Взаимосвязь состава, строения, свойств и применения неорганических и органических соединений часть 1

Реферат на тему:
Взаимосвязь состава, строения, свойств и применения неорганических и органических соединений
течение всего курса химии вы изучали свойства различных веществ в неразрывной связи с их составом и строением. Это дало вам возможность характеризовать вещества вполне сознательно. Например, в начале курса вы изучали свойства кислорода, водорода, воды на основе атомно-молекулярных представлений и научились объяснять свойства с точки зрения состава этих веществ.
Далее ваши знания обогатились конкретным материалом о веществах и их преобразования. Вы узнали о различных типах химической связи и усвоили закономерность о зависимости некоторых физических свойств веществ от тип} кристаллической решетки и уже знаете: если известна строение веществ, то можно предположить их свойства, и наоборот: если известны свойства веществ, то можно определить их строение.
Например, вам предлагают определить свойства хлорида калия КСl. Зная, что это вещество имеет ионный связь, в кристаллах между йоламы К + и Cl- действуют и обеспечивают прочность связи кулоновские силы притяжения, вы приходите к выводу, что хлорид калия — твердое вещество, тугоплавкий, нелетучая (малолетка). Или вам предлагают, например, сравнить вещества фторид натрия NaF, фтор F2 и фтороводорода HF, и предсказать, какая из них будет самый тугоплавкий, а какая — найлегшеплавкишою.
Hemstädning I Nynäshamn
Вы сразу же обратите внимание на состав и строение этих веществ. Фторид натрия NaF состоит из атомов натрия и фтора, которые очень отличаются друг от друга своей электроотрицательностью. Атом фтора как более электроотрицательным оттягивать на себя единственный электрон с внешней электронной оболочки атома натрия, в результате чего возникнут йолы. Итак, это соединение с ионной связью. Отсюда следует, что в узлах кристаллической решетки находятся йолы Na + и F- . Между ними действуют электростатические силы притяжения, которые сравнительно велики. Поэтому, чтобы расплавить фторид натрия, нужно эти силы преодолеть, разрушить кристаллические решетки. А это значит, что температура плавления фторида натрия должна быть высокой.
Молекула фтороводорода HF тоже состоит из атомов различных химических элементов, но оба они — неметаллы. Итак, связь между ними ковалентная, но очень полярный, поскольку электрон фтора значительно выше, чем водорода. Силы сцепления между полярными молекулами фтороводорода HF больше, чем между неполярными молекулами фтора F2 Поэтому температура плавления фтороводорода HF должна быть выше, чем у фтора F2, но намного ниже, чем в фторида натрия NaF, потому что это ионная соединение.
А когда вы начали изучение органических соединений, то заметили, что зависимость свойств веществ от их состава и строения особенно ярко проявляется на примере органических веществ. Выявлению этой закономерности способствует теория химического строения, на основе которой вы изучали органические соединения. Эта теория и раскрыла новую страницу связи между составом, строением и свойствами веществ.
Так, например, если вам предлагают сравнить свойства пропилена C3H6 и пропана С3Н8, то вы прежде всего обращаете внимание на состав и строение этих соединений. Качественный состав у них одинаковый: эти вещества состоят из атомов углерода и водорода, а количественный состав разный: на одну и ту же количество атомов углерода (на три) приходится разное количество атомов водорода (6 и 8). Итак, в молекуле пропилена не хватает двух атомов водорода до полного насыщения всех валентностей атомов углерода. Это означает, что пропилен — ненасыщенный углеводород с одной двойной связью СН3 — СН = СН2. В молекуле же пропана все валентности атомов углерода повнистюнасичени атомами водорода, поэтому связи в его молекуле просты, то есть простые СН3-СН2-СН3.
Отличие в строении молекул этих углеводородов обусловливает различие и в их химических свойствах. Так, пропилен легко окисляется перманганатом калия КМnО4 (фиолетовый цвет раствора быстро исчезает), а пропан, будучи насыщенным углеводородом, в этих условиях не окисляется.
Пропилен благодаря двойной связи вступает в реакции соединения — присоединяет водород, галогены, галогеноводороды:
СН3-СН = СН2 + Н2? СН3-СН2-СН3
Пропилен Пропан
СН3-СН = СН2 + Вr2? СН3-СН-СН2
Вr Вr
1,2-Дибромопропан
СН3-СН = СН2 + НВr? СН3-СН-СН3
Вr
2-Бромопропан
Молекулы пропилена благодаря двойной связи могут сочетаться друг с другом, образуя длинные цепи молекул:
nСН2 = CН? (-СН2-СН) n
СН3 СН3
Пропилен Полипропилен
Пропан в реакции соединения с другими веществами и в реакцию полимеризации не вступает, поскольку атомы углерода в его молекуле уже полностью проявили свою валентность, и они не имеют больше электронов для установки дополнительных ковалентных связей. Он полностью насыщен атомами водорода.
Однако есть и общее свойство в пропана и пропилена — это их горючесть:
С3Н8 + 5О2? 3СО2 + 4Н2О
2С3Н6 + 9О2? 6СО2 + 6Н2О
Она объясняется одинаковым качественным составом этих углеводородов (Карбон и водород).
Применение веществ зависит от тех свойств, которые для них характерны. Так, если кислород О2 имеет свойство поддерживать горение и дыхание, то и применяют его в основном для сжигания топлива, выплавки чугуна, во время резки и сварки металлов, в медицине.
Если метан, например, способен гореть, выделяя много тепла, то и используют его в качестве топлива в быту и на производстве. Однако в последнее время метан все больше применяют как химическое сырье, также основывается на его свойствах. Так, способность метана разлагаться на простые вещества во время сильного нагрева используется для производства сажи, которая нужна для изготовления печатной краски, резиновых изделий из каучука и т.д.:
СН4? C + 2H2?
Метан используют как сырье для получения водорода, необходимого для синтеза аммиака и реакций гидрирования в органическом синтезе:
N2 + 3Н2? 2NH3
С17Н33СООН + Н2? C17H35COOH
Олеиновая кислота стеариновая кислота
Способность метана вступать в реакции хлорирования используется для извлечения хлоропохидних метана:
СН4 + Сl2? СН3Сl + НС1
CH3Cl + Сl2? СН2Сl2 + HСl
СН2Сl2 + Сl2? СHСl3 + НС1
СНСl3 + Сl2? ССl4 + НСl
Обоснуйте условия, при которых происходят реакции разложения метана, синтеза аммиака, гидрирования олеиновой кислоты, хлорирование метана.
Все хлоропохидни метана имеют широкое практическое применение. Так, хлорметан СН3Сl используют в качестве хладагента в холодильных установках. Другие хлоропохидни метана — дихлорометан СН2Сl2, трихлорометан (хлороформ) СНСl3 и то-трахлорометан ССl4 — применяются в качестве растворителей. Кроме того, Тетрахлорметан ССl4 используют для тушения огня в тех случаях, когда для этого нельзя взять воду. Образующийся при хлорировании метана хлороводород используют для получения соляной кислоты НСl.
Итак, помните, нужно всегда стараться проявлять связь между составом, строением, свойствами и применением вещества. В этом залог ваших вполне сознательных знаний, следовательно, и успеха в обучении.