Шпоры по химии

№1. Предмет, сод-ие и задачи курса

Задача дисциплины – развитие активного мышления на основе системно-структурного подхода, с использованием современного уровня хим. науки с целью подготовки будущих специалистов к творческому освоению профилирующий дисциплины. Химия изучает химическую форму движения, под которой понимают качественное изменение вещ-в, т.е. превращение одних вещ-в в другие. Химия – это наука о вещ-ах и законах их превращений. Курс химии должен дать студентам современное научное представление о хим-ом уровне организации материи и присущей этому уровню хим. форме движения материи, показать значение химии в производстве товаров народного потребления, определении их качества. Изучение химии имеет большое значение в подготовке высококвалифицированных специалистов товароведов, т.к. различные хим. реакции лежат в основе производства и в процессе хранения продуктов питания и непищевых товаров. №2. Химия как наука естествознания.

Естествознание рассм-т природу как единое целое. Поэтому естествознание – это наука из последовательно вложенных друг в друга осн. частей отдельных естеств.-научн. дисциплин. как химия, физика и т.д.

В этом ракурсе химия как наука, имеющая в своем основании физику. она непосредственно представляет основание для биологии.

Физика→Химия→Биология→Психология (занимает центральное место)→Физика

Учение о системе начинает развитие химия. Его также называют системным подходом или системный анализ. 1830-е годы Берцелиоз выдвинул электрохимическую теорию (молекулы образуются за счет электростатического притяжения атомов). 1840 г. – Жерар – молекула состоит из атомов и их групп, так тесно взаимосвязываются, что их самостоятельное существование без существенного изменения их качества невозможно. Распад молекул приводит к качественно новым веществам. CH4 (CH3+CH3→C2H6)

Жерар назвал молекулы унитарной (единой) системой. Существует два вида множества: 1.Суммативное (адитивное) суммирование; 2.Системное (система) множество элементов или частей, в которой все элементы не только тесно взаимосвязаны, но влияют друг на друга и качественно преобразуют друг друга.

М. сделать вывод: Что включая в себя один и тот же элемент, система делает его различным в зав-сти от связанных с ним пр-пов.

Сохр-яя субординацию ест. наук, м сделать вывод. что одну науку м. выводить из другой. (4) Этот способ послужил основой 3-й концептуальной химии. Учение о химическом процессе и предмет изучения не структура молекулы, а организация кинетической системы, в которой структура молекулы представлена как частность. Появились новые способы изучения, возникло производство многоатомарных материалов, синтетический каучук из нефтегазового сырья, этиловый спирт, азотные удобрения из азота воздуха и т.д., то есть появилась технология нефтехимических производств.

Процесс развития химии в форме последовательного появления и сосуществования четырех концептуальных систем обусловлен 2-я категориями внешних факторов.

1) природа – вещества как объект исследования химии.

2) Социальные факторы. В природе вещества заложена иерархия его материальных систем:

- атом элемента

- молекула вещества

- система реагирующих веществ

- высокоорганизованная каталитическая система

Эта иерархия природы – иерархия 4-х концептуальных систем химии:

- учение о составе

- структурная химия

- учение о химическом процессе

-эволюционная химия

Внутренними противоречиями, являющимися стимулами развития химии, выступают противоречия между эмпирическими и теоретическими знаниями, между теориями разной степени общности, между истиной и заблуждениями, между различными научно-исследовательскими прогами.

№4. химия и экспертиза потр.тов-в.

Химия и экспертиза потребительских товаров. Мы живем в рыночной экономической системе и для правильного функционирования рынка, экономики страны важной составляющей является производство продукции, индификация товара. Сейчас на рынке большое кол-во фальсифицированного товара, которое необходимо выявить. Идентификация-соответствие продукции нормативным документам и требованиям. Область применения идентификации широко: сертификация, формирование ассортмента, контроль качества, экспертиза, оценка качества. Выбор метода идентификации:

измерительный-физико-химические метоы, органолептический-чисто товароведный,но понимание что такое запах-пары соответствующего вещества-с точки зрения химии,вкус вещества на языке также связан со строением молекул соотв вещ-ва. С помощью химических знаний создаются комплексные запахи (парфюмерия), производственные запахи(запах свежеиспеченного хлеба, запах груши в лимонаде), химия определяет потребителские св-ва товаров. Существуют измерительные методы для определения действительных значений показателей качества с помощью технических у4стройст,к измерительным относят хроматографический метод,спектральный,фото-электроколориметрический,потенциометрический,рефрактометрический,микроскопический. Таким образом химия и экспертиза потреб товаров тесно связаны др с др №8. Природа и образование хим. св. (ММО). Энергия и длина связи.

Обр-ие из атомов мол-л, молекулярн. ионов, ионов, кристалл-х, аморфных и др. вещ-в сопр-ся уменьш-ем энергии по ср-ию с невзаимодейств-ми атомами. При этом миним. энергии соотв-ет опред. расположение атомов друг отн-но друга, кот. отвечает существенное перераспр-ние электрон. плотности. Силы, удерж-щие атомы в нов. образованиях, получили обобщенное название «химическая связь».

Согласно электрон. теории валентности, хим. связь возникает за счет перераспр-ния электронов валентн. орбиталей, в рез-те чего возн-ет устойчивая электрон. конфигурация благородн. газа(октет) за счет обр-ния ионов(В. Коссель)или обр-ия общ.электрон.пар (Г. Льюис)

По своей природе хим. св. предст-т собой взаимод-вие м/у положит-но заряж-ми ядрами и отриц-но заряж-ми электронами, а также электронов друг с другом.

Для описания хим. связи широко исп-ся 2 метода:метод молекулярных орбиталей(Малликен, Хунд) и м.валентных связей(Гейтлер, Слетер, Лондон).Согласно ММО, молекула – сов-сть «+» ядер и «-» электронов. Описать молекулу по ММО – значит опр. тип ее орбиталей, их энергию и выяснить хар-р распредел-я электронов по орбиталям.Электрон может нах-ся в связ-щей или разрыхляющей области. В соотв., бывают связ-щиеи и разрыхл-щие МО. Связыв-щая МО хар-ся повышенной электронной плотностью в пространстве меж ядрами, поэтому такая орбиталь энергетич. более выгодна. Наоборот, на разрыхляющей орбитали эл. плотность конц-ся за ядрами, эта МО менее выгодна.

МО, образов-ые перекрыванием АО по оси располож-я ядер наз-ся сигма-орбиталями. Сигма-связь хар-ся тем, что их эл. плотность конц-ся меж связ-ми атомами по линии, проходящей через их центры. Отвечают макс-но возможной степени перекрывания АО, поэтому прочны, возможно вращ-е вокруг сигма-связи.

Пи-связь – концентр-е эл. плотности не меж атомами, а над и под плоскостью, проходящей через сигма-связь( возникает при перекрывании эл. облаков по обе стороны от линии соед-я атомов.

Хим. связь хар-ся энергией и длиной. Мерой прочности связи служит энергия, затрачиваемая на разрушение связи, или выигрыш в энергии при образовании соединения из отдельных атомов (Eсв). Так, на разрыв связи H–H затрачивается 435 кДж∙моль–1, а на атомизацию метана CH4 – 1648 кДж∙моль–1, в этом случае EC–H = 1648 : 4 = 412 кДж. Длина связи (нм) – расстояние между ядрами в том или ином соединении. Обычно длина связи и ее энергия антибатны: чем больше длина связи, тем меньше ее энергия.

Хим. связь обычно изображается черточками, соединяющими взаимодействующие атомы; каждая черта эквивалентна обобщенной паре электронов. В соединениях, содержащих более двух атомов, важной характеристикой является валентный угол, образуемый химическими связями в молекуле и отражающий ее геометрию.

№6. Хар-ка энерг. сост. ē в атоме. Правила и пор-к заполн. АО.

Заселение электронами атомн. орбиталей осущ-ся согласно пр-пу наим. энергии, правилу Клечковского, пр-пу Паули и правилу Гунда.

Принцип наименьшей энергии требует, чтобы электроны заселяли АО в порядке увеличения энергии элекронов на этих орбиталях. Это отражает общее правило – максимуму устойчивости системы соответствует минимум ее энергии.

Пр-ло Клечковского: увеличение Энергии и соот-но заполн-е орбителй происх-т в порядке возр-ния суммы квант. чисел n+l, а при сумме n+l в порядке возр-ния числа n. Соотв-но подоболочки выстр-ся в след. ряд: 1s С6Н5-ОН + NaCI

2. Кумопьный способ. При каталитическом окис¬лении иэопропилбензола (кумола) кислородом воз¬духа образуются фенол и ацетон:

Химические свойства. 1. Кислотные св-еа фе¬нола проявляются в р-циях с щелочными металлами и щелочами: C6H5OH + Na => C6H5ONa + 1/2Н2Т,

С6Н5ОН + NaOH => C6H5ONa + H2O. Фенол - слабая кислота Он выделяется из рас¬творов фенолятов под действием углекислого газов: C6H5ONa + СО2 + Н2О=> C6H5OH + NaHCO3.

Кислотные свойства фенолов ослабляются при введении в кольцо заместителей I рода и усилива¬ются при введении заместителя II рода.

2 Образование сложных эфиров. В отличие от спиртов, фенолы не образуют сложных эфиров при действии на них карбоновых кислот; для этого исполь¬зуются хлорангидриды кислот:

С6Н5ОН + СНз-СО-СL => C6H5-O-CO-СНз + HCI.

3 Реакции электрофильного замещения в фе¬ноле протекают значительно легче, чем в аромати¬ческих углеводородах

а) Галогвнирование.