2161

Теория химии. Органическая и неорганическая химия и методика ее преподавания

Конспект

Химия и фармакология

Расчетные химические задачи, их типы. Внеклассная работа по химии, её принципы, формы, направления. Политехнизация знаний по химии. Общая характеристика разбавленных растворов неэлектролитов. Производные карбоновых кислот: соли, галогенангидриды, ангидриды, эфиры, амиды и их взаимные переходы. Механизм реакции этерификации.

Русский

2013-01-06

3.36 MB

24 чел.

1. Расчетные химические задачи, их типы, овладение уч-ся по годам. Методические приемы формирования у уч-ся умения решать расчетные задачи по химии.

Хим. задачи помогают соверш-ю качества обучения уч-ся, закреплению приобр. знаний, форм-я умения, переносу их в новые ситуации, установлению межпредметных связей. Содействуют приобр. практич. умений и навыков уч-ся (производить расчеты и опыты), служат важным средством развития мышления уч-ся.

Клас-ция хим. задач: 1) качественные (на наблюдение, получение, док-ва отношения в-ва к группе, распознав. в-в, разделение смеси в-в, на конструирование приборов) 8-11 кл.

2) расчетные: * по хим. формулам (Вычисление Mr, массовой доли эл-тов в сл. в-ве, химического кол-ва в-ва по объему по массе, вычисление Mr по относит плотности, масса р-ра и раств. в-ва по массовой доле); по хим. уравнениям ( по известной массе одного из в-в, вычисление объема газа, расчет объемных отношений, по термохим. уравн., р-ции в р-рах, по избытку одного из в-в, примеси); * задачи на выведение формулы ( по массовым долям по колич. и кач. анализу орг. соед.). Классы см. в программке.

Общие метод. приемы по решению задач: кач-во теор. знаний (хим. св-в, способов получения и т.д.); умения проводить анализ условия задач, записывать краткое условие, отметить известные и неизвестные величины, продумать логическую цепочку в решении задачи; составление условий прямых и обратных задач; использование алгоритмов решения типовых задач, использовать наглядность по-возможности, исп. индивид и диф. подхода к уч-ся, исп-е единого образца оформления задач.

2. РАСТВОРЫ

-это гомогенные(однородные) системы переменного состава, состоящие из двух и более компанентов.*10-8 размеры частиц в растворах.*В зависимости от агрегатного состояния р-ры могут быть: твердыми, жидкими, газообразными.

Вкатодном р-ре имеется растворенное в-во и растворитель(это в-во),кот. в чистом виде нах-ся в такой же фазе,что и раствор.(кого больше-тот растворитель).

Мех-зм процесса растворения:

  1.  разрушаются связи или силы ММВ в исходных в-вах(эндотермический пр.,Qразр.<0 (∆H>0)).
  2.  возникают силы взаимодействия между растворенным в-вом и раствор-м(экзотермический пр.,Qгидрат.>0 (∆H<0)).

В воде(полярн.раствор-ль) будут растворяться в-ва:

  1.  с ионной кристалл. решеткой
  2.  полярные молекулы
  3.  молекулы,связанные водородной св.

Общий тепловой эффект процессов растворения Qраств.=Qразр.+Qгидр.(Н2SO4)>0,т.к.Qразр.<<Qгидр. Гидраты,нестойкие соединения и при нагревании они разлагаются, но иногда гидраты настолько прочны, что при выделении раствор-го в-ва из р-ра Н2О входит в состав его кристаллов(наз.кристаллогидраты),а вода- кристаллизац-й. Способность в-ва переходить в р-р,т.е. растворяться,наз-ся растворимостью. Мерой раств-ти в-ва при данных условиях, является масса в-ва в насыщенном р-ре.Насыщенный р-р, в кот. при данной t сущ-т динамическое равновесие между нераств.частью в-ва и в-вом в раствор-м состоянии. Количественной хар-кой раств-ти явл. молярная конц-я насыщенного р-ра(моль/л) или массовая доля растворенного в-ва в насыщенном р-ре.

Кs= (коэф.раств-ти), кот. показывает массу в-ва, кот. может раств-ся в 100г растворителя(Н2О).

Ненасыщенный р-р-это р-р, в кот. может быть раств-но еще некоторое кол-во растворенного в-ва при данной t.

Пересышенный р-р-при данной t раств-го в-ва содержится больше, чем в насыщенном р-ре. Неустойчивы эти р-ры,даже от сотрясения может выпасть избыток растворенного в-ва. Эти р-ры примен-ся для очистки в-в в перекристаллизации.

СПОСОБЫ ВЫРАЖЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ В-ВА В Р-РАХ:

  1.  массовая доля раств-го в-ва (W): W=m(в-ва)/m(р-ра)*100%
  2.  массовая концентрация(ρ): ρ=m(в-ва)/V(р-ра)
  3.  молярная концентрация: С(в-ва)=n(в-ва)⁄V(в-ва)
  4.  моляльность(ß):ß(в-ва)=n(в-ва)⁄m(р-ля)

3. Арены. Понятие об ароматичности.

1 подход: отнесли соединения, обладающие ароматом

2 подход: относили соединения, содержащие бензойные кольца. На данном уровне Кекуле и Бутлеров внесли вклад по строению бензола. В то время знали, что по строению – это ненасыщенные соединения, т.е.кол-во водорода не максимально, и в то же время для них не были характерны реакции присоединения. Почему? Было предложено считать, что в бензоле и его аналогах электронная плотность 3х π связей делокализована. Это можно показать в виде резонансных структур, либо нарисовать обобщенную формулу

3 подход: правило Хюккеля ароматичными являются соединения, содержащие плоские замкнутые системы сопряженных π связей и/или неподеленных электронных пар и свободные орбитали, число ē-ов, кот. N=4n+2, где n=0, 1, 2, и т.д. Соединения с аналогичными системами, где N=4n, являются антиароматичными.

 

Номенклатура аренов. В основе названия циклических систем лежат тривиальные названия

I Моноциклические арены

II Би- и полициклические арены: с изолированными циклами

С конденсированными циклами

Номенклатура замещенных бензолов и их аналогов

1-й случай: если боковая цепь имеет сложное строение, то она выбирается главной. Бензойная система тогда выступает в качестве заместителя с тривиальным названием фенил (нафтил, антроцил)

2-й случай: в остальных случаях в качестве главной цепи выбирается бензойная система, при этом ряд функционально замещенных бензолов имеет тривиальные названия

При введении дополнительных заместителей, последние выступают в названии всегда в качестве заместителей, при этом при этом при наличии функциональной группы, определяющей название класса, нумерация начинается от атома С, связанного с этой группой.

 3-амино-4-нитро-5-метилбензальдегиж      

При наличии только 2-х заместителей, их положение можно назвать с помощью префиксов «о» - орто- рядом, «м» - мета- через один атом С, «п» - пара – через два атома С.

1,4-диметилбензл

n-диметилбензол

n-кслило

Химические свойства

  1.  реакции функциональных групп (f) – аналогичны реакциям соответствующих неароматических соединений.
  2.   реакции боковой (углеродной) цепи – аналогичны свойствам алканов и реакциям тех функциональных групп, которые содержатся в боковой цепи.
  3.  Реакции ароматического кольца.

2) Реакции боковой цепи: характерны реакции радикального замещения α-атома С

преимущественно образование продуктов α-замещения объясняется повышенной стабильностью соответствующего промежуточного бензильного радикала за счет делокализации ē с участием Ph

  1.  Реакции ароматического кольца. 1.Реакции с образованием неароматических продуктов. Ароматичность выгодна, данные процессы протекают в жестких условиях

Данные процессы протекают в более мягких условиях для конденсированных аналогов бензола

2. Реакции с образованием ароматических продуктов. Для аренов характерны реакции замещения водорода, которые протекают с участием Е и Nu

а) реакции эдектрофильного замещения (SEAr) происходит по механизму присоединения-отщепления

Электрофильное замещение в ряду монозамещенных бензолов

Электроно-доноры (D): alk; -OR, -NR2, -SR; -Hal.

Электронно-акцептор (А): -CF3; -C=N; -C-X; -NO2; -SO3H

Заместители влияют на скорость и направление процесса.

Элекронодонорные заместители (кроме Hal) ускоряют, а электроноакцепторные – замедляют процесс электрофильного замещения.

Влияние на направление процесса:

Если 2-я стадия обратима, то обратимой является вся реакция (это только алкилирование и сульфирование в жестких условиях).

При установлении равновесия соотношение продуктов реакции определяется их относительной стабильностью. М > П > О

Если 2-я стадия необратима, то с учетом того, что она очень быстрая соотношение продуктов реакции соответствует соотношению σ-комплексов.

Поскольку переходное состояние похоже на σ-комплекс, факторы влияющие на их состояние аналогичны => более стабильный σ-комплекс соответствует более стабильному переходному состоянию и более стабильный σ-комплекс образуется быстрее.

Факторы стабилизации σ-комплекса:

  1.  электронный: в случае D более стабильным является о- и п- σ-комплексы за счет участия в делокализации заместителя.
  2.  Стерический: при наличии объемных и/или полярных заместителей более стабильными являются м- и п- σ-комплексы.

В случае А все наоборот.

И в соотсетствии с ē-ым фактором D заместители являются о- и п-ориентантами, а А заместители м-ориентантами.

SEAr дизамещенных бензолов : согласованная ориентация

Несогласованная ориентация: т.к. D ускоряют, а А замедляют процесс, то при несогласованной ориентации учитывают влияние D заместителя

4. Внеклассная работа по химии, её принципы, формы, направления.

Цели и задачи: Развить знания уч-ся по химии. Развить мышление уч-ся. Расширить интерес уч-ся по химии. Решение воспитательных задач.

Принципы: * взаимная связь учебно-воспит. работы в классе и вне класса, *придание внекл. работе в классе общественного значения, * сочетание добровольности в выборе уч-ся работы с обязательностью её выполнения, * взаимосвязь индивид. и коллект. работы, * широкая самодеятельность уч-ся по орг. вопросам, * предупреждение перенагрузки уч-ся внекл. занятиями.

Направления: конструирование приборов и нагл. пособий с целью развития творч. спос-стей; исследоват. спос-сть уч-ся по химии, агрохимии имеют практич. направленность; проведение массовых мер-тий; изучение новейших достижений хим. науки, связь с научн-исслед. учрежд-ями; развитие туристическо-краеведч. работы; изучение истории химии; орг-ция выставок, газет.

Формы орг-ции: 1) индивид. работа (работа с доп. лит-рой, написание докладов, рефератов, выполнение творческих заданий, изготовл. нагл. пособий, экспер-исслед. работа; 2) Групповая (хим. кружок по 10-15 чел-к, выпуск стенгазет, работа по оформлению кабинета, тех. тв-во, секции общества любителей химии, работа лекторских групп, исслед. работа в группах) 3) Массовая (устные журналы по химии, химические вечера, конференции, недели химии, олимпиады).


6. Гетероциклические соединения. Называют органические соединения, содержащие в цикле не только атомы углерода, но и атомы других элементов (N, O, S и др.), которые в этом случае называются гетероатомами. В цикле могут быть один, два и более гетероатомов.

Классификация: 1) по величине циклов (наиболее стабильные 5-ти и шестичленные)

2) по гетероатому (х=N, O, S)

3) по ароматичности

Пятичленные гетероциклы

Номенклатура. Гетероатом всегда под номером 1

Ароматичность растет в ряду фуран, пиррол и тиофен. Практически не проявляют сродство к протону. Фуран и пиррол являются ацидофобными, разрушаются в кислой среде с последующим осмолением

С ростом ароматичности уменьшается сродство к протону

Среди сильных оснований может отщепляться водород

Реакции электрофильного замещения: у пятичленных гетероциклов протекают с образованием преимущественно продукты α-замещения, в силу большой устойчивости σ-комплекса.

Реакции взаимного превращения. В достаточно жестких условиях тиофен, пиррол и фуран могут превращаться друг в друга. Тиофен хуже всего поддается из-за высокой ароматичности. Относительно легко – фуран.

Реакции гидрирования. Протекают в жестких условиях

Шестичленные гетероциклы

Ароматичность и основность. Сначала образуются адукты присоединения к атому азота

В жестких условиях образуются продукты замещения в β-положении.

Реакции восстановления и окисления. Пиридин гидрируется только в жестких условиях на Ni

Устойчив к действию большинства стандарт. окислителей, но окисляется перикисными окислителями

Нуклеофильное замещение. В жестких условиях могут протекать реакции замещения в α-положение. При сплавлении идут реакции


7. Индивид. и дифференцир. подходы к уч-ся в процессе обучения.

Под диф. обучением понимают сов-сть содержания, форм и методов обучения, организуемая с учетом возраст. И индивид. особенностей уч-ся, их интересво, сп-стей, возм-стей, направлены на их разностороннее развитие и воспитание. Цель диф.обучения – создание комфортной среды для обучения и развития личности с учетом индив-псих. особ-стей. Диф. обучения осущ-ся через изменение содержания, регулирование трудности и длительности выполнения отд. заданий, выбора средств пед. поддержки учеников в соответствии с их возможностями. Различают следующие виды диф-ции: региональную - по типу школ (спецшколы, гимназии, лицеи, колледжи, частные школы); внутришкольную (уровни, профили, отделения, углубления, уклоны, потоки); в параллели (группы и классы различных уровней: гимназические, лицейские и т.д.); межклассную (факультативные, сводные, разновозрастные группы); внутриклассную, или внутрипредметную (группы в составе класса). По результатам псих-пед диагностики в классе форм-ся три группы уч-ся (по уровню достижений): 1 группа, ученики с высокими учебными спос-ями - 18%.Уч-ся, относ-ся к этой группе, могут вести работу со сложным мат-лом, требующим умения применять знания в незнакомой ситуации и самост. творчески подходить к решению учебных задач, умеют выделять существенное, закономерное, достигают высоких уровней знания. 2 группа, уч-ся со средними спос-ями - 56%. Эти уч-ся усваивают мат-л после тренировочной работы, не сразу выделяют существенное, закономерное, умеют увидеть в частном общее, овладев знаниями; для усвоения знаний им требуется более длит. время. Если уч-ся 2 группы направлять, помогать, то они смогут справиться и с заданиями 1 группы. 3 группа уч-ся с низкими учебными спос-ями - 26%. Эти уч-ся усваивают мат-л после многокр. упражнений и не всегда в полном объёме, выполняют задания репродук. хар-ра, овладевают знаниями более длительное время. Состав групп непостоянен. Он может меняться не только на протяжении всего процесса обучения, но и на разл. уроках. Диф-цию можно проводить по-разному: по содержанию задания; по форме орг-ции работы на уроке; по способу пед. поддержки; по способу восприятия информации; по инд-псих. признакам. Необходимо осуществлять постоянный контроль за результатами этой работы, чтобы использовать его в дальнейшей учебной деят-сти конкретного ученика. Такой подход позволяет организовать совместную работу педагога и ребенка, основанную на сотрудничестве.


9. ДНК

  1.  Нуклеотидный состав ДНК одного и того же организма, различных его тканей (частей) всегда одинаков.
  2.  У различных видов организмов нуклеотидный состав различен.

Правило Чаргаффа.

В препаратах ДНК число пиримидиновых снований равно числу пуриновых оснований, т.е. Ц=Г, А=Т или АТ=ГЦ.

Модель Утсона-Крика. Согласно модели: моекула ДНК состоит из 2-х полинуклеотидных цепей, правозакрученных вокруг общей “оси”, которые образует двойную спираль – дуплекс. Имеются 2 бороздки: малая (1,2 нм) и большая (2,2 нм).

Две полинуклеотедных цепочки антипараллельны, гидрофобные.

Азотные основания располагаются внутри дуплекса стопочкой и перпендикулярны общей оси, пересекая общую ось в центре.

Азотные основания поглощают свет в УФ излучении.

Гипохромный эффект – уменьшение интенсивности поглощения.

Каждое пуриновое основание одной цепи спарено с лежащим в той же плоскости пиримидиновым основанием второй цепи при помощи водородных связей.

Комплементарные пары. Каждая из этих пар повернута на 36о вокруг общей оси по отношению к следующей паре оснований.

Две комплементарные цепочки имеют различный нуклеотидный состав и нуклеотидную последовательность друг к другу, т.е. зная нуклеотидный состав одной цепи, можно определить состав второй цепи.

Гидрофильные основы 2-х цепей, состоящие из чередующихся остатков дезоксирибозы и фосфорной кислоты, представляет собой полианионы, которые стабилизированы противоположными ионами (Mg2+, гистоны) и обращены в сторону клетки (воды).

Стабилизация молекулы ДНК происходит за счет водородных связей между компонентами парами (располагаются перпендикулярно оси), за счет гидрофобных взаимодействий между пуриновыми и пиримидиновыми основаниями, за счет электростатического взаимодействия между ДНК как полианионом и противоположно заряженными ионами белков.

Число нуклеотидных пар в одном витке – 10,4.

Шаг спирали –

Молекула ДНК имеет много форм и каждая из этих форм подчиняется правилу Уотсона-Крика, кроме параметров.

Параметры дуплексов (существующих форм)

Форма

А

В (Уотсона-Крика)

С

Z

Число нуклеотидных пар

11

10

9

12

Шаг (расстояние между витками), нм

2,8

3,4

3,1

Ломаная левозакрученная

Расстояние между нуклеотидами в дуплексе, градус

0,25

0,34

0,32

0,37

Угол наклона к плоскости дуплекса, градус

20

0

6

-

Степень закрученности

+32

+36

+38

- 30

В В-форме молекула ДНК может находиться при влажности 92 %. Считается, что в этой форме ДНК находится перед процессом репликации.

При влажности 70-75 % В-форма переходит в А-форму, которая стабилизируется Na+ и К+. А короче В на 25%. В этой форме ДНК находится в процессе синтеза РНК на матрице ДНК.

При влажности до 66 % - С-форма – В этой форме входит в состав вирусов.

Z-форма – это левозакрученная зигзагообразная форма. Для ее существования должно быть чередовании пар Г-Ц и ионов цезия.

Размеры ДНК. Характеризуются 2 основными параметрами.

  1.  Число нуклеотидных пар (М). Нуклеотидная пара (молекулярная масса) = 660, одного нуклеотида = 330. 106минимальная молекулярная масса одной молекулы ДНК.
  2.  Длина молекулы ДНК. 0,00017 см – минимальная длина – вирусы, 0,14 см – средняя, более 8 см – максимальная – человек.

В одном витке суперспирали содержится 200-250 нуклеотидных пар (или 20-25 витков Уотсона-Крика).

Денатурация (физ-хим. св-ва) – это изменения нативных св-в молекулы ДНК под воздействием нескольких агентов, как хим., так и др. воздействий.

Температурная денатурация ДНК – плавление (~80-900С у большинства). Зависит от нуклеинового состава . чем больше пар ГЦ, тем больше t пл. эффект гиперхром.

Денатурация и плавление ДНК сопровождает увеличение интенсивности поглощения.

t пл – t, при кот. интесивность УФ-излучения становится 1/2мах, из-за разрушения Н- связи.

Тпл прямо пропорционально количеству пар Г-Ц

Тпл=69,3 + 0,41 (%Г + %Ц)

Эту зависимость очень удобно использовать для определения нуклеотидного состава ДНК.

 


10. Методика формирования основ. хим. понятий. Этапы и пути. Развитие основн. хим. понятий.

Хим. пон-тие – это основная структ. единица хим. знаний. Пон-тие (фил)- это одна из высших форм отражения объективного мира в сознании, кот осущ-ся на основе выявления существенных признаков, предметов, явлений и взаимосв. м/у ними. Образование пон-тий сложный процесс, он требует исп-я всех мыслит процессов. Этапы форм-я пон-тий:

1. Анализ учителем формируемых понятий. 2. Выявить существен. признаки гр. в-в, явлений, знания которых нужно усвоить. 3. Ознакомление уч-ся с наиб. общими св-вами в-в, на основе эксперимента. 4. объяснение хим. св-в в-в, пользуясь теорией строения в-ва. 5. Синтез знаний о существенных св-вах, связях, отношениях в-в в понятия о них. 6. Сравнение и сопоставление понятий др. с др, для выдел. сходства и разл. 7. Выделение и определение понятий на основе существ. признаков. 8. Систематиз. и клас-ция понятий. 9. Применение понятий при решении задач. 10. Выяснение ошибок и неточностей в усвоении уч-ся понятий, исправление. 11. Закрепление содержания понятий путем правильной орг-ции повторении и закрепления. Пути развития понятий: * конкретизация содержания пон-тия, обогащение новыми существенными признаками, *расширение объема понятий, * класс-ция понятий, *обощение понятий, синтез частных понятий в общие, * углубление понятий, сущности на данном этапе обучения. Основными понятиями являются понятия об элементе, в-ве и хим. р-ции.

С-ма понятий о в-ве: понятие о класс-ции в-в, понятие о получении в-в, понятие о составе в-ва =понятие о строении в-ва= понятие о св-вах в-ва= понятие о применении в-ва = понятие о методах иссл-я.

Стр-ра понятий о хим. р-ции: понятие о класс-ции хим р-ций= понятие о признаках, сущности, мех-мов хим р-ции= понятие о колич хар-ке хим. р-ций= понятие о методах иссл-я= понятие о практическом исп-и хим. р-ций= понятие о закономерн. возникнов и протек хим. р-ций.

С-ма понятий о хим эл-те: понятие о распростр. и круговороте хим. эл-тов в природе = поняте об атоме. Атомно-молек учение (деление э-тов на Ме и неМе, семейства, относительность деления) = Периодич закон и период с-ма. Теория строения в-ва.


11. Понятие о внутр. энергии сис-мы и энтальпии. Теплота р-и, её термодинамические и термохимические обозначения. Закон Гесса и следствия из него.

Внут-я энергия сис-мы (U) – это сумма кинетической энергии частиц входящих в сис-му, и потенциальная энергия их взаимодействия. ΔU=U2 – U1.

Внут-я энергия – есть функция состояния системы, т.е зависит от основных термодинамических параметров (m, t,v, и т.д), которые характеризуют данные состояния системы.

Изменение ΔU не зависят от пути процесса, а зависят только от исходного и конечного состояния системы.

Внут-я энергия измеряется в Дж, кДж, калориях, килокалориях.

Энтальпия системы (H) связана с внутренней энергией (U). H=U+PV. ΔH=H2 – H1. ΔH=ΔU+PΔV.

H отличается от U работой расширения.

ΔH, и ΔU – это тепловые эффекты хим. р-и, которые изучаются в термохимии и в основном законе Гесса.

Закон Гесса – тепловой эффект химической реакции не зависит от пути процесса, а определяются только начальным и конечным состоянием системы. 1 вариант.

  1.  Pb + 1|2O2 = PbO; ΔH1 2. S + 3|2O2 = SO3; ΔH2 3. PbO + SO3 = PbSO4; ΔH3

2 вариант.

  1.  Pb + S = PbS; ΔH4 2. PbS + 2O2 = PbsO4; ΔH5

Суть з.Гесса ΔH1 + ΔH2 + ΔH3 = ΔH4 + ΔH5 (т.е тепловой эффект не зависит от пути процесса)

Записи тепловых эффектов бывают термохимические и термодинамические.

ΔH1 = -72,9Ккал\моль - термодинамическая запись, р-я эндотермическая т.к ΔH<0

PbS + 2O2 = PbsO4 + 72,9Ккал/моль - термохимический вариант записи, р-я экзотермическая, т.к ΔH>0

Следствия из з. Гесса:

  1.  Теплота образования вещества равна теплоте его разложения, взятого с обратным знаком
  2.  Если протекают две р-и, в которых исходные вещества одинаковы, а конечные разные, то разница в тепловых эффектах этих 2-х р-й равна тепловому эффекту перехода одного конечного в другое.
  3.  Если идут две р-и из разных исходных в одинаковые конечные, то разница в тепловых эффектах равна тепловому эффекту перехода одного исх-го в другое.
  4.  Теплота образования – то кол-во теплоты, которое выделяется, или поглощается в результате образования одного моль сложного вещества из молекул простых. Теплота образ простого вещества равна 0.

Тепловой эффект р-и: ΔHx0 = ∑ΔH0(конечн.в-в) - ∑ ΔH0(исход.в-в).

  1.  Теплота сгорания, то кол-во теплоты, которое выд-я при сгорании одного моля простого или сложного вещ-ва с образованием оксидов в высшей степ окис-я.

Теплов. эффект хим. р-и при сгорании: ΔHx = ∑ΔH(исход.в-в) - ∑ ΔH(конечн.в-в).

З. Гесса и его следствия можно испол. для: можно оценить выделение энергии при усвоении пищевых продуктов, можно рассчитать энергетический баланс любого технологического производства.


13. Химический язык в школе. Структура. Значение формирования знаний химического языка.

Язык- это знаковая с-ма любой физической природы, осущ. позновательную и коммуникативную функцию в процессе человеч. деятельности. Выделяют: естеств. (язык повседневной жизни, служ. формой выражения мыслей и средством общения м/у людьми) и искусств (матем. и хим. язык).

Стр-ра хим. языка:

  1.  Знаки естеств (признаки хим. р-ций)
  2.  Знаки искусств.
  3.  Языковые (научные термины, номенклатура, обеупотребл. слова и выражения)
  4.  Неязыковые: наглядные знаки и условные знаки (символы, формулы, уравн., аббревиатура, цифровые индексы)

Воспит. значение хим. языка – формирование мировоззрения. Язык явл-ся формой, отражающее определенное содержание. Сказывает на развитии позноват. д-сти уч-ся.

Термины – это понятия исп-мые в определенной проф. д-сти. Большинство хим. терминов имеют греч. или лат. происхождение. Термины греч. происхождения описывают опред. св-ва (атом – неделимый, глюкоза –сладкий, галогены – рождающие соли), лат. происх. описывают действия (адсорбция – поглащение, коагуляция – сгущение). С развитием химии развивается и терминология.

Символика – это хим. знаки, формулы, уравнения. Первые буквы названий эл-тов служат символами. Этапы форм-я символики: 1) усвоение смысла хим. знака 2) усвоение смысла хим. формулы, чтение её, определение состава в-ва по формуле, составление формулы по валентности 3) усвоение смысла хим. уравн, чтение его, особенности р-ции.4) коэф. в уравн., кач. и колич. анализ р-ции по уравн. 5) Самост составл. формул в-ва, с исп-ем знаний о валент-сти и законов сохр. массы в-в. Наглядные пособия: карточки, хим. азбука, дидакт. мат-л.


14. Окислительно-восстановительные реакции.

ОВР – это р-ции, протек. с изменением степ. ок. атомов, входящих в состав реагирующих в-тв.

Любая ОВР представляет собой совокупность процессов отдачи и присоединения эл-ов.

  1.  Процесс отдачи электронов называется окислением. В результ. процесса окисления алгебраическая величина степ. ок. эл-та повышается.
  2.  Процесс присоединения электронов наз. восст-нием. В результ. величина степ. ок. понижается.
  3.  Частицы (атомы, молекулы, ионы), кот. отдают электроны, наз. восстан-лями.
  4.  Частицы, кот. присоединяют электроны, называются окислителями.

Классификация.

  1.  Внутримолекулярные – р-ии идут с изменен. степ. ок. разных атомов в одной молекуле.

N-3H4N+3O2 = N02 + H2O

  1.  Межмолекулярные – в этих реакциях элемент-окислитель и элемент-восстановитель входят в состав мол. различных в-тв.

N02 + H02 = N-3H+13

  1.  Самоокисление-самовосстановление (диспропорционирование) – это ОВР, при протек. кот. один и тот же элемент, находящийся в промежут. степ. ок., и окисляется и восстанавливается. Часть атомов данного элемента отдает эл-ны другой части атомов этого же элемента.

N+4O2 + H2O = HN+5O3 + HN+3O2

Методы расстановки коэффициентов.

  1.  Метод электронного баланса. В основе его лежит след. правило: общее число эл-ов, кот. отдает восст-ль, должно быть равно общему числу эл-ов, кот. принимает окислитель.
  2.  Метод полуреакций (ионно-электронного баланса) действия:
  3.  Записать ионную схему ОВР;
  4.  Составить ионную схему двух полуреакций (окисл. и восст.)
  5.  Добавить определ. число мол. или ионов, кот. нах. в р-ре и определ. р-ю среды.

Возможны два случая: 

  1.  а) в исходных реагентах О2 больше, чем в продуктах:

рН < 7 О2- + 2Н+ = Н2О ;

рН ≥ 7 О2- + Н2О = 2 ОН-

б) если в исходных реагентах меньше О2, чем в продуктах:      рН ≤7 … + Н2О = О2- + 2Н+ ; рН >7 … + 2ОН- = О2- + Н2О

2) ОВР с участием перекиси водорода

а) рН < 7 Н2О2 + 2ё + 2Н+ = 2Н2О

рН ≥ 7 Н2О2 + 2ё = 2ОН-

б) Н2О2 восстановитель:

рН ≤7 Н2О2 – 2ё = О2 + 2Н+

рН >7 Н2О2 – 2ё + 2ОН- = О2 + 2Н2О

  1.  Подсчитать сумму зарядов в левой и правой частях уравнений полуреакций и найти число присоединенных или отданных ё.
  2.  Поставить коэффициенты в ионном уравнении ОВР
  3.  Составить молекулярное уравнение.

Пример: 2KMnO4 + H2O + 2KOH = 2K2MnO4 + O2 + H2

 2MnO-4 + H2O + 2OH- = 2MnO2-4 + O2 + H2O

 2 MnO-4 + 1ё = MnO2-4

 1 H2O2 + 2OH- - 2ё = O2 + 2H2O

Влияние среды на характер протекания ОВР

2KMn+7O4+5NaS+4O3+3H2SO4(cред) =2Mn+2SO4+5Na2S+6O4+ K2SO4 +3Н2О

2KMn+7O4 + 3NaS+4O3 + Н2О = 2Mn+4O2 + 3Na2S+6O4 + 2KOH

2KMn+7O4 + NaS+4O3 + 2KOH = 2K2Mn+6O4 + Na2S+6O4 +Н2О

K2Cr+62O7 + 3H2S-2 + 4H2SO4 = Cr+32(SO4)3 + S0 + K2SO4 + 7Н2О

KCr+3O2 + 3KMn+7O4 + 4KOH = K2Cr+6O4 + 3K2Mn+6O4 + 2Н2О

Cr+32(SO4)3 + H2O-2 + NaOH = Na2SO4 + Na2Cr+6O4 + Н2О-2


16. Карбоновые кислоты. Это производные УВ, содержащие функциональную карбоксильную группу -СООН.

Номенклатура. Если в главную цепь включается атом углерода карбоксильной группы, то добавляется суффикс –овая кислота. Если не включается, то суффикс карбоновая кислота.

Название производных карб.кислот состоит из названия класса производных и названия самой кислоты.

Название солей карб.кислот состоит из названия катиона и аниона соответствующей кислоты, кот образуется заменой суффикса –овая на суффикс –(о)ат. Для тривиальных кислот надо использовать тривиальные названия анионов

Формула

Название кислоты

Название аниона

НСООН

Муравьиная

Формиат

СН3СООН

Уксусная

Ацетат

С3Н7СООН

Масляная

Бутират

С5Н11СООН

Капроновая

Капронат

НООС-СООН

Щавелевая

Оксалат

НООС-СН2-СН2-СООН

Янтарная

Сукцинат

Молочная

Лактат

Лимонная

Цитрат

Винная

тартрат

Химические свойства. 1) реакции присоединения по карбонильной группе

2) реакции енолят-анионов

3) реакции трансформации функциональной группы

-1-

1/Реакции восстановления

R-C-OH    R-CH2-OH

R-C-O-R

Восстановление по Розенмунду R-C-Cl  R-C-H

2/Реакции взаимного перехода R-C-X + HX  R-C-X + HX

1 )Реакции гидратации. Полный гидролиз всех производных какрб.кислот приводит к образованию кислот

R-C-X + H2O R-C-OH + HX

Хлорангидриды и ангидриды очень хорошо присоединяют воду => хранят в герметичных условиях

Взаимод-е сложных эфиров проходит значительно медленнее в условиях кислогокатализа по механизму нуклеофильного присоединения-ощипления


17. Политехнизация знаний по химии.

Принцип политех-ции предполагает показ значения и применения в-в и хим. процессов в жизни чел-ка. Изучение хим. производств должно быть: тесно связано с содерж-нием курса химии (изуч. продукты производства); продукт должен иметь большое значение; производство должно быть современным в технологии; при изучении важно познакомить уч-ся с осн. научными принципами и направлениями химизации народного хоз-ва. Хим. пр-ва необходимо изучать поисковым методом (частично), создавая проблемные ситуации и привлекать уч-ся к решению проблемы. Изучение вопросов получения и применения в-в следует максимально связывая с хим. св-вами в-в.

Профориентация уч-ся – это целенаправл. с-ма психолого-пед. средств, помогающим каждому уч-ся выбрать для себя профессию, учитывая потребности хозяйства и своих личных интересов. Задачи профориентации: изучение личности уч-ка, изучение научн. основ хим. пр-ва, хар-ные особ-сти хим. профессий, формирование у уч-ся готовности к общественному труду. Этапы: 1) Профессиография – это псих. изучение профессий, опирающийся на структурном анализе профессии (на основе справочников, выступление специалистов); 2) профпросвещение, знакоства с хар-кой профессий; 3) профконсультации ( раскрытие интересво и оценка спос-стей учся с целью оказания помощи в выборе); 4) Профадаптация (приспособление и привыкание к условиям труда).

Проф. работа должна проводится на основе формирования познавательных интересов к химии, с учетом возрастных особ-стей.


18. Общая характеристика разбавленных р-ов неэлектролитов. Свойства р-ов. Роль осмоса в биологических процесса.

Растворы неэлектролитов – это растворы не проводящие электрический ток.

Криоскопия это понижение температуры и замерзание р-ра.

ΔТзамерз= К(криоскопическая константа)∙m(моляльность), где К=ΔТзамерз; К(криоскоп.конст) она показывает температуру замерзания, вызываемую растворением одного моля вещества в 1000 г этого растворителя.

Аналогично криоскопической постоянной константа кипения или эбуллиоскопическая постоянная. Она характерна для данного растворителя и показывает на сколько градусов повышается темп. кипения при растворении одного моля неэлектролита в 1000 г растворителя.

Раулем было установлено, что давление насыщенного пара над раствором равно его давлению над чистым растворителем, умноженному на мольную долю растворителя в растворе, где Р0-давление насыщенного пара над чистым растворителем, Р-давлен насыщ пара над рас-м, n0-число грамм-молей растворителя, n-число грамм-молей раст-го в-ва. Р0-Р/Р0=n/n+n0 это уравнение получило название первого з. Рауля, оно читается так: относительное понижение давления насыщенного пара растворителя над раствором равно мольной доле растворенного в-ва в р-ре. Растворы которые строго подчиняются з. Рауля назыв.-идеальными.

Осмос-это проникновение мол-л р-ля через полупроницаемую мембрану. Осмос проявляется в сис-ме состоящей из р-ра и р-ля, отделенного др отдр полупроницаемой мембраной, или два р-ра разной конц отделенной др.от др мембраной.

Осмотическое давление – это давление котор можно применить к р-ру, что бы он находился в равновесии с растворителем, отделенным от него полупрон. мембраной

Типы полупрониц мембр: ткани раст и жив, искусств получен мембр, химические.

Р-ры облад при одинаковых условиях одинаковым осмотич давлением, получил название -изотонического.

Р-р конц которого ниже конц клеточного сока, клетка всасыв воду, что обьясн более низким, чем в клетке осмотич давлением р-ра- гипотонические р-ры. Гипертонический р-р обратен гипотоническому.

Осмос играет очень большую в биологических процессах благодаря ему может осуществляться транспорт веществ в клетку и из нее.


19. Производные карбоновых кислот: соли, галогенангидриды, ангидриды, эфиры, амиды и их взаимные переходы. Механизм реакции этерификации.

Отличие карбоновых кислот от минеральных заключается в возможности образования ряда функциональных производных.

Образование функциональных производных карбоновых кислот. При замещении группы ОН в карбоновых кислотах различными группами (X) образуются функциональные производные кислот, имеющие общую формулу R-СО-Х; здесь R означает алкильную либо арильную группу. Хотя нитрилы имеют другую общую формулу (RN), обычно их также рассматривают как производные карбоновых кислот, поскольку они могут быть получены из этих кислот.

Хлорангидриды получают действием хлорида фосфора (V) на кислоты:

R-СО-ОН + РСl5-----> R-СО-Сl + РОСl3 + НСl.

Ангидриды образуются из карбоновых кислот при действии водоотнимающих средств:

2R-СО-ОН + Р2О5-----> (R-СО-)2О + 2НРО3.

Соли получают при реакции кислот с активными металлами, основными оксидами, основаниями и солями слабых кислот:

2RСООН + Мg —> (RСОО)2Мg + Н2

2RСООН + СаО —> (RСОО)2Са + Н2О

RСООН + NaОН —>RСООNа + Н2О

RСООН + NаНСОз —> RСООNа + Н2О + СО2

Сложные эфиры образуются при нагревании кислоты со спиртом в присутствии серной кислоты (обратимая реакция этерификации): R-СО-ОН + HOR' —> R-СО-ОR' + Н2О

Механизм реакции этерификации был установлен методом "меченых атомов". Если использовать спирт, «меченный» изотопом 18О, то «меченный» кислород входит в молекулы сложного эфира, но не воды. Это доказывает, что разрыв связей в этой реакции происходит следующим образом:

R−СО−/ОН + H/18OR' ↔ R−СО − 18OR' + H2O

Сложные эфиры можно также получить при взаимодействии хлорангидридов кислот и алкоголятов щелочных металлов:

R-СО-С1 + Na-О-R'-----> R-СО-ОR' + NaCl

Реакции хлорангидридов карбоновых кислот с аммиаком приводят к образованию амидов:

СНз-СО-Сl + NН3 -----> СН3-СО-NН2 + НСl

Кроме того, амиды могут быть получены при нагревании аммонийных солей карбоновых кислот:

СН3-СООNН4 -----> СН3-СО-МН2 + Н2О.

При нагревании амидов в присутствии водоотнимающих средств они дегидратируются с образованием нитрилов:

   Р205

СНз-СО-NН2--------» СНз-С≡N + Н2О

Функциональные производные низших кислот — летучие жидкости. Все они легко гидролизуются с образованием исходной кислоты:

R-СО-Х + Н2О-----> R-СО-ОН + НХ.

В кислой среде эти реакции могут быть обратимы. Гидролиз в щелочной среде необратим и приводит к образованию солей карбоновых кислот, например:

R-СО-ОR' + NaOН-----> Н-СО-ОNа + R'ОН

Гидролиз нитрилов. Например, нитрил уксусной кислоты (метилцианид) при нагревании легко гидролизуется с образованием ацетата аммония:

СНзСN + 2Н2О-----> СНзСООNH4.

При подкислении раствора выделяется кислота:

СНзСООNH4. + НСl> СНзСООН + NH4Cl.

Различные производные карбоновых кислот могут переходить друг в друга.

Так, из хлорангидридов можно получить:

  1.  Реакцией с NН3 — амиды,
  2.  Реакцией с алкоголятами щелочных металлов — сложные эфиры,

Из ангидридов можно получить:

  1.  Реакцией со щелочами — соль и кислоту,
  2.  Реакцией со спиртами – сложные эфиры.

 


20.
Алкины. Это углеводороды, в молекулах которых два атома углерода находятся в состоянии sp-гибридизациии связаны друг с другом тройной связью: -С=С- Существует два вида изомерии: изомерия положения тройной связи и изомерия цепи. Алкины изомерны алкадиенам: СН3-СН2-С=СН С4Н6 СН2=СН-СН=СН2

Номенклатура

Химические свойства6

1. Реакции присоединения, аналогичне присоединеню к алкена. Могут протекать с присоедтнением 1 или 2 моль реагента по радикальным или ионным механизмам R-C=C-H R-C=C-B R-C-C-B

2. Реакции отщепления терминального атома водорода сильными основаниями

 R-C=C-H   R-C=C  R-C=C-E

3. Специфические реакции присоединения:

- гидратация R-C=C + H2O R-C=C R-C-H

  1.  реакции с нуклеофильными реагентами

- реакции с участием ацетилиданионов

Синтез

  1.  Модификация концевых алкинов
  2.  Реакции отщепления (илиминирования)

  1.  Дегидротация R-CH-CH-OH  R-C=CH
  2.  Реакции сочетания C6H5-J + CH=C-Ph C6H5-C=C-Ph


21. Формирование научного мировоззрения уч-ся при изучении химии в школе.

Мир-ние – обощенная с-ма научнообразоват. взглядов чел-ка на мир в целом, на свое место в нем составл. осознанные личные убеждения и определение его отношения к окр. миру и проявляется в его д-сти. Химия, как учебный предмет, форм-ет научное мир-ние уч-ся, т.к. они работают с в-вами, наблюдают превращения в-в на практике. Уч-ся убеждаются в объективности сущ-я в-в, их св-в, в объективности наших знаний. Нужно сформировать наряду с хим. понятиями и знания из обл. философии. Недостатки в форм-нии мир-ния на совр. этапе через философские понятия: нет с-мы форм-я фил. понятий; нет взаимосв. хим. и филос. понятий; учителя используют только общие законы развития природы; у уч-ся не сформированы понятия и законы. Можно сформ-ть 3 группы понятий: *понятия, отражающие матер-сть окр. мира (в-во- одно из видов материи, кач. своеобразие в-ва, матер. единство мира, связь материи с движением, неуничтожимость и несотвор. в-ва, существов-ние материи во времени и пр-ве); * диалектику природы (движение- как способ сущ-я материи, взаимосв. явлений, наличие источника движения в самом объекте); * отраж. диалектический хар-р самого процесса познания (познание, как отражение объективного мира, взаимосвязь теории и практики, роль науки в развитии практики). Историко-логический подход, как путь форм-я научн. мир-ния уч-ся. Выдел-т след. группы истор. Материалов: * материалы, отраж. историю хим. эл-тов, в-в, как части природы,* изучение истории строения орг. в-в, * история самой науки химии, история открытия хим. эл-тов, св-в, * историч. мат-лы, показывающие историю борьбы идеолистич. и материалистич. строения.


22. Химическая связь.

Электронная теория химической связи возникла в начале xx века, после того как было установлено сложное строение атома. Химическая связь-связь между атомами посредствам электронов.

Теория образования ионной и ковалентной связи(Коссель,Льюис):все атомы, обладающие незаконченной(химически активной) электронной оболочкой,стремятся завершить свой энергетический уровень до 8-електронной устойчивой оболочки(или 2-электронной).

Химическая связь, возникающая за счет обобществления электронных пар называется ковалентной.

По Косселю происходит полная отдача атомам своих внешних ē (с образованием + ионов) или присоединение атомам недостоющих ē(с образованием – ионов).А прочность образования соединения достигается за счет электростатического взаимного притяжения.Такая связь называется ионной.

Теория Льюиса-Косселя не объяснила как могут спариваться ,если имеют один – заряд и поэтому должны отталкиваться.

В 1927 г дается первая квантово-механическая теория образования химической связи. Гайтнер и Лондон создали спиновую теорию химической связи(на примере обр H2).В 1932 г эта теория была перенесена все многоэлектронные атомы получила название теории валентных связей.Если 2 атома водорода находятся на большом расстоянии др от др,то всякое взаимодействие между ними отсутствует. При их сближении возможно 2 вида взаимодействия:Я1-Я2, ē 1- ē 2 и Я1- ē2,Я2 ē-1.Химическая связь образуется тогдасилв притяжения больше сил оталкивания. Выводы из теории валентных связей:теория учитывает участие в образовании химических связей только валентных ē ;Хим связь обр в том случае,если происходит выйгрыш в энергии в системе);химическая связь тем прочнее,чем выше степень перекрывания электронных обоаков;химическая связь-связь между атомами за счет электростатического взаимодействия ẽ и ядер атомов.

Химическая связь бывает трех типов:ковалентная,ионная,металлическая.

Ковалентная связь бывает двух типов:

1.δ-связь-химическая связь в молекуле,осуществляемая одной электоронной парой. Образуется она при перекрывании электронных облаков вдоль линии, соединяюжей атомов ядра. Характерна осевая симметрия относительно линиям связи. При повороте не разрывается ее прочность зависит только от плотности перекрывания электронных облаков.

2. π-связь- образована при перекрывании электронных облаков вне линии, соединяющей ядра атомов. Обр происходит за счет чистых(негибридных)p-облаков.Но это возможно лишь для элементов 2-го периода, а для элементов с 3-го периодаобр происходит за счет d-облаков. Она не обладает осевой симметрией относительно линии, соединяющей ядра, поворот одного из атомов на 90 градусов приводит к ее разрыву(менее прочная и более реакционно способная).

Кратность связи изменяется числом пар обобществленных ē. Повышение кратности приводит к упрочнению межатомных связей.

Характеристики ковалентной связи:

1.Длина связи- это расстояние между ядрами атомов, образующих молекулу(зависит от радиуса атома)

2.Энергия связи- энергия,которая выделяется при образовании химической связи или затрачивающаяся на ее разрыв.(является мерой прочности хим связи)

Свойства ковалентной связи:

1.Насыщаемость-вследствии насыщаемости связи молекулы имеют определенное состояние. Число ковалентных связей ,которые может обр атом определяется числом его валентных орбиталей,способных участвовать в обр хим связи. Атомы элементов 2-го периода могут обр максимально 4 химич связи, т.к. они имеют 4 валентных орбитали. Атомы элементов 3-го периода могут обр 9 хим связей(теоретически),а практически 6.

2.Направленность ков связи определяется напрвленностью электронных облаков центрального атома, участвующего в обр δ-связи.

Когда центральный атом обр 2 δ-связи,в обр кот участвуют разные s и p орбитали-sp-гибридзация(молекула имеет линейную форму).Когда центральный атом обр 3 δ-связи (участвуют 1s и 2p облака)-sp2- гибридзация(плоская форма).Когда центральный атом обр 4 δ-связи (1s и 3p)-sp3- гибридзация(тетраэдрическая форма).

3.Полярность определяется различием энергии ионизации атомов,участвующих в обр связи.

4.Поляризуемость связи-способность ковалентной связи деформироваться(изменять свою полярность под влиянием внешнего электронного поля).Поляризуемость зависит от плотности перекрывания облаков и от длины связи(чем больше длина связи, тем легче она поляризуется).


24. Методы обучения химии. Их клас-ция. Развив. ф-ции.

Методы обуч-я – это совместная деят-сть учителя и уч-ся, направленная на эффективное усвоение знаний по предмету. Методы зависят от содержания обуч-я и методологии.

Клас-ция по источникам знаний: 1) словесные (главный источник познания – устно-письм. речь; Метод приёмы (частные)- словесное изложение, объяснение, рассказ, лекция, работа с книгой); 2) наглядные (гл. источник поз-ния – предметы, явления и процессы, их изображение; Частные методы – демонстрация учителем раздат. мат-ла, опытов, экскурсии, диафильмов, таблиц); 3) практические (гл. источник поз-ния – практич. д-сть уч-ся; частные методы – эксперимент и практич. занятия в кабинете, изготвл. приборов, занятия на пришкольном уч-ке). Самым развив. частным методом будет дискуссия с использованием практич. д-сти ученика. Класс-ция методов по хар-ру позноват. д-сти уч-ся: 1)объяснит.-иллюстративный. Частные- беседа, чтение мат-ла; 2) репродуктивные (предполагают усвоение, запоминание и воспроизв. по опред. плану); 3) проблемное изложение уч- мат-ла ( учитель выделяет проблему, а уч-ся нет знаний решить эту проблему); 4) частично-поисковый (когда учитель подводит уч-ся к осознанию проблему и исп-ет их знания для её решения); 5) исследовательские (уч-ся самост. и с помощью учителя выделяют проблему, намечают пути её решения, исп-ют разные источники для её решения). В 80-е года особое внимание привлекла проблема орг-ции развив. обучения. В химии можно обучать уч-ся след. приемам: анализа, синтеза, абстрагирования, сравнения, системат-ции, обощения, клас-ции. Обучение этим приемам следует вести по плану: показ образца действия, самост. исп-е приема под наблюд. учителя, исп-е приемов самост. д-сти, применение умения на практике. Задания по химии должны отличатся по глубине и широте самост. д-сти.


25. Ионная связь.

Если хим. св. образуется между атомами, кот. им. очень большую разность электроотрицательностей (∆ЭО > 1,7) , то общая электрон. пара полностью переходит к атому с большей ЭО. Результатом этого является образование частиц, им. электрические заряды. Эти частицы называются ионами.

Между образовавшимися ионами возникает электростатическое притяжение, кот. наз. ионной связью. Способность к образованию + и – ионов оценивается энергией ионизации и эн. сродства к электрону.

Легче всего образуются катионы (+) – элем. с малой эн. ионизации, т.е. это элем (S) – щел. и щел.-зем. металлы. А простые ионы легче образ. р-элем. 7 группы в следствии их высокого сродства к электрону.

Основные свойства ионной св.

Силовые поля распростр. равномерно во всех направлениях в пространстве. Каждый ион может притягивать ионы противоположного знака в любом направлении. Т.е. ионная связь ненаправлена.

Взаимодействие двух противоположно заряженных ионов друг с другом не может привести к полной взаимной компенсации их силовых полей. У них сохраняется способность притягивать ионы противоположного знака и по другим направлениям – ненасыщаемость ионной связи.

В кристаллической решетке ионных соединений вокруг каждого иона располагается определенное число ионов с противоположным знаком. Например, в кристалл. решетке NaCl каждый ион Na+ окружен 6 хлорид-ионами, а каждый Cl- окружен 6 ионами натрия.

Свойства соед. с ион. св. (t0 кип. и плав., растворимость, сила электролита) зависят от степени ионности св., кот. нах. в обратной зависимости от: поляризующей способности катиона (способность его деформировать окружающие анионы) или поляризуемости аниона (способности аниона к деформации, иначе к дополнит. поляризации). – это все зависит от заряда и размера иона. Чем больше заряд катиона и меньше его размер, тем больше его пол. способность катиона. Чем больше заряд аниона и больше его размер, тем больше его поляризуемость. Чем выше ионность связи, тем вещество легче диссоциирует на ионы, тем больше его растворимость, тем выше его t0 кип. и плав.

r кат.(r.к.), пол способность (с.п.), ионность связи (и.с.), сила электролита (с.э.), растворимость (р), t0 кип. и плав. (t0), r аниана (r.а.), поляризуемость (п).  

 r.к с.п. и.с. с.э. р. t0

LiOH ↓ ↑ ↓ ↑ ↓ ↓

NaOH ↓ ↑ ↓ ↑ ↓ ↓

KOH ↓ ↑ ↓ ↑ ↓ ↓

 r.а п и.с. с.э. р. t0.

AlF ↓ ↓ ↑ ↑ ↑ ↑

AgCl ↓ ↓ ↑ ↑ ↑ ↑

AgBr ↓ ↓ ↑ ↑ ↑ ↑

AgJ ↓ ↓ ↑ ↑ ↑ ↑


26. Фенолы

Фенолы — это производные ароматических углеводородов, содержащие одну или несколько гидроксильных групп у атомов углерода бензольного кольца.

Классификация: Одноатомные, Двуатомные, Трехатомные.

Номенклатура и изомерия

Возможны два типа изомерии: изомерия положения заместителей в бензольном кольце и изомерия боковой цепи (строения алкильного радикала и числа радикалов).

Многие фенолы имеют тривиальные названия.

С6H5OH – фенол

Электронное строение

Фенолы представляют собой полярные соединения (диполи). Бензольное кольцо является отрицательным концом диполя, группа — ОН — положительным. Дипольный момент направлен в сторону бензольного кольца.

Фенол является слабой кислотой. В этом состоит главное отличие фенолов от спиртов, которые являются неэлектролитами.

Физические свойства

Большинство одноатомных фенолов при нормальных условиях представляют собой бесцветные кристаллические вещества с невысокой температурой плавления и характерным запахом. Фенолы малорастворимы в воде, хорошо растворяются в органических растворителях, токсичны, при хранении на воздухе постепенно темнеют в результате окисления.

Фенол С6Н5ОН (карболовая кислота) — бесцветное кристаллическое вещество, 1°тят = 43°С, /°кип = 182°С, на воздухе окисляется и становится розовым, при обычной температуре ограниченно растворим в воде, выше 66°С смешивается с водой в любых соотношениях. Фенол — токсичное вещество, вызывает ожоги кожи, является антисептиком.

Химические свойства

Химические свойства фенолов обусловлены наличием в их молекулах функциональной группы — ОН и бензольного кольца.

I. Реакции с участием гидроксильной группы

Кислотные свойства

1) Диссоциация в водных растворах с образованием фенолят-ионов и ионов водорода

2) Взаимодействие со щелочами с образованием фенолятов (отличие от спиртов):

C6H6OH + NaOH = C6H6ONa + H2O фенолят натрия

3) Взаимодействие с активными металлами с образованием фенолятов

2C6H6OH + 2K = 2C6H6OK + H2

Образующиеся в результате реакций 2) и 3) феноляты легко разлагаются при действии кислот. C6H6ONa + H2CO3 = C6H6OH + NaHCO3

Феноляты используются в качестве исходных веществ для получения простых и сложных эфиров фенола: C6H6ONa + CH3CH2Br = C6H6-OCH2CH3 + NaBr

II. Реакции с участием бензольного кольца

1. Реакции замещения

Реакции замещения в бензольном кольце фенолов протекают легче, чем у бензола, и в более мягких условиях.

  1.  Галогенирование. 2C6H6OH + 2Cl2 = C6H5OHCl + C6H5OHCl (к разным атомам)
  2.  Нитрование. C6H6OH + 3HONO2 =H2SO4 конц= С6H3OH-(NO2)3 2,4,6-тринитрофенол
  3.  Сульфирование (c H2SO4). Соотношение о- и n-изомеров определяется температурой реакции: при комнатной температуре в основном образуется о-фенолсульфокислота, при t°= 100°С — пара-изомер.

2. Реакции присоединения. C6H6OH + 3H2 = Ni, 150C, P= C6H12OH циклогексанол

III. Качественные реакции на фенолы

В водных растворах одноатомные фенолы взаимодействуют с хлоридом железа (III) FeCl3 с образованием комплексных фенолятов, которые имеют фиолетовую окраску; окраска исчезает после прибавления сильной кислоты.

Способы получения

1.  Из каменноугольной смолы.

Каменноугольную смолу, содержащую в качестве одного из компонентов фенол, обрабатывают вначале раствором щелочи (образуются феноляты), а затем — кислотой:

С6Н5ОН + NaOH = C6H5ONa + Н2О Фенолят натрия (промежуточный продукт)

C6H5ONa + H2SO4 = C6H5OH + NaHSO4

2. Сплавление солей аренсульфокислот со щелочью:

C6H6SO3Na + NAOH =300C= C6H6OH + Na2SO3

3. Взаимодействие галогенпроизводных ароматических УВ со щелочами:

C6H5Cl + NaOH =300C, P, Cu= C6H5OH + NaCl

C6H5Cl + HOH пар =450-500C, Al2O3= C6H5OH + NaCl

 4. Кумольный способ. В качестве исходного сырья используют бензол и пропилен, из которых получают изопропилбензол (кумол), подвергающийся дальнейшим превращениям.


26. Фенолы. Методы получения. Химические свойства: кислотность (влияние заместителей), реакции по гидроксильной группе и ароматическому кольцу.

Фенолами называют производные ароматических углеводородов, молекулы которых содержат одну или несколько гидроксильных групп, непосредственно соединенных с бензольным кольцом.

Названия фенолов составляют с учетом того, что для родоначальной структуры по правилам ИЮПАК сохранено тривиальное название "фенол". Нумерацию атомов углерода бензольного кольца начинают от атома, непосредственно связанного с гидроксильной группой (если она является старшей функцией), и продолжают в такой последовательности, чтобы имеющиеся заместители получили наименьшие номера.

Простейший представитель этого класса — собственно фенол (С6Н5ОН).

Строение фенола. Одна из двух неподеленных электронных пар атома кислорода втягивается в π-электронную систему бензольного кольца (+М-зффекг группы ОН). Это приводит к двум эффектам: а) увеличивается электронная плотность в бензольном кольце, причем максимумы электронной плотности находятся в орто- и пора-положениях по отношению к группе ОН; б) электронная плотность на атоме кислорода, напротив, уменьшается, что приводит к ослаблению связи О-Н. Первый эффект проявляется в высокой активности фенола в реакциях электрофильного замещения, а второй — в повышенной кислотности фенола по сравнению с предельными спиртами.

Монозамещенные производные фенола, например метилфенол (крезол), могут существовать в виде трех структурных изомеров — орто-, мета- и пара-крезолов:

Способы получения. 1. Получение из галогенбензолов. При нагревании хлорбензола и гидроксида натрия под давлением получают фенолят натрия, при дальнейшей обработке которого кислотой образуется фенол: С6Н5-Сl + 2NaОН-----> С6Н5-ОNa + NaС1 + Н2О.

2. При каталитическом окислении изопропилбензола (кумола) кислородом воздуха образуются фенол и ацетон:

Н3С-СН-СНз + О2 = С6Н5ОН + СНз-СО-СН3

 С6Н5  

Это — основной промышленный способ получения фенола.

3. Получение из ароматических сульфокислот. Реакция проводится при сплавлении сульфокислот со щелочами. Первоначально образующиеся феноксиды обрабатывают сильными кислотами для получения свободных фенолов. Метод обычно применяют для получения многоатомных фенолов:

С6Н4(SОзН)2 + 6NаОН = С6Н4(ONa)2 + 2Nа2SОз + 4Н2О

Химические свойства. В фенолах р-орбиталь атома кислорода образует с ароматическим кольцом единую π-систему. Вследствие такого взаимодействия электронная плотность у атома кислорода уменьшается, а в бензольном кольце повышается. Полярность связи О-Н увеличивается, и водород ОН-группы становится более реакционноспособным и легко замещается на металл даже при действии щелочей (в отличие от предельных одноатомных спиртов).

1. Кислотность фенола существенно выше, чем у предельных спиртов; он реагирует как с щелочными металлами:

2С6Н5ОН + 2Nа = 2С6Н5ОNa + H2    

так и с их гидроксидами (отсюда старинное название «карболовая кислота»)

С6Н5ОН + NаОН = С6Н5ОNа + Н2О

Фенол, однако, является очень слабой кислотой. При пропускании через раствор фенолятов углекислого или сернистого газов выделяется фенол; такая реакция доказывает, что фенол — более слабая кислота, чем угольная и сернистая:

С6Н5ОNа + СО2 + Н2О = С6Н5ОН + NаНСО3.

Кислотные свойства фенолов ослабляются при введении в кольцо заместителей I рода и усиливаются при введении заместителей II рода.

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

С6Н5ОН + CH3-CO-Cl = С6Н5-O-CO-CHз +HCl.

3. Реакции электрофильного замещения в феноле протекают значительно легче, чем в ароматических углеводородах. Поскольку ОН группа является ориентантом I рода, то в молекуле фенола увеличивается реакционная способность бензольного кольца в орто- и пара-положениях (при галогенировании, нитровании, поликонденсации и т.д.). Так, при действии бромной воды на фенол три атома водорода замещаются на бром, и образуется осадок 2,4,6-трибромфенола:

С6Н5ОН + 3Br2 = С6Н2ОН(Br3) + 3HBr

Это — качественная реакция на фенол.

При нитровании фенола концентрированной азотной кислотой три атома водорода замещаются на нитрогруппу, и образуется 2,4,6-тринитрофенол (пикриновая кислота).

При нагревании фенола с формальдегидом в присутствии кислотных или основных катализаторов происходит реакция поликонденсации, и образуется фенолформальдегидная смола — высокомолекулярное соединение с разветвленной структурой :

…−СН2−С6Н3ОН−СН2−…

4. Окисление. Фенолы легко окисляются даже под действием кислорода воздуха. Так, при стоянии на воздухе фенол постепенно окрашивается в розовато-красный цвет. При энергичном окислении фенола хромовой смесью основным продуктом окисления является хинон. Двухатомные фенолы окисляются еще легче. При окислении гидрохинона также образуется хинон:

В заключение отметим, что для идентификации фенола очень часто используется его реакция с раствором FеС1з; при этом образуется комплексный ион фиолетового цвета. Наряду с реакцией c Br2, это — качественная реакция на обнаружение фенола.


27. Лекционно-семинарская система занятий по химии. Хар-ка структ. эл-тов с-мы.

В л-с с-ме лекция явл-ся организац. формой и методом обучения. Лекия.Требования к шк. лекции: понимание цели изучаемого, умение слушать и сознательно воспринимать изучаемое, установление связей новых знаний с ранее приобрет. знаниями. Как стимулировать уч-ся: сообщать план лекции, интересный мат-л, проблемное изложение мат-ла, использовать наглядность, делать выводы, обобщать, закрепление в конце лекции. Дидактич. условия лекции: высокая целенаправленность лекции, повышенная информированность, поисковый хар-р изложения. Стр-ра лекции: несколько этапов- 1) 5-10 минут орг. часть (создать мотивацию, целеполагание, план лекции); 2) лекционное изложение мат-ла 20-25 мин; 3) повторное тезисное изложение, ответы на вопросы уч-ся; 4) заключительная часть (закрепление, подведение итогов, закрепление, д/з). Клас-ция лекций: вводные, текущие, заключительные, обзорные. Лекции чередуются с др. видами занятий (практич., решение задач). Семинары. Они должны быть комбинированные, должны сочетать фрональную, групп. и индивид. самост. работу. Стр-ра комбинир. сем. занятий: вступит. часть (3-5 мин), обучающая, контролирующая. Во вступит. Части называют тему, объявляется программа занятия, лит-ра исп-я на занятии. Обучающая в 2 этапа: 1) фронтальная обработка мат-ла, пройденного на лекции; 2) работа по обуч. диф. заданиям. 3 программы на выбор: А- сложная, В-средняя, С- слабая. Дети выбирают и получают соотв. оценку. В контролир. части (10-15 мин) уч-ся отвечают на вопросы. Виды контроля на комбинир. семинарских занятиях: вступительный контроль до выполнения обуч. части (особенно для слабых); корригирующий (для оказания помощи). В ходе выполнения обуч. части: контрольно-предупредит. проверка в конце выполнения обуч. части; оценка знаний, должна соотв. Целям воспитания; общая оценка выводится на основе оценок знаний по всем видам учебных занятий, присут. в л-с с-ме занятий (Семин., практич. Работы, решения задач, тематич. зачет, защита творч. заданий). Тематич. зачет явл-ся осн. формой системат-ции и обощ. знаний в л-с с-ме. Состоит из 3 частей: вступит, обуч, контроль. Групповой темат. зачет и вузовский зачет в гетерогенных группах.


28. Общая характеристика и электронное строение атомов элементов V группы главной подгруппы. Аммиак, строение молекул, получение и свойства.

р-элементы, ns2np3 (на внешнем энергетическом уровне 5 электронов)

Общая характеристика атомов элементов V группы главной подгруппы

Хим. элемент

R атома, нм.

Eu,

Кдж/моль

Восстано-вительная активность

Eсэ,

Кдж/моль

Окислитель-

ная способность

ЭО

ВВ

Степень окисления

К.Ч.

7N

15P

33As

51Sb

83Bi

3,07

2,2

2,1

1,8

1,7

3; 4

3; 5

3; 5

3; 5

3; 5

С –3 до +5

С –3 до +5

С –3 до +5

С –3 до +5

С –3 до +5

+3

3; 4

4

4

6

6

Более характерна

Аммиак (NH3)

Строение молекулы.

Электронная формула молекулы: Н  Из четырёх электронных пар при азоте три общие и одна неподелённая.

..

:N: Н

 ..

Н

Имеет высокую t-ру кипения, t-ру плавления (благодаря водородным связям, образующимся между молекулами аммиака), легко сжижается, легко растворяется в воде:

NH3 + Н2О = NH3Н2О

Физические свойства.

Бесцветный газ с характерным резким запахом, почти в 2 раза легче воздуха. Раствор аммиака в воде называется аммиачной водой или нашатырным спиртом. При кипячении растворённый аммиак улетучивается из раствора.

Получение аммиака.

В прмышленности: Синтез – N2 + 3Н2 = 2NН3 + Q (Р, катализатор, t-оптимальная)

В лаборатории: 2NН4Cl т. + Ca(ОН)2 т. = CaCl2 + 2NН3 + 2Н2О (t-ра)

Химические свойства.

  1.  Реакции окисления: 4NН3 + 3О2 = 2N2 + 6Н2О (без катализатора)

4NН3 + 5О2 = NО + Н2О (катализатор)

  1.  Реакции присоединения: NН3 + Н2О = NН3Н2О = NН4+ + ОН-

NН3 + НCl = NН4 Cl

NН3 + Н+ = NН4+

  1.  Реакции комплексообразования: Cu(ОН)2 + 4NН3 = [Cu(NН3)4](ОН)2 – сильное основание

[Cu(NН3)4]2+ + 2ОН-

  1.  Реакции замещения атома водорода в аммиаке: 2NН2Н + 2Na = 2Na[NH2] + H2

Амид натрия

NНН2 + Na = Na2[NH] + H2

Имид натрия

NН3 + 3Na = Na3N + 3H2

Нитрид натрия

Применение.

Большие количества расходуются для получения азотной кислоты. Жидкий аммиак и его растворы применяют как жидкие удобрения.


29. Альдегиды, кетоны и карбоновые кислоты ароматического ряда. Способы получения и химические свойства.

Ароматические альдегиды: бензальдегид- C6H5CHO, фенилуксусный альдегид- C6H5CН2СHO, а также фталевый альдегид C6H4(CНО)2

Бензальдегид C6H5CHOбесцветная жидкость с запахом горького миндаля. Пары бензальдегида обладают слезоточивым действием. Растворим в этаноле, диэтиловом эфире и других органических растворителях, он практически нерастворим в воде.

Ароматические кетоны делятся на две группы:

  1.  Чисто ароматические - соединения, содержащие карбонильную группу, связанную с двумя ароматическими радикалами. Это бензофенон (дифенилкетон)- C6H5−CO−C6H5 и её гомологи
  2.  Жирно-ароматические – соединения, содержащие карбонильную группу, связанную с ароматическим и алифатическим радикалами. К ним относят ацетофенон (метилфенилкетон) C6H5−COCH3 , пропиофенон (этилфенилкетон) - C6H5−COC2H5 и др.

Ароматические кислоты. Бензойная кислота (C6H5CООH) широко распространена в природе. Содержится в различных растительных смолах, ягодах клюквы, брусники, черники. Применяют в фармацевтической промышленности для синтеза душистых веществ и красителей, а также в качестве консерванта для пищевых продуктов. Гомологом бензойной кислоты является фенилуксусная кислота - C6H5CН2СООH. При замещении атома водорода в орта-, мета- или пара-положениях на различные заместители получаются нитробензойная (C6H4NO2CООH), аминобензойная (C6H4NH2CООH) и другие кислоты. Фталевые (C6H4(CООH)2)кислоты находят широкое применение в производстве высокомолекулярных соединений.

Способы получения. Ароматические альдегиды могут получаться всеми сплсобами получения альдегидов (окислением соответствующих спиртов, восстановлением кислот, хлорангидридов и др.

1. Для получения ароматических альдегидов типа бензальдегида применяют специфические методы, например окисление гомологов бензола:

 C6H5−CH3 + «О» → C6H5CHO + Н2О

Толуол     бензальдегид

C6H5−CH3 + 2Сl2 → C6H5−CHCl2 + Н2О → C6H5CHO

Толуол      бензилиденхлорид    бензальдегид

C6H5−CH3 +(CH3CО) 2 О → C6H5−CH(OCOCH3) 2 + H+ → C6H5CHO

Фталевый альдегид получают восстановлением LiAlH4 хлорангидрида фталевой кислоты:

C6H4(CОСl)2→ C6H4(CОH)2

2. Способы получения ароматических кетонов также аналогичны способам получения кетонов предельного ряда. Из специфических способов получения необходимо отметить реакцию Фриделя- Крафтса, которая заключается в действии хлорангидрида кислоты на ароматический углеводород в присутствии хлорида алюминия:

C6H5COCl + C6H6 → C6H5−COC6H5

       бензофенон

Другой способ получения бензофенона:

2 C6H6 + CCl4 → C6H5−CCl2−C6H5 → C6H5−COC6H5

В промышленности ацетофенон получают, пропуская смесь паров уксусной и бензойной кислот над катализаторами (оксиды тория и магния) при температуре 400-500°С:

 C6H5CООH + CH3CООHC6H5−COCH3 + CО2 + Н2О

3. Ароматические кислоты могут получаться всеми синтетическими методами, известными для получения карбоновых кислот. Кроме того, ароматические кислоты всегда порлучаются при окислении боковых цепей гомологов бензола.

 C6H5−CH3 + 3«О» → C6H5CООH + Н2О

Существует также способ получения ароматических кислот, основанный на взаимодействии галогензамещенного бензола с натрием и углекислым газом:

C6H5-Br + 2Na + CО2 → C6H5CООNa + NaBr

C6H5CООNa + HClC6H5CООH + NaCl

Химические свойства.

Для всех альдегидов, кетонов и карбоновых кислот ароматического ряда характерны реакции

  1.  По функциональной группе
  2.  Реакции ароматического кольца (реакции электрофильного замещения)
  3.  Специфические реакции
  4.  Ароматические альдегиды. Им свойственны реакции, характерные для всех альдегидов: реакции «серебряного зеркала» и другие реакции окисления, присоединения, восстановления.

Специфические реакции.

Реакция Канниццаро:

C6H5CОH + C6H5CОHC6H5-CH3-CO-C6H5(бензиловый эфир бензойной кислоты)

C6H5-CH3-CO-C6H5 + KOH → C6H5-CH2-OH + C6H5CООK

        Бензиловый спирт  калиевая соль бензойной кислоты

Бензоиновая конденсация в присутствии KCN:

C6H5CОH + C6H5CОHC6H5-CH(ОН)-CO-C6H5 (бензоин)

Реакция с хлором:

C6H5CОH + 2Сl2 → C6H5CОCl + HCl

   Хлорангидрид бензойной кислоты  

  1.  Ароматические кетоны. Характерны реакции, общие для всех кетонов: восстановление, реакции нуклеофильного присоединения, окисления с разрывом С-С связей, реакции енольной формы, гидроцианирование, реакция Виттига.
  2.  Ароматические кислоты. Для них характерны реакции, свойственные карбоновым кислотам: реакции восстановления, реакции с активными металлами, оксидами, гидроксидами металлов и солями слабых кислот, реакции дегидратации, этерификации, реакции с участием енолят-анионов.


30. Уроки обобщения знаний и умений уч-ся. Их особ-сти, класс-ция. Пути систематизации знаний.

Роль обобщения в химии: дает возм-сть привести знания в с-му, установить взаимосв. м/у разделами химии и др. учебн. предметами; позволяет сформулир. мировоззр. выводы; сделать выводы о значении данного мат-ла для человека; развить мышление. Виды обобщений: эмпирическое (на уровне индукции); теоретическое (на уровне дедукции). Основные требования к орг-ции обобщения: уч-ся должны быть готовы к обобщ. уроку; должна активироваться позноват. д-сть уч-ся. Орг-ся самост. работа; В задания для самост. работы включ-ся задания, дающие возм-сть применять знания из др. наук. Межпредм. связи; Должен присутствовать новый мат-л; Должны решаться проблемы, кот стоят перед наукой; Широко исп-ся тех. средства, наглядность, эксперимент; выводы следует делать на основе сост. и анализа системат. таблиц, схем. Клас-ция:

Вид урока

Разновидность

Лекция

Лекция с демонстр.

Доклады уч-ся

Беседа

Работа с учебником

Работа с раздаточным мат-лом

Теле и кино-уроки

Семинар. занятия

Обобщ. Лекция

Демонстр. Повтор. Опытов, опыты-задачи.

Обзорные, с демостр. опытов и нагл. пособий

Повторение, упражн., составл. обощ. схем, табл.

Воспризв., аналитико-синт. деят.

Фронт. работа, работа по группам.


31. Кислоты, основания, соли с точки зрения ТЭД.

Кислоты- это электролиты, распвдающиеся в водных растворах с образованием гидратированных ионов Н+.

HCl—→H2OH++Cl- 

HCNH2OH++CN-

H2SO4↔H2OH++HSO3-  HSO3-↔H2OH++SO3-

Основания-это электролиты, расп-ся в водных растворах с образ-м гидротиров-х гидроксид- ионов.

KOH→H2OK++OH-

NH3*H2O↔H2ONH4++OH-

Pb(OH)2↔H2OPbOH++OH-

PbOH↔+H2OPb2++OH-

Соли-это электролиты,расп-ся на катионы Мет.(илиNH4+) и анионы кислотных остатков.Соли: средние K2SO3→H2O2K++SO32-        двойные: KAl(SO4)2→H2OK++Al3++2SO42-

кислые(гидросоли) NaHCO3→H2ONa++HCO3-

комплексные K3[Fe(CN)6]→H2O3K++[Fe(CN)6]3-

основные(гидроксосоли) Al(OH)2ClH2O[Al(OH)2]++Cl-

Кислотный, основный и амфотерный тип ионизации гидроксидов.

Тип ионизации опред-ся полярностью и поляризуемостью хим.связей. Кислотно-основные св-ва гидроксидов опр-ся природой центрального атома,т.е.его Мет.или неМет.св-ми,гидроксид будет вести себя как основание, если преобладают Мет.св-ва центр.атома; гидроксид будет вести себя как кислота, если преобладают неМет.св-ва центр.атома. Сила кислородсодержащих кислот зависит от строения молекул. (НО)nЭОm . Как установлено экпериментально сила к-т практически не зависит от n,   но возрастает с увеличением m. Резкое возрастание силы в ряду кислот с увеличением m можно объяснить оттягиванием электронной плотности от связи Н-О, на связь Э=О.

(НО)nЭ-очень слабая кислота

(НО)n ЭО- слабая кислота

(НО)nЭО2- сильная кислота

(НО)nЭО3- очень сильная кислота

С увелич-м степени окисления центр.атома увелич-ся m, а значит и возрастает сила кислот.

  HClO HClO2 HClO3 HClO4

Ст.ок. Cl ————————————→

m   ————————————→

сила к-ты ———————————→

 HNO2  HNO3

 (HO)NO  (HO)NO2

Ст.ок. —————————→

m  —————————→

сила к-ты ————————→

 Mn(OH)2 Mn(OH)3 Mn(OH)4 H2MnO4 HMnO4

  осн.  слаб.осн. амф.  к-та  очень

ст.ок. ————————————————————→

кисл.св-ва ————————————————————→

основн.св-ва ←———————————————————

Протонная теория кислот и оснований:или теория Бренстеда и Лоури.

Определение к-т и оснований с точки зрения ТЭД ограниченно только водными р-ми и только гидроксидсодержащими основаниями.Но ряд осн-й(NH3) не подходят под определение основания с точки зрения ТЭД.

Согласно этой теории, кислоты-это в-ва,отщепляющие при данной р-ции протоны,т.е.являющиеся донорами протонов. Основания- это в-ва , способные принимать протоны,т.е.явл-ся акцепторами протонов. Р-цию между кислотой и основанием, согласно теории, можно записать в виде протолитического равновесия.

Н-А+:В↔А-+ НВ+  HF+H2OF-+H3O+

к-та осн-е осн-е к-та  к-та осн-е осн-е к-та

С2H5OH+: NH3↔C2H5O-+NH4+

к-та  осн-е  осн-е  к-та

Еще более общее опред-е кислот и оснований было дано Льюисом, основанное на участии электронных пар.

Кислота Льюиса – это катионы, анионы или нейтральные молекулы, способные принять одну или несколько электронных пар, или это акцептор электр-х пар.

Основание Льюиса- это катионы, анионы или нейтральные молекулы,способные отдаватьэлектронные пары, или это доноры электр-х пар.

AlF3+: NH3= AlF3*NH3

к-та  осн-е

Н++: ОН-=Н2О

к-та осн-е


32. Полисахариды. Высокомолекулярные несахароподобные углеводы, содержащие от 10 до сотен тысяч остатков моносахаридов, связанных гликозидными связями. Важнейшие представители: крахмал, целлюлоза, гликоген. Это природные полимеры (ВМС), мономером которых является глюкоза. Их общая формула (С6Н10О5)n Значение nцел >>nкр и достигает в некоторых видах до 40 тысяч, а молекулярная масса доходит до нескольких миллионов.

Крахмал. Аморфный порошок белокго цвета, без вкуса и запаха, плохо растворим в воде, в горячей воде образует коллоидный раствор. Макромолекулы крахмала построены из большого числа остатков α-глюкозы. Крахмал состоит из двух фракций: амилозы и амилопектина. Соотношение между ними в крахмалах разных растений различно. В среднем содержание амилозы – 20-30%, амилопектина – 70-80%..

Гликоген – это эквивалент крахмала, синтезируемый в животных орагнизмах,т.е.это тоже резервный полисахарид, молекулы которого построены из большого числа остатков α-глюкозы. Содержится гликоген главным образом в печени и мышцах. По своему строению он очень близок амилопектину.

Гликоген – белый аморфный порошок, хорошо растворимый даже в холодной воде, легко гидролизуется под действием кислот и ферментов, образуя в качестве промежуточных веществ декстрины, мальтозу и при полном гидролизе – глюкозу.

Молекулы целлюлозы имеют линейное (неразветвленное) строение, вследствие чего целлюлоза образует волокна.

Макромолекулы целлюлозы построены из остатков β-глюкозы. В этом заключается главное отличие целлюлозы от крахмала.

 

Следует особо отметить, что в молекуле целлюлозы каждое второе кольцо остатка глюкозы повернуто на 180° относительно первого. Это обеспечивает плотную упаковку макромолекул целлюлозы. Вы видите, что каждый остаток глюкозы содержит три гидроксильные группы. Поэтому между цепями макромолекул могут образовываться межмолекулярные водородные связи. Это увеличивает механическую прочность целлюлозы. Поэтому целлюлоза образует каркас растительной клетки.

Физические свойства:

Чистая целлюлоза – белое твердое вещество, нерастворимое в воде и обычных органических растворителях, но хорошо растворимое в аммиачном растворе гидроксида меди (II) – реактив Швейцера. Из этого раствора кислоты осаждают целлюлозу в виде волокон (гидрат целлюлозы).

Химические свойства:

Небольшие различия в строении молекул крахмала и целлюлозы обуславливают значительные различия в свойствах полимеров: целлюлоза не дает реакции серебряного зеркала (нет альдегидной группы), но с кислотами вступает в реакции этерификации. Это дает основание рассматривать каждое звено С6Н10О5 как остаток глюкозы, содержащий три гидроксильные группы:

или [C6H7O2(OH)3]

За счет них целлюлоза может образовывать простые и сложные эфиры.

При взаимодействии целлюлозы с концентрированной азотной кислотой в присутствии концентрированной серной в качестве водоотнимающего средства образуется сложный эфир – тринитрат целлюлозы

При обычной температуре целлюлоза взаимодействует только с концентрированными кислотами.

Подобно крахмалу, целлюлоза при нагревании с разбавленными кислотами подвергается гидролизу:

 

Гидролиз целлюлозы, иначе называется осахариванием, - очень важное свойство целлюлозы, он позволяет получить из древесных опилок и стружек глюкозу, а сбраживанием последних – этиловый спирт. Такой спирт называют гидролизным. На гидролизных заводах из 1 тонны древесины получают до 200 литров спирта.

Для целлюлозы характерно горение:

(С6Н10О5)n + 6nО2 → 6nСО2 + 5nН2О + Q

Без доступа воздуха – термическое разложение целлюлозы приводит к образованию СН3ОН, СН3СООН, (СН3)2СО и др.

Применение:

Сырая глюкоза, полученная из древесины, может служить кормом для скота.

Гидролизный спирт (см. выше)

Целлюлоза в виде хлопка, льна и пеньки идет на изготовление тканей – хлопчатобумажных и льняных.

Большое количество расходуется на производство бумаги. Дешевые сорта изготавливают из древесины хвойных пород, лучшие – из льняного и хлопчатобумажного тряпья.

Подвергая целлюлозу химической обработке, получают несколько видов искусственного шелка, пластмассы, кинопленку, бездымный порох (тринитроцеллюлоза), лаки и многое другое.


33. Принципы обучения химии.

Содержание курса химии опр-ся общими целями обучения, содержанием самой хим. науки, значением и местом данного учебного предмета в общей с-ме образования. Химия явл-ся предметом естеств-научн. цикла, её основная задача – форм-е научного мировоззрения. Принципы обучения – это основные дидактические положения как ко всей с-ме обучения, так и по отдельным учебным дисциплинам. Дидактические принципы определяют требования к содержанию, методам, средствам, орг. формам учебной работы в соотв. с общими целями и закон-стями процесса обучения. Выделют след. дидак. Принципы: научности и посильной трудности, сознательности и творч. актив-сти уч-ся при руководящей роли у-ля, наглядности обучения и развития теор. мышления, систематичности и прочности знаний, связи обучения с реальной жизнью, фор-ние положит. эмоций у уч-ся к обучению, коллективного хар-ра обучения и учета индивид. особ-стей уч-ся.

Выдел-ют след. принципы обучения химии: 1) принцип соответствия учебного мат-ла уровню современной науки. Этот принцип реализуется через: приближение содержания курса к уровню современ. науки; путем повышения системности курса; путем определения ведущей роли теории в курсе; путем определ-я оптим. соотнош-ния фактов и теории; 2) Принцип развития понятий. Совр. курс химии в школе построен с учетом принципов концентризма (по спиралеобр. х-ру). Любое хим. понятие проходит свое форм-е и развитие на разных уровнях теории строения в-ва; 3) Принцип разделения трудностей теории школьного курса, понятия изучаются на разных возр. уровнях. 4) Принцип историзма. Всё изучаемое в курсе химии должно рассматр-ся с точки зр. истор. событий. Стр-ра школьного курса опр-ся: четким выделением осн. теор. знаний, дидактич. обоснованной последоват-стью учебного мат-ла, оптимальностью содержания учебн. мат-ла для сознательного и системного усвоения умений и знаний.


34. Обратимые и необратимые реакции.

Необратимые реакции идут только в одном направлении и завершаются полным превращением исходных веществ в конечные продукты.

С2Н5ОН + 3О2 = 2СО2 + 3Н2О

Обратимые реакции одновременно протекают в двух взаимно противоположных направлениях Н2 + I2 ↔ 2НI + Q

Обратимые реакции идут не до конца, а до установления химического равновесия, которое для реакции (2) наступает тогда, когда в единицу времени образуется столько же молекул НI , сколько их распадается на молекулы Н2 и I2 . Следовательно, химическое равновесие – это состояние системы, при котором скорость прямой реакции равна скорости обратной реакции. Для любой равновесной системы:

 mA + nBpC + gD Kp = (C)p (D)g / (A)m (B)n

где Кр – константа химического равновесия, (C) (D) (A) (B) – равновесные концентрации реагентов и продуктов реакции. Т.е. это означает, что при установившемся равновесии произведение концентраций продуктов реакции, деленное на произведение концентраций исходных веществ представляет собой постоянную величину, называемую константой равновесия. Величина Кр определяет глубину протекания процесса к моменту достижения равновесного состояния: чем больше Кр тем больше степень превращения реагентов в продукты реакции.

Принцип Ле Шателье - Брауна

Если на равновесную систему оказывается внешнее воздействие, то равновесие смещается в сторону той реакции (прямой или обратной), которая противодействует этому воздействию.

  1.  Повышение концентрации одного из реагентов смещает равновесие в сторону прямой реакции, понижение же смещает равновесие в сторону обратной реакции.
  2.  При повышении температуры равновесие смещается в сторону эндотермической реакции; при понижении темпер. – в сторону экзотермической реакции.

N2(г) + 3H2 (г) = 2NH3(г) + 92кДж - экзотермическая реакция

2NH3(г) = N2(г) + 3H2 (г) – 92 кДж - эндотермическая реакция

Повышение темпер. Смещает равновесие в сторону обратной реакции разложения аммиака.

  1.  Повышение давления смещает равновесие в сторону уменьшения объема реагирующей системы (в сторону меньшего числа частиц); понижение же смещает равновесие в сторону увеличения объема реагирующей системы (в сторону большего числа частиц).


36. Особенности урока химии как осн. орг. формы обучения. Типы, клас-ция уроков изучения новых знаний. Факторы, определяющие кач-во этих уроков.

Основная форма орг-ции учебного процесса в классно-урочной с-ме занятий – урок. Это законченная, ограниченная во времени часть учебного процесса, проводимая с определ. возрастной группой уч-ся по данной программе, создающая условия решения общеподагогич., образоват. задач. Класс-ция по типам урока, видам и разновидностям, методам и главные метод. и дидакт. целям. Вид урока опр-ся частным методом обучения, разновидность опр-ся разновид-стью частного метода. Типы уроков: изучение нового мат-ла, обобщение и систематизация знаний, совершенствование и применение теоретических знаний и умений, контрольно-учетные. Клас-ция уроков изучения новых знаний(виды): лекция (метод: позноват. и проблемн. изложение), лекция с демонстрацией (сочетание слова с наглядностью), рассказ(метод: позноват. и проблемн. изложение), рассказ с демостр-цией (сочетание слова с наглядностью), беседа (повествоват. и эвристическая), беседа с дем-цией, работа с книгой (чтение, воспроизведение, ответы на вопросы), работа с раздат. материалом, ученический эксперимент (иллюстративный и исследоват-кий).

Факторы, опред. кач-во урока: правильное опр-ние стр-ры урока (стр-ра – это взаимосвязь цели, содержания и методов обучения); от взаимосв. дидакт. целей (этапов) урока, должны подчинятся главной дидакт. цели; соотв. содержания урока его целям; подготовка методики проведения урока. Подготовка может быть проведена путем изучения мат-ла учителем, его изложение. На уроке м.б. использована самост. работа и индивид. опрос.


37. Квантово-механическая модель строения атома.

Ядерная модель Резерфорда 1911г. Предполагает, что основная масса атома сосредоточена в очень малой части его объема – эта часть атома и наз. ядром. Ядро несет в себе + заряд, кот. компенсируется – зарядом электрона (ё) Т.к. движение ё имеет волновой характер, то квантов. мех. описывает его движ. в атоме при помощи волновой ф-ции Ψ (пси), кот. зависит от 3 переменных – пространственных координат ё (х, у, z). Физический смысл Ψ . Её квадрат хар-ет вероятность нахождения ё в данной точке атомного пространства. Область пространства вокруг ядра, где наиболее вероятно пребывание наз. орбиталью. Каждый ё в атоме занимает определенную орбиталь и образует электронное облако, кот. явл. совокупностью различных положений быстро движущегося ё.

Квантовые числа.

Для хар-ки орбиталей и ё используются квантовые числа.

Энергия и размер орбитали и электронного облака хар-ся главным квантовым числом (n), кот. принимает значение целых чисел от 1 до ∞ .

Совокупность орбиталей, кот. им. одинаковое значение n, - это энергетический уровень (обознач. больш. буквами лат. алфавита)

Совокупность ё, кот. нах. на одном энерг. уровне, - это электронный слой.

Форма орбиталей и облаков хар-ся побочным квантовым числом (l), оно принимает значения целых чисел от 0 до n-1

Уровень

n

l

K

1

0

L

2

0,1

M

3

0,1,2

N

4

0,1,2,3

Орбитали, для кот. l = 0, им. форму шара и наз. s-орбиталями

l = 1 имеют форму гантели и наз. p-орбиталями, l = 2 – d-орбитали, l = 3 – f-орбилали.

Энергия орбиталей (Е), кот. нах. на одном энерг. уровне, но им. различную форму, неодинакова: Es < Ep < Ed < Ef . Поэтому энерг. уровни сост. из энергетических подуровней – это совокупность орбиталей, кот. нах. на одном энерг. уровне и им. одинаковую форму.

Магнитное кв. число (ml) – хар-ет пространственное расположение орбиталей. Оно зависит от l и равно 2l+1, т.е. может принимать значение от +1…, 0 , …-1. Число значений ml определяет число орбиталей на подуровне, т.е. l = 2, ml = -2,-1,0,+1,+2 → 5 орбиталей.

 Спиновое кв. число (ms) – хар-ет вращение ё вокруг своей оси и принимает только два значения: +1/2 и -1/2

Принцип заполнения атомных орбиталей

По принципу наименьшей энергии: основное (устойчивое) состояние атома – это такое сост., кот. хар-ет min энергией. Поэтому ё заполняют орбитали в порядке увелич. их энергии. Наименьш. эн. им. 1s-подуровень, кот. первым заполняется ё-ми. Затем последоват. заполн. ё след. подуровни: 2s, 2p, 3s, 3p. После 3p-подуровня электроны заполняют 4s-подур., т.к. он им. меньш. эн., чем 3d-подуровень. Это объясняется тем, что эн. подуровня определяется суммой главного и побочного квант. чисел, т.е. суммой (n+l). Чем меньше эта сумма, тем меньше энергия подуровня. (Наприм., для 4s n+l=4+0=4, a для 3d n+l=3+2=5, поэтому Е3s<E3d). Если сумма n+l одинаковы для разных подуровней, то их энергия тем меньше, чем меньше гл. квант. число.

Правило Гунда: Суммарное спиновое число ё данного подуровня должно быть max.

Каждый атом им. свою электрон форму: символич. (Li 1s2 2s1) и графическую, т.е. показ-щую схему распространения электронов.


39.Структура основных химических понятий, их формирование и развитие.

Химическое понятие-основная структурная единица химических знаний.Образование понятий-сложный процесс, требующий использования мыслительных операций.

Основными понятиями в химии являются:элемент,вещество и химическая реакция.

Классификация химических элементов в свете молекулярного учения:Met и НеMet.

Система понятий о элементе:

Относительность деления на Met и НеMet→Понятие о естественных семействах химических элементов→П.З и П.С. химических элементов→Теория строения вещества→Систематизация химических элементов по группам,периодам.

Понятие об атоме:

 Сущность понятия «атом»       Свойства атома

         ↓

     Атомно-молекулярное учение

Атом-химически неделимая частица   -Понятие о массе атома и о Ar элемента

          -Валентность-свойство атома присоединять

          к себе определенное число атомов другого

          химического элемента

         ↓

      П.З.Строение атома

Атом-сложная система,обладающая    -Атомный радикал

структурой и свойствами.Понятие о    -Электроотрицательность как свойство

ядре,электронных уровнях,орбиталях   атома притягивать электроны

          -Валентность-способность атома образовывать

          химические связи

          -Степень окисления

    Теория электоролитической диссоциации

         ↓

Понятие об ионе        Свойства веществ-это свойства ионов

         ↓

    Теория строения органических соединений

Понятие о гибридизации орбиталей    Взаимное влияние атомов

Система понятий о веществе:

    Понятие о составе вещества ↔ Понятие о структуре вещества

       ↨        ↨

Понятие о получении веществ   Понятие о методах исследования веществ

    ↨        ↨

Понятие о классификации веществ ↔ Понятие о свойствах веществ

            ↨

         Понятие о применении веществ

Понятие о химических методах исследования веществ:

Методы исследования веществ,основанных   Методы исследования свойств веществ

на изучении взаимосвязи свойств веществ   на основе их классификации

со строением и составом          ↓

 ↓     ↓

Качественные  Качественный и    Моделирование и использование

методы иссле-  количественный    химической символики

дования веществ  анализ

Понятие о свойствах веществ:

      

      Свойства определяются

      ↓     ↓

  Составом вещества    Строениеи вещества

   ↓  ↓  ↓     ↓

органолиптически расчетом приборами   химические

           ↓  ↓  ↓ ↓

         Неорг. поведение Орг. Поведение в

         вещесвт в ОВР веществ реакциях ионного

                обмена

Структура понятия о химической реакции:

 Понятие о классификации химических реакций ↔ Понятие о признаках,сущности и

            механизмах химической реакции

      ↨         ↨  

 Понятие о практическом использовании   Понятие о количественных

 химических реакций        характеристиках хим реакций

      ↨         ↨

 Понятие о закономерностях возникновения   Понятие о методах исследования

 и протекания химических реакций     химических реакций


40. Связь местонахождения элемента в ПС с электронной структурой его атома. Периодичность изменения свойств элементов как отражение периодичности изменения электронных конфигураций атомов. Сходство и различие в свойствах элементов главных и побочных подгрупп (на примерах серы и хрома, хлора и марганца).

Современная формулировка ПЗ: Свойства хим. элементов, а также формы и свойства их соединений находятся в периодической зависимости от положительных зарядов атомов.

Физический смысл ПЗ: Периодическая повторяемость свойств хим. элементов, а также свойств и форм их соединений связана с периодической повторяемостью их электронных конфигураций.

Период в ПС: Это горизонтальный ряд хим. эл., в котором идёт заполнение одного и того же внешнего энергетического уровня. Номер периода совпадает со значением главного квантового числа n, т.е. отражает число энергетических уровней в нормальном состоянии.

Группа в ПС: Вертикальный ряд хим. эл., номер группы отображает одинаковое число валентных электронов. Критерием деления эл. На подгруппы А и В является расположение валентных электронов (у s и р – элементов валентный электрон находится на внешнем энергетическом уровне, а у d – элементов – на предвнешнем и внешнем энергетическом уровне).

При переходе от одного элемента к другому в группах и в подгруппах наблюдается непростое повторение свойств, а более или менее выраженное закономерное изменение.

Хим. природа элемента, обусловлена способностью его атома терять или приобретать электрон, эта способность может быть количественна оценена: энергией ионизации, сродством к электрону.

Еи (энергия ионизации) – количество энергии необходимое для отрыва электрона от невозбуждённого атома.

Изменение атомных R в ПС носит периодический характер.

Резкое уменьшение атомного R наблюдается у элементов малых периодов, а у эл. Больших периодов – более плавное уменьшение атомного R. В подгруппах эл. R атома в общем увеличивается.

Сродство атома к электрону – это энергетический эффект присоединения электрона к нейтральному атому с превращением его в отрицательно заряженный ион.

Электроотрицательность – позволяет оценить способность атома данного элемента оттягивать на себя электронную плотность по сравнению с атомами других эл. в соединениях.

В периоде:

Заряд ядра

Размер атома

Еи

Есэ

ЭО

В группе:

Заряд ядра Число эн. уровней Размер атома Еи  Есэ ЭО

Сравнение свойств атомов элементов главных и побочных подгрупп.

Сходства.

  1.  Принадлежность к группе определяется mах числом валентных электронов.

Cr … 3d54s1

S … 3s23р4

  1.  Отсюда, исходные по составу соединения с mах степенью окисления: CrО3, SО3 – кислотные оксиды

Эти оксиды хорошо растворяются в воде. Это сходство объясняется тем, что атомы элементов главной и побочной подгруппы, в высшей степени окисления приобретают сходное электронное строение.

Различия.

  1.  Валентные электроны у атомов элементов главных подгрупп – на внешнем энергетическом уровне, а у атомов элементов побочных подгрупп – на внешнем и предвнешнем энергетических уровнях.
  2.  У атомов элементов главных подгрупп в периоде с увеличением заряда ядра, растёт число электронов на внешнем энергетическом уровне, а это приводит к быстрому переходу от типичных металлов к типичным неметаллам. У атомов элементов побочных подгрупп с увеличением заряда ядра число внешних электронов не увеличивается, поэтому свойства их изменяются менее резко.
  3.  У атомов элементов главных подгрупп устойчивость соединений, в которых элемент проявляет высшую степень окисления, с увеличением заряда ядра – уменьшается. У атомов элементов побочных подгрупп наоборот: с увеличением заряда ядра элемента в его высшую ст. ок. – повышается.
  4.  Радиусы атомов в главных подгруппах растут монотонно, с ростом числа энергетических уровней, а от этого зависит и энергия ионизации – уменьшается. В побочных подгруппах – радиус атомов сначала возрастает, Еи – увеличивается.
  5.  Для атомов элементов побочных подгрупп характерно комплексообразование за счёт d – орбиталей. Для атомов элементов главных подгрупп менее характерно комплексообразование.
  6.  Деление элементов на металлы и неметаллы в главных подгруппах идёт по числу вал. Электронов, а также по размеру атомов.
  7.  Атомы элементов в главных подгруппах могут как присоединять (немет.), так и отдавать (мет.), т.е могут находиться и вположительной , и в отрицательной степени окисления. Атомы элементов побочных подгрупп могут только отдавать и находяться только в положительной степени окисления.


41. ФЕРМЕНТЫ

Ферменты (энзимы, биол. катализаторы) – это в-ва белковой природы, которые образуются в тканях всех организмов и обладают способностью ускорять хим. процессы в организме.(«элексир жизни» - Павлов)

Впервые фермент в крист. сост. был получен Самерром. из бобов(уреаза) – 1926г.

В соостветсвии с международ. правилами, ферменты разбиты на 6 кл.:

  1.  оксиредуктазы – ф-ты катализирующие в/о р-ции.
  2.  трансферазы - ф-ты катализирующие р-ции переноса отдельных атомов или целых групп.
  3.  гидролазы – ф-ты ускоряющие реакции генетического расщепления с участием воды
  4.  лиазы – ф-ты катализирующие р-ции расщепления
  5.   изомеразы – участвующие в реакции изомеризации.
  6.  лигазы(синтетазы) – ф-ты которые ускоряют р-ции образования хим. связей с образованием АТФ

Классы делятся на подклассыподподклассыпорядковый номер(шифр)

Номенклатура:

Название по международной ном-ре.

Тип хим. р-ции, кот. обеспечивает.

Х-р переносимых гр.

ОСОБЕННОСТИ ФЕРМЕНТОВ:

1.хар-ой особенностью ф-тов как биокатализаторов в том, что они обладают высочайшей биолог. активностью, повышают скорость в 106-1020 раз, по сравнению с обыкн. Kat).

2.специфичность действия

3.дей-е (акт-ть) можно регулировать.

Молекул. масса ф-тов: опр-ся молек. массой белков (белк. компанентов) колеблится от 15000 до неск. миллионов. Для ф-тов х-ны теже, физ-хим св-ва, что и для белков, входящих в их состав.

Все ф-ты явл. глобул. Белками, поэтому их мол. м.б. представлены как простыми, так и сложными. В 1-ом случае- однокомпанентный, во 2-ом- двукомпанентный.

Белков. часть наз. Е фермент или апоферментом. Небелковая часть- S-субстрат или кофакторат. Если кофактор- орг. мол., то она наз. коферментом, а в целом, мол. наз. холоферментом. В качестве неорг. кофакторов чаще всего входят ионы Ме. Если небел. часть ф-та прочно связана с белком и в биохим. реакциях не отсоединяется от него, то эту часть принято наз. простетической группой. Но для большинства Е соединение бел. и небелков. части могут осуществлятся за счет водор. связей, ион. вз-й, гидрофобных вз-й и очень редко за счет ковал. связи. Поэтому прочность связи между кофактором и белковой частью (апоферментом) вальирует в широких пределах. Небелк. компанент имеет сравнительно небол. молек. массу и в отличие от апофермента обладает термостабильностью.

СТРУКТУРА:

Т.к. размеры субстрата значительно меньше размера мол. Е, то субстрат не может контактировать со всей огромной мол. белка, а вз-ет с небол. его участком. Этот участок мол., кот. обеспечивает соединение Е и S и дает возможность для дальнейшего превращения S наз. акт. центром (а/ц) фермента. Т.е. а/ц Е принимает участие в связывании и превращении S. На долю центра приходится небол. часть белк. мол. А/ц образуется определ. радикалами а/к, кот. располаг-ся далеко др. от др. в полипептидной цепи, а у двухкомпанентов ферментов в а/ц входят некот. гр-ки Коэазима. У олигомерных ф-тов им. неск. акт. центров соотв-х кол-ву субъединиц. А/ц функционально неоднороден, в нем условно выд-ют: -каталитическую зону. Это гр-ки, кот. принимают непосредств. участие в контакте с S; -зону связывания.это гр-ки, кот. контакт-т с непревращаемыми фрагментами S и укрепляющие его в актив. центре. Наиболее часто в акт. центр Е входят:серин, гистидин, треопин, цистеин, глутаминовая к-та, аспаргиновая к-та. Эти к-ты располагаются далеко др. от др. и сближаются только при форм-нии акт. центра. А/ц расп-ся на поверхности ф-та, в углублениях.

КИНЕТИКА ФЕРМЕНТАТИВНЫХ Р-ЦИЙ:

Мех-зм:

Ур-ние Михаэлиса-Ментен:ур-ние, кот. выражает зав-сть скор-ти ферм. процесса от конц-ции субстрата.

V=Vmax[S]

Km+[S]

       Vmax полное насыщение Е S-ом, V=max, если все активн. Центры     центры Е заняты и своб. молекулы Е отсутствуют, 100%       100% насыщение Е субстратом. При 50% насыщеном      насыщенном Е субстратом, V=половине Vmax.

       Km-конц. S, при кот. достигается 50% насыщ. Е субстратом      субстратом.

Vmax=Vmax[S]      

2 Km+[S] ; 2[S]=Km+[S] ; Km=S.

Для того, чтобы определить Vmax и Km исп-ся график в двойных обратных коор-тах, т.е. в коорд. 1 = 1

  V [S] ; y=ax+b

Уровнение Лаинувера-Берка:    

1 = Km . 1 + 1

V Vmax [S] Vmax

           

Т.о. ключевыми параметрами явл. Кm и Vmax отражающие мех-зм действия фермента.

           

Vmax определяет эффективность действия фериента, т.е. его каталитическую активность.

Km опр-т специфичность действия Е по отношению к данному S. Чем больше Km, тем меньше степень сродства Е и S и меньше V ферментативного процесса.

ЕДИНИЦЫ ФЕРМЕНТАТИВНОЙ АКТИВНОСТИ: Согласно мехдунар. правилам един-й акт-ти любого Е явл. то его кол-во, кот. катализирует превращение S со скоростью 1 моль в 1с –катал. 1Кат.=6107 стандар. единица Е. 1 стандарт. единиц Е=16,97 нКат (10-9)

Существует удел. акт-ть, кот. выражает число единиц акт-ти Е, приходящей на 1мг белка. Кол-во мг моль S, превращаемых 1мг Е в 1 мин. Если известна молекул. масса фермента, то можно рассчитать молекуляр. (молярн.) акт-ть фермента. Е молек. акт-ти выражает число молей (или молекул) субстрата, превращ-х 1 молем (молекулой) Е за 1 мин. Между удельн. и молек. акт-тью сущ-ет связь:

Емол.= Еуд  Мфермента ; Емол= Vmax n- кол-во молей фермента

 1000    nE

СВОЙСТВА ФЕРМЕНТОВ:

  1.  Термолабильность (зависимость св-в акт-ти Е от tо):

2.Зависимость от рН, т.е. она им-ет вид:

3.Влияние ионной силы (конц. влияет на конц. Е):

4.Ферменты нах-ся в тканях и клетках в неактивн. форме, кот. наз. проферментом или зимогеном.

5.Специфичность: 1) абсолютная. В случае абсол. спец-ти фер-ты катализируют превращ.  только субстрата.

   2)относительная. Если один и тот же Е участвует в превращении неск. S- относит. спец-ть, т.е. такие Е действуют на опр-е типы хим. связи.

   3)стериохимическая. Дей-т на строго опред-й стериоизомер.

АКТИВАТОРЫ И ИНГИБИТОРЫ ФЕРМЕНТОВ:

Акт-ры- это в-ва, кот. усиливают акт-ть фер-ов. Ингибиторы- тормозят. В качестве акт-ров чаще исп-ся ионы Ме, в частности Са2+, Со2+ и т.д. Они способствуют более стабильному Е-S комплексу.

Ин-ры тормозят протекание ферм. процесса. 2 осн. типа ингибирования: 1. обратимое; 2. необратимое. Необратимые связываются с Е или ЕS и изменяют нативную комформацию ф-та. Они могут часто разруш. (химич. модиф-ть) к.-л. функцион. гр. акт. центра. Е, кот. необходимы для проявления kat-й акт-ти. 1) связывает в акт. центре с какой-либо гр-кой; 2) применяет эту гр-ку.

Е – SH + Ме2+  Е – Sме1/2

Пример. Аспирин: широкий спектр физиолог. действия аспирина был выяснен в 80-е гг. ХХв. Вейном. Асп. явл. ингибитором некот. фер-тов, участвующих в синтезе гормоноподобных простогландинов, кот. в свою очередь участвуют во многих биофизиол. процессах организма. Аспирин хим. модифицирует фермент, кот. в акт. центре сод-т NH группу.

 

Обратимое ингибирование:

1.конкурентное: Конкур-е ингиб-е по своей топографии и природе похоже на субстрат. Поэтому ферм. его путает, ингибир. связывается с акт. центром Е.

E + S = ES  P   E + I = EI  P

  продукт   ингибитор

Отличит. особенность: состоит в том, что его можно ослабить или устранить. Это можно сделать повысив конц-ю субстрата.

Пр.: Действие алкогольгидрогиназы на спирты: это применяется при отравлениях этиленгликолем.

Спирт под дей-ем данного фермента отщепляет Н и превращается в альдегид.

В бол-ве случаев фер-ты нах-ся в кл. не в свободн., а в связанном состоянии с биолог. стр-рами, при этом они как бы плавают в цитоплазме или липидн. среде мемб., обр-я комплексы. В состав комплексов входят неск. фер-тов – мультиэкзимные комплексы. В таких комп-сах S передается по конвейеру из рук в руки и покидает её, когда обр-ся конечный продукт. В таких комплексах кон. продукт реакции явл. ингибитором 1-го фер-та, из-за чего ск-ть проц. опр-ся конц-ей конечн. продукта.

А  В  С  D

Ингибирование по типу обратной связи.

Проферменты: многие фер-ты синт-ся в орг-ме первонач. в неакт. форме и по мере необходимости переходят в активную. Неакт. форма- зимогены и изозимы.

РЕГУЛЯЦИЯ АКТ-ТИ ФЕРМЕНТОВ:

1.Путём ковалентной модификации – отцеплением - присоединяет ферменту каких-то низкомол. соед-ний.

2.В результате прол. ассоциации-диссоциации.

3.С пом. ингибирования (конкурент., неконкур., по типу обратной связи).

4.Путем аллостерической регуляции, т.е. аллостерик присоед-ся где-то к фер-ту (не в акт. центре),  меняется конформация фер-та и акт. центр разрушается.

42. Наглядность в обучении химии. Виды и методы ее использования на уроках.

Необходимым и закономерным свойством научно-познавательного процесса при обучении химии является наглядность.

Она в познавательном процессе проявляется в форме чувственных образов. Следует выделить два существенных момента, имеющих место при наглядном изучении химии:

-Непосредственное восприятие учащимися изученных веществ, химических реакций, производственных процессов и т. д. Этот путь познания чаще всего выражается в виде наблюдения учащимися примеров связи химии и жизни на уроках и экскурсиях;

-Восприятие учащимися под руководством учителя не самих предметов и явлений, а образдых и схематических изображений (кинофильмов, фотографий, схем, таблиц, карт, макетов, моделей и т. д.) и оперирование ими.

Воспринимая образные и схематические изображения предметов и явлений, учащиеся проникают в сущность реально происходящих процессов и явлений. Свойства изучаемых веществ могут восприниматься не только зрением, но и органами слуха, осязания и даже в некоторых случаях обоняния.

Будущий учитель химии должен дифференцированно подходить к понятию наглядности. В практической работе следует различатъ:наглядность как принцип обучения; наглядность как средство обучения; наглядное пособие. К наглядным средствам обучения относятся такие объекты или их изображения различных степеней условности, которые предназначены для создания у учащихся статических и динамических образов. Данные средства могут быть предметными(химический эксперимент, коллекция руд, горных пород) или изобразительными (таблицы, макеты, модели, рисунки, "плакаты, графики, схемы, диаграммы, химические формулы и уравнения). К важнейшим способам осуществления предметной наглядности относятся школьные коллекции.

Совершенствование методов обучения неразрывно связано с широким использованием технических средств. Особое место среди них занимают кино, телевидение, радио, экранные и звуковые пособия, в последнее время мультимедиа. Важнейшие особенности учебных фильмов-изображение на экране подлинных производственных процессов и аппаратов, а также возможность показа последовательности операций и механизма химических превращений путем динамической мультипликации.

43. МЕТАЛЛЫ   ‌‌

К мет. относятся все s-элементы, кроме Н и Не, все d-эл-ты и 10 p-эл-тов.

Физ. св-ва:тв. агр. сост-е(кроме Нg), электро- и теплопроводимость, плвст-ть и ковкость, мет. блеск и отраж-я спос-ть, непрозрачность даже в тонком слое.

Хим. св-ва: спосодность отдавать вал е-; в свободном состоянии быть только восст-ми; в соед-ях нах-ся только в «+» ст. ок;

В кристалле мет. орбитали соседних атомов перекрыв-ся , каждый атом (Li)предоставляет на связь 4 вал.орб. и всего 1 вал. е-, т.е. в кристалле мет. число е- значительно меньше числа орбиталей, поэтому е- могут свободно переходить из одной орбитали в другую. Т.е. они уч-ют в образ-ии связи между всеми атомами кристалла мет., причем из-за невысокой Еи вал.е- слабо удерж-ся в атоме и легко перемещаются по всему кристаллу, а это в свою очередь определяет эл. пров-ть мет.Связь осущ-ая этими е- сильно делокализована и наз-ся металлической, она ненасыщенна, ненаправленна.

Хим.акт-ть мет.(φ-электродный потенциал) φ=Еи+Екр.реш.+Егидрат. В сухих усл-х отсутствует Егидрат.,поэтому хим. акт. Мет.(восст. способность) растет в группах ПС сверху вниз.

Прибор, в кот. на основе ОВР получ-т эл.ток, наз-ся гальваническим элементом. Электрод,на кот. протекает окисление-анод, а восстановление-катод.Пример:Mg-Ag.

Магниевый электрод(более акт. Мет.)-источник е-, поступающих во внешнюю цепь,-принято считать «- » и наз-ть анодом. Середр.эл-д (менее акт. Мет.)принято считать «+» и наз. катодом. Гальванич. элемент часто выражают краткой электрохимической схемой:

 А:восст-ль(-)Mg‌│Mg2+││Ag+│Ag(+)К:ок-ль

Причиной возникновения и протекания эл. тока в гальван.эл-те явл. разность равновесных электродных потенциалов: ∆φ=φок-ля-φвосст-ля.Величины равновесных электр. потенц-в зависят от: природы мет.; конц.ионов мет. в р-ре; темпер-ы системы; Ур-е Нернста:φ=φ0+0,059⁄nе-*lgC.

Каррозия металла-это разрушение мет. под влиянием внешн.среды. Самопроизвольный нежелательный процесс.Основная причина: хим.кар-я , электрохим.кар-я.

Хим. кар-я – разрушение мет.путем окисления в окруж. среде без возникновения эл.тока. В этом случае происходит взаимодействие мет. с составными частями среды(газами, с неэлектролитами).Примером хим. кар-и в неэлектролитах может служить разрушение цилиндров внутреннего сгорания в неэлектролитах(жидкое топливо).

Электрохим. кар-я- разрушение мет. среди электролита, с возникновением внутри системы эл. тока. Наряду с хим. процессами (отдача е-) протекают и электрические(перенос е-).

Методы защиты от каррозии:

  1.  Защита пов-ти мет. различными покрытиями
  2.  Создание сплавов с антикаррозионными свойствами
  3.  Электрохимические методы:неМет.(лаки,краски,эмали);Мет.(наносят гальваническим путем лучшее покрытие анодное).

Электролиз-это ОВ процесс, процекающий на электродах при прохождении постоянного эл. тока через расплав или раствор электролита.

Сущность: в осуществлении хим.р-ции за счет электр. энергии. (катод-отриц., анод- полож.)На хар-р и течение электродных процессов при электролизе большое влияние оказывают: природа электролита; его концентрация; растворитель; материал,из кот.изготовлены электроды; режим электролиза.

Электролиз расплавов(с неактивными анодами)

NaCl→Na++Cl- K(-):Na++e-=Na0 A(+):2Cl—-2e-=Cl20 2NaCl —→эл-з2Na0+Сl20

Если имеется смесь расплавленных солей,то в первую очередь на катоде будут восст-ся те катионы, у кот. φ0 наибольший; а на аноде в первую очередь будут ок-ся те анионы, у кот.φ0 наименьший(анионы бескислородных к-т).

Электролиз растворов

Р-ции,протек-е на катоде:

  1.  Кат.мет-ов имеющие низкую величину φ0(от LiдоAl) не восст-ся на катоде, а восст-ся молекулы Н2О
  2.  Кат.мет-ов,φ0 кот.<чем -0,41В(от МnдоCd),при электролизе их водных р-ров вост-ся одновременно с молекулами Н2О, но процесс можно регулировать изменением режима электролиза.
  3.  Кат. Мет. ,φ0 кот.>чем -0,41В(отCd до конца),все они проктически полностью будут вост. на катоде при электролизе их водных р-ров.
  4.  Если водный р-р содержит смесь кат-в различных мет., то при электролизе порядок их восст-я определяется значением φ0

Р-ции, протекающие на аноде:

  1.  Материал,из кот. изготовлен анод (инертные аноды- нерастворимые).
  2.  Анионы бескислородных к-т всегда будут ок-ся на аноде и имеют φ0min.
  3.  Если р-р сод-т анионы кислородсодержащих к-т, то на аноде будут ок-ся только молекулы воды.

Р-ции, протекающие на активных анодах:

  1.  В данном случае электроны во внешнюю цепь посылает сам анод( он ок-ся), а не анионы.

44.Биосинтез белка. Этапы белкового синтеза. Строение рибосом и их роль в биосинтезе белка.

Носителями наследственной информации являются нуклеиновые кислоты, обязательные компоненты живой клетки. Как правило, информация закодирована в дезоксирибонуклеиновой кислоте (ДНК), лишь у некоторых организмов она хранится в составе рибонуклеиновой кислоты (РНК). Именно в последовательности нуклеотидов (азотистых оснований) одной из цепей ДНК и заключена наследственная информация.

Реализация информации осуществляется в процессе, именуемом транскрипцией, под которым понимают перенос информации с двуцепочечной молекулы ДНК на одноцепочечные молекулы РНК. Матрицей для синтеза РНК служит лишь кодирующая нить ДНК, называемая смысловой. Транскрипция включает стадии инициации, элонгации и терминации. Основным ферментом, ответственным за проведение транскрипции, является РНК-полимераза, осуществляющая синтез в направлении 5' к З'-концу растущей цепи. В момент транскрипции двунитевая молекула ДНК расплетается и по механизму комплементарности на смысловой нити ДНК синтезируется молекула РНК. При этом вместо Т включается другой нук-леотид, имеющий основание урацил (У). В клетке синтезируется РНК трех видов: иРНК (информационная, или матричная), рРНК (рибосомная) и тРНК (транспортная). Синтез РНК осуществляется дискретно, а не по всей протяженности молекулы ДНК.

Далее иРНК участвует в процессе трансляции — синтезе белка на матрице РНК. При этом информация с языка азотистых оснований нуклеиновых кислот переводится на двадцатибуквенный алфавит аминокислот, что приводит к формированию полипептидов (белков). Основные компоненты трансляции — это иРНК, рибосомы, тРНК и ферменты, осуществляющие этот процесс. Молекула тРНК имеет сложную конфигурацию, т.к. образуются водородные связи, и молекула по форме становится похожей на клеверный лист. Он состоит из верхушки, на кот. расположен триплет свободных нуклеотидов, кот. по своему коду соответствуют данной аминокислоте и носит название антикодона, и аминоацильный участок (черешок), к которому присоединяются аминокислоты. В результате комплементарного взаимодействия кодона и антикодона происходит присоединение нужной аминокислоты к растущей полипептидной цепи. Этот процесс осуществляется в рибосомах, с которыми ассоциирована иРНК. т-РНК уходит из рибосомы за следующей ам-к-той, а рибосома перемещается на один триплет, и процесс повторяется. Так постепенно наращивается молекула полипептида, в которой ам-к-ты располагаются в строгом соответствии с порядком кодирующих триплетов.

Химически рибосомы представляют собой нуклеопротеины, состоящие только из РНК и белка и состоят из двух субъедениц- малой и большой.

45. Химический кабинет в школе.

Кабинет химии позволяет реализовать в обучении химии важнейший принцип дидактики-принцип наглядности.Кабинет химии имеет важное значение для воспитания учащихся.Формируются качества:бережность,аккуратность,волевые качества,решается задача формирования научного мировоззрения,политехнизации,эстетического воспитания.

Группы учебного оборудования:

  1.  Натуральные объекты(реактивы,посуда,приспособления)
  2.  Изображения натуральных объектов(рисунки,кинофильмы,видеофильмы)
  3.  Схематические изображения натуральных оюъектов(схемы)

Учебное оборудование должно быть:безопастным,простым в обращении,отвечать эстетическим и экологическим требованиям.

Размещение и хранение учебного оборудования должно обеспечить:

-соблюдения правил хранения согласно особенностям каждого вида средств обучения

-сохранение материальных средств обучения и их надежность в работе

-быстрое проведение учета и контроля для замены старых пособий

Хранение реактивов:Реактивы хранят в специальных шкафах.По своей квалификации делят на:химически чтстые,чистые для анализа,чистые,особо чистые.Лаборант должен хорошо знать свойства реактивов!

Способ хранения реактивов выбирается в зависимости от свойств самих реактивов.Реактивы подразделяются:гигроскопические,летучие,ядовитые,огнеопастные.

Класс-лаборатория:

-должно быть определенное место работы ученика

-стол учителя на расстоянии 1 м и выше ученических,иметь 2 части:высокую(для демонстраций) и низкую

-основные таблицы:П.С,ряд электроотрицательности,табл. растворимости веществ,ряд активности

-уголки:по профориентации,по внеклассной работе,по ТБ.

Все хозяйство кабинета предназначено для успешного выполнения учебно-воспитательных задач школы.

При работе необходимо соблюдать Т.Б. по охране труда.В обязанности лаборанта входит преобретение,закупка,ремонт и изготовление учебного оборудования под руководством учителя.Документальную отчетность фиксируют в материальной ениге.

Техника безопастности:

Пожарная безопастность:В кабинете химии в лаборанской должны быть огнетушители воздушно-пенные,песочницы с песком,ткань,пропитанная противовоспламеняющейся жидкостью,резиновый коврик.

При воспламенении жидкостей-спирта,бензина используют песок.

ТБ при подготовке и проведении опытов:Перед проведением опытов учитель инстуктирует лаборанта на рабочем месте.

При поджигании любого горючего газа проверка на содержание примеси воздуха(на чистоту)обязательна.

При разбавлении конц. Кислот надо осторожно вливать кислоту в воду,а не наоборот!

46. IV группа, гл. подгруппа

р-элементы, ns2 np2

  C  Si  Ge  Sn  Pb

rат   ——————————————→

Еи  ←——————————————

Восст-я ——————————————→

спос-ть

Есэ  ←——————————————

Окисл.  ←——————————————

спос-ть

ЭО   ←——————————————

Ст.ок. -4-+4; -4;  +2,+4; +2,+4; +2,+4;

ВВ  2,4; 2,4;  2,4;  2,4;  2,4;

С 

  1.  Аллотр. модиф.:алмаз; тип крист.реш.-атомная, кубическая, в кот. каждый атом С образует прочные σ-св. с 4-мя соседними атомами.sp3-гибр.Не проводит эл. ток-диэлектрик.Прозрачное,бесцв.,крист.в-во,твердое,но хрупкое и тугоплавкое.
  2.  Аллотр.модиф.:графит;тип крист.реш.-сложное в-во с гексогональной стр-рой(sp2-гибр.)-стабилизируется делокализованной π-св.Проводит эл. ток. Серый, мет.блеск,мягкий, легко расслаивается,но тугоплавкий.
  3.  Аллотр. модиф.карбин; тип крист.реш.-гексогональная реш., построен-я из прямолинейных цепочек,в кот. каждый атом образует по2σ-и π-св.(sp-гибр. (-С≡С=С≡С-С≡)∞-- полиновая стр-ра.(=С=С=С=С=С=)∞- поликумуленовая стр-ра).Полупроводник.Черный порошок.
  4.  Аллотр.модиф.фуллерен;тип крист.реш.- сферическая стр-ра «футбольный мяч»-60-70 атомов С, в виде 5-и,6-иугольников.Твердое в-во.

УГЛЕРОД

омная, кубическая, в кот. ,4;  2,4;  2,4;  2,4;Стаб. изотопы: 612 С (98,9%), 613 С (1,1%)-элемент биолог. сферы Земли, накаплив. в органич. мире.В виде карбон-х соед-й встреч-ся в земле:СаСО3 –мел, известняк, мрамор;МgСО3- магнезит; СаСО3*МgСО3-доломит; (СиОН)2СО3-малахит;СО2, в природных водах и т.д.

Хим. св-ва: при обычных усл. С энертен,т.к. связи прочные. Осн-е отличие С от др. эл-тов этой подгруппы:- число вал. е- =числу его вал. орбиталей-это и явл-ся причиной устойчивости углеродных связей и способности образ-ть гомоцепи.

При ↑t С взаимод-т с мет.,немет., являясь восстан-м (в основном) и окислителем.

Восст-ль: С0+О20→СО2 ; С0+N20→(CN)2↑-дициан-(N-3≡C+3-C+3≡N-3)

Ок-ль: 4Al0+3C0=Al4C3 – карбид аллюминия; СаС2+2НОН=Са(ОН)2+С2Н2↑

                     

 СО                    

Получение(пром.):

С+О2→СО2  СО2+С→2СО

(лаб.): НСООН→Н2SO4 СО↑+Н2О

Строение: С[2s22p2]+0[2s22p4]=CO[σs2σ*2sπx2πy2σz2] ММО

  1.  СО-диамагн. молекула
  2.  Порядок связи=8-2⁄2=3 Сσ-≡Оσ+

Все 6е- нах-ся на 3-х молек. орбиталях, образуя прочную 3-ю связь,по всем параметрам напоминающую N2.Плохая раствор-ть в воде,при об. усл. не реагирует с водой, очень низкие tкипиtпл.

Хим.св-ва: СО-восс-ль

FeO+CO→Fe↓+CO2↑  2CO+O2=2CO2  CO+Cl2=COCl2 COCl2+H2O=2HCl+CO(OH)2 CO+S=COS

  CO-ок-ль

СО+2Н2=СН3ОН

  Не окис-восст.

СО+NH3=HCN+H2O  CO+H2O+HCOOH CO+KOHHCOOK

    CO2

получ.(пром) С+О2=СО2  СаСО3=СаО+СО2

(лаб.) СаСО3↓+2Н+=Са2++СО2+Н2О

О=С=О(непол.молекула)sp-гибр. Плохо растворима в воде: СО2+НОН=Н2О*СО2=Н2СО3=Н+=НСО3-

Хим. св-ва: только ок-ль

Mg+CO2=2MgO+C

Не окисл-восст. р-я :CO2+2NH3=CO(NH2)2+H2O CO2+KOH=KHCO3 KHCO3+KOH=K2CO3+H2O KHCO3+HCl=KCl+CO2+H2O

47. РНК. Типы РНК. Структура РНК.Роль тРНК в биосинтезе белка.

РНК относятся к сложным высокосолекулярным соединениям, макромолекулы которых состоят из мононклеотидов, соединенных между собой 3-5 фосфоэфирной связью. В молекуле РНК углевод представлен рибозой.. Кроме того, они содержат остатокфосфорной кислоту, по два пуриновых(аденин и гуанин) и два пиримидиновых основания(урацил и цитозин).

РНК состоит из одной полинуклеотидной цепочки.

Под первичной структурой РНК понимают последовательность расположения мононуклеотидов в полинуклеотидной цепочке.

Вторичная и третичная структура РНК изучена хуже, но известно, что она представлена виде шпилек, петель.

Вторичная структура тРНК имеет вид клеверного листа. ОН состоит из 4 двухспиральных учаков, образующих 3 основные петли и одну минорную петлю. Т. ж.выделяют верхушки, на кот. расположен триплет свободных нуклеотидов, кот. по своему коду соответствуют данной аминокислоте и носит название антикодона, и аминоацильный участок (черешок), к которому присоединяются аминокислоты. Т. е. тРНК непосредственно участвуют в синтезе белка, выполняя роль переносчика ам-к-т.

мРНК : одноцепочная, комплементарна одной из цепей ДНК. В ее нуклеотид. последовательности заключена информация о о стр-ре белков и самих нуклеин. кислот.

рРНК : входит в состав рибосом. У прокариот обнаружено 3 типа рРНК: 23S, 16S, 5S. У пркариот-28S, 18S, 5,8S, 5S.(S-константа седиментации: скорость седиментации в центрефужном поле).

48.Пути развития мышления учащихся при изучении химии в средней школе.

1.Используются такие общие методы познания как дедукция(путь познания от общего к частному) и индукция(от частного к общему).

Более развивающаяся возможность-это дедуктивный способ познания.Индуктивный используется в начальный период обучения(до ПС и ПЗ)Начиная с ПС и ПЗ-дедуктивный.Учитель организует беседу с учащимися,в ходе которой делаются частные выводы из знаний общих закономерностей.(например-изучение подгрупп элементов на основе положения в ПС).

2.Используются активирующие методы познания(совместная деятельность учителя и учащихся,направленная на эффект усвоения знаний)

Методы обучения(по источникам знаний):словесные,словесно-наглядные,словесно-наглядно-практические.

Источник-речь:

Словесные методы:

-устная и писименная речь

-объяснение,беседа,рассказ,работа с книгой

Наглядные методы:

-предметы,явления и процессыдеятельности и их изображение

-демонстрация раздаточного материала,экскурсии,демонстрация таблиц,кинофильмов

Практические методы:

-практическая деятельность учащихся

-эксперименты и практические занятия

Методы обучения(классификация,отражающая деятельность ученика в процессе обучения):

-объяснительно-иллюстративные(восприятие,запоминание,воспроизведение)

-репродуктивные(усвоение,запоминание,воспроизведение по определенному плану)

-проблемное изложение

-частично-поисковые методы(учитель подводит учащихся к формулированию проблемы)

-исследовательские(учащиеся самостоятельно или с помощьюучителя выделяют проблему,осознают и самостоятельно решают)

3.Формирование приемов умственной деятельности:

прием анализа,синтеза,абстрагирования,сравнения,обобщения,систематизации

Формирование приемов умственной деятельности следует вести с использованием химических знаний,которые должны отличаться по глубине,ширине и самостоятельности действий.

4.Формирование приемов учебной работы:

-Обучение работы с учебником:выделить основные мысли в §,выделить теоретические положения,найти определения в учебнике,рассмотреть рисунки,составить тезисы,выполнить задания,поставить вопросы,составить обратные задачи

-Решение,выполнение и оформление лабораторных и практических работ

-Использование конспектов-схем

Анализ готовых конспектов-схем можно проводить на уроках изучения новых знаний и на уроках обобщения

5.Самостоятельная работа(работа,выполняющаяся по заданию учителя,в ходе которой учащиеся стремятся достигнуть цели,оформить выполнение работы)

По форме организации:фронтальные,групповые,индивидуальные

49. Понятие о катализе. Катализ гомогенный и гетерогенный. Теории катализа. Биокатализ и биокализаторы.

Катализ это увеличение скорости р-и, под влиянием катализаторов.

При использовании катализаторов скор.р-и возр в десятки и тысячи раз.

Виды катализа: гомогенный, гетерогенный, микрогетерогенный.

Причина катализа – понижение энерг активации, арии образовании переходного состояния или активного компонента, с участием катализаторов. если р-я обратима, то катализатор не смещает равновесие, а в одинаковой степени увеличивает скар как прямой так и обратной р-и.

главное свойство катализаторов это их избирательное действие.

В тех случаях, когда катализатор и реагирующее в-ва образуют однородную систему, можно говорить о гомогенном катализе (окисление СО доСО2). Когда в разных фазах – гетерогенный . Микрогетерогенный катализ – когда катализатор участвует в мелко раздробленном состоянии (сюда относ. процессы протекающ с участ биолог. катал-ов – ферментов).

На скорость катализа оказывают влияние Т,Р,растворитель.

Теории гетерогенного катализа:

  1.  Мультиплетная теория – активными центрами на поверхности катализатора являются отд. участки (мультиплеты), адсорбированная молекула садится на такой мультиплет, так, что её группы связываются с разными атомами мультиплета.

Теория активных ансамблей – носителями каталитической активности являются образования сост из неск атомов, эти атомы собир в ансамбли, которые образуют активные центры.

  1.  Электронно-химическая теория. Согласно ей все каталит р-и подраздел на ОВР р-и и кислотно-щелочные. В ОВ р-ях происх переход электронов на катализатор или с катализатора, здесь катализируют металлы. В кислотно-щелочных катализ осуществ переходом протонов, в качестве катализаторов могут выступать оксиды.

Биолог. катализаторы – ферменты, во много раз превосходят хим. катализаторы.

ферменты обладают большой специфичностью.

Ферменты имеют белковую часть, которая определяет их специфичность – однокомпонентные ферменты, и двухкомпанентные содержащие еще и небелковую часть, небелковую часть называют – коферментом.

Все ферменты в зависимости от типа катализируемой р-и делятся на 6 групп: 1. оксидоредуктазы (ОВ ферменты), 2. трансферазы (переносчики), 3. гидролазы, 4. лиазы, 5. изомеразы, 6. лигазы (осущ. синтез).

Использов: медицина, пищевая промышленност, сельхоз, и д.р.

50. Одно – и многоатомные спирты

Спирты (алкоголи) — это производные углеводородов, содержащие в молекуле одну или несколько гидроксильных групп — ОН у насыщенных атомов углерода.

Общая формула спиртов: R(OH)m, m>1, где R — УВ радикал; m — число функциональных гидроксильных групп—ОН, которое определяет атомность спирта.

Классификация спиртов по строению УВ радикала:

  1.  Предельные
  2.  Ароматические
  3.  Непредельные: алкенолы и алкинолы.

Классификация спиртов по атомности:

  1.  Одноатомные
  2.  Многоатомные: двуатомные (этиленгликоль) и трехатомные (Глицерин)

Изомерия и номенклатура

Первые два члена гомологического ряда — СН3ОН и С2Н5ОН — не имеют изомеров, относящихся к классу спиртов. Для остальных алканолов возможны 2 типа изомерии (в пределах своего класса): 

  1.  изомерия цепи (углеродного скелета);
  2.  изомерия положения функциональной группы

Спирты изомерны другому классу соединений — простым эфирам (R-O-R').

Электронное строение

Атомы углерода в алканолах находятся в состоянии sp3 -гибридизации. Молекулы алканолов представляют собой диполи. Они содержат полярные связи С—Н, С—О, О—Н. Дипольные моменты связей С →О и О ← Н направлены в сторону атома кислорода, поэтому атом «О» имеет частичный отрицательный заряд δ-, а атомы «С» и «Н» — частичные положительные заряды δ+. Полярность связи О—Н больше полярности связи С—О вследствие большей разности электроотрицательностей кислорода и водорода. Однако полярность и этой связи недостаточна для диссоциации ее с образованием ионов Н+. Поэтому спирты являются неэлектролитами.

Физические свойства

Полярность связи О—Н и наличие неподеленных пар электронов на атоме кислорода определяют физические свойства спиртов.

Температуры кипения спиртов больше температуры кипения соответствующих алканов с тем же числом атомов углерода. Это объясняется ассоциацией молекул спиртов вследствие образования межмолекулярных водородных связей.

Водородная связь — это особый вид связи, которая осуществляется при участии атома водорода гидроксильной или аминогруппы одной молекулы и атомами с большой электроотрицательностью (О, N, F, C1) другой молекулы. Чем большим положительным зарядом обладает атом водорода и чем больше способность другого атома отдавать свои неподеленные электронные пары, тем легче образуется водородная связь (ВС) и тем она прочнее.

Прочность ВС значительно меньше прочности ковалентной связи (КС): энергия (Е) образования ВС обычно не превышает 5—7 ккал/моль, средняя Е образования КС колеблется в пределах 80—110 ккал/моль.

Гомологическом ряду спиртов нет газообразных веществ.

Все алканолы легче воды, бесцветны, жидкие имеют резкий запах, твердые запаха не имеют. Метанол, этанол и пропанол неограниченно растворяются в воде, с увеличением числа углеродных атомов растворимость алканолов в воде уменьшается, высшие спирты не растворяются в воде.

Химические свойства

Химические свойства алканолов определяются особенностями их электронного строения: наличием в их молекулах полярных связей О—Н, С—О, С—Н. Для алканолов характерны реакции, которые идут с расщеплением этих связей: реакции замещения, отщепления, окисления.

I. Реакции замещения

1. Замещение атома водорода гидроксильной группы вследствие разрыва связи О—Н.

а) Взаимодействие с активными металлами с образованием алкоголятов (алканолятов) металлов: 2С2Н5ОН + 2Na → 2C2H5ONa + Н2О

Эти реакции протекают только в безводной среде; в присутствии воды алкоголяты полностью гидролизуются: C2H5ONa + Н2О → С2Н5ОН + NaOH

б) Взаимодействие с органическими и неорганическими кислотами с образованием сложных эфиров (реакции этерификации): C2H5OH + HO-O-C-CH3 → CH3O-O-C2H5 + H2O

Замещение гидроксильной группы вследствие разрыва связи С—О.

а) Взаимодействие с галогеноводородами с образованием галогеналканов: С2Н5ОН + НВг → C2H5Br + H2O 

б) Взаимодействие с аммиаком с образованием аминов. Реакции идут при пропускании смеси паров спирта с аммиаком при 300°С над оксидом алюминия: С2Н5ОН + HNH2 → C2H5-NH2 + Н2О;

II. Реакции отщепления

1. Дегидратация, т. е. отщепление воды

Дегидратация спиртов может быть двух типов: межмолекулярная и внутримолекулярная.

а) Межмолекулярная дегидратация спиртов с образованием простых эфиров R—О—R'. Эти реакции могут протекать с участием одного спирта или смеси двух и более спиртов:

С2Н5ОН+НОС2Н5 →H2SO4 (конц.), 140°С С2Н5-О-С2Н5+Н2О

б) Внутримолекулярная дегидратация спиртов с образованием алкенов. Протекает при более высокой температуре. В отличие от межмолекулярной дегидратации в процессе этих реакций происходит отщепление молекулы воды от одной молекулы спирта: CH3-CH2OH H2SO4 (конц.), 170°H2C=CH2 + H2O

2. Дегидрирование (разрыв связей О—Н и С—Н) а) При дегидрировании первичных спиртов образуются альдегиды: CH3-CH2OHCu, t + H2

б) При дегидрировании вторичных спиртов образуются кетоны

 Cu, t+ H2

в) Третичные спирты не дегидрируются.

III. Реакции окисления

1. Горение (полное окисление)

Спирты горят на воздухе с выделением большого количества тепла (на этом основано использование спиртовок):

С2Н5ОН + ЗО2 → 2СО2 + ЗН2О; Н = -1374 кДж

2. Неполное окисление под действием окислителей: кислорода воздуха в присутствии катализаторов (например, Си), перманганата калия, дихромата калия и др.

Реакции неполного окисления спиртов по своим результатам аналогичны реакциям дегидрирования:

2C2H5OH + O2 →Cu, t → 2 + 2H2O

Таким образом, реакции дегидрирования спиртов по своей химической сущности являются реакциями окисления.

Способы получения алканолов

1. Гидратация алкенов, т. е. присоединение воды к алкенам H2C=CH2 + H2OH3PO4, 3000CCH3-CH2OH

При гидратации гомологов этилена в соответствии с правилом Марковникова образуются вторичные или третичные спирты: CH3-CH=CH2 + H2OH2SO4, tCH3-CHOH-CH3

2. Гидролиз галогеналканов

При действии водного раствора NaOH атом галогена в галогеналкане замещается группой —ОН:

C2H5Cl + NaOHtC2H5OH + NaCl

3. Гидрирование альдегидов и кетонов. В присутствии катализаторов (Ni, Pt, Pd, Co) альдегиды восстанавливаются до первичных спиртов, а кетоны — до вторичных спиртов.

4. Специфические способы получения метанола и этанола

СО + 2Н2 →Р t, кат → СН3ОН

Этанол образуется при брожении (ферментации) углеводов — глюкозы или крахмала:

С6Н12О6 → Ферменты→ 2С2Н5ОН + 2СО2

МНОГОАТОМНЫЕ СПИРТЫ

Свойства многоатомных спиртов рассмотрим на примере простейшего трехатомного спирта — глицерина, или про-пантриола-1,2,3.

Химические свойства

I. Замещение атомов водорода гидроксильных групп

1. Как и одноатомные спирты, многоатомные спирты взаимодействуют со щелочными металлами; при этом могут образовываться моно-, ди- и тризамещенные продукты:

Физические свойства

Глицерин — вязкая, бесцветная, сладковатая на вкус нетоксичная жидкость с /°кип = 290°С. Смешивается с водой во всех отношениях.

Химические свойства

I. Замещение атомов водорода гидроксильных групп

1. Как и одноатомные спирты, многоатомные спирты взаимодействуют со щелочными металлами; при этом могут образовываться моно-, ди- и тризамещенные продукты:

CH2OH-CH2OH-CH2OH + Na  CH2OH-CH2OH-CH2ONa + H2 и т.д.

2. Наличие нескольких ОН-групп в молекулах многоатомных спиртов обусловливает увеличение подвижности и способности к замещению гидроксильных атомов водорода по сравнению с одноатомными спиртами. Поэтому, в отличие от алканолов, многоатомные спирты взаимодействуют с гидроксидами тяжелых металлов (например, с гидроксидом меди (II) Си(ОН)2). Продуктами этих реакций являются внутрикомплексные («хелатные») соединения, в молекулах которых атом тяжелого металла образует как обычные ковалентные связи Me—О за счет замещения атомов водорода ОН-групп, так и донорно-акцепторные связи Me ← О за счет неподеленных электронных пар атомов кислорода других ОН-групп:

CH2OH-CH2OH-CH2OH + Cu(OH)2 + CH2OH-CH2OH-CH2OHCH2OH-CH2OH-CH2O-Cu- OCH2-CH2OH-CH2OH + 2H2O 

Нерастворимый в воде Си(ОН)2 голубого цвета растворяется в глицерине с образованием ярко-синего раствора глицерата меди (II). Эта реакция является качественной реакцией на все многоатомные спирты.

3. Многоатомные спирты, как и одноатомные, взаимодействуют с органическими и неорганическими кислотами с образованием сложных эфиров:

CH2OH-CH2OH-CH2OH + 3 CH3-COOH →

CH2OCOCH3-CH2OCOCH3-CH2OCOCH3 триацетат глицерина

CH2OH-CH2OH-CH2OH + 3 HNO3 → H2SO4 конц

CH2ONO2-CH2ONO2-CH2ONO2 тринитрат глицерина

Сложные эфиры глицерина и высших карбоновых кислот представляют собой жиры (см. тему «Сложные эфиры. Жиры»).

Тринитроглицерин — взрывчатое вещество и одновременно лекарственный препарат: 1%-й спиртовой раствор нитроглицерина применяется в медицине в качестве средства, расширяющего сосуды сердца.

II. Замещение гидроксильных групп

Наиболее известными реакциями этого типа является взаимодействие многоатомных спиртов с галогеноводорода-ми. Например, при взаимодействии глицерина с хлорово-дородом ОН-группы последовательно замещаются атомами хлора:

CH2OH-CH2OH-CH2OH + CHl → CH2OH-CH2OH-CH2Cl и т.д.

Способы получения глицерина

1. Гидролиз жиров — основной способ получения глицерина:

CH2OСOR-CH2OСOR-CH2OСOR + 3H2O → CH2OH-CH2OH-CH2OH + 3 R-COOH

Гидролиз протекает в присутствии кислот или щелочей в качестве катализаторов, а также под действием ферментов.

2. Синтез из пропилена.

В последнее время глицерин получают из пропилена. Существует несколько вариантов этого синтеза. По одному из них пропилен хлорируют при t° = 440—500°С, полученный аллилхлорид гидролизуют раствором NaOH. На полученный в результате гидролиза аллиловый спирт действуют пероксидом водорода Н2О2, который в присутствии катализатора присоединяется к спирту по двойной связи с образованием глицерина. Весь процесс можно представить схемой:

CH3-CH=CH2 + Cl2 → CH2Cl-CH=CH2 + NaOH → CH2OH-CH=CH2 + OH-OH (WO3) → CH2OH-CH2OH-CH2OH


51.Демонстрационный эксперимент в обучении химии

Различают 3 вида химического эксперимента:демонтрация,лабораторная работа,практическая работа.

Демонстрация-учитель демонстрирует или учащиеся под наблюдением учителя.Проводится на этапах изучения новых знаний,этапе закрепления,повторения,обобщения и проверки знаний.По большей части проводит демонстрации учительп-проводятся опыты сложные,опастные,требующие дорогих реактивов.

Демонстрации проводятся частично-поисковым методом,иногда объяснительно-иллюстративным. Желательно,что бы демонстрация выполняла функцию источника знаний,являлась средством проверки высказанных теоретических гипотез и средством постановки проблем.

Требования:наглядность,безопастность,эстетические качества.

Желательно иметь картотеку демонстрационных опытов по классам и по классам и по темам(название,цель,материалы и оборудование,выполнение опыта,условия и пизнаки реакции,уравнения реакции,особенности опыта).Следует обучать учащихся умению наблюдать демонстрационный опыт,для этого используют алгоритмы действия.

Содержание алгоритма:устройство прибора,в котором протекает опыт;части прибора,в котором находятся исходные вещества и собираются продукты реакции;условия опыта;признаки реакции;сущность химической реакции в свете теории строения вещества.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

37054. НАРКОТИКИ. Классный час 73.5 KB
  Как повашему что такое наркотики Ответы 5 мин. В течение 10 минут каждый ряд должен нарисовать плакат на тему Мы против наркотиков. За 10 минут каждый ряд должен придумать 10 убедительных отказов человеку предлагающему вам наркотик. Как вы думаете можно ли избавиться от наркотической зависимости Каким образом Ответы 5 мин.
37056. Конверт откровения. Классный час 58.5 KB
  Бывает ли любовь с первого взгляда Сколько раз в жизни может любить человек Может ли быть любовь длиною в жизнь Следует ли прислушиваться к мнению других например родителей когда любишь Что делает людей родными Что делать если в равной степени любишь двоих и не в силах сделать выбор в чьюлибо пользу Всегда ли следует говорить любимому человеку правду Стоит ли обсуждать с любимым человеком то что не нравится в ваших с ним отношениях Почему многие считают что романы между учителем и ученицей или...
37057. КЛАССНЫЙ ЧАС, посвященный Дню Победы 63.5 KB
  Ветеранам мы дарим гвоздики Вспоминаем отважных бойцов Не забудем мы подвиг великий Наших дедов и наших отцов Дымова: 9 мая в 67 раз наша страна праздновала День Победы в ВОВ. Карева Какими путями прошли вы солдаты Какие преграды сумели сломить Стираются лица стираются даты Военных дорог никогда не...
37058. Классный час Поговорим о дружбе 20.66 KB
  Ход классного часа: Ребята послушайте стихотворение: Дружба – главное чудо всегдаСто открытий для всех настоящееИ любая беда – не бедаЕсли рядом друзья настоящие. Дружба крепка не лестью а правдой и честью. Дружба как стекло: разобьешь не сложишь.
37060. Интернет и зависимость от него 28.47 KB
  Информацию черпают И чего здесь только нет Как же сеть ту называют Ну конечно Интернет Поднимите руки кто хотя бы один раз играл в Онлайн игры Говорите ли вы с друзьями об играх кодах уровнях и т. Примерно такие вопросы задают психологи когда хотят убедиться страдает ли человек Интернет зависимостью. Я задала эти вопросы не случайно и хочу чтобы вы посмотрели на себя со стороны оценили свое отношение к компьютеру и Интернету.
37061. Минута славы 51 KB
  Ведущий 1 Здравствуйте ребята Сегодня мы рады приветствовать вас на прекрасном мероприятии которое приготовили ваши талантливые одноклассники. Ведущий 2 Вам кажется что вы знаете все о своих одноклассниках Ведущий 3 Вы ошибаетесь Имя фамилия и оценки в классном журнале это еще не все. Ведущий1 Сегодня мы предоставим каждому свою минуту славы И вы увидите что они этой славы достойны. Ведущий 2 Итак сегодня мы проведем игру Минута славы.
37062. Я- гражданин России. Класный час 31.56 KB
  Тема классного часа: Я гражданин России Задачи: Образовательные Знакомство с понятием гражданин. Знакомство с символами России. Воспитывать интерес к России.