Chemia
Właściwości fizyczne
Berylowce są miękkimi srebrzystobiałymi metalami. Spośród berylowców tylko wapń – ze względu na swoją reaktywność – przechowuje się w nafcie. Wapń wystawiony na działanie powietrza bardzo szybko pokrywa się warstwą tlenków.
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...
Blok p:
- należą do niego pierwiastki grup 13–18 - stan elektronów walencyjnych w atomach tych pierwiastków opisywany jest orbitalami typu ns i np
Masa atomowa
to masa pojedynczego atomu wyrażona w atomowych jednostkach masy u.
Metody otrzymywania alkanów
a) reakcja Würtza, czyli działanie metalicznym sodem (lub litem) na halogenki alkilowe (schemat): jeżeli substratami są różne halogenki alkilowe, to powstaje mieszanina produktów jeżeli substratem jest określony halogenek alkilu, to powstaje jeden alkan posiadający zawsze parzystą liczbę atomów węgla w cząsteczce b) katalityczne uwodornienie alkenów lub alkinów:
Właściwości chemiczne pochodnych benzenu
Ważnym homologiem benzenu jest metylobenzen zwany zwyczajowo toluenem . Jego właściwości chemiczne przedstawiono poniżej. Toluen w obecności silnego utleniacza, np. KMnO 4 , tworzy kwas benzoesowy, co przedstawiono poniżej ogólnym schematem: Toluen w określonych warunkach (katalizator) ulega uwodornieniu: Poniżej przedstawiono schematy obrazujące sposób otrzymywania toluenu oraz jego wybrane właściwości chemiczne. Grupa –CH 3 zaliczana jest do...
Krzem i jego związki
Krzem jest pierwiastkiem występującym w postaci wielu różnych związków chemicznych, a najpopularniejszym z nich jest tlenek krzemu(IV), będący głównym składnikiem piasku. Kwarc jest najczęściej spotykaną odmianą krystaliczną SiO 2 , ale występują też inne: kryształ górski (bezbarwny), opal (biały lub wielobarwny), agat (różne barwy), ametyst (fioletowy). Konfiguracja elektronowa atomu krzemu: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2 . Stopnie utlenienia krzemu w związkach: II, IV. Krzem jest...
Izomeria
Analizując cząsteczkę alkoholu i eteru zawierającą taką samą liczbę atomów węgla stwierdzamy, że ich wzór sumaryczny jest taki sam: Są to izomery grup funkcyjnych, czyli metamery .
Reguły obliczania stopni utlenienia
Atomy (cząsteczki) pierwiastków w stanie wolnym mają zawsze stopień utlenienia równy zero. Suma stopni utlenienia wszystkich atomów wchodzących w skład cząsteczki równa jest zero. Suma stopni utlenienia wszystkich atomów wchodzących w skład jonu równa jest ładunkowi jonu. Fluor w związkach ma zawsze stopień utlenienia równy –I. Tlen w związkach ma na ogół stopień utlenienia równy –II, ale w nadtlenkach równy –I, ponadtlenkach –½ i w cząsteczce fluorku tlenu OF 2 równy II....
Chlorki kwasowe
Chlorki kwasowe to pochodne kwasów karboksylowych, w których grupę –OH w grupie karboksylowej zastąpiono atomem chloru –Cl. Większość chlorków kwasowych to ciecze lub ciała stałe o ostrym zapachu, drażniącym silnie naskórek oraz wywołujących łzawienie.
Budowa i właściwości fizyczne
Eter dietylowy to bezbarwna, lotna, ruchliwa, łatwopalna ciecz o charakterystycznym zapachu, w niewielkim stopniu rozpuszczalna w wodzie. Lotność eterów jest zbliżona do lotności odpowiednich węglowodorów, a rozpuszczalność w wodzie – zbliżona do rozpuszczalności analogicznie zbudowanych izomerów alkoholowych. Pomiędzy cząsteczkami eterów nie tworzą się wiązania wodorowe i stąd ich temperatury wrzenia są znacznie niższe (substancje lotne) od temperatury wrzenia alkoholi o tej samej...
Metameria (izomeria grup funkcyjnych)
Metameria to różny sposób połączenia atomów determinujący występowanie związków o różnych grupach funkcyjnych.
Jednostka masy atomowej
To jednostka masy zdefiniowana jako 1/12 masy izotopu węgla 12 C w stanie podstawowym: 1 u = 1,66043 · 10 –27 kg
Reakcje chemiczne i ich rodzaje. Reakcje utleniania-redukcji
Substancje chemiczne pod wpływem różnorodnych czynników ulegają przemianom fizycznym lub chemicznym. W przemianie fizycznej zmieniają się tylko właściwości fizyczne substancji (stan skupienia, kształt, objętość, gęstość). Podczas przemiany chemicznej powstają nowe substancje, o odmiennych właściwościach fizycznych i chemicznych. Przemiana chemiczna określana jest jako reakcja chemiczna. Zapisem reakcji chemicznej jest jej równanie, w którym pojawiają się po lewej stronie substraty...
Zastosowanie wodoru
Wodór jest używany w tzw. ogniwach paliwowych, czyli w urządzeniach wytwarzających energię elektryczną z wodoru i tlenu. Sumarycznie proces zachodzący w ogniwie paliwowym można zapisać: Na katodzie ogniwa paliwowego zachodzi redukcja tlenu: Na anodzie ogniwa paliwowego zachodzi utlenianie wodoru: Podczas pracy ogniw paliwowych wytwarzany jest tylko prąd elektryczny i ciepło, tak więc ogniwa te nie stanowią zagrożenia dla środowiska naturalnego, osiągają także większą...
Kwas metanowy
Analizując budowę cząsteczki kwasu metanowego, można wyciągnąć wniosek, że kwas ten posiada właściwości redukujące i daje pozytywny wynik próby Tollensa i Trommera. Kwas metanowy pod wpływem stężonego kwasu siarkowego(VI) ulega odwodnieniu, tworząc tlenek węgla(II) i wodę:
Właściwości chemiczne
Większość wodorotlenków reaguje z kwasami i tlenkami kwasowymi: Wodorotlenki amfoteryczne charakteryzują się tym, że reagują zarówno z kwasami, jaki zasadami. Wodorotlenek glinu reaguje z zasadą sodową, (reakcja zachodzi w roztworze wodnym) tworząc związek o wzorze Na[Al(OH) 4 ], a przy dużym nadmiarze NaOH tworzy się Na 3 [Al(OH) 6 ]. Otrzymane związki koordynacyjne poddane w odpowiednich warunkach procesowi usuwania wody w etapie końcowym utworzą bezwodne gliniany.
Wykrywanie kwasu
tworzenie estru etylowego reakcja z alkoholem etylowym w obecności H 2 SO 4 pojawia się charakterystyczny zapach (pochodzący od utworzonego estru)
Wykrywanie jonów Cl–
Reakcją charakterystyczną dla wykrycia jonów Cl – w roztworze jest reakcja z jonami Ag + . Aktywność chemiczna fluorowców maleje ze wzrostem liczby atomowej. Im mniejszy jest promień atomowy fluorowca, tym silniej elektrony są przyciągane przez jądro i tym łatwiej tworzy się anion X – . Aktywność chemiczna fluorowców zmienia się więc w szeregu. Fluorowiec bardziej aktywny wypiera fluorowiec mniej aktywny z jego soli. W grupie fluorowców ze wzrostem liczby atomowej...
Alkohole ulegają:
a) odwodnieniu (eliminacji wody), tworząc w wysokiej temperaturze i w obecności katalizatora (Al 2 O 3 ) alkeny, np.: eliminacja wody zachodzi zgodnie z regułą Zajcewa b) reakcji odwodnienia dwóch cząsteczek alkoholu w obecności kwasu H2SO4, której towarzyszy utworzenie cząsteczki eteru: c) łagodnemu utlenianiu podczas ogrzewania z użyciem tlenku miedzi(II), np.: alkohole I-rzędowe utleniają się do aldehydów alkohole II-rzędowe utleniają się do ketonów...
Prawo okresowości
Właściwości pierwiastków uporządkowanych według wzrastającej liczby atomowej zmieniają się okresowo. Prawu okresowości podlegają: promienie atomowe elektroujemność powinowactwo elektronowe energia jonizacji właściwości chemiczne charakter chemiczny Dla pierwiastków bloku s i p zmiany te kształtują się następująco: GRUPA OKRES Ze wzrostem liczby atomowej w grupie: Ze wzrostem liczby atomowej w okresie: promień atomowy...
Tlenki obojętne
(nie reagujące z wodą, kwasami, zasadami): np. CO, N 2 O, NO Niektóre tlenki metali ulegają termicznemu rozkładowi, np.:
Tłuszcze
W najbardziej ogólnym ujęciu tłuszcze to estry różnych alkoholi i kwasów tłuszczowych. Biorąc pod uwagę skład można dokonać ich podziału na: tłuszcze proste – woski i tłuszcze właściwe (zbudowane wyłącznie z alkoholu i kwasów tłuszczowych), tłuszcze złożone – fosfolipidy i glikolipidy (zawierają dodatkowo inny składnik, np. resztę kwasu fosforowego(V) lub cukier). Charakterystyczną cechą tłuszczów jest dobra rozpuszczalność w rozpuszczalnikach organicznych. TŁUSZCZE...
Rzeczywisty kształt cząsteczki
Zależy nie tylko od typu hybrydyzacji orbitali walencyjnych atomu centralnego, ale także od tego, czy dana hybryda jest wykorzystana do utworzenia wiązania z innym atomem, czy obsadzana przez wolną parę elektronową. Istotny wpływ na kształt cząsteczki ma właśnie obecność wolnych par elektronowych na atomie centralnym, o czym mówi tzw. teoria VSEPR. Do określania liczby hybryd, a tym samym typu hybrydyzacji orbitali walencyjnych atomu centralnego można stosować poniższy wzór, jeżeli...
Biologiczne utlenianie alkoholu
Alkohol spożywany przez człowieka metabolizowany jest głównie w wątrobie. Metabolizm etanolu polega na jego utlenianiu kolejno do aldehydu octowego i kwasu octowego. Kluczową rolę w szybkości metabolizmu alkoholu odgrywa enzym – dehydrogenaza alkoholowa, katalizujący pierwszy etap utleniania (do aldehydu octowego). Poziom tego enzymu jest różny u ludzi, stąd wynikają różnice w tolerancji na alkohol i skłonność do występowania objawów zatrucia alkoholem, np. wymiotów i bólów głowy:...
Praca i ciepło
Stanowią sposoby zmieniania energii wewnętrznej układu. Należy pamiętać, że energia wewnętrzna układu izolowanego jest stała (U = const.).
Nomenklatura
Nazwy kwasów tworzy się, podając wyraz kwas oraz nazwę węglowodoru (uwzględniając zasady obowiązujące np. dla nienasyconych związków) o odpowiedniej sumarycznej liczbie atomów węgla w cząsteczce z końcówką -owy. W przypadku kwasów zawierających w cząsteczce dwie grupy funkcyjne, przed końcówką -owy pojawia się odpowiednia krotność w postaci -di oraz lokant grupy karboksylowej. Jeśli w cząsteczce kwasu obecne są podstawniki, to wymienia się je na początku nazwy w kolejności alfabetycznej...
Nomenklatura
Zgodnie z zasadami nomenklatury nazwy systematyczne aminokwasów tworzy się od nazw odpowiednich kwasów karboksylowych z przedrostkiem amino- i wskazaniem lokantu atomu węgla, przy którym znajduje się grupa aminowa, licząc od atomu węgla grupy karboksylowej. Nazwy pozostałych grup wymienia się w kolejności alfabetycznej.
Odczyn roztworów wodnych
Odczyn kwaśny mają wodne roztwory kwasów, zasadowy – roztwory zasad. A jaki odczyn mają wodne roztwory soli? Rozpuszczalne w wodzie sole nie tylko ulegają procesowi dysocjacji elektrolitycznej, ale również hydrolizie. Hydroliza soli to reakcja odwracalna zachodząca między kationem lub/i anionem pochodzącym z dysocjacji soli a cząsteczką wody. Hydrolizie ulegają wszystkie sole z wyjątkiem soli mocnych kwasów i mocnych zasad, np. K 2 SO 4 , NaCl (odczyn roztworu wodnego tych soli jest...
Węglowodory, fluorowcopochodne węglowodorów
Węglowodory to związki, w cząsteczkach których występują wyłącznie atomy węgla i wodoru.
Wykrywanie mocznika (diamidu kwasu węglowego)
reakcja biuretowa (odczyn Piotrowskiego) reakcja z jonami Cu2+ w środowisku zasadowym roztwór zabarwia się na fioletowo
Właściwości chemiczne
Cykloalkany można otrzymać w reakcji eliminacji z udziałem dihalogenopochodnej,np.: Cykloheksen można otrzymać w reakcji eliminacji wody z cykloheksanolu w odpowiednich warunkach: Cykloalkany uczestniczą w reakcjach substytucji ; typowe zachowanie obserwuje się dla związków zawierających co najmniej 5 atomów węgla w cząsteczce, np.: Reakcje chemiczne z udziałem cyklopropanu i cyklobutanu zachodzą w sposób specyficzny; towarzyszy im otwarcie pierścienia....
Glin i jego związki
Glin jest srebrzystobiałym metalem. Jest kowalny i ciągliwy, daje się łatwo rozwalcowywać. Należy do najbardziej rozpowszechnionych metali. W przyrodzie występuje w postaci różnorodnych związków chemicznych: minerał skład chemiczny korund Al 2 O 3 kriolit Na 3 AlF 6 glinokrzemiany, np. natrolit Na 2 (Al 2 Si 3 O 10 ) · 2 H 2 O Konfiguracja elektronowa atomu glinu: 1s 2 2s 2 2p6 3 s2 3 p 1 . Stopień utlenienia glinu w...
Hydroliza soli
Odczyn kwaśny posiadają wodne roztwory kwasów, zasadowy – roztwory zasad. A jaki odczyn mają wodne roztwory soli? Rozpuszczalne w wodzie sole nie tylko ulegają procesowi dysocjacji elektrolitycznej, ale również hydrolizie. Hydroliza soli to reakcja odwracalna zachodząca między kationem lub/i anionem soli a cząsteczką wody. Hydrolizie ulegają wszystkie sole rozpuszczalne w wodzie z wyjątkiem soli mocnych kwasów i mocnych zasad, np. K 2 SO 4 , NaCl. Odczyn roztworu wodnego tych soli jest...
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
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,...
Stężenia roztworów
Stężenie roztworu to stosunek ilości substancji rozpuszczonej do określonej ilości (objętości lub masy) roztworu. Stężenie procentowe C p wyraża liczbę gramów substancji rozpuszczonej znajdującej się w 100 gramach roztworu: Stężenie molowe C m określa liczbę moli substancji rozpuszczonej w 1 dm 3 (1000 cm 3 )roztworu. Jednostką stężenia molowego jest mol/dm 3 . Stężenie procentowe można łatwo przeliczyć na stężenie molowe (i odwrotnie), jeśli zna się wartość...
Skrobia
Skrobia – formalnie – jest mieszaniną dwóch wielocukrów (amylozy i amylopektyny). Skrobia tworzy łańcuchy złożone z cząsteczek α-D-glukopiranozy. W amylopektynie (praktycznie nierozpuszczalnej w wodzie), stanowiącej 80% skrobi, tworzącej rozgałęzione łańcuchy, występują wiązania α-1,4 i α-1,6-glikozydowe. W amylozie (dość dobrze rozpuszczalnej w wodzie), stanowiącej 20% skrobi, o nierozgałęzionych łańcuchach, występują wiązania α-1,4 glikozydowe. Skrobia jest białą, bezpostaciową...