Maagizo
Kuamua valence ya atomi wakati wa kuunda fomula za muundo, tumia meza ya mara kwa mara. Fomula ya muundo wa pande tatu itasaidia kuonyesha umbali halisi wa atomi kwenye molekuli.
Vyanzo:
- formula ya miundo ya vitu
- Kuchora fomula za misombo changamano
Wengine bado wanakumbuka kwa kutetemeka masomo ya shule kemia, ambayo ilikuwa ni lazima kutunga kimuundo fomula hidrokaboni na isoma zao. Wakati huo huo, hakuna kitu ngumu sana kuhusu hili. Inatosha kuongozwa wakati wa kuunda fomula kwa algorithm fulani.
Maagizo
Jijulishe na fomula ya molekuli ya hidrokaboni. Kwa msingi wake, kwanza tengeneza fomula ya mifupa ya kaboni isiyo na matawi (mnyororo wa kaboni).
Punguza mnyororo wa kaboni kwa atomi moja. Iweke kama tawi la kando la mnyororo wa kaboni. Usisahau kwamba atomi ambazo ziko kwenye atomi za nje za mnyororo ni matawi ya upande.
Amua ni makali gani ya tawi la upande lililo karibu zaidi. Weka upya nambari ya mnyororo wa kaboni kuanzia mwisho huu. Panga atomi za hidrojeni kulingana na kaboni.
Amua ikiwa inawezekana kuweka tawi la kando kwenye atomi zingine za kaboni kwenye mnyororo. Katika kesi ya hitimisho chanya, chora fomula. Ikiwa hii haiwezekani, punguza mnyororo mkuu wa kaboni kwa atomi nyingine na uweke kama tawi lingine la upande. Tafadhali kumbuka: si zaidi ya matawi 2 ya upande yanaweza kuwekwa karibu na kaboni moja.
Panga nambari za serial juu kutoka kwa makali ambayo tawi la upande liko karibu zaidi. Weka atomi za hidrojeni karibu na kila atomi, ukizingatia valence ya kaboni.
Angalia tena ili kuona kama kaboni nyingine kwenye mnyororo mkuu zina matawi ya upande yanayowezekana. Ikiwa hii inawezekana, basi fanya fomula isoma zinazowezekana, ikiwa sivyo, punguza mnyororo wa kaboni na atomi nyingine na uipange kama tawi la kando. Sasa weka nambari ya msururu mzima wa atomi na ujaribu tena fomula isoma. Ikiwa tayari kuna matawi mawili ya upande yaliyo umbali sawa kutoka kwenye kingo za mnyororo, anza kuhesabu kutoka kwa makali ambayo yana matawi zaidi ya upande.
Endelea hatua hizi hadi umalize chaguzi zote za kuweka matawi ya upande.
Kwa urahisi wa kurekodi muundo wa kemikali na muundo dutu ya kemikali viliundwa sheria fulani kuandaa fomula za kemikali kwa kutumia alama maalum, nambari na ishara saidizi.
Maagizo
Kemikali fomula katika kuandika milinganyo ya kemikali, uwakilishi wa kimkakati michakato ya kemikali, viunganishi. Kwao, lugha inayoitwa hutumiwa, ambayo ni seti alama, kama vile alama za vipengele vya kemikali, idadi ya atomi za kila kipengele katika dutu inayoelezwa, nk.
Alama za vipengele vya kemikali - barua moja au zaidi Alfabeti ya Kilatini, ambayo ya kwanza ni mtaji. Hii ni nukuu ya kimkakati ya jina kamili la kitu, kwa mfano, Ca ni kalsiamu au lat. Calcium.
Idadi ya atomi imeonyeshwa nambari za hisabati, kwa mfano, H_2 ni atomi mbili za hidrojeni.
Kuna njia kadhaa za kuandika kemikali fomula: rahisi zaidi, majaribio, busara na. Rekodi rahisi zaidi inaonyesha uwiano wa vipengele vya kemikali vinavyoonyesha wingi wa atomiki, ambayo huonyeshwa baada ya ishara ya kipengele cha kemikali kama usajili. Kwa mfano, H_2O ni fomula rahisi zaidi ya molekuli ya maji, i.e. atomi mbili za hidrojeni na atomi moja ya oksijeni.
Empical ni tofauti na mada rahisi zaidi, ambayo inaonyesha utungaji wa dutu, lakini sio muundo wa molekuli. Fomula inaonyesha idadi ya atomi katika molekuli moja, ambayo pia inawakilishwa kama usajili.
Tofauti kati ya fomula rahisi na za majaribio inaonyeshwa na nukuu fomula benzene: CH na C_6H_6 mtawalia. Wale. fomula rahisi zaidi inaonyesha uwiano wa moja kwa moja wa atomi za kaboni na hidrojeni, wakati ile ya majaribio inasema kwamba molekuli ya dutu ina atomi 6 za kaboni na atomi 6 za hidrojeni.
Fomula ya kimantiki inaonyesha wazi uwepo wa atomi za elementi katika kiwanja. Vikundi kama hivyo vimezungukwa na mabano, na nambari yao inaonyeshwa na usajili baada ya mabano. Fomula pia hutumia mabano ya mraba, ambayo ina misombo tata ya atomi (misombo yenye molekuli ya neutral, ion).
Fomula ya muundo inaonyeshwa graphically katika mbili au nafasi tatu-dimensional. Vifungo vya kemikali kati ya atomi zimeonyeshwa kama mistari, na atomi zimeonyeshwa mara nyingi kama zinahusika katika unganisho. Fomula ya dutu inaonyeshwa kwa uwazi zaidi na picha ya pande tatu, ambayo inaonyesha mpangilio wa pande zote atomi na umbali kati yao.
Video kwenye mada
Hydrocarbon ni jambo la kikaboni, ambayo ina vipengele viwili tu: kaboni na hidrojeni. Inaweza kujaa, isiyojaa na dhamana ya mara mbili au tatu, ya mzunguko na yenye kunukia.
Mfano 2.2.
Andika muundo wa muundo wa kiwanja 2,4,5 trimethyl-3-ethylhexane. Andika formula ya jumla ya kiwanja hiki.
1. Moja kuu (mlolongo mrefu zaidi wa kaboni) imeandikwa, i.e. Mifupa ya kaboni ya alkane mwishoni mwa jina lililopendekezwa imeandikwa. KATIKA katika mfano huu hii ni hexane na atomi zote za kaboni zimehesabiwa:
S – S – S – S – S – S
2. Kwa mujibu wa nambari zilizoonyeshwa katika fomula, vibadala vyote vimewekwa.
S - S - S - S - S - S
CH 3 C 2 H 5 CH 3 CH 3
3. Kuzingatia masharti ya utetravalence ya atomi za kaboni, jaza valensi zisizolipishwa za atomi za kaboni kwenye mifupa ya kaboni na atomi za hidrojeni:
CH 3 - CH - CH - CH - CH - CH 3
CH 3 C 2 H 5 CH 3 CH 3
4. Idadi ya atomi za kaboni katika kiwanja hiki ni 11. Fomula ya jumla ya kiwanja hiki ni C 11 H 24
Isomerism ya alkanes. Utoaji wa fomula za miundo ya isoma.
Molekuli ambazo zina muundo sawa lakini tofauti katika miundo tofauti huitwa isoma. Isomers hutofautiana kutoka kwa kila mmoja katika mali ya kemikali na kimwili.
Kuna aina kadhaa za isomerism katika kemia ya kikaboni. Hidrokaboni za aliphatic zilizojaa - alkanes - zina tabia sawa, aina rahisi zaidi ya isomerism. Aina hii ya isomerism inaitwa isomerism ya miundo au kaboni ya mifupa.
Katika molekuli za methane, ethane na propane kunaweza kuwa na mpangilio mmoja tu wa uunganisho wa atomi za kaboni:
N N N N N N
│ │ │ │ │ │
N – S – N N - S - S - N N - S - S - S - N
│ │ │ │ │ │
N N N N N N
Methane ethane propane
Ikiwa molekuli ya hidrokaboni ina atomi zaidi ya tatu, basi utaratibu ambao wameunganishwa kwa kila mmoja unaweza kuwa tofauti. Kwa mfano, butane C 4 H 8 inaweza kuwa na isoma mbili: linear na matawi.
Mfano 2.3. Tunga na utaje kila kitu isoma zinazowezekana pentane C 5 H 12.
Wakati wa kupata fomula za kimuundo za isoma za kibinafsi, unaweza kuendelea kama ifuatavyo.
1. Kulingana na jumla ya idadi ya atomi za kaboni kwenye molekuli (5), kwanza ninaandika mnyororo wa moja kwa moja wa kaboni - mifupa ya kaboni:
2. Kisha, "kugawanyika" atomi moja ya kaboni iliyokithiri kwa wakati mmoja, huwekwa kwenye kaboni iliyobaki kwenye mnyororo ili kupata kiwango cha juu. wingi iwezekanavyo miundo mpya kabisa. Wakati atomi moja ya kaboni inapoondolewa kutoka kwa pentane, isoma moja tu inaweza kupatikana:
3. Haiwezekani kupata isomer nyingine kwa kupanga upya kaboni "iliyoondolewa" kutoka kwa mnyororo, kwa kuwa wakati wa kuipanga kwa atomi ya tatu ya kaboni ya mnyororo mkuu, kulingana na sheria za kumtaja, nambari za mnyororo kuu zitahitajika. kufanyika kutoka kulia kwenda kushoto. Kwa kuondoa atomi mbili za kaboni kutoka kwa pentane, isomer nyingine inaweza kupatikana:
4. Kuzingatia hali ya mgawanyiko wa atomi za kaboni, jaza valensi zilizobaki za atomi za kaboni kwenye mifupa ya kaboni na atomi za hidrojeni.
(Angalia mfano 2.2.)
Kumbuka: inahitajika kuelewa kuwa kwa "kuinama" molekuli kiholela, haiwezekani kupata isomer mpya. Uundaji wa isoma huzingatiwa tu wakati muundo wa awali wa kiwanja umevunjwa. Kwa mfano, viunganisho hapa chini
S – S – S - S – S na S – S – S
sio isoma, ni mifupa ya kaboni ya kiwanja sawa cha pentane.
3. MALI ZA KIKEMIKALI ZA HYDROCARBONS ILIYOSHIA
(kazi namba 51 - 75)
Fasihi:
N.L. Glinka. kemia ya jumla. – L.: Kemia, 1988, sura ya XV, aya ya 164, uk. 452 - 455.
Mfano 3.1. Kutumia pentane kama mfano, onyesha tabia ya kemikali ya alkanes. Onyesha hali ya majibu na utaje bidhaa za majibu.
Suluhisho:
1. Miitikio kuu ya alkanes ni miitikio ya uingizwaji wa hidrojeni ambayo hutokea kupitia utaratibu wa bure wa radical.
1.1. Halojeni h n
CH 3 – CH 2 – CH 2 – CH 2 – C N 3 + Cl 2 ¾¾® CH 3 – CH 2 – CH 2 – CH 2 – CH 2 Сl + HСl
pentane 1-chloropentane
CH 3 - C N 2 – CH 2 – CH 2 – CH 3 + Cl 2 ¾¾® CH 3 – CH – CH 2 – CH 2 – CH 3 + HСl
2-chloropentane
CH 3 - CH 2 - C N 2 – CH 2 – CH 3 + Cl 2 ¾¾® CH 3 – CH 2 – CH – CH 2 – CH 3 + HСl
3-chloropentane
Katika hatua ya kwanza ya mmenyuko katika molekuli ya pentane, uingizwaji wa atomi ya hidrojeni utatokea kwenye atomi za kaboni za msingi na za sekondari, na kusababisha kuundwa kwa mchanganyiko wa derivatives ya isoma ya monochloro.
Hata hivyo, nishati ya kuunganisha ya atomi ya hidrojeni yenye atomi ya msingi ya kaboni ni kubwa kuliko ya atomi ya kaboni ya pili na kubwa kuliko ya atomi ya juu ya kaboni, hivyo uingizwaji wa atomi ya hidrojeni iliyounganishwa na atomi ya kaboni ya juu ni rahisi zaidi. Jambo hili inayoitwa kuchagua. Inajulikana zaidi katika halojeni zisizo hai (bromini, iodini). Kadiri hali ya joto inavyoongezeka, uwezo wa kuchagua hupungua.
1.2. Nitration (majibu ya M.M. Konovalov)
HNO 3 = OHNO 2 Kichocheo H 2 SO 4 conc.
Kama matokeo ya mmenyuko, mchanganyiko wa derivatives ya nitro huundwa.
t = 120-150 0 C
CH 3 – CH 2 – CH 2 – CH 2 – C N 3 + OHNO 2 ¾¾® CH 3 – CH 2 – CH 2 – CH 2 – CH 2 NO 2 + H 2 O
pentane 1-nitropentane
t = 120-150 0 C
CH 3 - C N 2 – CH 2 – CH 2 – CH 3 + OHNO 2 ¾¾® CH 3 – CH – CH 2 – CH 2 – CH 3 + H 2 O
NO 2 2-nitropentane
t = 120-150 0 C
CH 3 - CH 2 - C N 2 – CH 2 – CH 3 + OHNO 2 ¾¾® CH 3 – CH 2 – CH – CH 2 – CH 3 + H 2 O
NO 2 3-nitropentane
1.3. Mmenyuko wa salfoniti Imekolea H 2 SO 4 = OHSO 3 H
CH 3 – CH 2 – CH 2 – CH 2 – C N 3 + OHSO 3 H ® CH 3 – CH 2 – CH 2 – CH 2 – CH 2 SO 3 H + H 2 O
pentane 1-sulfopentane
2. Mmenyuko kamili wa oxidation - mwako.
C 5 H 12 + 8 (O 2 + 3.76 N 2) ® 5 CO 2 + 6 H 2 O + 8 × 3.76 N 2
3. Mtengano wa joto
C 5 H 12 ® 5 C + 6 H 2
4. Kupasuka ni mmenyuko wa kugawanyika ili kuunda alkane na alkene
CH 3 – CH 2 – CH 2 – CH 2 – CH 3 ¾¾® CH 3 – CH 3 + CH 2 = CH – CH 3
pentane ethane propene
5. Mmenyuko wa isomerization
CH 3 – CH 2 – CH 2 – CH 2 – CH 3 ¾¾® CH 3 ¾ C ¾ CH 3
CH 3 2,2-dimethylpropane
Mfano 3.2. Eleza njia za kupata alkanes. Andika milinganyo ya majibu ambayo inaweza kutumika kutengeneza propane.
Suluhisho:
1. Kupasuka kwa alkanes
CH 3 – CH 2 – CH 2 – CH 2 – CH 2 – CH 3 ® CH 3 – CH 2 – CH 3 + CH 2 = CH – CH 3
hexane propane propene
2. Mmenyuko wa Wurtz
CH 3 – Cl + 2Na + Cl – CH 2 – CH 3 ® CH 3 – CH 2 – CH 3 + 2NaCl
kloromethane kloroethane propane
3. Kupunguza alkanes halogenated
3.1. Kupunguza na hidrojeni
CH 3 – CH 2 – CH 2 – I + H – H ® CH 3 – CH 2 – CH 3 + HI
1-iodopropane hidrojeni propani
3.2. Kupunguza halidi ya hidrojeni
CH 3 – CH 2 – CH 2 – I + H – I ® CH 3 – CH 2 – CH 3 + I 2
1-iodopropane iodo-propane iodini
muunganisho
CH 3 – CH 2 – CH 2 – C = O + NaOH ¾¾¾® CH 3 – CH 2 – CH 3 + Na 2 CO 3
chumvi ya sodiamu \ hidroksidi ya propane carbonate
asidi butanoic ONa sodiamu sodiamu (soda)
5. Haidrojeni sio hidrokaboni zilizojaa
5.1. Hydrojeni ya alkenes
CH 2 = CH – CH 3 + H 2 ® CH 3 – CH 2 – CH 3
propene propane
5.2. Hidrojeni ya alkynes
CH º C – CH 3 + 2H 2 ® CH 3 – CH 2 – CH 3
Moja ya kazi muhimu zaidi katika kemia ni utungaji sahihi wa fomula za kemikali. Fomula ya kemikali ni kiwakilishi kilichoandikwa cha muundo wa dutu ya kemikali kwa kutumia sifa na fahirisi za kipengele cha Kilatini. Kwa utayarishaji sahihi fomula hakika tutahitaji jedwali la upimaji na maarifa sheria rahisi. Ni rahisi sana na hata watoto wanaweza kukumbuka.
Jinsi ya kutengeneza fomula za kemikali
Wazo kuu wakati wa kuunda formula za kemikali ni "valency". Valency ni mali ya kipengele kimoja cha kushikilia nambari fulani atomi katika kiwanja. Valence ya kipengele cha kemikali inaweza kutazamwa katika meza ya mara kwa mara, na unahitaji pia kukumbuka na kuwa na uwezo wa kutumia sheria rahisi za jumla.
- Valence ya chuma daima ni sawa na nambari ya kikundi, mradi tu iko ndani kikundi kidogo. Kwa mfano, potasiamu ina valency ya 1, na kalsiamu ina valency ya 2.
- Yasiyo ya metali ni ngumu zaidi kidogo. Asili ya chuma inaweza kuwa na valency ya juu na ya chini. Valence ya juu ni sawa na nambari ya kikundi. Thamani ya chini kabisa inaweza kubainishwa kwa kuondoa nambari ya kikundi cha kipengele kutoka nane. Inapojumuishwa na metali, zisizo za metali daima zina valency ya chini kabisa. Oksijeni daima ina valence ya 2.
- Katika kiwanja cha nonmetals mbili, moja yenye valency ya chini ni kipengele cha kemikali, ambayo iko kulia na juu kwenye jedwali la upimaji. Walakini, fluorine daima ina valence ya 1.
- Kitu kimoja zaidi kanuni muhimu wakati wa kuweka odd! Jumla ya nambari Valencies ya kipengele kimoja lazima iwe sawa na jumla ya idadi ya valencies ya kipengele kingine!
Hebu tuunganishe ujuzi uliopatikana kwa kutumia mfano wa kiwanja cha lithiamu na nitrojeni. Lithiamu ya chuma ina valency sawa na 1. Nitrojeni isiyo ya metali iko katika kundi la 5 na ina valency ya juu ya 5 na valence ya chini ya 3. Kama tunavyojua tayari, katika misombo na metali, zisizo za metali daima zina valence ya chini, hivyo nitrojeni iko ndani kwa kesi hii itakuwa na valence ya tatu. Tunapanga mgawo na kupata fomula inayohitajika: Li 3 N.
Kwa hivyo, kwa urahisi kabisa, tulijifunza jinsi ya kutunga fomula za kemikali! Na kwa kukariri bora algorithm ya kuunda fomula, tumetayarisha uwakilishi wake wa picha.
Kukusanya mada misombo ya kikaboni kulingana na formula ya muundo.
Wacha tufanye kazi ya kurudi nyuma. Wacha tutengeneze jina la kiwanja cha kikaboni kulingana na fomula yake ya kimuundo. (Soma sheria za kutaja misombo ya kikaboni. Tengeneza jina la misombo ya kikaboni kwa kutumia fomula ya muundo.)
4. Aina ya misombo ya kikaboni.
Kila siku idadi ya vitu vya kikaboni vilivyotolewa na kuelezewa na maduka ya dawa huongezeka kwa karibu elfu. Sasa kuna takriban milioni 20 zinazojulikana ( misombo isokaboni ipo mara kumi chini).
Sababu ya utofauti wa misombo ya kikaboni ni upekee wa atomi za Carbon, yaani:
- valence ya juu - 4;
Uwezo wa kuunda moja, mbili na tatu vifungo vya ushirikiano;
Uwezo wa kuchanganya na kila mmoja;
Uwezekano wa kuunda minyororo ya mstari, yenye matawi, na iliyofungwa, ambayo huitwa mizunguko.
Miongoni mwa vitu vya kikaboni miunganisho mikubwa zaidi Kaboni yenye hidrojeni; zinaitwa hidrokaboni. Jina hili linatokana na majina ya zamani ya vipengele - "kaboni" na "hidrojeni".
Uainishaji wa kisasa misombo ya kikaboni inategemea nadharia muundo wa kemikali. Uainishaji huo unategemea sifa za kimuundo za mnyororo wa kaboni ya hidrokaboni, kwa kuwa ni rahisi katika muundo na katika vitu vinavyojulikana zaidi vya kikaboni, radicals ya hidrokaboni hufanya sehemu kuu ya molekuli.
5. Uainishaji hidrokaboni zilizojaa.
Misombo ya kikaboni inaweza kuainishwa:
1) kwa muundo wa sura yao ya kaboni. Uainishaji huu unategemea madarasa manne ya misombo ya kikaboni (misombo ya aliphatic, misombo ya alicyclic, misombo ya kunukia Na misombo ya heterocyclic);
2) na vikundi vya kazi.
Acyclic ( non-cyclic, chain) misombo pia huitwa mafuta au aliphatic. Majina haya yanatokana na ukweli kwamba moja ya misombo ya kwanza iliyojifunza vizuri ya aina hii ilikuwa mafuta ya asili.
Kati ya anuwai ya misombo ya kikaboni, mtu anaweza kutofautisha vikundi vya vitu ambavyo ni sawa katika mali zao na hutofautiana kutoka kwa kila mmoja na kikundi - CH 2.
Ø Viunga ambavyo vinafanana katika sifa za kemikali na ambavyo muundo wake hutofautiana kutoka kwa kila mmoja na kikundi - CH 2, huitwa. homologs.
Ø Homologi, zilizopangwa kwa mpangilio wa kuongezeka kwa uzito wao wa Masi, fomu mfululizo wa homologous.
Ø Kikundi - CH2 2, kinachoitwa tofauti ya homoni.
Mfano wa mfululizo wa homologous unaweza kuwa mfululizo wa hidrokaboni zilizojaa (alkanes). Mwakilishi wake rahisi ni methane CH 4. Kumalizia - sw tabia ya majina ya hidrokaboni iliyojaa. Inayofuata inakuja ethane C 2 H 6, propane C 3 H 8, butane C 4 H 10. Kuanzia na hidrokaboni ya tano, jina huundwa kutoka kwa nambari ya Kigiriki inayoonyesha idadi ya atomi za kaboni kwenye molekuli, na mwisho. -a. Hizi ni pentane C 5 H 12, hexane C 6 H 14, heptane C 7 H 16, octane C 8 H 18, nonane CdH 20, decane C 10 H 22, nk.
Fomu ya homologi yoyote inayofuata inaweza kupatikana kwa kuongeza tofauti ya homologous kwa formula ya hidrokaboni ya awali.
Nne Viunganisho vya S-N, kwa mfano, katika methane, ni sawa na ziko symmetrically (tetrahedral) kwa pembe ya 109 0 28 jamaa kwa kila mmoja. Hii ni kwa sababu obiti 2 na tatu 2p huchanganyika na kuunda obiti nne mpya (zinazofanana) ambazo zinaweza kutoa zaidi. miunganisho yenye nguvu. Obiti hizi zinaelekezwa kwa wima ya tetrahedron - mpangilio kama huo wakati obiti ziko mbali iwezekanavyo kutoka kwa kila mmoja. Orbital hizi mpya zinaitwa sp 3
- obiti za atomiki zilizochanganywa.
Nomenclature inayofaa zaidi, ambayo inafanya uwezekano wa kutaja misombo yoyote, nikwa utaratibuJina la misombo ya kikaboni.
Mara nyingi, majina ya kimfumo yanategemea kanuni ya uingizwaji, ambayo ni, kiwanja chochote kinachukuliwa kama hydrocarbon isiyo na matawi - acyclic au cyclic, katika molekuli ambayo atomi moja au zaidi ya hidrojeni hubadilishwa na atomi na vikundi vingine, pamoja na mabaki ya hydrocarbon. . Pamoja na maendeleo ya kemia ya kikaboni utaratibu wa majina inaboreshwa kila mara na kuongezewa, hii inafuatiliwa na tume ya majina Umoja wa Kimataifa kemia ya kinadharia na matumizi (Umoja wa Kimataifa wa Kemia Safi na Inayotumika - IUPAC).
Alkanes nomenclature na majina yao ya asili wanachama kumi wa kwanza wa mfululizo wa hidrokaboni zilizojaa tayari wamepewa. Ili kusisitiza kwamba alkane ilikuwa na mnyororo wa kaboni moja kwa moja, neno la kawaida (n-) mara nyingi huongezwa kwa jina, kwa mfano:
Wakati atomi ya hidrojeni inapoondolewa kwenye molekuli ya alkane, chembe za monovalent huundwa, ambazo huitwa radicals hidrokaboni(iliyofupishwa kama R.
Majina ya radicals monovalent hutoka kwa majina ya hidrokaboni zinazolingana na mwisho kubadilishwa - sw juu -il (-il). Hapa kuna mifano inayofaa:
Udhibiti wa maarifa:
1. Ni nini kinasomwa kemia ya kikaboni?
2. Jinsi ya kutofautisha vitu vya kikaboni kutoka kwa isokaboni?
3. Je, kipengele kinawajibika kwa misombo ya kikaboni?
4. Aina za mafungo athari za kikaboni.
5. Andika isoma za butane.
6. Ni misombo gani inayoitwa saturated?
7. Je! Unajua majina gani? Asili yao ni nini?
8. Isoma ni nini? Toa mifano.
9. Fomula ya muundo ni nini?
10. Andika mwakilishi wa sita wa alkanes.
11. Misombo ya kikaboni imeainishwaje?
12. Je! Unajua njia gani za kuvunja muunganisho?
13. Aina za nyuma za athari za kikaboni.
KAZI YA NYUMBANI
Fanya kazi kupitia: L1. Ukurasa wa 4-6 L1. Kurasa 8-12, kusimulia maelezo ya mihadhara Na. 8.
Mhadhara namba 9.
Mada: Alkanes: mfululizo wa homologous, isomerism na nomenclature ya alkanes. Tabia za kemikali alkanes (kwa kutumia mfano wa methane na ethane): mwako, uingizwaji, mtengano na dehydrogenation. Maombi ya alkanes kulingana na mali.
alkanes, mfululizo wa homologous wa alkanes, ngozi, homologues, tofauti ya homologous, muundo wa alkanes: aina ya mseto - sp 3.
Mpango wa masomo ya mada
1. Hidrokaboni zilizojaa: muundo, muundo, nomenclature.
2.Aina athari za kemikali, tabia ya misombo ya kikaboni.
3.Tabia za kimwili(kwa kutumia methane kama mfano).
4. Kupata hidrokaboni zilizojaa.
5. Sifa za kemikali.
6.Matumizi ya alkanes.
1. Hidrokaboni zilizojaa: muundo, muundo, nomenclature.
Hidrokaboni- misombo rahisi zaidi ya kikaboni yenye vipengele viwili: kaboni na hidrojeni.
Alkanes au hidrokaboni zilizojaa (jina la kimataifa) ni hidrokaboni ambazo katika molekuli zake atomi za Carbon zimeunganishwa kwa kila mmoja kwa vifungo rahisi (moja), na valensi za atomi za kaboni ambazo hazishiriki katika mchanganyiko wao wa pande zote huunda vifungo na atomi za hidrojeni.
Alkanes huunda mfululizo wa homologous wa misombo inayolingana na fomula ya jumla C n H 2n+2,
Wapi: P
- idadi ya atomi za kaboni.
Katika molekuli za hidrokaboni zilizojaa, atomi za kaboni zimeunganishwa kwa kila mmoja kwa kifungo rahisi (moja), na valensi zilizobaki zimejaa atomi za hidrojeni. Alkanes pia huitwa mafuta ya taa.
Ili kutaja hidrokaboni zilizojaa, hutumiwa hasa utaratibu na mantiki utaratibu wa majina.
Kanuni za utaratibu wa utaratibu wa majina.
Jina la jumla (jumla) la hidrokaboni zilizojaa ni alkanes. Majina ya washiriki wanne wa kwanza wa safu ya homologous ya methane ni ndogo: methane, ethane, propane, butane. Kuanzia ya tano, majina yanatokana na nambari za Kigiriki na kuongezwa kwa kiambishi -an (hii inasisitiza ufanano wa hidrokaboni zote zilizojaa na babu wa mfululizo huu - methane). Kwa hidrokaboni rahisi zaidi ya isostructure, majina yao yasiyo ya utaratibu yanahifadhiwa: isobutane, isopentane, neopentad.
Na utaratibu wa majina wenye mantiki Alkanes huzingatiwa kama derivatives ya hidrokaboni rahisi zaidi - methane, katika molekuli ambayo atomi moja au zaidi ya hidrojeni hubadilishwa na radicals. Vibadala hivi (radicals) hupewa majina kulingana na ukuu wao (kutoka changamano kidogo hadi ngumu zaidi). Ikiwa vibadala hivi ni sawa, basi idadi yao imeonyeshwa. Jina linatokana na neno "methane":
Pia wana majina yao wenyewe wenye itikadi kali(radicals ya hidrokaboni). Monovalent radicals huitwa alkyls
na inaonyeshwa na barua R au Alk.
Yao formula ya jumla
C n H 2n+ 1 .
Majina ya radicals huundwa na majina ya hidrokaboni sambamba kwa kuchukua nafasi ya kiambishi. -a kiambishi tamati -il(methane - methyl, ethane - ethyl, propane - propyl, nk).
Radikali tofauti hupewa jina kwa kuchukua nafasi ya kiambishi -a juu -iliden (ubaguzi - methylene radical ==CH 2).
Radikali tatu huwa na kiambishi tamati -ilidin (ubaguzi - methine radical ==CH).
Jedwali linaonyesha majina ya hidrokaboni tano za kwanza, radicals zao, isoma zinazowezekana na fomula zao zinazolingana.
|
2.Aina za athari za kemikali tabia ya misombo ya kikaboni
1) Athari za oksidi (mwako):
Majibu kama haya ni ya kawaida kwa wawakilishi wote wa safu ya 2 ya homologous) Majibu ya uingizwaji:
Athari kama hizo ni za kawaida kwa alkanes, arenes (chini ya hali fulani), na pia inawezekana kwa wawakilishi wa safu zingine za homologous.
3) Athari za kuondoa: Athari kama hizo zinawezekana kwa alkanes na alkenes.
4) Majibu ya nyongeza:
Athari kama hizo zinawezekana kwa alkenes, alkynes, na arenes.
Dutu ya kikaboni rahisi zaidi ni methane- ina formula ya molekuli CH 4. Muundo wa Methane:
Fomula ya kielektroniki methane:
Molekuli ya methane ina sura ya tetrahedron: katikati kuna atomi ya Carbon, kwenye vipeo kuna atomi za Hydrojeni, misombo inaelekezwa kwenye vipeo vya tetrahedron kwa pembe.
3. Mali ya kimwili ya methane . Gesi haina rangi na haina harufu, nyepesi kuliko hewa, mumunyifu kidogo katika maji. Kwa asili, methane huundwa wakati mabaki ya mimea yanaoza bila kupata hewa.
Methane ndio kuu sehemu muhimu gesi asilia.
Alkane kwa kivitendo haziyeyuki katika maji kwa sababu molekuli zake ni za polar ya chini na haziingiliani na molekuli za maji, lakini huyeyuka vizuri katika vimumunyisho vya kikaboni visivyo vya polar kama vile benzini na tetrakloridi kaboni. Alkanes za kioevu huchanganyika kwa urahisi na kila mmoja.
4.Kuzalisha methane.
1) Na acetate ya sodiamu:
2) Mchanganyiko kutoka kwa kaboni na hidrojeni (400-500 na shinikizo la damu):
3) Na carbudi ya alumini (in hali ya maabara):
4) Hidrojeni (nyongeza ya hidrojeni) ya hidrokaboni isokefu:
5) majibu ya Wurtz, ambayo hutumika kuongeza mnyororo wa kaboni: 
5. Tabia za kemikali za methane:
1) Hawapati athari za kuongeza.
2) Mwangaza:
3) Hutengana inapokanzwa:
4) Wanaitikia halojeni
(majibu mbadala):
5) Inapokanzwa na chini ya ushawishi wa vichocheo, kupasuka- kupasuka kwa hemolytic Viunganishi vya C-C. Katika kesi hii, alkanes na alkanes za chini huundwa, kwa mfano:
6) Wakati methane na ethilini hutolewa dehydrogenated, asetilini huundwa:
7) Mwako: - wakati kuna kiasi cha kutosha cha oksijeni, huundwa kaboni dioksidi na maji:
- wakati kuna oksijeni haitoshi, huundwa monoksidi kaboni na maji:
- au kaboni na maji:
Mchanganyiko wa methane na hewa hulipuka.
8) Mtengano wa joto bila ufikiaji wa oksijeni ndani ya kaboni na hidrojeni:
6.Matumizi ya alkanes:
Methane ndani kiasi kikubwa hutumika kama mafuta. Hidrojeni, asetilini, na masizi hupatikana kutoka humo. Inatumika katika syntheses ya kikaboni, haswa, kwa utengenezaji wa formaldehyde, methanol, asidi ya fomu na bidhaa zingine za syntetisk.
Katika hali ya kawaida wanachama wanne wa kwanza wa mfululizo wa homologous wa alkanes ni gesi.
Alkane za kawaida kutoka kwa pentane hadi heptadecane ni vimiminiko, kutoka na juu ni yabisi. Kadiri idadi ya atomi kwenye mnyororo inavyoongezeka, i.e. Kadiri uzani wa molekuli unavyoongezeka, viwango vya kuchemka na kuyeyuka vya alkanes huongezeka.
Wanachama wa chini wa safu ya homologous hutumiwa kupata misombo inayolingana ya isokefu kwa mmenyuko wa dehydrogenation. Mchanganyiko wa propane na butane hutumiwa kama mafuta ya kaya. Washiriki wa kati wa safu ya homologous hutumiwa kama vimumunyisho na mafuta ya gari.
Ya umuhimu mkubwa wa viwanda ni oxidation ya hidrokaboni iliyojaa zaidi - parafini yenye idadi ya atomi za kaboni za 20-25. Kwa njia hii, asidi ya mafuta ya synthetic yenye urefu tofauti wa mnyororo hupatikana, ambayo hutumiwa kwa ajili ya uzalishaji wa sabuni, mbalimbali. sabuni, vilainishi, varnishes na enamels.
Hidrokaboni za maji hutumiwa kama mafuta (ni sehemu ya petroli na mafuta ya taa). Alkanes hutumiwa sana katika awali ya kikaboni.
Udhibiti wa maarifa:
1. Ni misombo gani inayoitwa saturated?
2. Je, unajua majina gani? Asili yao ni nini?
3. Isoma ni nini? Toa mifano.
4. Fomula ya muundo ni nini?
5. Andika mwakilishi wa sita wa alkanes.
6. Je, ni mfululizo wa homolojia na tofauti ya homoni.
7. Taja sheria zinazotumika wakati wa kutaja misombo.
8. Kuamua formula ya parafini, 5.6 g ambayo (hapana.) ina wingi wa 11 g.
KAZI YA NYUMBANI:
Fanya kazi kupitia: L1. Ukurasa 25-34, kusimulia maelezo ya mihadhara Na. 9.
Mhadhara namba 10.
Mada: Alkenes. Ethilini, maandalizi yake (dehydrogenation ya ethane na maji mwilini ya ethanol). Kemikali mali ya ethilini: mwako, athari za ubora ( upaukaji maji ya bromini na suluhisho la permanganate ya potasiamu), unyevu, upolimishaji. Polyethilini , mali na matumizi yake. Maombi ya ethylene kulingana na mali.
Alkynes. Asetilini, uzalishaji wake kwa pyrolysis ya methane na njia ya carbudi. Sifa ya kemikali ya asetilini: mwako, kubadilika rangi kwa maji ya bromini, kuongeza ya kloridi hidrojeni na taratibu. Matumizi ya asetilini kulingana na mali. Mwitikio upolimishaji wa kloridi ya vinyl. Kloridi ya polyvinyl na matumizi yake.
Dhana za kimsingi na masharti juu ya mada: alkenes na alkynes, mfululizo wa homologous, ngozi, homologues, tofauti ya homologous, muundo wa alkenes na alkynes: aina ya mseto.
Mpango wa masomo ya mada
(orodha ya maswali yanayohitajika kusoma):
1Hidrokaboni isokefu: muundo.
2.Mali ya kimwili ya ethylene na asetilini.
3.Jengo.
4.Isomerism ya alkenes na alkynes.
5.Kupata hidrokaboni isokefu.
6. Sifa za kemikali.
1.Hidrokaboni isokefu: muundo:
Hidrokaboni na formula ya jumla СnH 2 n na СnH 2 n -2, katika molekuli ambazo kuna dhamana mara mbili au dhamana tatu kati ya atomi za kaboni huitwa isokefu. Hidrokaboni na dhamana mara mbili ni ya safu isiyojaa ya ethilini (inayoitwa ethylene hidrokaboni, au alkenes), kutoka kwa mfululizo wa tatu wa asetilini.
2. Sifa za kimwili za ethilini na asetilini:
Ethylene na asetilini ni gesi zisizo na rangi. Wao hupasuka vibaya katika maji, lakini vizuri katika petroli, ether na vimumunyisho vingine visivyo vya polar. Kiwango cha kuchemsha kinaongezeka, zaidi kuna molekuli ya molekuli. Ikilinganishwa na alkanes, alkynes zina kiwango cha juu cha kuchemsha. Uzito wa Alkyne msongamano mdogo maji.
3.Muundo wa hidrokaboni isokefu:
Wacha tuonyeshe muundo wa molekuli za ethilini na asetilini kimuundo. Ikiwa kaboni inachukuliwa kuwa tetravalent, basi kulingana na formula ya molekuli ethylene, sio valensi zote zinahitajika, na asetilini ina vifungo vinne ambavyo ni vya juu zaidi. Hebu tuonyeshe fomula za muundo molekuli hizi:
Atomu ya kaboni hutumia elektroni mbili kuunda dhamana mbili, na elektroni tatu kuunda dhamana tatu. Katika formula hii inaonyeshwa na dots mbili au tatu. Kila dashi ni jozi ya elektroni.
fomula ya elektroniki.
Imethibitishwa kwa majaribio kuwa katika molekuli iliyo na dhamana mara mbili, mmoja wao huvunjika kwa urahisi; ipasavyo, na kifungo cha tatu, vifungo viwili huvunjika kwa urahisi. Tunaweza kuonyesha hili kwa majaribio.
Maonyesho ya uzoefu:
1. Joto mchanganyiko wa pombe na H 2 SO 4 kwenye bomba la majaribio na mchanga. Tunapitisha gesi kupitia suluhisho la KMnO 4, kisha tukawasha moto.
Kubadilika kwa rangi ya suluhisho hutokea kwa sababu ya kuongezwa kwa atomi kwenye tovuti ambapo vifungo vingi vinavunjwa.
3CH 2 =CH 2 +2KMnO 4 +4H 2 O → 2MnO 2 +3C 2 H 4 (OH) 2 +2KOH
Elektroni zinazounda vifungo vingi huunganishwa wakati wa kuingiliana na KMnO 4, elektroni zisizounganishwa huundwa, ambazo huingiliana kwa urahisi na atomi nyingine na elektroni zisizounganishwa.
Ethylene na asetilini ni ya kwanza katika mfululizo wa homologous alkenes na alkynes.
Ethene. Kwenye gorofa uso wa usawa, ambayo inaonyesha ndege ya kuingiliana ya mawingu ya mseto (σ - vifungo) kuna 5 σ - vifungo. Mawingu ya P yasiyo ya mseto yanazunguka uso huu; huunda dhamana moja ya π.
Etini. Molekuli hii ina mbili π - miunganisho ambayo iko kwenye ndege; perpendicular kwa ndegeσ-vifungo na vinavyofanana kwa kila kimoja. π-vifungo ni tete, kwa sababu kuwa na eneo ndogo la kuingiliana.
4.Isomerism ya alkenes na alkynes.
Katika hidrokaboni isokefu isipokuwa isomerism Na mifupa ya kaboni tokea aina mpya isomerism - isomerism kwa nafasi nyingi za dhamana. Nafasi ya dhamana nyingi inaonyeshwa na nambari iliyo mwisho wa jina la hidrokaboni.
Kwa mfano:
butene-1;
butine-2.
Atomi za kaboni huhesabiwa kwa upande mwingine ambayo dhamana nyingi iko karibu.
Kwa mfano:
4-methylpentene-1
Kwa alkenes na alkynes, isomerism inategemea nafasi ya dhamana nyingi na muundo wa mnyororo wa kaboni. Kwa hiyo, kwa jina nafasi ya minyororo ya upande na nafasi ya dhamana nyingi inapaswa kuonyeshwa kwa namba.
isomerism ya dhamana nyingi: CH3-CH2-CH=CH2 CH3-CH=CH-CH3
butene-1 butene-2
Hidrokaboni zisizojaa maji zina sifa ya anga au stereoisomerism. Inaitwa cis-trans isomerism.
Fikiria ni ipi kati ya misombo hii inaweza kuwa na isomeri.
Cistrans isomerism hutokea tu ikiwa kila atomi ya kaboni katika kifungo nyingi imeunganishwa na atomi tofauti au vikundi vya atomi. Kwa hiyo, katika molekuli ya kloroethene (1), bila kujali jinsi tunavyozunguka atomi ya klorini, molekuli itakuwa sawa. Hali ni tofauti katika molekuli ya dichloroethene (2), ambapo nafasi ya atomi za klorini kuhusiana na dhamana nyingi inaweza kuwa tofauti.
Sifa za kimwili za hidrokaboni hazitegemei tu utungaji wa kiasi molekuli, lakini pia juu ya muundo wake.
Kwa hivyo, cis isomer ya 2 butene ina kiwango cha kuyeyuka cha 138ºС, na isoma yake ya trans ni 105.5ºС.
Ethene na ethyne: mbinu za viwanda kwa ajili ya uzalishaji wao zinahusishwa na dehydrogenation ya hidrokaboni iliyojaa.
5.Kupata hidrokaboni isokefu:
1. Kupasuka kwa bidhaa za petroli . Wakati wa kupasuka kwa mafuta ya hidrokaboni iliyojaa, pamoja na kuundwa kwa alkanes, uundaji wa alkenes hutokea.
2.Uondoaji hidrojeni hidrokaboni iliyojaa. Wakati wa kupitisha alkanes juu ya kichocheo saa joto la juu(400-600 °C) molekuli ya hidrojeni hutolewa na alkene huundwa:
3.Upungufu wa maji mwilini Na pirts (kuondolewa kwa maji). Athari za mawakala wa kuondoa maji (H2804, Al203) kuwashwa pombe za monohydric kwa joto la juu husababisha kuondolewa kwa molekuli ya maji na malezi ya dhamana mbili:
Mwitikio huu unaitwa upungufu wa maji mwilini wa intramolecular (kinyume na upungufu wa maji mwilini wa intermolecular, ambayo husababisha kuundwa kwa etha)
4.Dehydrohalogenation e(kuondoa halide hidrojeni).
Wakati haloalkane humenyuka na alkali katika suluhisho la pombe, dhamana mbili huundwa kutokana na kuondolewa kwa molekuli ya hidrojeni halide. Mmenyuko hutokea mbele ya vichocheo (platinamu au nickel) na inapokanzwa. Kulingana na kiwango cha dehydrogenation, alkenes au alkynes zinaweza kupatikana, pamoja na mpito kutoka alkenes hadi alkynes: 
Kumbuka kuwa majibu haya hutoa butene-2 badala ya butene-1, ambayo inalingana na Kanuni ya Zaitsev: haidrojeni katika athari za mtengano hugawanywa kutoka kwa atomi ya Carbon ambayo ina kiasi kidogo Atomi za hidrojeni:
(Hidrojeni imegawanywa kutoka, lakini sio kutoka).
5. Dehalojeni.
Wakati zinki inapofanya kazi kwenye derivative ya dibromo ya alkane, atomi za halojeni ziko kwenye atomi za kaboni za jirani huondolewa na dhamana mbili huundwa:
6. Katika sekta, asetilini huzalishwa hasa mtengano wa joto methane:
6.Sifa za kemikali.
Sifa za kemikali za hidrokaboni isokefu huhusishwa kimsingi na uwepo wa vifungo π kwenye molekuli.. Eneo la mwingiliano wa wingu katika unganisho hili ni ndogo, kwa hivyo huvunjika kwa urahisi, na hidrokaboni zimejaa atomi zingine. Hidrokaboni isokefu ina sifa ya athari za kuongeza.
Ethylene na homologues zake ni sifa ya athari ambayo inahusisha kupasuka kwa moja ya misombo mara mbili na kuongezwa kwa atomi kwenye tovuti ya kupasuka, yaani, athari za kuongeza.
1) Mwako (katika oksijeni ya kutosha au hewa):
2) Uingizaji wa haidrojeni (nyongeza ya hidrojeni):
3) Halojeni (ongezeko la halojeni):
4) Hydrohalogenation (nyongeza ya halidi hidrojeni):
Mwitikio wa ubora kwa hidrokaboni isiyojaa:
1) ni kubadilika rangi kwa maji ya bromini au 2) suluhisho la pamanganeti ya potasiamu.
Wakati maji ya bromini yanaingiliana na hidrokaboni zisizojaa, bromini hujiunga kwenye tovuti ambapo vifungo vingi vinavunjwa na, ipasavyo, rangi hupotea, ambayo ilisababishwa na bromini iliyoyeyushwa:
Utawala wa Markovnikov
:
Hidrojeni inashikamana na atomi ya kaboni ambayo imeunganishwa nayo idadi kubwa Atomi za hidrojeni. Sheria hii inaweza kuonyeshwa katika athari za uhamishaji wa alkenes zisizo na ulinganifu na hydrohalogenation: 
2-chlororopane
Wakati halidi za hidrojeni zinaingiliana na alkynes, nyongeza ya molekuli ya pili ya halojeni inaendelea kulingana na sheria ya Markovnikov:
Athari za upolimishaji ni tabia ya misombo isiyojaa.
Upolimishaji-Hii uunganisho wa serial molekuli za dutu yenye uzito mdogo wa molekuli kuunda dutu yenye uzito wa juu wa Masi. Katika kesi hiyo, uunganisho wa molekuli hutokea kwenye tovuti ambapo vifungo viwili vinavunjwa. Kwa mfano, upolimishaji wa ethene:
Bidhaa ya upolimishaji inaitwa polima, na nyenzo ya kuanzia ambayo humenyuka inaitwa monoma; Vikundi vinavyorudia katika polima vinaitwa ya kimuundo au viungo vya msingi; idadi ya vitengo vya msingi katika macromolecule inaitwa shahada ya upolimishaji.
Jina la polima lina jina la monoma na kiambishi awali aina nyingi-, kwa mfano polyethilini, kloridi ya polyvinyl, polystyrene. Kulingana na kiwango cha upolimishaji wa monoma sawa, vitu vyenye mali tofauti vinaweza kupatikana. Kwa mfano, polyethilini ya mnyororo mfupi ni kioevu ambacho kina mali ya kulainisha. Polyethilini yenye urefu wa mnyororo wa viungo 1500-2000 ni nyenzo ngumu lakini inayoweza kunyumbulika ya plastiki inayotumika katika utengenezaji wa filamu, sahani na chupa. Polyethilini yenye urefu wa mnyororo wa viungo elfu 5-6 ni imara, ambayo unaweza kuandaa bidhaa za kutupwa na mabomba. Katika hali ya kuyeyuka, polyethilini inaweza kupewa sura yoyote iliyobaki baada ya kuponya. Mali hii inaitwa thermoplasticity.
Udhibiti wa maarifa:
1. Ni misombo gani inayoitwa isokefu?
2. Chora isoma zote zinazowezekana za hidrokaboni yenye dhamana mbili ya muundo C 6 H 12 na C 6 H 10. Wape majina. Andika equation kwa mmenyuko wa mwako wa pentene na pentine.
3. Tatua tatizo: Amua kiasi cha asetilini kinachoweza kupatikana kutoka kwa CARbudi ya kalsiamu yenye uzito wa g 100, sehemu ya molekuli 0.96 ikiwa mavuno ni 80%?
KAZI YA NYUMBANI:
Fanya kazi kupitia: L1. Ukurasa 43-47,49-53, L1. Ukurasa 60-65, kuelezea tena maelezo ya mihadhara Na. 10.
Mhadhara namba 11.
Mada: Umoja shirika la kemikali viumbe hai. Muundo wa kemikali viumbe hai. Vileo. Uzalishaji wa ethanol kwa fermentation ya glucose na hydration ya ethilini. Kikundi cha Hydroxyl kama kikundi kinachofanya kazi. Picha ya dhamana ya hidrojeni. Tabia ya kemikali ya ethanol : mwako, mwingiliano na sodiamu, malezi ya rahisi na esta, oxidation hadi aldehyde. Utumiaji wa ethanol kulingana na mali. Madhara yenye madhara pombe kwenye mwili wa binadamu. Dhana ya kikomo pombe za polyhydric . Glycerol kama mwakilishi wa pombe za polyhydric. Mmenyuko wa ubora juu pombe za polyhydric . Matumizi ya glycerin.
Aldehidi. Maandalizi ya aldehydes kwa oxidation ya alkoholi sambamba. Kemikali mali ya aldehidi: oxidation kwa asidi sambamba na kupunguza kwa pombe sambamba. Maombi ya formaldehyde na acetaldehyde kulingana na mali.
Dhana na masharti ya kimsingi