Poznámky z
Poznámky z
Poznámky z
Poznámky z
CHÉMIE
pre 2. ročník
gymnázií
a stredných škôl
Autor: Martin Slota
Zdroj: http://www.zones.sk
Používanie materiálov zo ZONES.SK je povolené bez obmedzení iba
na osobné ú
č
ely a akéko
ľ
vek verejné publikovanie je bez
predchádzajúceho súhlasu zakázané.
Poznámky zo študentského portálu ZONES.SK – Zóny pre každého študenta
www.zones.sk
2
Anorganická chémia
Opakovanie z 1. ročníka
•
pod
ľa elektrónovej konfigurácie valenčnej vrstvy delíme prvky na s, p, d a f
•
prvky s a p:
•
prvky s:
•
I.A (s
1
) a II.A (s
2
)skupina
•
ns
1 – 2
•
prvky p:
•
III.A (ns
2
np
1
) – VIII.A (ns
2
np
6
)
•
ns
2
np
1 – 6
•
neprechodné
•
s pribúdajúcim protónovým
číslom si vypĺňajú valenčnú sféru
•
na poslednej vrstve majú to
ľko elektrónov koľko je číslo ich skupiny
•
prvky d:
•
I.B – VIII.B (III.B – VIII.B; I.B – II.B)
•
ns
2
(n-1)d
1 – 10
•
prechodné
•
s pribúdajúcim protónovým
číslom si vypĺňajú predposlednú valenčnú sféru
•
prvky f:
•
vnútorne prechodné
•
s pribúdajúcim protónovým
číslom si vypĺňajú predpredposlednú sféru
•
lanthanoidy – 4f, aktinoidy – 5f
Prvky p
VIII.A skupina (prvky p
6
– vzácne plyny)
•
He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn
•
do 1962 boli ozna
čované ako inertné (nezlúčivé) – vtedy prvé zlúčeniny (XeF
6
, XeO
3
)
•
okrem He majú všetky ns
2
np
6
⇒ 8 e
–
- stabilná konfigurácia (He má tiež stabilnú konfiguráciu, ale iba 1s
2
)
•
výskyt – atmosféra (hlavne He)
•
získavanie – frak
čná destilácia
•
He:
•
najnižšia teplota topenia a varu zo všetkých plynov
•
má ve
ľmi malú viskozitu, supravodivosť a supratekutosť
•
použitie – ochranný plyn, osvet
ľovacie trubice
•
Rn (rádioaktívny) – lie
čebné účely (napr. liečenie rakoviny)
VII.A skupina (prvky p
5
– halogény)
•
F, Cl, Br, I, At
•
klesá elektronegativita, reaktívnos
ť, stúpa protónové číslo
•
ns
2
np
5
•
ve
ľmi reaktívne:
a)
X + e
–
→ X
–
b)
X
2
– kovalentná nepolárna väzba
•
vo
ľne sa nevyskytujú
•
fluór – zuby, kosti; z minerálov,
čaju
•
chlór – dezinfekcia, v NaCl
•
bróm – bromhexin – lie
čenie chorôb dýchacích ciest
•
jód – proti strume, dezinfekcia (jódová tinktúra), sublimuje
•
bezkyslíkaté zlú
čeniny:
•
halogenvodíky – HF, HCl, HBr, HI:
•
príprava – H
2
+ X
2
→ 2HX
H
2
O
Poznámky zo študentského portálu ZONES.SK – Zóny pre každého študenta
www.zones.sk
3
HX – kyselina Xvodíková
•
HCl (kyselina) – dôležitá pre priemysel; v našom žalúdku
•
kyseliny sú až na HF silné
•
halogenidy:
•
soli bezkyslíkatých kyselín
•
iónové (s s prvkami), atómové (stred periodickej sústavy prvkov), molekulové (s prvkami s vysokým
oxida
čným číslom)
•
príprava:
1.
priame zlu
čovanie (2Fe + 3 Cl
2
→ 2FeCl
3
)
2.
kyselina + kov (Zn + 2HCl
→ ZnCl
2
+ H
2
)
3.
neutralizácia (KOH + HCl
→ KCl + H
2
O)
•
dobrá rozpustnos
ť vo vode
•
kyslíkaté zlú
čeniny halogénov:
•
príprava – len nepriamo, priamo sa s kyslíkom nezlu
čujú
1.
oxidy:
•
pri bežnej teplote neznáme
•
najznámejší – I
2
O
5
– pevná kryštalická látka
•
OF
2
– fluorid kyslíka (nie je to oxid – vzniká, lebo F má vyššiu elektronegativitu než O)
2.
kyslíkaté kyseliny halogénov:
•
najznámejšie – HClO, HClO
2
, HClO
3
, HClO
4
•
týmto smerom stúpa oxida
čné číslo ⇒ stúpa stabilita ⇒ klesajú redukčné vlastnosti; rastie sila kyseliny
•
chlórnany:
•
príprava:
•
chlór + hydroxid s-prvku
•
Cl
2
+ 2NaOH
→ NaClO + NaCl + H
2
O
zmes – bieliaci lúh na bielenie a odfarbovanie
•
2Cl
2
+ Ca(OH)
2
→ Ca(ClO)
2
+ CaCl
2
+ H
2
O
zmes – chlórové vápno – dezinfekcia
•
chlore
čnany:
•
príprava:
1.
tepelný rozklad chlórnanov
2.
reakcia chlóru s hydroxidom alkalického kovu za zvýšenej teploty
3Cl
2
+ 6NaOH
→ NaClO
3
+ 5NaCl + 3H
2
O
ni
čenie buriny
•
chloristany:
•
príprava – pomalý tepelný rozklad chlore
čnanov
4KClO
3
→ 3KClO
4
+ KCl
pyrotechnika
VI.A skupina (prvky p
4
– Chalkogény)
1.
Štruktúra:
•
8
O: [
2
He] 2s
2
2p
4
•
16
S: [
10
Ne] 3s
2
3p
4
•
16
S: [
10
Ne] 3s
↓↑ 3p ↓↑ ↓ ↓
•
16
S*: [
10
Ne] 3s
↓↑ 3p ↓ ↓ ↓ 3d ↓
•
16
S**: [
10
Ne] 3s
↓ 3p ↓ ↓ ↓ 3d ↓ ↓
•
takto – H
2
SO
4
a SF
6
•
34
Se: [
18
Ar] 4s
2
3d
10
4p
4
•
52
Te: [
36
Kr] 5s
2
4d
10
5p
4
•
84
Po: [
54
Xe] 6s
2
4f
14
5d
10
6p
4
•
stabilizácia elektrónovej konfigurácie prebieha:
1.
vytvorením aniónu Y + 2e
-
→ Y
2-
– takto vznikajú iónové zlú
čeniny
2.
vytváranie spolo
čných elektrónových párov – kovalentné zlúčeniny:
Poznámky zo študentského portálu ZONES.SK – Zóny pre každého študenta
www.zones.sk
4
a)
dve jednoduché väzby – H
2
O
b)
jedna dvojitá väzba – O
2
2.
Výskyt:
•
S:
•
elementárna forma
•
sulfidy (galenit PbS, sfalerit ZnS, pyrit FeS
2
, chalkopyrit CuFeS
2
)
•
sírany (Na
2
SO
4
. 10 H
2
O – Glauberova so
ľ, CaSO
4
– sádrovec)
•
sulfán – H
2
S (ten v zemnom a sope
čnom plyne)
•
Se, Te – v prírode vzácne
•
Po – ve
ľmi vzácny kov – v smolinci
3.
Význam:
•
S:
•
významný biogénny prvok (vlasy, rohovina, ...)
•
na lie
čenie kožných chorôb
•
zápalky, vulkanizácia kau
čuku
•
Se – antioxidant, biogénny prvok, na prevenciu proti civiliza
čným chorobám, posilňuje imunitný systém, do
fotobuniek, foto
článkov, na usmerňovanie elektrického prúdu
•
Te – špeciálne zliatiny, polovodi
če, farebné sklá
•
Po – rádioaktívne
4.
Fyzikálne vlastnosti:
•
S:
•
tuhá, žltá látka
•
viaceré kryštálové štruktúry
•
alotropia – v závislosti od vonkajších podmienok (T, p) sa prvok vyskytuje vo viacerých kryštalických
štruktúrach
•
alotropické modifikácie – rôzny vzh
ľad, štruktúra, veľkosť
•
2 alotropické modifikácie:
1.
kosoštvorcová = rombická =
α-síra
2.
jednoklonná = monoklinická =
β-síra
•
teplota premeny = 96 ˚C
•
základná štruktúrna jednotka molekuly – S
8
:
1.
2.
•
v kosoštvorcovej AM sú iba 2. a tie do seba zapadajú ⇒ vyššia hustota
•
v jednoklonnej AM sa striedajú 1. a 2. (2., 1., 2., 1., ...)
•
amorfné formy síry:
•
plastická síra – vzniká prudkým ochladením roztavenej síry, je mäkká, dá sa miesi
ť a vyťahovať do
tvaru vlákien, nie je stála a tvrdne (otváranie prstencov S
8
)
•
sírny kvet – jemný prášok, vzniká ochladením pár vriacej síry; prstence S
8
sa neotvárajú
•
Se, Te, Po:
•
tuhé látky
•
s rastúcim protónovým
číslom stúpa kovový charakter
5.
Chemické vlastnosti:
•
zlú
čeniny síry:
•
sulfán (sírovodík) H
2
S:
Poznámky zo študentského portálu ZONES.SK – Zóny pre každého študenta
www.zones.sk
5
•
bezfarebný, jedovatý, smrad
ľavý plyn (ako skazené vajcia)
•
málo rozpustný vo vode
•
Kippov prístroj – FeS + 2HCl
→ H
2
S + FeCl
2
– laboratórna príprava sírovodíka
•
zavedením do vody získavame slabú dvojsýtnu kyselinu sulfánovú (H
2
S), ktorá má dva druhy solí:
•
S
2-
– sulfidy
•
HS
-
– hydrogénsulfidy
•
má iba reduk
čné účinky
•
kyslíkaté zlú
čeniny (IV, VI):
•
oxid siri
čitý SO
2
:
•
bezfarebný, jedovatý plyn, ktorý dráždi dýchacie cesty
•
vzniká z neho kyslý dáž
ď (rastliny, budovy)
•
oxida
čné i redukčné účinky:
2SO
2
+ O
2
→ 2SO
3
– reduk
čné vlastnosti SO
2
SO
2
+ 2H
2
S
→ 3S + 2H
2
O – oxida
čné vlastnosti SO
2
, reduk
čné vlastnosti H
2
S
•
zavedením SO
2
do vody vzniká slabá dvojsýtna kyselina siri
čitá H
2
SO
3
, ktorá má dva druhy solí:
•
SO
3
2-
– siri
čitany
•
HSO
3
-
– hydrogénsiri
čitany
•
SO
2
+ O
2
→ SO
3
(bezfarebný, jedovatý plyn, ktorý leptá dýchacie cesty)
•
kyselina sírová:
•
SO
3
+ H
2
O
→ H
2
SO
4
•
silná dvojsýtna kyselina (až 98%)
•
hydrolýza H
2
SO
4
:
H
2
SO
4
+ H
2
O
→ HSO
4
-
+ H
3
O
+
HSO
4
-
+ H
2
O
→ SO
4
2-
+ H
3
O
+
•
bezfarebná kvapalina, silne hygroskopická
•
s vodou sa mieša v každom pomere, pri
čom dochádza k zohrievaniu zmesi ⇒ lejeme kyselinu do
vody a nie opačne
•
dehydrata
čné účinky, leptá pokožku
•
silné oxida
čné účinky:
H
2
SO
4
(konc.) + Cu
→ CuO + SO
2
+ H
2
O
H
2
SO
4
(konc.) + CuO
→ CuSO
4
+ H
2
O
H
2
SO
4
(zried.)+ Cu
→ nereaguje
•
najdôležitejšia svetová chemikália
•
používa sa:
•
na výrobu priemyselných hnojív (superfosfát)
•
na výrobu syntetických vlákien – viskózový hodváb
•
na plnenie akumulátorov
•
na výrobu lie
čiv, farbív, výbušnín
•
soli:
•
SO
4
2-
– sírany
•
HSO
4
-
– hydrogénsírany
•
CaSO
4
. 2H
2
O - sadrovec
•
CaSO
4
. ½H
2
O - sadra
•
BaSO
4
– baryt
•
...
V.A skupina (prvky p
3
)
•
7
N,
15
P,
33
As,
51
Sb,
83
Bi
stúpa Z, klesá elektronegativita, pribúdajú kovové vlastnosti (2 nekovy, 2 polokovy, 1 kov)
•
ns
2
np
3
⇒ 5 e
-
•
do stabilnej konfigurácie chýbajú 3 e
-
:
a)
X
3-
→ nitridy (N
3-
), fosfidy (P
3-
) – Na
3
N, Na
3
P – energeticky nevýhodné ⇒ väzby majú kovalentný charakter
b)
kovalentné zlú
čeniny – najčastejšie
Poznámky zo študentského portálu ZONES.SK – Zóny pre každého študenta
www.zones.sk
6
c)
so vzrastajúcim protónovým
číslom klesá stabilita pri OČ 5 a stúpa pri OČ 3
•
výskyt v prírode:
•
N:
•
vo
ľne – N
2
(
N
≡
N
) – 78 % vzduchu
•
plyn bez farby a zápachu
•
NaNO
3
–
čílsky liadok – kedysi – jediný zdroj na výrobu HNO
3
•
biogénny prvok (bielkoviny)
•
P:
•
apatity – Ca
5
(PO
4
)
3
(F, Cl)
•
biogénny prvok (kosti, nukleové kyseliny)
•
As, Sb, Bi – nachádzajú sa v prírode
•
zlú
čeniny:
•
dusík:
•
bezkyslíkaté zlú
čeniny:
•
NH
3
:
•
zásaditý charakter
•
NH
3
+ H
→ NH
4
+
(akceptornodonorná väzba) – vznik amónneho katiónu
•
bezfarebný plyn, zápach, molekuly sa medzi sebou a tiež s vodou môžu spája
ť vodíkovými
väzbami (slabé väzby – až nieko
ľko 100-krát) ⇒ výborná rozpustnosť vo vode
•
oxida
čné vlastnosti:
•
NH
3
+ HCl
→ NH
4
Cl (salmiak, tiež výborne rozpustný v H
2
O)
•
NH
3
+ H
2
O
→ NH
4
OH
•
výroba HNO
3
:
•
N
2
+ 3H
2
→ 2NH
3
•
4NH
3
+ 5O
2
→ 4NO + 6H
2
O
•
2NO + O
2
→ 2NO
2
•
2NO
2
+ H
2
O
→ HNO
3
+ HNO
2
•
dusík získame z atmosféry frak
čnou destiláciou (nasávanie, filtrácia, skvapalnenie, destilácia
vzduchu) a vodík získame z vody alebo vodného plynu
•
kedysi – 2NaNO
3
+ H
2
SO
4
→ 2HNO
3
+ Na
2
SO
4
•
používa sa na výrobu priemyselných hnojív, farbív, chladiacich látok
•
kyslíkaté zlú
čeniny:
•
oxidy:
•
N
2
O – rajský plyn
•
NO, N
2
O – výroba HNO
3
•
N
2
O
3
, N
2
O
5
•
exhaláty
•
HNO
3
:
•
bezfarebná kvapalina, silné oxida
čné účinky, silná kyselina
•
Cu + 4HNO
3
→ Cu(NO
3
)
2
+ 2NO
2
(najprv NO, ktorý sa s O
2
zlú
či na NO
2
) + 2H
2
O
•
4Zn + 10HNO
3
→ 4Zn(NO
3
)
2
+ NH
4
NO
3
+ 3H
2
O
•
niektoré kovy (Fe, Al, Cr) pasivuje (vytvorí sa vrstvi
čka oxidu, ktorá už nepustí kyselinu ďalej)
•
lú
čavka kráľovská (HCl : HNO
3
= 3 : 1) rozpúš
ťa aj Au a Pt
•
HNO
3
+ H
2
O
→ NO
3
-
+ H
3
O
+
•
iba jedny soli – dusi
čnany (NO
3
-
)
•
fosfor:
•
3 alotropné modifikácie:
•
biely fosfor – P
4
•
červený fosfor - P
n
•
čierny fosfor - P
n
; sie
ťová štruktúra
•
najreaktívnejší – P
4
– samozápalný, držíme ho vo vode
•
bezkyslíkaté zlú
čeniny:
•
PH
3
– fosfán
•
kyslíkaté zlú
čeniny:
Poznámky zo študentského portálu ZONES.SK – Zóny pre každého študenta
www.zones.sk
7
•
P
4
+ 5O
2
→ P
4
O
6
+ 2O
2
→ P
4
O
10
•
P
4
O
10
(biela kryštalická hygroskopická látka)
•
P
2
O
5
+ 3H
2
O
→ H
3
PO
4
•
H
3
PO
4
:
•
stredne silná
•
pri bežnej teplote nemá oxida
čné účinky, pasivuje väčšinu kovov (aj zriedená)
•
zahrievanie – vznik polykyselín – kyseliny H
4
P
2
O
7
až kyselín polyfosfore
čných – (HPO
3
)
n
•
3 rady solí – H
2
PO
4
-
,HPO
4
2-
PO
4
3-
•
hnojivá
IV.A skupina (prvky p
2
)
•
6
C,
14
Si,
32
Ge,
50
Sn,
82
Pb
•
nekov, polokov, polokov, kov, kov
•
ns
2
np
2
•
C:
•
výskyt:
•
biogénny prvok – štruktúrny prvok všetkých organických zlú
čenín
•
vo vzduchu
•
uhlie (hnedé – 70 %,
čierne – 80 %, antracit – 90 %)
•
rašelina – 50 %
•
alotropné modifikácie:
•
tuha (šedo
čierna, vodič ⇒ kovové väzby, najreaktívnejšia)
•
diamant (
číry, nevodič ⇒ kovalentné väzby, kubická štruktúra, stupeň tvrdosti 10)
•
fullerén (C
60
)
•
zlú
čeniny:
•
skoro všetky sú organické, až na CO, CO
2
, H
2
CO
3
, soli H
2
CO
3
, CS
2
•
CO:
•
vzniká pri nedokonalom spa
ľovaní (nedostatok kyslíka)
•
2C + O
2
→ 2CO
•
jedovatý plyn, ve
ľmi reaktívny, silné redukčné účinky – Fe
2
O
3
+ 3CO
→ 2Fe + 3CO
2
•
jedovatos
ť:
•
namiesto kyslíka viaže hemoglobín CO a tak zabra
ňuje prístupu kyslíka do tela → smrť
•
CO + hemoglobín
→ karbonylhemoglobín
•
O
2
+ hemoglobín
→ oxyhemoglobín
•
nachádza sa vo výfukových plynoch
•
CO
2
:
•
nedýchate
ľný bezfarebný plyn, slabé oxidačné účinky
•
C + O
2
→ CO
2
(medzikrok – 2CO + O
2
→ 2CO
2
)
•
v pivniciach ⇒ ochrana – nosenie svie
čky (keď zhasne, treba zdrhnúť)
•
vzniká vydychovaním, pri rozklade uhli
čitanov:
•
CaCO
3
+ 2HCl
→ CaCl
2
+ H
2
O + CO
2
•
H
2
CO
3
:
•
slabá dvojsýtna kyselina
•
vzniká rozpúš
ťaním CO
2
vo vode (H
2
O + CO
2
→ H
2
CO
3
)
•
soli:
•
HCO
3
-
- hydrogénuhli
čitany:
•
vo vode rozpustné
•
tepelný rozklad hygrogénuhli
čitanov alkalických kovov vznikajú uhličitany (2NaHCO
3
(sóda
bikarbóna)
→ Na
2
CO
3
(sóda) + H
2
O + CO
2
)
Poznámky zo študentského portálu ZONES.SK – Zóny pre každého študenta
www.zones.sk
8
•
sóda bikarbóna – zásada – na trávenie
•
sóda – zmäk
čovanie vody
•
NaHCO
3
sa používa v potravinárstve a lekárstve
•
CO
3
2-
- uhli
čitany:
•
až na uhli
čitany alkalických kovov nerozpustné vo vode
•
rozkladajú sa pôsobením kyselín a zahrievaním
•
CaCO
3
je základnou látkou na výrobu páleného vápna (CaO – stavebný materiál)
•
z Na
2
CO
3
(sóda) sa vyrába vä
čšina sodných solí
•
CaCO
3
+ CO
2
+ H
2
O
→ Ca(HCO
3
)
2
– podstata vzniku krasových útvarov, prechodnej tvrdosti
vody
•
Si:
•
elementárny – i ke
ď má štruktúru podobnú diamantu, je tmavá a krehká synteticky vyrobená látka (väzby Si – Si sú
slabšie ako väzby C – C)
•
bezkyslíkaté zlú
čeniny:
•
s vodíkom – silán – SiH
4
•
s halogénmi – halogenidy kremi
čité – SiX
4
•
SiF
4
+ 2HF
→ H
2
SiF
6
(kyselina hexafluorokremi
čitá)
•
s kovmi – silicidy
•
kyslíkaté zlú
čeniny:
•
silné väzby medzi Si a O ⇒ základná jednotka štruktúry kyslíkatých zlú
čenín – tetraéder SiO
4
(kremík vnútri
štvorstenu)
•
SiO
2
:
•
pevná
ťažko taviteľná látka
•
3 alotropné modifikácie:
•
kreme
ň:
•
číry – krištáľ
•
fialový – ametyst, hnedý – záhneda, žltý – citrín, ružový – ruženín,
červený – karneol, achát
→ polodrahokamy
•
tridymit (pri 870 °C)
•
kristobalit (pri 1470 °C)
•
jedna z najstálejších zlú
čenín kremíka (rozpúšťa sa v HF ⇒ HF sa nenosí v sklenených nádobách)
•
H
4
SiO
4
:
•
SiF
4
+ 4H
2
O
→ H
4
SiO
4
+ 4HF
•
ak stojí, stráca vodu (vzniká sól, potom gél a nakoniec silikogél)
•
rozpustné kremi
čitany vznikajú: SiO
2
+ MOH
→ M
2
SiO
3
+ H
2
O (M – metal)
•
hlinitokremi
čitany – vznikajú nahradením niektorých atómov kremíka v štruktúre kremičitanov atómami
hliníka (najvýznamnejšie – zeolity a živce (
→ kaolinit → kaolín → porcelán); hlinitokremičitan vápenatý –
hlavná zložka cementov)
•
pod
ľa stupňa prepojenia tetraédrov SiO
4
ich rozde
ľujeme na kremičitany s ostrovčekovitou, vrstevnatou a
re
ťazcovou štruktúrou
•
sklo:
•
Na
2
O . CaO . 6SiO
2
– tabu
ľové, fľaškové
•
draselné (K
2
O namiesto Na
2
O) – tepelne odolné
•
chemické – obsahuje B
2
O
3
•
olovnaté – optické prístroje
•
farebné – obsahujú Co, Cu alebo Cr)
III.A skupina (prvky p
1
)
•
5
B,
13
Al,
31
Ga,
49
In,
81
Tl
•
nekov, 4 x kov
•
ns
2
np
1
•
výskyt:
•
nevyskytujú sa vo
ľne
•
B – borax – Na
2
[B
4
O
5
(OH)
4
] . 8 H
2
O
Poznámky zo študentského portálu ZONES.SK – Zóny pre každého študenta
www.zones.sk
9
•
Al – bauxit – Al
2
O
3
. nH
2
O
•
Ga, In, Tl – zriedkavé
•
väzby:
•
B – kovalentné
•
Al – kovalentné, iónové (menšia stabilita iónových väzieb)
•
Ga, In, Tl – kovové
•
III, I
•
bór:
•
typicky nekovový charakter
•
bezkyslíkaté zlú
čeniny:
•
bórany (s vodíkom) – delokalizácia väzieb (rozložené medzi atómami) – diborán B
2
H
6
•
halogenidy bórité – BX
3
•
trojväzbový (vzbudený stav)
•
BF
4
-
- akceptorno-donorná väzba
•
kyslíkaté zlú
čeniny:
•
H
3
BO
3
•
HBO
2
•
borax – výroba keramiky, riadu
•
Al:
•
ľahký kov (nízka hustota)
•
korózia prebieha len po vytvorenie vonkajšej vrstvy Al
2
O
3
(na vlhkom vzduchu je Al
2
O
3
hydratovaný)
•
zahrievanie na vzduchu - 4Al + 3O
2
→ 2Al
2
O
3
– exotermická reakcia
•
používa sa na vyredukovanie kovov (tam, kde nefunguje C alebo CO): Cr
2
O
3
+ 2Al
→ Al
2
O
3
+ 2Cr
(aluminotermia)
•
výroba – z bauxitu elektrolýzou (u nás – Žiar nad Hronom – na zníženie teploty topenia sa pridáva kryolit
(Na
3
AlF
6
), ktorý má zhubné ú
činky
•
bezkyslíkaté zlú
čeniny – AlX
3
, [AlF
6
]
3-
- tento ión – využitie 3d vrstvy na prijatie elektrónových párov
•
amfoterný charakter (reaguje aj s kyselinami (Al
2
O
3
+ H
2
SO
4
→ Al
2
(SO
4
)
3
+ H
2
O) aj s hydroxidmi (vznik
komplexu)
•
použitie – automobilový, letecký, keramický (kaolinit; najkvalitnejšia hlina – porcelán) priemysel, úžitkové
príbory, obalový materiál
•
polodrahokamy (odrody Al
2
O
3
v prírode):
•
korund – bezfarebný
•
rubín –
červený
•
zafír – modrý
•
drahokamy (3BeO . Al
2
O
3
. 6 SiO
2
):
•
smaragd – zelený
•
aquamarín – modrozelený
Prvky d
•
I.B – VIII.B skupina
•
ns
2
(n-1)d
1-10
•
prechodné
•
sú to kovy ⇒ spolo
čné vlastnosti:
1.
Majú malé atómové polomery, sú pevné,
ťažké, majú vysokú elektronegativitu, vysoké teploty topenia a varu.
2.
Majú v zlú
čeninách väčšinou rôzne oxidačné čísla (využitie niektorých elektrónov z d-orbitálu); výnimka – Zn, Cd,
Hg, lebo majú uzavretú konfiguráciu (n-1)d
10
elektrónov, ktoré sa len málo podie
ľajú na väzbách.
3.
Ich zlú
čeniny a ióny sú farebné (až na ióny s prázdnymi d-orbitálmi alebo celkom zaplnenými d-orbitálmi).
4.
Mnohé z nich sú známymi katalyzátormi.
5.
Tvoria koordina
čné zlúčeniny
•
výroba Zn: ZnS (sfalerit) + 3O
2
→ 2ZnO + 2SO
2
; ZnO + C
→ Zn + CO
Koordina
čné (komplexné) zlúčeniny
•
koordina
čná (komplexná) zlúčenina je taká, ktorá obsahuje centrálny atóm (d-prvok), na ktorý sa akceptorno-donornými
väzbami viažu ligandy
•
ligand:
•
z latinského ligano – viaza
ť sa
Poznámky zo študentského portálu ZONES.SK – Zóny pre každého študenta
www.zones.sk
10
•
je to ión alebo molekula, ktorá obsahuje atóm s neväzbovými elektrónovými pármi
Zloženie
Názov
Ligand
Cl
-
chlorid
chloro
B
-
bromid
bromo
F
-
fluorid
fluoro
I
-
jodid
jodo
SO
4
2-
síran
sulfáto
NO
3
-
dusi
čnan
nitráto
NO
2
-
dusitan
nitrito (nitro)
OH
-
hydroxid
hydroxo
H
-
hydrid
hydrido
CN
-
kyanid
kyano
H
2
O
voda
akva
NH
3
amoniak
ammin
CO
oxid uho
ľnatý karbonyl
NO
oxid dusnatý
nitrozyl
•
príklady:
•
tetrafluorostriebritan draselný – K [AgF
4
]
•
tetrahydroxozlatitan sodný – Na [Au (OH)
4
]
•
[Cr (H
2
O)
6
] Cl
3
– chlorid hexaakvachromitý
•
[Co (H
2
O) (NH
3
)
5
] Cl
3
– chlorid akva-pentaamminkobaltitý
•
Li [AlH
4
] – tetrahydridohlinitan lítny
•
hexakyanoželeznatan draselný – K
4
[Fe (CN)
6
]
•
K
3
[Fe (CN)
6
] – hexakyanoželezitan draselný
Prvky skupiny železa
•
VIII.B skupina
•
3 triády:
Fe
Co
Ni
Ru
Rh
Pd
Os
Ir
Pt
•
železo:
•
4. najrozšírenejší prvok v prírode
•
biogénny prvok – v hemoglobíne v krvi (prenos kyslíka)
•
základný kov sú
časnej civilizácie
•
neuš
ľachtilý kov
•
čistý je striebrolesklý, ťažký, mäkký
•
feromagnetický
•
korózia – 4Fe + nH
2
O + 3O
2
→ 2Fe
2
O
3
. nH
2
O – pokra
čuje, kým sa celý predmet nerozpadne (lebo ochranná
vrstvi
čka vždy opadne – nie ako pri hliníku)
•
výskyt:
•
železné rudy:
•
oxidy: Fe
2
O
3
. nH
2
O – hnede
ľ, Fe
2
O
3
– krve
ľ (hematit), Fe
3
O
4
(Fe
2
O
3
. FeO) – magnetovec (magnetit):
•
z týchto – výroba surového železa
•
sulfidy: FeS
2
– pyrit, CuFeS
2
– chalkopyrit
•
uhli
čitany: FeCO
3
– ocie
ľok (siderit)
•
výroba:
Fe
2
O
3
+ 3C
→ 2Fe + 3CO
Fe
2
O
3
+ 3CO
→ 2Fe + 3CO
2
•
získané železo – surové – krehké (viac než 1,7 % C)
•
vyrábajú sa z neho:
•
liatiny
•
oce
ľ:
•
skuj
ňovanie železa (zbavovanie uhlíka – pod 1,7 %)
•
kalenie – roztavenie, prudké ochladenie – krehká a tvrdá oce
ľ
Poznámky zo študentského portálu ZONES.SK – Zóny pre každého študenta
www.zones.sk
11
•
popúš
ťanie – pomalé zohrievanie – tvrdá, pružná
•
legované ocele
•
pasivácia – reaguje s niektorými kyselinami iba ak sú zriedené (vytvára sa vrstvi
čka oxidu, ktorý bráni ďalšej
oxidácii)
Prvky skupiny medi
•
I.B skupina
•
29
Cu: [
18
Ar] 3d
10
4s
1
•
47
Ag: [
36
Kr] 4d
10
5s
1
•
79
Au: [
54
Xe] 4f
14
5d
10
6s
1
•
d-elektróny sa podie
ľajú na reakciách (veľmi energeticky blízke s s-orbitálmi) ⇒ aj viac než jednomocné (Cu
+
, Cu
2+
,
Ag
+
, Ag
3+
, Au
3+
)
•
uš
ľachtilé kovy, výborné vodiče (3., 2.a 1. miesto)
•
farebné kovy (me
ď – žltá, striebro – striebrolesklé, zlato – žlté)
•
kujné,
ťažné, vyššie teploty topenia, vyššie hustoty, menšie atómové polomery
•
nereagujú s neoxidujúcimi kyselinami
•
Ag, Cu reagujú s H
2
SO
4
, HNO
3
•
Au reaguje len s lú
čavkou kráľovskou
•
stále kovy, ale Ag a Cu korodujú po vznik ochrannej vrstvi
čky:
•
u Cu vzniká medenka (Cu (OH)
2
. CuCO
3
)
•
Ag + 2H
2
S + O
2
→ 2Ag
2
S + 2H
2
O
•
Cu + 2H
2
SO
4
→ CuSO
4
+ SO
2
+ 2H
2
O
•
3Cu + 8HNO
3
→ 3Cu(NO
3
)
2
+ 2NO + 4H
2
O
•
3Ag + 4HNO
3
→ AgNO
3
+ NO + 2H
2
O
•
využitie:
•
Cu – vodivé drôty, zliatiny
•
Ag – AgCl, AgI, AgBr – fotografický priemysel
•
Au – ve
ľmi cenné, karáty (max. 24)
Prvky skupiny zinku
•
II.B skupina
•
30
Zn: [
18
Ar] 3d
10
4s
2
•
48
Cd: [
36
Kr] 4d
10
5s
2
•
80
Hg: [
54
Xe] 4f
14
5d
10
6s
2
(jediný kvapalný kov)
•
nízke teploty topenia
•
malé polomery, striebrolesklé, neuš
ľachtilé (najreaktívnejší – Zn, ale celkovo neveľmi reaktívne)
•
d-elektróny sa nepodie
ľajú na väzbe (plná konfigurácia
•
ióny – Hg
2+
, Hg
2
2+
•
vytlá
čajú H
2
z kyselín (Zn + H
2
SO
4
→ ZnSO
4
+ H
2
)
•
použitie:
•
Hg – teplomery, elektródy
•
Zn – pozinkovávanie (ochranná vrstva)
•
soli Hg a Cd sú jedovaté (ireverzibilne reagujú s bielkovinami, narušujú ich štruktúru)
Prvky f – lanthanoidy a aktinoidy
•
vnútorne prechodné
•
vä
čšina má oxidačné číslo +3
•
okrem Th, U, Pu a Pa sú všetky umelo pripravené
•
aktinoidy sú všetky rádioaktívne
•
Eu sa používa na výrobu obrazoviek farebných televízorov
•
z lanthanoidov sa vyrábajú lasery a zliatiny
•
Pu, U:
•
urán sa vyrába redukciou UF
4
pomocou hor
číka
•
v prírode sa nachádza ako smolinec U
3
O
8
•
atómové bomby, jadrové elektrárne
Poznámky zo študentského portálu ZONES.SK – Zóny pre každého študenta
www.zones.sk
12
Atómová energia
•
nuklidy používané na jadrové reakcie:
233
U,
235
U,
239
Pu
•
podstata:
•
atóm uránu bombardujú neutróny:
•
n
3
Kr
Ba
n
U
1
0
93
36
140
56
1
0
235
92
+
+
→
+
•
n
2
Xe
Sr
n
U
1
0
133
54
101
38
1
0
235
92
+
+
→
+
•
každý vzniknutý neutrón štiepi
ďalší atóm uránu ⇒ reťazová reakcia
•
pri každom štiepení vzniká aj obrovská energia
•
atómové elektrárne – riadené reakcie – sú tu moderátory, ktoré reakciu ovládajú – deutériová voda D
2
O alebo grafit
•
atómové bomby – neriadené reakcie
Periodický zákon a jeho vzťah k štruktúre a vlastnostiam látok
•
v periodickej sústave prvkov sú prvky usporiadané pod
ľa stúpajúceho protónového čísla
•
sú zoradené do 7 riadkov – periód a do 16 st
ĺpcov – skupín
•
číslo periódy je zhodné s počtom elektrónových vrstiev prvkov v nej
•
číslo skupiny udávam koľko elektrónov sa nachádza na valenčnej vrstve
•
v perióde z
ľava doprava:
•
rastie po
čet valenčných elektrónov
•
klesá atómový polomer
•
rastie ioniza
čná energia
•
rastie elektronegativita
•
klesá kovový charakter
•
klesá reduk
čná schopnosť
•
smerom od
ľavého dolného rohu tabuľky k pravému hornému rohu tabuľky stúpa elektronegativita, ionizačná energia,
nekovový charakter, oxida
čné účinky, kyslosť oxidov a sila kyselín a klesá atómový polomer, zásaditosť, sila báz a
reduk
čné účinky
•
smerom nadol v tabu
ľke rastú redukčné schopnosti a rastú oxidačné schopnosti
•
vpravo – nekovy a vysoká elektronegativita, v
ľavo – kovy
•
ioniza
čná energia je energia potrebná na odtrhnutie elektrónu z atómu (I
1
– neutrálny atóm, I
2
– jednomocný ión)
•
elektrónová afinita je energia, ktorá sa uvo
ľní, keď atóm prijme elektrón
Organická chémia
•
chémia zlú
čenín uhlíka
•
je ich ove
ľa viac než anorganických zlúčenín, lebo atómy uhlíka sa môžu viazať do reťazcov
•
v 18. a 19. storo
čí – teória, že je skupina zlúčenín, ktoré môžu existovať iba v rámci živej sústavy
•
vyvrátená – 1828 – Wöhler – reakcia: NH
4
CNO
→ (NH
4
)
2
CO ⇒ premenil anorganickú zlú
čeninu na organickú
•
naj
častejšie sa v organických zlúčeninách vyskytujú prvky H, C, O, N, S, halogény, ... – biogénne prvky
•
nepatria sem zlú
čeniny uhlíka: CO, CO
2
, H
2
CO
3
, jej soli, HCN, soli, ...
•
sú menej stále než anorganické, viac na ne vplýva prostredie
•
rozpustnos
ť – väčšinou sa nerozpúšťajú v H
2
O, vä
čšina sa rozpúšťa v organických rozpúšťadlách (benzín, benzén, ...),
ktoré sú nepolárne a hydrofóbne
•
vä
čšia kvantita atómov, menej prvkov (aj keď v súčasnosti skoro všetky)
Väzby v organických zlúčeninách
•
kovalentná väzba:
•
tvorená spolo
čným elektrónovým párom
•
jednoduchá väzba –
σ (najväčšia elektrónová hustota je na spojnici jadier)
•
dvojitá väzba – hore
σ, dole π (najväčšia elektrónová hustota je mimo spojnice jadier)
•
trojitá väzba – hore
σ, potom 2 x π
•
väzbovos
ť – počet väzieb, ktoré vychádzajú z atómu v organickej látke
•
uhlík – dvojväzbový iba v CO – ten je kvôli tomu a nestabilný a preto aj nebezpe
čný
•
oby
čajne je štvorväzbový
•
H – 1 väzba
•
O – 2 väzby (H
3
O
+
– 3 väzby)
Poznámky zo študentského portálu ZONES.SK – Zóny pre každého študenta
www.zones.sk
13
•
N – 3 väzby (NH
4
+
– 4 väzby)
•
halové prvky – 1 väzba
•
S – 2, 4, 6 väzieb
Štruktúrna teória
•
Butlerov – zakladate
ľ štruktúrnej teórie, ktorá hovorí, že vlastnosti zlúčenín nezávisia len od zloženia, ale aj od štruktúry
•
koniec 19. st. – Francúz Le Bel a Holan
ďan van’t Hoff nezávisle na sebe objavili, že molekula CH
4
je trojrozmerná –
možno ju umiestni
ť do štvorstenu, v ktorého strede je C a v rohoch sú H
•
základ pre stereochémiu
•
vzorce v organickej chémii:
•
sumárny
•
molekulový
•
racionálny
•
štruktúrny
•
konštitúcia – látky majú rovnaké zloženie, ale sú odlišné svojím usporiadaním a majú teda rozli
čné chemické a fyzikálne
vlastnosti
•
konštitu
čné izoméry – látky s rôznym molekulovým a štruktúrnym vzorcom (napr. etanol a dimetyléter):
Klasifikácia organických zlúčenín
•
pod
ľa reťazca:
1.
nerozvetvené – na žiaden uhlík sa neviažu viac než dva
ďalšie:
a)
nasýtené (alkány) – všetky väzby sú jednoduché – parafíny
b)
nenasýtené (alkény, alkíny, alkadiény, alkatriíny, ...) – majú jednu a viac dvojitých alebo trojitých väzieb –
olefíny
2.
rozvetvené:
a)
nasýtené (alkány)
b)
nenasýtené (alkény, alkíny, alkadiény, alkatriíny, ...)
•
nerozvetvené a rozvetvené majú otvorený re
ťazec
3.
cyklické:
1)
alicyklické:
a)
nasýtené (cykloalkány)
b)
nenasýtené (cykloalkény, cykloalkíny, cykloalkadiény, ...)
2)
aromatické (arény)
•
heterocyklické – obsahujú heteroatóm,
čiže akýkoľvek iný atóm v organickej zlúčenine okrem uhlíka a
vodíka
•
deriváty uh
ľovodíkov vznikajú odvodením od uhľovodíka tým, že nahradíme vodík alebo inú skupinu atómov v
molekule skupinou z heteroatómov (charakteristickou skupinou)
•
uh
ľovodíková väzbová skupina – skupina, ktorá vzniká z uhľovodíka odtrhnutím vodíka
Uhľovodíky
Alkány
•
všeobecný vzorec C
n
H
2n+2
•
názvoslovie nerozvetvených alkánov:
Názov alkánu
Vzorec alkánu
Názov väzbovej skupiny
Vzorec väzbovej skupiny (alkylu)
metán
CH
4
metyl
CH
3
etán
C
2
H
6
etyl
C
2
H
5
H
C
H
H
H
C
H
OH
H
C
H
H
H
C
H
H
O
Poznámky zo študentského portálu ZONES.SK – Zóny pre každého študenta
www.zones.sk
14
propán
C
3
H
8
propyl
C
3
H
7
bután
C
4
H
10
butyl
C
4
H
9
pentán
C
5
H
12
pentyl
C
5
H
11
hexán
C
6
H
14
hexyl
C
6
H
13
heptán
C
7
H
16
heptyl
C
7
H
15
oktán
C
8
H
18
oktyl
C
8
H
17
nonán
C
9
H
20
nonyl
C
9
H
19
dekán
C
10
H
22
dekyl
C
10
H
21
undekán
C
11
H
24
undekyl
C
11
H
23
dodekán
C
12
H
26
dodekyl
C
12
H
25
tridekán
C
13
H
28
tridekyl
C
13
H
27
•
20 – ikozán; 21 – henikozán; 22 – doikozán; 30 – triakontán; 31 – heniakontán
•
100 – hektán
•
väzbové skupiny od propylu majú dva a viac rôznych izomérov (vo
ľná väzba môže ísť z okrajového atómu alebo z
vnútorného) ⇒ musíme ich rozlišova
ť (napr. propyl – väzba ide z okrajového atómu, izopropyl – väzba ide z
vnútorného atómu)
•
názvoslovie rozvetvených alkánov:
1.
nájdeme najdlhší priamy uhlíkový re
ťazec
2.
nájdený re
ťazec očíslujeme tak, aby uhlík so substinentom mal čo najmenšie číslo
3.
pomenujeme vzorec
•
Pr.:
•
re
ťazec v obdĺžniku je najdlhší a očíslovaný tak, aby uhlíky so substinentmi mali čo najmenšie číslo
•
názov je teda:
3, 3, 6-trimetyl-4-etyl-5-propylnonán
•
musíme ho však ešte usporiada
ť podľa abecedy (podčiarknuté písmená):
4-etyl-3, 3, 6-trimetyl-5-propylnonán
Alkény
•
uh
ľovodíky s otvoreným reťazcom, ktorý môže byť priamy alebo rozvetvený, ale je v ňom dvojitá väzba
•
všeobecný vzorec – C
n
H
2n
•
názvoslovie:
1.
nájdeme najdlhší uhlíkový re
ťazec, ktorý obsahuje násobnú väzbu
2.
o
číslujeme ho tak, aby uhlík, z ktorého vychádza násobná väzba mal čo najmenšie číslo
3.
pomenujeme vzorec
•
väzbové skupiny:
•
propyl môže vyzera
ť rôzne:
1.
– CH
2
– CH
2
– CH
3
= propyl
2.
CH
3
– CH – CH
3
= izopropyl
•
zvyšok po eténe – etenyl (triviálne vinyl): – CH = CH
2
•
zvyšok po propéne s väzbou vychádzajúcou z krajného atómu bez dvojitej väzby – alyl: CH
2
= CH – CH
2
–
Molekulový
Racionálny vzorec
Názov
Názov
CH
3
CH
2
CH
C
CH
CH
CH
2
CH
2
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
CH
2
CH
3
CH
2
CH
2
CH
3
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Poznámky zo študentského portálu ZONES.SK – Zóny pre každého študenta
www.zones.sk
15
vzorec
(staré názvoslovie)
(nové názvoslovie)
C
2
H
4
H
2
C = CH
2
etén (etylén)
etén
C
3
H
6
H
2
C = CH – CH
3
propén
propén
C
4
H
8
H
2
C = CH – CH
2
– CH
3
1-butén
but-1-én
C
4
H
8
H
3
C – CH = CH – CH
3
2-butén
but-2-én
C
5
H
10
H
2
C = CH – CH
2
– CH
2
– CH
3
1-pentén
pent-1-én
C
5
H
10
H
3
C – CH = CH – CH
2
– CH
3
2-pentén
pent-2-én
C
8
H
16
2-etyl-3-metyl-1-
pentén
2-etyl-3-metylpent-
1-én
C
9
H
18
2, 6-dimetyl-3-heptén
2, 6-dimetylhept-3-
én
C
15
H
24
5-alyl-4-vinyl-2, 6-
dekadién
5-alyl-4-vinyldeka-
2, 6-dién
•
ozna
čenie atómov uhlíka podľa toho, s koľkými atómami uhlíka sa viaže:
•
neviaže sa so žiadnym atómom uhlíka
→ nulárny uhlík (C
0
)
•
viaže sa s jedným atómom uhlíka
→ primárny uhlík (C
1
)
•
viaže sa s dvoma atómami uhlíka
→ sekundárny uhlík (C
2
)
•
viaže sa s troma atómami uhlíka
→ terciárny uhlík (C
3
)
•
viaže sa so štyrmi atómami uhlíka
→ kvartérny uhlík (C
4
)
Alkíny
•
uh
ľovodík pomenúvame podľa jednoduchšej väzby (ak sú v ňom aj trojité aj dvojité väzby, pomenúvame ho podľa
dvojitej)
•
všeobecný vzorec – C
n
H
2n-2
Molekulový
vzorec
Racionálny vzorec
Názov
(staré názvoslovie)
Názov
(nové názvoslovie)
C
2
H
2
CH
≡ CH
etín (acetylén)
etín (acetylén)
C
3
H
4
CH
≡ C – CH
3
propín
propín
C
4
H
6
CH
≡ C – CH
2
– CH
3
1-butín
but-1-ín
C
4
H
6
CH
3
– C
≡ C – CH
3
2-butín
but-2-ín
C
5
H
8
CH
≡ C – CH
2
– CH
2
– CH
3
1-pentín
pent-1-ín
C
5
H
8
CH
3
– C
≡ C – CH
2
– CH
3
2-pentín
pent-2-ín
C
13
H
20
3-etyl-6, 6-metyl-3-vinyl-1-
heptén-4-ín
3-etyl-6, 6-metyl-3-vinylhept-1-
én-4-ín
2
CH
2
1
CH
3
CH
C
CH
2
CH
3
CH
2
CH
3
3
4
5
CH
3
CH
CH
CH
CH
2
CH
CH
3
CH
3
CH
3
1
2
3
4
5
6
7
1
2
3
4
5
6
7
CH = CH
2
CH
2
– CH = CH
2
CH
3
– CH = CH – CH – CH – CH = CH – CH
2
– CH
2
– CH
3
8
9
10
1
2
3
4
5
6
7
CH = CH
2
CH
3
– C – C
≡ C – C – CH
2
– CH
3
CH = CH
2
CH
3
CH
3
Poznámky zo študentského portálu ZONES.SK – Zóny pre každého študenta
www.zones.sk
16
Reak
čné schémy a základné typy chemických reakcií v organickej chémii
•
C
B
A
)
(eliminuje
odštiepi
sa
ktorá
látka,
alebo
prebieha
reakcia
ktorej
za
tlak,
a
teplota
píše
sa
sem
reagujú
reaktanty
ktorou
s
látka,
alebo
r
katalyzáto
píše
sa
sem
→
+
1.
Adícia:
•
zaniká násobná väzba a pripája sa
ďalšia skupina
•
adícia = pripojenie
•
CH
2
= CH
2
+ Cl
2
→ CH
2
Cl – CH
2
Cl
•
etén reaguje s chlórom za vzniku 1,2-dichlóretánu
2.
Eliminácia:
•
opak adície – vzniká násobná väzba
•
CH
3
– CH – CH
2
– CH
2
– CH
3
O
H
PO
H
2
4
3
−
→
CH
3
– CH = CH – CH
2
– CH
3
•
z 2-pentanolu sa za prítomnosti H
3
PO
4
odštiepi H
2
O a vzniká pen-2-tén
3.
Substitúcia:
•
CH
3
I + OH
–
→ CH
3
OH + I
–
(z jódmetánu vzniká metanol)
•
výmena
4.
Prešmyk:
•
CH
3
– CH
2
– CH
2
– CH
3
→
RCl
;
AlCl
bezvodý
3
CH
3
– CH – CH
3
•
z butánu vzniká 2-metylpropán
•
sumárne vzorce na obidvoch stranách rovnice sa rovnajú
5.
Oxidácia a redukcia:
•
oxidácia:
•
látka získava kyslík (oxygenácia) alebo stráca vodík (dehydrogenácia)
•
oxygenácia:
•
CH
3
– CH = CH – CH
3
O
H
KMnO
2
4
→
CH
3
– CH – CH – CH
3
•
but-2-én reaguje za prítomnosti vodného roztoku KMnO
4
na 2,3-butadiol
•
dehydrogenácia:
•
CH
3
– CH
2
– CH
3
→
2
O
CO
2
+ H
2
O
•
horenie propánu
•
redukcia:
•
látka získava vodík (hydrogenácia) alebo stráca kyslík (deoxygenácia)
•
deoxygenácia – príklad z eliminácie
•
hydrogenácia:
•
CH
3
– CH = CH
2
→
/Pd
H
2
CH
3
– CH
2
– CH
3
•
propén reaguje s H
2
za prítomnosti paládia a za vzniku propánu
Cykloalká/é/íny
•
nasýtené uh
ľovodíky s uzavretým reťazcom
•
všeobecný vzorec: C
n
H
2n
/C
n
H
2n-2
/C
n
H
2n-4
•
treba najmenej tri uhlíky, aby mohol vzniknú
ť cykloalká/é/ín
•
cyklopropán a cyklobután majú dvojrozmerné molekuly, ostatné sú trojrozmerné, avšak pre jednoduchos
ť píšeme
vzorce stále ako dvojrozmerné pravidelné n-uholníky
•
v racionálnych a štruktúrnych vzorcoch môžeme vynecha
ť vodíky
Molekulový vzorec
Racionálny vzorec
Názov
(staré názvoslovie)
Názov
(nové názvoslovie)
OH
CH
3
OH
OH
Poznámky zo študentského portálu ZONES.SK – Zóny pre každého študenta
www.zones.sk
17
C
3
H
6
cyklopropán
cyklopropán
C
4
H
8
cyklobutén
cyklobutén
C
5
H
10
cyklopentán
cyklopentán
C
6
H
12
cyklohexán
cyklohexán
C
7
H
12
3-metylcyklohexén
3-metylcyklohexén
Fyzikálne vlastnosti alkánov a cykloalkánov
•
skupenstvo:
•
alkány – plyny: 1. – 4.(CH
4
– bioplyn, zemný plyn, v atmosfére planét); kvapaliny: 5. – 16. (narúšajú steny p
ľúc →
smr
ť); pevné: 17. – ? (rúže, balzamy na pery)
•
cykloalkány – plyny: 3. – 4.; kvapaliny: 4. – ? (cyklohexán – z ropy sa vyrába, na plasty)
•
nerozpustné vo vode
•
rozpustné v organických zlú
čeninách
•
menšia hustota než hustota vody
•
konformácia:
•
rotácia okolo jednoduchej väzby
•
etán:
•
zákrytová (vodíky sú v zákryte)
•
zošikmená (zákrytová posunutá o 60˚) – stabilnejšia, lebo sú vä
čšie vzdialenosti medzi vodíkmi ⇒ menšie
odpudivé sily
•
cyklohexán:
•
stoli
čková (stabilnejšia – väčšie vzdialenosti)
•
vani
čková
Činidlá v organickej chémii
•
činidlo je jednoduchá látka (väčšinou anorganická), ktorá reaguje s organickou látkou a vyvoláva zánik väzby
•
činidlá sa delia na homolytické a heterolytické
•
homolýza:
•
A – B
→ A
•
+ B
•
•
vznikajú radikály,
čiže veľmi reaktívne častice s nespáreným(i) elektrón(mi), ktoré existujú veľmi krátko
CH
3
Poznámky zo študentského portálu ZONES.SK – Zóny pre každého študenta
www.zones.sk
18
•
radikály sú homolytické
činidlá (CH
3
•
, Br
•
)
•
heterolýza:
•
A – B
→ A
+
+ B|
–
•
A – B
→ A|
–
+ B
+
•
heterolytické
činidlá tvoria ióny a polárne molekuly a delia sa na:
1.
nukleofilné – pri
ťahujú sa ku kladnému náboju ⇒ sú to anióny a polárne molekuly s voľným elektrónovým
párom (OH
–
, |NH
3
, CH
3
O
–
, CH
3
–
O
– H, CH
3
–
)
2.
elektrofilné – pri
ťahujú sa ku zápornému náboju ⇒ sú to katióny (Cl
+
, SO
3
H
+
, CH
3
+
)
Chemické vlastnosti alkánov a cykloalkánov
•
zánik väzby medzi uhlíkmi je homolytický ⇒ vznikajú radikály
•
typické chemické reakcie:
1.
radikálové substitúcie (S
R
):
•
CH
4
→ CH
3
•
+ H
•
•
chlorácia metánu:
•
CH
4
+ Cl
2
→ CH
3
Cl + HCl – do prvého stup
ňa – vznik chlórmetánu (alebo metylchloridu)
•
CH
3
Cl + Cl
2
→ CH
2
Cl
2
+ HCl – do druhého stup
ňa – vznik dichlórmetánu
•
CH
2
Cl
2
+ Cl
2
→ CHCl
3
+ HCl – do tretieho stup
ňa – vznik trichlórmetánu
•
CHCl
3
+ Cl
2
→ CCl
4
+ HCl – do štvrtého stup
ňa – vznik tetrachlórmetánu (alebo chloridu uhličitého)
•
mechanizmus chlorácie:
1.
iniciácia (za
čatie) – Cl
2
→
UV
2 Cl
•
2.
propagácia (rozširovanie):
•
Cl
•
+ CH
4
→ H
•
+ CH
3
•
+ Cl
•
→ HCl + CH
3
•
•
CH
3
•
+ Cl
2
→ CH
3
Cl + Cl
•
3.
terminácia (ukon
čenie) – pospájanie radikálov (vzniká hlavne CH
3
Cl, ale aj Cl
2
a CH
4
)
2.
oxidácia:
a)
horenie – svetlo, teplo; produkty – H
2
O a CO
2
b)
kontrolovaná pomocou oxida
čných činidiel – vznikajú alkoholy, karbonylové zlúčeniny a karboxylové
kyseliny
•
dehydrogenácia (strata vodíka), redukcia je hydrogenácia (pribúdanie vodíka)
3.
elimina
čné reakcie – dehydrogenácia – napr. CH
3
– CH
3
teplota
zvýšená
kovov
oxidy
→
CH
2
= CH
2
+ H
2
4.
sulfochlorácia: R – CH
2
– H + Cl
2
+ SO
2
→ R – CH
2
– SO
2
– Cl + HCl (pracie prášky)
•
výskyt CH
4
– zemný plyn, banský plyn (z hnedého uhlia), bahenný plyn (kvasenie celulózy), bioplyn
•
výskyt cyklohexánu – ropa
Fyzikálne a chemické vlastnosti alkénov
•
fyzikálnymi vlastnos
ťami sa podobajú alkánom, ale chemicky sa od nich líšia
•
majú jednu dvojitú väzbu, ktorá sa skladá z väzby
σ
a z väzby
π
⇒ skladá sa zo štyroch elektrónov
•
elektróny väzby
σ
sa nachádzajú medzi stredmi uhlíkových atómov, kým dva elektróny väzby
π
sa nachádzajú v
priestore okolo väzby
σ
:
•
väzba
σ
je pevnejšia než väzba
π
, preto pri reakciách zaniká práve väzba
π
•
všetky väzby vychádzajúce z uhlíkových atómov spojených dvojitou väzbou ležia v jednej rovine a zvierajú uhol 120°
•
z rovinného usporiadania molekuly etylénu vyplýva, že zámenou vodíkového atómu na každom z uhlíkových atómov,
napr. metylovou skupinou, vzniknú v tomto prípade dva izoméry 2-buténu, ktoré majú síce rovnakú konštitúciu, ale líšia
sa priestorovým usporiadaním molekúl,
čiže priestorovou konfiguráciou ⇒ sú to priestorové (geometrické) izoméry,
čiže stereoizoméry, ktoré sa označujú ako izoméry cis a trans
H
H
C
H
H
väzba
π
väzba
π
väzba
σ
C
CH
3
H
C
CH
3
H
C
CH
3
H
C
CH
3
H
C
obr. (v
ľavo cis-2-butén, vpravo trans-2-butén)
Poznámky zo študentského portálu ZONES.SK – Zóny pre každého študenta
www.zones.sk
19
•
adície brómu:
•
CH
2
= CH
2
+ Br
2
→
•
využíva sa ako dôkaz dvojitej väzby (pri alkínoch aj trojitej)
•
CH
2
= CH – CH
3
+ Br
2
→
(vzniká 1, 2-dibrómpropán)
•
adície halogénvodíkov:
•
CH
2
= CH
2
+ HCl
→
(vzniká chlóretán)
•
Markovnikovovo pravidlo – pri polárnych
činidlách typu H – Y sa kladnejšia časť činidla (pri halogénvodíkoch je
to vodík) pripája na uhlíkový atóm dvojitej väzby s vä
čším počtom vodíkových atómov, kým zápornejšia časť
činidla (pri halogénvodíkoch je to halogén) na uhlíkový atóm dvojitej väzby s menším počtom vodíkových atómov
•
CH
2
= CH – CH
2
– CH
3
+ HCl
→
(vzniká 2-chlórbután; pod
ľa Markovnikovho
pravidla nemôže vzniknú
ť 1-chlórbután)
•
adícia vody:
•
v kyslom prostredí (H
2
SO
4
alebo H
3
PO
4
)
•
CH
2
= CH
2
+ H
2
O
→
4
2
SO
H
CH
3
– CH
2
– OH (vzniká etanol)
•
CH
2
= CH – CH
3
+ H
2
O
→
4
2
SO
H
(vzniká 2-propanol)
•
H
2
C = CH – CH
2
– CH
3
+ H
2
O
→
(vzniká 2-butanol)
•
adícia vodíka:
•
prítomnos
ť Pt, Pd alebo Ni
•
CH
2
= CH – CH
3
+ H
2
→
Pt
CH
3
– CH
2
– CH
3
(katalytická hydrogenácia; vzniká propán)
•
CH
3
– CH = CH – CH
3
+ H
2
→
Ni
CH
3
– CH
2
– CH
2
– CH
3
(vzniká bután)
•
polymerizácia:
•
mnohonásobná adícia – z monoméru vzniká polymér
•
n CH
2
= CH
2
→ [CH
2
– CH
2
]
n
(vzniká polyetylén)
•
etylén je bezfarebný plyn,
ľahký, sladkej chuti, získava sa destiláciou ropy, je to rastlinný hormón, alkohol
•
propylén je bezfarebný plyn, získava sa z ropy a vyrába sa z neho polypropylén, acetón, kumén, ...
Chemické a fyzikálne vlastnosti alkínov
•
uh
ľovodíky s jednou trojitou väzbou – π, π a σ – väzba sigma je na spojnici jadier a väzby pí sú mimo tejto spojnice
•
sp hybridizácia
•
čím je väzba zložitejšia, tým sú menšie vzdialenosti medzi uhlíkovými atómami (jednoduchá väzba – 0,154 nm; dvojitá
väzba – 0,134 nm; trojitá väzba – 0,12 nm) a zvyšuje sa aj jej stabilnos
ť
•
reakcie:
1.
adície:
•
CH
≡ CH + 2 Cl
2
→
(1, 2-dichlóretén) + Cl
2
→
(1, 1, 2, 2-tetrachlóretán)
•
CH
≡ CH + HCl →
(chlóretén alebo vinylchlorid)
CH
2
– CH
2
│
Br
│
Br
CH
2
– CH – CH
3
│
Br
│
Br
CH
3
– CH
2
│
Cl
CH
3
– CH – CH
2
– CH
3
│
Cl
CH
3
– CH – CH
3
│
OH
CH
3
– CH – CH
2
– CH
3
│
OH
CH = CH
│
Cl
│
Cl
CH – CH
│
Cl
│
Cl
Cl
│
Cl
│
CH = CH
│
Cl
│
H
Poznámky zo študentského portálu ZONES.SK – Zóny pre každého študenta
www.zones.sk
20
•
CH
≡ CH + H
2
O
4
4
2
HgSO
SO
H
→
(vinylalkohol)
•
vinylalkohol prechádza na stabilnejšiu zlú
čeninu: [CH
2
= CH – OH]
→ CH
3
– CH = O (etanal alebo
acetaldehyd)
•
vinylalkohol a acetaldehyd sú konštitu
čné izoméry, ktoré sa nazývajú tautoméry (izoméry, ktoré sa od seba
odlišujú polohou vodíka a polohou a charakterom násobnej väzby), pri
čom vinylalkohol je enolforma (C = C)
a acetaldehyd je oxoforma (C = O)
2.
oxidácia (nie ako horenie):
•
oxida
čné činidlo – KMnO
4
•
dôkaz násobnej väzby – odfarbenie roztoku KMnO
4
3.
vznik solí:
•
acetylén sa správa ako slabá kyselina ⇒ odštepuje sa jeden atóm vodíka a vznikajú soli acetilidy
•
HC
≡ CH + Ag → HC ≡ CAg (acetilid strieborný)
•
CaC
2
– karbid vápenatý (
) – CaC
2
+ H
2
O
→ HC ≡ CH + Ca (OH)
2
•
acetylén:
•
bezfarebný plyn
•
čistom stave je bez zápachu a technický nepríjemne páchne
•
jeho zmes so vzduchom je prudko výbušná
•
výroba – zo zemného plynu
•
použitie – horáky (3000 °C) – zváranie a rezanie kovov
Aromatické uh
ľovodíky – arény
•
všeobecný vzorec – C
n
H
2n-6
, sú to cyklické uh
ľovodíky s konjugovaným systémom π väzieb
•
v skuto
čnosti však benzén (najjednoduchší arén) nie je 1, 3, 5-cyklohexatrién, lebo elektróny π väzieb sú v skutočnosti
delokalizované – obiehajú po obvode molekuly (dôkaz – má rôznu energiu než potenciálny 1,3,5-cyklohexatrién a
energia rozdielu energie 1,3,5-cyklohexatrién a benzénu E = 151 kJ . mol
-1
sa nazýva delokaliza
čná energia)
Vzorec
Názov
Vzorec
Názov
Triviálny názov
benzén
metylbenzén
toluén
naftalén
1,2-dimetylbenzén
(o-dimetylbenzén)
o-xylén
antracén
1,3-dimetylbenzén
(m-dimetylbenzén)
m-xylén
fenantrén
1,4-dimetylbenzén
(p-dimetylbenzén)
p-xylén
CH = CH
│
OH
│
H
C
≡ C
Ca
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
3
2
1
4
5
6
7
8
CH
3
CH
3
CH
3
Poznámky zo študentského portálu ZONES.SK – Zóny pre každého študenta
www.zones.sk
21
bifenyl
Vzorec
Názov
Triviálny názov
vinylbenzén
styrén
izopropylbenzén
kumén
•
hybridizácia sp
2
•
patria sem deriváty benzénu (C
6
H
6
) a kondenzované uh
ľovodíky
•
vo vzorcoch sa miesto dvojitých väzieb môžu použi
ť aj kružnica
•
pokia
ľ máme v názve nasledovné umiestnenie zvyškov, môžeme použiť aj iný symbol (viď tabuľka):
•
1,2 – orto (o)
•
1,3 – meta (m)
•
1,4 – para (p)
•
1,2,3 – vicinálne (vic)
•
1,2,4 – asymetrické (asym)
•
1,3,5 – symetrické (sym)
•
zlú
čenina je aromatická, keď má (4n+2) π elektrónov a zároveň je rovinná
•
nerozpúš
ťajú sa vo vode, ale v organických rozpúšťadlách, samy sú rozpúšťadlami
•
zvyšky po benzéne:
Chemické vlastnosti arénov
•
zlú
čeniny bohaté na elektróny ⇒ typické reakcie sú elektrofilné substitúcie (S
E
) – zlu
čujú sa s katiónom:
1.
Halogenácia (Cl
+
, Br
+
, I
+
, F
+
):
•
+ Cl
2
→
3
FeCl
+ HCl
•
postup:
•
Cl
2
+ FeCl
3
→ FeCl
4
–
+ Cl
+
•
+ Cl
+
→ π komplex (
)
→ σ komplex (
)
→
•
FeCl
4
–
+ H
+
→ HCl + FeCl
3
2.
Nitrácia (zmes 1:2 HNO
3
a H
2
SO
4
) – zlu
čuje sa s NO
2
+
:
•
4
2
3
SO
H
HNO
→
+ H
2
O
CH = CH
2
CH
2
│
CH
│
CH
2
fenyl:
CH
2
benzyl:
Cl
Cl
Cl
H
Cl + H
+
1
2
3
4
5
6
4´
3´
2´
1´
6´
5´
NO
2
Poznámky zo študentského portálu ZONES.SK – Zóny pre každého študenta
www.zones.sk
22
•
postup:
•
2
NO
O
H
−
−
+ H
+
+ HSO
4
–
→
2
NO
O
H
−
−
+ HSO
4
–
→ H
2
O + HSO
4
–
+ NO
2
+
•
+ NO
2
+
→ π komplex (
)
→ σ komplex (
)
→
•
•
HSO
4
–
+ H
+
→ H
2
SO
4
(⇒ H
2
SO
4
je tu len ako katalyzátor)
3.
Sulfonácia (H
2
SO
4
) – SO
3
H
+
(sulfoskupina):
•
→
4
2
SO
H
(kyselina benzénsulfónová) + H
2
O
•
postup:
•
H
SO
O
H
3
−
−
+ H
+
+ HSO
4
–
→
H
SO
O
H
3
−
−
+ HSO
4
–
→ H
2
O + HSO
4
–
+ SO
3
H
+
•
+ SO
3
H
+
→ π komplex (
)
→ σ komplex (
)
→
•
HSO
4
–
+ H
+
→ H
2
SO
4
4.
Alkylácia:
•
katalyzátor – halogenid železitý alebo hlinitý
•
3
2
3
AlCl
Cl
CH
CH
→
5.
Acylácia:
•
po odtrhnutí OH skupiny z karboxylovej kyseliny vzniká acyl: R – CO – (pri kyseline mrav
čej je to formyl,
pri kyseline octovej je to acetyl)
•
acyl sa viaže na arény acyláciou
•
3
3
AlCl
COCl
CH
→
•
pri týchto reakciách je rozdiel,
či sa substituent viaže na benzén alebo na benzén, na ktorom je už naviazaný nejaký
substituent:
1.
pokia
ľ je naň naviazaný substituent s voľnými elektrónovými pármi (OH), benzén si od substituenta zoberie
elektrónový pár a všetky
π elektróny sa posunú ⇒ vzniká orto (1,2) alebo para (1,4) benzén (nový substituent
sa viaže tam, kde vä
čší záporný náboj); nastáva aktivácia jadra (→ rýchlejšia reakcia)
2.
pokia
ľ je naň naviazaný substituent bez voľných elektrónových párov (NO
2
), benzén substituentovi dá
elektrónový pár a všetky
π elektróny sa posunú ⇒ vzniká meta (1,3) benzén (nový substituent sa viaže tam,
kde vä
čší záporný náboj); nastáva dezaktivácia jadra (→ pomalšia reakcia)
Substituent
Aktivuje
benzénové jadro
Dezaktivuje
benzénové jadro
Orientácia
orto/para
Orientácia
meta
alkyly
X
X
– OH
X
X
NH
2
X
X
Cl
X
X
F
X
X
Br
X
X
I
X
X
– NO
2
X
X
– SO
3
H
X
X
– COOH
X
X
–COOCH
3
X
X
│
H
+
NO
2
NO
2
H
NO
2
+ H
+
│
H
+
SO
3
H
SO
3
H + H
+
SO
3
H
H
CH
2
CH
3
+ HCl
COCH
3
+ HCl
Poznámky zo študentského portálu ZONES.SK – Zóny pre každého študenta
www.zones.sk
23
CN
X
X
•
netypické reakcie – vynútené ú
činkom katalyzátorov, tepla alebo UV žiarenia:
1.
adície:
•
→
HCl
(1-chlóretylbenzén)
•
h
ν
Br
2
→
(1-brómetylbenzén) + HBr
•
Pt
H
3
2
→
(cyklohexán)
•
UV
Cl
3
2
→
(1,2,3,4,5,6-hexachlórcyklohexán)
2.
oxidácie:
•
(toluén)
→
(O)
(kyselina benzoová) – oxidácia na bo
čnom reťazci
•
benzén je vo
či oxidačným činidlám odolný ⇒ oxidácia benzénu prebieha len za zvýšenej teploty a
prítomnosti V
2
O
5
Deriváty uhľovodíkov
•
organické zlú
čeniny, ktoré vznikajú nahradením atómu (jedného alebo viacerých) vodíka charakteristickou skupinou
1.
Halogén deriváty – charakteristická skupina je Cl, F, Br alebo I
2.
Dusíkaté deriváty::
a)
nitrozlú
čeniny – charakteristická skupina je – NO
2
b)
amíny:
1)
primárne – charakteristická skupina je
2
H
N
−
2)
sekundárne – charakteristická skupina je
H
N
=
3)
terciárne – charakteristická skupina je
N
≡
3.
Kyslíkaté deriváty:
a)
hydroxyzlú
čeniny:
1)
alkoholy – charakteristická skupina je – OH
2)
fenoly
b)
karbonylové zlú
čeniny:
1)
aldehydy – charakteristická skupina je – CHO
2)
ketóny – charakteristická skupina je = CO
c)
karboxylové kyseliny – charakteristická skupina je – COOH
d)
étery
Halogénderiváty uh
ľovodíkov
•
vä
čšina je ekologicky závadná (príroda si s nimi nevie poradiť) – freóny – hnacie plyny do sprejov; DDT – insekticída –
ve
ľmi škodlivá životnému prostrediu (→ zastavenie výroby)
•
príprava z uh
ľovodíkov:
1.
elektrofilnou substitúciou arénov
2.
radikálovou substitúciou alkánov
3.
adíciou nenasýtených uh
ľovodíkov
Vzorec
Substitu
čný názov
Triviálny/Iný názov
CH
3
Cl
chlórmetán
metylchlorid
CHCl
3
trichlórmetán
chloroform
CH
3
COOH
CH = CH
2
CH – CH
3
Cl
CH
2
= CH
3
CH – CH
3
Br
elektrofilné adície
do bo
čného reťazca
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Poznámky zo študentského portálu ZONES.SK – Zóny pre každého študenta
www.zones.sk
24
ClCH
2
CH
2
Cl
1,2-dichlóretán
etyléndichlorid
CH
2
= CHCl
chlóretylén
vinylchlorid
CH
2
= CClCH = CH
2
2-chlór-1,3-butadién
chloroprén
CCl
2
F
2
dichlórdifluórmetán
freón 12
1,2-dochlórbenzén
o-dichlórbenzén
chlórmetylbenzén
benzylchlorid
CHI
3
trijódmetán
jodoform
CCl
4
tetrachlórmetán
chlorid uhli
čitý
CHCl = CCl
2
trichlóretylén
–
CF
2
= CF
2
tetrafluóretylén
teflón
Vzorec
Substitu
čný názov
Triviálny/Iný názov
1,2,3,4,5,6-hexachlórcyklohexán
HCH
chlórbenzén
–
1,1,1-trichlór-2,2-bis(4-chlórfenyl)etán
DDT
Chemické vlastnosti halogénuh
ľovodíkov
•
reaktivitu ovplyv
ňujú:
1.
polarita väzby:
•
klesá od fluóru k jódu
•
atómy s vä
čšou elektronegativitou priťahujú elektróny viac ⇒ pri halogéne sa v halogénuhľovodíku nachádza
slabý záporný náboj
δ
– a pri atóme uhlíka slabý kladný náboj
δ
+ (C
δ
+
– X
δ
–
)
•
polárne väzby majú svoj dipólový moment,
čo je súčin náboja a vzdialenosti ťažísk obidvoch elektrických
centier
2.
polarizácia:
•
posun väzbových elektrónov z pôvodného miesta ú
činkom elektrického náboja reagujúcej častice
•
klesá od jódu k fluóru,
čiže opačne ako polarita väzby, ale keďže polarizácia ovplyvňuje reaktívnosť viac než
polarita väzby, jóduh
ľovodíky sú najreaktívnejšími halogénuhľovodíkmi
3.
ve
ľkosť atómu – čím je veľkosť atómu väčšia, tým ďalej sú valenčné elektróny od jadra a tým sú príťažlivé sily
menšie
4.
vplyv rozpúš
ťadla
•
typickými reakciami sú nukleofilné substitúcie:
•
CH
3
CH
2
I + NaOH
→ CH
3
CH
2
OH (etanol) + NaI
•
CH
3
CH
2
I + CH
3
CH
2
– O
δ
–
– H
δ
+
→ CH
3
CH
2
OCH
2
CH
3
(dietyléter) + HI (etoxidový anión CH
2
CH
3
O
–
nahrádza jód)
•
induk
čný efekt:
•
spôsobený tým, že polárny charakter väzby sa neprejavuje len na vlastnostiach väzby C – X, ale prenáša sa aj na
susedné väzby (obr.)
•
δ
1
+ >
δ
2
+ >
δ
3
+
•
vplyv sa šíri badate
ľne iba po tretí uhlík
CH
2
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
CH
CCl
3
Poznámky zo študentského portálu ZONES.SK – Zóny pre každého študenta
www.zones.sk
25
•
na obr. je záporný induk
čný efekt (–I) a existuje aj kladný indukčný efekt (+I – napríklad medzi atómami uhlíka a
kovu – C – M)
•
vlastnosti niektorých halogénderivátov uh
ľovodíkov:
•
chloroform a tetrachlórmetán:
•
prchavé látky, používajú sa ako rozpúš
ťadlá
•
tetrachlórmetán je jedovatá zlú
čenina, má pravdepodobne karcinogénne účinky
•
trichlóretylén – rozpúš
ťadlo
•
dichlórdifluórmetán:
•
typický zástupca freónov – kvapalín, ktoré sa používajú ako nápl
ň do chladničiek, hasiacich prístrojov a
najrozli
čnejších sprejov
•
freóny nepriaznivo vplývajú na ozónovú vrstvu atmosféry
•
vinylchlorid – karcinogénny plyn, polymerizuje sa na PVC; PVC je nebezpe
čný pri spaľovaní, kedy sa z neho
uvo
ľňuje vinylchlorid
•
tetrafluóretylén – polymerizuje sa na teflón, ktorý sa využíva na pokrytie panvíc, lebo je ve
ľmi stály voči
kyselinám, zásadám i vysokým teplotám
•
chloroprén – výroba chloroprénového kau
čuku, ktorý je jeho polymérom
•
chlórbenzén – kvapalina, príprava aromatických zlú
čenín
Organokovové zlú
čeniny
•
nachádza sa tu väzba C – M (M je metal – kov – môže to by
ť Li, Mg, Hg, Al, Pb, Sn, Si, P)
•
ve
ľmi reaktívne látky, niektoré sú jedovaté (dimetylortuť)
•
nízka zápalná teplota ⇒ niektoré sú samozápalné
•
kladný induk
čný efekt
Vzorec
Názov
CH
3
– (CH
2
)
3
– Li
butyllítium
(CH
3
)
2
Hg
dimetylortu
ť
(C
4
H
9
)
3
Al
tributylhliník
(C
4
H
9
)
4
Pb
tetrametylolovo
fenylmagnéziumbromid
•
reakcie majú nukleofilný (???) a bázický charakter
•
CH
3
(CH
2
)
3
δ–
Li
δ+
+ CH
3
δ+
Br
δ–
→ CH
3
(CH
2
)
3
δ–
CH
3
δ+
+ Li
δ+
Br
δ–
•
praktické využitie:
1.
v organických syntézach – Grignarove
činidlá – vnášanie alkylovej skupiny do organickej látky – napr. CH
3
MgI
2.
ako katalyzátory – Zieglerove katalyzátory
3.
ako insekticídy
•
bezolovnatý benzín – do benzínu sa pridávalo tetraetylolovo, ktoré zabra
ňovalo klepaniu motora, ale Pb je jedovaté,
takže teraz sa už používa bezolovnatý benzín
Dusíkaté deriváty
•
zlú
čeniny, v ktorých sa nachádza väzba C – N (alebo C ≡ N)
•
dusík je trojväzbový a prípadne aj štvorväzbový, ale vtedy je to kladný ión
•
nitroderiváty:
•
nachádza sa v nich nitroskupina NO
2
, ktorá má delokalizované
π elektróny väzby s kyslíkom
•
je to najpolárnejšia skupina, je tu najvä
čšie zriedenie elektrónov na dusíku
obr.:
H
H
H
↓
↓
↓
H
→ C
δ
3+
→ C
δ
2+
→ C
δ
1+
→ X
↑
↑
↑
H
H
H
MgBr
O
–½
– N
+
O
–½
Poznámky zo študentského portálu ZONES.SK – Zóny pre každého študenta
www.zones.sk
26
•
NO
2
je m-orientujúci substituent, dezaktivuje jadro ⇒ rýchlos
ť priebehu S
E
je pri toluéne najvä
čšia, pri benzéne
pomalšia a pri nitrobenzéne najpomalšia
•
2,4,6-trinitrotoluén (TNT, tritol) – výbušnina, jedovatá látka, prepo
čítava sa na ňu účinok iných výbušných zbraní
•
→
(H)
•
amíny:
•
systémové názvy tvoríme bu
ď príponou amino-, alebo príponou amín spojením s názvom uhľovodíka, ku ktorému
je aminoskupina pripojená; pri jednoduchších amínoch sa názvy vytvárajú spojením názvu alkyl s príponou -amín
•
organické deriváty NH
3
•
primárny: R – NH
2
,
sekundárny: , terciárny:
Vzorec
Názov
Vzorec
Názov
CH
3
– NH
2
metylamín
CH
3
– CH
2
– NH
2
etylamín
CH
3
– CH – CH
2
– CH
3
│
NH
2
2-butánamín
CH
2
– CH
2
– CH
2
– CH
2
│ │
NH
2
NH
2
1,4-butándiamín
o-fenyléndiamín
1,2-benzéndiamín
anilín,
benzénamín
2-naftylamín
H
2
N(CH
2
)
6
NH
2
1,6-hexándiamín
hexametyléndiamín
•
heterocyklické:
•
pyridín:
•
pyrol:
•
chemické vlastnosti:
•
zásaditý charakter – aminoskupina dáva svojím vo
ľným elektrónovým párom amínom zásadité vlastnosti a
prítomnos
ť substituentov spôsobujúcich +I-efekt (metylová skupina) tieto vlastnosti ešte zväčšuje
•
pri aromatických amínoch sa však zárove
ň prejavuje aj +M-efekt (kladný mezomérny efekt) aminoskupiny –
jej vo
ľný elektrónový pár je vťahovaný do benzénového jadra a tak zmenšuje zásaditosť týchto uhľovodíkov
•
nukleofilné vlastnosti – používajú sa ako nukleofilné
činidlá – výraznejšie nukleofilné vlastnosti majú kvôli
+M-efektu alifatické (nearomatické) amíny s otvoreným re
ťazcom:
•
•
amíny dávajú s kyselinami amóniové soli (organická podoba amónnych solí):
•
diazotácia – na prímárny aromatický amín (napr. anilín) pôsobí alkalickým dusitanom v prostredí
anorganickej kyseliny a vznikajú diazóniové soli:
NO
2
NH
2
(fenylamín – anilín – na výrobu farbív)
R
1
N
R
2
R
1
R
2
– N
R
3
N
H
│
N
NH
2
NH
2
NH
2
NH
2
NH
2
+ HCl
→
NH
3
+
Cl
–
(fenylamoniumchlorid)
H
│
CH
3
CH
2
NH
2
+ CH
3
I
→ CH
3
CH
2
– N
+
– CH
3
I
–
│
H
NH
2
+ HCl
C
5
0
HCl
,
NaNO
3
°
−
→
N
+
≡ N Cl
–
(benzéndiazóniumchlorid)
Poznámky zo študentského portálu ZONES.SK – Zóny pre každého študenta
www.zones.sk
27
•
diazóniové soli sú nestále a reaktívne, využívajú sa v organickej syntéze, ich reakciou s aromatickými amínmi
alebo fenolmi sa priemyselne vyrábajú azofarbivá (najjednoduchší je azobenzén – C
6
H
5
– N = N – C
6
H
5
); táto
reakcia sa nazýva kopulácia:
•
amíny sú farebné, lebo absorbujú z denného svetla ur
čitú zložku a odrazové svetlo je doplnkové
•
použitie amínov:
•
1,6-hexametyléndiamín – surovina na výrobu nylónu
•
anilín – jedovatá kvapalina, používa sa na výrobu farbív a lie
čiv
•
2-naftylamín – používal sa na výrobu azofarbív, patrí medzi látky s najvä
čšími karcinogénnymi účinkami
•
p-fenyléndiamín – zložka fotografických vývojok
•
pyrol – zložka chlorofylu a hemoglobínu
•
pyridín – odvodzuje sa od neho štruktúra niektorých alkaloidov – jedovatých dusíkatých látok v rastlinách
Kyslíkaté deriváty
Hydroxyderiváty
•
delia sa na:
1.
fenoly – obsahujú
2.
alkoholy – obsahujú v sebe skupinu hydroxyskupinu OH –
Alkoholy
•
pod
ľa počtu hydroxyskupín ich delíme na:
1.
jednosýtne
2.
viacsýtne
•
pod
ľa postavenia uhlíka v reťazci:
•
primárne: R – CH
2
– OH
•
sekundárne:
•
terciárne:
N
+
≡N Cl
–
(4-sulfobenzéndiazóniumchlorid) +
HO
3
S
N(CH
3
)
2
(N,N-dimetylanilín)
→
N=N
→ HO
3
S
N(CH
3
)
2
(metyloranž)
OH
R
1
CH – OH
R
2
R
1
R
2
– C – OH
R
3
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
poznamky chemia 3 rocnik
poznamky dejepis 3 rocnik id 38 Nieznany
poznamky biologia 2 rocnik
poznamky dejepis 2 rocnik
poznamky fyzika 2 rocnik
poznamky k literature 3 rocnik
poznamky k literature 1 rocnik
poznamky geografia 2 rocnik
poznamky biologia 3 rocnik
poznamky literatura 4 rocnik
poznamky literatura 3 rocnik
poznamky k literature 2 rocnik
poznamky k literature 4 rocnik
więcej podobnych podstron