Три разновидности структурных формул

Билет №4

Щелочные металлы: нахождение в периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева, строение атомов, нахождение металлов в природе, физические и химические свойства, общие способы их получения.

Щелочными металлами называются химические элементы металлы I A группы периодической системы Д.И. Менделеева: литий Li, натрий Na, калий K, рубидий Rb, цезий Cs и франций Fr.

Электронное строение атомов.

На внешнем энергетическом уровне атомы щелочных металлов имеют один электрон ns¹. Поэтому для всех металлов группы I A характерна степень окисления +1.

Этим объясняется сходство свойств всех щелочных металлов.

Для них (сверху вниз по группе) характерно:

· увеличение радиуса атомов;

· уменьшение электроотрицательности;

· усиление восстановительных, металлических свойств.

Строение атомов щелочных металлов на примере литий Li, натрий Na, калий K:

Нахождение в природе

Из щелочных металлов наиболее широко распространены в природе натрий и калий. Но из-за высокой химической активности они встречаются только в виде соединений.

Основными источниками натрия и калия являются:

· каменная соль (хлорид натрия NaCl),

· глауберова соль или мирабилит, — декагидрат сульфата натрия Na2SO4 · 10H2O,

· сильвин — хлорид калия KCl,

· сильвинит — двойной хлорид калия-натрия KCL · NaCl и др.

Соединения лития, рубидия и цезия в природе встречаются значительно реже, поэтому их относят к числу редких и рассеянных.

Физические свойства

В твердом агрегатном состоянии атомы связаны металлической связью. Наличие металлической связи обусловливает общие физические свойства простых веществ металлов: металлический блеск, ковкость, пластичность, высокую тепло- и электропроводность.

В свободном виде простые вещества, образованные элементами IA группы — это легкоплавкие металлы, серебристо-белого (литий, натрий, калий, рубидий) или золотисто-желтого (цезий) цвета, обладающие высокой мягкостью и пластичностью.

Наиболее твердым является литий, остальные щелочные металлы легко режутся ножом и могут быть раскатаны в фольгу.

Только у натрия плотность немного больше единицы ρ=1,01 г/см3, у всех остальных металлов плотность меньше единицы.

Химические свойства

Взаимодействие с неметаллами

Щелочные металлы обладают высокой химической активностью, реагируя с кислородом и другими неметаллами.

Поэтому хранят щелочные металлы под слоем керосина или в запаянных ампулах. Они являются сильными восстановителями.

· Щелочные металлы легко реагируют с кислородом, но каждый металл проявляет свою индивидуальность:

оксид образует только литий:

4Li + O₂ = 2Li₂O,

натрий образует пероксид:

2Na + O₂ = Na₂O₂,

калий, рубидий и цезий – надпероксид:

K + O₂ = KO₂.

· С галогенами все щелочные металлы образуют галогениды:

2Na + Cl₂ = 2NaCl.

· Взаимодействие с водородом, серой, фосфором, углеродом, кремнием протекает при нагревании:

с водородом образуются гидриды:

2Na + H₂ = 2NaH,

с серой – сульфиды:

2K + S = K₂S,

с фосфором – фосфиды:

3K + P = K₃P,

с кремнием – силициды:

4Cs + Si = Cs₄Si,

с углеродом карбиды образуют литий и натрий:

2Li + 2C = Li₂C₂,

калий, рубидий и цезий карбиды не образуют, могут образовывать соединения включения с графитом.

· С азотом легко реагирует только литий, реакция протекает при комнатной температуре с образованием нитрида лития:

6Li + N₂ = 2Li₃N.

Взаимодействие с водой

Все щелочные металлы реагируют с водой, литий реагирует спокойно, держась на поверхности воды, натрий часто воспламеняется, а калий, рубидий и цезий реагируют со взрывом:

2Mе + 2H₂O = 2MеOH + H₂.

Взаимодействие с кислотами

Щелочные металлы способны реагировать с разбавленными кислотами с выделением водорода, однако реакция будет протекать неоднозначно, поскольку металл будет реагировать и с водой, а затем образующаяся щелочь будет нейтрализоваться кислотой.

При взаимодействии с кислотами-окислителями, например, азотной, образуется продукт восстановления кислоты, хотя протекание реакции также неоднозначно.

Взаимодействие щелочных металлов с кислотами практически всегда сопровождается взрывом, и такие реакции на практике не проводятся.

Восстановление металлов из оксидов и солей

Менее активные металлы могут быть получены восстановлением щелочными металлами:

3Na + AlCl₃ = Al + 3NaCl.

Общие способы получения

Основной способ получения щелочных металлов – это восстановение металлов электрическим током (электролиз) из расплавов гидроксидов:

4NaOH –^{расплав, электр. ток.}→ 4Na + O₂↑ + 2H₂O

Понятие об органических веществах. Общие и отличительные признаки органических и неорганических соединений. Причины многообразия органических соединений. Молекулярные и структурные формулы органических веществ.

Органические и неорганические вещества состоят из одних и тех же химических элементов и могут быть превращены друг в друга.

Примеры органических веществ и их молекулярные формулы: уксусная кислота CH₃-COOH, этиловый спирт CH₃CH₂OH, сахароза C₁₂H₂₂O₁₁, глюкоза C₆H₁₂O₆, ацетилен HC⁼CH.

Во все органические соединения входят углерод и водород.

Признаки органических веществ:

1. Содержат углерод.

2. Горят и (или) разлагаются с образованием углеродсодержащих продуктов.

3. Связи в молекулах органических веществ ковалентные.

Общие и отличительные признаки органических и неорганических соединений.

Характеристика	Неорганические вещества	Органические вещества
Качественный состав	Любые элементы периодической системы	Все соединения содержат Карбон и Гидроген, во многих содержатся Оксиген, Сульфур, Азот, Фосфор и др.
Валентность элементов	Разная, может быть переменной	Постоянная: С — IV, H — И O — II, Hal — И
Виды связей	Все типы связи: ковалентная полярная и неполярная, ионный, металлический	Преимущественно ковалентная полярная и неполярная типы связи
Строение вещества	Атомная, молекулярная, ионная	Преимущественно молекулярная
Количество соединений	Сотни тысяч	Около 20 миллионов и постоянно увеличивается
Термостойкость	Разная	Преимущественно низкая, за 300400 °С — разлагаются

Органические соединения отличаются от неорганических рядом характерных особенностей:

• почти все органические вещества горят или легко разрушаются вследствие нагревании с окислителями, выделяя CO2 (по этому признаку можно установить принадлежность исследуемого вещества к органическим соединениям);

• в молекулах органических соединений Карбон может быть соединен почти с любым элементом Периодической системы;

• органические молекулы могут содержать последовательность атомов Углерода, соединенных в цепи (открытые или замкнутые);

• молекулы большинства органических соединений не диссоциируют на достаточно устойчивые ионы;

• реакции органических соединений протекают значительно медленнее и в большинстве случаев не завершаются окончательно;

• среди органических соединений широко распространено явление изомерии;

• органические вещества имеют более низкие температуры фазовых переходов (tкип, tпл).

Молекулярные и структурные формулы органических веществ.

Молекулярная формула вещества указывает количество атомов в молекуле:

Например: C₂H₆, C₃H₆, C₃H₄, С₂Н₅ОН.

Структурная показывает связи между молекулами/

Три разновидности структурных формул

1.Самая полная форма записи формулы углеводорода – это когда каждый атом молекулы показан отдельно:

Такая запись громоздкая, занимает много места и используется редко.

2.Форма записи, в которой указывают общее число атомов водорода при каждом атоме С, а между соседними углеродами ставят черточки,
СН₃–СН₂–СН₃, Сl–СН₂–СН₂–Br.

3.Структурная формула, в которой черточки между атомами, расположенными в записи на одной строке, не указывают, тогда как атомы, выходящие на другие строки, соединяют черточками с прямой цепью:

Иногда углеродные цепи изображают ломаными линиями, геометрическими фигурами (треугольник, квадрат, куб). При этом в каждом изломе цепи, а также в начале и в конце цепи подразумевают атом С. Например, изображениям

соответствуют структурные формулы

Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 1787; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!