Ароматические углеводороды (Арены)

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 21Следующая ⇒

Ароматические УВ (арены) – это УВ, молекулы которых содержат одно или несколько бензольных колец или ядер.

CnH2n-6

Строение молекул бензола

C₆H₆

SP² – гибридизация

120⁰ – валентный угол

l = 0,140 нм (длина связи)

π-электронное облако состоит из 6 Pe (электронов).

Гомологический ряд

С₆H₆ – бензол

С₆H₅ – CH₃ – метилбензол

С₆H₅ – C₃H₅ – этилбензол

С₆H₅ – C₃H₇ – пропилбензол

С₆H₅ – C₄H₉ – бутилбензол

Физические свойства

Бензол – бесцветная, нерастворимая в воде жидкость со своеобразным запахом. Его t кипения = 80,1⁰ С. При охлаждении он легко застывает в белую кристаллическую массу с t плавления = 5,5⁰ С.

Химические свойства

I. Реакции замещения

1. Взаимодействие с галогенами

C₆H₆ + Br₂ à C₆H₅Br + HBr (в присутствии FeCl₃)

2. Взаимодействие с HNO3

C₆H₆ + HONO₂ à C₆H₅NO₂ + H₂O (в присутствии H₂SO₄)

нитробензол

II. Реакции присоединения

1. Гидрирование (присоединение Н₂)

+ 3H2 à

бензол циклогексан

2. Присоединение галогенов

+ 3Cl₂ à (при температуре)

бензол гексохлорциклогексан

III. Реакции окисления

1. Горение

2C₆H₆ + 15O₂ à 12CO₂ + 6H₂O

2. Бензол стоек к действию окислителей. Окисляются только гомологи по боковой цепи.

C₆H₅ – CH₃ + 3O à C₆H₅ – COOH + H₂O (в присутствии KMnO₄)

бензойная кислота

Получение

1) Из циклогексана

C₆H₁₂ à 3H₂ + C₆H₆ (при t и катализаторе)

циклогексан бензол

2) Из гексана

C₆H₁₄ à C₆H₆ + 4H₂ (при t и катализаторе)

3) Из ацетилена

3C₂H₂ à C₆H₆ (при t и катализаторе)

Применение бензола: получение пластмасс, красителей, растворителей, бутадиенового каучука, волокна лавсана, сахарина, анилина, лекарств, средств для борьбы с вредными насекомыми и болезнями.

Задача № 4. Решение.

n (H₂SO₄) = 49 г: 98 г/моль = 0,5 моль

n (NaOH) = 20 г: 40 г/моль = 0,5 моль

Так как серная кислота двухосновна, то она может образовать два ряда солей:

2 NaOH + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + 2H₂O средняя соль

NaOH + H₂SO₄ = NaHSO₄ + H2O кислая соль

В нашей задаче оказалось равное мольное количество кислоты и щелочи, поэтому расчет следует вести по второму уравнению реакции:

0,5 моль 0,5 моль 0,5 моль

NaOH + H₂SO₄ = NaHSO₄ + H₂O

m (NaHSO₄) = M · n = 120 г/моль · 0,5 моль = 60 г.

Ответ: 60 г гидросульфата натрия – кислая соль

Билет № 5

1. Общие физические и химические свойства металлов. Электрохимический ряд напряжений металлов.

2. Альдегиды, их строение и свойства. Получение, применение муравьиного и уксусного альдегидов.

3. Задача № 5. Через раствор, содержащий 60 г гидроксида натрия, пропущен углекислый газ, полученный при действии избытка соляной кислоты на 200 г карбоната кальция. Определите состав и массу полученной соли.

Металлы

В периодах и группах периодической системы Д. И. Менделеева существуют закономерности в изменении металлических и неметаллических свойств элементов, можно достаточно определённо указать положение элементов-металлов и элементов-неметаллов в периодической системе. Если провести диагональ от элемента бора B (порядковый номер 5) до элемента астата At (порядковый номер 85), то слева от этой диагонали в периодической системе все элементы являются металлами, а справа от неё элементы побочных подгрупп являются металлами, а элементы главных подгрупп – неметаллами. Элементы расположенные вблизи диагонали (например, Al, Ti, Ge, Sb, Te, As, Nb), обладают двойственными свойствами: в некоторых своих соединениях ведут себя как металлы; в некоторых – проявляют свойства неметаллов.

Все s -элементы (кроме H и He), d -элементы (все элементы побочных подгрупп) и f -элементы (лантаноиды и актиноиды) являются металлами. Среди p -элементов есть и металлы, и неметаллы, число элементов-металлов увеличивается с увеличением номера периода.

Деление на металлы и неметаллы объясняется различием в строении атомов. Рассмотрим, например, строение атомов третьего периода:

Элементы третьего периода: Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl, Ar (аргон).

Радиус атома: 0.19; 0.16; 0.143; 0.134; 0.130; 0.104; 0.099.

Число электронов на внешнем слое: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7.

Электроотрицательность: 0.9; 1.2; 1.5; 1.8; 2.1; 2.5; 3.0.

Любой гидроксид содержит гидроксидные группы – OH.

Слева направо:

а. Радиус атомов уменьшается;

б. Заряд ядра увеличивается;

в. Электроотрицательность увеличивается;

г. Число электронов на внешнем слое увеличивается;

д. Прочность связи внешних электронов с ядром увеличивается;

е. Способность атомов отдавать электроны уменьшается.

Поэтому:

Na, Mg, Al – металлы, а Si, P, S, Cl – неметаллы.

Атомы большинства металлов на внешнем электронном слое имеют от 1 до 3 электронов. Исключение: атомы германия Ge, олова Sn, свинца Pb на внешнем электронном слое имеют четыре электрона, атомы сурьмы Sb, висмута Bi – пять, атомы полония Po – шесть. Атомы металла имеют меньший заряд ядра и больший радиус (размер) по сравнению с атомами неметаллов данного периода. Потому прочность связи внешних электронов с ядром в атомах металлов небольшая. Атомы металлов легко отдают валентные электроны и превращаются в положительно заряженные ионы.

Простые вещества, которые образуют элементы-металлы, при обычных условиях являются твёрдыми веществами (кроме ртути). Кристаллическая решётка металлов образуется за счёт металлической связи. Имеющиеся между узлами кристаллической решётки свободные электроны могут переносить теплоту и электрический ток, что является причиной главных физических свойств металлов – высокой электро- и теплопроводности.

Металлическая связь образуется во всех металлах. Это связь, которую осуществляют относительно свободные электроны с положительными ионами металлов в кристаллической решётке. Атомы металла легко отдают валентные электроны и превращаются в положительные ионы. Относительно свободные электроны перемещаются между положительными ионами металла и между ними возникает металлическая связь, то есть электроны как бы цементируют положительные ионы металла в кристаллической решётке.

Атомы металлов более или менее легко отдают электроны, то есть окисляются.

Энергия, которая необходима для отрыва электрона от атома и превращение его в положительно заряженный ион, называется энергией ионизации. Металлы характеризуются небольшими величинами энергий ионизации.

Атомы металлов не могут присоединять электроны. Поэтому металлы во всех химических реакциях являются восстановителям и и в соединениях имеют только положительные степени окисления. Восстановительная активность различных металлов не одинакова. В периодах слева направо восстановительная активность уменьшается; в главных подгруппах сверху вниз – увеличивается. Восстановительная активность металлов в химических реакциях, которые протекают в водных растворах различных веществ, характеризуется положением металлов в электрохимическом ряду напряжений металлов.

Металлы являются восстановителями и вступают в химические реакции с различными окислителями.

2. Альдегиды

Альдегиды – органические вещества, содержащую функциональную группу (альдегидную группу).

Альдегидная группа

Карбонильная группа

Гомологический ряд

Н метаноль (муравьиный, формальдегид)

СН3 этаноль (ацетальальдегид, уксусный альдегид)

С2Н5 пропаноль

С3Н7 бутаноль

Физические свойства

Формальдегид – газ, его 40% раствор называется формалином. Остальные жидкие и твёрдые.

Химические свойства

1. Реакция «серебряного зеркала», качественная реакция

CH₃ + Ag₂O à CH₃ + 2Ag

укс. альдегид укс. кислота

2. С гидроксидом меди

CH₃ + 2Cu(OH)₂ à CH3 + 2CuOH (жёлт. цвет) (разлагается на Cu₂O (кр. цвет) и H2O) (реакция при t)

3. Восстановление водородом

CH3 + H2 à CH3 – CH2 – OH (при катализаторе и t)

этанол

Получение

1. Окисление спиртов

R – CH₂ – O + H + O à R + H₂O

2. Окисление метана

СH₄ + O₂ à H + H₂O (при t = 500 С и катализаторе)

3. Окисление метанола

2CH₃OH + O₂ à 2H + 2H₂O (при Cu или Ag)

4. Гидратация ацетилена

H – С C – H + H₂O à CH (в присутствии H2SO4)

5. --------------------------------

Познавательные статьи:



Алгоритмические операторы Matlab

Конструирование и порядок расчёта дорожной одежды

Исследования учёных: почему помогают молитвы?

Почему терпят неудачу многие предприниматели?