- •Химия Учебное наглядное пособие
- •Содержание
- •Раздел 1. Основные понятия и законы химии
- •1.1. Атомно-молекулярное учение
- •1.2. Законы химии
- •Закон сохранения массы вещества
- •Способы выражения количества вещества эквивалентов
- •Раздел 2. Классификация неорганических веществ
- •2.1.Оксиды
- •Химические свойства оксидов
- •2.2. Гидроксиды металлов
- •Химические свойства гидроксидов
- •Доказательство амфотерности
- •2.3. Кислоты
- •2.4. Соли
- •Средние кислые основные
- •Получение солей
- •2.5. Комплексные соединения
- •Раздел 3. Растворы
- •3.1. Способы выражения концентрации растворов
- •3.2. Растворы неэлектролитов
- •3.3. Растворы электролитов. Электролитическая диссоциация
- •3.4. Ионно-молекулярные уравнения реакций
- •3.5. Гидролиз
- •Раздел 4. Элекрохимические системы
- •Законы Фарадея
- •4.1. Степень окисления
- •4.2. Окислительно-восстановительные реакции (овр)
- •Направление овр
- •4.3. Гальванический элемент Даниэля-Якоби
- •4.4. Электродвижущая сила (эдс)
- •Стандартный водородный электрод
- •4.5. Электролиз
- •Электролиз с инертным анодом
- •Электролиз с растворимым анодом
- •4.6. Коррозия и защита металлов от коррозии
- •Защита металлов от коррозии
- •Раздел 5. Периодический закон д.И.Менделеева
- •5.1. Строение атома
- •Состав ядра
- •5.2. Модель состояния электрона в атоме Квантовые числа
- •Возможные значения квантовых чисел
- •5.3.Основные положения строения электронных оболочек атома
- •Ряд последовательного заполнения электронами орбиталей
- •Раздел 6. Химическая связь
- •Раздел 7. Химическая кинетика и равновесие
- •Раздел 8. Химическая термодинамика
- •8.1. Параметры состояния системы
- •8.2. Закон Гесса
- •Раздел 9. Химия элементов
- •Углерод c
- •Физические свойства аллотропных модификаций c
- •Химические свойства с
- •Соединения с
- •Кремний Si
- •Соединения Si
- •Соединения n
- •Соли аммония
- •Особые химические свойства
- •Разложение нитратов: фосфор p
- •Соединения р
- •Халькогены
- •Кислород
- •Соединения s
- •Галогены f, Cl, Br, I хлор Cl2
- •Соединения Cl
- •Подгруппа хрома
- •Хром Cr
- •Подгруппа железа
- •Железо Fe
- •Раздел 10. Органическая химия
- •10.1.Углеводороды Предельные углеводороды. Алканы
- •Непредельные углеводороды. Алкены
- •Диеновые углеводороды
- •Ароматические углеводороды. Ряд бензола. Арены
- •Нефть и ее переработка
- •10.2. Кислородсодержащие органические соединения Спирты
- •Альдегиды
- •Формальдегид
- •Ацетальдегид
- •Поликонденсация
- •Кетоны r – c – r
- •Карбоновые кислоты
- •Определение строения веществ
- •11.1. Методы качественного анализа (реакции обнаружения) Окрашивание пламени (предварительная проба)
- •Реакции осаждения
- •Реакции с выделением газа
- •Качественный элементный анализ
- •Цветные реакции
- •Обнаружения газов
- •Реакции обнаружения органических соединений
- •Индентификация синтетических материалов
- •11.2. Методы количественного анализа Титриметрический анализ (объемный анализ)
- •Кондуктометрическое титрование
- •Потенциометрия
- •Окислительно-восстановительное титрование
- •Комплексонометрия
- •Осадительное титрование
- •Аргентометрия
- •Гравиметрия
- •11.3. Спектроскопические методы анализа
- •Ультрафиолетовая спектроскопия и абсорбционная спектроскопия в видимой области
- •Характерные инфракрасные полосы поглощения
- •Спектроскопия ядерного магнитного резонанса
- •11.4. Дифрактометрический метод анализа
- •Дифракция рентгеновых лучей для определения типа кристаллической решетки
- •Дифракция рентгеновых лучей для определения электронной плотности
- •Раздел 12. Химия окружающей среды Глобальные аспекты
- •Загрязнение окружающей среды
- •Охрана окружающей среды
- •Атмосфера как область окружающей среды
- •Загрязнение воздуха
- •Влияние вредных веществ на окружающую среду
- •Методы очистки воздуха
- •Гидросфера как область окружающей среды
- •Вредные примеси питьевой воды
- •Жёсткость воды
- •Сточные воды
- •Вредные вещества в сточных водах
- •Поступления сточных вод
- •Литосфера как область окружающей среды
- •Удобрения
- •Загрязнение стойкими биоцидами
- •Заражение ядовитыми тяжелыми металлами
- •Методы санации зараженных почв
- •Отходы в окружающей среде
- •Вторичное использование
- •Продовольствие и питание
- •Углеводы в качестве пищевого продукта
- •Жиры в качестве пищевого продукта
- •Протеины как продукт питания
- •Витамины
- •Минеральные вещества
- •Микроэлементы
- •Пищевые добавки
- •Консерванты
- •Раздел 13. Коллоидная химия
- •Адсорбция, ее виды
- •Дисперсные системы
- •Коллоидные растворы
- •Строение коллоидных частиц
- •Приложение а Физико-химические постоянные
- •Групповые названия химических элементов
- •Растворимость веществ в воде при температуре 25 °с
- •Эбуллиоскопические (Кэ) и криоскопические (Ккр) константы некоторых растворителей
- •Произведения растворимости некоторых малорастворимых электролитов при 25 °с
- •Возможные степени окисления элементов
- •Электронное строение атомов в основном состоянии
- •Стандартные термодинамические функции образования
- •Нормальные (стандартные) окислительно-восстановительные потенциалы е0 в водных растворах при 25 0с по отношению к нормальному водородному электроду
- •Рыбалкин Евгений Михайлович Ковалик Ольга Юрьевна химия
- •654007, Г. Новокузнецк, ул. Кирова, 42
Раздел 10. Органическая химия
10.1.Углеводороды Предельные углеводороды. Алканы
СnH2n+2
Углеводороды |
метан CH4 этан С2Н6 пропан С3Н8 бутан С4Н10 пентан С5Н12
|
гексан С6Н14 гептан С7Н16 октан С8Н18 нонан С9Н20 декан С10Н22 |
Одновалентные радикалы |
метил СН3- этил С2Н5- пропил С3Н7- бутил С4Н9- пентил С5Н11- (амил) |
гексил С6Н13- гептил С7Н15- октил С8Н17- нонил С9Н19- децил С10Н21- |
Номенклатура: 1) выбрать самую длинную цепь; 2) пронумеровать атомы С в цепи; 3) определить радикалы и к какому по счету атому С они присоединены; 4) дать название цепи. |
1С – первичный, т.к. связан с одним С; 4,6С – вторичные, (с двумя С); 2,3С – третичные; 5
2,5
– диметил – 3,5 – диэтил гептан
|
Физические свойства: СН4 – газ без цвета и запаха, легче воздуха, нерастворим в воде. |
С – С4 – газ, С5 – С15 – жидкость, С16 и больше твердое вещество |
Строение СН4
sp3
- гибридизация
| |
Химические свойства | |
Разрыв СН связи |
Разрыв СС связи |
1. Свободнорадикальное замещение С галогенами: CH4+Cl2=CH3Cl+HCl. CH3Cl – хлористый метил Механизм: Cl22Cl CH4+Cl→CH3+HCl CH3+Cl→CH3Cl 2. Нитрование CH4+HNO3→CH3NO2+H2O. CH3NO2 – нитрометан 3. Дегидрогенизация (высок. t, катализатор) С4Н10→С4Н8+Н2. 3. Горение 1)СН4+2О2=СО2+2Н2О (голубое пламя); 2) СН4СН3ОН метиловый спирт; 3) СН4НСОН формальдегид |
Крекинг 1. Каталитический – в присутствии катализатора, при высоких t, p. Происходят реакции расщепления, изомеризации, дегидрирования, полимеризации. 2. Температурный – при высоких t (450-550˚C) и P. Молекула с большим числом атомов углерода расщепляется на молекулы с меньшим числом атомов: С4Н10→С2Н6+ С2Н4.
|
Получение: 1) CH3COONa+NaOH→Na2CO3+CH4; 2) Al4C3+12H2O→3CH4↑+4Al(OH)3; 3) C+2H2→CH4 (кат. Ni, t); 4) реакция Вюрца: C2H5Br+2Na+BrC2H5→C2H5–C2H5 + 2 NaBr; 6) в технике: синтетический бензин nCO + (2n+1)H2→CnH2n+2+nH2O. (200˚С, кат., давл.) |
Циклоалканы СnH2n – предельные углеводы с замкнутой цепью.
|
Химические свойства |
Химические свойства циклоалканов аналогичны химическим свойствам алканов. Циклоалканы относительно легче циклизуются при дегидрогенизации:
циклогексан
|
Непредельные углеводороды. Алкены
СnH2n
Физические свойства: С2Н4 – этилен – бесцветный газ со слабым сладковатым запахом, легче воздуха, малорастворим в воде.
|
Номенклатура: Углеводороды, содержащие двойную связь, оканчиваются на -ен. Этан С2Н6→этен С2Н4
2-метилпропен-1 |
Строение: наличие в молекуле двойной связи, σ-связи и π-связи. За счет разрыва π-связи идут реакции присоединения. |
Химические свойства |
I. Реакция присоединения 1) присоединение галогенов: CH2=CH2+Br2→BrCH2CH2Br (дибромэтан) – качественная реакция на непредельные углеводороды, красно-бурая окраска бромной воды обесцвечивается. 2) с галогеноводородами по правилу Морковникова: CH3CH=CH2+HBr→CH3CHBrCH3; галоген присоединяется к менее гидрогенизированному атому С, водород – к более гидрогенизированному атому углерода по двойной связи. 3) с водой – реакция гидратации: CH2=CH2+Н2ОСН3СН2ОН; 4) гидрогенизация: CH2=CH2+Н2СН3СН3. |
II. Реакция окисления 3CH2=CH2+4Н2О+2KMnO4→3CH2OHCH2OH+2MnO2+2KOH обесцвечивание раствора, качественная реакция. |
III. Горение С2Н4+3О2→2СО2+2Н2О светящееся пламя |
IV. Полимеризация CH2=CH2+ CH2=CH2→ СН2СН2СН2СН2 |
Получение: 1) из спиртов дегидратацией: С2Н5ОНCH2=CH2+Н2О; 2) из галогенопроизводных:С2Н5Br+KOH(cпирт)→CH2=CH2+KBr+ Н2О; 3) дегидрированием: СН3СН3 CH2=CH2+Н2. |
Алкины
СnH2n-2
Физические свойства: С2Н2 ацетилен – бесцветный газ, легче воздуха, малорастворим в воде.
|
Номенклатура. Углеводороды, содержащие тройную связь, оканчиваются на -ин. 4-метилпентин-1 |
Строение: углеводородные атомы находятся в состоянии sp-гибридизации. Молекула имеет линейное строение, атомы углерода соединены одной σ-связью и двумя π-связями. |
Химические свойства |
1) гидрогенизация: СН≡СН+Н2СН2=СН2; СН2=СН2+Н2→СН3СН3; 2) с галогенами: СН≡СН+Br2→BrCH2=CH2Br; BrCH2=CH2Br+ Br2→Br2CHCHBr2; 3) с галогеноводородами: СН≡СН+НCl→ СН2=СНCl; 4) гидратация: СН≡СН+Н2ОСН3СОН (уксусный альдегид) – реакция Кучерова; 5) с соединениями металлов (Ag, Cu): СН≡СН+2[Ag(NH3)2](OH)→AgC≡CAg+2H2O+4NH3; ацетиленид серебра СН≡СН+2Cu(OH)2→CuC≡CCu+3H2O+0,5О2. ацетиленид меди (I) |
Получение: 1) CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2; 2) 2CH4СН≡СН+3H2 (кат. Rh-Ir). |