Оксиды азота, их строение общая характеристика. 2 страница

RbOH + Ca = Rb + CaO, CsOH + Ca = Cs + CaO

Хранят щелочные мет в атмосфере инертного газа, под слоем сухого керосина или обезвоженного масла. Большие кол-ва щелочных мет хранят в герметичной железной таре. При взаимод расплавл щелочных мет с аммиаком образ амиды:2Na + 2NН3 = 2NaNН2 + Н2. В жидком аммиаке щелочные мет раств-ся, образ темно-синие, хорошо провод эл ток р-ры. Применение. Щелочные мет исп в кач вос-лей, в кач жидких теплоносителей(в яд реакторах, в орг синтезе.)Литий прим произ-ве сплавов в кач легирующей добавки.Пары натрия исп для наполнения газоразрядных ламп уличного освещения. ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЫЕ МЕТАЛЛЫ. К щелочнозем мет относ эл-ты главной подгр II-ой гр ПС: кальций, стронций, барий и радий.Магний имеет ряд сходных со щелочными мет св-в,бериллий по хим св-вам ближе к алюминию. Щелочнозем мет явл электр аналогами, внш эл уровень имеет стр-е ns2, в соед наиб хар-ная ст ок-ия +2. В соед с немет основой тип связи – ионный.Соед щелочнозем мет окрашивают бесцв пламя горелки: кальция – в оранжево-красный, стронция – в темно-красный, бария – в светло-зеленый цвет.В природе щелочнозем мет встреч в виде соед, осн минералы кальция –кальцит (извесковый шпат, известняк, мрамор, мел) СаСО3, доломит CaMg(CO3)2, гипс CaSO4*2H2O, флюорит CaF2, гидроксиапатит (фосфорит) Ca5(PO4)3(OH), апатит Ca5(PO4)3F,Cl. Осн минералы стронция – стронцианит SrCO3 и целестин SrSO4, бария – витерит BaCO3 и барит BaSO4. Физ св-ва. Внешне – серебристо-белые блестящие мет, твердость значит выше щелочных мет. Твердость по гр уменьш сверху вниз, барий по твердости близок к свинцу. Тем-ры плавл щелочнозем мет выше щелочных.Плотности щелочнозем мет в подгр сверху вниз увел. Хим св-ва:Щелочнозем мет хим весьма активны, в р-циях проявляют св-ва вос-лей. Взаимод с1.О2 (горят на воздухе) 2Са + О2 = 2СаО.образ и нитриды Me3N2.При контакте щелочнозем мет с воздухом при комн тем-ре на поверх мет образ желтоватая пленка, сост из оксидов, гидроксидов и нитридов.ВаО при нагрев до 500оС образ пероксид:2BaO + O2 = 2BaO2,разлаг при тем-ре выше 800оС: 2BaO2 = 2BaO + O2 2. С Н2 при нагрев образ гидриды Ca + H2 = CaH2.3.С серой реаг в обычн усл, образ сульфиды Ca + S = CaS и полисульфиды CaS + nS = CaSn+1.4.С азотом – при нагрев образ нитриды:3Ca + N2 = Ca3N2.5. C фосфором – фосфиды,6.С С – карбиды.7.С водой – раств-ся с выд Н2, р-ция протекает спокойнее, чем со щелочными мет. 8.Вос-ют др мет из их соед.Акт-сть взаимод с водой возраст от кальция к барию. Получение. Са получ электролизом расплaва СаCl2, к кот доб 5-7% CaF2 для снижения тем-ры плавл: СаCl2 = Са(катод) + Cl2(анод)

Стронций и барий получ методом алюмотермии из оксидов:3BaO + 2Al = 3Ba + Al2O3. Применение: Са прим как вос-ль и легирующая добавка к сплавам. Биологическая роль. Магний сод в тканях жив и раст (хлорофилл), явл-ся кофактором многих фермет р-ций, необходим при синтезе АТФ, уч-ет в передаче нервных импульсов.Са— распростр. Макроэл-т в орг-ме раст, жив и ч-ка.В орг-зме ч-ка и др позвон большая часть нах в скелете и зубах.В костях Са сод в виде гидроксиапатита.Из разл форм карбоната кальция (извести) состоят "скелеты" большинства гр беспозв(губки, коралловые полипы, моллюски).Са2+ уч-ют в процессах свертывания крови, служат одним из универс вторичных посредников внутри кл и регулируют самые разные внутрикл процессы — мышечное сокращение, экзоцитоз,секрецию гормонов и нейромедиаторов. Стронций может замещать Са в прир тк, т.к. схож с ним по св-вам.В орг-зме ч-ка масса стронция сост ок 1% от массы Са. Особ-ти изуч темы в школе: Цели: изучения-разв позноват интересов уч-ся и интеллект спос-тей, формиров с-мы хим.знаний и опыта применения, разв личности, воспит отнош к химии как одному из фундом комп-тов естествознания.Задачи- освоение хим знаний касс-ся эл-тов мет,их физ-хим св-в,способах получ и прим мет. впервые уч-ся знакомятся с темой в 7м кл тему вода.идет знакомство с понятием основания и щелочи, работа со щелочами, ТБ, действие щелочей на индикатор, далее в 8м классе в теме металлы-общие сведения о металлах- положение в пс, строение атомов, химические свойства, физ. свойства, взаимодействие с кислотами, соединения металлов. 10 класс – тема металлы 1-2А групп, положение в ПС, строение атомов, свойствоа элементов и простых веществ, важнейшие соединения и их свойства, био. Роль.

24 Алюминий – самый распр в земной коре мет, массовая доля 8%. Встреч в виде соед.Нек из природных минералов алюминия:

Бокситы — Al2O3 · H2O (с примесями SiO2, Fe2O3, CaCO3)

Нефелины — KNa3[AlSiO4]4

Корунд (сапфир, рубин, наждак) — Al2O3

Полевые шпаты — (K,Na)2O·Al2O3·6SiO2, Ca[Al2Si2O8]

Берилл (изумруд, аквамарин) — 3ВеО · Al2О3 · 6SiO2

Хризоберилл (александрит) — BeAl2O4. Физ св-ва: Алюминий — серебристо-белый легкий мет.легко прокатывается в тонкие листы. Алюминий облад высокой тепло- и электропроводностью. Получение: Впервые получен Велером в 1827 г. действием мет К на хлорид алюминия.В наст время получают электролизом р-ра оксида алюминия в расплавленном криолите. Корпус электролизера – катод - изготовлен из железа, аноды – графитовые. В расплаве оксид алюминия диссоциирует:Al2O3 = Al3+ + AlO33+ На катоде вос-ся алюминий:Al3+ + 3e = Al. На аноде – ок-ся О2, кот сразу связывается в СО: 2AlO33+ + 3C - 6e = Al2O3 + 3CO

Алюминий, облад большей плотностью, чем расплав, собирается на дне электролизера. Применение. 1. Получ сплавов на основе алюминия. Легирующие добавки(медь, кремний, магний, цинк, марганец) повышают механ прочность алюминия. 2.В виде чистого мет алюминий исп для изгот хим аппаратуры и в электротехнике.Хотя электрическая проводимость алюминия меньше, чем меди (около 60 % электрической проводимости меди),нo алюминий имеет почти в 3р меньшую плотность: при один электрической проводимости алюминиевый провод вдвое легче медного. 3. Вакуумное напыление метал алюминия на поверхность стекла исп в произв-ве зеркал. Хим св-ва. При комн тем-ре алюминий не изменяется на воздухе т.к. его поверхность покрыта тонкой пленкой оксида, облад очень сильным защитным действием. При сильном нагрев порошка алюминия в кислороде он воспламеняется и сгорает ослепительным белым пламенем, образ оксид алюминия: 4Al + 3O2 = 2Al2O3.Алюминий реаги с хлором и бромом при комн тем-ре 2Al + 3Cl2 = 2AlCl3, 2Al + 3Br2 = 2AlBr3, С серой при 700oС: 2Al + 3S = Al2S3, С азотом при 800oС: 2Al + N2 = 3AlN, С углеродом – при 2000o С: 4Al + 3C = Al4C3, С Н2 алюминий непосредственно не взаимод.Алюминий активно реаг с МеО при предварительном поджигании, восстан металл оксида:Fe2O3 + 2Al = Al2O3 + 2Fe. Реакция сопровождается выделением большого количества теплоты, так что железо получается в расплавленном состоянии.

Если разрушить оксидную пленку на поверхности алюминия (механически или действием ртути – амальгамированием), он активно взаимодействует с водой: 2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2. Алюминий – амфотерный металл, взаимодействует как с кислотами, так и со щелочами. Разбавленные соляная и серная кислоты легко растворяют алюминий. 2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2, 2Al + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2

8Al + 30HNO3 = 8Al(NO3)3 + 3N2O + 15H2O (в качестве продукта восстановления азотной кислоты также может быть азот и нитрат аммония).

С концентрированной азотной и серной кислотами при комнатной температуре не взаимодействует, при нагревании реагирует с образованием соли и продукта восстановления кислоты:

2Al + 6H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O;

Al + 6HNO3 = Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O. Взаимодействие со щелочами

Алюминий – амфотерный металл, он легко реагирует со щелочами:

в растворе с образованием тетрагидроксодиакваалюмината натрия:

2Al + 2NaOH + 10H2O = 2Na[Al(H2O)2(OH)4] + 3H2

при сплавлении с образованием алюминатов:

2Al + 6KOH = 2KAlO2 + 2K2O + 3H2.

Восстановление металлов из оксидов и солей

Алюминий – активный металл, способен вытеснять металлы из их оксидов. Это свойство алюминия нашло практическое применение в металлургии:

2Al + Cr2O3 = 2Cr + Al2O3. Особенности изучения алюминия в школьном курсе химии. Цели: изучения-развитие познавательных интересов учащихся и интеллектуальных способностей, формирование системы хим. знаний и опыта их применения, развитие личности, воспитание отношения к химии как одному из фундаментальных компонентов естествознания. Задачи- освоение хим. знаний касающихся элементов металлов, аллюминия в частности, его физических и химических свойств, способах получения и применения аллюминия. Впервые об алюминии учащиеся узнают из курса химии 8го класса, тема металлы. Общее получение металлов, металлы в природе, алюмотермия. Более подробно алюминий изучается в 10 классе в теме металлы «алюминий»: рассматривается нахождение в природе, способ получения, физические и химические свойства, амфотерные свойства алюминия и его соединений, оксид и гидроксид алюминия его амфотерные свойства. Применение алюминия и его сплавов. Соли алюминия.

25. Комплексным соединением -сложное соед,образ при взаимод более простых неизменных ч-ц, каждая из кот способна существовать независимо в обычных усл.В КС, хотя бы одна связь образ по донорно-акцепторному мех-зму. Координационными называют соединения, сод в одном из агрег состояний гр ионов или нейтральных мол,в опред порядке размещенных вокруг атома – комплексообразователя.С-ма комплексообразователь–лиганды наз-ся внутр координ сферой,обычно отдел квадратными скобками от внш координ сферы: K₄[Fe(CN)₆], [Cr(NH₃)_,Лиганды хар-ся дентатностью.Дентатность лиганда означает число донорных атомов, с пом кот осущ связь с центральным ат мет в ком­плексе;соотв лиганды бывают моно-, ди-(би), три-, тетрадентатными и т. п.В общем случае, лиганды, связ посредством неск донорных ат, называются полидентатными.Как хим в-ва КС делятся на ионные (ионогенными) и молекулярные (неионогенные) соед.Ионные КС содержат заряженные комплексные частицы – ионы – и явл-ся к-ми, основаниями или солями.Молек КС состоят из незаряженных комплексных частиц (молекул): [Fe(CO)₅] или [Cr(C₆H₆)₂] – отнесении их к какому-либо основному классу хим в-в затруднительно.Для классификации исп-ся неск классификационных признаков:число центр ат,тип лиганда,координ число и др. По числу центральных ат компл ч-цы делятся на одноядерные и многоядерные. По типу лигандов компл ч-цы делятся на1)Аквакомплексы, т.е компл ч-цы, в кот в кач лигандов присутствуют мол воды.2)Гидроксокомплексы-компл ч-цы,в кот в кач лигандов присутствуют ОН гр,кот до вхождения в с-в компл ч-цы были ОН-: [Zn(OH)₄]^2-, [Cr(OH)₆]^3-, [Pb(OH)₃]^-. Гидроксокомплексы образ из аквакомплексов,проявл св-ва катионных к-т:[Zn(H₂O)₄]^2- + 4OH^- = [Zn(OH)₄]^2- + 4H₂O.3)Аммиакаты-компл ч-цы,в кот в кач лигандов прис. гр NH₃ (до образ компл ч-цы – мол аммиака): [Cu(NH₃)₄]²⁺, [Ag(NH₃)₂]⁺, [Co(NH₃)₆]³⁺.4)Ацидокомплексы-компл ч-цы,в кот в кач лигандов присутствуют кислотные остатки как бескислородных, так и кислородсодержащих к-т l^-, Br^-, I^-, CN^-,5)Комплексы,в кот лигандами явл-ся ат Н,делятся на две разные гр: гидридные комплексы и комплексы, вход в с-в ониевых соед.6)Карбонильные комплексы –соед,в кот в кач лигандов присутст гр CO (до образ комплекса – мол монооксида углерода): [Cr(CO)₆], [Fe(CO)₅], [Ni(CO)₄]. Номенклатура:три основных подхода к номенкла­туре КС:1.Традиционные специфические вненоменклатурные названия,по кот различным КС присваивались те или иные наименования(K₄[Fe(CN)₆] — желтая кровяная соль, ферроцианид калия; K₃[Fe(CN)₆] — красная кровяная соль, K[Co(NO₂)₄(NH₃)₂] - соль Эрдмана и т.д.).2.Номенклатура, предложенная основателем коорди теории Вернером,принятая в неск изме­ненном виде его последователями.3.Номенклатура,реком в 1960 г. комиссией по номенклатуре неорг соед(ИЮПАК).1)Комплексные соли наз-ся также как обычные - анион, катион[Cr(NH3)6](NO3)3-нитрат гексамминхрома(III)2)Лиганды наз-ся след образом: нейтральные - как мол,кроме H2O - аква,NH3- аммин; анионы - суффикс “o” - хлор о, нитр о;катионы - суффикс “иум” - гидразиниум.3)Порядок лигандов: сначала анионы,нейтр мол, и катионы.4)Числовые приставки - ди-, три-, тетра-, пента-, гекса-5)Окончания - анионные комплексы кончаются на -ат,как обычные анионы,катионные - как обычные катионы,нейтральные - как металл.Сa2[Fe(CN)6] - гексацианоферрат(II) кальция,6)Ст ок-ия мет - римские цифры в скобках.Но в комплексах бывают и необычные ст ок-ия мет-0,-1.Они пишутся арабскими цифрами.Na[Co(CO)4]- тетракарбонилкобальтат(-1)натрия. Изомерия. Гидратная и иониз изомерия возник в рез-те взаимного об­мена лигандов между внутр и внеш координ сферами.Ионизационная изомерия возник при обмене анионных лигандов.Комп­лекс красного цвета [Co(NH₃)₅SO₄]Br и розовый комплекс[CO(NH₃]₅Br]SO₄ явл-ся иониз изомерами и отлич наличием координиро­в-го центр ат кобальта (II) иона Вr^- или SO₄^2-.Если координ соедин сод и компл катион, и анион, можно выделить изомеры, в кот произ обмен ли­гандами между двумя центр ионами.Это явл-е наз-ся коор­дин изомерией. Оптически акт изомеры (энантиомеры) координ соед наиб часто возник при участии хелатных лигандов.Оптическая изомерия связана со спосо-ю нек КС существовать в виде двух форм, не совмещаемых в трехмерном пр-ве и явл-ся зеркальным отображением друг друга.Поэтому оптич изомерию наз-ют иногда зеркальной изомерией. Геометрич изомерия — разное распределение лигандов в компл, сод не менее двух хим различных лигандов (L и L').Простейши­ми вариантами явл-ся 2 геометрич цис- и транс -изомера,кот существуют для плоско-квадратных компл[ML₂L ' ₂] и октаэдрических компл[ML₄L'₂] и [ML₃L'₃].Изомеры отлич по физ-хим св-вам.КС необх для электрохим пр-в:получ алюминия,золочение и др.КС широко распр в природе. хлорофилл—КС магния с порфиринами,гемоглобин сод комп железа (II) с порфириновыми циклами. Биол зн-е кс: КС в орг-змах координир ионами перех мет,Mn,Co,Fe,V.Сод. этих мет в орг-змах мало,из этого можно сделать предположение,что зн- комплексов должно быть связано с катализом,т.к.именно акт кат могут способствовать быстрым изменениям состава вещества, действуя в малых концентрациях.

26. 1 положение. Атомы в молекулах органических веществ соединяются друг с другом в определённой последовательности, затрачивая на образование химической связи определённую долю химического сродства. В образующихся цепях различают первичные атомы углерода, химически связанные с одним атомом углерода, вторичные - с двумя, третичные - с тремя и четвертичные - с четырьмя соседними атомами углерода. В зависимости от природы химической связи между атомами углерода цепи могут быть насыщенными и ненасыщенными. Соединения, содержащие только одинарные связи между атомами углерода, называют насыщенными. Соединения, содержащие не менее одной кратной (двойной, тройной) связи между атомами углерода, называют ненасыщенными. II положение. Различное химическое строение при одном и том же элементном составе и молекулярной массе вещества обуславливает явление изомерии. Вещества, имеющие одинаковый качественный и количественный состав, но разную последовательность связей атомов в молекулах и в связи с этим обладающие различными свойствами, называются изомерами. Строение структурных изомеров описывается одинаковой молекулярной, но различными структурными формулами. Молекулярная формула отражает элементный состав и количественное соотношение между различными атомами в молекуле и его молекулярную массу. Изображение на плоскости последовательности соединения атомов в молекуле при помощи химических связей и символов называют структурными формулами. III положение. Свойства вещества определяются не только составом и строением их молекул, а также взаимным влиянием атомов, как связанных между собой химическими связями, так и непосредственно не связанных. IV положение. Строение молекул может быть установлено на основании изучения их свойств. Значение теории химического строения А.М.Бутлерова состоит в том, что она позволила объяснить многообразие органических соединений; исходя из их строения и свойств, заложила основу классификации и указала пути целенаправленного синтеза органических соединений; стала научной основой для дальнейшего развития теоретических и практических исследований в органической химии. С техиометрия- раздел хим., в котор. рассм-ся колич.соотношения м/у реагир-ми в-ми или м/у химич. элементами в соединен. В основе стехиометрии лежат фундаментальные з-ны хим.1.Закон постоянства состава: всякое чистое в-во, независимо от способа его получ.,имеет пост. кач. и колич. с-в. 2.З-н кратных отношений:Если два элемента образ. друг с другом неск-ко хим. соед., то массы одного из элементов, приходящиеся в этих соед. на одну и ту же массу другого, относятся м/у собой как небольшие целые числа. 3. Объединеный газов. закон.: сост-е идеального газа заданной массы хар-ся тремя параметрами: давлением, объемом, температурой. 4. З-н Авогадро: в равных объемах различн газов при одинаков. услов.содержится одинак.число молнкул. Расстояние м/у молек. в газах значительно превышает размеры самих молек. и, следов-но, число молек. в каком-либо объеме определ-ся не размером молек., а расстоянием м/у ними, котор. зависит от Т и Р.

Атомы – это мельчайшие химические частицы, являющиеся пределом химического разложения любого вещества. Иными словами, атомы неделимы химическим путём.

Масса атома – очень маленькая величина. Например, масса атома Н – 1,67 • 10²⁴г, За единицу относительных атомных масс принята единица массы (а.о.м.), представляющая собой 1/12 часть массы атома углерода – 12, т.е. изотопа. Относительная атомная масса элемента – величина, равная отклонению массы атома элемента к 1/12 массы атома ¹²С.

Х имическая связь – взаимное сцепление атомов в молекуле и кристаллической решетке под воздействием электрических сил притяжения между атомами. Ковалентная связь образуется за счет общих электронных пар, возникающих на внешних и предвнешних подуровнях связываемых атомов. Общая электронная пара осуществляется через обменный или донорно-акцепторный механизм. Обменный механизм образования ковалентной связи – спаривание двух неспаренных электронов, принадлежащих различным атомам. Есть две основные разновидности ковалентной связи: неполярная и полярная. Ковалентная неполярная связь возникает между атомами неметалла одного химического элемента (O2, N2, Cl2) – электронное облако связи, образованное общей парой электронов, распределяется в пространстве симметрично по отношению к ядрам обоих атомов. Ковалентная полярная связь возникает между атомами различных неметаллов (HCl, CO2, N2O) – электронное облако связи смещается к атому с большей электроотрицательностью.
27. Алканы(парафины)-насыщ углеводородами,с низкой реакц спос-ю и огромным экономи зн-ем.Из-за такого св-ва алканы удостоились образного названия―хим мертвецы.имеют общ формулу С_nH_2n+2. Каждый послед лен гомолог ряда отлич-ся от предыд на пост гр ат, кот наз-ся гомолог разность:(-CH₂-).Отд члены ряда наз-ся гомологами. Стр-е Хим стр-е прост алканов – метана,этана и пропана–показ. их полные и сокращ струк-е формулы.Для метана сокращ ф-ла совпад с молек. Простран стр-е УВ,взаимное располож ат мол в пр-ве,зав-т от типа гибридиз ат С.Насыщ ат С в алканах нах-ся в сост sp3-гибридиз и связан с 4мя др ат.4 σ-связи ат С напр-ны в пр-ве т.о,что валентный угол в мол СН4=109^о.Поэтому мол простейшего представителя алканов – СН₄ – имеет форму тетраэдра,в центре кот нах ат С,в вершинах–ат Н.В мол след гомолога–этанаС₂Н₆–2 тетраэдрических sp³-ат С связаны друг с другом.В жидком и газообр сост-и мол этана может принимать бескон кол-во конформаций за счѐт своб вращения вокруг связи С-С,из кот одна конформация соотв энергетич мин и одна энергетич мак.Для мол алканов, сод свыше 2-х ат С,в тв виде хар-ны изогнутые зигзагообр формы.Зигзаг энергетич более выгоден,т.к.все этановые фрагменты нах в заторможенной конформации.В жидком и газообр сост-и возможно образ др конформаций –клешневидной и нерегулярной. Изомерия: Структурная изомерия Для алканов хар-на разнов стр-ной изомерии,наз изомерией углеродного скелета.У метана,этана и пропана нет стр-ных изомеров. Оптическая изомерия Энантиомерия может наблюдаться, если атом углерода в молекуле связан с четырьмя различными атомами или атомными группами. Молекулы таких соединений относятся друг к другу как предмет и его зеркальное отображение и они являются пространственными изомерами – энантиомерами. Номенклатура В настоящее время общепринятой является систематическая номенклатура ИЮПАК.

Правила построения названий алканов по номенклатуре ИЮПАК.

В основе названия алкана лежит самая длинная неразветвлѐнная структура, при этом углеводород с разветвлѐнной цепью рассматривается как продукт замещения атомов водорода на алкильные радикалы. Чтобы назвать алкан, необходимо: 1. Найти самую длинную углеводородную цепь. 2. Пронумеровать цепь, начиная с того конца к которому ближе разветвление. 3. Назвать вещество, перечисляя заместители, указывая их количество и положение. Если от молекулы углеводорода "отнять" один атом водоpода, то обpазуется одновалентный "остаток" – углеводоpодный pадикал (R–).Общее название одновалентных радикалов алканов – алкилы – образовано заменой суффикса -ан на -ил: метан – метил, Одновалентные pадикалы выpажаются общей фоpмулой СnН2n+1. Химические свойства алканов 1. Алканы являются насыщенными углеводородами, поэтому не вступают в реакции присоединения. Все связи у алканов насыщены водородом и присоединять водород алканы уже не могут, в отличие от ненасыщенных углеводородов – алкенов и алкинов. Гетеролитический разрыв связей С–С и С–Н, как правило, не происходит, поэтому в ионные реакции алканы практически не вступают 2. Для реакций алканов характерен радикальный механизм. Условия проведения радикальных реакций: высокая температура, действие света, присутствие соединений – источников свободных радикалов (инициаторов), неполярные растворители. Реакции окисления алканов Эти процессы сопровождаются изменением степеней окисления атомов. Жѐсткое окисление углеводородов приводит к разрыву всех связей С-С и С-Н и сопровождается выделением большого количества тепла и называется горением. Если окисление идѐт слишком быстро, оно может сопровождаться взрывом: CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O + 802,5 кДж Частичное окисление алканов идѐт с разрывом связи C-H или когда с разрывом связи С-С. Высшие алканы под действием кислорода воздуха в жидкой фазе превращаются в смесь карбоновых кислот со средней длиной цепи С₁₂-С₁₈, которые используются для получения моющих средств и поверхностно-активных веществ. Дегидрирование алканов При нагревании алканов в присутствии катализаторов Pt, Pd, Ni, происходит их каталитическое дегидрирование – отщепления атомов водорода за счет разрыва связей С—Н. При нагревании алканов с большим количеством атомов углерода происходит дегидроциклизация – реакция дегидрирования, которая приводит к замыканию цепи в цикл. Изомеризация алканов Алканы нормального строения под влиянием катализаторов и при нагревании способны превращаться в разветвленные алканы, т.е. вступать в реакции изомеpизации. Крекинг алканов Крекинг – процесс термического разложения углеводородов, в ходе которого длинные углеводородные молекулы расщепляются с образованием соединений с более короткой цепью. Крекинг алканов является основой переработки нефти; крекинг высококипящих фракций нефти проводят, чтобы получить моторное топливо. Для осуществления этого процесса используются два способа: термический крекинг и каталитический крекинг. Галогенирование Галогенирование алканов – реакция замещения одного или более атомов водорода в молекуле алкана на галоген. Продукты замещения одного атома водорода на атом галогена называют галогеналканами или алкилгалогенидами. Реакция алканов с хлором и бромом идет на свету или при нагревании. Реакция с йодом практически не идѐт, а фтор реагирует слишком активно, поэтому для фторирования алканов используется не сам фтор, а фторид кобальта (III). Нитрование алканов (реакция Коновалова ) При взаимодействии алканов с pазбавленной азотной кислотой пpи нагpевании пpоисходит замещение атома водоpода на нитpогpуппу NO2. Эту pеакцию называют pеакцией нитpования, а пpодукты pеакции – нитpосоединениями. Получение алканов Алканы выделяют из природных источников Используются также синтетические методы. Синтез из элементов – из углерода и водорода идѐт с плохим выходом (1,25 %) в электрической дуге при использовании угольных электродов Газификация твердого топлива основана на гидрогенизации каменного или бурого угля в присутствии железных или молибденовых катализаторов Из смеси угарного газа и водорода (СО + Н₂) получают метан, используя никелевый катализатор и нагревание Реакция Вюpца, взаимодействие алкилгалогенидов с натрием с образованием алканов. Реакция протекает через образование натрийорганических соединений.

Методика: 10 класс Цель: Сформировать представления о составе, строении и изомерии алканов. Задачи: • Образовательные. Получить первоначальные представления о алканах (общая формула, гомологический ряд алканов, их состав и строение). • Воспитательные. Формирование научной картины мира: показать действие законов диалектики (переход количественных изменений в качественные), при изучении гомологии, продолжить воспитывать культуру поведения в обществе, нравственность через изучение темы углеводороды. • Развивающие. Развитие логического мышления: продолжить развивать у учащихся умения наблюдать, делать выводы, устанавливать причинно-следственные связи. Межпредметная связ ь: физика, геометрия Основные понятия: • Алканы. Предельные УВ. Насыщенные УВ.• Гомологический ряд. Гомологи. Гомологическая разность.• Строение алканов: тип гибридизации – sр³,

28. Алкены (олефины) – непредельные алифатические углеводороды, молекулы которых содержат двойную связь. Общая формула гомологического ряда алкенов CnH2n. Строение алкенов Этилен (этен) – самый простой алкен, содержащий два атома углерода, связанных двойной связью. Атомы углерода в молекуле этилена находятся в состоянии sp2-гибридизации, все атомы лежат в одной плоскости, валентные углы близки к 120^o. Двойная связь образована одной σ-связью и одной π-связью. Номенклатура алкенов 1. Названия алкенов производят от названий соответствующих алканов путем замены суффикса – ан на – ен: этан → этен используются традиционные названия, которые образуются путѐм замены суффикса –ан на суффикс –илен: этан → этилен 2. Главная цепь обязательно должна включать в себя двойную связь, поэтому она может быть и не самой длинной. 3. Нумерацию углеродных атомов начинают с конца цепи который ближе к двойной связи. Индекс, обозначающий положение двойной связи, ставится обычно после суффикса –ен или перед названием алкена. Названия радикалов образуются путѐм добавления –ил к названию алкена: этен → этенил (винил)

Изомерия алкенов Структурная изомерия алкенов 1. Изомерия углеродного скелета:

бутен-1 метилпропен

2. Изомерия положения двойной связи:

бутен-2 бутен-1

3. Межклассовая изомерия с циклоалканами:

пропен циклопропан

Пространственная изомерия алкенов Атомы углерода двойной связи и атомы, образующие с ними связи лежат в одной плоскости. Вращение атомов вокруг двойной связи невозможно без ее разрыва.

Вследствие этого становится возможной цис-транс-изомерия. Энергия цис-изомера больше, чем транс-изомера вследствие ван-дер-Ваальсова взаимодействия сближенных радикалов в случае цис-изомера. Химические свойства Алкены химически значительно более активны, чем алканы. Такая активность алкенов определяются наличием двойной связи С=С. Для алкенов характерны реакции присоединения. При этом π-связь превращается в две σ-связи в продукте реакции. Реакции присоединения к алкенам. Гидрирование (присоединение водорода) Алкены легко присоединяют водород при нагревании и повышенном давлении в присутствии катализаторов. При комнатной температуре и обычном давлении алкены присоединяют водород в присутствии катализатора Вилкинсона –

Дата добавления: 2015-06-28