Atom zbudowany jest z dodatnio naładowanego jądra i zajmujących przestrzeń poza jądrem elektronów. Jądro składa się z protonów i neutronów, czyli nukleonów. AZX A- liczba masowa= liczba protonów+ liczba neutronów. Z- liczba atomowa= liczba protonów= liczba elektronów. Liczba powłok=numer okresu. Liczba elektronów walencyjnych=numer grupy (dotyczy to pierwiastków grup 1, 2), dla grup od 13 do 18 numer grupy pomniejszony o 10. Konfiguracja elektronowa - uproszczony opis atomu polegający na rozmieszczeniu elektronów należących do atomów danego pierwiastka na poszczególnych powłokach, podpowłokach i orbitalach. Konfiguracja elektronowa jest określona przez trzy reguły: 1. zasadę rozbudowy, 2. zakaz Pauliego, 3. regułę Zakaz Pauliego - w atomie nie mogą występować dwa elektrony o jednakowych wartościach czterech liczb kwantowych. Dowolne dwa elektrony powłoki elektronowej atomu muszą różnić się przynajmniej wartością jednej liczby kwantowej. Ponieważ każdy elektron jest jednoznacznie określony wartościami n, l i m, elektrony danego orbitalu muszą różnić się wartością spinową liczby kwantowej. Ze względu na to, że spinowa liczba kwantowa ma tylko dwie wartości: +1/2 i - 1/2, orbital może zawierać maksymalnie dwa elektrony o przeciwnym spinie. Kolejność zapełniania podpowłok: 1s - 2s 2p - 3s 3p 3d - 4s 4p 4d 4f - 5s 5p 5d 5f 5g - 6s 6p 6d 6f 6g - 7s 7p 7d 7f 7g Prawo okresowości- właściwości pierwiastków uporządkowanych wg wzrastającej liczby atomowej zmieniają się okresowo. Każdy okres rozpoczyna się aktywnym metalem a kończy niemetalem (gazem szlachetnym).Prawu okresowości podlegają: promienie atomowe, elektroujemność, powinowactwo elektronowe, energia jonizacji, właściwości chemiczne Izotopy- atomy tego samego pierwiastka o różnej liczbie neutronów (różnej liczbie masowej) i tej samej liczbie protonów (takiej samej liczbie atomowej). Izotopy wodoru: prot, deuter, tryt Woda ciężka (D2O lub DHO) - izotopowa odmiana wody , w której jeden lub oba atomy wodoru zostały zastąpione deuterem. Występuje jako niewielka domieszka do wód naturalnych, średnio w stosunku 1:7000. Ulega tym samym reakcjom chemicznym co woda zwykła. Od zwykłej wody różni się właściwościami fizycznymi: temperatura topnienia 3,81ºC, temperatura wrzenia 101,43ºC, gęstość 1,11 g/cm3 (10,2ºC). Zastosowanie: spowalniacz neutronów (moderator) w reaktorach jądrowych, badania biologiczne- wskaźnik izotopowy. Podział izotopów ze względu na stabilność: trwałe- nieulegające samorzutnej przemianie na izotopy tego samego lub innych pierwiastków; nietrwałe, promieniotwórcze, radioizotopy- ulegające samorzutnej przemianie na inne izotopy, zazwyczaj innego pierwiastka: naturalne (występują w przyrodzie), sztuczne (otrzymane podczas sztucznych przemian jądrowych). Radioizotopy (izotopy promieniotwórcze) - atomy ulegające samorzutnym przemianom jądrowym w jądra atomów trwalszych o większej energii wiązania. Pochodzenie radioizotopów: naturalne radionuklidy syntezowane są w gwiazdach, szczególnie podczas wybuchów supernowych; niektóre izotopy (np. 14C) są tworzone podczas zderzeń wysokoenergetycznych cząstek pochodzących z kosmosu (promieniowania chemicznego) z cząstkami atmosfery ziemskiej); sztuczne radionuklidy są wytwarzane przez człowieka w reaktorach jądrowych oraz akceleratorach. Okres połowicznego rozpadu - średni czas, po którym połowa jąder danego pierwiastka (izotopu) ulegnie przemianie. N=N0e-λt (N0- pierwotna liczba jąder, N- liczba jąder, które nie uległy rozpadowi po upływie czasu t, T1/2- okres połowicznego zaniku, λ- stała zaniku). Zastosowanie izotopów: chemia- znakowanie izotopowe, badania mechanizmów reakcji (atom znaczony); biochemia i biologia- znaczniki cząsteczek chemicznych, badania przemian pierwiastków, związków w organizmie (procesy metaboliczne, fotosynteza), działania biokatalizatorów, struktur komórkowych i całych narządów; archeologia- określanie wieku skał, wykopalisk archeologicznych na podstawie zawartości promieniotwórczego izotopu 14C; medycyna- leczenie nowotworów złośliwych (bomba kobaltowa zawierająca promieniotwórczy kobalt 60Co). Rodzaje wiązań chemicznych: jonowe, kowalencyjne, koordynacyjne, metaliczne, wodorowe. Wiązanie jonowe - polega na przejściu jednego lub kilku elektronów walencyjnych z atomu pierwiastka elektrododatniego do atomów pierwiastka elektroujemnego. Dzięki temu powstaje zbiór kationów i anionów przyciągających się wzajemnie siłami elektrostatycznymi. W praktyce można przyjąć, ze wiązanie ma charakter jonowy, gdy różnica między elektroujemnościami Paulinga łączących się pierwiastków jest większa od 1,7. Do związków jonowych zalicza się wszystkie sole, wodorotlenki i tlenki metali, halogenki i tlenki litowców i berylowców (z wyjątkiem berylu). Właściwości związków jonowych: twarde ciała stałe o wysokich temperaturach topnienia i wrzenia; bardzo dobrze rozpuszczają się w wodzie; stałe związki jonowe nie przewodzą prądu elektrycznego, przewodnikami stają się w stanie ciekłym, ponieważ kationy i aniony uwolnione z sieci krystalicznej są zdolne do poruszania się; reakcje między związkami jonowymi są reakcjami pomiędzy wchodzącymi w ich skład jonami i przebiegają natychmiastowo (z niemierzalną prędkością).
Wiązanie kowalencyjne (atomowe) - powstaje w wyniku uwspólnienia jednej lub kilku par elektronowych wiążących się atomów, w wyniku czego każdy z nich zachowuje się tak, jakby miał trwałą konfigurację gazu szlachetnego. Różnica między elektroujemnościami Paulinga łączących się pierwiastków zawiera się w przedziale 0-0,4. Spolaryzowane - wiązaniem jest wspólna para elektronów przesunięta w kierunku bardziej elektroujemnego atomu, w wyniku czego na jednym z atomów wytwarza się cząstkowy ładunek dodatni, a na drugim ujemny. Niespolaryzowane - tworzone przez dwa identyczne fragmenty. Właściwości związków kowalencyjnych: substancje są izolatorami elektrycznymi, co wynika z braku dysocjacji elektrolitycznej oraz swobodnych elektronów mogących uczestniczyć w procesie przewodzenia prądu; domieszkowane (zanieczyszczone) substancje kowalencyjne mogą być bardzo dobrymi półprzewodnikami; cząsteczki kowalencyjne spolaryzowane rozpuszczają się jedynie w polarnych rozpuszczalnikach, a niespolaryzowane - w rozpuszczalnikach niepolarnych; substancje reagują z innymi związkami wolno, gdyż konieczne jest dostarczenie dużej energii do zerwania wiązania; związki tworzące kryształy molekularne mają znacznie niższe temperatury topnienia i wrzenia niż kryształy kowalencyjne. Wiązanie metaliczne - wiązanie występujące w metalach między dodatnio naładowanymi rdzeniami atomowymi, osadzonymi w węzłach sieci przestrzennej a przemieszczającymi się między nimi zdelokalizowanymi elektronami. Powstaje w wyniku elektrostatycznego oddziaływania kationów metalu w węzłach sieci krystalicznej z gazem elektronowym elektronów walencyjnych. Właściwości związków metalicznych: dobre przewodnictwo elektryczne i cieplne- ruchliwość elektronów tworzących gaz elektronowy; połysk- pod wpływem światła widzialnego elektrony znajdujące się na powierzchni kryształu wykonują drgania o częstotliwości promieniowania padającego, w związku z czym promieniowanie odbite ma taką samą częstotliwość jak padające; plastyczność (kowalność, ciągliwość)- tłumaczy się tym, że w krysztale metalicznym brak jest uprzywilejowanych kierunków (brak anizotropii) i dlatego można przesunąć jedną płaszczyznę sieciową względem drugiej, nie powodując pęknięcia kryształu; zdolność do emisji termoelektrycznej i fotoelektrycznej - polega to na dostarczeniu elektronom dodatkowej energii, dzięki której mogą pokonać siły przyciągania elektrostatycznego kationów i opuścić sieć krystaliczną (teoria pasmowa). Wiązanie wodorowe - oddziaływanie (zwykłe, słabe) między kowalencyjnie związanym atomem wodoru i należącym do innej cząsteczki silnie elektroujemnym atomem dysponującym wolną parą elektronową (np. O, N, F). W białkach wiązania wodorowe odgrywają kluczową rolę w powstawaniu i stabilizacji ich struktur przestrzennych. Przykład: woda, lód. Właściwości związków wodorowych: lekkie cząsteczki wody nie ulatniają się już w niskich temperaturach, tylko tworzą stan ciekły; zwiększenie rozpuszczalności związków i tworzenie trójwymiarowych struktur makrocząsteczek (białek, kwasów nukleinowych, DNASublimacja - przemiana fazowa bezpośredniego przejścia ze stanu stałego w stan gazowy z pominięciem stanu ciekłego. Większość związków chemicznych nie sublimuje w temperaturze i przy ciśnieniu zbliżonym do warunków normalnych. Dla danej substancji sublimacja zachodzi w takich warunkach termodynamicznych (ciśnienie i temperatura), w których nie może ona istnieć w formie Skraplanie gazów - żeby skroplić gaz trzeba temperaturę obniżyć poniżej jego temperatury krytycznej. Jedną z metod oziębiania gazów jest zmuszanie ich do wielokrotnego rozprężania adiabatycznego. Metoda kaskadowa - oziębionej cieczy używa się do oziębienia następnego gazu, który w tej niższej temperaturze może być skroplony. LPG (skroplony gaz płynny) - propan, butan albo ich mieszanina przechowywana w pojemnikach pod ciśnieniem w postaci cieczy. Należy do najbardziej wszechstronnych źródeł energii. W temperaturze pokojowej przy normalnym ciśnieniu ma postać gazu. Ulega on skropleniu w temperaturze pokojowej, gdy ciśnienie wynosi od 2,2 do 4 atm. Do butli jest pompowany przy ciśnieniu rzędu 6 atm. Siły międzycząsteczkowe w cieczach (siły van der Waalsa) - są to działające między cząsteczkami siły przyciągania i odpychania. Oddziaływania między dipolem trwałym a indukowanym (wzbudzonym). Oddziaływania Londona - są wynikiem przyciągania się dwóch chwilowych dipoli, które są uwarunkowane fluktuacjami elektronów w cząsteczkach. Polegają one na szybkiej zmianie momentu dipolowego cząsteczki powstającej w wyniku wirowania chmury elektronowej. Większa chmura elektronowa i większy dodatni ładunek jądra pozwalają uzyskać większy chwilowy moment dipolowy. Oddziaływania dipol-dipol - oddziaływania pomiędzy trwałymi ładunkami cząstkowymi w cząsteczkach polarnych.
Lepkość cieczy - jest to opór przeciwdziałający jej płynięciu. Przyczyną lepkości są siły międzycząsteczkowe, które wiążą ze sobą cząsteczki i utrudniają ich przemieszczanie się względem innych cząsteczek. Im większa jest lepkość cieczy, tym wolniejszy jest jej przepływ. Ciecze zawierające wiązania wodorowe mają z reguły dużą lepkość. Lepkość zwykle maleje ze wzrostem temperatury. Jednostką lepkości jest puaz (1η=0,1 Ns/m2). Siły adhezji - siły wiążące substancję z powierzchnią (siły przylegania, przyczepność). Siły kohezji - siły wiążące ze sobą cząsteczki substancji z utworzeniem zwartego materiału (siły spójności). Im większe siły kohezji, tym szczelniej przylegają do siebie cząsteczki materiału. Napięcie powierzchniowe cieczy - siła działająca równolegle do powierzchni, przeciwstawiając się jej zwiększeniu. Powierzchni cieczy jest gładka, ponieważ siły międzycząsteczkowe wciągają cząsteczki do wewnątrz. Siły napięcia powierzchniowego dążą do utrzymania jak najmniejszej powierzchni cieczy w stosunku do jej objętości. Napięcie powierzchniowe maleje wraz ze wzrostem temperatury. Napięta powierzchnia panuje na granicy ośrodka gazowego i cieczy. Powierzchnia cieczy zachowuje się jak napięta błonka. Dla wody napięcie powierzchniowe jest około trzy razy większe niż dla większości innych pospolitych cieczy. Jest to związane z obecnością w wodzie silnych wiązań wodorowych. Hydrofobowość - skłonność cząsteczek chemicznych do odpychania od siebie cząsteczek wody. W ujęciu makroskopowym hydrofobowość to właściwość powierzchni materiału polegająca na niezwilżalności przez wodę. Hydrofilowość (wodolubność) - skłonność cząsteczek chemicznych do łączenia się z wodą, ale nie muszą mieć tendencji do jej wchłaniania. Amfifilowość - zjawisko obserwowane w przypadku niektórych związków chemicznych, polegające na jednoczesnej niepełnej rozpuszczalności danego związku w dwóch różnych rozpuszczalnikach (hydrofilowym i hydrofobowym). Środki powierzchniowo czynne (SPC) - związki, które charakteryzują się występowaniem w ich cząsteczkach części hydrofilowej („lubiącej wodę”, wykazującej powinowactwo do wody) i hydrofobowej („nielubiącej wody”, niewykazującej powinowactwa do wody). Główne typy sieci: 1. Regularna ściennie centrowana (A1) - Cu, Al, Ni, Ag, Au, Pt, Feγ, Pb; 2. Regularna przestrzennie centrowana (A2) - Feα, Cr, W, Mo, Nb, V, Na, Ta, K; 3. Heksagonalna zwarta (A3) - Be, Co, Mg, Tiα, Zn, Cd. Komórka elementarna - najmniejsza, powtarzalna część struktury kryształu, zawierająca wszystkie rodzaje cząsteczek, jonów i atomów, które tworzą określoną sieć krystaliczną. Komórka elementarna powtarza się we wszystkich trzech kierunkach, tworząc zamkniętą sieć przestrzenną, której główną cechą jest symetria. Komórka elementarna ma zawsze kształt równoległościanu. Poprzez translacje komórki elementarnej o wektory będące całkowitymi wielokrotnościami wektorów sieci krystalicznej otrzymuje się całą sieć krystaliczną kryształu. Komórka elementarna jest charakteryzowana przez tzw. parametry sieci, czyli długość jej krawędzi a, b, c oraz kąty α, β i γ zawarte między tymi krawędziami. Przykładowe komórki elementarne: komórka elementarna układu regularnego, komórka elementarna układu tetragonalnego, komórka elementarna układu heksagonalnego, komórka elementarna układu trygonalnego, komórka elementarna układu rombowego, komórka elementarna układu jednoskośnego, komórka elementarna układu trójskośnego. Defekty punktowe - zakłócenia budowy krystalicznej umiejscowione wokół punktu. Defekt Schottky'ego - przemieszczenie atomu z węzła sieci leżącego w głębi kryształu do węzła, który leży na jego powierzchni. Najprostszym defektem tego typu jest brak atomu (lub jonów) w węźle sieci przestrzennej zwany wakansem albo luką. Wakanse powstają przede wszystkim wskutek drgań cieplnych sieci, które są tym większe, im wyższa jest temperatura. Defekt Frenkla - defekt sieci krystalicznej polegający na tym, że część atomów znajduje się w teoretycznie zabronionych pozycjach międzywęzłowych. Defekt ten można obserwować tylko w kryształach tworzonych przez metale alkaliczne, w których odległości między atomami w cieci krystalicznej są wystarczająco długie. Obce atomy - punktowe defekty sieci. Jeśli atom ma średnicę atomową dużo mniejszą od średnicy atomowej atomów metalu, to zajmuje on położenie międzywęzłowe, wywołując lokalne rozsunięcie sąsiednich atomów i powiększenie parametrów sieci. Dyslokacja krawędziowa - idealny kryształ „przecinamy” do połowy i „wstawiamy” dodatkową płaszczyznę sieciową. Dyslokacja śrubowa - idealny kryształ „przecinamy” do połowy i na jedną jego część działamy siłą równoległa do przecięcia tak, że ją „przesuwamy” względem drugiej o jedną stałą sieci. Płaszczyzny sieciowe tworzą powierzchnię śruby. Alotropia - zjawisko występowania, w tym samym stanie skupienia, różnych odmian tego samego pierwiastka chemicznego różniących się właściwościami fizycznymi i chemicznymi. Odmiany alotropowe pierwiastka mogą różnić się między sobą strukturą krystaliczną lub liczbą atomów w cząsteczce. Odmiany alotropowe węgla -
Fullereny: C60 jest półprzezroczystym ciałem stałym; fullereny w stanie stałym są barwy żółtej; ma właściwości półprzewodnikowe i nadprzewodnikowe; gęstość = 1,65 g/cm3; futobolan (C60) nie rozpuszcza się w wodzie ani eterze, ale za to w węglowodanach i czterochlorku węgla; fullereny rozpuszczone w benzynie przybierają barwę czerwoną. Teoria pasmowa ciał stałych - dotyczy zasadniczo dwóch poziomów energetycznych atomów w ciele stałym: najbardziej zewnętrznego poziomu obsadzonego elektronem oraz najbliższego mu poziomu wzbudzonego. Poziomy te pod wpływem oddziaływania pól elektrostatycznych pozostałych atomów ulegają rozszczepieniu na dużą liczbę blisko położonych poziomów tworzących pasma energetyczne walencyjne i przewodnictwa. W ramach pasma elektrony poruszają się swobodnie dzięki małym różnicom energii pomiędzy tworzącymi je poziomami. Na każdym poziomie tworzącym pasmo mogą być dwa elektrony. Klasyfikacja substancji oparta na ich oporze i jego zależności od temperatury: izolator, przewodnik metaliczny, półprzewodnik, nadprzewodnik. Półprzewodniki - substancje, których przewodnictwo właściwe może być zmieniane w szerokim zakresie poprzez domieszkowanie, ogrzewanie, oświetlanie bądź inne czynniki. Przewodnictwo typowego półprzewodnika plasuje się między przewodnictwem metali i izolatorów. Półprzewodniki posiadają pasmo wzbronione w zakresie 0-6 eV. Nadprzewodnictwo - stan materiału polegający na zerowej rezystancji, jest osiągany w niektórych materiałach w niskiej temperaturze. Obecnie substancjami o najniższej rezystywności w temperaturze pokojowej są srebro i miedź. Nadprzewodnictwo jest obserwowane w różnorodnych materiałach: niektórych pierwiastkach (np. cyna , rtęć, ołów), stopach, ceramikach tlenkowych czy materiałach organicznych. Podział półprzewodników: półprzewodnik samoistny - monokryształ półprzewodnika pozbawionego defektów sieci krystalicznej i domieszek, czyli niezawierający obcych atomów w sieci krystalicznej; półprzewodnik typu n - półprzewodnik, w którym elektryczność jest przenoszona przez nadmiar elektronów; półprzewodnik typu p - półprzewodnik, w którym elektryczność jest przenoszona przez dziury elektronowe. Ogniwo paliwowe - ogniwo galwaniczne, w którym procesami zachodzącymi na elektrodach są utlenianie paliwa (np. wodoru, węglowodorów, alkoholi) oraz redukcji tlenu. Reakcją sumaryczną jest reakcja spalania paliwa. Akumulator litowo-jonowy - rodzaj akumulatora elektrycznego, w którym jedna z elektrod jest wykonana z porowatego węgla, a druga z tlenków metali, zaś rolę elektrolitu pełnią złożone chemicznie sole litowe rozpuszczone w mieszaninie organicznych rozpuszczalników. Akumulatory litowo-jonowe produkują 3,6 V na ogniwo. Technologia ta pozwala na skumulowanie dwa razy więcej energii niż w akumulatorach NiMH o tym samym ciężarze i wielkości. Nie występuje w nich efekt pamięci ani efekt leniwej baterii. Są jednymi z najlżejszych akumulatorów, są stosowane we wszelkiego rodzaju sprzęcie elektronicznym (w laptopach i telefonach komórkowych oraz innych urządzeniach przenośnych i pojazdach elektrycznych). Mogą wyciec, zapalić się lub wybuchnąć jeśli zostaną nagrzane do wysokich temperatur. Nie należy ich przechowywać w samochodzie podczas upalnych i słonecznych dni. Zwarcie akumulatora może spowodować zapłon lub eksplozję. Nie należy również otwierać akumulatora. Reakcje redoks - reakcja sumaryczna dwóch reakcji połówkowych: utleniania i redukcji. Utleniacz - substancja powodująca utlenienie w reakcji redoks, utleniacz ulega redukcji. Stopień utlenienia utleniacza zmniejsza się. Reduktor - substancja powodująca redukcję w reakcji redoks, reduktor ulega utlenieniu. Stopień utlenienia reduktora wzrasta. Stopień utlenienia - formalna wartość ładunku atomu w związku chemicznym przy założeniu, że wszystkie wiązania chemiczne w danej cząsteczce mają charakter wiązań jonowych. Potencjał standardowy, standardowy potencjał półogniwa, E0 - siła elektromotoryczna ogniwa zbudowanego z półogniwa badanego metalu zanurzonego w roztworze jego soli o stężeniu 1 mol/dm3 oraz elektrody wodorowej. Jeśli badana elektroda jest anodą, to jej potencjał jest ujemny, jeśli natomiast jest katodą to jej potencjał jest dodatni. Standardowe potencjały elektrod zapisuje się zawsze dla reakcji redukcji. Działania ochrony metali przed korozją są podejmowane na etapie: 1. projektowania urządzeń i instalacji - np. wybór materiałów konstrukcyjnych (stal kwasoodporna, stal żaroodporna), projektowanie urządzeń i instalacji (konstrukcja reaktorów i rurociągów, metody łączenia elementów, wybór systemu ochrony przeciwkorozyjnej); 2. eksploatacji chronionych urządzeń i konstrukcji - np. osuszanie i oczyszczanie powierzchni narażonych na korozję, odnawianie izolacyjnych powłok ochronnych, modyfikowanie składu środowiska (inhibitory), kontrola i regulacja systemów aktywnej elektrochemicznej ochrony
Protektory - metale aktywne chemicznie o potencjale standardowym niższym od żelaza. Fragmenty metali takich jak np. cynk lub magnez umieszczone obok stalowego materiału zostają utlenione zamiast niego. Pasywacja - proces, w którym substancja aktywna chemicznie w danym środowisku wytwarza na swojej powierzchni powłokę pasywną, utworzoną z produktów reakcji chemicznej tej substancji z otoczeniem. O pasywacji mowa jest wtedy, gdy powłoka ta jest całkowicie odporna na dalsze reakcje z tym środowiskiem i jednocześnie na tyle szczelna, że stanowi barierę ochronną dla reszty substancji, którą otacza. Pasywacja może być procesem naturalnym, wynikającym z właściwości metalu w danym środowisku, lub też może być procesem sztucznie wywołanym przez człowieka. Nie wszystkie metale ulegają naturalnej pasywacji, pasywacja przebiega odmiennie dla różnych środowisk. Metale ulegające pasywacji: metale Ti, Ni, Cr i Al tworzą bardzo cienkie, zwarte i ścisłe przylegające do podłoża warstewki produktów, chroniąc powierzchnię metalu przed dalszymi uszkodzeniami. Alkany - łańcuchowe węglowodory nasycone, organiczne związki chemiczne zbudowane wyłącznie z atomów węgla i wodoru, przy czym atomy węgla połączone są ze sobą wyłącznie wiązaniami pojedynczymi. Ogólny wzór sumaryczny alkanów ma postać CnH2n+2. Reakcje: spalanie (całkowite, niecałkowite), halogenowanie rodnikowe (substytucja), piroliza. Alkeny - organiczne związki chemiczne z grupy węglowodorów nienasyconych, w których występuje jedno podwójne wiązanie chemiczne między atomami węgla. Reakcje: polimeryzacja winylowa, addycja, spalanie. Alkiny - grupa organicznych związków chemicznych będących węglowodorami nienasyconymi, w których występuje jedno wiązanie potrójne między atomami węgla. Reakcje: spalanie, addycja, polimeryzacja. Metan, etan, propan butan, pentan, heksan, heptan, oktan, nonan, dekan. Izomery - związki o tym samym wzorze cząsteczkowym, lecz różnym uporządkowaniu atomów w przestrzeni. Izomery różnią się właściwościami chemicznymi i fizycznymi, mają taką samą masę molową. Izomeryzacja - reakcja chemiczna, polegająca na przekształceniu się jednego izomeru w drugi. Izomeryzacja może stanowić zarówno samodzielną reakcję chemiczną, jak i być ubocznym, często niepożądanym efektem innej reakcji chemicznej. Wykorzystanie węgla: 1. surowiec energetyczny; 2. wytwarzanie koksu (produkt wysokotemperaturowego odgazowywania węgla kamiennego); 3. przemysł chemiczny (związki amoniaku, smoła węglowa i lekkie oleje są niezbędne przy produkcji barwników do tkanin, materiałów antyseptycznych, lekarstw, detergentów, środków zapachowych, nawozów, substancji niszczących chwasty oraz lakierów do paznokci, a nawet słodzików zawierających sacharynę). Ropa naftowa - jest ciekłą mieszaniną węglowodorów oraz niewielkich ilości związków organicznych zawierających tlen, azot i siarkę. Różne gatunki ropy zawierają od 30 do 80% alkanów i zmienne ilości cykloalkanów i węglowodorów aromatycznych Produkty przeróbki ropy naftowej: paliwa silnikowe - benzyny (paliwa do silników z zapłonem iskrowym), oleje napędowe (do silników Diesla), paliwa do odrzutowych silników lotniczych; nafta - dawniej używana do oświetlenia, obecnie używana jako paliwo do lotniczych silników odrzutowych; olej napędowy - służy jako paliwo do silników wysokoprężnych (silników Diesla) i jako surowiec do otrzymywania benzyny krakingowej; oleje smarowe - stosowane do smarowania ruchomych części maszyn; parafina - stosowana do produkcji świec, nasączania zapałek, izolacji. Kraking - metody otrzymywanie benzyny z frakcji wyżej wrzących (nafty, olejów, mazutu) wykorzystujące zjawisko rozpadu długich łańcuchów węglowych na mniejsze fragmenty pod działaniem wysokiej temperatury i ciśnienia. Z n-alkanów powstają w tych warunkach alkany o krótszych łańcuchach i odpowiednie alkeny. Reforming - proces, w wyniku którego pod działaniem katalizatora, w wysokiej temperaturze następuje izomeryzacja łańcuchów prostych do rozgałęzionych oraz cyklizacja i aromatyzacja n-alkanów. Liczba oktanowa - oznacza odporność benzyny na spalanie detonacyjne. Jest ona wyznacznikiem odporności na niekontrolowany samozapłon. Liczbę oktanową benzyn określa się na podstawie dwóch wzorników: izooktanu i heptanu. Polimery - substancje chemiczne o bardzo dużej masie cząsteczkowej, które składają się z wielokrotnie powtórzonych jednostek zwanych merami. Podział ze względu na pochodzenie: syntetyczne, naturalne (celuloza, białka, kwasy nukleinowe), modyfikowane (octan celulozy, białko modyfikowane, skrobia modyfikowana). Podział ze względu na topologię (skład chemiczny, konstytucja makrocząsteczek (rodzaje par atomów, rodzaje wiązań), rozmieszczenie centrów konfiguracyjnych): liniowe, rozgałęzione, drabinkowe, usieciowane, cykliczne, katenanowe, rotaksanowe, dendrymetryczne. Podział ze względu na jednorodność budowy chemicznej: statystyczne, gradientowe, naprzemienne, blokowe, szczepione. Podział ze względu na budowę: poliolefiny, polimery winylowe, polietery, poliamidy, poliuretany, poliestry, poliwęglany, polipeptydy. Podział ze względu na taktyczność: izotaktyczne, syndiotaktyczne, ataktyczne. Podział ze względu na strukturę: krystaliczne, amorficzne. Właściwości: duża wytrzymałość mechaniczna, lekkość,odporność chemiczna, dobre właściwości termoizolacyjne i elektroizolacyjne. Elastomery - polimerowe tworzywa sztuczne lub naturalne, które cechuje zdolność do odwracalnej deformacji pod wpływem działania sił mechanicznych, z zachowaniem ciągłości ich struktury. Duroplasty - o makrocząsteczkach przestrzennie usieciowanych, których po całkowitym zakończeniu procesu polireakcji nie można wprowadzić w stan płynięcia oraz na ogół również w stan wysokoelastyczny. Ostateczny proces formowania duroplastów jest więc nieodwracalny tzn. można je formować tylko raz. Dalsze przetwórstwo duroplastów polega może polegać jedynie na klejeniu lub obróbce mechanicznej. Prawie nie zmieniają kształtu aż do rozkładu chemicznego. Plastomery - polimery, które poddane odkształceniu, w zależności od temperatury, zachowują nadany im kształt a ich wydłużenie nie przekracza 100%. Z uwagi na odkształcalność związana z wysokością temperatury, dzielą się na termoplastyczne i utwardzalne.