2. Izotopy wodoru - izotopy pierwiastka chemicznego wodoru (symbol H), z których trzy występują na Ziemi naturalnie. Ze względu na duże względne różnice w masach atomowych najlżejszych izotopów, różnią się one wyraźnie właściwościami chemicznymi i fizycznymi. Z tej przyczyny wodór jest jedynym pierwiastkiem, którego izotopy (naturalne) mają swoje własne nazwy: prot (¹H), deuter (²H) i tryt (³H). Dwa najlżejsze izotopy są stabilne, pozostałe są radioaktywne.

3. Datowanie radiowęglowe to metoda badania wieku przedmiotów oparta na pomiarze proporcji między izotopem promieniotwórczym węgla ¹⁴C a izotopami trwałymi ¹²C i ¹³C. Metoda dostępna w wielu laboratoriach

5. Wiązania chemiczne

Wiązanie kowalencyjne niespolaryzowane

Wiązanie kowalencyjne niespolaryzowane powstaje na skutek nakładania się orbitali atomowych obsadzonych pojedynczymi elektronami o przeciwnej orientacji spinu. Wiązanie to powstaje, gdy różnica elektroujemności wynosi od 0 do 0,4.

Substancje, w których przeważa wiązanie kowalencyjne niespolaryzowane mogą występować w 3 stanach skupienia. Charakteryzują się niskimi temperaturami topnienia i wrzenia, dobrze rozpuszczają się w rozpuszczalnikach niepolarnych (np: chloroform, aceton, benzen), natomiast słabo w rozpuszczalnikach polarnych (np: woda). W stanie ciekłym rozpuszczone w wodzie nie przewodzą prądu. Reakcje z ich udziałem zachodzą powoli i przy małej wydajności.

Wiązanie kowalencyjne spolaryzowane

Wiązanie kowalencyjne powstaje między dwoma atomami niemetali, których wzajemna różnica elektroujemności jest mniejsza od 1,7 w skali Paulinga. Granica ta jest bardzo umowna i ma raczej charakter orientacyjny. Elektrony uwspólnione tworzące wiązanie są przesunięte w stronę atomu pierwiastka o większej elektroujemności, co sprawia, że przy tym atomie tworzy się cząstkowy ładunek elektryczny ujemny, natomiast przy atomie o mniejszej elektroujemności tworzy się dodatni. Wiązanie kowalencyjne spolaryzowane ma charakter dipola elektrycznego.

Wiązania kowalencyjne można jeszcze podzielić na zwykłe, w których uwspólnione elektrony pochodzą w równej liczbie od obu atomów (jeśli jeden "daje" trzy elektrony, to drugi też "daje" trzy) oraz na wiązania koordynacyjne, w których tylko jeden atom jest donorem elektronów lub liczba elektronów, które "daje" jeden atom nie jest równa liczbie, którą daje drugi.

Wiązania koordynacyjne mają często dokładnie taki sam charakter jak wiązania kowalencyjne. W wielu związkach, w których z rachunku elektronów wynika, że część wiązań jest formalnie kowalencyjnych, a inna część koordynacyjnych są one w rzeczywistości całkowicie nieodróżnialne, posiadają taką samą geometrię i energię i nie da się praktycznie ustalić, które są które. W wielu związkach chemicznych wiązania koordynacyjne daje się jednak wyraźnie wskazać i mają one pewne szczególne własności, których zwykłe wiązania kowalencyjne nie mogą mieć. Przykładem tego rodzaju wiązań są np. te występujące w Pi kompleksach.

Wiązanie jonowe

Wiązanie jonowe powstaje między dwoma atomami, których wzajemna różnica elektroujemności jest bardzo duża (Δeu≥1,7). Elektrony zamiast się uwspólnić "przeskakują" na stałe do jednego z atomów. W wyniku tego jeden z atomów ma nadmiar ładunku ujemnego i staje się ujemnie naładowanym jonem (anionem) a drugi ma nadmiar ładunku dodatniego i staje się kationem. Oba atomy tworzą parę jonową (+)(-), która trzyma się razem na zasadzie przyciągania ładunków elektrostatycznych i może w sprzyjających warunkach ulegać dysocjacji elektrolitycznej.

Na ogół, aby wiązanie się wytworzyło, różnica elektroujemności musi być większa lub równa 1,7 w skali Paulinga, jednak granica, przy której tworzy się wiązanie jonowe jest bardzo płynna, gdyż zależy ona od wielu różnych czynników. Na przykład we fluorowodorze różnica elektroujemności między fluorem a wodorem wynosi aż 1,8 a mimo to wiązanie F-H ma charakter kowalencyjny spolaryzowany.

Wiązanie wodorowe

Wiązanie wodorowe formalnie rzecz biorąc nie jest wiązaniem chemicznym, w tym sensie, że nie powstaje ono na skutek wymiany elektronów i jest zwykle dużo mniej trwałe od "prawdziwych" wiązań, jednak ten rodzaj oddziaływania również łączy ze sobą atomy. Wiązanie wodorowe polega na "dzieleniu" między dwoma atomami (np. tlenu) jednego atomu wodoru, tak, że atom wodoru jest częściowo połączony z nimi oboma. Można to też ująć w ten sposób, że atom wodoru jest powiązany z obydwoma atomami wiązaniami "połówkowymi", gdyż jedno normalne pojedyncze (czyli dwuelektronowe) wiązanie wodór-inny atom jest dzielone na dwa słabsze "półwiązania" inny atom-wodór i wodór-inny atom.

6. udowa cząsteczki wody

Cząsteczka wody zbudowana jest z jednego atomu tlenu i dwóch atomów wodoru.

Chemicy badając cząsteczkę wody wyznaczyli kąt pomiędzy wiązaniami. Wynosi on 105°.

Wzór strukturalny wody jest następujący (pamiętamy, że wodór jest zawsze jednowartościowy, a tlen dwuwartościowy).

Tlen na ostatniej powłoce (powłoce walencyjnej) ma 6 elektronów (ponieważ leży w 16 grupie), a wodór 1 elektron (leży w 1 grupie).

Tlen dąży do tego, aby tworząc wiązanie mieć osiem (oktet) elektronów na ostatniej powłoce, a wodór 2 elektrony, dlatego utworzą wspólną parę. Wspólna para elektronowa przesunięta jest w stronę pierwiastka, który ma więcej elektronów walencyjnych, czyli w tym przypadku w kierunku tlenu, możemy to zapisać:

7. Napięcie powierzchniowe - zjawisko fizyczne występujące na styku powierzchni cieczy z ciałem stałym, gazowym lub inną cieczą, dzięki któremu powierzchnia ta zachowuje się jak sprężysta błona. Napięciem powierzchniowym nazywa się również wielkość fizyczną ujmującą to zjawisko ilościowo: jest to energia przypadajaca na jednostkę powierzchni, lub praca potrzebna do rozciągnięcia powierzchni o tę jednostkę.

8. Adhezja (łac. adhaesio - przyleganie) - łączenie się ze sobą powierzchniowych warstw ciał fizycznych lub faz (stałych lub ciekłych). Miarą adhezji jest praca przypadająca na jednostkę powierzchni, którą należy wykonać aby rozłączyć stykające się ciała.

Kohezja - ogólna nazwa zjawiska stawiania oporu przez ciała fizyczne, poddawane rozdzielaniu na części. Jej miarą jest praca potrzebna do rozdzielenia określonego ciała na części, podzielona przez powierzchnię powstałą na skutek tego rozdzielenia.

9. Do własności chemicznych zalicza się:

* odporność metalu na korozję atmosferyczna czyli na działania składników chemiczny powietrza

* odporność na działanie wysokiej temperatury

* odporność na działanie czynników chemiczny

Do tych właściwości zaliczamy:

-        lejność: zdolność ciekłego metalu lub stopu do wypełniania formy odlewnicze, zależy od składu chemicznego, struktury i temperatury ciekłego metalu. Dla określenia lejności stosuje się próbę odlewania spirali o znormalizowanych wymiarach. Im większa jest lejność metalu, tym dłuższy odcinek spirali zostaje w czasie odlewania wypełniony metalem.

-        plastyczność metalu to zdolność do zmiany jego kształtu pod wpływem siły zewnętrznej oraz do zachowania nowego kształtu po ustaniu działania siły odkształcającej. Umożliwia ona kształtowanie metalu stosownie do potrzeb.

-        skrawalność czyli podatność materiału do obróbki skrawaniem. Bada się ją stosując próby, podczas których określa się powierzchnię skrawaną oraz rodzaj wiórów.

 

10. Pasmowa teoria przewodnictwa elektrycznego - kwantowomechaniczna teoria opisująca przewodnictwo elektryczne. W przeciwieństwie do teorii klasycznej punktem wyjścia w tej teorii jest statystyka Fermiego-Diraca i falowa natura elektronów. Najważniejszym pojęciem tej teorii jest pasmo energetyczne - jest to przedział energii, jaką mogą posiadać elektrony w przewodniku. Istnienie ciągłego widma energetycznego jest związane z oddziaływaniem na siebie poszczególnych atomów (jest to zbiór bardzo blisko położonych widm liniowych), natomiast występowanie obszarów zabronionych wynika z warunków nakładanych na periodyczność funkcji falowej elektronów.

11. Półprzewodniki − najczęściej substancje krystaliczne, których konduktywność (przewodnictwo właściwe) może być zmieniana w szerokim zakresie (np. 10^-8 do 10³ S/cm) poprzez domieszkowanie, ogrzewanie, oświetlenie bądź inne czynniki. Przewodnictwo typowego półprzewodnika plasuje się między przewodnictwem metali i dielektryków.

Domieszkowane

Półprzewodniki samoistne mają mało ładunków swobodnych (co objawia się dużą rezystywnością), dlatego też stosuje się domieszkowanie. Materiały uzyskane przez domieszkowanie nazywają się półprzewodnikami niesamoistnymi lub półprzewodnikami domieszkowanymi.

Półprzewodniki samoistne

Półprzewodnik samoistny jest to półprzewodnik, którego materiał jest idealnie czysty, bez żadnych zanieczyszczeń struktury krystalicznej. Koncentracja wolnych elektronów w półprzewodniku samoistnym jest równa koncentracji dziur.

12. Stop metali (dawniej także: aliaż) - tworzywo o właściwościach metalicznych, w którego strukturze metal jest osnową, a poza nim występuje co najmniej jeden dodatkowy składnik, zwany dodatkiem stopowym. Dodatki są wprowadzane w celu poprawienia wytrzymałościowych właściwości materiału. Zwykle pogarszają plastyczność, przewodnictwo elektryczne, przewodnictwo cieplne. Często zmniejszają również odporność na korozję.

13. 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^[1].

-diament

-grafit

-fluereny

19. Liczba
atomów
węgla Wzór
sumaryczny
alkanu Nazwa
alkanu Wzór strukturalny alkanu 2 C₂H₄ eten 3 C₃H₆ propen 4 C₄H₈ buten 5 C₅H₁₀ penten 6 C₆H₁₂ heksen 7 C₇H₁₄ hepten 8 C₈H₁₆ okten 9 C₉H₁₈ nonen 10 C₁₀H₂₀ decen ... ... ... ... n C_nH_2n alken

20. Piroliza (inaczej destylacja rozkładowa) - proces rozkładu termicznego substancji prowadzony poprzez poddawanie ich działaniu wysokiej temperatury, ale bez kontaktu z tlenem i innymi czynnikami utleniającymi. Jest procesem wysokotemperaturowym, bezkatalitycznym (katalizator obniża jedynie temperaturę o kilkadziesiąt stopni, więc jest to nieopłacalne).

Piroliza jest w przemyśle stosowana m.in.:

• do odzyskiwania monomerów z polimerów w ramach recyklingu

• do produkcji materiałów ceramicznych

• do produkcji kompozytów o osnowie ceramicznej lub węglowej wzmacnianych włóknami (np. C-C, SiC-C, (Si-C-N)-SiC)

• do produkcji materiałów szczególnie odpornych termicznie.

• jako jeden z etapów procesu otrzymywania węgla drzewnego

• jako pierwszy proces podczas utylizacji odpadów przemysłowych lub komunalnych

• do produkcji koksu z węgla kamiennego w procesie koksowania w piecach koksowniczych

21. Destylacja ropy naftowej

Ropa naftowa bezpośrednio wydobyta ze złoża to tzw. surowa ropa naftowa. Ropa w takim stanie może być używana jako materiał opałowy. Użycie ropy do takich celów okazuje się nieekonomiczne, gdyż wówczas tracimy bardzo cenne składniki, które jesteśmy w stanie wyodrębnić przy zastosowaniu odpowiednich metod. Jednym z rodzajów przeróbki ropy naftowej jest destylacja. Proces ten jest dosyć skomplikowany. Jest przeprowadzany na szeroka skalę w specjalnych do tego stworzonych rafineriach. Tam zachodzi oczyszczanie otrzymywanych produktów oraz inne procesy polepszające skład ropy.

Po raz pierwszy ropę naftową przedestylował polski aptekarz Ignacy Łukasiewicz. Dokonał tego w Krośnie w 11852 roku. To dzięki jego wytężonej pracy stosowana była, jako doskonały przyrząd do oświetlania w tamtych czasach, lampa naftowa, której był wynalazcą. W tym samym mieście w 1854 roku, jako pierwszy na świecie zbudował kopalnie ropy naftowej.

22. Liczba oktanowa - liczba określająca odporność na niekontrolowany samozapłon paliwa silnikowego do silników z zapłonem iskrowym, który może powodować jego spalanie stukowe (detonacyjne). Dokładna wartość liczby oktanowej jest równa procentom objętościowym zawartości izooktanu w takiej mieszaninie izooktanu i n-heptanu, która wywołuje identyczną liczbę stuków w silniku testowym jak analizowane paliwo^[1].

23. Kraking, krakowanie - (ang. cracking - pękanie) proces technologiczny stosowany w celu przerobu ciężkich frakcji ropy naftowej na benzynę i oleje.

Reforming (reforming katalityczny, reformowanie benzyny) to wysokotemperaturowe ogrzewanie lekkich frakcji ropy naftowej lub produktów krakingu pod zwiększonym ciśnieniem w celu otrzymania paliw o dużej liczbie oktanowej.

24. Polimery (gr. polymeres - wieloczęściowy, zbudowany z wielu części) - substancje chemiczne o bardzo dużej masie cząsteczkowej, które składają się z wielokrotnie powtórzonych jednostek zwanych merami.

Przez "bardzo dużą masę cząsteczkową" rozumie się zwykle taką sytuację, gdy odjęcie lub przyłączenie jednego meru nie zmienia w zasadniczym stopniu ogólnych własności chemicznych i fizycznych związku chemicznego. Odróżnia to polimery od oligomerów, które mają jeszcze na tyle małą masę cząsteczkową, że dodanie do nich lub odjęcie jednego meru skutkuje zauważalną zmianą np. ich temperatury topnienia.

28. Rozpuszczanie - proces fizykochemiczny polegający na takim zmieszaniu ciała stałego, gazu lub cieczy w innej cieczy lub gazie, że powstaje jednorodna, niemożliwa do rozdzielenia metodami mechanicznymi mieszanina. Mieszanina taka nazywana jest roztworem, zaś substancja, w której to się odbywa, nazywana jest rozpuszczalnikiem.

Solwatacja - proces otaczania cząsteczek rozpuszczanego związku chemicznego przez cząsteczki rozpuszczalnika.

Hydratacja (uwodnienie) - reakcja chemiczna polegająca na przyłączaniu cząsteczki (lub cząsteczek) wody do cząsteczki związku chemicznego. Jest to szczególny proces solwatacji, w którym jony otaczane są przez cząsteczki wody, przy czym jest ona przyłączana w całości (nie powstają dodatkowo produkty uboczne). Następuje on w wyniku oddziaływania jonów z dipolami wody. Zazwyczaj jest to proces egzoenergetyczny.

29.

---