Začetki obravnave pojma snov pri naravoslovju v 7. razredu osnovne šole so ključnega pomena za razumevanje kemije od 8. razreda naprej. Ključno je predvsem razumevanje pojmov kot so element, spojina, atom, molekula, zmes, sestavina ... in povezav med njimi. Te pojme potem redno srečujemo pri pouku kemije, zato je res pomembno, da jih razumemo, ne le poznamo njihove definicije na pamet. Naslednja slika prikazuje povezave med omenjenimi pojmi: Kratek opis zgornjega prikaza: Snov delimo za zmesi in čiste snovi, čiste snovi pa na elemente in spojine. Zmes je mešanica elementov in/ali spojin in/ali drugih zmesi. Elementi so lahko sestavljeni iz posameznih atomov ali molekul, spojine pa le iz molekul. Molekule elementov in spojin se razlikujejo po tem, da so prve iz enakih atomov, druge pa iz različnih.
Vsako teorijo je dobro podpreti še s kakšnim praktičnim primerom. Tule je primer morske vode:
Kako si lahko še na drugačen način predstavljamo fizikalne in kemijske postopke? Če imamo zmes modrih in rdečih avtomobilčkov iz lego kock in jo ločimo na modre in rdeče avtomobilčke, je to fizikalni postopek. Avtomobilčki pri tem ostanejo enaki kot prej, le ločeni so po barvah. Pri kemijskem postopku pa posamezne avtomobilčke razstavimo. Tudi v kemiji pri fizikalnem postopku snov ohranja lastnosti in sestavo, pri kemijskem postopku pa se ji spremeni.
0 Comments
Alkoholi so lahko primarni, sekundarni ali terciarni.
Primarni alkoholi imajo hidroksilno skupino (-OH) vezano na primarnem C atomu:
Primarni alkoholi (OH skupina) oksidirajo v aldehid (končnica "-al", CHO skupina), ti pa naprej v karboksilno kislino (COOH skupina). Sekundarni alkoholi (OH skupina) oksidirajo v keton (končnica "-on", CO skupina). Terciarni alkoholi se ne oksidirajo! Proces v nasprotni smeri oksidacije imenujemo redukcija. Tudi gorenje alkoholov je oksidacija:
Osnovna veriga je neke vrste "kača" ogljikovih atomov, na katero so pripeti vodikovi atomi.
Primeri osnovnih verig: Etan: CH3-CH3 Butan: CH3-CH2-CH2-CH3 Funkcionalne skupine so (na enem ali različnih mestih) pripete na posamezne ogljikove atome v osnovni verigi. Funkcionalne skupine so lahko:
Primeri funkcionalnih skupin:
Funkcionalne skupine vplivajo na reaktivnost osnovne verige atomov. Poznamo verižno (skeletno) izomerijo ter položajno izomerijo. V izomeru lahko nastopata tudi obe.
Različni izomeri imajo enako število atomov ogljika in vodika. Verižna izomerija Ogljikovi atomi niso razporejeni le linijsko (glavna veriga), ampak so v strukturi prisotni tudi odseki (navzgor, navzdol ali v obe smeri; na enem ali na različnih mestih v verigi), ki jih imenujemo stranske verige. Stranska veriga je lahko:
Poimenovanje posamične stranske verige:
Pozor! Ogljikove atome v verigi štejemo s tiste strani, kjer prej pridemo do "tretjih" elementov, t.j. tistih, ki niso ogljik oziroma vodik (nomenklatura IUPAC). Poimenovanje več stranskih verig:
Za poimenovanje celotnega izomera dodamo še podatke za glavno verigo:
Položajna izomerija - dvojna/trojna vez med ogljikovimi atomi na različnih mestih v strukturi Poimenovanje izomera:
Položajna izomerija - drugi atomi oz. skupine atomov na različnih mestih v strukturi Za razliko od stranskih verig tu na vejah nimamo celotnih spojin, ampak le "tretje" atome oz. skupine atomov! Značilnosti pri poimenovanju:
Risanje strukturnih formul izomerov Strukturno formulo rišemo v naslednjem vrstnem redu:
Pozor! če pri štetju (za potrebe označevanja pozicij stranskih vej) označujemo ogljikove atome s številkami, naj bodo te drugačne barve, da ne bomo mešali z večatomnimi molekulami ogljika. Mol je enota za množino snovi. Množina snovi pa je (osnovna) fizikalna veličina.
"Po domače" rečeno: Ker so v kemiji mase in velikosti posamičnih delcev izredno majhne, so si izmislili mol, ki vsebuje za Avogadrovo konstanto delcev (atomov, molekul, ionov, elektronov,...), ti pa imajo kot skupina že neko lažje merljivo maso oz. velikost. Množina snovi se izračuna po enačbi: n (množina snovi) = m (masa) / M (molska masa) = N (število delcev) / NA (Avogadrova konstanta) Masa m [g] predstavlja:
Molska masa M [g/mol] je enaka:
Število delcev snovi n [nima enote] predstavlja:
Avogadrova konstanta NA [nima enote] je vedno enaka 6,023x10^23 Naj omenimo še molarno prostornino Vm [m3/mol], ki je enaka prostornini 1 mola snovi, izračuna pa se kot kvocient med relativno atomsko oz. molekulsko maso in gostoto snovi: Vm = M / ρ Primer 1: Ena molekula kisika (O2) je sestavljena iz dveh atomov kisika. Relativna atomska masa kisika (mišljen je en sam atom!) je 16. V enačbi n=m/M je n=1 mol, torej je m=M in lahko zapišemo:
Molekulo metana CH4 je sestavlja:
Kemijska enačba (urejena!) za nastanek vode iz vodika in kisika se glasi 2H2 + O2 -> 2H2O, zato velja:
Z razmerji, deleži in koncentracijami običajno opisujemo sestavo raztopin, na splošno pa z njimi lahko opišemo katerokoli zmes, spojino, kemijsko reakcijo,...
Snov lahko opišemo z razmerjem med:
Nadalje, snov lahko opišemo kot Delež:
Pri raztopinah ne pozabimo še na naslednjo enakost: w(topljenec) + w (topilo) = 1 oziroma 100% Koncentracija se v glavnem uporablja pri raztopinah. Poznamo naslednje koncentracije:
Pri raztopinah si zapomnimo: Podobno se topi v podobnem.
Voda je polarna snov (sestavljena je iz polarnih molekul s kovalentnimi vezmi med atomi), zato se v njej raztapljajo
Raztapljanje ionskega kristala v vodi: Ker so molekule vode polarne, s svojim pozitivnim polom privlačijo anione, z negativnim polom pa katione in tako "drobijo" kristalno strukturo topljenca (npr. kuhinjske soli), katerega molekule razpadejo na ione posameznih elementov. Nazaj se le-te ne morejo združiti, ker jih obdajajo molekule vode. Raztapljanje molekulskih kristalov v vodi: Ker so molekule vode polarne, s svojim pozitivnim polom privlačijo negativne dele molekul topljenca, z negativnim polom pa pozitivne dele molekul topljenca. Molekule tako med seboj niso več povezane v kristalno strukturo, same molekule topljenca (npr. sladkorja) pa ne razpadejo na ione. Molekule se ne morejo združiti nazaj v kristalno strukturo, ker jih obdajajo molekule vode. Kovalentni in kovinski kristali pa v v vodi (in tudi v nobenem drugem topilu) niso topni. Poenostavljeno povedano:
Primer: CuO + H₂ → Cu + H₂O; CuO se reducira, H₂ se oksidira. Organske snovi nastanejo v živih organizmih (rastline, živali) in vsebujejo ogljik.
Anorganske snovi so del nežive narave in v glavnem ne vsebujejo ogljika (razen nekaj izjem). To so organske spojine, katerih molekule so sestavljene zgolj iz atomov ogljika in vodika.
Ogljikovodiki so lahko aciklični ali ciklični. Aciklični ogljikovodiki Poznamo 3 vrste acikličnih ogljikovodikov, ki se med seboj razlikujejo po vrstah vezi med ogljikovimi atomi:
Imena prvih štirih ogljikovodikovih spojin so unikatna:
Splošne formule:
Ciklični ogljikovodiki Ciklični ogljikovodiki imajo vedno predpono "ciklo-" Splošne formule:
|