyśle – dzięki frakcjonowanej destylacji skroplonego powietrza. Tlen występuje w dwóch odmianach alotropowych: O 2 – cząsteczka dwuatomowa (ditlen, tlen), O 3 – cząsteczka trójatomowa (tritlen, ozon). Ozon jest gazem o specyficznym, ostrym zapachu. Występuje głównie w górnych warstwach atmosfery, tworząc warstwę zwaną...
Katalizator
Katalizator to substancja, która wprowadzona do reagującego układu zwiększa (obniża energię aktywacji) lub zmniejsza (podwyższa energię aktywacji) szybkość reakcji. Fakt ten zdeterminowany jest po prostu zmianą drogi reakcji zachodzącej z udziałem katalizatora w stosunku do drogi reakcji zachodzącej bez udziału katalizatora. Katalizator bierze udział w reakcji chemicznej, ale zostaje w układzie w niezmienionej ilości po jej zakończeniu. Katalizatorem może być jeden ze składników...
Budowa i właściwości fizyczne
Cząsteczka alkoholu zawiera hydrofilową grupę –OH i hydrofobową resztę węglowodorową –R. Im krótszy łańcuch węglowy cząsteczki, tym bardziej polarny jest jej charakter. Ze wzrostem liczby atomów węgla w łańcuchu, czyli ze wzrostem wpływu tego łańcucha na właściwości związku (długi łańcuch węglowodorowy jest dominującą częścią cząsteczki) maleje rozpuszczalność w wodzie i reaktywność alkoholi. Wyższe alkohole dobrze rozpuszczają się w heksanie i innych węglowodorach. Ze wzrostem liczby grup...
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 ) Pierwiastki te reprezentują zróżnicowany charakter – od metali (np....
Budowa atomu
Na przestrzeni wieków zmieniały się poglądy człowieka dotyczące budowy atomu i materii: Wybrane modele budowy atomu (schemat ideowy): model "ciasta z rodzynkami" ładunek dodatni skupiony jest w jądrze atomu planetarny model budowy atomu Zachowania mikrocząstek nie można opisać w oparciu o klasyczną mechanikę Newtona. Ciała mikroskopowe zachowują się zupełnie inaczej i stąd w opisie ich zachowania obowiązują zasady...
Właściwości chemiczne
W temperaturze pokojowej azot jest bardzo mało reaktywny. Jego reaktywność można zwiększyć, ogrzewając go lub poddając wyładowaniom elektrycznym w warunkach niskiego ciśnienia. Jeden z najbardziej znanych związków azotu to amoniak. Amoniak jest lekkim, bezbarwnym gazem o charakterystycznym zapachu, drażniącym błony śluzowe. Rozpuszcza się w wodzie, a powstały roztwór ma odczyn zasadowy: Amoniak można otrzymać, działając mocną zasadą na sole amonowe w podwyższonej temperaturze:...
Odróżnianie pentoz od heksoz (odczyn Biala – reakcja charakterystyczna dla pentoz)
pentoza heksoza ogrzewanie z odczynnikiem orcynowym (orcyna i FeCl 3 w HCl) roztwór zabarwia się na zielono roztwór zabarwia się nażółto-brązowy kolor
Właściwości chemiczne
Obecność grupy –OH wywołuje efekt indukcyjny, który zwiększa deficyt elektronowy na atomie węgla grupy karboksylowej. Skutkiem tego jest zwiększona moc hydroksykwasu w stosunku do kwasu karboksylowego o identycznej liczbie atomów węgla nie zawierającego grupy –OH. Ponieważ hydroksykwasy zawierają dwie grupy funkcyjne, uczestniczą w typowych dla tych grup reakcjach. Każda z grup funkcyjnych zachowuje swoje charakterystyczne właściwości: a) reakcje charakterystyczne dla grupy...
Zastosowanie, znaczenie, funkcje
Naftalen otrzymywany jest ze smoły pogazowej, występuje także w ropie naftowej. W przemyśle chemicznym naftalen jest używany do produkcji farb i barwników, tworzyw sztucznych oraz środków owadobójczych (naftalina).
Metody otrzymywania eterów
a) odwodnienie alkoholi (wysoka temperatura, stężony H 2 SO 4 ): dla eterów symetrycznych b) reakcja halogenków alkilowych z alkoholanami lub fenolanami sodu (synteza Williamsona) dla eterów niesymetrycznych alifatycznych lub alifatyczno-aromatycznych dla halogenków pierwszorzędowych uzyskuje się dużą wydajność reakcji
Zastosowanie związków chromu
Chrom stosowany jest jako dodatek do stali i stopów metali, a także do wytwarzania powłok ochronnych zapobiegających korozji metali. Ma także zastosowanie do wytwarzania barwników dodawanych do farb, szkła i porcelany. Znaczenie praktyczne ma także stop złożony z chromu i niklu, tzw. chromonikiel , cechujący się dużym oporem elektrycznym (drut oporowy) – używany jest do budowy grzejników elektrycznych. W analityce chemicznej związki chromu są stosowane do oznaczania pewnej grupy substancji,...
Helowce
Konfiguracja elektronowa wybranych gazów szlachetnych: hel 1s 2 , neon 1s 2 2s 2 2p 6 , argon 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 . Helowce , czyli gazy szlachetne, są pierwiastkami bardzo rozpowszechnionymi we wszechświecie, chociaż na Ziemi występują w niewielkich ilościach, głównie w atmosferze. Helowce (poza radonem) otrzymywane są ze skroplonego powietrza w procesie frakcjonowanej destylacji. Hel można otrzymywać też z gazu ziemnego. Helowce są bezbarwnymi gazami, nie mają...
Zastosowanie żelaza
Żelazo ma ogromne znaczenie w przemyśle i technice, gdyż używane jest do produkcji stali. Stal to stop żelaza z węglem zawierający także niewielkie domieszki innych substancji. Istnieje wiele gatunków stali, różniących się składem. Stal wykorzystywana jest m.in. w budownictwie do wytwarzania elementów konstrukcyjnych budynków, a także do budowy samochodów i maszyn. Stal otrzymuje się z tzw. surówki wytwarzanej z żelaza i węgla w procesie wielkopiecowym. W procesie...
Cząsteczka amoniaku
NH3 LH = 3 + ½ (5 – 3 · 1) = 3 + 1 = 4 LH = 4 => orbitale walencyjne atomu azotu są w stanie hybrydyzacji sp 3 ponieważ na atomie azotu jest wolna para elektronowa, należy uwzględnić fakt, że odpychanie pomiędzy parą σ i wolną parą elektronową jest silniejsze niż odpychanie między parami σ, stąd kąty między wiązaniami σ zmniejszą się (~107°) kształt cząsteczki amoniaku nie będzie zgodny z przestrzennym rozmieszczeniem hybryd, z których jedna opisuje wolną parę elektronów...
Tlenki kwasowe
(reagujące z zasadami): tlenki te tworzą zazwyczaj niemetale z grup 14, 15, 16, 17 oraz np. B 2 O 3 , CrO 3 , Mn 2 O 7 Jeżeli tlenek kwasowy reaguje z wodą, to tworzy się odpowiedni kwas, np.: Istnieją tlenki o charakterze kwasowym niereagujące z wodą, np.:
Efekty cieplne reakcji
Każdej przemianie chemicznej towarzyszy określony efekt cieplny. Efekt cieplny można określić jako ilość energii wymienionej w postaci ciepła między układem a otoczeniem. W przemianie izochorycznej (tzn. zachodzącej w stałej objętości) i przemianie izobarycznej (tzn. zachodzącej pod stałym ciśnieniem) efekt cieplny jest równy zmianie funkcji stanu (odpowiednio energii wewnętrznej reakcji i entalpii reakcji). Efekt cieplny jest więc niezależny od „drogi” przemiany, a jedynie od parametrów...
Nomenklatura
Nazwy aldehydów tworzy się, podając nazwę węglowodoru (z określoną liczbą atomów węgla) oraz końcówkę - al . Dla aldehydów o rozgałęzionym łańcuchu nazwy tworzy się, podając lokant podstawionego atomu węgla, nazwę podstawnika, nazwę węglowodoru oraz końcówkę - al . Numerację łańcucha należy rozpocząć od atomu węgla wchodzącego w skład grupy aldehydowej, czyli jej pozycja określa początek łańcucha węglowego, np.:
Zastosowanie wybranych związków siarki
związek zastosowanie H 2 SO 4 kwas siarkowy(VI) używany przy produkcji nawozów sztucznych; stosowany do wypełniania akumulatorów ołowiowych; w przemyśle chemicznym jest używany do syntez organicznych (reakcje sulfonowania); ponadto stosowany do wyrobu środków czystości, leków, materiałów wybuchowych, sztucznych włókien Na 2 SO 4 siarczan(VI) sodu (sól glauberska) ma zastosowanie do produkcji papieru, proszków do prania, szkła, farb; używany jest...
Budowa i właściwości fizyczne
Alkeny to węglowodory łańcuchowe zawierające w cząsteczkach jedno wiązanie podwójne między atomami węgla. stan hybrydyzacji orbitali walencyjnych atomów węgla połączonych wiązaniem podwójnym krotność wiązania pomiędzy atomami węgla długość wiązania podwójnego węgiel–węgiel energia wiązania podwójnego węgiel–węgiel sp 2 jedno wiązanie podwójne, pozostałe to wiązanie pojedyncze 134 pm 602 kJ/mol Rozważając budowę cząsteczki...
Właściwości fizyczne
Biorąc pod uwagę nasycone aldehydy łańcuchowe zauważono, że ich temperatury wrzenia są niższe niż odpowiednich alkoholi. Fakt ten potwierdza brak asocjacji cząsteczek tych związków (brak międzycząsteczkowych wiązań wodorowych). Metanal w temperaturze pokojowej jest gazem, zaś pozostałe człony szeregu homologicznego w zależności od liczby atomów C są cieczami lub ciałami stałymi. Aldehydy zawierające w cząsteczkach do 7 atomów węgla posiadają charakterystyczną woń, a zawierające więcej niż...
Wykładnik stężenia jonów wodorowych (pH)
O przebiegu procesu dysocjacji decyduje rozpuszczalnik. Substancje, które w środowisku wodnym są elektrolitami mocnymi, w innych rozpuszczalnikach mogą być słabymi i odwrotnie. Woda jako bardzo słaby elektrolit ulega w niewielkim stopniu procesowi dysocjacji elektrolitycznej (autodysocjacja). Stosując do tej równowagi prawo działania mas , można wprowadzić pojęcie iloczynu jonowego wody jako iloczynu stężeń jonów wodorowych i wodorotlenkowych: Iloczyn ten jest wielkością...
Teoria jonowa Arrheniusa
Założenia teorii Arrheniusa: Kwas : związek, który w roztworach wodnych dysocjuje tworząc kationy wodoru H + . Zasada : związek, który w roztworach wodnych dysocjuje tworząc aniony wodorotlenkowe OH–.
Pary komplementarnych zasad
RNA jest zwykle jednoniciowy. DNA występuje w postaci dwóch splecionych wzajemnie antyrównoległych nici. Nici łączą się ze sobą wiązaniami wodorowymi wytworzonymi między parami komplementarnych zasad: tymina-adenina (dwa wiązania wodorowe) oraz cytozyna-guanina (trzy wiązania wodorowe). Liczba zasad adeninowych jest równa liczbie zasad tyminowych, a liczba zasad guaninowych równa jest liczbie zasad cytozynowych w cząsteczce DNA. Zjawisko zwane komplementarnością zasad m.in....
Wzorzec konfiguracyjny aminokwasów
Jak określić (przypisać) konfigurację D lub L danej cząsteczce? Główny łańcuch węglowy należy narysować pionowo, ale tak, aby pierwszy atom węgla łańcucha (czyli oznaczany lokantem 1) był na górze (najbardziej utleniona grupa funkcyjna na górze). Gwiazdką należy zaznaczyć wszystkie asymetryczne atomy węgla. Jeżeli w cząsteczce jest kilka asymetrycznych atomów węgla, to należy określić położenie podstawników przy ostatnim (dolnym) asymetrycznym atomie węgla (tzw. atom...
Wykrywanie cukrów
reakcja Molischa 20% alkoholowy roztwór α-naftolu lub tymolu z dodatkiem kilku kropli H 2 SO 4 w obecności cukru zabarwia się na kolor czerwony lub czerwonofiołkowy (pierścień na granicy faz) reakcja Seliwanowa reakcja służąca do wykrycia ketoz w układzie: rezorcyna w obecności ketozy i kwasu tworzy charakterystyczne czerwone zabarwienie wykrywanie sacharydów sacharydy jako polihydroksyzwiązki tworzą z jonami Cu 2+ w środowisku zasadowym szafirowy...
Nakładanie dwóch orbitali typu s:
powstaje orbital molekularny typu σ
Metody otrzymywania metali
Czyste metale w bardzo niewielkich ilościach występują w stanie wolnym w skorupie ziemskiej, dlatego w przemyśle do otrzymywania metali stosuje się inne metody – głównie elektrolizę i aluminotermię. Elektroliza to proces zachodzący w elektrolizerze, na elektrodach, pod wpływem zewnętrznego napięcia. Proces ten polega na przepływie prądu przez roztwór substancji lub substancję stopioną, w wyniku czego na elektrodach wydzielają się odpowiednie pierwiastki lub związki chemiczne. Do...
Mikroogniwo Fe/Zn
Anodę stanowi cynk, a katodę – żelazo; na elektrodach zachodzą następujące reakcje:
Roztwory koloidalne
Liofilowe cząstki koloidalne w roztworze są otoczone przez cząsteczki rozpuszczalnika stanowiące tzw. otoczkę solwatacyjną. W przypadku, gdy rozpuszczalnikiem jest woda, otoczka nosi nazwę „hydratacyjna”, a cząstki posiadają właściwości hydrofilowe. W czasie procesu zwanego koagulacją część cząstek traci swoją otoczkę utworzoną z rozpuszczalnika i grupuje się w większe agregaty. Typową cechą roztworów koloidalnych jest tzw. efekt Tyndalla . Światło przechodząc przez roztwór...
Wykrywanie cukrów redukujących
odczyn Fehlinga (reakcja charakterystyczna dla cukrów redukujących) reakcja z Cu 2+ w obecności NaOH i winianu sodu potasu pojawia się ceglasto-czerwony osad próba Tollensa lub próba Trommera reakcja z [Ag(NH 3 ) 2 ]OH lub reakcja z Cu 2+ w środowisku zasadowym pojawia się srebrzysty nalot (próba Tollensa) lub ceglasto-czerwony osad (próba Trommera)
Reaktywność
Porównując związki z podobnymi ugrupowaniami w cząsteczkach stwierdza się, że amidy kwasowe są bardziej reaktywne od amin (pierwszorzędowe pochodne).
Właściwości chemiczne
Właściwości chemiczne tlenków można scharakteryzować w zależności od ich charakteru chemicznego:
Wodór
Wodór występuje w bardzo małych ilościach w atmosferze w stanie wolnym, a w postaci związanej głównie w wodzie. Obecny jest we wszystkich związkach organicznych.
Właściwości fizyczne fluorowców
fluor – jasnożółty gaz o ostrym zapachu, trujący; chlor – żółtozielony gaz o ostrym zapachu, trujący; brom – ciemnobrunatna ciecz (z racji niskiej temperatury wrzenia nad cieczą gromadzi się czerwonobrunatna para) o ostrej, duszącej woni, trująca, wywołująca oparzenia; jod – szaroczarna substancja krystaliczna o metalicznym połysku; astat – nietrwały, promieniotwórczy pierwiastek.
Zastosowanie srebra i jego związków
Srebro stosowane jest do wytwarzania wyrobów jubilerskich i monet. Związki srebra używane są do srebrzenia przedmiotów, np. luster i bombek choinkowych. Związki srebra mają także znaczenie w fotografii. Emulsja fotograficzna złożona jest z halogenków srebra, np. AgBr, zawieszonych w żelatynie. W czasie robienia zdjęcia, kiedy światło pada na kliszę fotograficzną pokrytą emulsją fotograficzną, następuje rozkład części AgBr w naświetlonych miejscach: Na kliszy powstaje obraz...
Przykłady cząsteczek zawierających atom centralny w stanie hybrydyzacji: sp, sp2, sp3:
hybrydyzacja sp hybrydyzacja sp 2 hybrydyzacja sp 3 BeCl 2 CO 2 CO BF 3 , SO 3 trójkąt CH 4 , CCl 4 , NH 4 + kształt tetraedru SO 2 kształt kątowy NH 3 , PCl 3 , H 3 O + kształt piramidy trygonalnej H 2 O, H 2 S kształt kątowy
Właściwości chemiczne
Chlorki kwasowe należą do najbardziej reaktywnych pochodnych kwasów karboksylowych. Aromatyczne chlorki kwasowe są mniej reaktywne niż alifatyczne. W wyniku hydrolizy chlorków kwasowych powstaje odpowiedni kwas karboksylowy i kwas solny, np.: Chlorki kwasowe biorą udział w reakcjach amonolizy i alkoholizy. Chlorek acetylu poddany amonolizie (stosunek molowy substratów 1:2) tworzy etanoamid i chlorek amonu. Chlorek acetylu poddany alkoholizie (stosunek molowy...
Metale
Metale to substancje charakteryzujące się określonymi właściwościami fizycznymi, które są ściśle związane z występującym w metalach wiązaniem metalicznym. Większość metali w temperaturze pokojowej jest ciałami stałymi (wyjątek: rtęć) mającymi metaliczny połysk. Metale są twarde, kowalne, ciągliwe – te właściwości są związane z siłami utrzymującymi sieć krystaliczną. Substancje te są dobrymi przewodnikami prądu elektrycznego, co związane jest z przemieszczającą się chmurą elektronów...
Zastosowanie, znaczenie, funkcje
Znaczenie wybranych fluorowcopochodnych węglowodorów w gospodarce człowieka i medycynie przedstawiono poniżej. flourowcopochodne węglowodorów CH 3 Cl chlorometan (chlorek metylu) stosowany w syntezach organicznych CH 2 Cl 2 dichlorometan (chlorek metylenu) rozpuszczalnik stosowany w syntezach organicznych CHCl 3 trichlorometan (chloroform) substancja stosowana kiedyś jako środek znieczulający; obecnie stosowany jako rozpuszczalnik w...