25/7/2019 1.1. Kemi - Teori - Bok 1
1/56
305
1. TOME-DIMENSIONER
Dimetro do tomo 108 cm = 1 ångström = 1
Atomdiameter 10 000 x kärndiameter
2. MASSA AV FUNDAMENTELLA Partiklar
Massa do prton massa do
näring
Massa do prton 1 840 x massa-sa do eltron
3. ATOMNUMMER (Z)
antalet protoner i kärnan.
I en atom är antalet protoner lika med antalet elektroner.
Eftersom protonens elektriska laddning är lika med elektronens elektriska laddning, men med motsatt tecken, är atomen ett elektriskt neutralt system (summan av alla laddningar är noll).
4. MASSNUMMER (A)
summan av antalet protoner och antalet neutroner.
Exempel Natriumatomen har 11 protoner,
12 neutroner och 11 elektroner.
Atomnummer 11 och massnummer 23.
5. KEMISKA ELEMENT
en uppsättning atomer med samma atomnummer. Grundämnet väte är en mängd atomer med ett atomnummer lika med 1.
Atomer av samma grundämne kan ha olika antal neutroner. Tomerna:
A: 1 prton, 0 nutron, 1 eltron
B: 1 prton, 1 nutron, 1 eltron
C: 1 prton, 2 nutroner, 1 eltron
är alla av grundämnet väte.
Element från Z = 1 till Z = 92 finns i naturen, med
Med undantag för teknetium (Z = 43) och pro-macium (Z = 61), som framställs på konstgjord väg. Element från Z = 93 och framåt är konstgjorda.
6. REPRESENTATION AV EN ATOM
Symbolen för elementet med lägre nedsänkt (atomnummer) och högre nedsänkt (massanummer) används.
Exempel
7. KVARKTEORIN
Den modernaste teorin säger att det bara finns 12 elementarpartiklar.
ogräs, sex kallade lptons (den
elektron är en del av denna grupp) och sex andra kallas kvarkar.
I den första kolumnen finns partikelns elektriska laddning och mellan parenteser partikelns massa som funktion av elektronens massa.
Två typer av kvarkar, upp (för
upp) och ner (ner), vi bildar protoner och neutroner.
Uppkvarken har laddning + 2/3, medan nedåt har laddning 1/3. Oprton är ett aggregat av två upp och en ner, medan neutronen består av en upp och två ner.
Quarks och Lptons
+ 2/3 QuarkUp
(600)Charm(3 000)
topp (360 000)
0 Lptonneutrino
från elektron(~0)
neutrinodo mån
(~0)
neutrinodo det
(~0)
1/3 Quark ner
(600)
konstig
(1 000)
botten
(10 000)
1 Lptoneltron
(1)mån(200)
ta med (3.600)
Z = 112311 Na A = 23
A = Z + N
FRONT 1 Allmän och oorganisk kemi
MODUL 1 Atomens struktur: grundläggande begrepp
25/7/2019 1.1. Kemi - Teori - Bok 1
2/56
306
1. KONFIGURAOELETRNICA
De materialmodeller som hittills har konstruerats postulerar att materia består av partiklar.
Låt oss först betrakta Daltons atommodell, där han som den minsta biten av materia betraktar en odelbar, ogenomtränglig och sfärisk partikel: atomen. Successiva experimentella undersökningar, i kombination med nya teoretiska föreställningar, ledde till modellerna av Thomson, Rutherford, Bohr, orbitalmodell.
Neles, eller jag tar inte längre en mindre por i fosterlandet, men j är tillåtna subatomära partiklar: den-
troner, pretoner, nutroner etc.
2. ELEKTRONISKA LAG ELLER ENERGINIVÅER
Atomens volym bestäms av elektronerna. Eftersom vissa de-seseltroner är lättare att avlägsna än andra, leder detta oss till slutsatsen att vissa elektroner är närmare kärnan än andra.
Litiumatom: 3 protoner,
4 neutroner och 3 elektroner. kärnan
positiv, den negativa elektrosfären, men den
Jag tar ett elektriskt neutralt system.
Koronan eller elektrosfären är uppdelad i 7 lager betecknade K, L, M, N, O, P, Q eller med siffrorna n = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7.
Skalnumret kallas det huvudsakliga kvanttalet (n).
Maximalt antal elektroner i varje energinivåNedan visar vi beräkningen av
maximalt antal elektroner i varje elektronskal.
Teoretisk Rydbergsekvation: x = 2n2
Bohr modell
tillåtna banor och förbjudna banor.
Experimentell Atomnummerelementet
112 tillverkades i början av 1996 i Darmstad Tyskland. 1999 syntetiserades grundämnet med atomnummer 114 i Kalifornien och hoppade över
grundämne med atomnummer 113. 2004 syntetiserades grundämnena med atomnummer 113 och 115, och 2008 tillverkades grundämnet med Z = 116.
Fram till grundämnet med atomnummer 118 (tillverkat 2005) kommer vi att ha följande antal elektroner i skalen:
3. ENERGI UNDERNIVÅER ELLER UNDERLAGER
Energinivåer är uppdelade i energiundernivåer som betecknas med bokstäverna s, p, d, f. Det huvudsakliga kvantiska numret skrivs före bokstaven som anger undernivån.
Maximalt antal elektroner i varje undernivå
Ett system med stabil lågenergi.
Varje system tenderar att bli mer stabilt.
Elektronerna placerade i de lägre energisubnivåerna åstadkommer ett tillstånd av större stabilitet för atomen. Atomen sägs vara i grundtillståndet.
I atomerna av kända grundämnen är undernivåerna 5g, 6f, 6g, 6h,
7d, 7f, 7g, 7h, 7i esto vazios.
4. DISTRIBUTION AV SELTRONS I UNDERNIVÅER
När den närmar sig kärnan, minskar den potentiella energin hos elektronen, tack vare attraktionen för kärnan.
Modell
av Dalton
tomen skulle vara en
odelbar boll.
Modell av
Thomson
en sfär
positivt som
inbäddade trons.
Modell av
Rutherford
planetmodell
av tomen. Den el-
troner roterar runt
smärta i en positiv kärna.
s p d f
2 6 10 14
K L M N O P Q2 8 18 32 32 18 8
K L M N O P Q
2 8 18 32 50 72 98
MODUL 2 Studie av elektrosfären och elektronisk konfiguration
25/7/2019 1.1. Kemi - Teori - Bok 1
3/56
nui, medan dess hastighet och följaktligen dess kinetiska energi ökar (precis som hastigheten för en satellit ökar, när den närmar sig jorden). I allmänhet ökar elektronens totala energi när elektronen rör sig bort från kärnan.
Hur är dessa elektroner fördelade?
Linus Paulings diagramAmerikanske kemisten Linus
Pauling upptäckte i vilken ordning undernivåernas energi växer.
Den ökande energiordningen för undernivåerna sammanfaller med diagonalerna i diagrammet nedan. Varje horisontell linje representerar ett elektroniskt lager med dess undernivåer. När du går ner diagonalerna ökar energin.
ExemploArsnio (As): Z = 33
I. Energiorder (kompletterande order)
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p3
II. Geometrisk ordning (skiktordning)
Valensskalet av As är N-skalet.
Potentiell energi ökar Kinetisk energi minskar
NcleoEnergia total aumenta 1s2 2s2 2p6 3s2 3p63d10 4s24p3
K L M N
2 8 18 5
307
1. ELEKTRONISK DISTRIBUTION I ONSPOSITIVOS (CTIONS)
Elektronerna som avges av en metallatom är de mest yttre. För att göra den elektroniska fördelningen av en handling, gör vi först fördelningen av den neutrala atomen och sedan upprepar vi fördelningen och tar bort de flesta externa elektronerna.
2. DISTRIBUIOELETRNICA DO PÅ Fe3+
O Fe (Z = 26) tem 26 prtons och 26eltrons.
Fe3+ (Z = 26) har 26 protoner och 23 elektroner.
Konfigurationen av järnatomen (26 protoner och 26 elektroner) är som följer:
Fe (Z = 26)
För att få Fe3+-jonen tar vi bort de 3 yttersta elektronerna: 2 elektroner från 4s undernivå och 1 elektron från 3d undernivå.
En konfiguration gör på Fe3+
(26 protoner och 23 elektroner) enligt följande:
3. ELEKTRONISK DISTRIBUTION I NEGATIV (NIONS)
Elektronerna som tas emot av en atom av en icke-metall går in i de ofullständiga undernivåerna.
För att göra den elektroniska fördelningen av en nion gör vi först fördelningen av den neutrala atomen och sedan upprepar vi fördelningen och lägger till elektronerna.
4. PÅ O2 DISTRIBUTION
Konfigurationen av syreatomen (8 protoner och 8 elektroner) är som följer:
O (Z = 8)
För att få O2-jonen lägger vi till 2 elektroner i 2p-undernivån.
Konfigurationen av O2-jonen (8 protoner och 10 elektroner) är som följer:
Observera att på detta sätt är syret stabilt, med valensskiktet komplett.
1s2 2s2 2p6
K L
2 8
1s2 2s2 2p4
K L
2 6
1s2 2s2 2p6 3s2 3p63d5
K L M
2 8 13
1s2 2s2 2p6 3s2 3p63d6 4s2
K L M N
2 8 14 2
aluminiumoxid
1:a steget Elektronisk konfiguration
icke-metall, tendens att få 2 elektroner metall, tendens att ge upp 3 elektroner
K L MO Z = 8 2 6 Al Z = 13 2 8 3
MODUL 3 Elektronisk konfiguration av joner
25/7/2019 1.1. Kemi - Teori - Bok 1
4/56
Steg 2 Skriv trender och invertera
Syre 1 atom av O-förstärkning
)
Al23+03
2
En formel indikerar 2 uns Al3+ och 3 uns O2(
2 och 3O
3 och 2 Al
308
1. ISTOPOS
De är atomer med samma atomnummer Z (samma kemiska grundämne), med olika massnummer (olika antal neutroner). Vi presenterar samma pro-
kemiska egenskaper.
Väteisotoper: lätt väte (protium) in
temp näring: 11H
deutrium (1 näringsämne): 12H
trtio, trcio eller tritrio (2 nu-
trons): 13H
Isotoper 11H och 21H är kärnstabila. Isotopen är 31Hra-dioaktiv, det vill säga dess kärna sönderfaller. Isotoper förekommer i naturen i olika mängder. Naturligt väte är en blandning av 99,985% 11H, 0,015%
21.00 och ett
mycket liten mängd av 31H.
Använda sig av
De tre isotoper av väte och de tre isotoper av syre kan bilda 18 typer av vattenmolekyler, som
skiljer sig i massa: 11H (H),
21
H(D), 31H(T), 16
8O, 178O,
188O
2. ISBAROS
Atomer med olika atomnummer Z och samma massnummer A.
Exempel: 1840Ar och 20
40Ca
3. ISTONS
Atomer med olika atomnummer Z, olika massnummer A och samma antal neutroner.
Exempel: 511B och 6
12C
Båda har 6 neutroner.
MDULO 4 Istopos, Isbaros och Istonos
25/7/2019 1.1. Kemi - Teori - Bok 1
5/56
1. INTRODUKTION
Atomerna binder för att få större stabilitet.
Ädelgaser är de enda grundämnena som förekommer i naturen
i form av isolerade atomer. Helium har 2 elektroner i skalet K. Onenium, argon, krypton, xenon och kadens har 8 elektroner i valensskalet.
Octet Theory atomer binder, försöker förvärva den elektroniska konfigurationen av en ädelgas.
Metaller med mindre än 4 elektroner i valensskalet. Tendens att ge upp elektroner.
K L MExempel: Mg(Z = 12)
2 8 2
Inga metaller med mer än 4 elektroner i valensskalet. Tendens att ta emot elektroner.
K L MExempel: P(Z = 15)
2 8 5
2. ELEKTROVALENT FÖRSTA ANSLUTNING
Regel
Metall (1 till 3 elektroner i skalet
valens) med icke-metall (5 till 7 elektroner i valensskal) eller väte.
Mekanism
Överföring av elektroner från metall till icke-metall eller väte.
309
I natriumkloridkristallen,
varje på omgiven av ons med
motsatt tecken laddning.
De joniska föreningarna är
fasta ämnen under am-
biennaler
Um composto inico slide
kristallin.
I kloridkristallen
sdio, de positiva jonerna
och negativ växlar.
Natriumklorid bildas av kubformade kristaller Till höger har vi arrangemanget av joner. Observera att kloridjonen (med tre elektronskal) är större än natriumjonen (med två elektronskal).
[ ]
In + [In]+Cl
Cl
K L M2 8 1
K L M2 8 7
K L2 8
K L M2 8 8
Bestämning av formeln för en jonförening.
ExempelA(Z = 12): 2, 8, 2; B (Z = 7): 2, 5.
Alla joniska föreningar s-
läs under omgivningsförhållanden.
Joniska föreningar uppträder i form av kristaller, som är kluster av ett stort antal joner.
Exempel
Unika nedbrutna exempel:
Sais+ 2+1KCl, BaI2
metallhydrider 1+ 2 2+ 2
Li2O, CaO
Metallhydrider1+1 2+ 1
KH, BaH2
Na + Clxx x
[Na]+ [Cl]xx x
x x
xx
x x
xx
natriumklorid
[A]2+
[B]3
3 2
ta en förlora 2
Tome B får 3
3 volymer A förlorar 6
2 B-volymer får 6
MODUL 5 Kemiska bindningar: Jonbindningen
25/7/2019 1.1. Kemi - Teori - Bok 1
6/56
1. DET GEMENSAMMA KOVALENTA LIGAMENTET
Alla kemiska bindningar är resultatet av att elektroner attraheras av två eller flera kärnor.
Vid kovalent bindning delar atomer på ett eller flera elektronpar. Den kovalenta bindningen uppstår när metallen (mer än 4 elektroner i valensskiktet) kombineras med väte eller annan metall. Atomerna parar sig med elektroner och bildar en partikel som kallas en molekyl.
Exempel 1) Vätgas
När två atomer binder samman, minskar potentiell energi.
2) Klorväte (HCl)
Under omgivande förhållanden är väteklorid en gas som består av HCl-molekyler, partiklar som existerar individuellt.
Den elektroniska formeln (Lewis-struktur) visar elektronerna i atomernas valensskal.
I den plana strukturformeln, paret
facklig elektronik representerad av ett streck.
H Cl
2. DET KOVALENTATIVA ELLER SAMORDNADE FÖRBINDELSEN
Endast en atom försörjer parets två elektroner.
Exempel
a) I den elektroniska formeln för CO anger vi elektronerna som kommer från kol och syre med olika symboler, rent av didaktiska skäl. Det är dock bra att komma ihåg att alla elektroner är likadana. UNICAMP accepterar inte denna representation av elektroner med olika symboler. Det bästa
representerar följande:
b) En molekylär förening kan vara fast, flytande eller gasformig under omgivande förhållanden.
Exempel Jod (I2) fast; vatten (H2O) l-
sluta med; syre (O2) gas.
C O
H + Cl
H Cl
H (Z = 1)
H (Z = 1)
1s1
1s1
H H
H2
C
O
x xxx
x
x
CO=CO xxx
xxx
formel
elektronik (Lewis)
formel
plattstrukturell
CO
310
Jod (I2) fast
Jod (I2) flytande
Jod (I2
)gasformig
formel
Molekyl
gua
Amnesi
Metan
gas syre
H
O H
H N H
H
O
H N HH
H C H
H
H
O HH
N N
O C
O
S
O
O S = O
Ja = Ja
O
O
O
O
H C H
H
H
O= C= O
N N
O=O
H
N
C
O
S
Gsnitrognio
Gscarbnico
Svaveldioxid
Gs
jag fattar
Elektronisk formel
(Lewis Structure) Strukturformel
H2O
NH3
CH4
O2
N2
CO2
SO2
O3
formel
Molekyl
MODUL 6 Den kovalenta bindningen
25/7/2019 1.1. Kemi - Teori - Bok 1
7/56
311
MODUL 7 Elektroniska och strukturella formler
1. ELTRON PARNING
Vid kovalent bindning kopplar atomer ihop elektroner och får den elektroniska konfigurationen av icke-gas.
bre. Dativlänken uppstår när
en av atomerna har redan oktetten och den andra har sex elektroner i valensskalet.
2. VALENS AV NÅGRA ELEMENT
Kloratomen är envärd, eftersom den bildar ett elektronpar och förvärvar oktetten. Den kan också leverera upp till tre par elektroner, vilket bildar tre dativbindningar. I strukturformeln representeras den kovalenta bindningen av ett streck, och den
dativ länk, av en liten pil.3. STRUKTURFORMEL
AV JIDOS (EXOY)
a) Oxidmolekylen är vanligtvis symmetrisk.
b) Syreatomer bildar ingen kedja, med få undantag.
Exempel
I) Monxido dedicloro (Cl2O)
II) Pentxido dediklor (Cl2O5)
III) Heptxido dedicloro (Cl2O7)
4. STRUKTURFORMEL
AV SYRESYROR HmX On
a) Joniserbart väte är bundet till syre.
b) Syreatomerna i
bilda kedjor.
Exempel
I) salpetersyrlighet (HNO2)
2) salpetersyra (HNO3)
III) svavelsyra (H2SO3)
IV) svavelsyra (H2SO4)
5. STRUKTURFORMEL
DAS BASER [M(OH)X]
a) Bindningen mellan syre och kovalent väte.
b) Bindningen mellan syre och metallen är jonisk.
Exempel
6. STRUKTURFORMEL FÖR SALTER
Strukturen av nionen erhålls genom att avlägsna H+ från motsvarande syra.
bro, exempel
I) Natriumnitrat (NaNO3)
II) Kaliumsulfat (K2SO4)
O O 2
[K]1+2 S O O
H xxxOxx
x N
O
O
H+ x xxOxx
x N
O
O
[Av] N
O
O
Av x O
xH Na+ O xHx
Na+[OH], Ba2+[OH]12
Al3+[OH]13
H O H O
S O ou S = O
H O H O
H
S
O
N
O
O Cl O Cl O
O
O
Cl O Cl
O
OCl
Cl
O Cl|
Cl
Cl
O
H H
O
HALLÅ
C
IC
jag
Cl
Cl
S
S
jag
N
N
jag
O
H O N
O
H O N
O
H O O H O O
Nedan
H O O H O O
25/7/2019 1.1. Kemi - Teori - Bok 1
8/56
312
MODUL 8 Teorin om repulsion av valenselektronpar
1. INTRODUKTION
Elektronparets repulsionsteorin för devalensskiktet (RPECV) säger att det geometriska arrangemanget av atomer eller grupper av atomer (ligander), runt en till -
central hand, bestäms av repulsionen mellan elektronparen som finns i valensskalet hos den centrala atomen.
Elektronparen kommer att ordna sig så att de är så långt ifrån varandra som möjligt så att avstötningen mellan dem blir minimal.
2. ELEKTRONPARARrangemang
Det geometriska arrangemanget av elektronpar runt en A-atom är som följer:
Två elektronpar: linjära
Trs pares deeltrons: triangulär
Fyra elektronpar: tetraedriska
Cinco pares deeltroner: bipirmid trigonal
Sex par eltroner: oktadriella
3. GEOMETRIA MOLEKYLÄR
Formen på en molekyl ges av arrangemanget av atomer, inte av arrangemanget av elektroner.
Linjära molekyler En molekyl kommer att vara linjär när
central atom (A) är av typen:
Repulsionen mellan elektronpar blir minimal när dessa är placerade på motsatta sidor i förhållande till kärnan.
I RPECV-teorin måste samma resonemang göras med dubbel- och trippelbindningarna.
Exempel
molekyler
triangulär platt
Exempel
vinkelmolekyler
Exempela) H2O
b) SO2
trigonala spiralmolekyler
Exempel: NH3
H N
H
H
X A
X
X
YXA
X
X
YXA
X
X
a) b)
Cl
B
Cl
Cl
BCl3
a)
O
S
O
O
SO3
b)
A
X
a) b)A A
XXX
O
H
H
SÅ
O
a) xx Clxx
xxx Be x Cl
xx
xx xx
b) xx Oxx x
x C xx O
xx xx
x Hc) Cxxx
N xx
A a) Ab) Ac)
25/7/2019 1.1. Kemi - Teori - Bok 1
9/56
Tetraedriska molekyler
Exempela) CH4 (metan)
b) NH+4 (på fostervatten)
Molculas com formade bipirmide trigonal
Exempel PCl5 (fosforpentaklorid)
oktaedriska molekyler
ExempelSF6 (svavelhexafluorid)
P
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
X
X A
X
X
H
H N
H
H+
H
H C
H
H
F
S
F
F
F
F
F
A
X
X
X
XX
X
A
X
X
X
XX
313
MODUL 9 Polaritet för kovalent bindning1. SÄTT PÅ DEN
POLAR OCH APOLAR COVALENT
Givet en kovalent bindning A B kan vi ha två fall:
A och B har samma elektronegativitet. Samtalet-
opolär kovalent kedja.Exempel
A och B har olika elektronegativitet. Den polära kovalenta bindningen.
Exempel
Elektronegativitetsskala (Linus Pauling)
2. ELEKTRISK DIPOLE
Låt oss betrakta molekylerna F2 och HF.
I F2-molekylen delas elektronparet lika av de två atomerna. I HF-molekylen delas paret ojämnt, med en liten negativ laddning, - som visas på fluorsidan, medan en positiv laddning, +, visas på vätesidan. mjukar upp HF
en elektrisk dipol.
F 4,0O 3,5N 3,0Cl 3,0Br 2,8
I 2,5S 2,5C 2,5Au 2,4Se 2,4Pt 2,2Te 2,1P 2,1H 2,1As 2,0B 2,0
Med 1.9Sb 1.9Si 1.8Ge 1.8
Sn 1,8Pb 1,8Fe 1,8Co 1,8Ni 1,8
Cr 1,6Zn 1,6Mn 1,5Al 1,5Be 1,5Mg 1,2Ca 1,0Sr 1,0Li 1,0Na 0,9Ba0,9K 0,8
Rb 0,8Cs 0,7Fr 0,7
IH F, H O, C=O
I IF F , O= O , C C
jag jag
25/7/2019 1.1. Kemi - Teori - Bok 1
10/56
3. DIPOLE MOMENT
Definiera-se dipolmoment a
storhet =. d, där d är avståndet mellan de två lastcentrumen.
Förknippas med dipolmomentet
en vektor riktad mot den negativa polen.
4. MOLKULAPOLAR OCH ICKE-POLAR
För en molekyl med mer än
en länk, är ögonblicket definierat
total dipol (vektorsumman av mo-
dipolstyrka för varje bindning).
Om totalt 0 polär molekyl
Om totalt = 0 molekyl in
polär
Det är verifierat att molekylerna kan
är orienterade när de placeras
i ett elektriskt fält.
Det finns en avvikelse i tråden av
vatten när det är dränerat
genom ett kapillärrör. O
fenomen som beror på vattnets egenskap att ha polära molekyler.
5. EXEMPEL PÅ POLÄRA OCH ICKE-POLAR MOLKYLER
linjära molekyler
vinkelmolekyler
plana molekyler
pyramidformiga molekyler
Tetraedriska molekyler
Fyra lika ligander: icke-polära
Tetraedriska molekyler Fyra ligander
inte alla lika: polär
Placera tetraedern inuti
i en kub är kolatomen i mitten, medan de fyra
tes upptar alternerande hörn. Per-
cebe-se att en resulterande noll
när de fyra momentumvektorerna
till dipol är lika.
trigonala bipyramidala molekyler
Fem lika ligander: icke-polära
Oktaedriska molekyler Sex identiska ligander: opolära
H
Cl ClCl
C
H
H ClCl
C
Cl
Cl Cl
Cl
C
H
H H
H
Och
N
H
totalt (polär)
H
H
totalt = 0
(ingen polär)
H
totalt 0
(polär)
F B
F
F
C C
ClCl
H
cis-1,2-dikloreten
Htotal = 0
(ingen polär)
C C
Cl
Cl
H
trans-1,2-dikloreten
S
H
H
S
O
O
totalt 0
(polär)
totalt 0
(polär)
Cl Be Cl H C N
totalt = 0 totalt 0
(ingen polär) (polär)
+ +
O = C = O
totalt = 0
O
Htotal
H
+
H F
314
25/7/2019 1.1. Kemi - Teori - Bok 1
11/56
315
MODUL 10 Intermolekylära krafter
1. ATMOUS BÄNNINGAR OCH INTERMOLEKYLAR KRAFTER
Atombindningar (joniska, kovalenta och metalliska) är starkare än intermolekylära krafter.
Bindningen som håller samman atomer i en molekyl är den kovalenta bindningen. Låt oss nu analysera krafterna som finns mellan molekylerna.
Dessa krafter kan delas in i två typer: vanderWaals och vätebrokrafter.
2. FORAS DEVAN DER WAALS
Det finns flera typer av krafter som ingår i denna grupp.
Låt oss studera de två huvudtyperna:
Phora mellan permanenta dipoler (PDF)
Permanent dipol är dipolen på grund av skillnaden i elektronegativitet.
Denna kraft finns därför mellan polära molekyler (totalt 0).
Exempel
Out of Scatter eller Out of London
Denna typ av styrka finns mellan
temporära eller inducerade dipoler, som inte beror på skillnaden i elektronegativitet.
Den tillfälliga dipolen visas på grund av:
Naturlig rörelse av elektronerna
Således, i jodmolekylen, kan de två elektronerna, vid ett visst ögonblick, verka närmare en atom än den andra.
Induo
Colises moleculares
3. VÄTEBRO
Bryggan eller vätebindningen är en onormalt hög kraft mellan dipolespermanenter.
Villkor: Jag tar liten och lugn
elektronegativ (F, O, N);
odelat elektronpar;
H bunden till den atomen.ExempelHF, H2O, ROH, RCOOH, ArOH,
NH3, RNH2, DNA etc.Exempel
Vätebindningen mellan väteatomen i en molekyl och elektronparet
av en annan molekyl Ämnen som bildar en bro
väte har höga värden för deras ytspänning, löslighet i vatten och kokpunkt.
En karboxylsyra bildar en vätebrygga på ett modusuigeneris-sätt. Molekylerna associerar med varandra och bildar dimerer.
Det finns ämnen som presenterar en vätebindning i själva molekylen (intramolekylär vätebindning). För detta är det nödvändigt att ha två grupper av atomer mycket nära varandra.
Exempel
I DNA-molekylen är en protisk bas kopplad till en pyrimidinbas genom en vätebindning.
Får inte frysa, eftersom styrmolekyler (H2O)
detta rov för intermolekylära foras.
De intermolekylära krafterna i vatten
(representeras av streckade linjer).
HO NN H N
Nortonitrofenol
O
O
H
O
devätebro
intramolekylärt
OO
CCH3
JA H
H3C C
H
H OH
+ q q
H O
H
+ q q
P.H.
25/7/2019 1.1. Kemi - Teori - Bok 1
12/56
316
1. ÄRENDETS FYSISKA TILLSTÅND (ELLER AGGGREGATION).
Materia kan hittas i tre fysiska tillstånd: fast, flytande och gasformig. Genom experimentella observationer verifierade vi att:
Observationer Form: rumslig konfiguration av ett material. Volym: utrymme som upptas av ett material. Exempel på fasta ämnen: aluminium, koppar, guld, salt,
ah, svavel.
Exempel på vätskor: alkohol, kvicksilver, petroleum, vinäger. Exempel på gaser: luft, helium, klor, syre,
metan. Fasta ämnen har konstant form och volym
Det är konstant eftersom attraktionskraften mellan dess partiklar är intensiv och de förblir i praktiskt taget fixerade positioner, med liten vibrationsrörelse i förhållande till positionen de intar.
Vätskor har formen av behållaren och ständig utveckling, eftersom partiklarna i en vätska,
även om de lyckas röra sig i förhållande till varandra, attraherar de fortfarande varandra och får behållarens form, men inte tillräckligt för att helt separera från varandra.
Ångor har inte en konstant form och upptar behållarens volym eftersom attraktionskraften mellan deras partiklar är försumbar.Partiklarna rör sig alltså i alla riktningar och upptar hela utrymmet.
tillgängligt utrymme.
2. FYSISKT TILLSTÅNDSFÖRÄNDRINGAR
Vid tillförsel eller uttag av värme från ett prov av ett material vid konstant tryck kommer en förändring av fysiskt tillstånd att inträffa. Varje tillståndsändring får en
privat namn.
MODUL 1 Tillstånd för aggregering av materia
FRONT 2 Allmän och oorganisk kemi och organisk kemi
25/7/2019 1.1. Kemi - Teori - Bok 1
13/56
317
Observationer: Förångning kan få andra namn, beroende på de förhållanden under vilka vätskan förvandlas till ånga.
Avdunstning: långsam passage från flytande tillstånd till ångtillstånd, som huvudsakligen sker på vätskans yta, utan att orsaka omrörning eller uppkomst av bubblor inuti.
Kokning: snabb passage från flytande tillstånd till ångtillstånd, vanligtvis erhållen genom uppvärmning av vätskan och uppmärksammad på grund av förekomsten av bubblor.
Uppvärmning: mycket snabb övergång från flytande tillstånd till ånga när vätskan kommer i kontakt med en mycket het yta.
Smältpunkt (PF) eller smälttemperatur (TF):
temperatur vid vilken ett givet ämne genomgår smältning (under uppvärmning) eller stelning (under kylning).
Vatten har PF = 0C (vid uppvärmning smälter vattnet vid 0C eller under kylning stelnar vattnet vid 0C).
Kokpunkt (PE) eller Koktemperatur (TE): temperatur vid vilken ett givet ämne genomgår kokning (under uppvärmning) eller kondensation (under kylning).
Vatten har PE = 100C vid 1 atm (vid uppvärmning kokar det vid 100C eller under kylning kondenserar det vid 100C).
3. FÖRUTSÄTTNING AV FYSISK STATUS BASERAD PÅ PF- OCH PE-VÄRDEN
Bokstaven T representerar temperaturen vid vilken ett visst ämne finns.
Ämnet ej fast tillstånd:
Ämne i flytande tillstånd:
Ämne i gasform:
1. ATT SKILLA ÄMNEN FRÅN BLANDNINGAR MED HJÄLP AV VÄRMEKURVOR
klassificering
När vi värmer ett prov kan vi mäta temperaturen på provet och den tid som förflutit under experimentet. Med dessa data kan en graf över provets temperatur och tiden som förflutit vid uppvärmningen skapas, en sådan graf kallas värmekurvan.
Vi har fyra typer av olika värmekurvor. Följ diagrammet på sidan.
2. VÄRMEKURVA FÖR ETT ÄMNES
Låt oss exemplifiera med vatten (PF = 0C och PE = 100C vid havsnivån).
MODUL 2 Uppvärmning och kylning av material
25/7/2019 1.1. Kemi - Teori - Bok 1
14/56
318
3. VÄRMEKURVA FÖR EN HOMOGEN BLANDNING
Låt oss exemplifiera med en vattenlösning av NaCl.
4. VÄRMEKURVA FÖR EN EUTETISK BLANDNING
Vissa blandningar av så kallade fasta ämnen
eutektika smälter vid konstant temperatur.ExempelElektronisk lödning av en eutektisk blandning: bly
(37 %) och tenn (63 %).
5. VÄRMEKURVA FÖR EN AZEOTROP BLANDNING
Vissa så kallade azeotropiska vätskeblandningar kokar vid konstant temperatur.
Exempel på azeotropisk alkoholblandning i snabbköp:
alkohol (96 %) och vatten (4 %).
6. KYLKURVA
Ett annat experiment som kan utföras är att följa temperaturen och den tid som förflutit under nedkylningen av ett prov av ett material.
Kylkurva för ett ämne.
Kylkurva för en homogen blandning.
25/7/2019 1.1. Kemi - Teori - Bok 1
15/56
319
1. HISTORISK
Dobereiner (1829) Samlade liknande element
i grupper om tre. Varje grupp är uppkallad efter
handel. Han observerade att atommassan för ett element i triaden var ungefär det aritmetiska medelvärdet av atommassorna för de andra två.
Exempel
Li
| Det
|K 7 + 39
23 = 7 23 39 2
Chancourtois (1863) Ordnade elementen i en
pyramid spårad på väggarna i en ci-
lidro, i ordning efter ökande atommassa. Denna klassificering fick namnet tellurskruv. Liknande element förekom i samma generatris av cylindern.
Klassificeringen fungerade dock bara upp till kalcium.
Newlands (1864) Ordnade element i kolumner
vertikaler av sju element i ökande ordning av atommassorna.
Han observerade att var sjunde element fanns det en upprepning av egenskaper, ett faktum som fick namnet oktaverlagen.
Klassificeringen fungerade fram till occio.
Dmitri Ivanovich Mendeleev (1869) Presenterade en klassificering
som är grunden för modern klassificering. Antog följande periodiska lag: Fastigheterna
De fysikaliska och kemiska egenskaperna hos grundämnen är periodiska funktioner hos deras atommassa.
Elementen var fördelade i åtta vertikala band (shom-logos-grupper) och i 12 horisontella band (heterologa serier), i stigande ordning efter deras atommassa. Grupperna numrerades från I till VIII och varje grupp delades in i två undergrupper.
Vid Mendelejevs tid var ungefär 60 grundämnen kända. Ädelgaser och jordar
sällsynta (med undantag för krom) var okända. Mendeleev lämnade luckor i sitt bord, reserverade för element som senare skulle upptäckas.
Mellan kalcium och titan lämnade det ett gap för grundämnet eka-bo-ro (under bor). Mendeleev lämnade denna lucka, eftersom titan inte har liknande egenskaper som bor. Senare upptäcktes oeka-boro och det aktuella scandium.
Mendeleev förutspådde också förekomsten av eka-aluminium (under aluminium; glio) och eka-kisel (under kisel; germanium).
Ungefär samtidigt skapade Lothar Meyer, som arbetade självständigt, en tabell som liknade Mendeleevs, men arbetet var häpnadsväckande.
tymus var mer komplett.
2. DEN PERIODISKA LAGEN
Vissa egenskaper hos element följer ett återkommande, periodiskt schema, när element är ordnade i ökande ordning.
cent av deras atomnummer. Detta förklaras eftersom de elektroniska konfigurationerna av elementen varierar periodiskt med ökningen av atomnumret. Så till exempel litium, natrium och kalium är tre mycket lika metaller.
Således framträder den periodiska lagen, den stora generaliseringen av kemin: "Elementens fysikaliska och kemiska egenskaper är periodiska funktioner av deras atomnummer".
3. BORDSKONSTRUKTION
Elementen är placerade i horisontella band (perioder) och vertikala band (grupper eller familjer), i ordningsföljd efter ökande atomnummer.
I en grupp har element
liknande fastigheter och under en period de olika fastigheterna.
I tabellen finns sju perioder, det finns fortfarande nio numrerade grupper.
från 0 till 8. Med undantag för grupperna 0 och 8 är varje grupp indelad i två undergrupper, A och B. Grupp 8 kallas 8B och består av tre vertikala band.
1985 beslutade IUPAC att kalla varje kolumn i det periodiska systemet en grupp. Grupperna är numrerade från 1 till 18 enligt schemat:
VIII
Fe, Ni, Co
Ru, Pd, Rh
VII
FClMnBrI
VI
OSCrSeMoTe
V
NPVAsNbSb
Motstående
Bi
IV
CSiTiZrSn
Pb
III
BALYIn
Tl
Th
II
BeMgCaZnSrCdBa
Hg
IHLiNaK
CuRbAgCs
Au
12345678910
1112
H F ClLi Na KBe Mg CaB AlC SiN PO S
MODUL 3 Det periodiska systemet
25/7/2019 1.1. Kemi - Teori - Bok 1
16/56
320
Cla
ss
ifica
o
Peri
dricks
av
Element
tos
com
altera
o
doss
mbo
förlorat
es
dos
lem
tos
av
104a
111
,rec
omen
och
på grund av
laIUPAC
.
25/7/2019 1.1. Kemi - Teori - Bok 1
17/56
321
4. ELEMENTENS PLACERING PÅ BORDET
Representativa eller typiska element
(sista elektron placerad i sub-
s- eller p-nivå): grupper A (1, 2, 13 till 17),
finns i ändarna av bordet.
Antalet elektroner i valensskalet är gruppnumret.
Exempel: Syre, O(Z = 8)1s2 2s2 2p4 därför K L group2e 6e 6Aou 16
Ädelgaser Åtta elektroner i va-skiktet -
lncia. Grupp 0 eller 8A eller 18. Undantag: 2He
1s2
Övergångselement (sista elektron placerad i sub-
nivå d): grupper B (3 till 12), är i mitten av tabellen.
Summan av antalet elektroner i nsx undernivåerna (n 1) dy är gruppnumret.
Exempel: Vandio, V(Z = 23) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d3 4s2
Soma x + y = 2 + 3 = 5 grupp 5Bou 5. Övergångselement
intern (sista elektron placerad i sub-
nivå f). De är indelade i två klasser:
Lantanider (sällsynta jordartsmetaller): grupp 3B och 6.operado.Element med Z från 57 till 71.
Aktinider: grupp 3B och 7:e
period. Element med Z från 89 till 103.
Några kända grupper1 eller 1A: alkalimetaller2 eller 2A: alkaliska jordartsmetaller17 eller 7A: icke-metaller halogener16 eller 6A: kalkstenar18eller 0 eller VIIIA: ädelgaser
Att separera metallerna från noumetallerna uppstår halvmetaller eller metalloider, med mellanliggande egenskaper hos endast metallerna och nometallerna.
Kisel och germanium används
inom transistortillverkning.
Vissa icke-metaller: gult svavel, jod
grå, fosforröd, kolsvart
och vit fosfor (nedsänkt i vatten).
SOMA GRUPO3 3B (3)4 4B (4)5 5B (5)6 6B (6)7 7B (7)8 8B 1.acoluna (8)9 8B 2.a coluna (9)
10 8B 3.a coluna (10)11 1B (11)
12 2B (12)
1. PERIODISKA OCH APERIDALA EGENSKAPER
Periodiska egenskaper är de vars värden successivt ökar och minskar när atomnumret ökar.
Exempel: valens, elektronegativitet, elektropositivitet, joniseringsenergi etc. Periodicitet av kombinationstal (valans) med atomnummer.
ta elementet. Följande figur ger kombinationstalen som funktion av atomnumret.
Valens är en periodisk egenskap.
MODUL 4 Storlek på tomes och ons
25/7/2019 1.1. Kemi - Teori - Bok 1
18/56
322
Aperiodiska egenskaper är de vars värden alltid ökar eller alltid minskar när atomnumret ökar.
Exempel: atommassa, specifik värme.
2. PERIODISKA EGENSKAPER OCH DERAS VARIATIONER I PERIODIKA TABELL
Atomernas storlek Beror på: kärnladdningen (Z). Ju större belastning
klar, desto mindre storlek. Dominerande faktor under en period. Antal lager. Ju större antal
av lager, desto större storlek. Dominant faktor i en grupp. I en grupp, när Z ökar, ökar det
antalet lager och ökar därför storleken.
Under en period, eftersom atomerna har samma antal lager, ökar Z-värdet, ökar kärnladdningen och minskar därför storleken (elektroner attraheras starkare av kärnan).
Andra exempel: blixtar
isoelektroniska joner: mindre Z större r
11Na+ < 9F
11p 9p
10e 10e
3Li > 3Li+
3p 3p
3e 2e
Avslutade: rtomo > rction
17Cl < 17Cl
17p 17p
17e 18e
Avslutade: rnion > rtomo
MODUL 5 Joniseringsenergi, elektroaffinitet och elektronegativitet1. POTENTIELL ELLER JONISATIONSENERGIE
Första joniseringspotentialen för en atom den energi som krävs (absorberas) för att avlägsna elektronen från den lösaste bindningen av en atom i gasformigt-soltillstånd.
Energin som behövs för att slå bort den andra elektronen från den andra joniseringspotentialen.
2:a joniseringspotential > 1:a joniseringspotential.
Na(g) + 1.a
E.I. Na+(g) + e
Na+(g) + 2.a E.I. Na++(g)+ e
Ju mindre atom, desto större avjoniseringsenergi.
Observera:
Ädelgas 1.a E.I. väldigt högt
25/7/2019 1.1. Kemi - Teori - Bok 1
19/56
på metall 1.a E.I. hög metall 1.a E.I. låg
I figuren nedan visas den första en till en sjättedels joniseringsenergi för svavel (Z = 16). När du fick ut dem
När attraktionskrafterna mellan den lämnande elektronen och jonen ökar, ökar också avjoniseringsenergin.
De stora stegen som uppträder i avjoniseringsenergin hos den sjunde och igen i den femtonde beror på bytet av skikt.
2. ELEKTROFYNISK AFFINITET (ELLER ELEKTROAFFINITET)
energin involverad när en elektron läggs till en isolerad neutral atom.
De atomer som har en stor tendens att ta emot elektroner (halogener) har en stor elektronisk affinitet, det vill säga de frigör en stor mängd energi.
I allmänhet, när en atom får en elektron, frigörs energi. I vissa fall, som i alkaliska jordartsmetaller, absorberas energi och frigörs inte.
3. ELEKTROPOSITIVITET OCH ELEKTROPOSITIVITET
Elektronegativitet: atomens tendens att ta emot elektroner.
Elektropositivitet eller metallisk karaktär: atomens tendens att ge eltron.
4. DENSITET (d)
förhållandet mellan massan och volymen av ett prov av grundämnet.
d =
CIO(g) + e Cl(g) + A.E.
mV
323
25/7/2019 1.1. Kemi - Teori - Bok 1
20/56
1. DEFINITION
Organisk kemi är den del av kemin som studerar föreningarna av grundämnet kol.
2. HISTORISK
Organiska föreningar har manipulerats av människan sedan antiken, men det var först 1828 (ground zero) som människan lyckades, genom Wohler, tillverka en organisk förening i ett laboratorium, denna förening är känd under namnet urea.
3. KRAV PÅ KEKUL
Kekul utarbetade på 1800-talet en strukturell teori som bygger på principer (eller allmänna postulat).
a) fyrvärt kol.
b) De fyra valenserna av kol är desamma. Detta förklarar det faktum att kol har de 4 valenserna
likvärdig genom tillvaron
av endast 1 förening med formeln CH3Cl, kallad monoklormetan. Om de 4 valenserna inte var ekvivalenta skulle det finnas 4 föreningar med formeln CH3Cl.
c) Kolatomerna kan
att länka samman och bilda kedjor Andra grundämnen kan bilda kedjor, men inte lika varierande som grundämnet kol.
4ELEMENT
ORGAGENOSE DINA VÄRDERINGAR
5. KOLINTERTOME OBLIGATIONER
Mellan kolatomer,
Låt oss hitta:
a) Enkelbindning: två kolatomer är bundna av en valensenhet. Den symboliska representationen är gjord av en enkel linje.
b) Dubbelbindning: två kolatomer är bundna av två valensenheter. Den symboliska representationen är gjord av två slag.
c) Trippelbindning: två kolatomer är sammanlänkade med tre enheter
valensdata. Representationen görs med tre streck.
6. TYPER AV KOL
a) Primärt kol bundet till högst en
Jag tar kol.
b) Sekundärt kol bundet direkt till
två andra kolatomer.
H
Cl C H
H
Cl
H C H
H
H
H C Cl
H
H
H C H
Cl
C C C C C C C
kolkedja
C; H; N; O ; P; Cl
NH2
NH4CNO O C
urea NH2cyanat
fostervatten
C C
O C
H
H C H
H
Cl
CCl
ClCl
H
C O
H
O C
H3
C C CH2H2
H3C ELLER CH3
H3C C CH3 H2
324
MODUL 6 Introduktion till organisk kemi
5. VOLYM ATMICO (V.A.)
volymen av 1 mol av grundämnet i fast tillstånd.
V.A. =
Exempel
V.A.Fe = = 7cm3
/mol Går man ner i gruppen ökar atommassan kraftigt och atomvolymen ökar. I mitten är densiteten stor och atomvolymen liten.
molär densitet i fast tillstånd
56 g/mol
8g/cm3
25/7/2019 1.1. Kemi - Teori - Bok 1
21/56
c) Tertiärt kol bundet direkt till tre andra kolatomer
kol.
d) Kvaternärt kol bundet direkt till fyra andra atomer
kol.
CH3
H3C CCH3
CH3
H
H3C CCH3
CH3
325
MODUL 7 Struktur och namn på organiska föreningar:
Kolkedjor: Klassificering
1. ACCLIC ELLER ÖPPEN KEDJA
När det gäller arrangemanget av de NORMALA atomerna (endast två ändar
i relation till C).ExempelH3C C CH3
H2
CH3|CH2|
H3C CH2 CH2 CH2
FÖRgrenad (mer än två ändar av C).
Exempel
H|
H3C C C CH3| H2
CH3
H CH3 CH3| | |
H3C C C C C CH3| | H2 |
CH3HCH3
Obs! Befintligt tertiärt kol och/eller
kvartär kommer kedjan att förgrena sig.
Hur mycket bindning mellan kolatomer är MÄTTAD (endast enkelt
bindningar mellan kolatomer).ExempelH3C C CH3
H2
OMÄTTAD (minst en dubbel- eller trippelbindning mellan kolatomer).
ExempelH C C H
H2C= C C CH3H H2
När det gäller atomernas natur HOMOGNEA (utan heteroto-
mo).Exempel
H3C CCH3
H2H3C C C OH
H2H2
HETEROGNEA (com heteroto-mo).
Exempel
H3C N CH2CH3H
H3
C ELLER CH3
ObservaoHeterotom allt jag tar
skiljer sig från kol bland andra kolatomer.
2. CYKLISK ELLER STÄNGD KEDJA
Homocyklisk AROMTICA (stängd med
bensenkärnan).
ALICLICA (sluten i aromatisk).
Exempel
Heterocclicas
Obs! Det finns författare som överväger
alifatisk kedja som synonym för öppet förfall. Andra författare använder termen alifatisk för att betyda icke-aromatiskt förfall. Enligt den senare är alikli-
cas skulle också vara alifatisk.
OO
C
CH2H2C
H2C eller
H2
CH2H2C
H2C
eller
CH2
CH2H2C eller
CH2
eller
CH
CHHC
HC
C
CH
H
OH3C C C C
H2H2OH
25/7/2019 1.1. Kemi - Teori - Bok 1
22/56
326
MODUL 8 Kolväten: Definition och nomenklatur
1. VÄTEKOL
DefinitionFullständigt sammansatt kolväte
organiskt bildat uteslutande av kol och väte.
ExempelCH4; C2H2; C8H18; C6H6...
Allmän formel: CxHy
bli klar med
Typer av kolväten Alkaner Kolväten med öppen kedja
en, mättad, som lyder fr-
allmän mula.
Exempel H3C C CH3, H3C CH3, CH4 etc. H2propano etano metano
Alkener (alkener) Kolväten med öppen kedja
a, omättad (dubbelbindning), som
följ den allmänna formeln.
Exempel H2C= CH2 (eten)
H2C= C C CH3 etc.| H
2H 1-buteno (but-1-eno)
Enligt IUPAC-nomenklaturen (Union International de Chemistry Pure and
Applied) från 1979, placeras numret som anger dubbelbindningens position före namnet.
Exempel: 2-pentene Enligt IUPAC-nomenklaturen för
1993, numret placeras före partikeln som indikerar dubbelbindningen.
Exempel: pent-2-eno
Alkyner (alkyner) Kolväten med öppen kedja
ta, omättad (trippelbindning), som
följ den allmänna formeln.
Exempel
H C CH (etino)H|
H C C C CH3|
H1-butyn (but-1-yn)
Alkadiener (diener) Kolväten med öppen kedja,
omättade (två dubbelbindningar), som
lyda den allmänna formeln .Exempel
H2C= C= CH2propadien
H2C= C C= CH2| |
H H1,3-butadien (buta-1,3-dien)
Cyclanos (cykloalkaner)
Sluten kedja, mättade kolväten som överensstämmer med
allmän formel.
Exempel
Cykloner
Kolväten med sluten kedja
da, omättad (dubbelbindning), som
följ den allmänna formeln.
Exempel
Aromatiska kedjekolväten
chada som har minst en bensenkärna.
Exempel
Nomenklatur för kolväten med normala kedjor. Officiell nomenklatur (IUPAC)
+ + O
antal kolatomer
1C MET 5C PENT2C ET 6C HEX
3C PROP 7C HEPT4C MEN 8C OKT
bindande kolatomer
Enkel
Par
Trippel
C C
EN
C C
I
C C IN
Antal bindande kol
cyklopentan cyklohexen
(cyklohexen)
CnH2n 2
CH2
H2
C
H2Ccyklopropancyklobutan
CnH2n
CnH2n 2
CnH2n 2
CnH2n
CnH
2n + 2
naftalenbensen
25/7/2019 1.1. Kemi - Teori - Bok 1
23/56
327
MODUL 9 Nomenklatur för kolväten med grenade kedjor
1. ERSÄTTNINGS- ELLER ORGANISKA GRUPPER
2. NOMENKLATUR
AV VÄTEKOL MED FÖRgrenade KEDJOR
Känn igen huvudkedjan (större antal kolatomer).
Numrera huvudkedjan (ge de minsta siffrorna).
Ange placeringen av grenar (substituenter).
Exempel
Välj från huvudkedjan den med det högsta antalet kolatomer: HEPTANE.
Huvudkedjenumrering första val: lokalisera asrami -
ligger på kolatomerna 3 och 6.
Namn: 3,6-dimetylheptan (fel)
Huvudkedjenumrering andra val: lokalisera asrami-
ligger på kolatomerna 2 och 5.
Namn: 2,5-dimetyl-heptan (höger), eftersom summan 2 + 5 är mindre än 3 + 6, i föregående nummer.
Ett annat exempel
Observation Dubbel- och trippelbindningarna har
företräde framför substituentgruppen (förgrening) vid val av de lägsta siffrorna vid numrering av huvudkedjan.
H2C=
C C C=
C CH3| H2 HHCH32-metil-1,4-hexadieno(2-metil-hexa-1,4-dieno)
CH3 CH3| |
H3C C CH2 CH2|
HC CH3|
CH3
2,3,3-trimetil-hexano
H CH3| |H2C = CCCCCCH3
| | | H2H CH2H
3,4-dimetyl-1-hexen(3,4-dimetyl-hex-1-en)
H|
H3C C C C C CH3| H2CH3
5-metyl-2-hexino(5-metyl-hex-2-ino)
5 4 3 2H3C CH CH2CH2CH CH3
| |6 CH2H3C 1
|7 CH3
3 4 5 6C C C C C C
| |2 C 7 C
|1 C
C C C C C C CC
C
CH3 CH3| |
HC C C CH| H2 H2 |
CH3CH32,5-dimetylhexan
CH3H| |
H3C C C C C CH3| | H2H2
H3CCH3
2,2,3-trimetil-hexano
H H| jag
H3C C C CH3| jag
H3CCH3
2,3-dimetylbutan
H|
H3C C C CH3| H2
H3C
2-metylbutan eller metylbutan
H3C
H3C CH2
METYL
ETYL
H3C C CH H2 H2
propyl
H3C C CH3H
ISOPROPIL
25/7/2019 1.1. Kemi - Teori - Bok 1
24/56
328
MODUL 10 Nomenklatur för kolväten med cykliska kedjor
I föreningar med sluten kedja anges förnamnscykeln, och då används praktiskt taget samma regler.
Exempel
CH3
CH31,4-dimetylbensenoparadimetylbensen
CH3
CH3
1,3-dimetylbensen
metadimetilbenseno
CH3
CH3
1,2-dimetilbensenoortodimetilbensen
-metylnaftalen
CH3
-metylnaftalen
CH3
naftalen
C
C
CHH2C
H2C
H
H3-metilciclopenteno
eller
CH3
2
1
5
4 3
CH3
C C
C C CH3H
C C
H H
H H
metylbensen (toluen)
eller CH3
CH2
CCH3
H2C CCH3
CH2
H
H
CH3
CH3
eller
1,2-dimetylcyklopentan
CH2C
eller
C
1,1-dimetylcyklopropan
H2
CH3
CH3
CH3
CH3
CHH2C
eller
C
metylcyklopropan
H2CH3CH3
CH2H2Cou
C
cyklopropan
H2
25/7/2019 1.1. Kemi - Teori - Bok 1
25/56
329
1. u: ENHET SKAPAD FÖR att MÄTA MASSA AV HÄNDER OCH MOLEKYLER
För att mäta massan av atomer och molekyler skapades en enhet som var kompatibel med denna extremt reducerade massa. den förenade enheten för atommassa, u.
Det konstaterades att
da massa do istopo 12 gör bil-
Bonus (kolatom med 6 protoner, 6 neutroner, därför massnummer 12).
Massan, i gram, är 1,66 x 1024g.
2. A MASSA ATMICA (MA)
massan av en atom uttrycks i u.
För att förstå vad atommassa är, låt oss överväga
en hypotetisk balans, mottaglig för massa av atomer. Med den ska vi väga tomerna.
Den lättaste atomen som finns är vanligt väte, som består av en proton och en elektron. Dess atommassa är 1,008u och används i beräkningar som ungefär 1u. Bland de tyngsta är uran. Dess atommassa är 238,03u, ungefär 238u.
3. EN MASSAMOLEKYLÄR (MM)
massan av en molekyl uttryckt i u.
erhålls genom att lägga till atommassorna för de atomer som utgör molekylen.
Exempel H2O vatten. vattenmolekylen
Den består av två väteatomer och en syreatom. Atommassa av väte 1u Area av syre, 16u. Molekylmassan för vatten ges alltså av: MMH2O
= 2,1u + 1,16u = 18u.
112
MDULO 2 Mol och Massa Molar1. MOL
Eftersom atomer och molekyler är mycket små och deras kvantitet extremt stor i en given del av ett material, är ett bekvämt system som kemister använder att räkna dem i grupper om 6,02 .1023 (Avogadros nummer). Alltså en uni-
räknande enhet vars namn mol.
Exempel 1 mol atomer = 6,02. 1023 till-
mos1 mol urniumatomer =
= 6,02. 1023 urniumatomer
1 mol molekyler = 6,02. 1023 molekyler
1 mol gua = 6,02. 1023 guidemolekyler
1 mol elektroner = 6,02. 1023 el-tron
1 mol neutroner = 6,02. 1023 nutroner
1 mol per uns SO24 =
= 6,02. 1023 uns SO24
Mol är enheten för mängd materia som innehåller 6,02 . 1023partiklar (atomer, molekyler, joner etc...).
MODUL 1 Atommolekylär teori:
Atmisk massa och molekylär massa
FRONT 3 Allmän och oorganisk kemi och fysikalisk kemi
25/7/2019 1.1. Kemi - Teori - Bok 1
26/56
330
2. ETT ELEMENT MOLAR MASSA (M)
massan, i gram, av 1 mögelatom (6,02 x 1023 atomer) av grundämnet. Det är numeriskt lika med dess atommassa. Alltså att veta att atommassan av
urnio 238u, till dournio molmassa lika med 238 gram/mol.
3. ETT ÄMNES MASSA (M)
massan i gram av 1 mögelmolekyler (6,02 x 1023 molekyler) av ämnet. Det är numeriskt lika med dess molekylmassa. Om molekylmassan för vatten är 18u, så är dess molmassa
lika med 18 gram/mol.
4. SAMMANFATTNING
1 mol av 6,02. 1023 volymer MA(g) volymer
1 mol av 6,02 1023 molekyler MM(g) molekyler
MODUL 3 Mängd materia
1. MÄNGD MATERIAL (n)
Anger mängden partiklar i mol i en given massa av element eller ämne.
Det kan bestämmas av förhållandet mellan grundämnets eller ämnets massa och dess molära massa.
n = eller n =
Exempel 1) Om vi har 595g uran, och att veta att dess
molmassa 238g/mol, vi beräknar:
n = = 2,5 mol urniumatomer.
2) Om vi har 27g vatten och vet att dess molära massa är 18g/mol, beräknar vi:
n = = 1,5 mol (av styrmolekyler).
Anteckningar1) Det finns fortfarande författare som använder uttrycket
föråldrat antal mol som en synonym för mängd materia.
2) I Brasilien är namnet på enheten mol (plural mols) och symbolen är också mol. I andra länder är namnet på enheten mullvad (plural: mullvad) och symbolen mullvad Kom ihåg att symbolen inte tillåter plural.
2. COLEUS MOL AV PARTIKLAR
Termen MOL betyder en samling på 6,02 µm. 1023
partiklar, det vill säga Avogadros antal
partiklar.
mM
Använder enhetens namn
med hjälp av symbol
3 gram 3g
3 mol 3 mol
27g
18 g/mol
595g238g/mol
massamassa molar
25/7/2019 1.1. Kemi - Teori - Bok 1
27/56
331
3. MOLS AV TOMOSNA MASSA MOLARDA ÄMNE
Låt oss föreställa oss en molekyl som bildas av 3 kolatomer, 8 väteatomer och 1 syreatom. Dess molekylformel är C3H8O1.
Antag nu att det finns 6,02 i en container. 1023 molekyler C3H8O, det vill säga 1 mol molekyler. Antalet atomer i varje grundämne kommer att vara:
C: 3. 6.02. 1023 atomer = 3 mol CH-atomer: 8. 6,02 ,1023 atomer = 8 mol av
Atomer av H.O : 1 . 6.02. 1023 atomer = 1 mol O-atomer.
Med tanke på molekylformeln har vi alltså mängden, i mol, av varje grundämne i ämnets mol.
C3H8O
Vad som följer är att i varje massa av ett ämne är förhållandet mellan mängderna, i mol, av grundämnena lika med förhållandet mellan respektive antal atomer i molekylen.
I övningarna kommer vi att använda följande schema:
För att förstå hur detta gäller övningarna, låt oss utföra operationerna steg för steg.
MODELL
1st StepPela formel, C3H8O, vi vet
att 1 mol av föreningen har 3 mol kolatomer. Vi kan skriva:
2.o
Steg Problemet frågar efter antalet kolatomer i 6 gram av föreningen. Låt oss ersätta molen av molekyler med molmassan och mallen av atomer med 6,02 . 1023 atomer.MMC3H8O
= 3 . 12u + 8. 1u + 16u = 60u
Molmassa = 60 g/mol
C3H8O C 1 mol 3 mol toms
60g 3 . 6.02. 1023 kolatomer
3:e Steget Efterbehandling, som frågan
vad är antalet kolatomer (x) i 6g av föreningen får vi:
C3H8O C 1 mol 3 mol toms
60g 3 . 6.02. 1023 atomer av C6g xx = 1,806. 1023 kolatomer
C3H8O C 1 mol 3 mol toms
Vad är antalet kolatomer i 6g C
3H
8O?
Data: C = 12u, H = 1u, O = 16u, Avogadros N. = 6,02 x1023.
Umamolculatum
en mögelmolekyler
tem
3 kolatomer 8 väteatomer 1 syreatom
3 mol kolatomer 8 mol väteatomer 1 mol syreatomer
1 MOL ATOMER = 6,02 ,1023 ATOMER
1 MOL NUTRONER = 6,02. 1023 NUTRONER
1 MOL ELTRONER = 6,02. 1023 ELTRONS
MODUL 4 Procent och molvolym
1. PROCENT ELLER CENTIMAL FORMEL
Procentformeln för en förening ger viktprocenten av varje grundämne i föreningen.
Procentformeln för vatten (molekylformel H2O):
O: 88,89% H: 11,11%
Det betyder till exempel att det i 100 g vatten finns 88,89 g syre och 11,11 g väte.
Mängden i mol av varje element i molen av ämnet gör att du enkelt kan beräkna formeln
procentsats. Faktum är att bara svara -
hur många gram av varje grundämne är det i 100g av föreningen.
MODELL 1
Låt oss börja med att komma ihåg att i 1 mol C3H8O finns det 3 mol kolatomer.
Eftersom molmassan för C3H8O är 60g/mol och molmassan C12g/mol, har vi:
C3H8O C
1 mol 3 mol atomer
60g 3 . 12g
Slutligen, eftersom vi vill veta procentformeln för C3H8O, låt oss beräkna hur många gram kol som finns i 100g av föreningen:
C3H8O C
1 mol 3 mol tomos 60g 3 . 12 g
100g x
x = 60 g 60 % kol
Vad är procentformeln för C3H8O?C=12u, H=1u, O=16u.
25/7/2019 1.1. Kemi - Teori - Bok 1
28/56
332
Detsamma kommer att göras för syre och väte.
C3H8O O
1 mol 1 mol atomer
60g 1 . 16g
100g x
x = 26,66 g 26,66 % syre
C3H8O H
1 mol 8 mol atomer
60g 8 . 1g100g x
x = 13,33g 13,33% de hidro-gnio
C = 60,00% Framula
H = 13,33 % Procent {O = 26,66 %
2. PROCENT
Många andra övningar i kemi involverar procentbegreppet som studeras i matematik.
MODELL 2
Beräkning av molmassa da H2OMasa molar =
= 2 . 1g/mol + 16g/mol = 18g/mol
Beräkning ger molmassa doMgSO4 . 2H2O
Massa molar = 24g/mol + 32g/mol+
+ 4 . 16 g/mol + 2 . 18g/mol = 156g/mol
Eftersom det finns 2 mol vatten i 1 mol Epson salt har vi:
1 mol av 2 mol
MgSO42H2O från H2O
156g 2 . 18g
100g x
x = 23,0 g H2O 23,0% H2O
MODELL 3
Att säga att andelen syre i vitamin A är 5,6 % betyder att varje 100 g vitamin A innehåller 5,6 g syre.
1 mol 1 mol Ovitamin A
xg 16g
100g 5,6g
x = 285,7g
M = 285,7 g/mol
3. AVOGADROS HYPOTES
Ta tre behållare med samma volym (t.ex. 1 liter) innehållande koldioxid (CO2), syre (O2) respektive metan (CH4). Låt oss också anta att dessa gaser har samma temperatur och
på.
Avogadro, baserat på vikt- och volymlagarna, föreslog att antalet molekyler var detsamma i dessa behållare. Detta uttalande blev känt som AVOGADROS HYPTES, idag accepterar jag det som AVOGADROS PRINCIP.
Lika volymer av vilken gas som helst, när den mäts under samma temperatur- och tryckförhållanden, innehåller samma antal celler.
4. VOLYM MOLAR
volymen som mullvad upptar. Under normala temperaturförhållanden,
temperatur och tryck, 1 mol av vilken perfekt gas som helst upptar en volym på 22,4 liter.
CNTPP = 1 atm = 760 mmHg = 101325 Pa{T = 273K = 0C
Så här:
CN1 MOL 22,4L
CNM 22,4L
CN6,02. 1023 molekyler 22,4L
Notera IUPAC ändrade nyligen
normalt tryckvärde för 100000Pa = 1 bar. Volymen av 1 formar vid 0C och 100000Pa är 22,7 liter.
Vitamin A har 5,6 % syre förutom kol och väte och har en syreatom i molekylen. Vad är den molära massan av vitamin A, ungefär? (O = 16u)
Hur stor är procentandelen vatten i Epsons salt (MgSO4 . 2H2O)?
Data: Molära massor i g/mol:Mg = 24, S = 32, O = 16, H =1.
25/7/2019 1.1. Kemi - Teori - Bok 1
29/56
333
1. FORMLERNA
Rena ämnen har konstant sammansättning. Detta innebär att ett prov av rent vatten, oavsett ursprung, alltid har
samma sammansättning. Detta gör det möjligt att representera ämnen med formler.
I grund och botten kommer vi att använda följande typer av formler i våra studier:
Molekylformel är formeln som anger talet
av atomer av varje grundämne namolcula.
Molekylformeln för glukos
C6H12O6. Det betyder att det i glukosmolekylen finns 6 kolatomer, 12 väteatomer och 6 syreatomer.
Minimum eller empirisk formel formeln som anger proportionen
det minsta antalet volymer av varje
element. I den minimala formeln uttrycks denna andel av minsta möjliga heltal. Minimiformeln är också känd som en empirisk eller stökiometrisk formel. Minimiformeln
Förenklad molekylformel. Observera att från minimiformeln, genom att känna till föreningens molekylmassa, känner vi till molekylformeln.
Procentformel (i massa) är formeln som anger proportionerna
viktprocent av varje beståndsdel i ämnet.
I fallet med glukos, procentformeln:
C: 40%; H: 6,7%; O: 53,3%
Bestämning av minimiformeln Principen för bestämning av
Minimal formel för en förenings andel i mol av varje grundämne som finns i en given mängd
ämne. Eftersom vi redan vet att, med molekylformeln, har vi direkt kvantiteten i mol av varje element, kommer vi att använda det omvända resonemanget. Genom att veta mängden i mol av varje grundämne vet vi omedelbart formeln för föreningen. Problemen ger vanligtvis uppgifter om de grundämnen som bildar föreningen i gram, viktprocent, antal atomer eller mol atomer. För det,
du kommer att använda schemat nedan.
F. Mnima MM(u) F. Molecular
CH2O 30 CH2O
CH2O 60 C2H4O2CH2O 90 C3H6O3CH2O 180 C6H12O6
MDULO 5 Frmulas
Ämnen Molekylformel Minimiformel Procentandel Formel
glukos C6H12O6 CH2O C: 40%; H: 6,7%; O: 53,3 %
svavelsyra H2SO4H2SO4H: 2,04%; S: 32,65%; O: 65,30 %
gua H2O H2O H: 11,11%; O: 88,89 %
väteperoxid H2O2 HO H: 5,88%; ELLER: 94,11 %
eteno C2H4CH2C: 85,71%; H: 14,29 %
buteno C4H8 CH2 C: 85,71%; H: 14,29 %
bensen C6H6CHC: 92,30%; H: 7,70 %
butano C4H10 C2H5 C: 82,75%; H: 17,25 %
I tabellen ovan hittar du ämnen med deras formler. Observera att olika ämnen med samma minimala formel också har
samma procentformel.
25/7/2019 1.1. Kemi - Teori - Bok 1
30/56
334
1. STOIKIOMETRISK BERÄKNING
beräkningen av de mängder reaktanter och produkter som deltar i en kemisk reaktion eller i framställningen av någon produkt.
Dessa kvantiteter kan uttryckas på flera sätt:
massvolym kvantitet i mol antal molekylerDen stökiometriska beräkningen är baserad på lagen om
Proust, som tillåter tillämpning av proportioner (regel tre) för att i förväg veta vilken massa eller volym som behövs eller produceras i en kemisk reaktion.
Koefficienterna visar andelen, i mol, av deltagarna i den kemiska reaktionen.
Som vi vet är 1 mol relaterad till flera kvantiteter, enligt följande:
Låt oss nu se tabellen nedan, som visar kvantiteter involverade i en kemisk reaktion. Endast molmassorna är kända: CO(28g/mol);O2(32g/mol); CO2 (44g/mol).
2. ALLMÄNNA REGLER FÖR STOEKUIOMETRISK BERÄKNING
Skriv den kemiska ekvationen för processen.Exempel: Förbränning av kolmonoxid.CO + O2 CO2 Justera de stökiometriska koefficienterna för
ekvation. Exempel: 2 CO + O2 2CO2 Således kommer du att ha proportionen i mol mellan
deltagare. Dessa koefficienter ger dig en uppfattning om förhållandet i vilket ämnen kombineras.
Bygg andelen baserat på data och frågorna om problemet (massa-massa, massa-när-
kvantitet i mol, massavolym etc.).
Använd tre regler för att komma fram till svaret.Exempel
Lösande volym
(CNTP)
2 CO(g)+
1,32g 2,22,4L =
16g x
16g. 2. 22,4L
x = = 22,4L32g
Svar: 22,4L koldioxid eller 22,4dm3.
Resoluomol volym
(CNTP)
+ 1O2(g)
2 mol 2,22,4L =
x 4,48L
4,48L. 2 gånger x = = 0,2 gånger
2. 22,4L
Svar: 0,2 mol kolmonoxid.
Resoluomols mol
2 CO(g)+
1 mol 2 mol =
x 5 mol5 mol. 1 mol
x = = 2,5 mol2 mol
Svar: 2,5 mol syrgas.
massa: M.M. i gram volym
1 mol {gs: 22,4dm3ns CNTP-molekyler: 6 1023 mol
2CO(g) + 1O2(g) 2CO2(g)mol 2 mol 1 mol 2 mol
pasta 2. 28g 1 . 32g 2. 44g
volymsnas CNTP
2. 22,4L ou2 . 22,4dm3
1. 22,4L ou1 . 22,4dm3
2. 22,4L ou2 . 22,4dm3
molekyler 2 . 6 . 1023
molekyler1. 6 . 1023
molekyler 2. 6. 1023
molekyler
2CO2(g)1O2(g)
3. Vad är mängden i mol av
syre behövs för att producera 5 mol koldioxid?
2 CO2(g)2 CO(g)
2. Vilken mängd i mol koldioxid behövs för att bilda 4,48L koldioxidgas vid NTP?
2CO2(g)1O2(g)
1. Vad är volymen koldioxid i CNTP när vi använder 16gde
syre i reaktionen med kolmonoxid?
MODUL 6 Stökiometrisk beräkning: Koefficienter:
Proportion mellan materiens kvantiteter
25/7/2019 1.1. Kemi - Teori - Bok 1
31/56
335
MODUL 7 Reagens i överskott, renhet och utbyte
1. ÖVERFÖRD AV REAGENS
När problemet ger mängderna av två reaktanter, är en av dem förmodligen i överskott, eftersom det annars skulle räcka med att ange mängden av en av dem och mängden av den andra skulle beräknas. För att göra den stökiometriska beräkningen utgår vi från reagenset som inte är i överskott (begränsande reagens). För detta är det första steget att bestämma reagens i överskott.
Exempel
Upplösning Kontrollera vilket ämne som finns i
överskott 2 mol H2 reagerar med 1 mol O2.
4g de H2 32g de O23g de H2 x
3g x 32gx = = 24g av O24g
Eftersom 3 g H2 reagerar med 24 g O2, med 30 g O2 i behållaren, följer det att 30 g av 24 g = 6 g O2 i överskott (utan att reagera).
Beräkning av mängden vatten 2 mol H2 2 mol H2O
4g 36g3g år
3g x 36gy = = 27g de H2O4g
2. PUREZA
Ofta åtföljs den reaktiva substansen av föroreningar.
du ber. Sedan kommer begreppet renhet. Till exempel: Fe2O3 med 80 % signifikant renhet
det visar sig att i 100g oren Fe2O3 (Fe2O3 + sand + etc.) finns 80g ren Fe2O3 och 20g föroreningar (sand etc.). Således, om vi i en reaktion använder 150 g Fe2O3 med 80 % renhet, betyder det att den verkliga massan av Fe2O3 är 120 g, dvs.
. 150g = 120g.
Denna renhet kan bestämmas av kvoten mellan massan av det rena ämnet och provets totala massa.
massan av subst. renP = x 100
provmassa
Denna renhetsprocent anger den faktiska mängden av ett ämne i det givna provet.
Exempel
Upplösning100g kalcium 80g CaCO3200g kalcium x
3. PRESTANDA När problemet inte gäller
Därmed beaktas ett utbyte på 100 %, det vill säga mängden produkt som bildas är den som beräknas enligt de stereo-kiometriska koefficienterna. Men av flera skäl, mängden
erhållen produkt är mindre än den beräknade. När vi säger 90 % utbyte betyder det att i praktiken erhålls 90 % av kalorimängden.
beräknas enligt koefficienterna Utbytet kan beräknas med kvoten mellan den faktiska erhållna kvantiteten och den teoretiskt beräknade kvantiteten.
faktisk kvantitetR = x 100
teoretiskt belopp
Exempel
Dadosmassa molar do CaCO3 = 100g/mol
Lös 1 mol CaO 1 mol CO2 1 mol CaCO32 mol CaO 2 mögel CO2 x
1 mol CaCO3 100g2 mol CaCO3 och
200 g CaCO3 100% utbytez 60% utbyte
z = 120 g CaCO3
y = 200 g CaCO3
x = 2 mol CaCO3
Hur stor är massan av CaCO3 som erhålls vid reaktionen av 2 mol CaO med 2 mol CO2, om utbytet är 60 %?
CaO + CO2 CaCO3
x = 160 g CaCO3
Vad är massan av CaCO3 som finns i ett 200g prov av kalksten, som är 80 % ren?
80100I reaktionen:
2 H2 + O2 2 H2O När den placeras i närvaro av 3 g väte och 30 g syre, vilken massa bildas vatten?
25/7/2019 1.1. Kemi - Teori - Bok 1
32/56
336
MODUL 8 Termokemi: exoterma och endotermiska reaktioner
1. EXOTRMAL OCH ENDOTRMAL PROCESS
Alla kemiska reaktioner och alla förändringar i fysiskt tillstånd frigör eller absorberar värme.
Exempel: förändringar i fysiska tillstånd
Exempel: kemiska reaktioner
Förbränning av grafit frigör värme till omgivningen (exoterm reaktion).C(gr) + O2(g) CO2(g) + värme Den termiska nedbrytningen av kvicksilveroxid
(II) kräver värme från omgivningen (endotermisk reaktion).
HgO(s) + kalori Hg(l) + O2(g)
2. REAKTIONSVÄRM
Värmen som frigörs eller absorberas av en kemisk reaktion kallas reaktionsvärme.
mätas i joule, kilojoule, kalorier eller kilokalorier.
Reaktionsvärmen kan bestämmas experimentellt (med en kalorimeter) eller med teoretiska metoder (kommer att se i följande lektioner).
Schema för en kalorimeter med konstant volym:
Värmen som är involverad i reaktionen ökar eller minskar temperaturen på vattnet, så vi kan dra slutsatsen:
Qreao = QguaQgua = m . c . t
Q = mängd kalori = massa i gramc = specifik värme för vatten
t = temperaturförändring
3. ENTALPIA (H)
Förbränningen av grafit, representerad av följande kemiska ekvation, frigör energi i form av värme.
C(gr) + O2(g) CO2(g) + värme Varifrån kom denna energi i form av värme?
Svar: energin som frigjordes i form av värme fanns i reaktanterna (grafit och syre), och när de omvandlades till produkten (koldioxid) frigjordes denna energi.
Det är alltså möjligt att dra slutsatsen att varje ämne måste ha ett visst energiinnehåll, som kallas entalpi och representeras av bokstaven H.
Värdets numeriska värde från skillnaden: HfinalHinitial.
Värme = HfinalHinitial
4. ENTALPIVARIATION (H)
Det finns inget känt sätt att bestämma entalpin för ett ämne. I praktiken kan vi mäta förändringen i entalpi (H)
av en process, med hjälp av kalorimetrar H-värdet motsvarar den värme som frigörs eller absorberas
under processen, utförs vid konstant tryck. Beräkningen av entalpiändringen ges av det generiska uttrycket:
H = Hfinal Hinicial
H = värme som frigörs eller absorberas i någon fysikalisk och kemisk process (konstant tryck).
C(gr) + O2(g) CO2(g) + kalori
Hinicial Hfinal
)cal1
g. oC(
Exotermiska processer frigör värme
Endotermiska processer absorberar värme
25/7/2019 1.1. Kemi - Teori - Bok 1
33/56
5. H I KEMISKA REAKTIONER
I en kemisk reaktion ges initialtillståndet av reaktanterna och sluttillståndet ges av produkterna. Se schemat:
Hinicial = Hreagens = Hr Hfinal = Hprodutos = Hp
CALOR DA REAO = H = Hp Hr
6. H I EXOTHERMISKA REAKTIONER
Systemet förlorar energi när värme frigörs.
Hprodutos < HreagentesHp < HrHp Hr < 0
H < 0
H
H < 0 indikerar exoterm reaktion
Exempel
Cr(gr) + O2(g) CO2(g) H = 394kJ
Tolkning: när 1 mol Cgraphite reagerar med 1 mol O2(g) för att ge 1 mol CO2(g), frigör reaktionen 94 kcal till omgivningen.
Ett annat sätt att representera en kemisk ekvation för en exoterm reaktion:
Cr(gr) + O2(g) CO2(g) + 394kJ
Grafiskt har vi:
7. H I ENDOTHERMISKA REAKTIONER
Systemet får energi när värme absorberas.Hprodukter >HreagensHp > HrHp Hr > 0
H > 0
H
H > 0 indikerar endoterm reaktion
Exempel
HgO(s) Hg(l) + O2(g) H = + 91 kJ
Tolkning: När 1 mol HgO(s) bryts ner till 1 mol Hg(l) och 1/2 mol O2(g), absorberar luften 91kJ från omgivningen.
Ett annat sätt att representera en ekvation
Kemi för en endoterm reaktion:
HgO(s) + 91kJ Hg(l) + O2(g)
Grafiskt har vi:
H beror på
mängden ämnenKgrafit + O2(g) CO2(g)1mol 1mol1mol
H = 94kcal (25oC, 100 kPa)libera 94kcal
2Cgrafita + 2O2(g) 2CO2(g)2mol 2 mol 2 mol
H = 188kcal (25oC, 100 kPa)libera 188kcal
Mängden värme i en process (H) är direkt proportionell mot mängden materia (mol) hos dess deltagare.
absorberad värme
värme frigörs
ProdukterReagenser
Sluttillstånd Initialt tillstånd
KEMISK REAKTION
337
25/7/2019 1.1. Kemi - Teori - Bok 1
34/56
av ämnens fysiska tillstånd
Således frigör syntesen av fast vatten mer värme än syntesen av gasformigt vatten och flytande vatten.
från det allotropa tillståndet Cgrafit + O2(g) CO2(g)
H = 94kcal
Cdiamante+ O2(g) CO2(g)
H = 94,5kcal
Det enkla ämnet diamant har ett innehåll
Det är mer energiskt än det enkla ämnet grafit, eftersom det vid sin förbränning avger mer värme. av temperatur och tryck (om det finns gas i
reaktion) Temperaturen är inställd på 25 C. Trycket är inställd på 100 kPa.
Observera När reaktionen utförs vid 25C och 100 kPa,
H kallas standard och symboliseras med H0.
ExemploCgrafita + O2(g) CO2(g) H
0 = 394kJ
H2O(g)
H2O(l)
H2O(s)
H = 70kcal
H2(g) + O2(g)1
2
H = 58kcal
H = 68kcal
338
MODUL 9 Hess Law: Beräkning av reaktionsvärme
1. INTRODUKTION
Det finns reaktioner där det är mycket svårt att mäta H i reaktionen. Det finns flera anledningar till denna svårighet; vissa är explosiva, andra är mycket allvarliga och det finns också de som
har mycket låga utbyten eller bildar andra produkter än önskade.
2. LEI DE HESS
Hess upptäckte en metod för att beräkna H för en reaktion utan att utföra den, förutsatt att du känner till några andra lämpliga värden för H.
Låt oss undersöka oxidationen av kol, i form av grafit, representerad av C(gr), till koldioxid.
C(gr) + O2(g) CO2(g)H = 393,5 kJ
Man kan tänka sig att denna reaktion sker i två steg, det första är oxidationen av kol till kolammonoxid.
C(gr) + 1/2O2(g) CO(g)H
1= ?
Det är inte lätt att göra en experimentell mätning, eftersom det inte går att förhindra förbränning av grafit och koldioxid.
Det andra steget oxiderar kolmonoxid till dioxid
kol:
CO(g) + 1/2O2(g) CO2(g)
H = 283 kJ
Lägger vi till de två stegen har vi:
C(gr) + 1/2O2(g) CO(g)
H1 = ?
CO(g) + 1/2O2(g) CO2(g)
H2 = 283kJC(gr) + O2(g) CO2(g)
H = 393,5 kJ
H = H1 + H2 393,5kJ = H1+ (283,0kJ)
Hl = 110,5 kJ
Representerar i ett diagram:
Vi drar slutsatsen att uttalandet om Hess lag:
Entalpiförändringen av
en reaktion är lika med summan av entalpiförändringarna i de mellanliggande stegen.
H = H1 + H2 + ...
Låt oss se ett annat exempel på att tillämpa Hess lag.
Betrakta en ekvao:2C(gr) + 3H2(g) + 1/2O2(g) C2H6O(l) H = ?
25/7/2019 1.1. Kemi - Teori - Bok 1
35/56
H-värdet för denna reaktion kan beräknas från tre andra ekvationer:
I. C(gr) + O2(g) CO2(g)
H = 394kJ
II. H2(g) + 1/2O2(g) H2O(l)
H = 286kJ
III. C2H6O(l) + 3O2(g)
2CO2(g) + 3H2O(l)
H = 1368kJ
Vi kommer att arbeta med ekvationerna I, II och III, så att summorna tillåter oss att få ekvationen
önskad termokemi. För detta måste vi: a) multiplicera ekvationen I med 2
för att få 2C(gr);b) multiplicera ekvation II med 3
för att erhålla 3H2(g), c) invertera ekvation III till
få C2H6O(l) i produkten.
Så vi får:
2C(gr) + 2O2(g) 2CO2(g)
H = 788kJ
3H2(g) + 3/2O2(g) 3H2O(l)
H = 858kJ
2CO2(g) + 3H2O(l)
C2H6O(l) + 3O2(g)
H = + 1368kJ2C(gr) + 3H2(g) + 1/2O2(g)
C2H6O(l) H = 278kJ
Anmärkningar När en termo-ekvation
kemikalie multiplicerat eller dividerat med ett givet värde, kommer ditt H också att multipliceras eller divideras med samma värde.
När en termokemisk ekvation inverteras, inverteras också tecknet för dess H.
Hess' lag behandlar variationen i förbränningsentalpi, ett ämne som kommer att studeras nedan.
3. ENTALPI-FÖRBRÄNNINGSPADROD: H0C
förändringen i entalpi (H0C) per mol av ett ämne som förbränns i en förbränningsreaktion under standardförhållanden (100kPa, 25C).
Exempel
Förbränning av grafitC(gr) + O2(g) CO2(g)
HOC = 393,5 kJ
Etanolförbränning
C2H6O(l) + 3O2(g)
2CO2(g) + 3H2O(l)
H0C = 1368kJObservao
Standardreaktionsentalpier, symboliserade med H0, indikerar områden där reaktanter och produkter är i sina standardtillstånd (100kPa och 25C).
Använda sig av
H0C = kan också kallas
reglering av förbränningsvärme
339
MODUL 10 Beräkning av H från bildningsvärme
1. STANDARD ENTALPI AV FORMATION: H0f
förändringen i entalpi (H0f ) i reaktionen av deformation av 1 mol av ett ämne från enkla ämnen i standardtillstånd (100 kPa, 25C).
Standardtillståndet för ett enkelt ämne är den mest förekommande fysiska och allotropa formen i vilken den finns vid 25°C och 1 atm.
H2(g) standard
Tro(s) far
Br2(l) mästare
H2(l) håller inte
Fe(l) inte far
Br2(v) inte far
O2 (g) standard
C (gr) = standardgrafit
O3 (g) inte standard
C (d) = diamant ingen far
standard srmbic
Smonoclinic i standardExempel
H0f = 68kcal
bildningsentalpi
da gu lquida
H0f = + 19kcal
Sromb: rumbisk svavelentalpi av bildning
av sulfiden av
flytande kol
C(gr) + 2Sromb CS2(l)
IH2(g) + O2(g) H2O(l)2
25/7/2019 1.1. Kemi - Teori - Bok 1
36/56
H0f = + 34kcal
bildningsentalpi
av gasformigt ozon
2C(gr) + 3H2(g)+ 1/2O2(g) C2H6O(l) H0f = 278kJ
entalpi för bildning av etanol
H0f : kan också kallas värmen av
mejsel.
Viktig
Enkel substans i standardtillståndet Hf0 = 0
Hfo de H2(g) = 0 Hf
0 av H2(l) 0
Hfo de N2(g) = 0 Hf
0 av N2(l) 0
Hfo de Br2(l) = 0 Hf
0 av Br2(g) 0
Hfo av Na(s) = 0 Hf
0 de Na(l) 0
Hf0 är O2(g) = 0 Hf
0 de O3(g) 0
Hf0 är C(gr) = 0 Hf
0 av C(d) 0
2. BERÄKNING AV H MED METODEN
FORMATIONENS ENTALPIER
Entalpierna för bildning av ämnen kan
användas för att beräkna H för en reaktion. För detta,
Vi tillämpar följande formel:
: somatri
Låt det vara en generisk ekvation:
aA + bB cC + dD H = ?
a.H0fA b.H0fB c.H
0fC d.H
0fD
H0 = H0f produkter H0f reaktanter
H0 = [c. H0fC + d. H0fD] [a . H
OfA + b. H
0fB]
3. EXEMPEL
Beräkna processen H:
CH4(g) + 2 O2(g) CO2(g) + 2 H2O(l)
Reao CH4(g) + 2 O2(g) CO2(g) + 2 H2O(l)
H0f(kcal/mol) 17 0 94 2 (68)
17 94 136 = 230
H0 = H0fprodukters H0freagens
H0 = 230 (17)
3 O2(g) O3(g)
2
H0 = 213kcal
H0 = H0f produkter H0f reaktanter
Hf-tabell (kcal/mol)
C(gr) noll CH3OH(l) 57,0 NaCl(s) 98,6 CH4(g) 17,0
C(d) +0,5 O2(g) noll N2(g) noll H2O(l) 68
CO2(g) 94,0 O3(g) +34,0 NH3(g) 11,0 CS2(l) +19
340
25/7/2019 1.1. Kemi - Teori - Bok 1
37/56
341
1. KEMI KONCEPT
Kemi är vetenskapen som studerar ämnens konstitution, egenskaper och omvandlingar.
Kemi är den gren av vetenskapen som försöker svara på följande frågor: Vad är ämnen gjorda av? Vad är förhållandet mellan dess egenskaper och dess sammansättning? Hur reagerar ett ämne med ett annat? Det är viktigt för kemisten att veta svaret på dessa frågor.
vänner, inte för att de behöver upptäcka nya plaster, nya botemedel, nya ligor, utan snarare för att de vill förstå världen omkring dem.
2. TEORIA ATMICA CLSSICA
1803 antog John Dalton i sin teori:
all materia är i grunden uppbyggd av atomer;
atomer kan inte subdi-
varken levande eller bearbetade och är mjuka. kemiska omvandlingar
inget annat än förening eller separation av atomer.
3. MATERIAL
allt som tar plats i det fysiska rummet och har massa.
Exempel: vatten, ved, järn, olja, luft etc.
4. KEMISKA ELEMENT
Element mängden lika atomer.
5. MOLEKYL
Molekyl en grupp av atomer, lika eller olika, sammankopplade.
2N N2 Molekylformel Ger eller antal atomer av
varje befintligt element i den molekylära substansen.
index: indikerar antalet atomer av grundämnet i molekylen.
6. RENT ÄMNE den typ av materia som utgörs av
av kemiskt identiska molekyler.Exempel: vatten: H2O
Gs cloro: Cl2
Enkelt ämne som består av en enda el-
kemisk ment.Exempel: H2 (väte), O2
(syre), I2 (jod), Phen (järn), O3 (ozon), S8 (svavel) etc.
Sammansatt ämne eller förening som består av mer än en
kemiskt element.Exempel: C6H12O6 (glukos),
CO2 (kolsyra gs), C10H8 (naftalen), C6H6 (bensen), H2SO4 (svavelsyra) etc.
7. BLANDNING
sammankomsten av två eller flera olika ämnen.
Exempel: luft (N2 + O2 + Ar + CO2), hydratiserad alkohol (C2H6O + H2O), gas
Soline (kolväteblandning, CxHy), havsvatten (vatten + salter), 18K guld (75% Au och 25% Ag eller
Cu), lato (Cu + Zn), ao (Fe + C), etc.
Obs! Blandningen har ingen formel. Vanligtvis anges formeln.
mule två komponenter.
Kvävgas (N2) och väteklorid (HCl) molekylerna förblir oförändrade, även om de är tillsammans.
rent ämne
Enkelt: Cl2
Kompott: H2Oe
Formel Ämne
gua H2O
socker (sackaros) C12H22O11
ammoniak NH3lcool C2H6O
fosfor P4oznium O3
gua oxigenada H2O2
Symbol Element
Väte H
Kol C
Sdio Na (natrium)
Cloro Cl
MODUL 1 Ämne och blandning: enstaka ämnen,
Sammansatt ämne och blandning
FRONT 4 Allmän och oorganisk kemi
25/7/2019 1.1. Kemi - Teori - Bok 1
38/56
342
1. ALOTROPIA
Ett kemiskt grundämne kan ge upphov till flera olika enkla ämnen, kallade altroper.
Exempel: Kol:C
ngrafit (hexagonalt arrangemang av
atomer).CN diamant (kubiskt arrangemang av
diamanter och grafit närvarande
olika kristallina strukturer Syre: O2 syre (atomicitet lika med
2), färglöst O3-oznium (atomicitet lika med
3), blå.Altroperna presenterar pro-
liknande kemiska egenskaper och olika fysikaliska egenskaper, och a
den ena har större stabilitet än den andra.
Observation: Andra grundämnen, förutom kol och syre, kan presentera fenomenet allotropi. Som exempel kan vi nämna:
2. Fullerenerna
1985 avslöjade en vetenskaplig publikation upptäckten av en tredimensionell kolmolekyl, i vilken 60 atomer bildar en sfär med 12 femhörningar och 20 hexagoner, som en fotboll, mentebuckyball eller footballeno.
Andra kolmolekyler upptäcktes (C90, C120 etc.), och de fick namnet fullerener.
Element allotropiska grenrör
Syre (O) Syre (O2) Ozon (O3)
Kol (C) Grafit (Cn) Diamant (Cn)
Fosfor (P) Röd (Pn) Vit (P4)
Svavel (S) Rombisk (S8) Monoklinisk (S8)
vit fosfor P4 röd fosfor Pn
svavelsvavel (rhambic) S8svavel (monoklinisk) S8
MODUL 2 Enkelt element och substansallotropi
De allotropa formerna av kol.
1. FAS
Exempel
Anmärkningar Fasen kan vara ett rent ämne (vatten) eller
en blandning (vatten + alkohol).
Antalet faser är inte nödvändigtvis lika
till antalet komponenter.
Exempel Vatten + alkohol: 1 fas, 2 komponenter.
En fas behöver inte vara kontinuerlig.
2. HOMOGEN MATERIAL ELLER HOMOGEN MATERIAL ELLER HOMOGEN SYSTEM
något enfasmaterial (1 fas), även när det undersöks under ett ultramikroskop. Det kan vara ett rent ämne eller en homogen blandning eller lösning.
Fase cada poro homognea de ummaterial.
MODUL 3 Homogena och heterogena material
25/7/2019 1.1. Kemi - Teori - Bok 1
39/56
343
Obs! De fysikaliska egenskaperna hos homogena material är desamma i hela sitt sortiment.
Observaes
Homogen blandning eller lösning: varje blandning som har en enfas.
Miscveis liquids: vätskor som bildar en lösning.
3. HETEROGEN MATERIAL ELLER HETEROGNÖST MATERIAL ELLER HETEROGNÖSA SYSTEM
alla flerfasiga material (2 eller fler faser) med blotta ögat eller ett ultramikroskop. Det kan vara ett rent ämne som ändrar fysiskt tillstånd eller en heterogen blandning.
material homogneo (1 fas) /
rent ämne
material homogneo (1 fas) /
homogen blandning eller lösning homogent material (1 fas) /
homogen blandning eller lösning
homogent material (1 fas) / homogen blandning eller lösning
material heterogneo (2 fa-
ses) / ren substans
material heterogneo (2 fa-
ses) / ren substans
material heterogneo (2 fa-
ses) / heterogen blandning
heterogent material (2 faser) /
heterogen blandning
material heterogneo
(3 faser) / heterogen blandning
mörkt: glimmer
vitaktig: kvarts
brun: fältspat
Observaes
Heterogen blandning: varje blandning som har minst 2 faser.
Icke blandbara vätskor (oblandbara): dessa är vätskor som bildar en heterogen blandning.
25/7/2019 1.1. Kemi - Teori - Bok 1
40/56
344
viktig sammanfattning
Blandningar som bildas av icke-fasta ämnen har n faser, så länge som dessa fasta ämnen inte bildar en fast lösning.
ExempelSalt + socker = tvåfas heterogen blandning Salt + socker + sand = trefas heterogen blandning.
25/7/2019 1.1. Kemi - Teori - Bok 1
41/56
345
MODUL 4 Separation av heterogena blandningar
1. Omedelbar ANALYS
Fysikaliska processer som används för att separera komponenterna i en heterogen blandning eller en homogen blandning (lösning).
2. HUVUDPROCESSER FÖR SEPARATION AV KOMPONENTERNA I EN HETEROGEN BLANDNING
ämne A
anliseA + B
imediatesubstncia B
Komponenternas fysikaliska tillstånd Metod och förfarande Exempel
Fasta ämnen med en magnetisk komponent
(Fe, Co, Ni).
Magnetisk separation Närmar sig en m, kompositen
magnetiskt attraherad
Separera järnspån från
svavel sid.
Fasta ämnen med en komponent som
det sublimeras lätt.
Sublimerad
Genom att värma upp blandningen sublimeras en av komponenterna.
jod + sand
naftalen + sand
Fast + flytande (2 faser)
Filtrao
Ett filter används för att hålla kvar den fasta komponenten.
vatten + sandcoar kaffe (vi lägger till
varmvatten för att utvinna ämnen
lösningsmedel som finns i pulver
caf).
Icke miscveis vätskor
(2 faser)
Dekantera med tratt
brom (separertratt)
Öppna trattkranen, vätskan
tätare sipp.
leo + guagasolina + gua
ter + grotta
Fasta ämnen (olika lösligheter num vissa vätska).
fraktionerad upplösning
Blandningen placeras i en vätska
som löser upp en enda komponent; den separata olösliga komponenten
av lösningen genom filtrering; vid upphettning separeras vätskan från den lösta komponenten.
Separera saltet från sanden med vatten.
25/7/2019 1.1. Kemi - Teori - Bok 1
42/56
346
Observera magnetisk separator
enkelt filter
Enkel filtrering är ibland mycket långsam, som i fallet med att blanda vatten och mjöl. För
För att påskynda denna typ av filtrering används vakuum- eller reducerat tryckfiltrering.
Filtrering används också för att separera komponenterna i en fast-gasblandning.
Exempel dammsugare.
Dekantering med bromtratt (separertratt)
fraktionerad upplösning
25/7/2019 1.1. Kemi - Teori - Bok 1
43/56
347
3. ANDRA PROCESSER FÖR ATT SEPARERA KOMPONENTERNA I EN HETEROGEN BLANDNING
LevigaoProcess används för att separera
fasta ämnen med olika densiteter, vanligtvis med hjälp av vatten.
Exempel: Levigeringen som tillämpades för att separera sand från guld i gruvorna: ju mindre tät sand och därför släpas med det rinnande vattnet, blir guldet, eftersom det är tätare, kvar på botten av viken
1.1. Kemi - Teori - Bok 1 - [PDF-dokument] (2023)
References
Top Articles
Höga CO2-nivåer inomhus kommer att överraska dig
Hur länge är Guppy Fish gravid? - Guide för fiskhållning
37: Vätskor och fasta ämnen (övningar)
Blandat lösningsmedel av alkohol och protiska joniska vätskor för CO-avskiljning: Lösningsmedelsscreening och experimentella studier
Hvorfor er karbondioksid ikke-polar?
Packers Salary Cap 2024
Which Statements Describe The Movement Of Blood Through The Heart? Select Two Options. Blood From The Veins Enters The Ventricles. Atria And Ventricles Contract At The Same Time. Atria Push Blood Into The Ventricles. Valves Allow For Two-Way Blood Flow. V
Latest Posts
Quem Foi Jeroboão Na Bíblia
Życzenia Na Dzień Chłopaka
Volby Na Slovensku 2023
Medicos Mortos Na Barra Da Tijuca
Zyczenia Na Dzien Chlopaka
Article information
Author: Geoffrey Lueilwitz
Last Updated: 11/28/2023
Views: 5705
Rating: 5 / 5 (80 voted)
Reviews: 95% of readers found this page helpful
Author information
Name: Geoffrey Lueilwitz
Birthday: 1997-03-23
Address: 74183 Thomas Course, Port Micheal, OK 55446-1529
Phone: +13408645881558
Job: Global Representative
Hobby: Sailing, Vehicle restoration, Rowing, Ghost hunting, Scrapbooking, Rugby, Board sports
Introduction: My name is Geoffrey Lueilwitz, I am a zealous, encouraging, sparkling, enchanting, graceful, faithful, nice person who loves writing and wants to share my knowledge and understanding with you.