Ogniwa galwaniczne
Układ utworzony przez połączenie dwóch półogniw za pomocą klucza elektrolitycznego nosi nazwę ogniwa galwanicznego. W ogniwie elektrody połączone są ze sobą przewodnikiem metalicznym, który pełni rolę przekaźnika elektronów, a roztwory – kluczem elektrolitycznym, który umożliwia przepływ niewielkiej liczby jonów, wyrównujący bilans ładunku. Zamknięcie obwodu np. amperomierzem lub woltomierzem spowoduje, że ich wskazówka wychyli się, co wskazuje, że w układzie płynie prąd. Źródłem prądu...
Wzór sumaryczny i strukturalny związku chemicznego
Wzór sumaryczny określa skład jakościowy i ilościowy związku chemicznego. Wzór strukturalny (wzór kreskowy) określa skład jakościowy i ilościowy oraz sposób powiązania poszczególnych atomów w cząsteczce (kreska obrazuje wiązanie chemiczne). Jeżeli we wzorze strukturalnym przy symbolach poszczególnych atomów zaznaczone zostaną wolne (niewiążące) pary elektronowe, to wzór taki nosi nazwę wzoru elektronowego lub wzoru Lewisa .
Jak zmienia się moc zasad?
W grupie moc zasad rośnie w okresie moc zasad maleje
Tlenki amfoteryczne
(reagujące z mocnymi kwasami i mocnymi zasadami): np. Al 2 O 3 , Ga 2 O 3 , SnO 2 ,PbO 2 , ZnO, CuO, BeO Uwaga: powstający w czasie pasywacji glinu tlenek stanowi określoną odmianę tego związku, odporną na działanie stężonych kwasów i zasad. Tlenki amfoteryczne nie reagują z wodą:
Nazwy systematyczne wybranych kwasów
wzór kwasu nazwa kwasu anion reszty kwasowej nazwa soli pochodzącej od danego kwasu HNO 2 kwas azotowy(III) NO 2 – azotan(III) HNO 3 kwas azotowy(V) NO 3 – azotan(V) H 2 SO 4 kwas siarkowy(VI) SO 4 2– siarczan(VI) H 2 CO 3 kwas węglowy CO 3 2– węglan H 2 SO 3 kwas siarkowy(IV) SO 3 2– siarczan(IV) HCl kwas chlorowodorowy (solny) Cl –...
Metody otrzymywania wodorotlenków
a) w reakcji aktywnych metali z wodą, np.: b) w reakcji niektórych tlenków metali z wodą, np.: c) w reakcji niektórych zasadowych wodorków metali z wodą, np.: d) w reakcji niektórych soli z mocnymi zasadami, np.:
Izotopy wodoru
Wodór występuje w przyrodzie w postaci trzech izotopów: Prot jest najlżejszym izotopem wodoru, najbardziej rozpowszechnionym w przyrodzie. Deuter występuje w naturze w śladowych ilościach, jego związki, np. D 2 O (tzw.ciężka woda) używane są w laboratoriach chemicznych i fizycznych do różnego typu badań. Tryt jest najmniej trwałym, promieniotwórczym izotopem wodoru.
Zastosowanie gazów szlachetnych
Hel, neon, argon, krypton i ksenon stosowane są do wypełniania żarówek i świetlówek, ponadto mają zastosowanie w technice oświetleniowej do wytwarzania neonów i reklam. Prąd, który przepuszczany jest przez wypełnione gazami szlachetnymi elementy oświetleniowe, powoduje, że gazy te zaczynają świecić, dając różnokolorowe światło, np. hel – żółte, neon, argon – czerwone, krypton – żółtozielone, ksenon – fioletowe, mieszanina helu z rtęcią – niebieskie. Hel stosowany jest do...
Rzędowość struktury białek
Pierwszorzędowa : sekwencja, czyli kolejność aminokwasów w łańcuchu białkowym. Struktura ta jest najtrwalsza, gdyż dopiero działanie enzymów lub kwasów może spowodować hydrolizę wiązania peptydowego. Sekwencja aminokwasów w łańcuchu białkowym jest zapisana w genie kodującym dane białko. Drugorzędowa : łańcuch białkowy w układzie helisy α lub arkusza β (β harmonijka). Struktura ta jest stabilizowana wiązaniami wodorowymi. Trzeciorzędowa : ułożenie łańcucha aminokwasowego w...
Prawo okresowości:
właściwości pierwiastków uporządkowanych według wzrastającej liczby atomowej zmieniają się okresowo. Współczesne prawo okresowości pozwala stwierdzić, że podobne właściwości mają pierwiastki, których liczby atomowe różnią się o 2, 8, 16 lub 32. Prawu okresowości podlegają: promienie atomowe, elektroujemność, powinowactwo elektronowe, energia jonizacji, właściwości chemiczne. Dla pierwiastków bloku s i p zmiany te kształtują się następująco: grupa...
Metody otrzymywania alkenów
a) odwodnienie, czyli eliminacja wody z alkoholu: eliminacja zgodnie z regułą Zajcewa Eliminacją nazywamy proces polegający na oderwaniu od sąsiadujących atomów węgla dwóch atomów lub grup atomów bez zastąpienia ich innymi podstawnikami, w wyniku czego rośnie krotność wiązania lub powstaje związek cykliczny. Reakcja eliminacji przebiega zgodnie z regułą Zajcewa. Reguła Zajcewa : atom wodoru odrywa się od atomu węgla związanego z mniejszą liczbą atomów wodoru. b)...
Statyka chemiczna
Jeżeli jeden z produktów reakcji chemicznej opuszcza układ reakcyjny np. w postaci gazu, to reakcja ta na pewno przebiega do końca w prawo, czyli do całkowitego wyczerpania substratów. Można ją określić jako praktycznie nie odwracalną. W równaniu reakcji ten fakt należy zaznaczyć jedną strzałką skierowaną w prawą stronę --> . Większość reakcji chemicznych – w odpowiednich warunkach – przebiega w obu kierunkach,tzn. tworzą się produkty i jednocześnie zachodzi reakcja odwrotna, czyli...
Odróżnienie węglowodorów aromatycznych od alifatycznych
węglowodory alifatyczne węglowodory aromatyczne reakcja nitrowania (HNO 3 w obecności H 2 SO 4 lub tylko HNO 3 ) brak objawów reakcji pojawia się żółte zabarwienieroztworu
Metody otrzymywania metanu
synteza metanu z pierwiastków w ściśle określonych warunkach: C + 2 H 2 --> CH 4 otrzymywanie metanu z gazu syntezowego: CO + 3 H 2 --> CH 4 + H 2 O hydroliza węgliku glinu: Al 4 C 3 + 12 H 2 O --> 3 CH 4 + 4 Al(OH) 3 reakcja węgliku glinu z kwasem solnym: Al 4 C 3 + 12 HCl 4 --> AlCl 3 + 3 CH 4 stapianie etanianu sodu z wodorotlenkiem sodu: CH 3 COONa + NaOH --> CH 4 + Na 2 CO 3
Izomeria optyczna
Izomeria optyczna związana jest z różnym przestrzennym ułożeniem atomów wokół asymetrycznego atomu węgla. Asymetryczny atom węgla to tetraedryczny atom węgla związany z czterema różnymi podstawnikami. Taki atom stanowi centrum stereogeniczne. Chiralność to nieidentyczność przedmiotu i jego odbicia lustrzanego. Przedmioty identyczne ze swoim odbiciem lustrzanym po nałożeniu na siebie określane są jako achiralne. Przykłady obiektów chiralnych: prawa i lewa dłoń, prawy i lewy but:...
Elektroujemność
Elektroujemność to zdolność atomu do przyciągania elektronów. Zdolność tę wyznaczył m.in. Pauling, przedstawiając ją w postaci wartości liczbowych. Cez i frans charakteryzują się najmniejszą wartością elektroujemności (0,7) w skali Paulinga, a fluor największą, czyli 4,0. W okresie elektroujemność rośnie ze wzrostem liczby atomowej, a w grupie maleje .
Właściwości fizyczne i chemiczne wodorków
wodorki metali wodorki niemetali ciała stałe, zazwyczaj barwy białej zazwyczaj gazy charakter zasadowy i redukujący charakter zasadowy, kwasowy lub obojętny reagując z wodą tworzą zasady, np. CaH 2 + 2 H 2 O --> Ca(OH) 2 + 2 H 2 reagując z wodą tworzą kwasy, np. HCl, H 2 S, ale i zasady, np. NH 3
Właściwości chemiczne
Poniżej podano schemat zawierający liczne przemiany chemiczne, w których benzen stanowi substrat. Reakcje chemiczne, w których uczestniczy benzen: nazwa szczegółowa reakcji reagenty i warunki reakcji nazwa ogólna produktu grupa (atom) wprowadzona nitrowanie działanie mieszaniną nitrującą, tzn. mieszaniną stężonego kwasu azotowego(V) i stężonego kwasu siarkowego(VI) nitrozwiązek –NO 2 sulfonowanie działanie stężonym...
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.:
Nomenklatura
Zgodnie z ogólnie przyjętą umową wzory strukturalne peptydów przedstawia się, umieszczając wzór aminokwasu z wolną grupą aminową po lewej stronie (grupa N-terminalna), a aminokwasu z wolną grupą karboksylową na końcu szeregu, po prawej stronie (grupa C-terminalna). W nazewnictwie peptydów temu aminokwasowi, który angażuje swoją grupę karboksylową w tworzenie wiązania peptydowego, dodaje się do rdzenia nazwy końcówkę -ylo lub -ilo, nazwa aminokwasu z wolną grupą karboksylową pozostaje...
Metody otrzymywania kwasów
a) w reakcji tlenków kwasowych z wodą, np.: b) w reakcji soli z mocnym kwasem, np.: c) w reakcji bezpośredniej syntezy z pierwiastków (dla kwasów beztlenowych), np.:
Właściwości chemiczne
Estry ulegają hydrolizie, która zachodzi zarówno w środowisku kwaśnym, jak i zasadowym. Hydroliza w środowisku kwaśnym jest procesem odwracalnym. Hydroliza w środowisku zasadowym jest praktycznie nieodwracalna. Estry ulegają reakcji alkoholizy (transestryfikacji) oraz amonolizy, np.: Alkoholiza , czyli reakcja estru z alkoholem prowadząca do otrzymania nowego estru i alkoholu, jest reakcją odwracalną zarówno w środowisku kwaśnym, jak i zasadowym. Amonoliza ,...
Właściwości chemiczne
Chrom na powietrzu pokrywa się warstewką tlenku chromu(III) – jest to pasywacja . Wskutek obecności ochronnej warstewki tlenku, chrom nie reaguje z wodą,mimo że jest metalem o ujemnym potencjale elektrochemicznym. W reakcji z kwasem solnym i rozcieńczonym siarkowym(VI) tworzy – obok wydzielonego wodoru– związki na II stopniu utlenienia (warunki beztlenowe) lub III stopniu utlenienia (warunki tlenowe): Chrom pod wpływem stężonego kwasu azotowego(V) i siarkowego(VI) ulega pasywacji....
Woda
Woda to najpopularniejsza substancja chemiczna. Jest to po prostu tlenek wodoru, czyli związek o wzorze H2O. Analizując budowę cząsteczki wody, należy pamiętać o jej polarnym charakterze; cząsteczka wody jest dipolem, co wynika z jej kątowej budowy, spolaryzowanych wiązań atomowych tlen-wodór oraz obecności dwóch wolnych par elektronowych na atomie tlenu. długość wiązania i kąt między wiązaniami w cząsteczce wody schemat nakładania konturów orbitali...
Metody otrzymywania chlorków kwasowych
Chlorki kwasowe powstają w reakcji kwasu karboksylowego z PCl 3 , PCl 5 lub SOCl 2 , np.:
Reguły Paulinga
1. Mocniejszy jest ten kwas, który ma większą wartość m (czyli ma więcej atomów tlenu niezwiązanych z atomami wodoru), np.: ponieważ dla kwasu azotowego(V) m = 2 (NO 2 (OH)), a dla kwasu fosforowego(V) m = 1 (PO(OH 3 )). wartość m przykładowe kwasy moc kwasów m = 0 HClO, HBrO bardzo słabe kwasy m = 1 HClO 2 , HNO 2 , H 3 PO 4 umiarkowanie słabe kwasy m = 2 HClO 3 , HNO 3 , H 2 SO 4 umiarkowanie mocne kwasy...
Tlenki zasadowe
(reagujące z kwasami): tlenki te tworzą metale z grup 1, 2 (bez berylu) oraz np. Tl 2 O 3 , SnO, Bi 2 O 3 , MnO, CrO Jeżeli tlenek zasadowy reaguje z wodą, to tworzy się odpowiednia zasada, np.:
Energia jonizacji
Jak zjonizować atom? atom elektrycznie obojętny --> jednododatni jon + 1 elektron (oderwany) Energia jonizacji : minimalna energia niezbędna do oderwania elektronu. Najłatwiej oderwać pierwszy elektron od atomu (E1–pierwsza energia jonizacji); wartości kolejnych energii jonizacji rosną: trudniej oderwać elektron od już istniejącego kationu (E 1 < E 2 < E 3 ...).Wartości kolejnych energii jonizacji dla atomu magnezu przedstawiono na wykresie obok: Analizując...
Twardość wody
Twardość wody jest spowodowana obecnością rozpuszczalnych w wodzie soli wapnia i magnezu. Twardość przemijającą (tzw. węglanową) wywołują wodorowęglany wapnia i magnezu; twardość tę łatwo usunąć przez zagotowanie wody. Twardość stałą (tzw. niewęglanową) wywołują inne sole, np. siarczany(VI), chlorki; twardość tę można usunąć metodą chemiczną, wykorzystując węglan sodu.
Wzór rzeczywisty i empiryczny związku chemicznego
Wzór empiryczny (elementarny) związku podaje ilościowy stosunek atomów danego rodzaju w związku wyrażony najmniejszymi liczbami całkowitymi. Wzór rzeczywisty związku podaje rzeczywisty stosunek atomów danego rodzaju w związku. Jest n–krotnością wzoru empirycznego, gdzie n jest określone stosunkiem rzeczywistej masy molowej związku do masy związku określonego wzorem empirycznym.
Właściwości chemiczne
Mangan jest pierwiastkiem aktywnym chemicznie. W postaci rozdrobnionej spala się w tlenie, tworząc mieszaninę tlenków MnO 2 i Mn 3 O 4 , reaguje z gorącą wodą oraz kwasami słabo utleniającymi. Roztwory wodne rozpuszczalnych soli manganu(II) są praktycznie bezbarwne. Siarczek manganu(II) to cielisty osad. Mangan tworzy trzy podstawowe tlenki: tlenek manganu(II) MnO, tlenek manganu(IV)MnO 2 i tlenek manganu(VII) Mn 2 O 7 , które można otrzymać w następujących reakcjach:...
Prawo stałych stosunków objętościowych:
Objętości reagujących ze sobą gazów oraz gazowych produktów reakcji odmierzone w tych samych warunkach ciśnienia i temperatury pozostają do siebie w stosunku niewielkich liczb całkowitych.
Okres połowicznego rozpadu τ½
Czas, w którym połowa jąder izotopu danego pierwiastka ulega rozpadowi. Jest to wielkość charakteryzująca każdy nuklid promieniotwórczy.
Znaczenie ogniw w życiu codziennym
Najstarszym znanym ogniwem jest skonstruowane w 1800 roku ogniwo Volty, składające się z blaszki cynkowej i miedzianej zanurzonych w roztworze H 2 SO 4 . Na elektrodach w ogniwie Volty przebiegają następujące reakcje: Ogniwo to ma znaczenie jedynie historyczne. Obecnie używane ogniwa mają szerokie zastosowania w życiu codziennym, np. do konstrukcji baterii. Do wyrobu baterii używa się tzw. suchych ogniw Leclanchégo (ogniw węglowo-cynkowych). Składają się one z pręta węglowego...
Pochodne kwasów karboksylowych
Zastępując grupę hydroksylową –OH w grupie karboksylowej inną grupą, np. –OR, –SR, –NH 2 , –Cl, –OCOR, otrzymujemy nowe związki – odpowiednio estry, tioestry, amidy, chlorki i bezwodniki kwasowe. Związki te można określić jako pochodne kwasów karboksylowych w grupie funkcyjnej. Analizując poniższy wzór łatwo zauważyć, że wszystkie te pochodne zawierają grupę acylową. Grupa acylowa powstaje, gdy z cząsteczki kwasu zostaje oderwana grupa –OH. Przyjmuje ona nazwy w zależności...
Otrzymywanie wodoru
a) w laboratorium: – w reakcji metali z kwasami – w reakcji metali aktywnych z wodą b) w przemyśle: – działając na rozżarzony węgiel parą wodną – bardzo czysty wodór można otrzymać w procesie elektrolizy wody.
Powinowactwo elektronowe
Jak zjonizować atom? atom elektrycznie obojętny + elektron --> jon jednoujemny Powinowactwo elektronowe : energia wydzielona podczas przyłączania elektronu do atomu. Im większe jest powinowactwo elektronowe (większa jest energia oddawana), tym „chętniej” atom przyłącza elektron. W grupie powinowactwo elektronowe maleje ze wzrostem liczby atomowej, ponieważ im większa jest odległość ostatniej powłoki od jądra, tym mniejsza tendencja do przyłączania kolejnego elektronu...
Nukleozyd
Nukleozyd to produkt połączenia cukru i zasady azotowej. W zależności od rodzaju aldopentozy (ryboza lub deoksyryboza) wyróżniamy odpowiednio rybonukleozydy lub deoksyrybonukleozydy. Aldopentoza łączy się z zasadą wiązaniem β-N-glikozydowym. Wiązanie to występuje między atomem węgla C-1 cukru a atomem azotu N-1 zasady pirymidynowej lub N-9 zasady purynowej. Wiązanie β-N-glikozydowe jest trwałe w środowisku zasadowym. Nazwy nukleozydów purynowych tworzy się, zastępując...
Dziura ozonowa
To zjawisko polegające na znacznym ubytku ozonu z jego naturalnej warstwy otaczającej Ziemię. Ozon powstaje w atmosferze z tlenu, a do tego procesu potrzebne jest światło. Za dziurę ozonową można uznać taki obszar w warstwie ozonowej, w którym stężenie ozonu spadło o 50%. Przyczyną dziury ozonowej są emitowane do atmosfery gazy – głównie freony (których emisję już znacznie ograniczono), ale także metan i tlenki azotu. Ozon jest niezbędny w atmosferze, ponieważ chroni organizmy żywe przed...
Sposoby klasyfikacji tlenków
ze względu na skład tlenki metali, np. Na 2 O, MgO tlenki niemetali, np. SO 2 , CO 2 ze względu na stan skupienia ciała stałe, np. MgO, SO 3 ciecze, np. H 2 O gazy, np. CO 2 , SO 2 ciałami stałymi są zazwyczaj tlenki metali;tlenki te charakteryzują się wysokimi temperaturami topnienia, a niektóre z nich (np. pierwiastków bloku d) posiadają charakterystyczną barwę. stosunkowo niewiele tlenków występuje w...
Metody otrzymywania aldehydów
Najważniejszą metodą otrzymywania aldehydów jest katalityczne utlenianie alkoholi pierwszorzędowych, np.: Kolejną metodą jest utlenianie alkenów powietrzem w obecności jonów Cu 2+ (lubPd 2+ ), czyli tzw. proces Wackera , przedstawiony schematycznie: Reakcja Kuczerowa jest natomiast przykładem otrzymywania konkretnego aldehydu– etanalu: Poniżej podano schemat przemian chemicznych, w których etanal występuje jako substrat lub produkt.
Zastosowanie, znaczenie, funkcje
W przyrodzie występuje ogromna różnorodność białek, pełnią one także wiele funkcji, np.: białka w przyrodzie białka strukturalne budują różnorodne struktury komórkowe, a także tkanki, np. kolagen (główny składnik tkanki łącznej), elastyna (składnik ścięgien), keratyna (budulec włosów, paznokci, rogów) białka motoryczne w komórkach tworzą kurczliwe struktury umożliwiające ruch, np. miozyna i aktyna (białka tkanki mięśniowej), dyneina (składnik rzęsek i...
Przewodniki oraz półogniwa
Substancje przewodzące prąd elektryczny to przewodniki. Można je podzielić na: Układ złożony z bezpośrednio stykających się przewodników jonowego i elektronowego to półogniwo . Na granicy metal–roztwór jonów tego metalu tworzy się podwójna warstwa elektryczna, dzięki temu elektroda uzyskuje pewien potencjał elektryczny (tzw. potencjał elektrody), który zależy od rodzaju metalu, rodzaju elektrolitu i stężeń jonów w roztworze. Ilościowo potencjał takiej elektrody tzw. pierwszego...
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 bardziej elektroujemnego. Przyjmuje się umownie, że wiązanie jonowe powstaje między pierwiastkami znacznie różniącymi się elektroujemnością (ΔE >= 1,7). Rozważmy chlorek magnezu: W celu uzyskania konfiguracji elektronowej gazu szlachetnego atom magnezu...