Chemia
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.
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...
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...
Dializa
Jest szczególnym rodzajem osmozy, służącym do oczyszczania roztworów koloidalnych. Dializa polega na przechodzeniu przez błony półprzepuszczalne cząsteczek rozpuszczalnika i innych cząsteczek, którymi zanieczyszczony jest roztwór koloidalny. Cząsteczki przechodzą przez pory o odpowiednio dobranej średnicy znajdujące się w błonie dializacyjnej. Zwykle rozmiary porów są na tyle małe, że przenika przez nie tylko rozpuszczalnik i jony o niewielkich rozmiarach, natomiast cząstki koloidu mają zbyt...
Pierwiastek
Zbiór atomów o tej samej liczbie atomowej Z.
Entropia (S)
jest często określana jako miara liczby sposobów podziału zasobu energii układu makroskopowego między jego elementami, czyli tzw. „miara nieuporządkowania układu”. Ze wzrostem liczby tych sposobów wzrasta nieuporządkowanie układu. Zmianę entropii wyraża się wzorem: Wzrost entropii jest warunkiem samorzutności procesów zachodzących w układzie izolowanym. Dla układu w stanie równowagi ΔS = 0, a przy procesach samorzutnych ΔS > 0, natomiast gdy ΔS < 0, proces samorzutny nie...