Состав вещества причины многообразия веществ. Одна из причин многообразия органических веществ. Что показывает молекулярная формула СН4

Слайд 7

В начале XX века в Петербурге на складе военного оборудования произошла скандальная история: во время ревизии к ужасу интенданта выяснилось, что оловянные пуговицы для солдатских мундиров исчезли, а ящики, в которых они хранились, доверху заполнены серым порошком. И хотя на складе был лютый холод, горе-интенданту стало жарко. Еще бы: его, конечно, заподозрят в краже, а это ничего, кроме каторжных работ, не сулит. Спасло бедолагу заключение химической лаборатории, куда ревизоры направили содержимое ящиков: «Присланное вами для анализа вещество, несомненно, олово. Очевидно, в данном случае имело место явление, известное в химии под названием «оловянная чума». ?

Слайд 8

«Оловянная чума»

Белое олово устойчиво при t0 >130С Серое олово устойчиво при t0

Слайд 9

Аллотропия – способность атомов одного химического элемента образовывать несколько простых веществ. Аллотропные модификации – это простые вещества, образованные атомами одного и того же химического элемента.

Слайд 10

Аллотропные модификации кислорода

О2- кислород бесцветный газ; не имеет запаха; плохо растворим в воде; температура кипения -182,9 С. О3 – озон («пахнущий») газ бледно-фиолетового цвета; имеет резкий запах; растворяется в 10 раз лучше, чем кислород; температура кипения -111,9 С; наиболее бактерициден.

Слайд 11

Аллотропные модификации углерода

Графит Алмаз Мягкий Имеет серый цвет Слабый металлический блеск Электропроводен Оставляет след на бумаге. Твёрдый Бесцветный Режет стекло Преломляет свет Диэлектрик

Слайд 12

Фуллерен Карбин Графен Твёрже и прочнее алмаза, но растягивается на четверть своей длины, точно резина. Графен не пропускает газы и жидкости, проводит тепло и электричество лучше, чем медь. Мелкокристаллический порошок чёрного цвета (плотность 1,9-2 г/см³), полупроводник.

Слайд 13

Ромбическая сера - вид октаэдров со срезанными углами. Светло – жёлтый порошок. Моноклинная сера - в виде игольчатых кристаллов жёлтого цвета. Пластическая сера- резинообразная масса тёмно –жёлтого цвета. Можно получить в виде нитей.

Слайд 14

Аллотропные модификации фосфора

Р(красный фосфор) (белый фосфор) Р4 Без запаха, не светится в темноте, не ядовит! Имеет чесночный запах, светится в темноте, ядовит!

Слайд 15

С4Н8

Перед вами картина неизвестного художника. Приобрести её сможет тот, кто предложит больше всего изомеров. Стартовая цена – 2 изомера.

Слайд 16

СН2 = СН – СН2 – СН3 СН2 = С – СН3 Бутен-1СН3 2-метилпропен-1 (метилпропен) Бутен-2 СН3 СН = СН–СН3 С = С С = С СН3 СН3 СН3 СН3 Н Н Н Н Цис – бутен - 2 Транс – бутен - 2 Н2С СН2 Н2С СН2 Циклобутан Н2С СН СН3 СН2 метилциклопропан

Вещество в химии -- физическая субстанция со специфическим химическим составом. В философском словаре Григория Теплова в 1751 году словом вещество переводился латинский термин Substantia.Вещество в современной физике как правило понимается как вид материи, состоящий из фермионов или содержащий фермионы наряду с бозонами; обладает массой покоя, в отличие от некоторых типов полей, как например электромагнитное. Обычно (при сравнительно низких температурах и плотностях) вещество состоит из частиц, среди которых чаще всего встречаются электроны, протоны и нейтроны. Последние два образуют атомные ядра, а все вместе -- атомы (атомное вещество), из которых -- молекулы, кристаллы и т. д. В некоторых условиях, как например в нейтронных звездах, могут существовать достаточно необычные виды вещества. Вещество в биологии -- материя, образующая ткани организмов, входящая в состав органелл клеток. Неорганические вещества- химическое вещество, химическое соединение, которое не является органическим, то есть оно не содержит углерода: Соли, Кислоты, Основания, Оксиды. Все неорганические соединения делятся на две большие группы: Простые вещества -- состоят из атомов одного элемента; Сложные вещества -- состоят из атомов двух или более элементов.Простые вещества по химическим свойствам делятся на: металлы (Li, Na, K, Mg, Ca и др.)неметаллы (F2, Cl2, O2, S, P и др.); амфотерные простые вещества (Zn, Al, Fe, Mn и др.); благородные газы (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn).Сложные вещества по химическим свойствам делятся на: оксиды: осномвные оксиды (CaO, Na2O и др.); кислотные оксиды (CO2, SO3 и др.); амфотерные оксиды (ZnO, Al2O3 и др.); двойные оксиды (Fe3O4 и др.); несолеобразующие оксиды (CO, NO и др.); Гидроксиды; основания (NaOH, Ca(OH)2 и др.); кислоты (H2SO4, HNO3 и др.); мфотерные гидроксиды (Zn(OH)2, Al(OH)3 и др.); соли: средние соли (Na2SO4, Ca3(PO4)2 и др.); кислые соли (NaHSO3, CaHPO4 и др.); осномвные соли (Cu2CO3(OH)2 и др.); двойные и/или комплексные соли (CaMg(CO3)2, K3, KFeIII и др.); бинарные соединения: бескислородные кислоты (HCl, H2S и др.)бескислородные соли (NaCl, CaF2 и др.); прочие бинарные соединения (AlH3, CaC2, CS2 и др.).Орган. вещества-класс химических соединений, в состав которых входит углерод (за исключением карбидов, угольной кислоты, карбонатов, оксидовуглерода и цианидов).: Амины, Кетоны и альдегиды, Нитрилы, Сероорганические соединения, Спирты, Углеводороды, Простые и сложные эфиры, Аминокислоты Основные классы органических соединений биологического происхождения -- белки, липиды, углеводы, нуклеиновые кислоты -- содержат, помимо углерода, преимущественно водород, азот, кислород, серу и фосфор. Именно поэтому «классические» органические соединения содержат прежде всего водород, кислород, азот и серу -- несмотря на то, что элементами, составляющими органические соединения, помимо углерода могут быть практически любые элементы.Соединения углерода с другими элементами составляют особый класс органических соединений -- элементоорганические соединения. Металлоорганические соединения содержат связь металл-углерод и составляют обширный подкласс элементоорганических соединений. Существует несколько важных свойств, которые выделяют органические соединения в отдельный, ни на что не похожий класс химических соединений. Различная топология образования связей между атомами, образующими органические соединения (прежде всего, атомами углерода), приводит к появлению изомеров -- соединений, имеющих один и тот же состав и молекулярную массу, но обладающих различными физико-химическими свойствами. Данное явление носит название изомерии. Явление гомологии -- существование рядов органических соединений, в которых формула любых двух соседей ряда (гомологов) отличается на одну и ту же группу -- гомологическую разницу CH2. Целый ряд физико-химических свойств в первом приближении изменяется симбатно по ходу гомологического ряда. Это важное свойство используется в материаловедении при поиске веществ с заранее заданными свойствами

2Получение спиртов из предельных и непредельных углеводородов. Промышленный синтез метанола.

3. О п ы т. Осуществление превращений: соль - нерастворимое основание - оксид металла.

Серная кислота при нагревании взаимодействует с оксидом меди(II). Ионы Cu 2+ переходят в раствор и придают ему голубую окраску.

CuO + H 2 SO 4 = СuSO 4 (соль сульфат меди)+ H 2 O,

CuO + 2H + = Сu 2+ + H 2 O.

Прибавляют к фильтрату раствор щелочи, наблюдается выпадение голубого осадка:

CuSO 4 + 2NaOH = Cu(OH) 2 (нерастворимый оксид меди)+ Na 2 SO 4 ,

Cu 2+ + 2OH – = Cu(OH) 2 .

при нагревании голубого осадка гидроксида меди (II) образуются вещество чёрного цвета – это оксид меди (II) и вода:
Cu(OH)2 = CuO + H2O

1. Высшие кислородсодержащие кислотахимических элементов третьего периода,их состав и сравнительная характеристика свойств.

Фосфор образует целый ряд кислородсодержащих кислот (оксокислот). Некоторые из них мономерны. например фосфиновая, фосфористая и фосфорная(V) (ортофосфорная) кислоты. Кислоты фосфора могут быть одноосновными (однопротонными) либо многоосновными (многопротонными). Кроме того, фосфор образует еще полимерные оксокислоты. Такие кислоты могут иметь ациклическое либо циклическое строение. Например, дифосфорная(V) (пирофосфорная) кислота представляет собой димерную оксокислоту фосфора.

Наиболее важной из всех этих кислот является фосфорная(V) кислота (другое ее название - ортофосфорная кислота). При нормальных условиях она представляет собой белое кристаллическое вещество, расплывающееся при поглощении влаги из воздуха. Ее 85%-ный водный раствор называют «сиропообразной фосфорной кислотой». Фосфорнця(V) кислота является слабой трехосновной кислотой:

Хлор образует несколько кислородсодержащих кислот. Чем выше степень окисления хлора в этих кислотах, тем выше их термическая устойчивость и сила кислоты:

НОCl < НСlO2 < НСlO3 < НClO4

НClO3 и НClO4 – сильные кислоты, причем НСlO4 – одна из самых сильных среди всех известных кислот. Остальные две кислоты лишь частично диссоциируют в воде и существуют в водном растворе преимущественно в молекулярной форме. Среди кислородсодержащих кислот хлора только НСlO4 удается выделить в свободном виде. Остальные кислоты существуют только в растворе.

Окислительная способность кислородсодержащих кислот хлора уменьшается с возрастанием его степени окисления:

НОСl и НClO2 – особенно хорошие окислители. Например, кислый раствор НОCl:

1) окисляет ионы железа (II) до ионов железа (III):

2) на солнечном свету разлагается с образованием кислорода:

3) при нагревании приблизительно до 75 °С он диспропорционирует на хлорид-ионы и хлорат (V)-ионы:

Остальные высшие кислотсодержащие кислоты элементов третьего периода (H3AlO3, H2SiO3) более слабые, чем фосфорная кислота. Серная кислота (H2SO4) менее сильнае, чем хлорная (VII) кислота, но более сильная, чем фосфорная кислота. Вообще, при увеличении степени окисления элемента, образующего кислоту, увеличивается сила самой кислоты:

H3AlO3 < H2SiO3 < H3PO4 < H2SO4 < НСlO4

2. Общая характеристика высокомолекулярных соединений: состав, строение, реакции, лежащие в основе их получения (на примере полиэтилена или синтетического каучука).

3. 3 а д а ч а. Вычисление массы исходного вещества, если известен практический выход продукта и указана массовая доля его (в процентах) от теоретически возможного выхода.

Задача. Определите массу карбоната магния, прореагировавшего с соляной кислотой, если при этом получено 8,96 л оксида углерода (IV), что составляет 80% от теоретически возможного выхода.

Билет №25.

Общие способы получения металлов. Практическое значение электролиза на примере солей бескислородных кислот.

Металлы находятся в природе преимущественно в виде соеди­нений. Только металлы с малой химической активностью (благо­родные металлы) встречаются в природе в свободном состоянии (платиновые металлы, золото, медь, серебро, ртуть). Из кон­струкционных металлов в достаточном количестве имеются в природе в виде соединений лишь железо, алюминий, магний. Они образуют мощные залежи месторождений относительно бо­гатых руд. Это облегчает их добычу в больших масштабах.

Поскольку металлы в соединениях находятся в окисленном состоянии (имеют положительную степень окисления), то полу­чение их в свободном состоянии сводится к процессу восста­новления:

Этот процесс можно осуществить химическим или электро­химическим путем.

При химическом восстановлении в качестве восстановителя чаще всего применяют уголь или оксид углерода (II), а также водород, активные металлы, кремний. С помощью оксида углерода (II) получают железо (в доменном процессе), многие цвет­ные металлы (олово, свинец, цинк и др.):

Восстановление водородом используется, например, для по­лучения вольфрама из оксида вольфрама (VI):

Применение в качестве восстановителя водорода обеспечивает наибольшую чистоту получаемого металла. Водород используют для получения очень чистого железа, меди, никеля и других ме­таллов.

Способ получения металлов, в котором в качестве восста­новителя применяют металлы, называют металлотермическим . В этом способе в качестве восстановителя используют активные металлы. Примеры металлотермических реакций:

алюминотермия:

магниетермия:

Металлотермические опыты получения металлов впервые осу­ществил русский ученый Н. Н. Бекетов в XIX в.

Металлы наиболее часто получают восстановлением их окси­дов, которые в свою очередь выделяют из соответствующей при­родной руды. Если исходной рудой являются сульфидные мине­ралы, то последние подвергают окислительному обжигу на­пример:

Электрохимическое получение металлов осуществляется при электролизе расплавов соответствующих соединений. Таким путем получают наиболее активные металлы, щелочные и ще­лочноземельные металлы, алюминий, магний.

Электрохимическое восстановление применяют также для ра­финирования (очистки) «сырых» металлов (меди, никеля, цинка и др.), полученных другими способами. При электролитическом рафинировании в качестве анода используют «черновой» (с при­месями) металл, в качестве электролита - раствор соединений данного металла.

Способы получения металлов, осуществляемые при высоких температурах, называют пирометаллургическими (по-гречески pyr - огонь). Многие из этих способов известны с древних времен. На рубеже XIX-XX вв. начинают развиваться гидро­металлургические способы получения металлов (по-гречески hydor-вода). При этих способах компоненты руды переводят в водный раствор и далее выделяют металл электролитическим или химическим восстановлением. Так получают, например, медь. Медную руду, содержащую оксид меди (II) CuО, обрабатывают разбавленной серной кислотой:

Для восстановления меди полученный раствор сульфата меди (II) либо подвергают электролизу, либо действуют на раствор порошком железа.

Гидрометаллургический способ имеет большое будущее, так как позволяет получать продукт, не извлекая руду из земли.

2. Виды синтетических каучуков, их свойства и применение.

3. О п ы т. Получение названного газообразного вещества и проведение реакций, характеризующих его свойства; (углекислого газа)

С02 - это типичный кислотный оксид: взаимодействует со щелочами (например, вызывает помутнение известковой воды), с основными оксидами и водой.

Углекислый газ получают, действуя на соли угольной кислоты - карбонаты растворами соляной, азотной и даже уксусной кислот. В лаборатории углекислый газ получают при действии на мел или мрамор соляной кислоты:

СаС03 + 2НСl = СаСl2 + Н20 + С02 это углекислый газ

В промышленности большие количества углекислого газа получают обжигом известняка:

СаС03 = СаО + СO2

Химические реакции с углекислым газом

При растворении оксида углерода(IV) в воде образуется угольная кислота Н2С03, которая очень нестойкая и легко разлагается на исходные компоненты - углекислый газ и воду:

CO2 + Н20 -> H2CO3

Он не горит и не поддерживает горения (рис. 44) и потому применяется для тушения пожаров. Однако магний продолжает гореть в углекислом газе с образованием оксида и выделением углерода в виде сажи.