Chemia

Budowa

Alkadieny to związki, w cząsteczkach których występują dwa wiązania podwójne. W zależności od wzajemnego ułożenia (rozmieszczenia) wiązań podwójnych względem siebie wyróżnia się alkadieny posiadające w cząsteczce: a) wiązania w układzie skumulowanym (sąsiadujące ze sobą) b) wiązania w układzie sprzężonym (rozdzielone jednym wiązaniem pojedynczym) b) wiązania w układzie sprzężonym (rozdzielone jednym wiązaniem pojedynczym) Alifatyczne alkadieny tworzą szereg...

Nomenklatura

Nazwy systematyczne węglowodorów aromatycznych tworzy się poprzez dodanie nazwy podstawnika z łącznikiem -o- do nazwy węglowodoru aromatycznego, np.: Jeśli w pierścieniu aromatycznym występuje więcej niż jeden podstawnik, konieczne staje się wprowadzenie numeracji atomów węgla w pierścieniu. Numerację atomów węgla prowadzi się w taki sposób, aby atomy węgla połączone z podstawnikami miały jak najniższe lokanty (przy 2 różnych podstawnikach ich kolejność alfabetyczna narzuca numerację...

Aminy aromatyczne

Najprostszą aminą aromatyczną jest fenyloamina, powszechnie zwana aniliną. Anilina jest oleistą, bezbarwną cieczą o charakterystycznym zapachu, na powietrzu brunatnieje. Anilina słabo rozpuszcza się w wodzie, ale dobrze w alkoholu i eterze, a także w benzenie. Jest substancją toksyczną. Anilina powstaje w wyniku redukcji nitrobenzenu, którą prowadzi się wodorem atomowym in statu nascendi (w chwili tworzenia, powstawania), ogólny zapis tego procesu przedstawia równanie:...

Otrzymywanie wybranych amid kwasowych

Amidy ulegają hydrolizie. Hydroliza prowadzona w środowisku kwaśnym, jak i zasadowym, prowadzi do otrzymania w zależności od rzędowości amidu różnych produktów: amidy I-rzędowe, np. etanoamid amidy II-rzędowe, np. N-metyloetanoamid amidy III-rzędowe, np. N,N-dimetyloetanoamid Amidy posiadają charakter bardzo słabych zasad, ale w roztworach wodnych wykazują odczyn obojętny. Ze względu na fakt, że ich cząsteczki są zasocjowane (tworzenie wiązań wodorowych)...

Zanieczyszczenia powietrza

W wyniku działalności człowieka do atmosfery emitowanych jest wiele substancji naturalnie niewystępujących w powietrzu lub zwiększających zawartość niektórych składników powietrza, np. tlenku węgla(IV). Zanieczyszczenia powietrza można podzielić na naturalne i antropogeniczne (sztuczne). Skutkami zanieczyszczeń powietrza są zjawiska takie jak: kwaśne deszcze dziura ozonowa efekt cieplarniany

Azot

Azot jest pierwiastkiem, który w stanie wolnym stanowi główny składnik atmosfery ziemskiej, a w formie związanej występuje w postaci licznych minerałów (np. NaNO 3 – saletra chilijska,KNO 3 – saletra indyjska). Występuje też w organizmach żywych, będąc głównym składnikiem białka zwierzęcego i roślinnego. Konfiguracja elektronowa atomu azotu: 1s 2 2s 2 2p 3 . Stopnie utlenienia azotu w związkach: –III, I, II, III, IV, V. Otrzymywanie: na skalę przemysłową – frakcjonowana...

Chlorki kwasowe

Chlorki kwasowe to pochodne kwasów karboksylowych, w których grupę –OH w grupie funkcyjnej zastąpiono atomem chloru –Cl. Metody otrzymywania: Chlorki kwasowe powstają w reakcji kwasu karboksylowego z PCl 3 , PCl 5 lub SOCl 2 , np. Chlorki kwasowe należą do najbardziej reaktywnych pochodnych kwasów karboksylowych, o których mowa w tym rozdziale. Aromatyczne chlorki kwasowe należą do mniej reaktywnych niż alifatyczne. W wyniku hydrolizy chlorków kwasowych powstaje odpowiedni kwas...

Amidy kwasowe

I-rzędowe amidy kwasowe to pochodne kwasów karboksylowych, w których grupę –OH w grupie funkcyjnej zastąpiono grupą aminową –NH 2 . Podstawienie kolejnych atomów wodoru grupy aminowej grupą alkilową lub arylową pozwala na uzyskanie II-rzędowych lub III-rzędowych amidów:

Bezwodniki kwasowe

Bezwodniki kwasowe to pochodne kwasów karboksylowych, w których grupę –OH w grupie funkcyjnej zastąpiono grupą –OCOR. Poniżej podano wzór najważniejszego w syntezie organicznej bezwodnika kwasowego – bezwodnika octowego: Bezwodniki dikarboksylowych kwasów można otrzymać w czasie ich ogrzewania. Reakcja przebiega szczególnie łatwo, jeżeli powstają pięcio - lub sześcioczłonowe bezwodniki: Bezwodniki kwasowe ulegają hydrolizie. Proces ten jest procesem nieodwracalnym. W...

Tioestry

Tioestry to związki chemiczne o wzorze ogólnym:

Równowagi w wodnych roztworach elektrolitów

Sole

Sole to związki, które w stanie stałym zbudowane są z kationów metali (wyjątek– jon NH 4 + ) i anionów reszt kwasowych.

Metody otrzymywania tioestrów

a) reakcja cząsteczki kwasu karboksylowego z odpowiednim tiolem: b) reakcja cząsteczki chlorku kwasowego z odpowiednim tiolem:

Właściwości chemiczne oraz metody otrzymywania

Fluor w związkach występuje wyłącznie na –I stopniu utlenienia; jest najaktywniejszym niemetalem. Pozostałe fluorowce mogą występować również na dodatnich stopniach utlenienia. Fluor gwałtownie reaguje z wodą. Powstaje wtedy HF i wydziela się tlen. Chlor otrzymuje się w laboratorium w następujących reakcjach chemicznych: Na skalę przemysłową chlor otrzymywany jest w wyniku elektrolizy roztworu wodnego NaCl lub jego formy stopionej. Chlor i brom dobrze...

Fluorowce

Fluorowce – pierwiastki grupy 17: fluor, chlor,brom, jod i astat. Fluorowce nie występują w stanie wolnym w przyrodzie, a w formie związanej najczęściej występuje chlor oraz fluor. minerał skład chemiczny halit NaCl sylwin KCl kainit KCl · MgSO 4 · 3 H 2 O karnalit KCl · MgCl 2 · 6 H 2 O fluoryt CaF 2 kriolit Na 3 AlF 6

Adenozyno-5-monofosforan(V) AMP

Adenozyno-5-monofosforan(V) AMP może do swej reszty fosforanowej przyłączyć jedną lub dwie cząsteczki kwasu fosforowego(V), tworząc odpowiednio adenozyno-5-difosforan(V) (ADP) lub adenozyno-5-trifosforan(V) (ATP). Związki te należą do związków bogatych w energię, tzw. makroergicznych. Nukleotydy dobrze rozpuszczają się w wodzie. Reszta kwasu fosforowego(V) nadaje im odczyn silnie kwasowy.

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...

Prawa elektrolizy

I prawo : masa substancji wydzielonej na elektrodzie w wyniku procesu elektrolizy jest wprost proporcjonalna do ładunku przepływającego przez elektrolit: m = k · I · t = k · Q, gdzie: k – równoważnik elektrochemiczny, I – natężenie prądu [A], t – czas trwania elektrolizy [s], M – masa molowa substancji wydzielonej na elektrodzie, Q – ładunek elektryczny. II prawo: stosunek masy molowej M substancji wydzielanej na elektrodzie do iloczynu jej równoważnika elektrochemicznego i...

Hybrydyzacja sp3

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...

Struktura białek

Jest to uporządkowanie łańcuchów polipeptydowych: pierwszorzędowa: sekwencja, czyli kolejność aminokwasów w łańcuchu. Struktura ta jest stosunkowo najtrwalsza, gdyż dopiero działanie enzymów lub kwasów może spowodować hydrolizę wiązania peptydowego. Struktura ta jest uwarunkowana genetycznie; drugorzędowa: układ przestrzenny łańcucha – struktura α (helisa) lub struktura β (harmonijka). Struktura ta jest stabilizowana wiązaniami wodorowymi; trzeciorzędowa: ułożenie zwiniętego...

Właściwości chemiczne

O zasadowym charakterze amin decyduje atom azotu, który mając wolną parę elektronową zdolny jest do przyłączenia jonów H + . Oznacza to, że aminy rozpuszczają się w wodzie (tworząc roztwór o odczynie zasadowym) i reagują z kwasami: Aminy alifatyczne są silniejszymi zasadami od amoniaku. Ich zasadowość ze wzrostem rzędowości rośnie. Zwiększona w porównaniu z amoniakiem zasadowość jest skutkiem efektu indukcyjnego grup alkilowych , które odpychają elektrony w kierunku atomu...

Tlenki

Tlenki to związki metali lub niemetali z tlenem. W związkach tych tlen występuje na –II stopniu utlenienia.

Związki koordynacyjne

W skład związków koordynacyjnych wchodzą: - jon/atom centralny , np.: - ligandy, którymi mogą być obojętne cząsteczki, np. H 2 O (akwa), NH 3 (amina), CO(karbonyl), NO (nitrozyl) lub jony, np. OH– (hydrokso), Cl– (chloro), F– (fluoro),SCN– (tiocyjaniano), CN– (cyjano) Ligandy (donory pary elektronowej) łączą się z jonem centralnym (akceptor pary elektronowej) za pomocą wiązań koordynacyjnych. Liczba ligandów bezpośrednio połączonych z atomem centralnym to liczba...

Roztwory białek

Wodne roztwory większości białek są typowymi hydrofilowymi koloidami (hydratacja cząsteczkami wody). Wykazują efekt Tyndalla. Cząsteczki białek nie przenikają przez błony półprzepuszczalne, podlegają koagulacji i peptyzacji. Białka dzięki posiadaniu ładunku elektrycznego (w danym pH) poruszają się w określonym kierunku w polu elektrycznym (zjawisko elektroforezy). Elektroforeza to ruch cząsteczek obdarzonych ładunkiem w zewnętrznym polu elektrycznym. W praktyce zjawisko elektroforezy...

Metody otrzymywania alkinów

odwodornienie alkanów i alkenów w obecności katalizatora podczas ogrzewania:

Siarka

Siarka jest niemetalem występującym w przyrodzie w stanie wolnym (siarka rodzima), jaki w postaci różnych związków chemicznych (minerały: ZnS – blenda cynkowa, PbS – galena, FeS 2 – piryt, CaSO 4 – anhydryt). Konfiguracja elektronowa atomu siarki: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4 . Stopnie utlenienia siarki w związkach: –II, IV, VI. Siarka jest kruchą substancją krystaliczną o żółtej barwie. Siarka w temperaturze pokojowej występuje w dwóch odmianach alotropowych: siarka rombowa i...

Inne metody otrzymywania określonych alkinów

etyn (acetylen) otrzymuje się z karbidu w reakcji z wodą: CaC 2 + 2 H 2 O → HC ≡ CH + Ca(OH) 2 etyn (acetylen) otrzymuje się z metanu podczas pirolizy: 2 CH 4 → HC ≡ CH + 3 H 2

Nadtlenki i ponadtlenki

Do innych połączeń tlenu z pierwiastkami zaliczamy: nadtlenki , w których tlen występuje na –I stopniu utlenienia, ponadtlenki , w których tlen występuje na –½ stopniu utlenienia. Niektóre metale aktywne podczas spalania w powietrzu tworzą nadtlenki i ponadtlenki, np.: Uwaga: tlenek potasu nie powstaje w wyniku bezpośredniej syntezy z pierwiastków Uwaga: tlenek sodu nie powstaje w wyniku bezpośredniej syntezy z pierwiastków

Reakcje charakterystyczne

reakcja biuretowa (wykrywanie grupy amidowej czyli wiązania peptydowego) działając na białko roztworem CuSO 4 w środowisku zasadowym obserwujemy fioletowe zabarwienie reakcja ksantoproteinowa (wykrywanie białek zawierających pierścienie aromatyczne w łańcuchach bocznych) działając na białko stężonym HNO 3 obserwujemy żółte zabarwienie Białka w środowisku kwaśnym, zasadowym lub pod wpływem enzymów ulegają hydrolizie do aminokwasów.

Czynniki wpływające na szybkość korozji

a) zwiększenie szybkości poprzez: obecność soli (np. NaCl) – zwiększenie liczby jonów w roztworze; jony mają za zadanie zwiększenie przewodnictwa elektrycznego roztworu, obecność jonów H + . b) zmniejszenie szybkości poprzez obecność jonów OH – . Uwaga: w mikroogniwach metal stanowiący anodę ulega szybkiemu zniszczeniu. Mikroogniwa tworzą się w układzie: gwóźdź połączony z drutem miedzianym, niklowym lub z drutem cynkowym, korozja zachodzi łatwiej niż dla gwoździa...

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...

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 –...

Sposoby klasyfikacji wodorotlenków

wodorotlenki zasadowe : czyli te, które po rozpuszczeniu w wodzie tworzą zasady (wodorotlenki metali 1 i 2 grupy bez berylu); reagują z kwasami i tlenkami kwasowymi wodorotlenki amfoteryczne : np. Be(OH) 2 , Al(OH) 3 , Zn(OH) 2 ; wodorotlenki te reagują zarówno z mocnymi kwasami, jak i mocnymi zasadami; zazwyczaj: osady mocne elektrolity :wodorotlenki metali 1 i 2 grupy bez berylu słabe elektrolity : czyli pozostałe wodorotlenki (niewielka ilość wodorotlenku,...

Mangan

Mangan jest srebrzystoszarym, twardym i kruchym metalem. Konfiguracja elektronowa atomu manganu: [Ar] 4s 2 3d 5 . W związkach mangan występuje na stopniach utlenienia: II, IV, VI i VII.   Konfigurację jonu manganu w zależności od stopnia utlenienia w związku przedstawiono poniżej: II IV VI VII [Ar]3d 5 [Ar]3d 3 [Ar]3d 1 [Ar] Mangan jest pierwiastkiem aktywnym chemicznie. W postaci rozdrobnionej spala się w tlenie...

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.

Metody otrzymywania wybranych alkanów

synteza metanu z pierwiastków w ściśle określonych warunkach: C + 2 H 2 → CH4 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 octanu sodu z wodorotlenkiem sodu: CH 3 COONa + NaOH → CH 4 + Na 2 CO 3 przeróbka ropy naftowej i gazu ziemnego.

Budowa i właściwości fizyczne

R–SH to ogólny wzór alifatycznych tioli, których podstawową cechą jest intensywny, bardzo nieprzyjemny zapach. Związki z grupy tioli są składnikami wydzieliny skunksa, mającej bardzo nieprzyjemny zapach.

Niemetale

Niemetale to substancje występujące w temperaturze pokojowej w trzech stanach skupienia: jako ciała stałe, ciecze oraz gazy. Gazami są np. fluor, chlor, tlen, azot. Ciała stałe to np. siarka i jod; w stanie ciekłym, w temperaturze pokojowej, występuje jedynie brom. Właściwości fizyczne i chemiczne niemetali są bardzo zróżnicowane. Większość niemetali nie przewodzi prądu elektrycznego, wyjątkiem jest np. węgiel (grafit). Niemetale słabo przewodzą ciepło. Niemetale można znaleźć w skorupie...

Metody otrzymywania alkinów

Odwodornienie alkanów i alkenów w obecności katalizatora podczas ogrzewania:

Reakcja dysproporcjonowania (dysmutacji)

Jest szczególnym rodzajem reakcji utleniania-redukcji, w której atomy tego samego pierwiastka ulegają zarówno procesowi utleniania, jak i redukcji, np. 3 HCl I O → 2 HCl –I + HCl V O 3 Atom chloru Cl I jest równocześnie utleniaczem i reduktorem. 4 KCl V O 3 → 3 KCl VII O 4 + KCl –I Atom chloru Cl V jest równocześnie utleniaczem i reduktorem. 3 HN III O 2 → HN V O 3 + 2 N II O + H 2 O Atom azotu N III jest równocześnie utleniaczem i reduktorem.

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...

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...

Równowagi w roztworach wodnych elektrolitów

Zachowanie się elektrolitów w roztworach wodnych opisuje teoria Arrheniusa, w myśl której elektrolity pod wpływem wody ulegają dysocjacji elektrolitycznej , czyli samorzutnemu rozpadowi na jony. Moc elektrolitów zależy od ich stopnia zdysocjowania w roztworze. Stopień dysocjacji określa liczbę cząsteczek zdysocjowanych w stosunku do całkowitej liczby cząsteczek elektrolitu (liczby cząsteczek wprowadzonych do roztworu). Stopień dysocjacji określa,jaka część elektrolitu uległa...

Zastosowanie, znaczenie, funkcje

Kinetyka chemiczna

Właściwości fizyczne

Wskutek polaryzacji wiązania w grupie karbonylowej osłabieniu ulega wiązanie tlen-wodór w grupie hydroksylowej, co ułatwia oderwanie jonu H + . Rozpuszczalne w wodzie kwasy ulegają dysocjacji elektrolitycznej z odszczepieniem kationów H + , co przedstawiono poniższymi równaniami: Kwasy karboksylowe należą do elektrolitów słabych; ze wzrostem długości łańcucha węglowego w cząsteczce kwasu maleje ich moc. wzór kwasu stała(e) dysocjacji kwasu kwasy...

Metody otrzymywania soli

a) w reakcji kwasu z zasadą, np.: b) w reakcji metalu z kwasem, np.: c) w reakcji tlenku zasadowego z kwasem, np.: d) w reakcji tlenku kwasowego z zasadą, np.: e) w reakcji tlenku zasadowego z tlenkiem kwasowym, np.: f) w reakcji rozpuszczalnej w wodzie soli z kwasem, np.: g) w reakcji rozpuszczalnej w wodzie soli z zasadą, np.: h) w reakcji metalu z niemetalem, np.: Sole można też otrzymać w reakcjach, w których mocniejszy,...

Reaktywność

Porównując związki z podobnymi ugrupowaniami w cząsteczkach stwierdza się, że estry są bardziej reaktywne od eterów:

Nakładanie dwóch orbitali typu px lub typu pz:

powstaje orbital molekularny typu π