Периодический закон и периодическая система Д. И. Менделеева в свете теории строения атома

Билет №1

1) Периодический закон и периодическая система Д. И. Менделеева в свете теории строения атома.

1869-открыт периодический закон –свойства элементов находится в периодической зависимости от величины зарядов атомов. ПС является графическим отображением периодического закона. Каждый Эл имеет свой Хим знак и атомную массу . По горизонтали делятся на периоды их 7 123-малые периоды 34567-большие. Каждый период начинается щелочным металлом и заканчивается благородным газом. Слева на право металлические свойства ослабевают и усиливаются неметаллические зашёт увеличения заряда ядра и уменьшения атомного радиуса. По вертикали делятся на группы их 8 каждая группа делится на 2 подгруппы главную (малые периоды) и побочную (больших периодов). Физические св.: 1порядковый№ соответствует заряду ядра 2№периода количеству энергетических уровней 3№группы соответствует количеству электронов на последнем уровне (валентность).

2) Метан - представитель предельных углеводородов. Строение, свойства. применение.

СН4 Н Характерна ковалентная связь. Физические св.: газ без цвета, без запаха почти нерастворим в воде в 2 раза легче воздуха

Н(:)-С-(:)Н (ядовит). Присуши реакции горения замещения разложения. Прим как топливо, растворителей (дихлорметан), для

Н обезболивания ,для производства сажи, Н и ацетилена.

-3) Экспериментальное получение амфотерного гидрооксида и выполнение реакций, характеризующих его химические свойства.

Билет №2

1) Теория строения органических соединений. Значение теории для развития науки.

В ХIX столетии предъявляло требования к отраслям науки в том числе и органической химии. Например, текстильной промышленности красителями. Для пищевой новые методы переработки сельхоз. продуктов. Начали разрабатываться новые методы синтеза орган веществ. Учёные не могли объяснить валентность углерода в С6Н6, пропан С3Н8. было непонятно, почему могут существовать различные вещества с одинаковой молекулярной массой. Например, глюкоза С6Н12О6 и такая же у фруктозы. Этиловые спирты и диметиловые эфиры имеют одинаковую молекулярную формулу. Они не могли объяснить почему Н и С могут образовывать так много соединений. Ответ дала теория Бутлерова.1861 создаёт теорию хим. Строения органических веществ. С- всегда 4х валентен.

2) Глюкоза. Строение, свойства, биологическое значение, применение.

Н Н Н ОН Н С6Н12О6 Mr.=180г/м

/ / / / / Свойства – без цветное кристаллическое вещ. Сладкое, хор. раствор. в воде. Хим свой характерны для

Н--С--С--С--С--С--С=О спиртов и альдегидов реагирует с карбоновыми кисло. С образованием сложных эфиров , с гидрооксидом

/ / меди, с оксидом серебра. Является ценным питательным продуктом. В организме подвергается

ОНОН ОНОНОН Н сложным биохимическим превращениям, в результате которой освобождается энергия. Используют в

Медицине как укрепляющее. В кандитерстве. Для брожения капуста-пиво.

-3)Определить с помощью характерной реакции органическое вещество.

Билет №3

1) Виды химической связи.

А) Ионная - образуется при взаимодействии атомов, которые сильно различаются по электроотрицательностям. Например, Li. K. Ca.Cr. Ba.-образуют ионную связь с типичными неметаллами в основном с галогенами. Между ионами существуют сильные электростатические силы притяжения. Поэтому Ионы обладают высокой t плавления.

Б) ковалентная неполярная – при соединении атомов с одинаковыми электро отрицательностями образуются молекулы H2. F2. CL2. O2. N2.

В) Ковалентною полярную – при взаимодействии атомов с электро отрицательностями, отличающимися незначительно, происходит смешение общей связующей электронной пары к более электроотрицательному атому.

Г) Металлическая- осуществляется относительно свободными электронами между ионами металлов в кристаллической решетке.

Д) Водородная – между атомами водорода одной молекулы и сильно отрицательным элементом O.N. F.другой молекулы.

-2)Генетическая связь органических соединений.

В органической химии также следует различать более общие ] понятие — «генетическая связь» и более частное понятие — «генетический ряд». Если основу генетического ряда в неорганической химии составляют вещества, образованные одним химическим элементом, то основу генетического ряда в орган и ческой химии (химии углеродных соединений) составляют вещества с одинаковым числом атомов углерода в молекул. Рассмотрим генетический ряд органических веществ, в который включим наибольшее число классов соединений:

3) Вычисление выхода продукта реакции в % от теоретически возможного.

Билет №4

1) Генетическая связь неорганических соединений.

Генетическая связь это значит, родственная связь, имея представителей одного класса неорганических соединений через ряд превращений можно получить вещества других классов. Генетическим называют ряд веществ
— представите лей разных классов, являющихся соединениями одного химического элемента, связанных взаимопревращения­ми и отражающих общность происхождения этих веществ или их генезис .
Генетическая связь — понятие более общее, чем генетический ряд, который является пусть и ярким, но частным проявлением этой связи, которая реализуется при любых взаимных превращениях веществ. Тогда, очевидно, под это определение подходит и первый, приведенный в тексте параграфа ряд веществ. Для характеристики генетической связи неорганических веществ мы рассмотрим три разновидности генетических рядов:I. Генетический ряд металла. Наиболее богат ряд металла, у которого проявляются разные степени окисления. 11Генетический ряд неметалла. Аналогично ряду металлов более богат связями ряд неметалла с разными степенями окисления. III. Генетический ряд металла, которому соответствуют амфотерные оксид и гидрооксид, очень богат связями, так как они проявляют в зависимости от условий то свойства кислоты. то свойства основания. Например, рассмотрим генетический ряд цинка:

2)Этилен - представитель непредельных углеводородов. Строение, свойства, применение.

С2Н4 Н Н углеводородов с общей формулой СnH2n в молекулах которых между атомами углерода имеется одна двойная

Н - С = С - Н связь, называются углеводородами ряда этилена, или алкенами. Физические свойства.
Этилен — бесцветный газ, почти без Запаха, немного легче воздуха, плохо растворим в воде. Про­пилен и бутены (бутилены) при нормальных условиях также газообразные, от пентена C5H10 до октадецена C18H36 вклю­чительно углеводороды находятся в жидком состоянии, а на­чиная с нонадецена C19H38— в твердом. Химические свойства.
Химические свойства этилена и его гомологов в основном определяются наличием в их моле­кулах двойной связи. Для них характерны реакции при­соединения, окисления и полимеризации.

1. Реакции присоединения. 1. Этилен и его го­мологи взаимодействуют с галогенами.
Так, например, они обесцвечивают бромную воду:

Н2
С=СН2
+ Вг2
-СН2
Вг—СН2
Вг

1,2-дибромэта н

2. Аналогично происходит присоединение водорода
(гид­рирование этилена и его гомологов) :Н2
С=СН2
+ Н2-- КАТ---
НзС-СНз

этилен этан

3. В присутствии серной или ортофосфорной кислоты и других катализаторов этилен присоединяет воду
(реакция гидратации) :

Н2
С=СН2
+ НОН-кат-
СНз— СН2— ОН ------Этой реакцией пользуются для получения этилового спирта в промышленности.

Этилен этиловый спирт

4. Этилен и его гомологи присоединяют также галогена –водороды :
Н2

С=СН2+

HCL

---
- СНз—СН2
С1 этил хлорид

Н2
С=СН2
+ НВг ------СНз—СН2
Вг этил бромид

3) Определить с помощью характерных реакций одно из неорганических веществ.

Билет №5

1)Классификация химических реакций.

Соединения – образуется одно новое из двух других. Разложения – из одного вещества образуется несколько новых. Замещения – атомы простого вещества замещяет атомы одного из элементов молекуле сложного. Обмена – молекулы обмениваются своими частями. Экзотермические – с выделением тепла. эндотермические с поглощением тепла. Окислитель но восстановительные с изменением степени окисления.

2)Нефть. Состав. Способы переработки. Применение продуктов переработки.

СВОЙСТВА - маслянистая жидкость от светло бурого до черного с характерным запахом . легче воды практически не растворяется в ней. Нет определенной температуры кипения. Находится в земной породе. Состав нефти.
В зависимости от месторождения нефть имеет различный качественный и количественный состав. Так, например, Бакинская нефть богата циклопарафинами и сравнительно бедна предельными углеводородами. Значи­тельно больше предельных углеводородов в грозненской и ферганской нефти. Пермская нефть содержит аромати­ческие углеводороды. Перегонка нефти осуществляется в установке, которая * состоит из трубчатой печи 1, ректификационной колонны 2
и холодильника 3
). В печи находится змеевик (трубо­провод). По трубопроводу непрерывно подается нефть, где она нагревается до 320— 350 °С и в виде смеси жидкости и паров поступает в ректификационную колонну (сталь­ной цилиндрический аппарат высотой около 40 м) Внутри она имеет горизонтальные перегородки с отверстиями, так называемые тарелки .Пары нефти подаются в колонну и через отверстия поднимаются вверх, при этом они постепенно охлаждаются и сжижаются.

-3) Вычисление объема полученного газа по известной массе исходного раствора с определенной массовой долей растворенного вещества.

Билет №6

1)Дисперсные системы. Их роль в природе.

При растворении в воде вещества дробятся, диспергируют. Такие системы получили названия Дисперсные системы они состоят из дисперсной среды и диспергированого вещества. Грубо дисперсные более 100нм.1- суспензии -смесь глины с водой(мутные частицы видны не вооруженным глазом , осаждаются легко задерживаются обычным фильтром ). 2- эмульсии смесь масла или бензина с водой(----------) . тонко дисперсные системы 1- коллоидные раствор яичного белка в воде(видны под микроскопом осаждаются трудом задерживаются ультрафильтрами). Истинные растворы сахара и соли (не осаждаются не задерживаются фильтром).

2)Уксусная кислота. Строение, свойства, применение.

CН3-С=О Физические свойства.
Низшие карбоновые кислоты — жидкости с острым запахом, хорошо растворимые в воде. С повышением, - ОН относительной молекулярной массы раство­римость кислот в воде уменьшается, а температура кипе­ния повышается. Высшие кислоты, начиная с иоларгоновой (нона новой) СН3
—(СН2
)?—СООН,— твер­дые вещества, без запаха, нерастворимые в воде. Применение.
Муравьиная кислота
применяется в про­мышленности в качестве сильного восстановителя. Ее 1,25%-ный раствор в спирте (муравьиный спирт) приме­няется в медицине. Сложные эфиры муравьиной кислоты используются в качестве растворителей и душистых ве­ществ. Наибольшее значение имеет уксусная кислота
.Она необходима для синтеза красителей (например, ин­диго), медикаментов (например, аспирина), сложных эф ров, уксусного ангидрида, монохлоруксусной кислоты и т. д. Большие ее количества расходуются для производства ацетатного волокна, негорючей кинопленки, орга­нического стекла, пропускающего ультрафиолетовые лучи Широко используются ее соли — ацетаты. Ацетат свин­ца (II) применяется для изготовления свинцовых белил и свинцовой примочки в медицине, ацетаты железа (III)

3) Определить с помощью характерных реакций одно из органических веществ.

Билет №7

2) Обратимость химических реакций. Химическое равновесие, условия его смещения.

Химические реакции, проте­кающие в одном направлении, на­зывают необратимыми. В результате, которых образуется нерастворимое вещество, газообразное, мало дисациирушее. CUSO4+2NAOH—CU(OH)2+NA2SO4: ZN+H2SO4—ZNSO4+H2: NAOH+РСД—NACL+H2OБольшинство химических процессов являются обратимы­ми. Это значит, что при одних и тех же условиях протекают и прямая, и обратная реакции (особенно если речь идет о зам­кнутых системах). Состояние системы, при котором скорость прямой реакции равна скорости обратной реакции, называют химическим равновесием.
Влияние оказывает (концентрация, темпе, Давление,). При увеличении концентрации равновесие смещается в сторону продукта реакции. При увеличении Давления равновесие смещается в сторону меньших объемов. При повышении температуры дла экзотермических реакций равновесие смещается в сторону исходных веществ.

3) Жиры. Строение, свойства, биологическое значение, способы технической переработки.

Это сложные эфиры трёхатомного спирта глицерина и карбоновых кислот. Получают в реакции тарификации 3х атомного спирта, глицерина и карбоновых кислот. Первый изучил строение франчузкий учёный Шеврель. Бертло 1854 синтезировал из карбоновых кислот и глицерина. Физические свойства.
Животные жиры в большинстве случаев твердые вещества, но встречаются и жидкие (ры­бий жир).Растительные жиры чаще всего жидкие веществе (их
называют маслами); известны и твердые растительные жиры (кокосовое масло) . все жиры нерастворимы в воде, при нагревании плавятся. Химические свойства.
Мы уже выяснили, что жиры в живых
организмах в присутствии ферментов гидролизуются кроме реакций с водой, жиры взаимодействуют также и с CH-O-C=OCH2-O-C=O щелочами:

| | R2 / /

CH2-O-C=O R1

R3

3) Провести реакции, характерные для данного химического вещества.

Билет №8

Скорость химических реакций. Условия, влияющие на скорость реакций в гомогенной и гетерогенной среде. Скорость реакций в гомогенной среде
измеряется концентрацией реагирующих веществ в единицу времени C – концентрацией. T – время, S – площадь. Скорость реакций в гетерогенной среде
измеряется концентрацией реагирующих веществ в единицу времени на единицу поверхности. 1)от природы реагирующих веществ. 2)
концентрацией реагирующих веществ. 3)площади реагирующих веществ. 4)
t
10- Скорость реакций увеличивается 2-4 раза. 5)от катализаторов – ускор. Ингибиторы – замедляющие.

1) Анилин. Строение, свойства, применение.

Анилин
C6
H5
NH2
— представляет собой бесцвет­ную маслянистую жидкость, малорастворимую в воде. Для обнаружения анилина используют его реакцию с бромной водой, в результате которой выпадает белый осадок 2,4, 6 — триброманилина:

-3) Испытать растворы трех солей индикатором и объяснить результаты исследований.

Билет №9

1) Соли. Их классификация, свойства.

Это вещества в молекулах, которых содержатся атомы металлов и кислотные остатки. Делятся на средниеH2CO3 основныеMG(OH)CL и кислые NAHCO3/ растворимые соли дисациируют CUSO4=CU+SO4: CUSO4+2NAOH—CU(OH)2+NA2SO4/с солями и кислотами BACL2+NA2SO4—2NACL+BASO4.

2) Каучук. Строение, свойства, применения. Синтетический каучук.

Это природный полимер который получают из млечного сока гевея. Мономером является 2метил 1,3бутадиен. Твёрдое вещество серого цвета нерастворим в воде, в орган растворах набухает, газа непроницаем не проводит электрический ток прочный и эластичный( свойство вещества под действием механической силы изменять свою форму и после прекращения восстанавливать её. Вулканизация это процесс нагревания каучука с серой и с сажей до темп 130-140 получается резина. 1932 св. Лебедевым разработан синтетический каучук (бутадиеновый) – вода газа непроницаем подвергают вулканизации.

-3) Определение молекулярной формулы газообразного вещества, но его плотности и массовой доли элемента.

Билет №10

1) Металлы главной подгруппы I группы. Строение, свойства, применение.

LiNA –металлы серебристо –белого цвета лёгкие с низкой температурой плавления. Взаимодействие с простыми веществами 2LI+CL2- 2LICL 2NA+CL2-2NACL

Применяют охладителями в ядерных реакциях, LI-для удаления серы и азота , для получения трития . Na – вкладыши подшипники , катализаторы

2) Классификация волокон. Лавсан и ацетатное волокно.

Лавсан
— полиэфирное волокно. По своему составу лав­сан — сложный эфир терефталевой кислоты и этиленгликоля. С этиленгликолем вы уже знакомы — это двухатомный спирт НО—СН2
—СН2
—ОН ,прочный износа стойкий свето термо стойкий , диэлектрик устойчив к действию средних кислот .Волокно лавсан добавляют к шерсти для изготовления не мнущихся высококачественных тканей и трикотажа. Его применяют также для производства транспортерных лент,] ремней, занавесей, парусов и т. д. Ацетатное волокно получают из целлюлозы обрабатывают уксусным ангидридом в присутствии серной кислоты . меньше теряет прочность во влажной среде лучше сохраняет теплоту , мягкий меньше садится при стирке.

?3) Получить и собрать газообразное вещество; доказать наличие газа,

Билет №11

1) Алюминий. Строение, свойство, применение.

Физические свойства.
Алюминий — сереб­ристо-белый, легкий металл, обладающий высо­кой тепло-
и электропроводимостью.
Поверх­ность металла покрыта тонкой, но очень прочной пленкой оксида А12
О3
, которая препятствует взаи­модействию с водой, концентрированными HNO3
и H2
SO4
, хотя взаимодействие возможно при удалении пленки в бес кислородной среде.

Получение.
Электролиз расплава оксида А12
03
в присутствии криолита Na3
AlF6
: 2А12
03
= 4А1 + 302
. Химические свойства:

1. Если с поверхности алюминия удалить за­щитную пленку А12
О3
, то металл взаимодейст­вует с водой:

4) Альдегиды. Строение, свойство, применение.

Физические свойства.
Метаналь — бесцветный газ с резким запахом. Раствор метаналя в воде (35—40%-ный) называется формалином. Остальные члены ряда альде­гидов — жидкости, а высшие альдегиды — твердые.Химические свойства.
Для альдегидов наиболее харак-' терны реакции окисления и присоединения.
Применение, Наибольшее применение имеют метанальИ этаналь.
Большое количество метаналя используется для получения фенолформальдегидной смолы,
которую полу­чают при взаимодействии метаналя с фенолом. Эта смола необходима для производства различных пластмасс. Пласт­массы, изготовленные из фенолформальдегидной смолы в сочетании с различными наполнителями, называются фе-нопласши.
При растворении фенолформальдегидной смо­лы в ацетоне или спирте получают различные лаки.

При взаимодействии метаналя с карбамидом получают карбамидную смолу,
а из нее- аминопласты. Из этих пластмасс изготовляют микропористые мате­риалы для нужд электротехники.1
Метаналь идет также на производство некоторых ле­карственных веществ и красителей. Широко применяется водный раствор, содержащий в массовых долях 0,4, или 40%, метаналя. Он называется формалином.
Его использование основано на свойстве свертывать белок. Так, например, в кожевенном произ­водстве дубящее действие формалина объясняется свер­тыванием белка, в результате чего кожа твердеет и не под­вергается гниению. На этом же свойстве основано приме­нение формалина для сохранения биологических препа­ратов. Иногда формалин используется для дезинфекции

-3) Вычисление теплового эффекта реакции по известной массе исходного вещества и количеству теплоты, выделившейся при реакции.

Билет №12

2) Металлы главной подгруппы II группы на примере кальция - Строение, свойства, применение. Соединение кальция.

Металлы серебристо-белого цвета, причем блеск не изменяют только бериллий и магний. Все они значительно легче алюминия. Температуры плавления выше и твердость больше, чем у щелочных металлов. У магния температура плавления 651 "С

Химические свойства
Восстановительные (металлические) свойства усиливаются. MG+CL2 – MGCL2 CA+CL2- CACL2 ПРИМ. Для изготовления свинцово кальцевых сплавов», не­обходимых при производстве подшипников , восстановитель при производстве титана, урана, циркония

3) Общая характеристика высокомолекулярных соединений, их состав, строение, способы получения.

На примере продуктов полимеризации придельных углеводородов мы получили представление о ВМС. Низкомолекулярное вещество, из которого синтезируют полимер – мономер. Многократное повторение в макро молекуле одинаковых групп атомов — структурными звеньями. Степень полимиризации число п в формуле. Макро молекулы могут иметь форму: линейную, разветвленную, пространственную. Свойства хим стойкость, диэлектрики, плохо растворимы, механ стойкость.Получение.
Еще недавно полиэтилен (—СН2

—СН2

—)я

получали под высоким давлением при повышенной темпе­ратуре. Реализация такого производственного процесса была весьма сложной. В последнее время полимеризацию про­водят при атмосферном давлении и комнатной температуре в присутствии триэтилалюминия
и хлорида титана
(ГУ). Синтезированный таким путем полиэтилен плавится при более высокой температуре и обладает большей механичес­кой прочностью, так как имеет большую молекулярную массу и меньше ответвлений. Подобным образом получают полипропилен, поливинилхлорид, полистирол, полиметил - метакрилат и некоторые другие полимеры

3) Провести реакции, характерные для данного органического вещества

Билет №13

1) Железо, как представитель металлов побочных подгрупп. Строение, свойство, применение.

Электронная конфигурация атома: [Ar]3d6
4s2
.

Основные степени окисления: +2, +3.

Железо
— металл серого цвета. В чистом ви­де оно довольно мягкое, ковкое и тягучее. Плотность 7,87гсм2,темпетатура плавления 1539, обладает магнитными свойствами. Ме­таллическое железо реагирует с водяным паром, образуя смешанный оксид железа (II, III) Fe3
04
:3Fe + 4Н2
О(пар) -> Feg
O4
+ 4Н2
.На воздухе железо легко окисляется, особен­но в присутствии влаги (ржавление):

2) Изомерия органических соединений, ее виды. Второе положение теории химиче­ского строения органических соедине­ний говорит о том, что свойства ве­щества зависят от строения его моле­кул,
т. е. от порядка соединения атомов друг с другом.
Убедиться в правиль­ности такого утверждения можно на таком примере.

Еще до появления А. М. Бутлерова загадочным явлением в органической химии было существование веществ, которые имели одинаковый элементный состав и одну и ту же молекулярную массу, но обладали разными свойства­ми. Такое явление было названо изоме­рией.
Например, было известно лишь одно вещество состава С4Ню — бутан. У бутана —линейное строение углерод­ной цепи. Но ученый предсказал воз­можность существования еще одного вещества с той же молекулярной фор­мулой, но с другим строением (распо­ложением атомов углерода и водорода):Такое соединение было получено и названо изобутаном, т. е. изомером бутана. Изобутан имеет разветвленное строение углеродной цепи. Для следую­щего соединения—углеводорода C5H12— А. М. Бутлеров предположил существо­вание уже трех изомеров:

Все эти вещества впоследствии были синтезированы, а их свойства изучены. Обратите внимание на температуры кипения этих веществ. Они различны не только для бутана и изобутана, но и для трех изомеров пентана. Это явля­ется доказательством того, что строе­ние молекулы определяет свойства ве­щества.
Изомеры — это вещества, имеющие одинаковую молекулярную формулу {один и тот же элементный состав мо­лекулы), но различное химическое строение (различные структурные фор­мулы) и обладающие поэтому разными свойствами

Число изомеров очень быстро растет с увеличением числа углеродных ато­мов в молекуле
(см табл. 4) Поэтому понятно, почему число органических соединений уже сегодня приближается к 10 млн.

Мы познакомились с самым про­стым видом изомерии — структурной изомерией,
или изомерией цепи
В этом случае изомеры отличаются друг от друга только строением углеродной цепи Однако существуют и другие виды изомерии, с которыми мы позна­комимся позже

3) Провести реакции, подтверждающие качественный состав неорганического вещества.

Билет №14

1) Взаимосвязь строение, свойства и применение на примере простых веществ.

Графит алмаз строение свойства применение: углерод находится в природе как в свободном так и в виде соединений. Свободный углерод встречается в виде алмаза , графита и карбида. В 1905г был найден в южной Африке весом 621,2г. самые значительные месторождения находятся в южной Африке, Бразилии, в Якутии. Крупные залижи графита находятся в ФРГ, в Шри-Ланке, в Сибири и на Алтае. Алмаз –бесцветное, прозрачное кристаллическое вещество чрезвычайно сильно преломляет лучи света. Атомы углерода в алмазе находятся в состоянии гибри-зизации. В возбуждаемом состоянии происходит распаривание валентных электронов в атомах углерода и образование четырех непареных. При промышленный синтезе алмаза используют давление в тысячи мега Паскаль и т 1500—3000. алмазы при нагревании без доступа воздуха выше 1000 превращаются в графит. Графит – серо чёрное вещество с металическим блеском , жирное на ошюп по твёрдости уступает бумаге. Атомы углерода в кристалах графита находится в состоянии гибридизации.

Этанол - представитель предельных одноатомных спиртов. Строение, свойства, применение.

Спиртами называются производные углеводородов, в мо­лекулах которых один или несколько атомов водорода замещены гидроксильными группами.

Функциональными группами называются группы атомов, которые обусловливают характерные химические свойства данного класса веществ.

Этанол - СН3
—СН2
—ОН. Общая формула одноатомных спиртов Cn
H
2

n

+1
OH
.