Тематическое планирование курса «Пособие-репетитор по химии»
11-й класс, второй год обучения
Занятие 1. Теоретические положения органической химии*.
Занятие 2. Классификации реакций в органической химии.
Занятие 3. Алканы.
Занятие 4. Циклоалканы.
Занятие 5. Алкены.
Занятие 6. Диены. Каучуки.
Занятие 7. Алкины.
Занятие 8. Арены. Бензол.
Занятие 9. Гомологи бензола.
Занятие 10. Одноатомные спирты.
Занятие 11. Многоатомные спирты.
Занятие 12. Фенолы.
Занятие 13. Альдегиды. Кетоны.
Занятие 14. Карбоновые кислоты.
Занятие 15. Эфиры.
Занятие 16. Жиры.
Занятие 17. Углеводы. Моносахариды.
Занятие 18. Углеводы. Полисахариды.
Занятие 19. Амины.
Занятие 20. Аминокислоты.
Занятие 21. Пептиды. Белки.
Занятие 22. Понятие о гетероциклах.
Занятие 23. Нуклеиновые кислоты.
Занятие 24. Окислительно-восстановительные реакции в органической химии (обобщение).
Занятие 25–34. Обобщение изученного материала. Анализ и решение заданий вступительных экзаменов различных вузов.
ЗАНЯТИЕ 1 10-й класс (первый год обучения)
Основные химические понятия
В
предлагаемом конспекте даны определения
основных химических понятий, многие из
которых будут рассмотрены более подробно
при изучении соответствующих тем курса.
Все окружающие нас физические тела состоят из веществ.
Вещество – это вид материи, который имеет массу покоя и характеризуется постоянными физическими и химическими свойствами, позволяющими отличить его от других веществ. Для сравнения: другой вид материи – поле – не имеет массы покоя.
Физические свойства вещества – совокупность сведений о свойствах вещества, которые можно измерить физическими методами. К ним относятся агрегатное состояние, плотность, растворимость, температуры плавления, кипения, цвет, вкус, запах и т.д.
Химические свойства вещества – совокупность сведений о том, с какими другими веществами и при каких именно условиях реагирует данное вещество.
Агрегатное состояние вещества – это физическое состояние, в котором находится вещество при определенных давлении и температуре. В настоящее время выделяют четыре основных агрегатных состояния – твердое, жидкое, газообразное и плазму. Газ характеризуется хаотическим движением слабо взаимодействующих молекул, не имеет постоянной структуры, собственной формы и объема. Жидкость обычно состоит из молекул, находящихся в постоянном тепловом движении, имеет объем, но не имеет формы. Твердое вещество отличается упругостью, имеет определенные объем и форму, может иметь как упорядоченную, так и неупорядоченную структуру, моно- или поликристаллическую. Плазма – полностью или почти полностью ионизированный газ.
Физические явления – явления, при которых изменяется форма или агрегатное состояние вещества или же образуются новые атомы (например, при ядерных реакциях).
Химические явления – явления, при которых одни вещества превращаются в другие, имеющие новый состав и свойства; состав ядер при этом не меняется. Характерными признаками, по которым можно судить о том, что имеет место химические явление (реакция), являются изменение цвета и запаха, образование осадка, выделение газа, теплоты или света.
Для выражения состава вещества в химии применяют химические формулы. Различаютэмпирические формулы (или брутто-формулы), они показывают качественный и количественный состав вещества, и структурные формулы, они показывают состав и строение структурных единиц вещества.
Для отражения химических явлений (реакций) используют определенную форму записи –химические уравнения. Любое химическое уравнение должно быть правильно составлено в соответствии с законом сохранения массы веществ. В левой части химического уравнения записывают исходные реагенты, в правой – продукты реакции.
Реагент – исходное вещество, участвующее в химической реакции (может быть в виде молекул, атомов или ионов).
Продукт реакции – вещество, образующееся в результате химической реакции.
Атом (от греч. atomos – неделимый) – электронейтральная система взаимодействующих элементарных частиц, состоящая из ядра и электронов. Атом сохраняется во всех химических превращениях и является носителем свойств химического элемента.
К основным элементарным частицам относятся протоны, нейтроны, электроны (так же существуют и достаточно изучены позитрон, нейтрино и др.). Протоны и нейтроны составляют ядро атома и имеют общее название – нуклоны. Электроны движутся вокруг ядра.
Главной характеристикой любого атома является заряд ядра (Z), равный числу протонов. Вид атомов с одинаковым зарядом ядра и идентичными химическими свойствами называется химическим элементом. В настоящее время известно более 110 химических элементов, 89 из которых встречаются в природе, остальные получены искусственным путем.
Молекула – это электронейтральная наименьшая совокупность атомов, образующих определенную структуру посредством химических связей. Молекула сохраняет все свойства данного вещества. Если молекула состоит из атомов одного элемента, то вещество – простое. В сложном веществемолекулы состоят из атомов разных видов.
Каждый элемент образует как минимум одно простое вещество. Некоторые химические элементы проявляют способность к аллотропии.
Аллотропия – способность химических элементов образовывать несколько простых веществ, различающихся по строению и свойствам. Различают два вида аллотропии: первая возникает вследствие различия в составе молекул (например, кислород и озон), вторая является следствием различного строения молекул (например, алмаз, графит и карбин). Разные простые вещества, образованные одним и тем же химическим элементом, называют аллотропными модификациями. Вследствие аллотропии число известных простых веществ (~400) гораздо больше числа химических элементов.
В природе, как правило, встречаются не чистые вещества, а смеси – системы, возникающие в результате смешивания двух и более компонентов, сохраняющих свои свойства. Состав смеси не является постоянным. С помощью физических методов смесь можно разделить на исходные вещества. Различают гомогенные (однородные) и гетерогенные (неоднородные) смеси.
Гомогенной называется смесь, в которой между компонентами нет поверхности раздела (воздух, истинные растворы).
Гетерогенной называется смесь, в которой между компонентами есть поверхность раздела (песок и соль, вода и масло, вода и мел).
Поскольку использовать при расчетах абсолютные значения масс атомов неудобно (например, масса атома водорода 1,67•10–27 кг), в химии используют атомную единицу массы (а.е.м.).
Атомная единица массы (а.е.м., углеродная единица) – 1/12 часть массы атома углерода-12, 1 а.е.м. составляет примерно 1,66•10–27 кг.
Относительная атомная масса (Аr) – отношение массы атома к 1/12 части массы атома углерода-12. Величина Аr – безразмерная.
Относительная молекулярная масса (Мr) – отношение массы молекулы вещества к 1/12 части массы атома углерода-12. Величина Мr – безразмерная, она вычисляется как сумма всех Аrэлементов, входящих в состав данной молекулы.
Единицей количества вещества в химии является моль.
Моль – это количество вещества, содержащее столько структурных единиц (молекул, атомов, ионов, электронов и др.), сколько их содержится в 12 г углерода-12 (примерно 6,02•1023 – число Авогадро,NA).
Молярная масса Мr вещества – масса 1 моль вещества, отношение абсолютной массы вещества к количеству вещества, численно равна Мr, но измеряется в г/моль.
Валентность элемента – способность атома данного химического элемента образовывать определенное число химических связей с атомами других элементов. Обычно валентность равна числу неспаренных электронов на внешнем уровне атома, но возможны исключения. Так, если элемент образует ковалентные связи и по обменному, и по донорно-акцепторному механизму, его валентность определяется общим числом орбиталей на внешнем уровне (NH4+, HNO3, N2O5). Одни элементы проявляют постоянную валентность, другие – переменную. Причиной переменной валентности является возможность распаривания электронов в атомах многих элементов при переходе в возбужденное состояние.
Степень окисления – характеристика способности атомов химического элемента отдавать и принимать электроны. Эта величина условная, она рассчитывается из предположения, что в молекуле вещества только ионные связи. Степень окисления может принимать и положительные, и отрицательные значения, быть целочисленной, дробной, равной нулю.
Гибридизация – выравнивание электронных орбиталей по форме и энергии. Отдельные s, p, d и другие электронные орбитали какого-либо атома способны при образовании связей с другими атомами «смешиваться», образуя новые, так называемые «гибридные» орбитали.