Химия 9 класс овр примеры: Уравнения ОВР — урок. Химия, 8–9 класс.

Содержание

100 ballov.kz образовательный портал для подготовки к ЕНТ и КТА

В 2021 году казахстанские школьники будут сдавать по-новому Единое национальное тестирование. Помимо того, что главный школьный экзамен будет проходить электронно, выпускникам предоставят возможность испытать свою удачу дважды. Корреспондент zakon.kz побеседовал с вице-министром образования и науки Мирасом Дауленовым и узнал, к чему готовиться будущим абитуриентам.

— О переводе ЕНТ на электронный формат говорилось не раз. И вот, с 2021 года тестирование начнут проводить по-новому. Мирас Мухтарович, расскажите, как это будет?

— По содержанию все остается по-прежнему, но меняется формат. Если раньше школьник садился за парту и ему выдавали бумажный вариант книжки и лист ответа, то теперь тест будут сдавать за компьютером в электронном формате. У каждого выпускника будет свое место, огороженное оргстеклом.

Зарегистрироваться можно будет электронно на сайте Национального центра тестирования. Но, удобство в том, что школьник сам сможет выбрать дату, время и место сдачи тестирования.

Кроме того, в этом году ЕНТ для претендующих на грант будет длиться три месяца, и в течение 100 дней сдать его можно будет два раза.

— Расскажите поподробнее?

— В марте пройдет тестирование для желающих поступить на платной основе, а для претендующих на грант мы ввели новые правила. Школьник, чтобы поступить на грант, по желанию может сдать ЕНТ два раза в апреле, мае или в июне, а наилучший результат отправить на конкурс. Но есть ограничение — два раза в один день сдавать тест нельзя. К примеру, если ты сдал ЕНТ в апреле, то потом повторно можно пересдать его через несколько дней или в мае, июне. Мы рекомендуем все-таки брать небольшой перерыв, чтобы еще лучше подготовиться. Но в любом случае это выбор школьника.

— Система оценивания останется прежней?

— Количество предметов остается прежним — три обязательных предмета и два на выбор. Если в бумажном формате закрашенный вариант ответа уже нельзя было исправить, то в электронном формате школьник сможет вернуться к вопросу и поменять ответ, но до того, как завершил тест.

Самое главное — результаты теста можно будет получить сразу же после нажатия кнопки «завершить тестирование». Раньше уходило очень много времени на проверку ответов, дети и родители переживали, ждали вечера, чтобы узнать результат. Сейчас мы все автоматизировали и набранное количество баллов будет выведено на экран сразу же после завершения тестирования.
Максимальное количество баллов остается прежним — 140.

— А апелляция?

— Если сдающий не будет согласен с какими-то вопросами, посчитает их некорректными, то он сразу же на месте сможет подать заявку на апелляцию. Не нужно будет ждать следующего дня, идти в центр тестирования, вуз или школу, все это будет электронно.

— С учетом того, что школьникам не придется вручную закрашивать листы ответов, будет ли изменено время сдачи тестирования?

— Мы решили оставить прежнее время — 240 минут. Но теперь, как вы отметили, школьникам не нужно будет тратить час на то, чтобы правильно закрасить лист ответов, они спокойно смогут использовать это время на решение задач.

— Не секрет, что в некоторых селах и отдаленных населенных пунктах не хватает компьютеров. Как сельские школьники будут сдавать ЕНТ по новому формату?

— Задача в том, чтобы правильно выбрать время и дату тестирования. Центры тестирования есть во всех регионах, в Нур-Султане, Алматы и Шымкенте их несколько. Школьники, проживающие в отдаленных населенных пунктах, как и раньше смогут приехать в город, где есть эти центры, и сдать тестирование.

— На сколько процентов будет обновлена база вопросов?

— База вопросов ежегодно обновляется как минимум на 30%. В этом году мы добавили контекстные задания, то что школьники всегда просили. Мы уделили большое внимание истории Казахстана и всемирной истории — исключили практически все даты. Для нас главное не зазубривание дат, а понимание значения исторических событий. Но по каждому предмету будут контекстные вопросы.

— По вашему мнению система справится с возможными хакерскими атаками, взломами?

— Информационная безопасность — это первостепенный и приоритетный вопрос. Центральный аппарат всей системы находится в Нур-Султане. Связь с региональными центрами сдачи ЕНТ проводится по закрытому VPN-каналу. Коды правильных ответов только в Национальном центре тестирования.

Кроме того, дополнительно через ГТС КНБ (Государственная техническая служба) все тесты проходят проверку на предмет возможного вмешательства. Здесь все не просто, это специальные защищенные каналы связи.

— А что с санитарными требованиями? Нужно ли будет школьникам сдавать ПЦР-тест перед ЕНТ?

— ПЦР-тест сдавать не нужно будет. Требование по маскам будет. При необходимости Центр национального тестирования будет выдавать маски школьникам во время сдачи ЕНТ. И, конечно же, будем измерять температуру. Социальная дистанция будет соблюдаться в каждой аудитории.

— Сколько человек будет сидеть в одной аудитории?

— Участники ЕНТ не за семь дней будут сдавать тестирование, как это было раньше, а в течение трех месяцев. Поэтому по заполняемости аудитории вопросов не будет.

— Будут ли ужесточены требования по дисциплине, запрещенным предметам?

— Мы уделяем большое внимание академической честности. На входе в центры тестирования, как и в предыдущие годы, будут стоять металлоискатели. Перечень запрещенных предметов остается прежним — телефоны, шпаргалки и прочее. Но, помимо фронтальной камеры, которая будет транслировать происходящее в аудитории, над каждым столом будет установлена еще одна камера. Она же будет использоваться в качестве идентификации школьника — как Face ID. Сел, зарегистрировался и приступил к заданиям. Мы применеям систему прокторинга.

Понятно, что каждое движение абитуриента нам будет видно. Если во время сдачи ЕНТ обнаружим, что сдающий использовал телефон или шпаргалку, то тестирование автоматически будет прекращено, система отключится.

— А наблюдатели будут присутствовать во время сдачи тестирования?

— Когда в бумажном формате проводили ЕНТ, мы привлекали очень много дежурных. В одной аудитории было по 3-4 человека. При электронной сдаче такого не будет, максимум один наблюдатель, потому что все будет видно по камерам.

— По вашим наблюдениям школьники стали меньше использовать запрещенные предметы, к примеру, пользоваться телефонами?

— Практика показывает, что школьники стали ответственнее относиться к ЕНТ. Если в 2019 году на 120 тыс. школьников мы изъяли 120 тыс. запрещенных предметов, по сути у каждого сдающего был телефон. То в прошлом году мы на 120 тыс. школьников обнаружили всего 2,5 тыс. телефонов, и у всех были аннулированы результаты.

Напомню, что в 2020 году мы также начали использовать систему искусственного интеллекта. Это анализ видеозаписей, который проводится после тестирования. Так, в прошлом году 100 абитуриентов лишились грантов за то, что во время сдачи ЕНТ использовали запрещенные предметы.

— Сколько средств выделено на проведение ЕНТ в этом году?

Если раньше на ЕНТ требовалось 1,5 млрд тенге из-за распечатки книжек и листов ответов, то сейчас расходы значительно сокращены за счет перехода на электронный формат. Они будут, но несущественные.

— Все-таки почему именно в 2021 году было принято решение проводить ЕНТ в электронном формате. Это как-то связано с пандемией?

— Это не связано с пандемией. Просто нужно переходить на качественно новый уровень. Мы апробировали данный формат на педагогах школ, вы знаете, что они сдают квалификационный тест, на магистрантах, так почему бы не использовать этот же формат при сдаче ЕНТ. Тем более, что это удобно, и для школьников теперь будет много плюсов.

9 класс. Химия. Обобщение темы — Обобщение темы «Окислительно-восстановительные реакции»

Комментарии преподавателя

Определение степеней окисления атомов элементов в соединениях

Окисление – это процесс отдачи электронов, а восстановление – процесс принятия электронов. Окислитель – в ходе реакции принимает электроны и сам при этом восстанавливается. Восстановитель отдает электроны, а сам при этом окисляется.

Атомы элемента, входящего в состав окислителя, понижают свою степень окисления в ходе ОВР, а атомы элемента, входящего в состав восстановителя, повышают свою степень окисления.

Окислительно-восстановительными реакциями называют реакции, в которых изменяются степени окисления химических элементов. Реакции ионного обмена не являются окислительно-восстановительными.

2. Определение процессов окисления и восстановления

Рассмотрим первый пример.

Пример 1. Определите степени окисления элементов в соединениях:

BaBr2, Na3PO4, KClO3.

Решение: При определении степеней окисления элементов пользуются правилом электронейтральности. Запишем постоянные значения степеней окисления химических элементов:

По правилу электронейтральности определим степени окисления остальных элементов. Сумма произведений степени окисления атома каждого элемента на число таких атомов в молекуле должна быть равна нулю:

Пример 2. Определите число отданных или принятых электронов, окислитель и восстановитель, укажите процессы окисления и восстановления в следующих схемах:

Fe0 → Fe+2

C0 → C-4

N20 → 2N-3

S+6  → S-2

Решение: В первой схеме степень окисления железа изменилась с 0 до +2, т.е. повысилась. Значит, атом железа отдал 2 электрона. Процесс отдачи электронов называется окислением, а железо в данном случае является восстановителем:

—  восстановитель, окисляется

 

Аналогичны рассуждения и для остальных схем:

восстановитель, окисляется

окислитель, восстанавливается

окислитель, восстанавливается

3. Метод электронного баланса

Пример 3. Расставьте коэффициенты в уравнении ОВР методом электронного баланса, определите окислитель и восстановитель, укажите процессы окисления и восстановления:

KClO3 + S → KCl + SO2

Решение: Расставим степени окисления элементов и определим, какие элементы изменяют свои степени окисления:

+1+5  -2          0         +1  -1       +4 -2

KClO3 + S → KCl + SO2

Хлор и сера меняют степени окисления в ходе реакции. Определим число отданных и принятых электронов для хлора и серы:

Сl+5 + 6е→ Cl-1

S0  — 4е→ S+4

Хлор принимает электроны, значит, он окислитель, сера отдает электроны, она восстановитель.

Число отданных и принятых электронов должно быть одинаковым. Найдем НОК чисел 6 и 4. Оно равно 12. Разделим 12 на 6 и на 4, получим коэффициенты 2 и 3. 



— восстановитель, процесс окисления



— окислитель, процесс восстановления

Умножим полуреакции окисления и восстановления на коэффициенты и перенесем коэффициенты в общее уравнение.

Получили уравнение реакции:

2KClO3 + 3S = 2KCl + 3SO2

Источники

-http://www.youtube.com/watch?v=KtjFtYd_qMM

источник презентации — http://www.myshared.ru/slide/1011560/

источник презентации — http://ppt4web.ru/khimija/stepen-okislenija1.html

Конспект http://interneturok.ru/ru/school/chemistry/9-klass 

Урок химии 9 класс «Окислительно-восстановительные реакции» / Открытый урок

Урок 4

                                    План урока

1. Проверка Д/З

2. Самостоятельная работа:  «Генетические цепочки»(15 минут)

3. Вспомнить, что такое степень окисления и как определяется степень окисления Х Э в простых и сложных веществах.

4. Реакции окислительно- восстановительные и не окислительно- восстановительные.


2. Самостоятельная работа:  «Генетические цепочки»(15 минут)

1. Вариант 

2. Вариант 

3.
а) Простые вещества  H2  Cl2  O2 имеют связь ковалентную неполярную и степень окисления  атомов химических элементов  равную нулю.

0H-H0     0Cl-Cl0      0O=O0  т.к. здесь не происходит смещения электронов от одногл атома к другому.

Вывод: В простых веществах степень окисления  химических элементов равна нулю.

б) В сложных веществах химическая связь ковалентная полярная или ионная. В обоих случаях происходит сдвиг электронов к наиболее электроотрицательному атому

+HCl        + H-2OH+

или полное смещение электронов от атома одного химического элемента (металла) к атому другого химического элемента( неметалла)

                                                        Na+Cl      Cu+2 I2

Труднее считать степени окисления Х. Э в более сложных веществах, например

 

                                                        +2 Сu +6S |O4-2    

                                                             +8        -8

 

Правило: Суммарный алгебраический заряд всех атомов в молекуле должен быть равен нулю, молекула электронейтральна.

Упражнение: Расставьте степени окисления  в формулах веществ

N2,  N2O3, HNO3

4. Реакции окислительно-восстановительные и не окислительно-восстановительные.

Химические реакции, в результате которых происходит изменение степеней окисления атомов химических элементов или ионов, образующих реагирующие вещества, называют окислительно-восстановительными реакциями.

Окисление- процесс отдачи электронов атомами, ионами или молекулами.
Восстановление— процесс принятия электронов атомами, ионами или молекулами

Окислитель («плохой») – принимает электроны. 
Восстановитель («хороший») – отдает электроны.            

Пример: Расставьте степени окисления и определи, какая из реакций окислительно- восстановительная. Укажите окислитель и восстановитель.

а) NaOH + HClNaCl + H2O       б) Fe + HCl FeCl3 + H2

Упражнения: Хомченко 10.40,10.41

Метод электронного баланса

Урок 2.


1. Практическое решение уравнений ОВР  методом электронного баланса.

 

Ход урока

 

Суть метода электронного баланса заключается в том, что количество электронов, отданных восстановителем должно быть равно количеству электронов, принятых окислителем.

 

Дано уравнение уравняйте его методом электронного баланса. Определите окислитель и восстановитель

 

                         H2S+ HNO3 → H2SO4+ NO+ H2O

1. Расставляем степени окисления

                         

                        +H2S-2+ +H +5NO-23+H2 +6SO-24+ +2NO-2+ +H2O-2

 

2. Определим химические элементы, которые изменили свою степень окисления

 

                        +H2S-2+ +H +5NO-23+H2 +6SO-24+ +2NO-2+ +H2O-2

3. Запишем уравнение электронного баланса

  восстановитель         S-2    -8е     +6S

  окислитель                      +5N   +3е  +2N

 

   Для определения окислителя т восстановителя используйте схему:      

               восстановитель (процесс окисления)

    ———————-

    -4…..-3…..-2…0…+1….+2….+3….+4

         ————————

                 окислитель ( процесс восстановления)

4.Количество отданных электронов равно количеству принятых, поэтому уравниваем число отданных и принятых электронов.

  восстановитель         S-2   -8е     +6S      |  3

  окислитель                      +5N   +3е    +2N    |  8

 

5.Подставим коэффициенты в уравнение

3H2S+8HNO33H2SO4+ 8NO+ H2O

6.Подравняем остальные коэффициенты

3H2S+8 HNO3 → 3H2SO4+ 8NO+ 4H2O

7. Проверяем, правильно ли расставили коэффициенты. Для этого складываем количество атомов кислорода в правой и левой части уравнения и оно должно сойтись

3H2S+8 HNO3 → 3H2SO4+ 8NO+4 H2O

24 атома 12+8+4=24атома 

Д/З Хомченко10. 43,10.44,10.47.

Урок по теме «Окислительно-восстановительные реакции». 9-й класс

Учебник: Рудзитис Г.Е, Фельдман Ф.Г. Химия:
учебник для 9 класса общеобразовательных
учреждений / Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. – 12-е изд.
– М.: Просвещение, ОАО “Московские учебники”, 2009.
– 191 с

Цель: сформировать представление учащихся о
окислительно-восстановительных процессах, их
механизме

Ожидаемые результаты

Предметные:

В ходе работы учащиеся

приобретут

  • способность анализировать и объективно
    оценивать жизненные ситуации, связанные с
    химией, навыками безопасного обращения с
    веществами, используемыми в повседневной жизни;
    умением анализировать и планировать
    экологически безопасное поведение в целях
    сохранения здоровья и окружающей среды
  • умение устанавливать связи между реально
    наблюдаемыми химическими явлениями и
    процессами, объяснять причины многообразия
    веществ, зависимость свойств веществ от их
    строения;

овладеют научным подходом к составлению
уравнению окислительно-восстановительных
реакций

Метапредметные

В ходе работы учащиеся смогут

  • определять понятия, создавать обобщения,
    устанавливать аналогии, классифицировать,
    самостоятельно выбирать основания и критерии
    для классификации, устанавливать
    причинно-следственные связи, строить логическое
    рассуждение, умозаключение (индуктивное,
    дедуктивное и по аналогии) и делать выводы;
  • создавать, применять и преобразовывать знаки и
    символы, модели и схемы для решения учебных и
    познавательных задач;
  • применять экологическое мышление в
    познавательной, коммуникативной, социальной
    практике и профессиональной ориентации

Личностные

В ходе работы учащиеся приобретут

  • основы экологической культуры соответствующей
    современному уровню экологического мышления,
    опыт экологически ориентированной
    рефлексивно-оценочной и практической
    деятельности в жизненных ситуациях;

Элементы содержания, проверяемые заданиями КИМ
ОГЭ

2. 1. Химическая реакция. Условия и признаки протекания
химических реакций. Химические уравнения.

2.2. Классификация химических реакций по
изменению степеней окисления химических
элементов

2.6. Окислительно-восстановительные реакции.
Окислитель и восстановитель.

Умения и виды деятельности, проверяемые КИМ ГИА

Знать/понимать

  • химическую символику: формулы химических
    веществ, уравнения химических реакций
  • важнейшие химические понятия:, степень
    окисления, окислитель и восстановитель,
    окисление и восстановление, основные типы
    реакций в неорганической химии

1.2.1. характерные признаки важнейших
химических понятий

1.2.2. о существовании взаимосвязи между
важнейшими химическими понятиями

Уметь

Составлять

2.5.3. уравнения химических реакций.

Форма проведения: урок с использованием ИКТ,
включением  парных, индивидуальных  форм
организации учебно-познавательной деятельности
учащихся.

Продолжительность учебного занятия:  45
минут.

Использование педагогических технологий: метод
  эвристического обучения, обучение в
сотрудничестве

Ход урока

I. Проблематизация, актуализация,
мотивация – 10 мин.

Фронтальная беседа

  • Что такое атомы и ионы.
  • Чем они отличаются?
  • Что такое электроны?
  • Что такое степень окисления?
  • Как рассчитывается степень окисления?

На доске учащимся предлагается расставить
степени окисления в следующих веществах:

Сl2O7, SO3, H3PO4, P2O5,
Na2CO3, CuSO4, Cl2, HClO4, K2Cr2O7,
Cr2(SO4)3, Al(NO3)3, CaSO4,

NaMnO4, MnCl2, HNO3, N2, N2O,
HNO2, H2S, Ca3(PO4)2

II. Изучение нового материала. Объяснение
учителя. 15 мин.

Основные понятия (слайд 2):

Окислительно-восстановительные реакции
– это реакции, в которых изменяются степени
окисления двух элементов, один из которых
является восстановителем, а другой –
окислителем

Восстановитель – это тот элемент, который
в процессе реакции отдает электроны, и сам при
этом окисляется

Окислитель – это тот элемент, который в
процессе реакции принимает электроны, и сам при
этом восстанавливается

Правила составления
окислительно-восстановительных уравнений

(слайд 3)

1. Запишем уравнение реакции (слайд 4).

CuS+HNO3 —>Cu(NO3)2+ S + NO+H2O

2. Расставим степени окисления всех элементов

Cu+2S-2 +H+1N+5O-23 —>
Cu+2(N+5O-23)-12+ S0
+ N+2O-2+H+12O-2

3. Выделим элементы, которые поменяли степени
окисления

Cu+2S-2 +H+1N+5O-23
—> Cu+2(N+5O-23)-12+
S0 + N+2O-2+H+12O-2

Видим, что в результате реакции поменяли
степени окисления два элемента –

  • сера (S) поменяла полностью (от – 2 до 0)
  • aзот (N) поменял частично (от +5 до +2 поменял),
    часть осталась +5

4. Выпишем те элементы, которые поменяли
степени окисления и покажем переход электронов
(слайд 5.)

CuS-2 +HN+5O3 —> Cu(N+5O3)2+
S0 + N+2O+H2O

N+5 +3e N+2

S-2 — 2e S0

5. Составим электронный баланс, найдем
коэффициенты

Переход е Число переданных элементом
электронов
Наименьшее общее кратное между
числом переданных электронов
Коэффициенты (находятся
делением наименьшего общего кратного на число
переданных электронов)
3 6 2
2 3

6. Подставим в уравнение коэффициенты,
найденные в балансе (коэффициенты ставятся у
веществ, элементы в которых поменяли степень
окисления) (слайд 6).

CuS-2 +HN+5O3 —> Cu(N+5O3)2+
3S0 + 2N+2O+H2O

7. Доставим недостающие коэффициенты методом
уравнивания

3CuS-2 +8HN+5O3 —> 3Cu(N+5O3)2+
3S0 + 2N+2O+4H2O

8. По кислороду проверим правильность
составления уравнения (слайд 7).

До реакции кислорода 24 атома = После реакции
кислорода 24 атома

9. Выдели окислитель и восстановитель и
процессы – окисления и восстановления

S-2 (в CuS) является восстановителем, т.к.
отдает электроны

N+5 (в HNO3) является окислителем,
т.к. отдает электроны

III. Закрепление изученного материала (25 мин)

Учащимся предлагается выполнить задание в
парах.

Задание 1. 10 мин. (слайд 8)

Учащимся предлагается составить уравнение
реакции в соответствии с алгоритмом.

Mg+H2SO4 —> MgSO4+ H2S + H2O

Проверка задания

4Mg0+5H2+1S+6O4-2
—> 4Mg+2S+6O4-2+ H2+1S-2
+ 4H2+1O-2

Переход е Число электронов НОК Коэффициенты
2  

8

4
 

8

1

Задание 2. 15 мин. (слайды 9, 10)

Учащимся предлагается выполнить тест
парах). Задания теста проверяются и разбираются
на доске.

Вопрос № 1

Какое уравнение соответствует
окислительно-восстановительной реакции?

  1. CaCO3= CaO + CO2
  2. BaCl2 + Na2SO4 = BaSO4 + 2NaCl
  3. Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2
  4. Na2CO3 + CO2 + H2O = 2NaHCO3

Вопрос № 2

В уравнении реакции 2Al + 3Br2=2AlBr3 коэффициент
перед формулой восстановителя равен

  1. 2
  2. 3
  3. 1
  4. 4

Вопрос № 3

В уравнении реакции 5Сa + 12HNO3 = 5Ca(NO3)2
+ N2 + 6H2O окислителем является

  1. Ca
  2. Ca(NO3)2
  3. HNO3
  4. H2O

Вопрос № 4

Какая из предложенных схем будет
соответствовать восстановителю

  1. S0 > S-2
  2. S+4 —> S+6
  3. S-2 > S-2
  4. S+6 —> S+4

Вопрос № 5

В уравнении реакции 2SO2 + O2 —> 2
SO3 сера

  1. окисляется
  2. восстанавливается
  3. ни окисляется, ни восстанавливается
  4. и окисляется, и восстанавливается

Вопрос № 6

Какой элемент является восстановителем в
уравнении реакции

2KClO3 —> 2KCl + 3O2

  1. калий
  2. хлор
  3. кислород
  4. водород

Вопрос № 7

Схема Br-1 —> Br+5 соответствует
элементу

  1. окислителю
  2. восстановителю
  3. и окислителю, и восстановителю

Вопрос № 8

Соляная кислота является восстановителем в
реакции

  1. PbO2 + 4HCl = PbCl2 + Cl2 + 2H2O
  2. Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2
  3. PbО + 2HCl = PbCl2 + H2О
  4. Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl+ CO2 + H2O

Ответы на вопросы теста.

номер вопроса 1 2 3 4 5 6 7 8
ответ 3 1 3 2 1 3 2 1

Домашнее задание: параграф 5 упр. 6,7,8
стр. 22 (учебник).

Домашний Урок

21 мая 2020 г.
Органические вещества. Кислородосодержащие соединения Химия 11 класс 30 минут Пяткова Ольга Борисовна, старший преподаватель кафедры естественно-математических дисциплин, ГБУ ДПО ЧИППКРО
Органические вещества. Углеводороды Химия 11 класс 30 минут Пяткова Ольга Борисовна, старший преподаватель кафедры естественно-математических дисциплин, ГБУ ДПО ЧИППКРО
15 мая 2020 г.
Итоговая видеоконсультация по химии Химия 9 класс 30 минут Пяткова Ольга Борисовна, старший преподаватель кафедры естественно-математических дисциплин, ГБУ ДПО ЧИППКРО
12 мая 2020 г.
Генетическая связь между классами неорганических соединений Химия 11 класс 30 минут Пяткова Ольга Борисовна, старший преподаватель кафедры естественно-математических дисциплин, ГБУ ДПО ЧИППКРО
Кислоты неорганические и органические Химия 11 класс 30 минут Пяткова Ольга Борисовна, старший преподаватель кафедры естественно-математических дисциплин, ГБУ ДПО ЧИППКРО
5 мая 2020 г.
Электролиз растворов и расплавов. Применение электролиза в промышленности Химия 11 класс 30 минут Пяткова Ольга Борисовна, старший преподаватель кафедры естественно-математических дисциплин, ГБУ ДПО ЧИППКРО
Неметаллы Химия 11 класс 30 минут Пяткова Ольга Борисовна, старший преподаватель кафедры естественно-математических дисциплин, ГБУ ДПО ЧИППКРО
29 апреля 2020 г.
Урок 1. Обобщение знаний. Виды химических связей и типы кристаллических решеток Химия 9 класс 30 минут Пяткова Ольга Борисовна, старший преподаватель кафедры естественно-математических дисциплин, ГБУ ДПО ЧИППКРО
Урок 2. Обобщение знаний. Электроотрицательность. Степень окисления Химия 9 класс 30 минут Пяткова Ольга Борисовна, старший преподаватель кафедры естественно-математических дисциплин, ГБУ ДПО ЧИППКРО
Свойства простых веществ – металлов главных и побочных подгрупп Химия 11 класс 30 минут Пяткова Ольга Борисовна, старший преподаватель кафедры естественно-математических дисциплин, ГБУ ДПО ЧИППКРО
6 апреля 2020 г.
Свойства, получение и применение углерода. Синтез-газ как основа современной промышленности Химия 11 класс 30 минут Пяткова Ольга Борисовна, старший преподаватель кафедры естественно-математических дисциплин, ГБУ ДПО ЧИППКРО
Общая характеристика элементов IVА-группы Химия 11 класс 30 минут Пяткова Ольга Борисовна, старший преподаватель кафедры естественно-математических дисциплин, ГБУ ДПО ЧИППКРО
Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева. Строение атома и вещества. Химия 9 класс 30 минут Пяткова Ольга Борисовна, старший преподаватель кафедры естественно-математических дисциплин, ГБУ ДПО ЧИППКРО
Классификация химических реакций по различным признакам. Скорость химической реакции Химия 9 класс 30 минут Пяткова Ольга Борисовна, старший преподаватель кафедры естественно-математических дисциплин, ГБУ ДПО ЧИППКРО

Окислительно-восстановительные реакции — Химия.

9 класс. Григорович

Химия. 9 класс. Григорович

Окисление и восстановление — противоположные процессы

В 7 классе вы уже ознакомились с реакциями окисления. Мы рассматривали их как реакции веществ с Оксигеном с образованием оксидов. Можно сказать, что окисление — это процесс присоединения веществом атомов Оксигена (рис. 15.1, а). Вместе с окислением в природе происходит противоположный процесс, который сопровождается отдачей веществом атомов Оксигена. Этот процесс называют восстановлением. На примере реакции восстановления меди (рис. 15.1, б) становится понятным название этого процесса: поскольку из черного купрум(II) оксида получили блестящий металл, то было логично назвать этот процесс восстановлением металла.

Рис. 15.1. Реакции окисления (а) и восстановления (б) меди

Обратите внимание: Купрум отдает атомы Оксигена и восстанавливается, но одновременно атомы Гидрогена соединяются с атомами Оксигена и окисляются (рис. 15.1, б).

Итак, процессы окисления и восстановления — это противоположные взаимосвязанные процессы: восстановление всегда сопровождается окислением, и наоборот. Поэтому используют термин окислительно-восстановительные реакции (сокращенно ОВР).

Электронная природа окислительно-восстановительных реакций

С развитием химии ученые установили электронную природу процессов окисления и восстановления. Одним из первых электронную теорию окислительно-восстановительных процессов предложил наш соотечественник Л. В. Писаржевский. Он сопоставил процессы окисления и восстановления с изменением степеней окисления элементов вследствие перехода электронов от атомов одних элементов к другим.

Реакции, в которых хотя бы один химический элемент меняет свою степень окисления, называют окислительно-восстановительными.

Рассмотрим еще раз реакцию окисления меди, но на этот раз обратим внимание на степени окисления элементов реагентов и продуктов реакции:

Мы видим, что в результате реакции Купрум повышает свою степень окисления с 0 до +2. Для этого атомы Купрума должны отдать по 2 электрона. Этот процесс можно описать схемой:

Окисление — это процесс отдачи электронов атомом (ионом) с повышением степени окисления.

В этой реакции Купрум понижает свою степень окисления с 0 до -2. Для этого атомы Оксигена должны принять по 2 электрона:

Так атомы Оксигена дополняют (восстанавливают) свою электронную оболочку.

Восстановление — это процесс присоединения электронов атомом (ионом) с понижением степени окисления.

Элемент, который отдает электроны и тем самым повышает свою степень окисления, называют восстановителем. Вещество, содержащее элемент-восстановитель, также называют восстановителем. Поскольку восстановитель в ходе реакции отдает электроны, то сам он при этом окисляется.

Восстановитель — это частица (молекула, атом или ион), которая отдает электроны.

В реакции меди с кислородом атомы Купрума окисляются, поскольку отдают электроны, но они в этой реакции являются восстановителями, поскольку отдают электроны и восстанавливают атомы Оксигена.

Элемент, который присоединяет электроны, а также вещество, в составе которого он содержится, называют окислителем. Поскольку окислитель в ходе реакции присоединяет электроны, то сам он при этом восстанавливается.

Окислитель — это частица (молекула, атом или ион), которая присоединяет электроны.

В реакции, которую мы рассмотрели, Оксиген восстанавливается, поскольку присоединяет электроны, но одновременно он является окислителем и окисляет Купрум.

В общем случае все определения, которые мы рассмотрели в этом подразделе, можно представить схемой:

Лев Владимирович Писаржевский (1874-1938)

Украинский физико-химик, академик АН СССР и АН УССР. После окончания гимназии готовился стать врачом, но, ознакомившись с учебником Менделеева «Основы химии», решил посвятить себя этой науке. После окончания Одесского университета учился в Лейпциге в лаборатории Оствальда, где защитил диссертацию. Работал в Тарту, Киевском политехникуме, Екатеринославском горном институте (сейчас Национальный горный университет, г. Днепр). В годы гражданской войны сконструировал простой противогаз, сберегший здоровье многих солдат. Разработал теорию окислительно-восстановительных реакций. Был основателем и первым директором института физической химии НАН Украины, названного его именем.

Рассмотрим реакцию хлоридной кислоты со щелочью:

Легко заметить, что в этой реакции ни один химический элемент не меняет свою степень окисления, поэтому данная реакция не является окислительно-восстановительной, как и любая другая реакция ионного обмена. Главное отличие окислительно-восстановительных реакций от реакций ионного обмена заключается в том, что при окислительно-восстановительных реакциях происходит переход электронов от восстановителя к окислителю.

На островах Индонезии обитают сорные куры, или большеноги (alectura lathami). В отличие от большинства птиц они не высиживают свои яйца, а закапывают их в кучу гумуса, листьев и навоза. Яйца развиваются благодаря теплоте, выделяемой при окислительно-восстановительной реакции гниения растений. Благодаря нежной коже внутри клюва самец отслеживает температуру в таком «инкубаторе» и в зависимости от нее раскапывает яйца или засыпает их песком.

Значение окислительно-восстановительных реакций

Окислительно-восстановительные реакции имеют большое значение в природе и деятельности человека. Они являются основой многих процессов жизнедеятельности живых организмов. В промышленности ОВР — один из главных методов получения новых веществ, в особенности металлов, а также в производстве кислот, лекарств, красителей и т. д.

Значение ОВР в природе

Фотосинтез — это окислительно-восстановительная реакция, обеспечивающая жизнь на планете. Под действием света в зеленых растениях происходит процесс, который можно описать суммарным уравнением: 6CO2 + 6H2O = C6H12O6 + 6O2↑. Окислителем здесь выступает углекислый газ, а восстановителем — атомы Оксигена в составе воды.

Обмен веществ и энергии в клетках происходит в процессе многочисленных окислительно-восстановительных реакций. Процессы дыхания, пищеварения — все это цепи ОВР. Превращение энергии, освобождающейся при ОВР, в энергию химических связей молекул АТФ происходит в митохондриях.

Любая реакция горения является окислительно-восстановительной. С давних времен горение является источником энергии для человека. Горение древесины можно описать уравнением, обратным к процессу фотосинтеза: C6H12O6 + 6O2 = 6CO2 + 6H2O.

Гниение также является окислительно-восстановительным процессом, который происходит при участии бактерий. В результате гниения выделяется энергия, необходимая для жизнедеятельности этих бактерий. Миллионы лет назад благодаря этим процессам сформировались полезные ископаемые.

Брожение — еще один пример природных ОВР. Этот процесс происходит при участии грибов, которые таким способом получают необходимую энергию. Человек использует брожение для приготовления квашеных овощей, дрожжевого теста, кисломолочных продуктов, сыра, пива и т. п.

В живых организмах случаются и нежелательные процессы окисления, следствием которых могут быть мутации ДНК и заболевания, в частности рак. Вещества-антиоксиданты, проявляющие восстановительные свойства, взаимодействуют с избыточными окислителями в организме и «нейтрализуют» их. Самый распространенный антиоксидант — витамин C.

Коррозия — это многостадийный окислительновосстановительный процесс, описывающийся уравнением: 4Fe + 3O2 + 6H2O = 4Fe(OH)3. Коррозию можно назвать процессом, противоположным получению металлов на заводах. Этот процесс приводит к повреждению металлических конструкций.

Значение ОВР в технике

Получение энергии из любого топлива основано на ОВР. Например, в двигателях внутреннего сгорания происходит реакция сгорания бензина. Энергия, выделяющаяся в результате реакции, превращается в механическую энергию для перемещения автомобиля.

В обычных батарейках также протекают ОВР, энергия от которых преобразуется в электрическую энергию. Такие источники электрического тока называют гальваническими элементами. Аккумуляторы в автомобилях, ноутбуках и мобильных телефонах — это также гальванические элементы, в которых протекают различные ОВР.

В топливных элементах энергия вырабатывается в результате окислительно-восстановительной реакции горения. Перспективным является топливный элемент, в котором происходит сгорание водорода, поскольку единственный продукт этой реакции — вода. Автомобили с такими топливными элементами будут экологически чистыми.

Окислительно-восстановительные реакции являются основой метода гальванопластики — покрытия поверхности тонким слоем металла. На изделие любой сложности из любого материала наносят слой металла. Этим методом наносят позолоту на деревянные изделия, хромируют детали автомобилей, бытовой техники и т. п.

Металлургические процессы — получение металлов — невозможны без ОВР. Металлы (железо, медь, свинец и др.) восстанавливают из руды коксом (специально обработанным углем). Алюминий из руды восстанавливают электрическим током. По выпуску черных металлов Украина занимает одно из первых мест в мире.

Без ОВР невозможен химический анализ некоторых веществ. Используя различные реагенты, определяют концентрацию кислорода, ионов Феррума или Хрома в смесях. Также с помощью ОВР можно определить содержание витамина C (аскорбиновой кислоты) во фруктах, соках и др.

Реакция азота с водородом N2 + 3H2 = 2NH3 также является окислительно-восстановительной. На этой реакции основано производство азотных удобрений и взрывчатых веществ. Дешевый способ синтеза аммиака позволил повысить урожайность сельскохозяйственных культур. В Украине аммиак синтезируют в больших объемах на предприятиях «Ровноазот», Черкасский «Азот» и другие.

Ключевая идея

Окисление и восстановление — противоположные взаимосвязанные процессы, которые заключаются в обмене электронами.

Контрольные вопросы

  • 175. Какие реакции называют окислительно-восстановительными? Приведите примеры окислительно-восстановительных реакций в природе и быту.
  • 176. Дайте определение понятиям «окислитель», «восстановитель», «окисление», «восстановление» с точки зрения электронной теории ОВР.
  • 177. Можно ли любой процесс окисления охарактеризовать как горение? А можно ли любой процесс горения назвать процессом окисления?

Задания для усвоения материала

178. Определите, какие из приведенных реакций являются окислительно-восстановительными. Для ОВР обозначьте стрелкой направление переноса электронов и их количество, как на схеме на с. 90.

  • а) 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑;
  • б) MnO2 + 4HCl = MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O;
  • в) 2Al(OH)3 + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 6H2O;
  • г) 6NaOH + P2O5 = 2Na3PO4 + 3H2O;
  • д) CuO + 2HCl = CuCl2 + H2O;
  • е) Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑;
  • ж) 2H2 + O2 = 2H2O;
  • з) 2Al + 3S = Al2S3.

179. В каждом уравнении реакции определите элементы, которые являются восстановителями и окислителями:

  • а) N2 + O2 = 2NO;
  • б) 3Mg + N2 = Mg3N2;
  • в) Cl2 + 2KBr = 2KCl + Br2;
  • г) Fe+ CuSO4 = FeSO4 + Cu;
  • д) 2K + 2H2O = 2KOH + H2↑;
  • е) 2Pb(NO3)2 = 2PbO + 4NO2↑ + O2↑;
  • ж) Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑;
  • з) 5Cl2 + 2P = 2PCl5.

181. Охарактеризуйте значение ОВР в быту, технике, природе.

182. Изделия из серебра при длительном хранении тускнеют из-за образования на поверхности нерастворимого аргентум(I) сульфида черного цвета. Восстановить блеск серебра можно кипячением изделия в растворе соды вместе с алюминиевой фольгой. Какое вещество в этом случае будет окислителем, а какое — восстановителем? Составьте уравнение этой реакции.

183. Свободные радикалы в организме (частицы с неспаренными электронами) вызывают гибель клеток или их перерождение в раковые клетки. Нейтрализовать действие свободных радикалов могут некоторые вещества, которые называются антиоксидантами, например аскорбиновая кислота. Предположите, какие свойства (окислителей или восстановителей) характерны для свободных радикалов и антиоксидантов.



▶▷▶▷ гдз по химии в учебнике 9

▶▷▶▷ гдз по химии в учебнике 9

Интерфейс Русский/Английский
Тип лицензия Free
Кол-во просмотров 257
Кол-во загрузок 132 раз
Обновление: 02-10-2019

гдз по химии в учебнике 9 — ГДЗ по Химии за 9 класс ОС Габриелян gdz-putinafunklass- 9 himiyagabrielyan Cached ГДЗ по химии 9 класса Габриеляна содержит подсказки для школьников, и контролирующих их родителей Рекомендуется заглядывать в готовые задачи, попытавшись сначала выполнить упражнение Решебник (ГДЗ) по химии 8 класс ОС Габриелян megareshebarupublreshebnikkhimija8_klass Cached Решебник и гдз по химии за 8 класс, автор ОС Габриелян, издательство Дрофа на 2016 учебный год Гдз По Химии В Учебнике 9 — Image Results More Гдз По Химии В Учебнике 9 images Решебник (ГДЗ) по химии 9 класс Габриелян megareshebarupublreshebnikkhimija 9 _klass Cached Подробные ответы, решебник и гдз к учебнику по химии за 9 класс, автор ОС Габриелян, издательство Дрофа на 2016 учебный год ГДЗ, решебники для 9 класса по всем предметам онлайн Вшколе vshkolecom 9 -klassreshebniki Cached ГДЗ 9 класс, решебники 9 класс Девятый класс это переходный этап в жизни каждого школьника , для кого-то это последний год школьной жизни, кто-то пойдет в 10-й ГДЗ по Химии 9 класс: Габриелян Учебник Решебник vipgdzcom 9 -klasshimiyagabrielyan-o-s Cached ГДЗ по химии за 9 класс Габриелян это решебник или сборник готовых домашних заданий, решенных примеров и задач, рассчитанных уравнений реакции ГДЗ по Физике 9 класс: Пёрышкин Решебник учебника vipgdzcom 9 -klassfizikaperyshkin-uchebnik Cached ГДЗ по физике за 9 класс Перышкин это решебник, те сборник готовых домашних заданий, который сформирован на основе одноименного учебника, изданного под авторством известных российских педагогов и ученых ГДЗ Химия 9 класс Гара, Ахметов — gdzltd gdzltd 9 -classhimiyaGara-rabochaya-tetrad Cached Сам решебник по химии за 9 класс Гара, Ахметова разделен на параграфы, каждый из которых соответствует определенной теме Это позволяет быстро найти номер интересующего Вас задания ГДЗ по химии 8 класс — reshebame reshebamegdzhimija8-klassgabrieljan Cached Предлагаемый решебник по химии для 8 класса Габриелян ОС, по сути, является сборником уже готовых работ с разобранным решением задач, выполненными упражнениями и практическими работами из курса химии ГДЗ по Химии за 8 класс: Рудзитис ГЕ Решебник gdzruclass-8himiyarudzitis-feldman-1999 Cached Пособие Решебник по Химии 8 класс авторов Фельдман ФГ и Рудзитис ГЕ содержит в себе решенные домашние упражнения, проверочные и итоговые контрольные работы, а также краткие ГДЗ химия 9 класс — уникальные решебники гдз -классрфload9_klasskhimija103 Cached Сложности при написании ОВР, не знаешь определение кислот и оснований, не можешь назвать строение атома, ГДЗ по химии за 9 класс то что тебе надо Promotional Results For You Free Download Mozilla Firefox Web Browser wwwmozillaorg Download Firefox — the faster, smarter, easier way to browse the web and all of 1 2 3 4 5 Next 26,600

  • ГДЗ по химии — Решение контрольных и самостоятельных работ но химиии за 8-9 классы к пособию Дидакти
  • ческие материалы но химиии для 8-9 класса А. М. Радецкий, В.П. Горшкова…
    58 Глава V. Обобщение сведений о важнейших классах неорганических соединений. ГДЗ по Химии за 9 класс Рудзитис Г.Е.
    Бесплатн
  • дений о важнейших классах неорганических соединений. ГДЗ по Химии за 9 класс Рудзитис Г.Е.
    Бесплатно гдз 8 класс гдз 7 класс гдз 5 класс гдз без смс Ответы гдз 6 класс гдз бесплатно Английский язык гдз скачать алгебра егэ бесплатно гдз 9 класс химия…
    …channel-muflomentidescarg ar_utorrent_windows_xp_espaol descargar_utorrent_windows_xp_espaol,: ((, https:disqus.comhomechannelhyatrafmentzigdiscussionchannel-hyatrafmentzig 55faeecffbec49f086590bf5d8de5b0a referat_na_temu_kislotnye_dozhdi_po_khimii…
    Пенсия и выплаты военным. ГДЗ по химии для 8 классов. Растворимость веществ в воде. Надо подождать несколько дней, чтобы в прокипяченной воде растворился кислород из воздуха.
    Information about Affina.bestpersons.ru website. Thursday, 9 February 2017, 03:59. Add site , New sites , Terms of service , Privacy policy , Links , Contact Thumbnails powered by Thumbshots.
    Категория: ГДЗ по Химии Просмотров: 6583 Добавил: Snaik Теги: 9 класс , решебник по химии , ответы по химии , решебник , гдз за 9 класс , gdz , Химия , ГДЗ , гдз по химии , готовая домашняя…
    …2013, OOO, https:imgur.comaHoVfu Uchebnik po khimii za 8 klass rudzitis, 80303, https:imgur.comaHy0LB Geny 2 klassa, zxyt, https:imgur.comaIX8Hs Gdz…
    ГДЗ ответы на вопросы учебника по географии 7 класс Домогацких часть 1, 2 ФГОС решебник от Путина. Воздушные массы и климатические пояса 9.

Terms of service

решебник

  • каждый из которых соответствует определенной теме Это позволяет быстро найти номер интересующего Вас задания ГДЗ по химии 8 класс — reshebame reshebamegdzhimija8-klassgabrieljan Cached Предлагаемый решебник по химии для 8 класса Габриелян ОС
  • решебники для 9 класса по всем предметам онлайн Вшколе vshkolecom 9 -klassreshebniki Cached ГДЗ 9 класс
  • попытавшись сначала выполнить упражнение Решебник (ГДЗ) по химии 8 класс ОС Габриелян megareshebarupublreshebnikkhimija8_klass Cached Решебник и гдз по химии за 8 класс

Нажмите здесь , если переадресация не будет выполнена в течение нескольких секунд гдз по химии в учебнике Поиск в Все Картинки Ещё Видео Новости Покупки Карты Книги Все продукты Решебник по химии Габриелян класс Reshakru index Новый решебник Габриелян класс по химии включает в себя сразу несколько вариантов ответа Решебник ГДЗ по химии класс Габриелян Подробные ответы , решебник и гдз к учебнику по химии за класс, автор О С Габриелян, издательство Дрофа ГДЗ по химии за класс к учебнику Химия класс ОС ГДЗ по химии за класс к учебнику Химия класс ОСГабриелян ГДЗ по химии класс Габриелян онлайн решебник gdz poximii klass Готовые домашние задания по химии к учебнику Химия Учебник для класса общеобразовательных ГДЗ по химии класс Габриелян eurokiorg gdz Решебник по химии за класс авторы Габриелян издательство Дрофа ГДЗ химия класс Габриелян Дрофа домашняя работа по химии для класса из учебника ОС Габриеляна Это ГДЗ по Химии за класс Габриелян Решебник учебника https gdz putinainfo klass Готовое домашние задание ГДЗ , решебники, ответы онлайн по Химии за класс учебник О С Габриелян ГДЗ по Химии за класс Габриелян ОС Решебник https gdz ruclass himiyagabrielyan ГДЗ Спиши готовые домашние задания по химии за класс, решебник ОС Габриелян, ФГОС, онлайн ответы на ГДЗ по Химии класс Габриелян Решения по Учебнику gdz netreshebnikximiya Заходи и делай уроки с ГДЗ по Химии класс Габриелян База решебников и учебников которая всегда ГДЗ по Химии класс Габриелян Учебник Решебник gdz com klassgabrielyan Готовое домашние задание из решебника гдз по Химии класса от О С Габриелян е издание, Дрофа, ГДЗ по химии класс Габриелян ответы из решебника онлайн https gdz plusme klassgabrielyan Подробный разбор заданий из учебника по химии за класс Габриелян ГДЗ по химии класс Габриелян ОС Списать ГДЗ по химии за класс Габриелян ОС быстро, удобно и бесплатно ГДЗ по химии класс Габриелян ответы к учебнику reshatorcom gdz klassgabrieljan ГДЗ домашнее задание по химии за класс к учебнику Габриеляна ГДЗ по Химии класс Габриелян УрокиТВ Решебник и klass Ответы на задания Поиск номера решения ГДЗ Обсуждение вопросов и отзывы Перейти к учебнику Химия ГДЗ по химии для класс от Путина https gdz putinarupohimii klass Заходите, не пожалеете! Тут отличные гдз по Химии для класса от Путина Очень удобный интерфейс ГДЗ по химии класс Габриелян, Остроумов, Сладков по gdz pohimii ГДЗ по Химия класс где собраны правильно составленные ответы на учебник по химии для х классов Учебники по физике и химии класс Пёрышкин, Габриелян wwwyurclubrudocsarticlehtml мар ГДЗ по химии за класс к учебнику Габриеляна помогут учащемуся разобраться в материале, ГДЗ, Ответы по Химии класс Рудзитис, Фельдман Все https gdz naru gdz otvetypoximii июл Готовые Домашние Задания, Решебник по Химии класс Рудзитис, Фельдман У нас все ГДЗ химия гдз класс габриелян учебник практические работы asppermrukhimiia gdz klass ноя класс Химия Подробный решебник ГДЗ к учебнику по химии класс Габриелян ОС , ГДЗ по химии , Химия класс Габриелян ОС Готовое wwwmy gdz comximiya klass Готовое домашнее задание по учебнику Химия класс Габриелян ОС ГДЗ для класса по химии , учебник Решебник по Химии за класс ОС Габриелян на Гитем ми Данное пособие содержит решебник ГДЗ по Химии за класс Автора ОС Габриелян Издательство Дрофа Решебник ГДЗ Химия , класс ОС DocBazaru В пособии решены и в большинстве случаев подробно разобраны задачи и упражнения из учебников Химия ГДЗ по химии для класса Габриелян ОС, Остроумов ИГ gdz gabrielyan Качественные решения и подробные гдз по химии для учеников класса , авторы учебника Габриелян ОС, ГДЗ по Химии за класс ОС Габриелян Мегарешеба gdz автор ОС Габриелян Издательство Дрофа год Убедись в правильности решения задачи вместе с ГДЗ по гдз химия класс параграф задания к параграфу permcongresscom gdz khimiia klas дек гдз химия класс параграф задания к параграфу Химическая организация п Скрыть ГДЗ по Химии за класс Габриелян Решебник учебника gdzputinainfo Решебники ГДЗ по химии класс рабочая тетрадь Еремин Дроздов https gdz putinainfo rabochaya ГДЗ готовые домашние задания к рабочей тетради по химии класс Еремин Дроздов ФГОС от Путина Решебник ответы на вопросы и задания учебников и рабочих тетрадей необходим Решебник ГДЗ по Химии класс Контрольные и gdz _ gdz Решебник ГДЗ по Химии класс Контрольные и проверочные работы к учебнику ОС Габриеляна класс ГДЗ по химии класс К учебнику по химии за znakkaestvaru klass gdz pohimii класс ГДЗ по химии класс К учебнику по химии за класс Габриелян ОС Главная ГДЗ Химия; Скачать готовые домашние задания к учебнику Химия сен Скачать готовые домашние задания, решебник по химии Габриелян О С Учебник по химии Химия класс Учебник навигатор c CDдиском klass Габриелян ОС, Сивоглазов ВИ, Сладков СА по химии для го класса Подготовка к государственной итоговой аттестации ОГЭ; Ответы к тестовым заданиям; Проектная деятельность ГДЗ по химии для класса к Учебник Химия Nasholcom gdz pohimiidlya июн Название Готовые домашние задания Химия класс Автор Рудзитис Г Е, Фельдман ФГ гдз англ яз класс химия дкмолодежныйрф gdz _angl_iaz_ _ сен гдз англ яз класс химия Решебник АнглЯз Класс Г ГДЗ к учебнику по английскому PDF Гдз по химии класс габриелян ответы на вопросы Гдз по химии класс габриелян ответы на вопросы ГДЗ Габриелян для класса по химии к учебнику года Книга Готовые домашние задания по учебнику Химия labirintrubooks Аннотация к книге Готовые домашние задания по учебнику Химия класс ОС Габриелян и др мини ГДЗ по Химии за класс Рудзитис ГЕ gdz freeru gdz Ch Готовое Домашнее Задание ГДЗ по Химии за класс Рудзитис ГЕ Ваша домашняя работа на Готовые Домашние Задания ГДЗ к учебнику Рудзитиса ГЕ Химия класс это ГДЗ по химии класс reshebnikru gdz klasskhimiya Готовые домашние задания по химии за класс ГДЗ решебник Химия Габриелян webkpikharkovuahimiyagabrielyan ГДЗ Химия кл к учеб Габриеляна ОС_ сpdf;; ГДЗ решебник химия класс Габриелян год решебник для рабочей тетради по химии химия класс wwwvkprureshebnikdliarabochei ноя new browser window Download ГДЗ Решебник по химии Габриелян класс Учебник Рабочая гдз по химии класс габриелян год дрофа tugirigizap Гдз по химии за класс новый учебник габриеляна ответы и решения ГДЗ по химии класс Габриелян ГДЗ химия гдз алгебра класс габриелян MERCURY wwwmercurylgru gdz _ _algebra_kla сен , онлайн ответы на домашнюю работу ГДЗ по химии класс Габриелян ответы к учебнику ГДЗ по химии за класс ИИ Новошинский ГДЗ на Отлично gdz online gdz poximii ГДЗ Спиши готовые домашние задания по химии за класс, решебник ИИ Новошинский Материалы из учебника Химия класс, авторов ИИ Новошинский и НС Новошинская ГДЗ к учебнику Химия класс О С Габриелян, И Г https gdz coolh_gos_html ГДЗ к учебнику ХИМИЯ класс Габриелян ОС, Остроумов ИГ, Сладков С А, М Просвещение, Глава I Габриелян gdzplus https gdz plusru klassgabrielyan габриелян класс гдз издание зодчийрфgabrielianklass gdz авг ; решебники; по учебнику Химия класс ГДЗ по Химии за класс Габриелян Решебник ГДЗ , Химия , класс,Габриелян ОС Рамблеркласс gdz Сборник готовых домашних заданий по предмету Химия за класс Авторы Габриелян ОС Номера задач и PDF гдз контрольные и проверочные работы химия класс afesiporg gdz kontrolnyei Химии класс Контрольные и Решебник ГДЗ по Химии класс Контрольные и проверочные работы к учебнику Рудзитис, Фельдман Просвещение, год РЕШАТОР! reshatorru klasshimijarudzitis ГДЗ Химия класс Габриелян ОС allengnetdchemchemhtm Скачать бесплатно ГДЗ , готовые домашние задания , решения, решебник к учебнику Химии кл, Габриелян Химия , НЕ Кузнецова класс Решебник wwwmegashporaru gdz Решебник по химии класс Химия, учебник для класса, НЕ Кузнецова и др ВентанаГраф Объем Домашнее задание по химии за класс ГДЗ domashkasu gdz klasshimiya Готовые домашние задания по химии за класс Открыть Химия класс, Габриелян ОС, Лысова ГГ Ответы на задачи из учебников Габриелян О С, Рудзитис ГЕ, Хомченко ИГ и др ГДЗ Химия класс Габриелян, Краснова контрольные и https gdz chat kontrolnyei Так же в ГДЗ по химии класс Габриелян есть и четыре контрольные, ГДЗ Химия класс Габриелян Учебник Запросы, похожие на гдз по химии в учебнике химия класс габриелян гдз гдз по химии класс кузнецова химия класс габриелян читать гдз по химии класс габриелян учебник по химии класс габриелян читать гдз по химии класс габриелян зеленый учебник гдз по химии класс учебник рудзитис химия класс габриелян учебник ответы След Войти Версия Поиска Мобильная Полная Конфиденциальность Условия Настройки Отзыв Справка

ГДЗ по химии — Решение контрольных и самостоятельных работ но химиии за 8-9 классы к пособию Дидактические материалы но химиии для 8-9 класса А. М. Радецкий, В.П. Горшкова…
58 Глава V. Обобщение сведений о важнейших классах неорганических соединений. ГДЗ по Химии за 9 класс Рудзитис Г.Е.
Бесплатно гдз 8 класс гдз 7 класс гдз 5 класс гдз без смс Ответы гдз 6 класс гдз бесплатно Английский язык гдз скачать алгебра егэ бесплатно гдз 9 класс химия…
…channel-muflomentidescarg ar_utorrent_windows_xp_espaol descargar_utorrent_windows_xp_espaol,: ((, https:disqus.comhomechannelhyatrafmentzigdiscussionchannel-hyatrafmentzig 55faeecffbec49f086590bf5d8de5b0a referat_na_temu_kislotnye_dozhdi_po_khimii…
Пенсия и выплаты военным. ГДЗ по химии для 8 классов. Растворимость веществ в воде. Надо подождать несколько дней, чтобы в прокипяченной воде растворился кислород из воздуха.
Information about Affina.bestpersons.ru website. Thursday, 9 February 2017, 03:59. Add site , New sites , Terms of service , Privacy policy , Links , Contact Thumbnails powered by Thumbshots.
Категория: ГДЗ по Химии Просмотров: 6583 Добавил: Snaik Теги: 9 класс , решебник по химии , ответы по химии , решебник , гдз за 9 класс , gdz , Химия , ГДЗ , гдз по химии , готовая домашняя. ..
…2013, OOO, https:imgur.comaHoVfu Uchebnik po khimii za 8 klass rudzitis, 80303, https:imgur.comaHy0LB Geny 2 klassa, zxyt, https:imgur.comaIX8Hs Gdz…
ГДЗ ответы на вопросы учебника по географии 7 класс Домогацких часть 1, 2 ФГОС решебник от Путина. Воздушные массы и климатические пояса 9.

Размышляя о химических реакциях | Химические реакции

Обзор главы

1 неделя

Эта глава основывается на введении в химические уравнения, приведенном в главах 1 и 3 Gr. 8 Материя и материалы.

На этом этапе учащиеся должны знать, что атомы перестраиваются во время химической реакции. Атомы не меняются; изменяется только их расположение по отношению друг к другу.

Учащиеся познакомились с диаграммами частиц в Gr. 8, и этот навык будет дополнительно усилен в этой главе. Мы попытались познакомить учащихся с идеей, что химические реакции можно рассматривать по-разному. В конечном итоге они должны уметь писать химические уравнения, но это очень сложный навык. Начиная со словесных уравнений и переходя к субмикроскопическим представлениям (графические уравнения) перед переводом последнего в символический формат (химические уравнения), мы надеемся построить / поддержать изучение химических уравнений, а также развить способность учащихся представлять события на субмикроскопическая шкала.

2.1 Размышление о химических уравнениях (0,5 часа)

Задачи

Навыки

Рекомендация

Упражнение: Рисование воды

Рисунок

Дополнительно (рекомендуется)

2. 2 Как мы представляем химические уравнения? (1 час)

Задачи

Навыки

Рекомендация

Упражнение: Определение различных типов уравнений

Идентификация, сортировка и классификация, интерпретация

Дополнительно (рекомендуется)

2.3 Сбалансированные уравнения (1,5 часа)

Задачи

Навыки

Рекомендация

Активность: Когда реакция уравновешивается?

Устный перевод, написание формул, уравнения баланса

Дополнительно (рекомендуется)

Активность: Сжигание магния в кислороде

Устный перевод, написание формул, уравнения баланса

CAPS рекомендуется

Активность: Железо реагирует с кислородом

Устный перевод, написание формул, уравновешивание уравнений, сравнение

CAPS рекомендуется

Активность: Медь реагирует с кислородом

Устный перевод, написание формул, уравнения баланса, сравнение, рисование

CAPS рекомендуется

в гр. 8 Материя и материалы мы узнали о химических реакциях впервые. Можете ли вы вспомнить основные идеи о химических реакциях? Вот они снова:

В этой главе мы собираемся развить эти идеи. Мы сосредоточимся на двух вещах:

Это подготовит нас к следующим главам, в которых мы будем рассматривать различные типы химических реакций.

Однако, прежде чем мы перейдем к химическим реакциям, важно напомнить себе о различных способах, которыми мы до сих пор думали о химических соединениях.В следующем разделе будет показано, как все они сочетаются друг с другом.

Размышляя о химических реакциях

  • облигация
  • реагент
  • товар
  • химическая реакция
  • макроскопический
  • субмикроскопический
  • символический

Ученые учатся думать о соединениях на трех разных уровнях:

  • макроскопический
  • микроскопический
  • субмикроскопический

Как молодой ученый, вы уже познакомились с этим типом мышления. Эти три уровня можно также рассматривать как три разных способа представления соединений. Следующее упражнение поможет вам понять, что это значит.

ИНСТРУКЦИЯ:

Инструкция к этому занятию очень проста: нарисуйте изображение воды. Вы можете использовать место ниже для своего рисунка.

Не давать никаких дальнейших инструкций, но разрешить учащимся интерпретировать вопрос так, как они хотят.Попросите учащихся показать свои работы. Некоторые могут нарисовать пейзаж с водой (плотину или реку), а другие могут нарисовать стакан или подобный сосуд с прозрачной бесцветной жидкостью внутри. Возможно, один или два нарисуют молекулу воды или химическую формулу воды. Попросите учащихся перерисовать свои картинки на доске.

Ваш рисунок может выглядеть как на одной из схем ниже. Все они представляют воду. Но какой из них правильный?

Все они правильные!

Три диаграммы, представленные выше, представляют воду, но они сильно отличаются друг от друга.Мы говорим, что это три разных представления одного и того же, а именно воды.

На следующей диаграмме показано, как три представления сочетаются друг с другом.

Молекула воды в правом верхнем углу показывает, как могла бы выглядеть частица воды (i). Мы не можем видеть частицы воды нашими глазами, поэтому мы должны их вообразить. Вот почему молекула воды находится внутри мысленного пузыря. Мы называем это субмикроскопическим представлением .

Субмикроскопический означает «меньше микроскопического» или «слишком маленький, чтобы увидеть его в микроскоп». Иногда полезно думать, что это то, что мы бы увидели, если бы у нас были специальные «субмикроскопические очки», чтобы «видеть» на атомном уровне!

Стакан с водой показывает, как выглядит вода для наших глаз (ii). Мы называем это макроскопическим представлением , потому что оно наблюдаемо.Это означает, что его можно наблюдать с помощью наших органов чувств, таких как зрение, осязание, слух, вкус или осязание.

В химической формуле слева используются химические символы для обозначения воды (iii). Мы узнали, что химические формулы состоят из символов элементов. Мы можем думать о химических символах и формулах как о химическом «языке», потому что они рассказывают историю. «История», рассказываемая формулой H 2 O, состоит в том, что молекула воды состоит из двух атомов H и одного атома O.Формула «H 2 O» представляет собой символическое представление .

Опытные ученые могут легко перемещаться между этими тремя уровнями. Они могут мысленно переводить символический язык химических формул в субмикроскопические картинки. Это то, что мы будем практиковать в этой главе.

Прежде чем двигаться дальше, попробуйте другой пример, где вы рисуете 3 разных уровня углекислого газа в пространстве ниже. обозначьте каждый уровень.

Учащиеся могут нарисовать закрытый сосуд с прозрачным газом для макроскопического представления. Они должны написать формулу CO 2 для символического представления. Они должны нарисовать молекулу углекислого газа для субмикроскопического представления следующим образом:

Самый маленький в мире фильм, сделанный с использованием атомов и как его создали ученые

Как мы представляем химические реакции?

  • химическое уравнение
  • коэффициент
  • индекс

Как бы вы определили химическую реакцию? Запишите несколько своих идей.Следующие слова могут помочь вам сформулировать предложения.

реагенты, продукты, связи, перегруппированные, атомы, молекулы, новые соединения



Попросите учащихся сначала сделать заметки и описать, что, по их мнению, представляет собой химическая реакция. Вы даже можете просто задать им вопрос и получить их определения.

Химическая реакция — это перегруппировка атомов, при которой одно или несколько соединений превращаются в новые соединения.

Все химические реакции могут быть представлены уравнениями и моделями. Некоторым людям химические уравнения могут показаться очень трудными для понимания. Поскольку атомы и молекулы не видны, их нужно вообразить, а это может быть довольно сложно! К счастью, у нас была некоторая подготовка, потому что мы рисовали молекулы со времен Gr. 7.

Каждый раз, когда атомы отделяются друг от друга и рекомбинируют в различные комбинации атомов, мы говорим, что произошла химическая реакция.Никакие атомы не теряются и не приобретаются, они просто меняются местами.

1. Словесные уравнения

В математических уравнениях мы используем знак равенства (=), например 2 + 2 = 4, но в уравнениях научной химии мы используем стрелку (→), например C + O 2 → CO 2 .

Когда мы представляем химическую реакцию словами, мы записываем словесное уравнение . Например, когда газообразный водород реагирует с газообразным кислородом с образованием воды, мы можем записать словесное уравнение реакции следующим образом:

водород + кислород → вода

Слева от стрелки у нас есть ситуация «до».Эта сторона представляет вещества, которые у нас есть до реакции. Их называют реагентами . Каковы реагенты этой реакции?


Реагенты: водород и кислород.

Справа от стрелки — ситуация «после». Эта сторона представляет собой вещества, которые у нас есть после того, как реакция произошла. Они называются товарами . Что является продуктом этой реакции?


2.Уравнения изображения

Та же самая реакция водорода с кислородом может быть представлена ​​на рисунках, называемых субмикроскопическими диаграммами. На диаграмме ниже показано, что атомы в двух молекулах водорода (H 2 ) и одной молекуле кислорода (O 2 ) слева перегруппировываются, образуя две молекулы воды (H 2 O) справа от стрелки. . Атомы водорода — белые кружки, а атомы кислорода — красные кружки.

Что это за представление: макроскопическое, субмикроскопическое или символическое?


Субмикроскопический, потому что показывает частицы.

Теперь мы собираемся преобразовать нашу субмикроскопическую картинку в символикон:

Что является продуктом указанной выше реакции? Каковы реагенты указанной выше реакции? Напишите их формулы.


Продукт — H 2 O. Реагенты — H 2 и O 2 .

3. Химические уравнения

Когда мы представляем химическую реакцию в виде химических формул (символов), это называется химическим уравнением .Химическое уравнение вышеуказанной реакции будет следующим:

2 H 2 + O 2 → 2 H 2 O

Что это за представление: макроскопическое, субмикроскопическое или символическое?

Символьный, потому что в нем используются формулы (символы).

У нас остались реагенты слева и продукты справа.

ИНСТРУКЦИЯ:

Заполните следующую таблицу, указав различные типы уравнений, которые были показаны, а именно словесные, графические или химические уравнения.

Уравнение

Тип уравнения

углекислый газ + вода → глюкоза + кислород

Fe + O 2 → Fe 2 O 3

C 6 H 12 O 6 + 6O 2 → 6CO 2 + 6H 2 O

Уравнение

Тип уравнения

Уравнение изображения

углекислый газ + вода → глюкоза + кислород

Словесное уравнение

Fe + O 2 → Fe 2 O 3

Символьное / химическое уравнение

Уравнение изображения

C 6 H 12 O 6 + 6O 2 → 6CO 2 + 6H 2 O

Символьное / химическое уравнение

ВОПРОСЫ:

Какой процесс представляет собой уравнение углекислый газ + вода → глюкоза + кислород?


Какой процесс представляет уравнение C 6 H 12 O 6 + 6O 2 → 6CO 2 + 6H 2 O?


Если вы посмотрите на уравнение реакции выше, вы заметите два вида чисел:

Коэффициенты и индексы означают разные вещи, как вы увидите в следующем разделе.

Коэффициенты и индексы в химических уравнениях

Почему в химическом уравнении воды перед формулой воды (H 2 O) стоит цифра 2? Это связано с тем, что в нашей реакции две молекулы H 2 O могут быть образованы из двух молекул H 2 и одной молекулы O 2 .

Числа перед формулами в химическом уравнении называются коэффициентами .Они представляют собой количество отдельных молекул, находящихся в химической реакции.

Вы заметите, что O 2 не имеет коэффициента в приведенной выше реакции. Отсутствие коэффициента означает, что в реакции принимает участие всего одна молекула этого вещества.

В предыдущей главе мы узнали, как интерпретировать химические формулы. Когда мы читаем формулу, индексы говорят нам, сколько атомов определенного элемента находится в одной молекуле этого соединения.

Сбалансированные уравнения

  • сбалансированное
  • химическая формула
  • ржавчина
  • потускнение

Теперь мы собираемся узнать, что означает, когда реакция сбалансирована . Вот снова наша субмикроскопическая картина.

Когда учащиеся рисуют двухатомную молекулу, два атома должны находиться на и касаться , чтобы показать, что они химически связаны, иначе это неверно.

Подсчитайте, сколько атомов H находится в левой части реакции. Сколько справа?


Четыре атома H слева и четыре атома H справа.

Подсчитайте, сколько атомов O находится в левой части реакции. Сколько справа?


Два атома O слева и два атома O справа.

Вы заметили, что количество и типы атомов одинаковы слева и справа от реакции? Реагенты содержат четыре атома H и два атома O.Продукты содержат четыре атома H и два атома O.

Когда это верно для уравнения реакции, мы говорим, что уравнение сбалансированное .

ИНСТРУКЦИЯ:

  1. Изучите приведенное ниже уравнение. Черные атомы — это углерод (C), а красные — кислород (O). Они не всегда будут этого цвета — это просто представление.
  2. Ответьте на следующие вопросы.

ВОПРОСЫ:

Что это за представление: макроскопическое, субмикроскопическое или символическое?


Субмикроскопический, потому что показывает частицы.

Напишите символическое представление (химическое уравнение) указанной выше реакции.


Напишите формулы реагентов этой реакции.


Напишите формулу продукта реакции.


Подсчитайте, сколько атомов углерода находится в левой части реакции.Сколько справа?


Один атом C слева и один атом C справа.

Подсчитайте, сколько атомов O находится в левой части реакции. Сколько справа?


Два атома O слева и два атома O справа.

Уравновешена ли реакция? Почему ты так говоришь?



Да, реакция уравновешена, потому что равное количество атомов одного и того же типа находится по обе стороны уравнения реакции.

Теперь, когда мы знаем, как распознать сбалансированное уравнение, мы собираемся научиться балансировать его!

Что такое сбалансированное уравнение? Запишите собственное определение.



Либо попросите учащихся записать свои собственные определения, а затем зачитать их классу, либо они могут просто предложить ответы. Вы можете научить учащихся начать с: Мы говорим, что уравнение сбалансировано, когда … Возможный ответ: «Мы говорим, что реакция сбалансирована, когда общее количество и типы атомов в реагентах равны таковым в продуктах».

Мы собираемся использовать несколько примеров реальных реакций, чтобы научиться балансировать уравнения.В следующих главах мы увидим, как эти реакции выглядят в реальной жизни, а пока мы просто сосредоточимся на том, как уравновесить уравнения.

Магниевые хлопья часто используются в некоторых фейерверках, таких как бенгальские огни, потому что, когда они горят, они создают яркие мерцающие искры.

Когда металлический магний горит в кислороде, мы можем написать следующее словесное уравнение для реакции, которая происходит между этими двумя элементами:

магний + кислород → оксид магния

Магниевые хлопья горят в кислороде в бенгальском огне.http://www.flickr.com/photos/derekskey/321

93/

ВОПРОСЫ:

Какие реагенты реакции?


Реагенты: магний и кислород.

Продукт — оксид магния.

Мы можем преобразовать слово уравнение в химическое уравнение:

Mg + O 2 → MgO

Что это за представление: макроскопическое, субмикроскопическое или символическое?


Символьный, потому что в нем используются формулы (символы).

Уравнено ли уравнение? Если вы не уверены, посчитайте количество атомов каждого типа слева и справа. Возможно, это поможет взглянуть на субмикроскопическое изображение (диаграмму частиц) реакции:

Вы можете записать свои результаты в таблицу ниже:

Число атомов

Реагенты

Продукты

мг

O

Число атомов

Реагенты

Продукты

мг

1

1

O

2

1

Каков ваш вывод: сбалансировано ли уравнение? Поясните свой ответ.



Нет, уравнение не сбалансировано, потому что количество атомов в реагентах и ​​продуктах неодинаково.

Итак, как мы можем сбалансировать уравнение, описывающее горение магния в кислороде? При уравновешивании реакций есть одно простое правило:

Вы можете добавлять только те соединения, которые уже присутствуют в уравнении.Это означает, что можно изменять только коэффициенты, но не индексы!

Попробуем несколько альтернативных решений. Помогло бы добавить атом О справа, вот так?

Теперь атомы O сбалансированы по обе стороны уравнения, но справа больше нет MgO. Мы изменили формулу справа на MgO 2 . Это означает, что мы изменили индекс в формуле. Вы не можете изменить формулу соединения при балансировке химических уравнений.

Спросите учащихся, почему это запрещено. MgO — это то же самое, что MgO 2 ? Напомните им предыдущий пример с H 2 O и H 2 O 2 , которые не были одним и тем же соединением. MgO и MgO 2 не могут быть одним и тем же соединением, потому что у них разные химические формулы. Соотношение атомов Mg и O в двух соединениях разное. (Соединение MgO 2 даже не существует, но вам не нужно вдаваться в подробности.)

Добавление отдельных атомов к любой части уравнения также запрещено. Это означает, что следующее уравнение также неверно:

Помните, что мы можем использовать только химические формулы, которые уже есть в уравнении. Нам нужны два MgO справа, чтобы уравновесить два O в O 2 . Нам также нужны два Mg слева, чтобы уравновесить два MgO справа.

Можете ли вы составить это уравнение с помощью шариков из пластилина или бусинок? Когда вы конвертируете «реагенты» пластилина в «продукты», остаются ли после этого неиспользованные «атомы»?


Нет, нет.Предложите учащимся выполнить это задание и потренируйтесь составлять уравнение, используя сбалансированное количество атомов.

А теперь давайте сделаем еще один шаг. Мы собираемся преобразовать наше сбалансированное уравнение для субмикроскопии в символическое химическое уравнение. Напишите сбалансированное уравнение горения магния в кислороде с образованием оксида магния.


Запишите это на доске и еще раз объясните, как уравновешивается уравнение:

2 Mg + O 2 → 2 MgO

Вот несколько важных правил уравновешивания химических уравнений:

  • Когда мы уравновешиваем уравнения реакции, мы можем добавлять коэффициенты ТОЛЬКО к химическим формулам, которые уже есть в уравнении.
  • Мы НЕ можем изменять химические формулы любых реагентов или продуктов, изменяя индексы в формуле.
  • НЕЛЬЗЯ добавлять другие реагенты или продукты. Это включает добавление отдельных атомов любого из элементов, уже включенных в уравнение реакции.
  • Мы НЕ можем удалять реагенты или продукты.

Теперь мы готовы попрактиковаться в балансировании других уравнений реакции.

Когда железо ржавеет, это происходит потому, что металлическое железо реагирует с кислородом воздуха с образованием оксида железа.

Старая машина с ржавчиной на капоте. http://www.flickr.com/photos/dok1/3513263469/
Фото ржавой бочки крупным планом. http://www.flickr.com/photos/jeua/7217824700/

Слово уравнение имеет следующий вид:

железо + кислород → оксид железа

Химическое уравнение имеет следующий вид:

Fe + O 2 → Fe 2 O 3

Уравнено ли уравнение? Нарисуйте картинку под микроскопом, чтобы помочь вам определиться.

Схема

ученика должна выглядеть так. Им может быть сложно преобразовать уравнения в диаграммы. Помогите им интерпретировать формулы следующим образом: Fe само по себе означает, что существует только один атом железа (Fe). O 2 означает, что должны быть два атома O, связанные, чтобы образовать молекулу. Fe 2 O 3 означает, что два атома Fe и три атома O сгруппированы вместе.

Цвета не важны, если все атомы одного и того же элемента имеют одинаковый цвет.Расположение атомов в «кластере» Fe 2 O 3 также не имеет значения. Поскольку Fe 2 O 3 является ионным соединением, мы обычно не будем говорить о «молекуле» Fe 2 O 3 . Как и все другие ионные соединения, он состоит из больших кластеров ионов Fe3 + и O 2 — в регулярной кристаллической упаковке, которая простирается в трех измерениях, во многом подобно ионной решетке NaCl на рисунке ниже (также показанном в главе 1).

Не рекомендуется упоминать здесь эту информацию, так как она скорее запутает учащихся на данном этапе, чем улучшит их понимание уравновешивающих уравнений.

Вы также можете использовать таблицу, подобную приведенной ниже:

Число атомов

Реагенты

Продукты

Fe

O

Число атомов

Реагенты

Продукты

Fe

1

2

O

2

3

Ваш вердикт: уравнение сбалансировано? Поясните свой ответ.



Нет, уравнение не сбалансировано, потому что количество атомов в реагентах и ​​продуктах неодинаково.

Как мы могли сбалансировать реакцию? Ниже приведены три возможности (планы A, B и C). Вы должны оценить каждый план и сказать, разрешен он или нет.

План А

Внесены изменения

Разрешено ли это изменение? Да нет?

Причина

Добавьте один атом Fe на стороне реагента.

Замените O 2 на O 3 на стороне реагента в уравнении.

Внесены изменения

Разрешено ли это изменение? Да нет?

Причина

Добавьте один атом Fe на стороне реагента.

Есть

Атом Fe уже является реагентом.

Замените O 2 на O 3 на стороне реагента в уравнении.

Изменения формул не допускаются.

Преобразуйте уравнение изображения выше в химическое уравнение.


Изменились ли какие-то коэффициенты? Помните, что это разрешено.


Изменились ли какие-либо формулы или были добавлены новые формулы? Помните, что это ЗАПРЕЩЕНО.


Как вы думаете: сработает ли этот план? Поясните свой ответ.


Нет, потому что формула была изменена.

План Б

Внесены изменения

Разрешено ли это изменение? Да нет?

Причина

Добавьте один атом Fe на стороне реагента.

Добавьте один атом кислорода на стороне реагента.

Внесены изменения

Разрешено ли это изменение? Да нет?

Причина

Добавьте один атом Fe на стороне реагента.

Есть

Атом Fe уже является реагентом.

Добавьте один атом кислорода на стороне реагента.

Добавление отдельных атомов не допускается, если они уже не находятся в реакции КАК ОДИНОЧНЫЕ АТОМЫ.

Преобразуйте уравнение изображения в химическое уравнение.


Изменились ли какие-то коэффициенты? Помните, что это разрешено.


Изменились ли какие-либо формулы или были добавлены новые формулы? Помните, что это ЗАПРЕЩЕНО.


Как вы думаете: сработает ли этот план? Объясните, почему да или почему нет.


Нет, потому что добавлять формулы нельзя.

Plan C

Внесены изменения

Разрешено ли это изменение? Да нет?

Причина

Добавьте три атома Fe на стороне реагента.

Добавьте две молекулы O 2 на стороне реагента.

Добавьте один Fe 2 O 3 на стороне продукта.

Внесены изменения

Разрешено ли это изменение? Да нет?

Причина

Добавьте три атома Fe на стороне реагента.

Есть

Атом Fe уже является реагентом.

Добавьте две молекулы O 2 на стороне реагента.

Есть

Молекула O 2 уже является реагентом.

Добавьте один Fe 2 O 3 на стороне продукта.

Есть

Fe 2 O 3 уже является продуктом.

Преобразуйте уравнение изображения в химическое уравнение.


Изменились ли какие-то коэффициенты? Помните, что это разрешено.


Изменились ли какие-либо формулы или были добавлены новые формулы? Помните, что это ЗАПРЕЩЕНО.


Как вы думаете: сработает ли этот план? Объясните, почему да или почему нет.


Да, потому что ни одно из правил балансировки уравнений не было нарушено.

Какой из трех планов (A, B или C) помог нам сбалансировать уравнение, используя только разрешенные ходы?


Есть ли какие-то другие планы, которые вы могли бы придумать, чтобы сбалансировать это уравнение?



Следует поощрять учащихся к использованию других возможностей.Они должны прийти к выводу, что реакция, предложенная в Плане C, является единственно правильной.

В следующем упражнении мы сбалансируем уравнение, которое намного проще, но мы не собираемся включать все объяснения предыдущего упражнения.

Вы когда-нибудь замечали, как изделия из меди со временем тускнеют?

Одна из этих медных монет потускнела, так как покрылась черным веществом.http://www.flickr.com/photos/dno1967b/69965

/

Этот темный слой потускнения является результатом медленной реакции между медью и кислородом с образованием оксида меди.

ВОПРОСЫ:

Напишите словесное уравнение для этой реакции. Все слова находятся в предложении выше, их просто нужно разместить в правильных местах.

Учащиеся должны заполнить ответы следующим образом:

Преобразуйте словесное уравнение в химическое уравнение.Пока не нужно балансировать.

Преобразуйте химическое уравнение в графическое уравнение. Это не обязательно должно быть сбалансировано.

Рисунок ученика должен выглядеть следующим образом. Цвета не обязательно должны быть такими, как показано здесь, но они должны показывать разницу между различными элементами.Если у учащихся нет карандашей разного цвета, они также могут использовать разные шаблоны, чтобы различать разные атомы.

Теперь перерисуйте уравнение изображения, чтобы оно было сбалансированным. Помните, что нельзя добавлять «новые» соединения; нам разрешено рисовать только те молекулы, которые уже есть.

преобразовать сбалансированное уравнение изображения в сбалансированное химическое уравнение.

В следующих главах будет больше возможностей писать и уравновешивать химические уравнения.

Естественные науки 9 класс

Элементы и соединения

  • Соединение
  • кристаллическая решетка
  • элемент
  • двухатомный
  • молекула

Этот первый раздел представляет собой пересмотр того, что учащиеся должны были изучить в предыдущих классах.Он занимает несколько страниц, но в основном представляет собой исправленную версию и был включен в качестве справочного материала для учащихся. В зависимости от вашего класса вам нужно будет решить, сколько времени вам нужно посвятить пересмотру этих тем или попросите учащихся прочитать содержание и завершить задание в конце.

Можете ли вы вспомнить, что узнали о соединениях в гр. 8 Материя и материалы? Мы начнем эту главу с обобщения и пересмотра некоторых основных идей о элементах и соединениях из Gr.7 и 8. Это должно помочь нам связать новые идеи в этой главе с тем, что мы уже знаем.

Частицы, входящие в состав соединений

Учащиеся должны знать, что соединения могут иметь два типа структур, а именно молекулы и решетки:

  1. Когда соединение полностью состоит из неметаллов (например, CO 2 , H 2 O или NH 3 ), наименьшей единицей этого соединения будет молекула.
  2. Однако, когда соединение состоит из металла и неметалла (например, NaCl или CuO), тип связи в соединении отличается.Во время связывания атомы металла и неметалла обмениваются электронами с образованием ионов. Из-за притяжения противоположных зарядов эти ионы объединяются в огромные трехмерные кристаллы или решетки, а не образуют простые молекулы.

В этот раздел мы включили краткое упоминание кристаллических решеток, чтобы впоследствии избежать неправильного представления о том, что NaCl и другие ионные соединения состоят из молекул. Учащиеся должны знать, что NaCl, например, состоит из регулярного расположения атомов натрия и хлорида, объединенных в соотношении 1: 1, упакованных в кристаллическую структуру.

Частицы соединения всегда состоят из двух или более атомов. В области физических наук Gr. 10 вы узнаете, что эти атомы объединяются по-разному. В некоторых случаях они могут образовывать молекул . Возможно, вы помните, что «молекула» — это слово, которое ученые используют для обозначения кластера атомов, которые соединяются определенным образом. Другие соединения состоят из атомов, которые расположены в правильном порядке, который называется кристаллической решеткой .

Молекулы соединения всегда состоят из двух или более атомов разных типов, как молекулы воды на следующей диаграмме.

Молекулы воды.

Соединения, образующие кристаллическую решетку, состоят из множества атомов, но всегда соединяются в фиксированном соотношении. Например, в хлориде натрия (поваренная соль) на каждый атом натрия в кристалле приходится один атом хлора. Самая маленькая «единица», которая повторяется в кристалле, состоит из одного Na и одного Cl. Формула NaCl представляет собой одну «формульную единицу» NaCl.

Кристаллическая решетка хлорида натрия, состоящая из атомов натрия (фиолетовый) и хлорида (зеленый) в фиксированном соотношении.

Из приведенной выше диаграммы молекул воды и решетки хлорида натрия мы видим, что соединение — это не просто смесь элементов. Смесь элементов водорода и кислорода будет выглядеть так:

Смесь молекул водорода и кислорода.

Почему на диаграмме выше атомы водорода и кислорода спарены? Прежде чем мы ответим на этот вопрос, сделаем важное напоминание: элементы состоят только из одного вида атомов.

Некоторые элементы существуют в виде двухатомных молекул, например, на диаграмме справа внизу и молекулы водорода и кислорода на диаграмме «смеси» выше.Наиболее важными примерами двухатомных молекул являются H 2 , N 2 , O 2 , F 2 , Cl 2 , Br 2 и I 2 . Двухатомный означает «состоящий из двух атомов ».

Некоторые элементы существуют в виде двухатомных молекул.

Вы видите, что все молекулы воды на диаграмме выше идентичны? Это подводит нас к следующему вопросу о соединениях.

Атомы в молекулах и решетках объединены в фиксированном соотношении

В воде, например, один атом кислорода (O) соединился с двумя атомами водорода (H).В этом отношении все молекулы воды абсолютно одинаковы.

Все молекулы воды состоят из одного атома O и двух атомов H, что придает воде ее особые свойства.

Любая другая комбинация атомов водорода и кислорода НЕ была бы водой. Например, перекись водорода состоит из тех же элементов, что и вода (водород и кислород), но соотношение другое: два атома кислорода объединились с двумя атомами водорода.

Молекула перекиси водорода состоит из двух атомов O и двух атомов H.Это придает воде другие свойства перекиси водорода.
В кристаллической решетке черного оксида железа на каждый атом кислорода (O) приходится один атом железа (Fe).

Следующий важный момент, касающийся соединений, заключается в следующем.

Каждое соединение имеет уникальное название и формулу

Вода может быть представлена ​​формулой H 2 O. Формула говорит нам, что два атома водорода (H) соединены с одним атомом кислорода (O) в молекуле воды.

Какая формула перекиси водорода? Вы можете вспомнить название соединения с формулой CO 2 ? Не забывайте делать заметки, когда обсуждаете вещи в классе!


Формула перекиси водорода H 2 O 2 .Формула CO 2 — диоксид углерода.

Какая формула представляет одну «формульную единицу» типа оксида железа на предыдущей диаграмме?


Атомы в соединении удерживаются вместе химическими связями

  • химическая связь
  • реагент
  • товар
  • химическая формула

Что удерживает вместе кластеры атомов, которые мы называем молекулами? Когда атомы объединяются в молекулы, они делают это потому, что испытывают силу притяжения между собой.Силы, удерживающие атомы вместе, называются химическими связями .

Далее нам нужно напомнить, откуда берутся соединения.

Соединения образуются в ходе химических реакций

Во всех химических реакциях атомы в молекулах перестраиваются, образуя новые молекулы. Вот как образуются соединения: атомы в одном наборе соединений разделяются, когда связи между ними разрываются, и они перестраиваются в новые группы по мере образования новых связей. Когда это происходит, мы говорим, что произошла химическая реакция.Взгляните на следующую иллюстрацию.

В приведенном выше примере элементы слева от стрелки называются реагентами . Они перестроились, чтобы образовать новое соединение. Это называется продуктом и отображается справа от стрелки.

Вы можете описать, что случилось с атомами и связями в этой реакции? Обсудите, какая связь разорвалась, какие образовались и как атомы перестроились в ходе реакции.



Обсудите это со своим классом.Поощряйте их делать записи во время обсуждения.

  • Связь между двумя красными атомами разорвана.
  • Черный атом двигался между двумя красными атомами.
  • Образовались две новые связи: между черным атомом и каждым из двух красных атомов.

Последний аспект соединений, который мы узнали в Гр. 8 заключается в том, что каждое соединение может быть представлено уникальной химической формулой:

Соединение имеет химическую формулу

Сравните формулу воды с диаграммой молекулы воды, которую вы видели ранее.Вы можете установить связь?

Химическая формула соединения одинакова для всех молекул этого соединения. Когда мы читаем формулу, нижние индексы говорят нам, сколько атомов определенного элемента находится в одной молекуле этого соединения:

Когда мы пишем H 2 O, мы на самом деле имеем в виду H 2 O 1 . Согласно соглашению, мы не используем 1 в качестве индекса в формулах, поэтому первая формула является правильной. Это означает, что на 1 кислород приходится 2 атома водорода.Это тоже соотношение, которое можно записать как 2: 1. В следующем упражнении мы попрактикуемся в написании формул.

ИНСТРУКЦИЯ:

  1. В следующей таблице названия некоторых чистых веществ приведены в левом столбце. В среднем столбце указано, из чего состоит одна молекула каждого соединения.
  2. Вы должны использовать эту информацию, чтобы написать формулу каждого соединения в последнем столбце справа.
  3. Первая строка заполнена за вас, так что у вас есть пример:
  4. В 1-й графе указано название: вода
  5. Колонка 2: одна молекула воды содержит два атома H и один атом O.
  6. Столбец 3: Из информации во втором столбце мы можем записать формулу: H 2 O

Название вещества

Из чего оно сделано?

Химическая формула

вода

2 атома H и 1 атом O

H 2 O

диоксид углерода

атом и 2 атома O

аммиак

1 атом N и 3 атома H

метан

1 атом C и 4 атома H

1 атом C и 4 атома H

Название вещества

Из чего оно сделано?

Химическая формула

вода

2 атома H и 1 атом O

H 2 O

диоксид углерода

атом и 2 атома O

CO 2

аммиак

1 атом N и 3 атома H

NH 3

метан

CH 4

ВОПРОСЫ:

Что скрепляет атомы в соединении?


Химическая связь удерживает атомы вместе.

На следующей диаграмме показано, как углерод и кислород реагируют с образованием диоксида углерода.

Каковы реагенты и каков продукт в этой реакции? Напишите эти имена на диаграмме.


реагентами являются углерод (серый кружок) и кислород (красные кружки), а продуктом является диоксид углерода.

Почему кислород представлен двумя кружками вместе?



Каждый из двух кружков представляет атом кислорода, поскольку кислород представляет собой двухатомную молекулу, что означает, что он существует в виде двух атомов кислорода, связанных вместе в двухатомных молекулах.

Оксид магния имеет формулу MgO. что это соотношение говорит нам об атомах в соединении?


Это означает, что на каждый 1 атом магния приходится 1 атом кислорода, соединенный с ним химической связью.

Теперь, когда мы освежили нашу память, мы собираемся вернуться к таблице, которую ученые используют для систематизации своих знаний об элементах. Вы можете вспомнить, как это называется?

Периодическая таблица

Первая часть этого раздела — это пересмотр того, что учащиеся должны были изучить в предыдущих классах.

  • Периодическая таблица
  • символ (или символ элемента)
  • атомный номер
  • уникальный

Мы впервые столкнулись с Периодической таблицей в Gr. 7. Вот краткое изложение того, что мы уже знаем:

  1. Все известные элементы можно расположить в таблице, называемой Периодической таблицей.
  2. Открытия многих ученых на протяжении многих лет внесли свой вклад в информацию в Периодической таблице, но версия таблицы, которую мы используем сегодня, была первоначально предложена Дмитрием Менделеевым в 1800-х годах.
  3. Каждый элемент занимает фиксированную позицию в Периодической таблице. Элементы расположены в порядке возрастания атомного номера, при этом самый легкий элемент (водород: H) находится в верхнем левом углу.
  4. Положение элемента в Периодической таблице указывает нам, является ли он металлом, неметаллом или полуметаллом.
    1. металлов найдено в левой части таблицы;
    2. неметаллов находятся в дальнем правом углу таблицы; и
    3. полуметаллов находятся в области между металлами и неметаллами.
  5. Элемент можно идентифицировать 3 различными способами:
    1. каждый элемент имеет уникальное имя;
    2. каждый элемент имеет уникальный химический символ; и
    3. каждый элемент имеет уникальный атомный номер.
  6. Металлы обычно блестящие, пластичные и податливые. Большинство из них являются твердыми веществами при комнатной температуре и имеют высокие температуры плавления и кипения.
  7. Неметаллы могут быть твердыми, жидкостями или газами при комнатной температуре. У них есть множество свойств, которые обычно зависят от состояния, в котором они находятся.
  8. Все полуметаллы являются твердыми телами при комнатной температуре. Обычно они обладают сочетанием металлических и неметаллических свойств.

Мы узнали о происхождении Периодической таблицы в Gr. 7. Давайте также пересмотрим то, что мы узнали тогда, чтобы у нас была прочная основа для нашего нового обучения.

Периодическая таблица — это в основном диаграмма, которую ученые используют для перечисления известных элементов. Таблица состоит из отдельных плиток для каждого из элементов. Какую информацию мы можем найти в Периодической таблице? Об этом весь следующий раздел.

Какую информацию мы можем найти в Периодической таблице?

Информация, которая чаще всего появляется на каждой плитке Периодической таблицы, следующая:

  • Химический знак; и
  • Атомный номер

На схеме ниже показан пример одной из плиток Периодической таблицы. Можете ли вы определить элемент, который он представляет? Сколько протонов в его атомах?



C — углерод. В нем 6 протонов (обозначено атомным номером).

Пример одной из плиток Периодической таблицы

Атомный номер (Z) обычно пишется вверху каждой плитки для элемента в Периодической таблице, а большее атомное массовое число (A) пишется внизу каждой плитки.

На внутренней стороне обложки ваших рабочих тетрадей напечатана большая версия Периодической таблицы, к которой вы можете легко обратиться.

Существуют разные версии Периодической таблицы, каждая из которых может содержать различную информацию об элементах.Можете ли вы определить, какая информация предоставляется об элементах в следующей таблице?


Таблица содержит только химический символ и атомный номер каждого элемента.

В следующей периодической таблице показаны только символы элементов.

Другие версии Периодической таблицы могут содержать дополнительную информацию, например:

  • Имя элемента; и / или
  • Атомная масса, обычно указываемая внизу каждой плитки для элемента.

На схемах ниже показаны примеры того, как иногда представляется эта информация.

На этой плитке отображается информация об элементе медь.

Интерактивный сайт Периодической таблицы Менделеева. Щелкните каждый элемент, чтобы просмотреть много интересной информации о нем http://www.chemicool.com/

Как элементы расположены в Периодической таблице?

  • металл
  • неметалл
  • полуметалл
  • группа
  • период
  • электронов
  • нейтронов
  • протонов

Мы узнали, что элементы Периодической таблицы расположены очень специфическим образом.

Элементы расположены в порядке возрастания атомного номера. Элемент с наименьшим атомным номером — водород (H: атомный номер = 1) находится в верхнем левом углу таблицы. Элементы с наибольшим атомным номером находятся внизу таблицы.

Элементы также расположены в областях, и эти области часто представлены разными цветами. Следующая таблица Менделеева показывает нам, где можно найти металлы, неметаллы и полуметаллы.

Суммируем:

  • металлов находятся в левой части Периодической таблицы, охватывая почти всю таблицу, за исключением верхнего правого угла. В таблице выше металлы синие.
  • неметаллы находятся в относительно небольшой треугольной области в верхней правой части таблицы. В таблице выше неметаллы отмечены красным цветом.
  • Несколько элементов, обладающих металлическими и неметаллическими свойствами (называемые полуметаллами ), отделяют металлы от неметаллов.Они расположены в диагональной полосе с правой стороны стола. В приведенной выше таблице полуметаллы желтые.

Полуметаллы также иногда называют металлоидами.

Теперь, когда мы пересмотрели то, что уже узнали в предыдущих классах, давайте изучим некоторые новые характеристики Периодической таблицы.

Во всех таблицах есть строки и столбцы. Вы можете вспомнить разницу между вертикальной и горизонтальной? Нарисуйте короткие линии, чтобы показать разницу между «вертикальным» и «горизонтальным» в следующей таблице.

Учащиеся должны нарисовать следующее:

Вертикальный

Горизонтальный

Вертикальный ход «вверх-вниз» и горизонтальный проход «из стороны в сторону». В обычной таблице столбцы располагаются вертикально, а строки — горизонтально.

Есть специальные слова для описания столбцов и строк Периодической таблицы.На следующей диаграмме показано, как называются столбец и строки.

Группы: Вертикальные столбцы Периодической таблицы называются группами. Группы в Периодической таблице пронумерованы таким образом, что группа 1 находится слева. Сколько там групп?


Группы пронумерованы от 1 до 18. В старых таблицах группы пронумерованы более сложным образом. Красочная таблица Менделеева из Gr. 7 (показанный ранее) — это пример стиля нумерации, который вы можете найти в старых учебниках и других научных ресурсах.

Периоды: Горизонтальные строки Периодической таблицы называются периодами. Первый период находится в верхней части таблицы. Что является первым элементом в третьем периоде?


Какой элемент находится в группе 14 и во втором периоде? Напишите его символ и название.


Наименования и химические символы

в гр. 7 мы узнали, что каждый элемент имеет уникальное имя. Мы также узнали, что каждый элемент имеет уникальный символ. Вот список простых правил, которые следует помнить при использовании химических символов:

  1. Каждый элемент имеет свой уникальный символ.
  2. Символ обычно (но не всегда) — это первые одна или две буквы названия элемента.
  3. Первая буква символа всегда заглавная.
  4. Если символ состоит из двух букв, вторая буква всегда будет строчной.
  5. Некоторые элементы имеют символы, которые произошли от их латинских названий.

Мы, как ученые, должны знать названия и символы всех наиболее важных элементов. От вас пока не ожидается, что вы выучите их все наизусть, но в конце этой главы вы должны знать названия и химические символы первых 20 элементов в таблице.Чтобы их было немного легче запомнить, они помещены в таблицу ниже.

Песня о Периодической таблице!

Вам необходимо знать названия и символы первых 20 элементов Периодической таблицы, а также железа, меди и цинка.

ИНСТРУКЦИЯ:

  1. Воспользуйтесь Периодической таблицей, чтобы заполнить следующую таблицу.
  2. Напишите химический символ и название элемента для каждого из первых 20 элементов, обозначенных их атомными номерами.

000

000

000

900 18

15

Атомный номер

Химический знак

Имя элемента

1

2

0 3

4

5

6

7

7

7

97

9

10

11

12

13

13

16

17

18

19

5

19

0

3 9002

Neon

0

0

9002

Атомный номер

Химический символ

Имя элемента

1

H

0

0

He

Гелий

3

Li

Литий

4

Be

72

0 5

0

7

7

0

B

Бор

6

C

Углерод

7

N

3

N

72 Азот

0

0

O

900 23

Кислород

9

F

Фтор

10

Ne

Neon

Натрий

12

Мг

Магний

13

140002 Al

Алюминий

02

02 Si

Кремний

15

P

Фосфор

16

S

75

75

Класс

Хло rine

18

Ar

Аргон

19

K

Калий

9002 Ca

Кальций

  1. Есть три важных промышленных металла, названия и формулы которых вам необходимо знать.Их атомные номера указаны в таблице ниже. Заполните таблицу, заполнив химические символы и названия элементов.

    Атомный номер

    Химический символ

    Имя элемента

    26

    29

    0

Атомный номер

Химический символ

Название элемента

26

Fe

0

75

0 Железо

75

0

Cu

Медь

30

Zn

Цинк

ВОПРОСЫ:

Это также является пересмотром того, что учащиеся изучали в Gr.8 об атоме.

Что атомный номер говорит нам об атомах элемента?


Он сообщает нам, сколько протонов находится в атомах.

Сколько протонов в атомах кислорода?


Всего протонов 8 (атомный номер 8).

Сколько нейтронов содержится в большинстве атомов кислорода?


Также есть 8 нейтронов.

Учащиеся узнают об изотопах только в старших классах, а пока достаточно знать, что атомная масса указывает количество нуклонов (протонов и нейтронов), поэтому для кислорода атомная масса равна 15.999 (с округлением до ближайшего целого числа 16), поэтому количество нейтронов = 16-8, что составляет 8.

Сколько электронов будет в нейтральном атоме кислорода?


Будет 8 электронов.

На этом этапе учащиеся еще не узнали об ионах, поэтому мы рассматриваем только нейтральные атомы, в которых количество электронов равно количеству протонов.

Какой заряд у протонов и электронов?


Электроны заряжены отрицательно, а протоны — положительно.

Как протоны, нейтроны и электроны (субатомные частицы) расположены в атоме?



Протоны и нейтроны сгруппированы вместе в центре, образуя ядро, а электроны занимают очень большое пространство / облако / область вокруг ядра.

Нарисуйте модель атома кислорода в пространстве ниже. Обозначьте свою диаграмму.

Учащиеся должны нарисовать центральное ядро ​​с 8 протонами и 8 нейтронами, причем 8 электронов образуют облако вокруг ядра.Пример модели атома азота приведен ниже в качестве ссылки:

Вы можете задаться вопросом, почему в Периодической таблице ровно 18 групп, а не 14, 10 или любое другое число. Это очень хороший вопрос! Фактическое объяснение довольно сложное и связано с распределением электронов внутри атома. Вы узнаете об этом более подробно, если возьмете Physical Sciences в Gr. 10.

Хотя электроны в атоме движутся так быстро, что невозможно описать их фактическое «положение», ученые смогли выяснить закономерности в расположении электронов.Эти шаблоны повторяются после каждого 18-го элемента.

Свойства элементов одной группы

Элементы из одной группы часто имеют схожие физические и химические свойства. На данный момент достаточно знать, что электроны в атомах элемента определяют химические свойства этого элемента. А поскольку «электронные узоры» повторяются после каждого 18-го элемента, получается 18 групп. Поскольку элементы в группе имеют похожие «электронные модели», они будут вести себя одинаково в химических реакциях.

Вот пример, чтобы убедить вас в этом факте:

Металлы группы 1 называются щелочными металлами . Можете ли вы написать имя и химический символ самого легкого члена группы? Вы можете не обращать внимания на водород, который на самом деле является неметаллом, но он помещен вместе с щелочными металлами в Периодической таблице, потому что он имеет аналогичную структуру электронов.


Посмотрите это видео о реакции металла с водой!

Это видео, чтобы помочь учителям продемонстрировать свойства щелочных металлов, включая горение на воздухе и реакцию с водой.Это длинное видео, но его стоит посмотреть.

Литий и все другие щелочные металлы — мягкие тускло-серые металлы. Внешний вид очень похож и имеет физических свойств .

Все эти элементы очень своеобразным образом реагируют с водой.

Например, когда небольшой кусочек лития падает в воду, он немедленно начинает реагировать с водой. Вот химическое уравнение реакции:

2 Li + 2 H 2 O → 2 LiOH + H 2

Кусок металлического лития будет танцевать на поверхности воды, потому что в результате реакции образуется газообразный водород (H 2 ), который заставляет крошечные пузырьки вытекать из-под лития.Также выделяется тепло, и иногда водород начинает гореть поверх воды. Другой образующийся продукт — гидроксид лития. Можете ли вы найти его формулу в приведенном выше химическом уравнении?


Напишите слово уравнение под химическим уравнением выше.

Учащиеся должны написать следующее словесное уравнение: литий + вода → оксид лития + газообразный водород.

Каковы реагенты и продукты в указанных выше химических реакциях?


Реагентами являются литий и вода, а продуктами являются гидроксид лития и газообразный водород.

Металлический литий хранится в масле и плавает в бутылке. Как вы думаете, почему это так? http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Lithium_in_mineral_oil.jpg

Сначала спросите учащихся, почему они думают, что он может храниться, например, в масле, а не в воде. Это связано с тем, что он очень хорошо реагирует с водой, а также со временем медленно реагирует с кислородом в воздухе, поэтому лучше всего хранить его в масле. Затем спросите учащихся, почему они думают, что кусок металлического лития плавает в бутылке с маслом. Это связано с тем, что литий — самый легкий металл во Вселенной, он легче и менее плотен, чем нефть, поэтому он плавает.Это связано с моделью частиц материи и тем, что изучали в Gr. 8 по плотности различных материалов.

Интересно, что все остальные щелочные металлы ведут себя аналогичным образом. Натрий более активен, чем литий, поэтому он не только качается на поверхности воды, но и сразу же воспламеняется. Хотя химическая реакция почти идентична:

2 Na + 2 H 2 O → 2 NaOH + H 2

Вы видите, насколько это похоже на реакцию лития с водой?

Когда большое количество натрия вступает в контакт с водой, происходит взрыв, как на этой фотографии, где вода была вылита на 1,5 кг натрия.

Калий даже более активен, чем натрий, поэтому он взрывается при попадании на поверхность воды:

2 К + 2 Н 2 O → 2 КОН + Н 2

Небольшой кусок металлического калия взрывается, вступая в реакцию с водой. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Kaalumi_reaktsioon_veega.jpg

Следует обратить внимание на то, что эти элементы, все из одной группы, одинаково реагируют при контакте с водой. Именно это имеется в виду, когда мы говорим, что элементы из одной и той же группы имеют схожие химические свойства.

Названия соединений

CAPS требует, чтобы учащиеся лепили модели (из бусинок, бобов, пластилина или пластилина) из нескольких элементов и соединений. Мы намеренно воздерживаемся от включения действий, в которых требуется построить или нарисовать «молекулы» ионных соединений, таких как NaCl и CuO. Причина упущений такого рода связана с предыдущим примечанием, в котором объяснялось, что ионные соединения образуют решетки, а не молекулы. Их фундаментальные единицы называются не молекулами, а «формульными единицами».

  • ИЮПАК
  • Система ИЮПАК
  • систематическое название
  • суффикс
  • префикс

Возможно, в вашем классе есть два или более человека с одинаковым именем? Тогда вы поймете, насколько запутанным может быть, когда два человека носят одно и то же имя!

Мы узнали, что каждый элемент имеет уникальное имя. Это важно, чтобы мы не путали элементы друг с другом.

Каждое соединение имеет уникальное имя

Не менее важно, чтобы каждое соединение имело уникальное имя.Следующий пример поможет вам понять, почему:

Два соединения CO и CO 2 состоят из двух одинаковых элементов, углерода и кислорода. Если мы назовем их оба «оксидом углерода» (поскольку они оба состоят из углерода и кислорода), мы легко сможем их спутать. При определенных обстоятельствах это может создать проблемы, потому что CO гораздо более ядовит для людей и животных, чем CO 2 . Так что легко понять, почему каждому соединению нужно уникальное имя.

Когда мы пишем химические формулы соединений, они всегда представляют собой комбинацию символов элементов в составе.Например, когда мы видим формулу NaCl, мы знаем, что это соединение состоит из Na и Cl.

Когда мы называем соединения, названия элементов в составе комбинируются и иногда слегка изменяются, чтобы получить название соединения.

Когда мы слышим, например, название хлорид натрия , совершенно очевидно, что описываемое соединение должно состоять из натрия и хлора . Но почему это хлорид , а не хлор ? Что ж, как вы вскоре увидите, когда мы объединяем имена элементов, изменяется тот, который назван последним.

Все вышеперечисленное может показаться очень сложным, и по этой причине была разработана система именования соединений. Система была разработана Международным союзом теоретической и прикладной химии (IUPAC) . Система разработана таким образом, что название соединения описывает элементы, которые он содержит, и то, как они сочетаются.

Система именования соединений ИЮПАК очень сложна, но нам не нужно изучать все ее правила. На этом этапе нам нужно только научиться называть соединения, состоящие из двух элементов.

На этом уровне мы должны различать два типа соединений, потому что тип соединения определяет, как оно должно называться.

Тип 1: Соединения, содержащие металл и неметалл

Эти соединения называются ионными соединениями из-за типа участвующих связей. CAPS не делает различий между ковалентными и ионными соединениями на этом уровне. С одной стороны, это понятно. Учащиеся еще не узнали об ионных и ковалентных связях в соединениях и поэтому не смогут понять различие между ионными и ковалентными соединениями.С другой стороны, без явных различий, учащиеся не смогут понять, почему MgO называется оксидом магния, когда CO называется монооксидом углерода, или MgCl 2 называется хлоридом магния, а SCl 2 называется дихлоридом серы. По этой причине мы решили проводить различие между соединениями, которые содержат металл и неметалл (ионные соединения), и соединениями, которые содержат только неметаллы (ковалентные соединения).

Это не единственные возможные комбинации возможных элементов — полуметалл может сочетаться с неметаллом, например, в диоксиде кремния (SiO 2 ), — но два типа соединений, обсуждаемых здесь, представляют два наиболее распространенных типа. комбинаций элементов.

Для соединений этого типа правило простое. Металл идет первым, а неметалл — вторым. Название неметалла немного меняется: суффикс -ide заменяет окончание названия.

«Суффикс» — это что-то, что помещается в конце слова. «Префикс» — это что-то, что помещается в начале слова .

Все соединения этого типа образуют не молекулы, а кристаллические решетки. Что мы называем повторяющимися «единицами» в кристаллической решетке?


Вот несколько примеров:

Формула

Состоит из

Название

Изображение одной формульной единицы соединения

NaCl

Хлорид натрия

FeS

Железо и сера

Сульфид железа

MgO

9002 Магний и кислород

LiF

Литий и фтор

Фторид лития

ИНСТРУКЦИЯ:

  1. Обратитесь к Периодической таблице и заполните следующую таблицу.
  2. Вам необходимо определить элементы, из которых состоит соединение, и дать название соединению.

7

7

7

CuO

Формула

Из каких элементов она состоит?

Название

Li 2 O

KCl

CuO

бром натрия

000

Формула

Из каких элементов она состоит?

Название

Li 2 O

2 Литий и 1 кислород

Оксид лития

KCl

Хлорид калия

CuO

1 Медь и 1 кислород

Оксид меди

NaBr

1 Натрий и

Тип 2: Соединения, содержащие только неметаллы

Этот тип соединения немного сложнее назвать.Вы должны соблюдать три правила. Они следующие:

Правило 1:

Имя элемента, расположенного левее в Периодической таблице, идет первым, за ним следует имя элемента, расположенного дальше справа в таблице. Название второго элемента немного изменится: суффикс -ide заменяет окончание имени.

Например:

  • кислород превращается в окс ide
  • фтор становится фтором ide
  • хлор превращается в хлор ид
  • азот становится азотом ide

Правило 2:

Когда два или более соединений имеют разное количество одинаковых элементов (например, CO и CO 2 в нашем примере выше), мы должны добавить префиксы, чтобы избежать путаницы.

Первые четыре префикса перечислены в таблице ниже:

Число атомов

Префикс

1

моно-

2

di-

75

0

три-

4

тетра-

5

пента-

Префикс моно- обычно не ставится в начале первого слова имени.Например, CO — это монооксид углерода, а не моно монооксид углерода.

Вот несколько примеров того, как следует применять это правило:

Соединения углерода и кислорода:

  • CO — монооксид углерода (обратите внимание, что это не монооксид, а монооксид)
  • CO 2 — диоксид углерода

Соединения азота и кислорода:

  • NO 2 — диоксид азота
  • N 2 O 4 — четырехокись азота (вы заметили, как четырехокись азота превращается в четырехокись?)

Соединения серы и кислорода:

  • SO 2 — диоксид серы
  • SO 3 — триоксид серы

Мы собираемся попрактиковаться в том, что уже узнали, в следующих двух коротких заданиях.Сначала напишем имена из формул.

МАТЕРИАЛЫ:

  • пластилин, фасоль или бусы

ИНСТРУКЦИЯ:

  1. Как бы вы назвали следующие соединения? Напишите имя рядом с каждой формулой в таблице ниже.
  2. Постройте по одной молекуле каждого соединения из пластилина, бобов или бусинок. Если вы не знаете, как расположить атомы, вот важный совет: атом, который стоит первым в имени (обычно он также будет первым атомом в формуле), должен быть помещен в центр молекулы.Все остальные атомы нужно разместить вокруг него. Они будут связаны с атомом в центре, но не друг с другом.
  3. Нарисуйте изображение вашей молекулы в последнем столбце таблицы.

Формула соединения

Название соединения

Изображение одной молекулы соединения

CO 2

ПФ 3

SF 4

CCl 4

SF

Формула соединения

Название соединения

Изображение одной молекулы соединения

CO 2

диоксид углерода

H 2 O

Двуокись водорода (вода)

PF 3

трифторид фосфора

тетрафторид серы

CCl 4

тетрахлорид углерода

Цвет атомов не важен, если атомы одного и того же элемента имеют одинаковый цвет.Размеры не важны, но вы можете предложить учащимся, что элементы, расположенные выше в Периодической таблице, будут, как правило, меньше, чем элементы, расположенные ниже. Если учащиеся не уверены, как разместить атомы, обратите их внимание на приведенный ранее совет: атом, который стоит первым в имени (или формуле), должен быть помещен в центр молекулы. Все остальные атомы должны быть связаны с центральным атомом.

Далее напишем формулы из названий некоторых соединений.

МАТЕРИАЛЫ:

ИНСТРУКЦИЯ:

  1. Какие формулы вы бы дали следующим соединениям? Напишите формулу рядом с каждым именем в таблице ниже.
  2. Постройте модель каждой смеси из пластилина.
  3. Изобразите одну молекулу каждого соединения в последнем столбце таблицы.

Формула соединения

Название соединения

Изображение одной молекулы соединения

фтористый водород

сероводород

триоксид серы

окись углерода

Формула соединения

Название соединения

Изображение одной молекулы соединения

HF

900 фтороводород 18

900

H2S

сероводород

SO 3

трехокись серы

CO

окись углерода

Цвет атомов не важен, если атомы одного и того же элемента имеют одинаковый цвет.Размеры не важны, но вы можете предложить учащимся, что элементы, расположенные выше в Периодической таблице, будут, как правило, меньше, чем элементы, расположенные ниже.

Есть еще одно правило — простое для запоминания!

Правило 3:

Многие соединения обычно не называют систематическими названиями. Вместо этого у них есть общих названия , которые более широко известны. Например, мы используем название вода для H 2 O, аммиак для NH 3 и метан для CH 4 .

В этой главе мы рассмотрели всю информацию о соединениях и Периодической таблице, которую мы узнали в предыдущие годы. Мы добавили новую информацию в обе эти темы. Мы также научились новому важному навыку, а именно писать и интерпретировать названия и формулы соединений.

9–12 классы

Планы уроков естествознания для 9–12 классов

  • Пляж
    Эрозия — учащийся сможет использовать материалы, доступные на
    Интернет для описания изменений береговой линии Америки за последнее столетие.
  • Конфеты
    Освещение — это быстрый и простой эксперимент, который можно использовать для ознакомления с
    блок по химическим связям или свету. Студенты будут очарованы
    реакция, которая возникает, когда они жуют грушанку Спасатель в темноте.
  • Класс
    Парк развлечений — ученик сможет создать аттракцион, который найдет
    в парке развлечений и объясните законы физики, которым он следует.
  • Хаббл
    Телескоп — телескоп Хаббла предоставил нам много удивительных
    образы нашей Вселенной.Всегда ведутся споры среди ученых, политиков,
    и другие за деньги, потраченные на продолжение поисков Вселенной с
    такой дорогой телескоп. Это задание вовлекает ваших учеников в
    дебатирует и просит их выбрать сторону и защищать ее. Дебаты прошли хорошо
    может быть очень интересным, поэтому поощряйте своих учеников расслабляться и получать удовольствие от каждого
    чужие точки зрения.
  • Водород
    Перекись и картофель — наблюдая за пеной перекиси водорода, когда она появляется
    в контакте с некоторыми материалами завораживает.Но всегда ли это
    так реагировать и почему? Этот урок позволяет студентам экспериментировать и
    выяснить.
  1. Кислый
    и Основной — Как узнать, что является основным, а что кислым.
  2. Животное
    Гибридизация — на этом уроке учащиеся изучат возможности
    гибридизации животных путем создания профилей возможных гибридов животных.
  3. Балансировка
    RedOx Reactions — Учитель будет использовать предыдущие знания ученика в
    предыдущий урок: степени окисления, перенос электронов, окисление и
    снижение.
  4. Bellwork
    Черты характера — учащиеся знакомятся с определением и
    применение черт характера на уроке химии.
  5. Биомы
    и круговорот воды — различите, как водораздел и круговорот воды
    определять уникальные биомы.
  6. Кровь
    Ввод текста — учащиеся смогут предсказать возможные группы крови
    потомство.
  7. Грудь
    Против бутылки
    — Сделайте учащихся более осведомленными при принятии решения в качестве
    стать родителями в будущем.
  8. Ячейка
    Раздел Часть 1 — TSWD понимание терминов и процесса
    участвует в клеточной репликации.
  9. Ячейка
    Organelle WebQuest — Цели урока биологии для девятого класса
    предназначены для учащихся, чтобы они могли понять клетки растений и животных и усвоить
    технологические навыки для выполнения поставленной задачи.
  10. Сотовая связь
    Дивизион — Студенты поймут важность митоза и
    мейоз как средство размножения живых организмов.
  11. Ячейка
    Division Unit — класс обсудит общепринятые явления диффузии.
    в своей жизни, (e.г., прилавок парфюмерии в ТЦ, выпечка хлеба в духовке).
  12. Изменение
    Материя — Студенты смогут различать физические
    и химические свойства вещества.
  13. Характеристики
    видов мидий — учащиеся смогут определить 5 видов
    различные мидии, по набору физических характеристик, поскольку они используют дихотомию
    ключ.
  14. Химики
    с характером — учащиеся будут ценить
    настойчивость, терпение, порядочность, права других, уверенность в себе, самодисциплина
    и мудрость, найденная в основателях химии.
  15. Совместная работа
    Урок Франкенштейна — Введение в анатомию основных органов человека
    и текущие события генетических мутаций, которые будут связаны с совместным
    Тема Франкенштейна.
  16. Сообщества,
    Биомы и экосистемы — ограничивающие факторы и пределы толерантности
    являются факторами, определяющими, где находятся наземные биомы и водные экосистемы.
    существовать.
  17. Дебаты
    с характером — студенты изучат два основных взгляда на причины
    глобального потепления (деятельность человека vs.солнечные изменения).
  18. Плотность
    Задачи — учащиеся смогут использовать треугольник плотности для решения
    для разных переменных.
  19. Разрушение
    от землетрясений — TLW различают различные разрушения
    вызванные землетрясениями.
  20. Диабет
    и как контролировать
    — По окончании урока у студентов будет четкое понимание
    сахарного диабета, связанных с ним осложнений и как правильно контролировать
    уровень глюкозы в крови с помощью глюкометра.
  21. Размерный
    Анализ — студенты смогут конвертировать измерения в пределах и
    между Метрической и английской системами измерения.
  22. ДНК
    и синтез белка — от транскрипции до трансляции.
  23. ДНК
    Репликация — студенты поймут важность репликации ДНК
    в создании новых клеток в организме.
  24. ДНК
    Структура — студенты будут знать основную структуру молекулы ДНК.
    и уметь применять их для построения модели.
  25. Экосистема
    — Обзор экосистемы и важных терминов и компонентов, включая
    пищевая цепь — пищевые сети. Энергетические пирамиды и взаимодействие
    экосистема между живым и неживым.
  26. Электрон
    Конфигурация — набор из трех правил может использоваться для определения
    электронное расположение 90% элементов.
  27. Элемент
    Проект — Учитель объяснит, что важная часть исследования
    науки — это исследования и технологии, которые сопутствуют всем отраслям
    науки.
  28. EMS
    Совершенно новый мир — введение в роли и обязанности EMS
    ЕМТ.
  29. Под угрозой исчезновения
    Виды и сельское хозяйство
    — Научить важности совместной работы окружающей среды и сельского хозяйства.
  30. Ферменты
    в действии — познакомьте студентов с концепцией фермента и субстрата.
    реакции при употреблении повседневной пищи.
  31. Оценка
    Изобилие: квадранты — учащиеся должны уметь использовать квадрант
    метод оценки численности в поле.
  32. Эволюционный
    Теория — Обсуждаются заблуждения относительно теории эволюции.
  33. Разведка
    нашей Вселенной
    — Этот урок знакомит студентов с основными свойствами и особенностями
    планеты в нашей солнечной системе, начиная с Меркурия и заканчивая внешними.
  34. Исследование
    Технология
    — Студенты должны понимать, что технологии позволяют им использовать свои
    навыки решения проблем, чтобы найти решения проблем.
  35. Факторы
    Это влияет на фотосинтез — чтобы знать, как пять факторов, интенсивность света,
    Концентрация CO2, потребление воды, температура и влажность влияют на
    скорость фотосинтеза.
  36. Цветы
    заниматься сексом — Репродуктивная анатомия цветов [и как Мендель спаривался
    цветы, чтобы получить морщинистый, гладкий, желтый и зеленый горошек.Таким образом,
    он открыл генетику.]
  37. ГАЗ
    ЗАКОНЫ — Чтобы учащийся понял, что при постоянном давлении
    объем данной массы газа прямо пропорционален его абсолютной
    температура.
  38. Как
    сладкая твоя жвачка? — Процентный состав и эмпирическая формула.
  39. Ураганы
    & Экосистема влияет — Студенты поймут, как человеческая деятельность
    может влиять на рост растений в экосистеме, тем самым влияя на пищевые цепи
    & пищевые полотна.
  40. Введение
    к анализу родословной — Основные символы родословной и связь
    родословная к генетическим ситуациям, которые вызывают определенные черты.
  41. Кинематика
    — Студенты смогут определить, что такое расстояние и смещение.
    и определить, какая величина является вектором, а какая — скаляром.
  42. Лего
    — Написать инструкции для простых структур Лего, которые достаточно понятны
    чтобы позволить другим следовать и строить ту же структуру.
  43. Жизнь
    и неживые существа — в конце урока учащиеся узнают
    что такое позвоночное, главное различие между позвоночными и беспозвоночными
    и важность позвоночника.
  44. Магниты
    & Магнитные поля — вовлеките всех учащихся в обсуждение свойств
    магнитов и магнитных полей.
  45. члена
    Солнечной системы — узнайте, как планеты классифицируются и характеристики
    каждой из планет солнечной системы.
  46. Метрическая система
    Преобразование системы — учащиеся смогут преобразовывать метрические измерения.
    в метрической системе.
  47. Митоз
    — A Phase Cells Go Through — Чтобы узнать этапы деления клеток.
  48. Momentum
    и энергия — вовлекайте студентов в опыт, который бросает вызов
    концепции существующих знаний.
  49. Нитроглицерин
    и Альфред Нобель — студенты также поймут области, составляющие
    Нобелевская премия.
  50. Ньютон
    Физика / Ускорение — Как определить ускорение движущегося
    объект, использующий скорость и время, а также силу и массу?
  51. Уход
    Исследования — опишите, почему исследования важны для медсестер.
    и обсудите, почему необходима практика, основанная на доказательствах.
  52. Завод
    Структура и рост — Покройте каждую часть растения и объясните
    функция этого органа, в том числе; корни, стебли и листья.
  53. Процессы
    of Design / Engineering 1 — Студенты будут правильно использовать инструменты для рисования
    с повышением мастерства и точности.
  54. Профили
    На основе топографических данных — TLW понимает, что есть два разных
    виды пейзажа в картографии.
  55. Вопрос
    Отношения между ответами — учащимся, испытывающим трудности с читателем, нужно больше
    помощь с пониманием, чтобы помочь им стать успешными, независимыми
    читатели.
  56. Репродуктивный
    Системы — учащийся сможет понять репродуктивную функцию мужчин и женщин.
    системы и их функции.
  57. Рок
    цикл и биомы — учащиеся смогут описать рок-цикл
    и использовать его для определения типов камней.
  58. Научный
    Метод — Студенты смогут различать разные аспекты
    теста.
  59. Простой
    Эффективность машины — вывод будет включать три возможные причины
    для увеличения трения.
  60. студентов
    На орбите Солнечной системы — учащиеся разовьют понимание
    планеты и признательность за место Земли в солнечной системе.
  61. Физиология грудной клетки — Ознакомление с основными противопоказаниями
    по кузову в целом.
  62. Наука о материи — студенты поймут, что химию является предметом изучения.
    из вещества, из которого состоит вселенная.
  63. Стадии митоза — Студенты должны сотрудничать друг с другом и
    работайте в группах по 3 человека, чтобы нарисовать стадии митоза.
  64. Транспортировка
    Ячеистые материалы — цель состоит в том, чтобы учащиеся узнали и узнали
    процесс передачи материалов в камеры и из них.
  65. Вирусный
    Модели — учащиеся узнают, как структура вируса делает
    это эффективный возбудитель инфекции.
  66. Vital
    Признаки — учащиеся поймут, почему измеряются показатели жизнедеятельности и
    процедуры для точного измерения температуры, пульса и дыхания.
  67. Что
    Этот? — Чтобы понять, о чем вы говорите в разговоре и о чем
    каждое слово представляет.
  68. Что
    Периодическая таблица? — Регулярно и эффективно используйте онлайн-информацию
    ресурсы для удовлетворения потребностей в сотрудничестве и исследованиях.
  69. Когда
    Объединение углеродов — этот урок представляет собой введение в органическую химию,
    сосредоточив внимание на использовании слова «органический» в контексте химии и
    улучшить предварительные знания учащихся о характеристиках сцепления углерода.

Далее
50 9–12 классы Планы уроков естествознания

Как рассчитать процентный состав по массе элементов в составе формулы gcse chemistry igcse KS4 science A level GCE AS A2 O Level практические вопросы упражнения

4а.Метод расчета%
массовое процентное содержание элементов в соединении

Вычислено массовых процента соединения по количеству составляющих элементов .
в три простых шага

Химические расчеты 4.

Как рассчитать процент (%) по массе
элемент в сложной формуле?

Как рассчитать процент (%) по массе
вода или ион в формуле соединения?


(i) Вычислить формулу или молекулярную массу соединения

см. Раздел 2.2.
Расчет относительной формулы / молекулярной массы (M r ) соединения


(ii) Рассчитайте массу указанного элемента.
(в%) в соединении с учетом количества атомов элемента в формуле соединения

(iii) Рассчитайте (ii) как процент от (i)

относительная атомная масса
элемент x количество атомов элемента в формуле

% элемента в соединении =


————————————————— ————————————————— ————
100


относительная формула массы соединения

% по массе Z = 100 x A r (Z) x
атомы Z / M r (соединение)

Когда говорится, это всегда кажется сложным
таким формальным способом, но на самом деле вычисления довольно просты..

, если вы правильно читаете
формула
!

  • Расчет% состава Пример 4a.1

  • Рассчитайте процентное содержание меди в сульфате меди,
    CuSO 4
  • Относительные атомные массы: Cu = 64, S = 32 и O = 16
  • относительная формула массы = 64 + 32 + (4×16) = 160
  • только один атом меди относительной атомной массы 64
  • % Cu = 100 x 64/160
  • =
    40% меди по массе в соединении

    • Обратите внимание, что аналогично можно вычислить%
      другие элементы в соединении e.грамм.
    • % серы = (32/160) x 100 =
      20% S
    • % кислорода = (64/160) x 100 =
      40% О
    • Также обратите внимание, что если вы не допустили ошибок, они
      должно складываться до 100%, полезная арифметика!

  • Расчет% состава Пример 4a.2
    • Рассчитайте процентное содержание кислорода в сульфате алюминия,
      Al 2 (SO 4 ) 3
    • Относительные атомные массы: Al = 27, S = 32 и O = 16
    • относительная формула массы = 2×27 + 3x (32 + 4×16) = 342
    • есть 4 x 3 = 12 атомов кислорода, каждый с относительной атомной массой 16,
    • , что дает общую массу кислорода по формуле 12 x 16 = 192
    • % O = 100 x 192/342 =
      56.1% кислорода по массе в сульфате алюминия

  • Расчет% состава Пример 4a.3

    • Следующие два примера расширяют идею%
      элементный состав для включения% состава части соединения, в эти
      случаи вода в гидратированной соли и ион сульфата в соли калия.
    • Рассчитайте процент воды в гидратированной
      сульфат магния MgSO 4 .7H 2 O
    • Относительные атомные массы: Mg = 24, S = 32, O = 16 и H = 1
    • относительная формула массы = 24 + 32 + (4 x 16) + [7 x (1 + 1
      + 16)] = 246
    • 7 x 18 = 126 — масса воды
    • , так что % воды = 100 x 126/246 =
      51.2% H 2 O
    • Примечание: Определение
      и расчет формулы гидратированной соли
      , такой как MgSO 4 .7H 2 O
      рассматривается в разделе «Расчеты»
      14.4.

  • Расчет% состава Пример 4a.4

    • Рассчитайте массовое процентное содержание сульфата
      ион в сульфате натрия
    • формула сульфата натрия Na 2 SO 4 ,
      атомные массы: Na = 23, S = 32, O = 16
    • Формульная масса Na 2 SO 4 =
      (2 х 23) + 32 + (4 х 16) = 142
    • Формульная масса сульфат-иона SO 4 2-
      (или просто SO 4 подойдет для расчета) = 32 + (4 x 16) = 96
    • Следовательно,% сульфат-иона в сульфате натрия =
      (96/142) х 100 = 67.6% SO 4
  • Тесты для самооценки:
    введите ответ

    Викторина или
    большой выбор

    ВИКТОРИНА

    НАЧАЛО СТРАНИЦЫ


    4б. Другой
    расчет процентного массового состава, включая% любого компонента в
    соединение или смесь

    Атомные массы, используемые для 4b.вопросы: C = 12 , Cl
    = 35,5
    , Fe = 56 , H = 1 , Mg = 24 , N = 14 , Na =
    23
    , O = 16 , S = 32 ,

    К настоящему моменту я предполагаю, что вы можете выполнять расчет массы по формуле и
    прочитать формулу без каких-либо проблем, поэтому ВСЕ детали таких расчетов НЕ
    показано, только самое необходимое!

    Пример 4b.1

    Сульфат аммония, (NH 4 ) 2 SO 4 ,
    является важным ингредиентом многих искусственных удобрений, используемых в
    растения необходимые минеральные элементы азота и серы.

    (a) Рассчитайте процентное содержание азота и
    процентное содержание серы в сульфате аммония.

    формула массы сульфата аммония = (2 x 18) + 32 +
    64 = 132,

    с двумя атомами азота в формуле; % азота
    по массе = 100 x 28/132 = 21,2% N

    с одним атомом серы в формуле,% серы по
    масса = 100 x 32/132 = 24,2% S

    (b) Рассчитайте процентное содержание сульфат-иона в
    сульфат аммония.

    Для расчета процента «части»
    соединение, вы просто используете формулу массы этой части!

    формула массы сульфата, SO 4 , составляет 32
    + (4 х 16) = 96

    , следовательно,% сульфата по массе = 100 x 96/132 =
    72,7% SO 4

    Примечание: Если вопрос касается сульфат-иона
    сам, SO 4 2- , его% массы точно такой же
    расчет!

    Пример 4б.2

    Какое процентное содержание карбонат-иона в натрии
    карбонат? (Na 2 CO 3 )

    формула массы карбоната натрия = 46 + 12 + 48 = 106

    формула массы карбоната, CO 3 = 12 + (3 x
    16) = 60

    , следовательно,% карбонат-иона по массе = 100 x 60/106 =
    56,6% CO 3
    (для ионов CO 3 2- )

    Пример 4б.3

    Рассчитайте процентное содержание кристаллизационной воды в
    кристаллы сульфата магния, MgSO 4 .7H 2 O, известный как Epsom
    соль.

    формула массы английской соли = 24 + 32 + 64 + (7 x 18) =
    246

    формула: масса воды = 18, масса воды семь.
    молекул 7 x 18 = 126

    , следовательно,% кристаллизационной воды в
    кристаллы = 100 x 126/246 = 51.2% В 2 O

    Пример 4б.4

    Каменная соль — это в основном хлорид натрия, NaCl

    При анализе нечистой пробы каменной соли было обнаружено
    обнаружено, что он содержит 57,5% хлора в виде хлорид-иона.

    (a) Рассчитайте процентную чистоту соли.

    формула массы хлорида натрия 58,5

    формульная масса хлорида 35.5

    , следовательно, вам нужно увеличивать масштаб от% массы
    хлорид-ион к% масс. хлорида натрия.

    коэффициент увеличения должен быть 58,5 / 35,5 = 1,648

    , следовательно, процентное содержание хлорида натрия в
    каменная соль = 57,5 ​​x 1,648 = 94,8% NaCl

    (b) Какие допущения вы сделали при этом расчете
    сделать этот расчет действительным?

    Вы предположили, что не из примесей
    содержат ион натрия или хлорид.

    В составе могут быть другие соли натрия или хлорида.
    смесь каменной соли.

    Пример 4b.5

    Смесь песка и компаунда на основе железа (II)
    сульфат (*), FeSO 4 . используется для обработки травы, например газоны и боулинг
    зелень для стимулирования роста растений и уничтожения мха.

    Какой процент по массе сульфата железа (II) составляет
    требуется в смеси для получения 15% по массе ионов железа (II) (Fe 2+ )?

    Вам необходимо увеличить массу ионов железа до
    масса соединения FeSO 4 .

    формула массы FeSO 4 = 56 + 32 + 64 =
    152

    атомная масса железа Fe или иона железа (II) Fe 2+
    = 56 (обратите внимание, что атом и ион имеют одинаковую массу!)

    , следовательно, коэффициент увеличения равен 152/56 = 2,714

    .

    , следовательно,% сульфата железа (II), необходимого для
    смесь = 15 x 2,714 = 40,7% FeSO 4

    Примечание (*): Фактическое соединение железа, используемое в газоне.
    обработки — кристаллы сульфата железа (II) аммония,

    (NH 4 ) 2 Fe (SO 4 ) 2 .6H 2 O,
    старое название сульфат аммония железа , это двойная соль, но я только что
    на основе расчета на сульфатную часть железа (II).

    Пример 4b.6

    Разрыхлитель содержит натрий
    гидрокарбонат, NaHCO 3 .

    Для получения достаточного восходящего действия от углерода
    газообразный диоксид (CO 2 ), образующийся при выпечке, он должен содержать минимум
    50% карбонат-иона (CO 3 2- ).

    Рассчитайте минимальное процентное содержание водорода натрия
    карбонат, который должен быть в смеси.

    Масштабирование по формуле масс
    карбонат-ион и гидрокарбонат натрия.

    формула массы карбоната, CO 3 = 12 +
    48 = 60 (то же для карбонат-иона)

    формула массы гидрокарбоната натрия = 23 + 1 +
    60 = 84,

    , следовательно, коэффициент увеличения 84/60 = 1.4

    итак, минимальное процентное содержание гидрокарбоната натрия
    в смеси должно быть 50 х 1,4 = 70% NaHCO 3

    Пример 4b.7

    В эксперименте 6,0 г металла M сгорело в
    тигель, нагревая его на воздухе до тех пор, пока не перестанет увеличиваться вес. Отдельно
    от массы тигля конечная масса остатка 10.0 г. В
    образовавшийся оксид O был важным ингредиентом керамического пигмента
    смесь P для глазурования керамических изделий.

    (a) Какой% оксида О составляет металл М.

    100 x 6,0 / 10,0 = 60% из M в
    оксид O

    (b) Смесь P должна содержать 25% по массе
    металл М .

    Какая масса оксида O необходима для получения
    12 г смеси P ?

    25% от 12 г равно 12 x 25/100 = 3.0 г, так что это
    масса металла M в 12 г смеси P в виде оксида O

    Теперь вам нужно масштабировать до массы оксида.
    O , который содержит 60% M .

    Увеличение дает 3,0 x 100/60 = 5,0 г
    оксида М.

    Пример 4b.8



    ПОЖАЛУЙСТА, ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ:

    Выше представлена ​​типичная таблица Менделеева, используемая в науке-химии.
    курсы для использования в
    делать химические расчеты,
    и я «обычно» использовал эти значения в своих расчетах на примере, чтобы охватить большинство
    учебные программы

    Однако для расчетов процентного состава (и любого другого
    количественные химические расчеты) примечание:

    (i) В
    Уровень GCSE, относительные атомные массы указаны целыми числами (целыми числами) e.грамм. C
    = 12, Fe = 56, Ag = 108 и т. Д.

    отдельно
    из меди Cu = 63,5 и хлора Cl = 35,5

    (ii) В
    химия продвинутого уровня A (но все еще доуниверситетская) относительные атомные массы будут
    цитируется с точностью до одного десятичного знака

    например H = 1,0, C = 12,0, Cl = 35,5, Fe = 55,8, Cu =
    63,5, Ag 107,9 и т. Д.


    НАЧАЛО СТРАНИЦЫ


    ДРУГИЕ РАСЧЕТНЫЕ СТРАНИЦЫ

    1. Что такое относительная атомная масса ?,
      относительная изотопная масса и расчет относительной атомной массы

    2. Расчет относительной
      формула / молекулярная масса соединения или молекулы элемента

    3. Закон сохранения массы и простые вычисления реагирующей массы

    4. Состав по процентной массе элементов
      в комплексе
      (эта страница)

    5. Эмпирическая формула и формула массы соединения из реагирующих масс
      (легкий старт, без родинок)

    6. Расчет соотношения реагирующих масс реагентов и продуктов
      из уравнений
      (Не используется
      моль) и краткое упоминание фактического процентного выхода и теоретического выхода,
      атомная экономика
      и определение массы по формуле

    7. Введение в моли: связь между молями, массой и формульной массой — основа расчета молярных соотношений реагирующих веществ.
      (относящиеся к реагирующим массам и формуле
      масса)

    8. С использованием
      моль, чтобы вычислить эмпирическую формулу и вывести молекулярную формулу соединения / молекулы
      (исходя из реагирующих масс или% состава)

    9. Моли и молярный объем газа, закон Авогадро

    10. Объем реагирующего газа
      отношения, закон Авогадро
      и закон Гей-Люссака (соотношение газообразных
      реагенты-продукты)

    11. Молярность, объемы и раствор
      концентрации (и схемы аппаратов)

    12. Как сделать кислотно-щелочной
      расчеты титрования, схемы аппаратов, подробности процедур

    13. Расчет продуктов электролиза (отрицательный катод и положительный анод)

    14. Прочие расчеты
      е.грамм. % чистоты,% процентного содержания и теоретический выход, разбавление растворов
      (и схемы аппаратов), кристаллизационная вода, количество реагентов
      требуется, атом эконом

    15. Передача энергии при физических / химических изменениях,
      экзотермические / эндотермические реакции

    16. Расчеты по газу с учетом отношений PVT,
      Лоулз Бойля и Чарльза

    17. Расчеты радиоактивности и периода полураспада, включая
      материалы для датирования



    как сделать процент по массе
    Расчеты Редакция KS4 Наука пересмотр как делать проценты по массе
    расчеты Дополнительные
    Тройная премия по науке Курсы по отдельным наукам помогают научиться набирать процент
    путем пересмотра учебника массовых расчетов
    Уровень GCSE / IGCSE / O Химия, как рассчитать процент по массе Информационные заметки для изучения для пересмотра для AQA GCSE
    Наука, как вычислить процент по массе, Edexcel GCSE Science / IGCSE Chemistry
    как делать проценты массовыми вычислениями и OCR 21st Century Science, OCR Gateway
    Наука как вычислить процент по массе WJEC gcse science chemistry
    как рассчитать процент по массе CEA / CEA gcse science chemistry O
    Уровень химии (пересмотреть курсы, равные 8 классу США, 9 класс 10 классу как делать
    процентов по массовым расчетам) Уровень
    Примечания к пересмотру для продвинутого вспомогательного уровня GCE как делать процент по массе
    Расчеты AS Продвинутый Уровень A2 IB Пересмотр того, как делать процент по массе
    расчеты
    AQA GCE Chemistry OCR GCE Chemistry как рассчитать процент по массе Edexcel GCE Chemistry Salters Chemistry
    как делать проценты по массовым вычислениям CIE
    Химия как рассчитать процент по массе, WJEC GCE AS A2 Chemistry как
    для вычисления процентов по массе, CCEA / CEA GCE AS A2 Chemistry revision
    как делать курсы массового расчета процентов для доуниверситетских студентов
    (соответствует 11-му и 12-му классам в США и уровню AP Honors / Honors как делать проценты
    Руководство по пересмотру массовых вычислений, как сделать процент по массовым вычислениям, пересмотр химии gcse
    бесплатные подробные заметки о том, как рассчитать% состав
    соединение, помогающее пересмотреть химию IGCSE
    Заметки о пересмотре химии igcse о том, как рассчитать%
    состав соединения уровня O химия
    Не требующие пересмотра подробные примечания о том, как рассчитать%
    состав соединения, чтобы помочь пересмотреть gcse
    бесплатные подробные заметки по химии о том, как рассчитать%
    состав соединения, помогающего пересмотреть уровень O
    бесплатный веб-сайт по химии, чтобы помочь пересмотреть, как
    рассчитать% состав соединения для gcse
    бесплатный веб-сайт по химии, чтобы помочь пересмотреть, как
    рассчитать% состав соединения для
    Бесплатный онлайн-сайт igcse Chemistry, который поможет пересмотреть уровень O
    как рассчитать% состава химического соединения как добиться успеха в вопросах по
    как рассчитать процентный состав соединения для gcse
    химия как добиться успеха в igcse химия как добиться успеха
    по химии уровня O хороший сайт для бесплатных вопросов по
    как рассчитать процентный состав соединения, чтобы помочь сдать вопросы по химии gcse
    как рассчитать% состав компаунда
    сайт бесплатно помогите пройти igcse химия с доработкой
    примечания о том, как рассчитать% состава соединения хороший сайт для бесплатной помощи для прохождения уровня O
    химия gcse химия пересмотр
    бесплатные подробные заметки о том, как рассчитать процент по массе
    элементов в соединении, чтобы помочь пересмотреть химию igcse
    Заметки о пересмотре химии igcse о том, как рассчитать
    процентное содержание элементов по массе в химическом составе соединения на уровне O
    бесплатные подробные заметки о том, как рассчитать процент
    по массе элементов в соединении, чтобы помочь пересмотреть gcse
    химия бесплатные подробные заметки о том, как рассчитать процент
    по массе элементов в соединении, чтобы помочь пересмотреть уровень O
    бесплатный веб-сайт по химии, чтобы помочь пересмотреть, как
    рассчитать процентное содержание элементов в соединении по массе для gcse
    бесплатный веб-сайт по химии, чтобы помочь пересмотреть, как
    рассчитать процентное содержание элементов в соединении по массе для
    Бесплатный онлайн-сайт по химии igcse, который поможет пересмотреть уровень O
    как рассчитать процентное соотношение по массе элементов в
    составная химия как добиться успеха в вопросах о том, как вычислить процент по
    масса элементов в соединении для gcse
    химия как добиться успеха в igcse химия как добиться успеха
    по химии уровня O хороший сайт для бесплатных вопросов по
    как рассчитать процентное соотношение по массе элементов в
    соединение, чтобы помочь пройти вопросы по химии gcse о том, как рассчитать процент
    по массе элементов в соединении хорошее
    сайт бесплатно помогите пройти igcse химия с доработкой
    примечания о том, как рассчитать процентное содержание по массе элементов в
    соединение хороший сайт для бесплатной помощи для сдачи O level
    химия



    НАЧАЛО СТРАНИЦЫ


    Что такое два типа ионов и чем они отличаются

    Что такое два типа ионов и чем они отличаются

    Ион:
    Ион — это положительно или отрицательно заряженный атом (или группа атомов).Ион образуется в результате потери или приобретения электронов атомом, поэтому он содержит неравное количество электронов и протонов.
    Пример: Ион натрия Na + , ион магния Mg 2+ , хлорид-ион Cl и ион оксида O 2–.
    Есть два типа ионов:

    1. катионы
    2. анионов.

    1. Катион
    Положительно заряженный ион известен как катион.Катион образуется в результате потери атомом одного или нескольких электронов.
    Пример: Атом натрия теряет 1 электрон с образованием иона натрия Na + , который является катионом:
    Ионы всех металлических элементов являются катионами.
    2. Анион
    Отрицательно заряженный ион известен как анион. Анион образуется в результате усиления одного или нескольких электронов атомом.
    Пример: Атом хлора получает 1 электрон с образованием хлорид-иона Cl , который является анионом.
    Анион содержит больше электронов, чем нормальный атом. Нормальный атом (или нейтральный атом) содержит равное количество протонов и электронов. Теперь, поскольку анион образуется путем присоединения одного или нескольких электронов к атому, поэтому анион содержит больше электронов, чем протонов. Ионы всех неметаллических элементов являются анионами.
    Простые ионы
    Те ионы, которые образованы из отдельных атомов, называются простыми ионами.
    Пример: Ион натрия, Na + , представляет собой простой ион, потому что он образован из одного атома натрия, Na.
    Составные ионы
    Те ионы, которые образованы из групп связанных атомов, называются составными ионами
    Пример: Ион аммония NH 4 + , представляет собой составной ион, который состоит из двух типов соединенных вместе атомов азота и водорода.

    Ионные соединения
    Соединения, состоящие из ионов, известны как ионные соединения. В ионном соединении положительно заряженные ионы (катионы) и отрицательно заряженные ионы (анионы) удерживаются вместе сильными электростатическими силами притяжения.Силы, удерживающие ионы вместе в ионном соединении, известны как ионные связи или электровалентные связи. Поскольку ионное соединение состоит из равного количества положительных и отрицательных ионов, общий заряд ионного соединения равен нулю.
    Пример: Хлорид натрия (NaCl) представляет собой ионное соединение, которое состоит из равного количества положительно заряженных ионов натрия (Na + ) и отрицательно заряженных ионов хлорида (Cl ).
    Некоторое ионное соединение

    С.№

    Имя Формула

    Наличие ионов

    1

    Натрия хлорид NaCl Na + и Cl
    2 Калий хлористый KCl

    K + и Cl

    3

    Хлорид аммония NH 4 Класс NH 4 + и Cl

    4

    Хлорид магния MgCl 2 Mg 2+ и Cl
    5 Хлорид кальция CaCl 2 Ca 2+ и Cl
    6 Оксид магния MgO Mg 2+ и O 2–
    7 Оксид кальция CaO Ca 2+ и O 2–
    8 Оксид алюминия Al 2 O 3 Al 3+ и O 2–
    9 Натрия гидроксид NaOH Na + и OH
    10 Сульфат меди CuSO 4 Cu 2+ и SO 4 2–
    11 Нитрат кальция Ca (НЕТ 3 ) 2

    Ca 2+ и NO 3

    Основные разделы химии

    Общая химия — это изучение материи, энергии и взаимодействия между ними.Основные темы химии включают кислоты и основания, атомную структуру, периодическую таблицу, химические связи и химические реакции.

    Кислоты, основания и pH

    Анчали Фанмаха / Getty Images

    Кислоты, основания и pH — это понятия, применимые к водным растворам (растворам в воде). pH относится к концентрации ионов водорода или способности частиц отдавать / принимать протоны или электроны. Кислоты и основания отражают относительную доступность ионов водорода или доноров или акцепторов протонов / электронов.Кислотно-основные реакции чрезвычайно важны в живых клетках и промышленных процессах.

    Атомная структура

    изображений героев / Getty Images

    Атомы состоят из протонов, нейтронов и электронов. Протоны и нейтроны образуют ядро ​​каждого атома, а электроны движутся вокруг этого ядра. Изучение атомной структуры включает понимание состава атомов, изотопов и ионов.

    Электрохимия

    Драган Смилькович / Getty Images

    Электрохимия в первую очередь занимается окислительно-восстановительными реакциями или окислительно-восстановительными реакциями.Эти реакции производят ионы, и их можно использовать для производства электродов и батарей. Электрохимия используется, чтобы предсказать, произойдет ли реакция и в каком направлении будут течь электроны.

    Единицы и измерения

    barbol88 / Getty Images

    Химия — это наука, основанная на экспериментах, которые часто включают в себя измерения и вычисления на основе этих измерений. Важно знать единицы измерения и различные способы преобразования между разными единицами.

    Термохимия

    мгаллар / Getty Images

    Термохимия — это область общей химии, относящаяся к термодинамике. Иногда это называют физической химией. Термохимия включает понятия энтропии, энтальпии, свободной энергии Гиббса, условий стандартного состояния и энергетических диаграмм. Он также включает изучение температуры, калориметрии, эндотермических и экзотермических реакций.

    Химическая связь

    SDI Productions / Getty Images

    Атомы и молекулы соединяются посредством ионной и ковалентной связи.Связанные темы включают электроотрицательность, степень окисления и структуру электронных точек Льюиса.

    Периодическая таблица

    СТИВ ХОРРЕЛЛ / SPL / Getty Images

    Таблица Менделеева — это систематический способ организации химических элементов. Элементы проявляют периодические свойства, которые можно использовать для прогнозирования их характеристик, включая вероятность того, что они будут образовывать соединения и участвовать в химических реакциях.

    Уравнения и стехиометрия

    Виттайя Прасонгсин / Getty Images

    Важно научиться уравновешивать химические уравнения и как различные факторы влияют на скорость и выход химических реакций.

    Растворы и смеси

    AzmanL / Getty Images

    Важной частью общей химии является изучение различных типов растворов и смесей и способов расчета концентраций. В эту категорию входят такие темы, как коллоиды, суспензии и разведения.

    Глава 9 — Органические соединения кислорода — Химия

    Глава 9 — Органические соединения кислорода

    Вступительное эссе

    9.1 Введение в соединения, содержащие кислород

    9.2 Спирты и фенолы

    Классификация спиртов

    Свойства спиртов

    Гликоли

    Фенолы

    9,3 эфира

    Свойства эфиров

    9,4 Альдегиды и кетоны

    Свойства альдегидов и кетонов

    Альдегиды

    Кетоны

    Точки кипения и растворимость

    Альдегиды и кетоны в природе

    9.5 карбоновых кислот и сложных эфиров

    Свойства карбоновых кислот и сложных эфиров

    Карбоновые кислоты

    Сложные эфиры

    Точки кипения, точки плавления и растворимость

    Обычно используемые карбоновые кислоты и сложные эфиры

    9.6 Реакции кислородсодержащих соединений

    Спирты

    Реакции дегидратации (отщепления)

    Реакции окисления

    Альдегиды и кетоны

    Реакции окисления

    Реакции восстановления

    Реакции присоединения со спиртами (полуацетали и гемикетали)

    Реакции с образованием ацеталей или кеталей

    Карбоновые кислоты

    9.8 источников


    Вступительное эссе

    Фото: А. Савин

    Вернуться к началу


    9.1 Введение в соединения, содержащие кислород

    В этой главе вы познакомитесь с основными органическими функциональными группами, содержащими кислород. Сюда входят спирты, фенолы, простые эфиры, альдегиды, кетоны, карбоновые кислоты и сложные эфиры. На рисунке 9.1 представлены основные органические функциональные группы для этих соединений и суффикс ИЮПАК, который используется для обозначения этих соединений.Хотя вам не нужно официально называть полные структуры, вы должны иметь возможность идентифицировать функциональные группы, содержащиеся в соединениях, на основе их названий IUPAC. Например, спирт представляет собой органическое соединение с гидроксильной (-ОН) функциональной группой на алифатическом атоме углерода. Поскольку -ОН является функциональной группой всех спиртов, мы часто представляем спирты общей формулой ROH, где R представляет собой алкильную группу. В рекомендациях по номенклатуре ИЮПАК суффикс «-ол» используется для обозначения простых соединений, содержащих спирты.Примером является этанол (CH 3 CH 2 OH).

    Рис. 9.1 Общие органические функциональные группы, содержащие кислород. Суффиксы ИЮПАК, используемые для обозначения простых органических молекул, отмечены в таблице

    .

    Вернуться к началу


    9.2 Спирты и фенолы

    Классификация спиртов

    Некоторые свойства и реакционная способность спиртов зависят от числа атомов углерода, присоединенных к конкретному атому углерода, который присоединен к группе -ОН.На этом основании спирты можно разделить на три класса.

    • Первичный (1 °) спирт — это спирт, в котором атом углерода (красный) с группой ОН присоединен к одному другому атому углерода (синему). Его общая формула — RCH 2 OH.
    • Вторичный (2 °) спирт — это спирт, в котором атом углерода (красный) с группой ОН присоединен к двум другим атомам углерода (синему). Его общая формула: R 2 CHOH.
    • Третичный (3 °) спирт — это спирт, в котором атом углерода (красный) с группой ОН присоединен к трем другим атомам углерода (синим цветом).Его общая формула: R 3 COH.

    Свойства спиртов

    Спирты можно рассматривать как производные воды (H 2 O; также обозначается как HOH).

    Как и связь H – O – H в воде, связь R – O – H изогнута, а часть -OH в молекулах спирта полярна. Эта взаимосвязь особенно очевидна для небольших молекул и отражается в физических и химических свойствах спиртов с низкой молярной массой. Замена атома водорода алкана на группу ОН позволяет молекулам связываться посредством водородных связей (рис.9.2).

    Рисунок 9.2 Межмолекулярная водородная связь в метаноле. Группы ОН в молекулах спирта делают возможным образование водородных связей.


    Напомним, что физические свойства в значительной степени определяются типом межмолекулярных сил. В таблице 9.1 перечислены молярные массы и точки кипения некоторых распространенных соединений. Из таблицы видно, что вещества с одинаковой молярной массой могут иметь совершенно разные точки кипения.

    Таблица 9.1 Сравнение молярной массы и температуры кипения

    Алканы неполярны и поэтому связаны только через относительно слабые лондонские дисперсионные силы (LDF). Температуры кипения алканов с одним-четырьмя атомами углерода настолько низки, что все эти молекулы являются газами при комнатной температуре. Напротив, если мы проанализируем соединения, которые содержат функциональную группу спирта, даже метанол (только с одним атомом углерода) будет жидкостью при комнатной температуре. Поскольку спирты обладают способностью образовывать водородные связи, их точки кипения значительно выше по сравнению с углеводородами сопоставимой молярной массы.Температура кипения — это грубая мера количества энергии, необходимой для отделения молекулы жидкости от ближайших соседей. Если молекулы взаимодействуют посредством водородных связей, для разрушения этого межмолекулярного притяжения необходимо подавать относительно большое количество энергии. Только тогда молекула может перейти из жидкости в газообразное состояние.

    Другая интересная тенденция очевидна в таблице 9.1: поскольку молекулы спирта имеют больше атомов углерода, они также имеют более высокие температуры кипения.Это связано с тем, что молекулы могут иметь более одного типа межмолекулярных взаимодействий. Помимо водородных связей, молекулы спирта также имеют LDF, которые возникают между неполярными частями молекул. Как мы видели с алканами, чем больше углеродная цепь, тем больше LDF присутствует в молекуле. Как и в случае с алканами, повышенное количество ЛДФ в спиртосодержащих молекулах также вызывает повышение температуры кипения.

    Помимо образования водородных связей между собой, спирты могут также вступать в водородные связи с молекулами воды (Рисунок 9.3). Таким образом, в то время как углеводороды нерастворимы в воде, небольшие спирты с одним-тремя атомами углерода полностью растворимы. Однако с увеличением длины цепи растворимость спиртов в воде снижается; молекулы становятся больше похожими на углеводороды и менее на воду. Спирт 1-деканол (CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 OH), содержащий 10 атомов углерода практически не растворяется в воде.Мы часто обнаруживаем, что граница растворимости в семействе органических соединений находится у четырех или пяти атомов углерода.

    Рисунок 9.3 Водородная связь между молекулами метанола и молекулами воды. Водородная связь между ОН метанола и молекулами воды определяет растворимость метанола в воде.

    Вернуться к началу


    Гликоли

    Молекулы, содержащие две функциональные группы спирта, часто называют гликолями .Этиленгликоль, один из простейших гликолей, имеет два основных коммерческих применения. Он используется в качестве сырья при производстве полиэфирных волокон и составов антифризов. Добавление двух или более групп -ОН к углеводороду существенно увеличивает температуру кипения и растворимость спирта. Например, для этиленгликоля точка кипения составляет 197,3 o ° C, по сравнению с этанолом, который имеет точку кипения 78 o ° C. Таким образом, этиленгликоль является полезным охлаждающим веществом для автомобильных двигателей.

    Рисунок 9.4 Свойства этиленгликоля. Этиленгликоль часто используется в качестве охлаждающего агента в смесях антифризов из-за его низкой температуры замерзания и высокой температуры кипения.


    Этиленгликоль ядовит для людей и других животных, с ним следует обращаться осторожно и утилизировать надлежащим образом. Как прозрачная жидкость со сладким вкусом, она может привести к случайному проглатыванию, особенно домашними животными, или может быть преднамеренно использована в качестве орудия убийства. Этиленгликоль трудно обнаружить в организме, и он вызывает симптомы, в том числе интоксикацию, тяжелую диарею и рвоту, которые можно спутать с другими болезнями или заболеваниями.Его метаболизм производит оксалат кальция, который кристаллизуется в головном мозге, сердце, легких и почках, повреждая их; в зависимости от уровня воздействия, накопление яда в организме может длиться недели или месяцы, прежде чем вызвать смерть, но смерть от острой почечной недостаточности может наступить в течение 72 часов, если человек не получит надлежащего лечения от отравления. Некоторые смеси антифризов на основе этиленгликоля содержат горький агент, такой как денатоний, для предотвращения случайного или преднамеренного употребления.Типичные смеси антифризов также содержат флуоресцентный зеленый краситель, который упрощает обнаружение и удаление пролитого антифриза.


    Фенолы

    Соединения, в которых группа -ОН присоединена непосредственно к ароматическому кольцу, называются фенолами и в химических уравнениях могут обозначаться как ArOH. Фенолы отличаются от спиртов тем, что в воде они обладают слабой кислотностью. Подобно реакциям кислотно-щелочной нейтрализации двойного вытеснения, они реагируют с водным гидроксидом натрия (NaOH) с образованием соли и воды.

    ArOH (водн.) + NaOH (водн.) → ArONa (водн.) + H 2 O

    Простейшее фенолсодержащее соединение, C 6 H 5 OH, само называется фенолом. (Старое название, подчеркивающее его легкую кислотность, было карболовая кислота ). Фенол — это белое кристаллическое соединение, имеющее характерный («больничный запах») запах.

    Рисунок 9.5 (Слева) Структура фенола. (справа) Примерно два грамма фенола в стеклянном флаконе.Фото В. Оэлена.

    Для вашего здоровья: фенолы и мы

    Фенолы широко используются в качестве антисептиков (вещества, убивающие микроорганизмы на живых тканях) и в качестве дезинфицирующих средств (вещества, предназначенные для уничтожения микроорганизмов на неодушевленных предметах, таких как мебель или полы). Первым широко применяемым антисептиком был фенол. Джозеф Листер использовал его для антисептической хирургии в 1867 году. Фенол, однако, токсичен для людей и может вызвать серьезные ожоги при нанесении на кожу.В кровотоке это системный яд , что означает, что он проникает во все части тела и поражает их. Его серьезные побочные эффекты привели к поискам более безопасных антисептиков, ряд из которых был найден.

    Рис. 9.6 Операция в 1753 году перед применением антисептиков. Картина написана Гаспаре Траверси.


    В настоящее время фенол используется только в очень малых концентрациях в некоторых безрецептурных медицинских продуктах, таких как хлорасептик для горла.

    Рис. 9.7 Фенол все еще используется в низких концентрациях в некоторых медицинских препаратах, таких как хлоразептик.


    Более сложные соединения, содержащие фенольные функциональные группы, обычно встречаются в природе, особенно в виде растительных натуральных продуктов. Например, одними из основных метаболитов, обнаруженных в зеленом чае, являются полифенольные катехиновые соединения, представленные на рисунке 9.8А эпигаллокатехингаллатом (ЭКГК) и эпикатехином. Было показано, что употребление зеленого чая обладает химиопрофилактическими свойствами на лабораторных животных.Считается, что биологическая активность катехинов как антиоксидантных агентов способствует этой активности и другим преимуществам для здоровья, связанным с потреблением чая. Некоторые из биологически активных компонентов марихуаны, такие как тетрагидроканнабинол (THC) и каннабидиол (CBD), также являются фенольными соединениями (рис. 9B).

    Рис. 9.8 Натуральные продукты растительного происхождения, содержащие фенольные функциональные группы. (A) Зеленый чай содержит соединения катехина, такие как галлат эпигаллокатехина (ECGC), и эпикатехины, которые, как считается, обеспечивают некоторые из противораковых преимуществ для здоровья, присущих зеленому чаю.(B) Марихуана содержит множество биологически активных фенольных соединений, включая галлюциногенный компонент марихуаны, тетрагидроканнабинол (THC) и метаболит каннабидиол (CBD). Каннабидиол не обладает психоактивными свойствами и в настоящее время изучается в качестве потенциального лекарственного средства для лечения синдромов рефракционной эпилепсии.


    Упражнения по обзору концепции

    1. Почему этанол (CH 3 CH 2 OH) более растворим в воде, чем 1-гексанол (CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 OH) ?

    2. Почему 1-бутанол (CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 OH) имеет более низкую точку кипения, чем 1-гексанол (CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 OH)?

    Ответы

    1. Этанол имеет группу -ОН и только 2 атома углерода; 1-гексанол имеет одну группу -ОН для 6 атомов углерода и, таким образом, больше похож на (неполярный) углеводород, чем на этанол.

    2. 1-гексанол имеет более длинную углеродную цепь, чем у 1-бутанола, и, следовательно, больше LDF, которые способствуют более высокой температуре кипения.

    Упражнения

    Выполните следующие упражнения, не обращаясь к таблицам в тексте.

    1. Расположите эти спирты в порядке увеличения температуры кипения: 1-бутанол (CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 OH), 1-гептанол (CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 OH) и 1-пропанол (CH 3 CH 2 CH 2 OH).

    2. Что имеет более высокую точку кипения — бутан (CH 3 CH 2 CH 2 CH 3 ) или 1-пропанол (CH 3 CH 2 CH 2 OH)?

    3. Расположите эти спирты в порядке увеличения растворимости в воде: 1-бутанол (CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 OH), метанол (CH 3 OH) и 1-октанол (CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 OH).

    4. Расположите эти соединения в порядке увеличения растворимости в воде: 1-бутанол (CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 OH), этанол (CH 3 CH 2 OH) и пентан. (Канал 3 Канал 2 Канал 2 Канал 2 Канал 3 ).

    Ответы на нечетные вопросы

    1. 1-пропанол <1-бутанол <1-гептанол

    1. 1-октанол <1-бутанол <метанол

    Вернуться к началу


    9.3 эфира

    Эфиры — это класс органических соединений, которые содержат кислород между двумя алкильными группами. Они имеют формулу R-O-R ’, где R’s представляют собой алкильные группы. эти соединения используются в красителях, парфюмерии, маслах, восках и в промышленности.

    Свойства эфиров

    Связи C — O в эфирах полярны, и, следовательно, у эфиров есть суммарный дипольный момент. Слабая полярность эфиров не оказывает заметного влияния на их температуры кипения, сравнимые с таковыми у алкенов сопоставимой молекулярной массы.Эфиры имеют гораздо более низкие температуры кипения по сравнению с изомерными спиртами. Это связано с тем, что молекулы спиртов связаны водородными связями, в то время как молекулы эфира не могут образовывать водородные связи с другими молекулами эфира. Например, диэтиловый эфир (CH 3 CH 2 OCH 2 CH 3 ) имеет точку кипения 34,6 o C, тогда как н-бутанол (CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 OH), четырехуглеродный спирт, имеет пионт кипения 117.7 o C.

    Эфиры могут образовывать водородные связи с водой, однако, поскольку вода содержит частично положительные атомы водорода, необходимые для образования водородных связей. Таким образом, простые эфиры, содержащие до 3 атомов углерода, растворимы в воде из-за образования Н-связей с молекулами воды.

    Растворимость простых эфиров уменьшается с увеличением числа атомов углерода. Относительное увеличение углеводородной части молекулы снижает тенденцию образования водородной связи с водой.Эфиры в значительной степени растворимы в более неполярных органических растворителях и фактически могут использоваться в качестве растворителя для растворения неполярных и умеренно полярных молекул. Кроме того, эфиры очень неактивны. Фактически, за исключением алканов, циклоалканов и фторуглеродов, простые эфиры, вероятно, являются наименее реакционноспособным обычным классом органических соединений. Таким образом, простые эфиры меньшего размера, такие как диэтиловый эфир (CH 3 CH 2 OCH 2 CH 3 ), широко используются химиками-органиками в качестве растворителей для различных органических реакций.Инертность эфиров по отношению к спиртам, несомненно, связана с отсутствием реакционной связи О – Н.


    Для вашего здоровья — Ethers and Us

    В середине 1800-х — начале 1900-х годов диэтиловый эфир использовался в качестве анестетика во время хирургических операций, в значительной степени заменяя хлороформ из-за пониженной токсичности. Общий анестетик действует на мозг, вызывая бессознательное состояние и общую нечувствительность к ощущениям или боли.Диэтиловый эфир (CH 3 CH 2 OCH 2 CH 3 ) был первым широко используемым анестетиком общего назначения.

    Рис. 9.9 Уильям Мортон, стоматолог из Бостона, ввел диэтиловый эфир в хирургическую практику в 1846 году. На этой картине изображена операция в Бостоне в 1846 году, когда диэтиловый эфир использовался в качестве анестетика. Вдыхание паров эфира вызывает потерю сознания, подавляя активность центральной нервной системы. Источник: Картина Уильяма Мортона Эрнеста Борд.


    Диэтиловый эфир относительно безопасен, поскольку существует довольно большой разрыв между дозой, обеспечивающей эффективный уровень анестезии, и смертельной дозой. Однако, поскольку он легко воспламеняется и имеет дополнительный недостаток, вызывающий тошноту, его заменили более новыми анестетиками для ингаляции, включая фторсодержащие соединения галотан и галогенированные эфиры, десфлуран, изофлуран и севофлуран. Галогенированные простые эфиры, изофлуран, десфлуран и севофлуран демонстрируют меньшие побочные эффекты по сравнению с диэтиловым эфиром.К сожалению, безопасность этих соединений для персонала операционной была поставлена ​​под сомнение. Например, женщины, работающие в операционных, подвергшихся воздействию галотана, чаще страдают выкидышами, чем женщины в общей популяции.


    Простые эфиры также являются общими функциональными группами, обнаруженными в натуральных продуктах, и могут обладать уникальной биологической активностью. Фактически, было обнаружено, что некоторые очень большие соединения, содержащие несколько простых эфиров, называемые полиэфирами , вызывают нейротоксическое отравление моллюсками.В этом примере динофлаггелат, Karina brevis , который является возбудителем цветения водорослей красного прилива, производит класс высокотоксичных полиэфиров, называемых бреватоксинами. Бреватоксин А изображен на рисунке 9.10. Симптомы этого отравления включают рвоту и тошноту, а также различные неврологические симптомы, такие как невнятная речь.

    Рисунок 9.10 Нейротоксическое отравление моллюсками. Динофлаггелат, Karina brevis , показанный в верхнем левом углу, является возбудителем вредоносного цветения водорослей красного прилива.Цветение морских водорослей может быть довольно обширным, как показано на фотографии красного прилива (вверху справа), происходящего недалеко от Сан-Диего, Калифорния. K. brevis производит класс полиэфиров, называемых бреватоксинами. Бреватоксин А показан в качестве примера. Моллюски и мышцы, питающиеся фильтром, загрязняются динофлаггелатом и могут вызвать нейротоксическое отравление моллюсками при употреблении в пищу. Красные приливы могут иметь серьезные экономические издержки, поскольку промыслы и промысел моллюсков должны быть закрыты до тех пор, пока уровни токсинов в коммерческих продуктах не вернутся к приемлемым уровням.

    Вернуться к началу


    9,4 Альдегиды и кетоны

    Альдегиды и кетоны характеризуются наличием карбонильной группы (C = O), и их реакционную способность обычно можно понять, признав, что карбонильный углерод содержит частичный положительный заряд (δ +), а карбонильный кислород содержит частичный отрицательный заряд. (δ−). Альдегиды обычно более реакционноспособны, чем кетоны.

    Карбонильная группа

    A карбонильная группа представляет собой химически органическую функциональную группу, состоящую из атома углерода, связанного двойной связью с атомом кислорода -> [ C = O ] Простейшими карбонильными группами являются альдегиды и кетоны, обычно присоединенные к другому углеродному соединению.Эти структуры можно найти во многих ароматических соединениях, влияющих на запах и вкус.

    Прежде чем углубляться в подробности, обязательно поймите, что сама сущность C = O известна как « c арбонильная группа », в то время как члены этой группы называются « карбонильные соединения . «.

    Как обсуждалось ранее, мы понимаем, что у кислорода есть две неподеленные пары электронов. Эти электроны делают кислород более электроотрицательным, чем углерод.Тогда углерод будет частично положительным (или электрофильным, = «любящим электроны»), а кислород частично отрицательным ( нуклеофильным = «любящим ядро ​​или протон»). Поляризуемость обозначается дельтой в нижнем регистре и положительным или отрицательным верхним индексом в зависимости от атома. Например, углерод будет иметь δ + , а кислород δ .


    Свойства альдегидов и кетонов

    Альдегиды

    В альдегидах к карбонильной группе присоединен атом водорода вместе с

    • второй атом водорода
    • или, чаще, углеводородная группа, которая может быть алкильной группой или группой, содержащей бензольное кольцо.

    В этом разделе мы игнорируем те, которые содержат бензольные кольца. Ниже приведены некоторые примеры альдегидов

    Обратите внимание, что все они имеют один и тот же конец молекулы. Отличается только сложность другой присоединенной углеродной группы. Когда вы пишете формулы для них, альдегидная группа (карбонильная группа с присоединенным атомом водорода) всегда записывается как -CHO — никогда как COH. Его легко спутать с алкоголем.Этаналь, например, записывается как CH 3 CHO; метанал как HCHO.

    Кетоны

    В кетонах к карбонильной группе присоединены две углеродные группы. Опять же, это могут быть либо алкильные группы, либо группы, содержащие бензольные кольца. Обратите внимание, что к карбонильной группе кетонов никогда не присоединен атом водорода.

    Пропанон обычно обозначается как CH 3 COCH 3 .

    Точки кипения и растворимость

    Метаналь, также известный как формальдегид (HCHO), представляет собой газ при комнатной температуре (точка кипения -21 ° C), а этаналь, также известный как ацетальдегид, имеет температуру кипения + 21 ° C. Это означает, что этаналь кипит при температуре, близкой к комнатной. Более крупные альдегиды и кетоны являются жидкостями, температура кипения которых повышается по мере увеличения размера молекул. Величина точки кипения определяется силой межмолекулярных сил.В этих молекулах обнаружены две основные межмолекулярные силы:

    • Лондонские силы дисперсии : Эти притяжения усиливаются по мере того, как молекулы становятся длиннее и имеют больше электронов. Это увеличивает размеры устанавливаемых временных диполей. Вот почему точки кипения увеличиваются с увеличением числа атомов углерода в цепях — независимо от того, говорите ли вы об альдегидах или кетонах.
    • Диполь-дипольные притяжения : И альдегиды, и кетоны являются полярными молекулами из-за наличия двойной связи углерод-кислород.Помимо дисперсионных сил, между постоянными диполями на соседних молекулах также будет существовать притяжение. Это означает, что точки кипения будут выше, чем у углеводородов аналогичного размера, которые обладают только дисперсионными силами. Интересно сравнить три молекулы одинакового размера. Они имеют одинаковую длину и одинаковое (хотя и не одинаковое) количество электронов.

    Поляризация карбонильных групп также влияет на температуру кипения альдегидов и кетонов, которая выше, чем у углеводородов аналогичного размера.Однако, поскольку они не могут образовывать водородные связи, их температуры кипения обычно ниже, чем у спиртов аналогичного размера. В таблице 9.2 приведены некоторые примеры соединений одинаковой массы, но содержащих разные типы функциональных групп. Обратите внимание, что соединения с более сильными межмолекулярными силами имеют более высокие температуры кипения.

    Алканы <Альдегиды <Кетоны <Спирты

    Таблица 9.2 Сравнение точек кипения и межмолекулярных сил

    Из-за полярности карбонильной группы атом кислорода альдегида или кетона вступает в водородную связь с молекулой воды.

    Таким образом, растворимость альдегидов и кетонов примерно такая же, как у спиртов и простых эфиров. Формальдегид (HCHO), ацетальдегид (CH 3 CHO) и ацетон ((CH 3 ) 2 CO) растворимы в воде. По мере увеличения длины углеродной цепи растворимость в воде уменьшается. Граница растворимости находится примерно при четырех атомах углерода на атом кислорода. Все альдегиды и кетоны растворимы в органических растворителях и, как правило, менее плотны, чем вода.

    Вернуться к началу


    Альдегиды и кетоны в природе

    Подобно другим кислородсодержащим функциональным группам, обсуждавшимся до сих пор, альдегиды и кетоны также широко распространены в природе и часто сочетаются с другими функциональными группами. Примеры встречающихся в природе молекул, которые содержат функциональную группу альдегида или кетона, показаны на следующих двух рисунках. Соединения на рисунке 9.11 обнаруживаются в основном в растениях или микроорганизмах, а также в соединениях на рисунке 9.12 имеют животное происхождение. Многие из этих молекулярных структур хиральны и имеют отчетливую стереохимию.

    Когда хиральные соединения встречаются в природе, они обычно энантиомерно чисты, хотя разные источники могут давать разные энантиомеры. Например, карвон обнаружен как его левовращающий (R) -энантиомер в масле мяты курчавой, тогда как семена тмина содержат правовращающий (S) -энантиомер. В этом случае изменение стереохимии вызывает резкое изменение воспринимаемого запаха.Альдегиды и кетоны известны своим сладким, а иногда и резким запахом. Запах ванильного экстракта исходит от молекулы ванилина. Точно так же бензальдегид придает сильный запах миндаля. Благодаря приятным ароматам молекулы, содержащие альдегиды и кетоны, часто встречаются в парфюмерии. Однако не все ароматы приятны. В частности, 2-гептанон обеспечивает часть резкого запаха голубого сыра, а (R) -Muscone является частью мускусного запаха гималайской кабарги.Наконец, кетоны присутствуют во многих важных гормонах, таких как прогестерон (женский половой гормон) и тестостерон (мужской половой гормон). Обратите внимание, как тонкие различия в структуре могут вызвать резкие изменения в биологической активности. Функциональность кетонов также проявляется в противовоспалительном стероиде кортизоне.

    Рис. 9.11 Примеры молекул, содержащих альдегид и кетон, выделенных из растительных источников.


    Рисунок 9.12 Примеры молекул, содержащих альдегид и кетон, выделенных из животных источников.


    Для вашего здоровья: кетоны в крови, моче и дыхании

    Кетоны образуются в организме человека как побочный продукт липидного обмена. Два общих метаболита, продуцируемых в организме человека, — это кетонсодержащая ацетоуксусная кислота и метаболит спирта, β-гидроксибутират. Ацетон также производится как продукт распада ацетоуксусной кислоты. Затем ацетон может выводиться из организма с мочой или в виде летучего продукта через легкие.

    Обычно кетоны не попадают в кровоток в заметных количествах. Например, нормальная концентрация ацетона в организме человека составляет менее 1 мг / 100 мл крови. Вместо этого кетоны, которые вырабатываются во время метаболизма липидов внутри клеток, обычно полностью окисляются и расщепляются на углекислый газ и воду. Это потому, что глюкоза является основным источником энергии для тела, особенно для мозга. Глюкоза в контролируемых количествах попадает в кровоток печенью, где она путешествует по всему телу, обеспечивая энергию.Для мозга это основной источник энергии, поскольку гематоэнцефалический барьер блокирует транспорт больших молекул липидов. Однако во время голодания, когда глюкоза недоступна или при определенных болезненных состояниях, когда метаболизм глюкозы нарушен, например, при неконтролируемом сахарном диабете, концентрации кетонов в крови повышаются до более высоких уровней, чтобы обеспечить мозг альтернативным источником энергии. Однако, поскольку ацетоуксусная кислота и β-гидроксибутират содержат функциональные группы карбоновых кислот, добавление этих молекул в кровь вызывает закисление, которое, если его не контролировать, может вызвать опасное состояние, называемое кетоацидозом.Кетоацидоз может быть опасным для жизни событием. Кетоны легко обнаружить, так как ацетон выводится с мочой. В тяжелых случаях запах ацетона также может ощущаться в дыхании.

    Вернуться к началу


    9,5 Карбоновые кислоты и сложные эфиры

    Карбоновые кислоты можно легко распознать, поскольку они имеют карбонильный углерод, который также непосредственно связан с функциональной группой спирта. Таким образом, карбонильный углерод также присоединен непосредственно к спирту.В функциональной группе сложного эфира карбонильный углерод также непосредственно присоединен как часть функциональной группы простого эфира.

    Свойства карбоновых кислот и сложных эфиров

    Карбоновые кислоты

    Карбоновые кислоты — это органические соединения, которые включают карбоксильную функциональную группу, CO 2 H. Название карбоксил происходит от того факта, что карбонильная и гидроксильная группы присоединены к одному и тому же атому углерода.

    Карбоновые кислоты названы так потому, что они могут отдавать водород для образования карбоксилатного иона.Факторы, влияющие на кислотность карбоновых кислот, будут обсуждены позже.

    Сложные эфиры

    Сложный эфир представляет собой органическое соединение, которое является производным карбоновой кислоты, в которой атом водорода гидроксильной группы заменен на алкильную группу. Структура является продуктом карбоновой кислоты (R-часть) и спирта (R’-часть). Общая формула сложного эфира показана ниже.

    Группа R может быть водородной или углеродной цепью.Группа R ‘должна быть углеродной цепью, поскольку атом водорода сделает молекулу карбоновой кислотой. Шаги по названию сложных эфиров вместе с двумя примерами показаны ниже.

    Точки кипения, точки плавления и растворимость

    Карбоновые кислоты могут образовывать димеры с водородными связями, температура кипения которых выше, чем у спиртов аналогичного размера (таблица 9.3).

    Таблица 9.3 Сравнение точек кипения соединений аналогичного размера

    Мелкие сложные эфиры имеют температуры кипения ниже, чем у альдегидов и кетонов с аналогичной массой (Таблица 9.3). Сложные эфиры, как и альдегиды и кетоны, являются полярными молекулами. однако их диполь-дипольные взаимодействия слабее, чем у альдегидов и кетонов, и они не могут образовывать водородные связи. Таким образом, их температуры кипения выше, чем у простых эфиров, и ниже, чем у альдегидов и кетонов аналогичного размера.

    Карбоновые кислоты с низким молекулярным весом обычно жидкие при комнатной температуре, тогда как более крупные молекулы образуют воскообразные твердые вещества. Карбоновые кислоты с длиной углеродной цепи от 12 до 20 атомов углерода обычно называют жирными кислотами, поскольку они обычно содержатся в жирах и маслах.По сравнению с другими кислородсодержащими молекулами, карбоновые кислоты с короткой цепью обычно растворимы в воде из-за их способности образовывать водородные связи. По мере увеличения длины углеродной цепи растворимость карбоновой кислоты в воде снижается. Сложные эфиры также могут связываться водородом с водой, хотя и не так эффективно, как карбоновые кислоты, и поэтому они немного менее растворимы в воде, чем карбоновые кислоты аналогичного размера.

    Карбоновые кислоты обычно имеют неприятный, резкий и даже прогорклый запах.Например, запах уксуса возникает из-за этановой кислоты (также известной как уксусная кислота). Запах тренажерных залов и немытых носков в значительной степени вызван бутановой кислотой, а гексановая кислота отвечает за сильный запах сыра лимбургер. Из-за своей кислой природы карбоновые кислоты также имеют кислый вкус, как это отмечается для уксуса и лимонной кислоты, содержащихся во многих фруктах. С другой стороны, сложные эфиры обладают приятным ароматом и ответственны за аромат многих фруктов и цветов. Сложные эфиры также могут иметь фруктовый привкус.

    Практические задачи:

    1. Какое соединение имеет более высокую точку кипения — CH 3 CH 2 CH 2 OCH 2 CH 3 или CH 3 CH 2 CH 2 COOH? Объяснять.

    2. Какое соединение имеет более высокую точку кипения — CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 OH или CH 3 CH 2 CH 2 COOH? Объяснять.

    3. Какое соединение более растворимо в воде — CH 3 COOH или CH 3 CH 2 CH 2 CH 3 ? Объяснять.

    4. Какое соединение более растворимо в воде — CH 3 CH 2 COOH или CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 COOH? Объяснять.

    Ответы

    1. CH 3 CH 2 CH 2 COOH из-за водородной связи (Нет межмолекулярной водородной связи с CH 3 CH 2 CH 2 OCH 2 CH 3 .)

    1. CH 3 COOH, потому что он участвует в водородной связи с водой (Нет межмолекулярной водородной связи с CH 3 CH 2 CH 2 CH 3 .)


    Обычно используемые карбоновые кислоты и сложные эфиры

    Карбоновые кислоты и сложные эфиры широко распространены в природе и используются для множества целей. Например, муравьи из семейства Formicidae используют простейшую карбоновую кислоту, муравьиную кислоту, как в качестве химической защиты, так и в качестве нападения для подавления добычи (рис.9.13А). Разбавленный раствор уксусной кислоты (5%) содержится в уксусе и отвечает за кислый и острый вкус. Уксусная кислота также придает хлебу на закваске острый вкус и отвечает за кислый привкус вина. Лимонная кислота содержится во многих фруктах и ​​является причиной их кислого вкуса. Другие карбоновые кислоты, такие как ПАБК и гликолевая кислота, используются в косметической промышленности. ПАБК, вырабатываемая растениями, грибами и бактериями, является обычным компонентом пищи и по структуре связана с витамином фолиевой кислоты.В 1943 году ПАБК был запатентован как одно из первых соединений, используемых при производстве солнцезащитного крема. Однако с середины 1980-х его использование перестало быть популярным из-за опасений, что он может увеличить клеточное УФ-повреждение, а также способствовать развитию аллергии. Гликолевая кислота является наименьшей из кислот класса α-гидроксикислот, и она нашла применение как в пищевой, так и в косметической промышленности. В пищевой промышленности он используется в качестве консерванта, а в индустрии ухода за кожей он чаще всего используется в качестве химического пилинга для уменьшения рубцов на лице от прыщей.

    Рис. 9.13 Источники и использование обычных карбоновых кислот. (A) Муравьиная кислота — это защитный токсин, используемый муравьями семейства Formicidae. Фото Мухаммада Махди Карима (B) Уксус — это 5% раствор уксусной кислоты. На фотографии слева показаны различные сорта уксуса на рынке во Франции. Фото Жоржа Сегена (C) Лимонная кислота — обычный компонент фруктов, придающий им кислый вкус. Фотография лимонов, сделанная Андре Карватом (D). Парааминобензойная кислота (ПАБК) — это карбоновая кислота, обычно встречающаяся в растениях и пищевых культурах, включая цельное зерно.Он был запатентован в 1943 году для использования в солнцезащитных средствах. Однако из-за опасений по поводу безопасности и аллергической реакции использование ПАБК для этой цели было прекращено. Фотография солнцезащитного крема предоставлена ​​HYanWong (E) Гликолевая кислота обычно используется в косметике в качестве химического пилинга, используемого для уменьшения рубцов от прыщей. На фото слева — до лечения, а справа — после нескольких процедур с гликолевой кислотой. Исследование гликолей предоставлено Джайшри Шарад.


    Сложные эфиры легко синтезируются и в большом количестве естественным образом способствуют возникновению вкусов и ароматов многих фруктов и цветов.Например, сложный эфир, метилсалицилат, также известен как масло грушанки (рис. 9.14). Фруктовый аромат ананасов, груш и клубники обусловлен сложными эфирами, а также сладким ароматом рома.

    Рис. 9.14. Фруктовые и приятные ароматы сложных эфиров можно найти в (A) масле грушанки, (B) аромате ананасов и (C) сладости рома. Фотография (A) Gaultheria procumbens , производителя масла грушанки предоставлена: LGPL (B) фотография ананаса предоставлена: David Monniaux, и (C) Фотография рома предоставлена: Summerbl4ck


    Сложные эфиры также составляют основную часть животных жиров и растительных масел в виде триглицеридов.Образование липидов и жиров будет более подробно описано в главе 11.

    Вернуться к началу


    9.6 Реакции кислородсодержащих соединений

    Спирты

    Функциональные группы спирта могут участвовать в нескольких различных типах реакций. В этом разделе мы обсудим два основных типа реакций. Первые — это реакции дегидратации, а вторые — реакции окисления.Спирты также могут участвовать в реакциях присоединения и замещения с другими функциональными группами, такими как альдегиды, кетоны и карбоновые кислоты. Эти типы реакций будут обсуждаться более подробно в разделах, посвященных альдегидам, кетонам и карбоновым кислотам.

    Реакции дегидратации (отщепления)

    В главе 8 мы узнали, что спирты могут образовываться в результате гидратации алкенов во время реакций присоединения. Мы также узнали, что может иметь место и обратная реакция.Спирты могут быть удалены или удалены из молекул посредством процесса дегидратации (или удаления воды). Результатом реакции элиминирования является образование алкена и молекулы воды.

    Реакции элиминирования, которые происходят с более сложными молекулами, могут привести к более чем одному возможному продукту. В этих случаях алкен образуется в более замещенном положении (у углерода, который имеет больше атомов углерода и меньше атомов водорода).Например, в реакции ниже спирт не является симметричным. Таким образом, есть два возможных продукта реакции элиминирования, вариант 1 и вариант 2. В варианте 1 алкен образуется с углеродом, который имеет наименьшее количество присоединенных атомов водорода, тогда как в варианте 2 алкен образуется с углеродом, имеющим большинство атомов водорода присоединены. Таким образом, вариант 1 будет основным продуктом реакции, а вариант 2 — второстепенным.


    Реакции отщепления спирта с использованием небольших 1 o спиртов также могут быть использованы для получения простых эфиров.Для получения простого эфира, а не алкена, температура реакции должна быть снижена, и реакция должна проводиться с избытком спирта в реакционной смеси. Например:

    2 канала 3 канала 2 -OH + H 2 SO 4 130 ºC CH 3 CH 2 -O-CH 2 CH 3 + H 2 O
    CH 3 CH 2 -OH + H 2 SO 4 150 ºC CH 2 = CH 2 + H 2 O

    В этой реакции необходимо использовать избыток спирта и поддерживать температуру около 413 К.Если спирт не используется в избытке или температура выше, спирт предпочтительно подвергнется дегидратации с образованием алкена. Дегидратация вторичных и третичных спиртов для получения соответствующих простых эфиров неэффективна, поскольку в этих реакциях слишком легко образуются алкены.


    Реакции окисления

    Некоторые спирты также могут подвергаться реакциям окисления. Помните, что в окислительно-восстановительных реакциях окисляемый компонент реакции теряет электроны (LEO), в то время как молекула, получающая электроны, восстанавливается (GER).В органических реакциях поток электронов обычно следует за потоком атомов водорода. Таким образом, молекула, теряющая водород, обычно также теряет электроны и является окисленным компонентом. Молекула, набирающая электроны, сокращается. Для спиртов могут быть окислены как первичные, так и вторичные спирты. С другой стороны, третичные спирты не окисляются. Во многих реакциях окисления окислитель показан над стрелкой реакции как [O]. Окислитель может быть металлом или другой органической молекулой.В реакции окислителем является молекула, которая восстанавливается или принимает электроны.

    В реакциях окисления спирта водород из спирта и водород, связанный с углеродом, к которому присоединен спирт, вместе со своими электронами удаляются из молекулы окислителем. Удаление атомов водорода и их электронов приводит к образованию карбонильной функциональной группы. В случае первичного спирта результатом является образование альдегида.В случае вторичного спирта результатом является образование кетона. Обратите внимание, что для третичного спирта углерод, присоединенный к спиртовой функциональной группе, не имеет присоединенного к нему атома водорода. Таким образом, он не может подвергаться окислению. Когда третичный спирт подвергается действию окислителя, реакции не происходит.

    Обратите внимание, что для первичного спирта, который подвергается окислению, он все еще сохраняет атом водорода, который присоединен к карбонильному углероду во вновь образованном альдегиде.Эта молекула может подвергаться вторичной реакции окисления с окислителем и водой, чтобы добавить еще один атом кислорода и удалить карбонильный атом водорода. Это приводит к образованию карбоновой кислоты.


    Для вашего здоровья: физиологические эффекты спиртов

    Метанол довольно ядовит для человека. Проглатывание всего 15 мл метанола может вызвать слепоту, а 30 мл (1 унцию) — смерть. Однако обычная смертельная доза составляет от 100 до 150 мл.Основная причина токсичности метанола заключается в том, что у нас есть ферменты печени, которые катализируют его окисление до формальдегида, простейшего члена семейства альдегидов:

    Формальдегид быстро вступает в реакцию с компонентами клеток, коагулируя белки почти так же, как при варке яйца. Это свойство формальдегида объясняет большую часть токсичности метанола.

    Органические и биохимические уравнения часто записываются, показывая только органические реагенты и продукты.Таким образом, мы сосредотачиваем внимание на органическом исходном материале и продукте, а не на балансировании сложных уравнений.

    Этанол окисляется в печени до ацетальдегида:

    Ацетальдегид, в свою очередь, окисляется до уксусной кислоты (HC 2 H 3 O 2 ), нормального компонента клеток, которая затем окисляется до диоксида углерода и воды. Даже в этом случае этанол потенциально токсичен для человека. Быстрое употребление 1 pt (около 500 мл) чистого этанола убило бы большинство людей, а от острого отравления этанолом ежегодно умирает несколько сотен человек — часто тех, кто участвует в каком-то соревновании по выпивке.Этанол свободно проникает в мозг, где угнетает центр контроля дыхания, что приводит к отказу дыхательных мышц в легких и, как следствие, к удушью. Считается, что этанол действует на мембраны нервных клеток, вызывая ухудшение речи, мышления, познания и суждения.

    Медицинский спирт обычно представляет собой 70% -ный водный раствор изопропилового спирта. Он имеет высокое давление пара, а его быстрое испарение с кожи производит охлаждающий эффект. При проглатывании он токсичен, но, по сравнению с метанолом, хуже всасывается через кожу.


    Напишите уравнение окисления каждого спирта. Используйте [O] над стрелкой, чтобы указать окислитель. Если реакции не происходит, напишите «нет реакции» после стрелки.

    1. Канал 3 Канал 2 Канал 2 Канал 2 Канал 2 ОН

    Решение

    Первый шаг — определить класс каждого алкоголя как первичный, вторичный или третичный.

    1. Этот спирт имеет группу ОН на атоме углерода, который присоединен только к одному другому атому углерода, так что это первичный спирт. При окислении сначала образуется альдегид, а при дальнейшем окислении образуется карбоновая кислота.

    2. Этот спирт имеет группу ОН на атоме углерода, который присоединен к трем другим атомам углерода, поэтому это третичный спирт. Никакой реакции не происходит.

    3. Этот спирт имеет группу ОН на атоме углерода, который присоединен к двум другим атомам углерода, так что это вторичный спирт; окисление дает кетон.

    Напишите уравнение окисления каждого спирта. Используйте [O] над стрелкой, чтобы указать окислитель. Если реакции не происходит, напишите «нет реакции» после стрелки.


    Вернуться к началу

    Альдегиды и кетоны

    В этом разделе мы обсудим первичные реакции альдегидов и кетонов. К ним относятся реакции окисления и восстановления, а также реакции сочетания со спиртами.

    Реакции окисления

    Как показано выше в разделе, посвященном спиртам, альдегиды могут подвергаться окислению с образованием коарбоновой кислоты. Это связано с тем, что карбонильный атом углерода все еще сохраняет атом водорода, который можно удалить и заменить атомом кислорода. Кетоны, с другой стороны, не содержат атом водорода, связанный с карбонильным атомом углерода. Таким образом, они не могут подвергаться дальнейшему окислению. Как отмечалось выше, кетоны, которые подвергаются действию окислителя, не вступают в реакцию.

    Реакции восстановления

    Реакции восстановления с альдегидами и кетонами превращают эти соединения в первичные спирты в случае альдегидов и вторичные спирты в случае кетонов. По сути, это реакции, обратные реакциям окисления спирта.

    Например, с альдегидом этанал получается первичный спирт, этанол:

    Обратите внимание, что это упрощенное уравнение, где [H] означает «водород из восстановителя».В общих чертах, восстановление альдегида приводит к первичному спирту.

    Восстановление кетона, такого как пропанон, даст вам вторичный спирт, такой как 2-пропанол:

    Восстановление кетона приводит к вторичному спирту.


    Реакции присоединения со спиртами

    Альдегиды и кетоны могут реагировать со спиртовыми функциональными группами в реакциях присоединения (комбинации).Эти типы реакций обычны по своей природе и очень важны в процессе циклизации молекул сахара. Мы вернемся к этому вопросу в главе 11 во введении к основным макромолекулам тела.

    Когда к альдегиду добавляется спирт, получается полуацеталь ; когда к кетону добавляют спирт, получается полукеталь .

    В приведенной выше реакции B: относится к основанию, которое присутствует в растворе и может действовать как акцептор протонов.В этой реакции обычное основание активирует спирт в реакции (кислород спирта показан красным). Кислород спирта тогда заряжается отрицательно, потому что он переносит лишний электрон от водорода. Теперь он может действовать как нуклеофил и атаковать карбонильный углерод альдегида или кетона. Когда кислород спирта образует связь с карбонильным углеродом альдегида или кетона, это замещает одну из двойных связей карбонильной группы. Оксиен из карбонила затем вытягивает водород из обычной кислоты, присутствующей в растворе.На этой диаграмме обычная кислота обозначена как H-A. При этом образуется спирт на месте карбонильной группы альдегида или кетона. Исходная спиртовая группа теперь выглядит как эфирная функциональная группа. Таким образом, вы можете распознать полуацетали и гемикетали в природных продуктах как атом углерода, который одновременно связан как со спиртовой, так и с простой эфирной функциональной группой. Если этот углерод также имеет водородную связь с ним, он происходит из альдегида и называется полуацеталем .Если центральный углерод связан с двумя другими атомами углерода (обозначенными выше R 1 и R 3 выше) в дополнение к атомам кислорода, молекула происходит от кетона и называется гемикеталом .

    Приставка « hemi» (половина) используется в каждом термине, потому что, как мы вскоре увидим, может произойти второе добавление нуклеофила спирта, в результате чего образуются виды, называемые ацеталей и кеталей .

    Образование полуацеталей и гемикеталей в биологических системах является обычным явлением и часто происходит спонтанно (без присутствия катализатора или фермента), особенно в случае простых молекул сахара.Из-за спонтанности реакций они также очень обратимы: полуацетали и гемикетали легко превращаются обратно в альдегиды и кетоны плюс спирт. Механизм обратного превращения полуацеталя в альдегид показан ниже:

    Практические задачи:


    Реакции с образованием ацеталей или кеталов

    Когда полуацеталь (или гемикеталь) подвергается нуклеофильной атаке со стороны второй молекулы спирта, результат называется ацеталем (или кеталем ).

    В то время как образование полуацеталя из альдегида и спирта (этап 1 выше) является нуклеофильным присоединением, образование ацеталя из полуацеталя (этап 2 выше) представляет собой реакцию нуклеофильного замещения с исходным карбонилом кислород (показан синим) выходит в виде молекулы воды. Поскольку вода покидает молекулу во второй реакции (стадия 2), эта реакция также известна как реакция дегидратации . Реакция замещения, происходящая на второй стадии, не происходит спонтанно и не является легко обратимой.Внутри биологических систем для образования ацеталя или кеталя потребуется фермент. Обратите внимание, что и ацеталь, и кеталь выглядят как центральный углерод, связанный с двумя функциональными группами простого эфира. Если этот центральный углерод также связан с водородом, тогда это ацталь, а если он связан с двумя атомами углерода, это кеталь. Обратная реакция будет включать разложение ацеталя или кеталя с использованием гидролиза или проникновения воды в молекулу.

    Практические задачи:


    Вернуться к началу

    Карбоновые кислоты

    Кислотность карбоновых кислот

    Согласно определению кислоты как «вещества, которое отдает протоны (ионы водорода) другим вещам», карбоновые кислоты являются кислыми, потому что водород в группе -COOH может быть передан другим молекулам.В растворе в воде ион водорода передается от группы -COOH к молекуле воды. Например, с этановой кислотой (как показано ниже) вы получаете этаноат-ион, образованный вместе с ионом гидроксония, H 3 O + .

    CH 3 COOH + H 2 O ⇌ CH 3 COO + H 3 O +

    Эта реакция обратима, и в случае этановой кислоты (уксусной кислоты) не более 1% кислоты прореагировало с образованием ионов за один раз.

    Таким образом, карбоновые кислоты являются слабыми кислотами.

    Карбоновые кислоты и образование солей

    Из-за своей кислой природы карбоновые кислоты могут реагировать с более химически активными металлами с образованием ионных связей и образования солей. Реакции такие же, как и с кислотами, такими как соляная кислота, за исключением того, что они, как правило, более медленные.

    2CH 3 COOH (водн.) + Mg (s) → (CH 3 COO) 2 Mg + H 2

    В указанной выше реакции разбавленная этановая кислота реагирует с магнием.Магний реагирует с образованием бесцветного раствора этаноата магния и выделяется газообразный водород. Если вы используете магниевую ленту, реакция будет менее интенсивной, чем такая же реакция с соляной кислотой, но с порошком магния обе протекают так быстро, что вы, вероятно, не заметите большой разницы.

    Пример проблемы:

    Напишите уравнение для каждой реакции.

    1. ионизация пропионовой кислоты (CH 2 CH 2 COOH) в воде (H 2 O)
    2. нейтрализация пропионовой кислоты водным гидроксидом натрия (NaOH)

    Решение:

    1. Пропионовая кислота ионизируется в воде с образованием пропионат-иона и иона гидроксония (H 3 O + ).

      CH 3 CH 2 COOH (водн.) + H 2 O (ℓ) → CH 3 CH 2 COO (водн.) + H 3 O + (водн.)

    2. Пропионовая кислота реагирует с NaOH (водн.) С образованием пропионата натрия и воды.

      CH 3 CH 2 COOH (водн.) + NaOH (водн.) → CH 3 CH 2 COO Na + (водн.) + H 2 O (ℓ)

    Образование сложных эфиров из карбоновых кислот и спиртов

    Сложный эфир может быть образован путем объединения карбоновой кислоты со спиртом в присутствии сильной кислоты или в присутствии фермента в биологических системах.В реакции этерификации гидроксильная группа карбоновой кислоты действует как уходящая группа и образует молекулу воды в конечном продукте. Он заменен группой -OR из спирта.

    Реакция обратимая. В качестве конкретного примера реакции этерификации бутилацетат может быть получен из уксусной кислоты и 1-бутанола.

    Подробный обзор: конденсационные полимеры

    Коммерчески важной реакцией этерификации является конденсационная полимеризация, при которой происходит реакция между дикарбоновой кислотой и двухатомным спиртом (диолом) с удалением воды.Такая реакция дает сложный эфир, который содержит свободную (непрореагировавшую) карбоксильную группу на одном конце и свободную спиртовую группу на другом конце. Затем происходят дальнейшие реакции конденсации с образованием полиэфирных полимеров.

    Самый важный полиэфир, полиэтилентерефталат (ПЭТ), производится из мономеров терефталевой кислоты и этиленгликоля:

    Из молекул полиэстера получаются отличные волокна, которые используются во многих тканях. Вязаная полиэфирная трубка, которая является биологически инертной, может использоваться в хирургии для восстановления или замены пораженных участков кровеносных сосудов.ПЭТ используется для изготовления бутылок для газировки и других напитков. Из него также образуются пленки, называемые майларом. В магнитном покрытии майларовая лента используется в аудио- и видеокассетах. Синтетические артерии могут быть изготовлены из ПЭТ, политетрафторэтилена и других полимеров.

    Практические задачи:

    Завершите следующие реакции:

    Гидролиз сложных эфиров

    Обратную реакцию образования сложного эфира можно использовать для разложения сложных эфиров на карбоновую кислоту и спирт.Эта реакция требует включения воды в сложноэфирную связь, и поэтому называется реакцией гидролиза .

    Сложный эфир нагревают с большим избытком воды, содержащей сильный кислотный катализатор. Как и при этерификации, реакция обратима и не доходит до завершения.

    В качестве конкретного примера бутилацетат и вода реагируют с образованием уксусной кислоты и 1-бутанола. Реакция обратима и не доходит до завершения.

    Практические задачи:


    Вернуться к началу

    9.7 Краткое содержание главы

    Гидроксильная группа (ОН) является функциональной группой из спиртов . Спирты представлены общей формулой ROH. Спирты получают из алканов путем замены одного или нескольких атомов водорода на группу ОН. Первичный (1 °) спирт (RCH 2 OH) имеет группу ОН на атоме углерода, присоединенную к одному другому атому углерода; вторичный (2 °) спирт (R 2 CHOH) имеет группу ОН на атоме углерода, присоединенную к двум другим атомам углерода; и третичный (3 °) спирт (R 3 COH) имеет группу ОН на атоме углерода, присоединенном к трем другим атомам углерода.

    Способность вступать в водородные связи значительно увеличивает точки кипения спиртов по сравнению с углеводородами сопоставимой молярной массы. Спирты также могут вступать в водородную связь с молекулами воды, а спирты, содержащие до четырех атомов углерода, растворимы в воде.

    Многие спирты можно синтезировать путем гидратации алкенов. Обычные спирты включают метанол, этанол и изопропиловый спирт. Метанол довольно ядовит. Это может вызвать слепоту или даже смерть. Этанол можно получить из этилена или получить путем ферментации.Это «алкоголь» в алкогольных напитках. Иногда люди по ошибке пьют метанол, думая, что это алкогольный напиток. Иногда недобросовестные бутлегеры продают метанол ничего не подозревающим покупателям. В любом случае результаты зачастую трагичны.

    Когда вода удаляется из спирта на стадии дегидратации, результатом является либо алкен, либо простой эфир, в зависимости от условий реакции. Первичные спирты окисляются до альдегидов или карбоновых кислот, а вторичные спирты окисляются до кетонов.Третичные спирты не окисляются легко.

    Спирты, содержащие две группы ОН на соседних атомах углерода, называются гликолями .

    Фенолы (ArOH) представляют собой соединения, имеющие группу ОН, присоединенную к ароматическому кольцу.

    Простые эфиры (ROR ‘, ROAr, ArOAr) представляют собой соединения, в которых атом кислорода присоединен к двум органическим группам. Молекулы эфира не имеют группы ОН и, следовательно, межмолекулярной водородной связи. Следовательно, простые эфиры имеют довольно низкие температуры кипения для данной молярной массы.Молекулы эфира имеют атом кислорода и могут вступать в водородную связь с молекулами воды. Молекула эфира имеет примерно такую ​​же растворимость в воде, как и спирт, изомерный с ней.

    Карбонильная группа , двойная связь углерод-кислород, встречается повсеместно в биологических соединениях. Он содержится в углеводах, жирах, белках, нуклеиновых кислотах, гормонах и витаминах — органических соединениях, важных для живых систем.

    Карбонильная группа является определяющей особенностью альдегидов и кетонов .В альдегидах по крайней мере одна связь в карбонильной группе представляет собой связь углерод-водород; в кетонах обе доступные связи у карбонильного атома углерода являются связями углерод-углерод. Альдегиды синтезируются окислением первичных спиртов. Альдегид можно дополнительно окислить до карбоновой кислоты. Кетоны получают окислением вторичных спиртов. Мягкие окислители окисляют альдегиды до карбоновых кислот. Кетоны этими реагентами не окисляются.

    Альдегиды и кетоны могут реагировать со спиртами с образованием полуацеталей и гемикеталей соответственно.Эти реакции происходят без добавления катализатора и могут двигаться как в прямом, так и в обратном направлении. Гемиацетали и гемикетали могут вступать в реакцию с дополнительной молекулой спирта с образованием ацеталей и кеталей. Образование ацеталя или кеталя требует удаления воды и называется реакцией дегидратации. Эти реакции требуют катализатора или фермента, чтобы они происходили. Обратная реакция, которая расщепляет ацеталь с образованием полуацеталя и спирта, требует добавления молекулы воды и называется гидролизом.

    Карбоновая кислота (RCOOH) содержит функциональную группу COOH, называемую карбоксильной группой , которая имеет группу ОН, присоединенную к карбонильному атому углерода. Сложный эфир (RCOOR ‘) имеет группу OR’, присоединенную к карбонильному атому углерода.

    Карбоновая кислота образуется при окислении альдегида с тем же числом атомов углерода. Поскольку альдегиды образуются из первичных спиртов, эти спирты также являются исходным материалом для карбоновых кислот.

    Карбоновые кислоты имеют сильный, часто неприятный запах. Это высокополярные молекулы, которые легко образуют водородные связи, поэтому имеют относительно высокие температуры кипения.

    Карбоновые кислоты — слабые кислоты. Они реагируют с основаниями с образованием солей и с карбонатами и бикарбонатами с образованием газообразного диоксида углерода и соли кислоты.

    Сложные эфиры — это соединения с приятным запахом, отвечающие за аромат цветов и фруктов. У них более низкие температуры кипения, чем у сопоставимых карбоновых кислот, потому что, хотя молекулы сложного эфира в некоторой степени полярны, они не могут участвовать в водородных связях.Однако с водой сложные эфиры могут образовывать водородные связи; следовательно, сложные эфиры с низкой молярной массой растворимы в воде. Сложные эфиры могут быть синтезированы путем этерификации , в которой карбоновая кислота и спирт объединяются в кислых условиях. Сложные эфиры представляют собой нейтральные соединения, которые подвергаются гидролизу , реакции с водой. В кислых условиях гидролиз по существу является обратным этерификации.

    Рисунок 9.15 Сводка важных реакций с кислородом.


    Фармер С., Ройш В., Александер Э. и Рахим А. (2016) Органическая химия. Либретексты. Доступно по адресу: https://chem.libretexts.org/Core/Organic_Chemistry

    .

    Ball, et al. (2016) MAP: Основы химии ГОБ. Либретексты. Доступно по адресу: https://chem.libretexts.org/Textbook_Maps/Introductory_Chemistry_Textbook_Maps/Map%3A_The_Basics_of_GOB_Chemistry_(Ball_et_al.)/14%3A_Organic_Compounds_of_Oxygen/14.10%3A_Proounds_of_Oxygen/14.10%3A_Description

    McMurray (2017) MAP: Органическая химия.Либретексты. Доступно по адресу: https://chem.libretexts.org/Textbook_Maps/Organic_Chemistry_Textbook_Maps/Map%3A_Organic_Chemistry_(McMurry)

    Содербург (2015) Карта: органическая химия с биологическим акцентом. Либретексты. Доступно по адресу: https://chem.libretexts.org/Textbook_Maps/Organic_Chemistry_Textbook_Maps/Map%3A_Organic_Chemistry_With_a_Biological_Emphasis_(Soderberg)

    Антифриз. (2017, 5 января). В Википедия, Бесплатная энциклопедия . Получено в 06:07, 21 апреля 2017 г., с https: // en.wikipedia.org/w/index.php?title=Antifreeze&oldid=758484047

    Этиленгликоль. (2017, 4 апреля).

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.