Összefoglalás Vegyületek
A kovalens kötés jellemzésére szolgáló mennyiségek Kötési energia: az az energiamennyiség, amely ahhoz szükséges, hogy 1 mol kötést felszakítsunk. Tehát minél nagyobb a kötési energia, annál nehezebb egy kötést felszakítani.
Kötéstávolság (kötéshossz): a kötésben részt vevő két atom atommagjának távolságát jelenti. A kötéstávolság és a kötési energia nem független egymástól. Kötésszög: A kapcsolódó atomok kötései által bezárt szög.
Elektronegativitás A kötött atomok elektronvonzó képességét jellemző mennyiség az elektronegativitás (EN). Minél nagyobb a kötésben részt vevő atom elektronvonzó képessége, annál inkább maga köré sűríti a közös elektronpár elektronfelhőjét, tehát annál nagyobb az elektronegativitása.
Elemmolekulák kialakulása Elemek molekuláiban (H 2, Cl 2, O 2, N 2 ) a közös elektronok szimmetrikusan oszlanak meg a kötésben részt vevő atomok között, a kötés apoláris, egyenletes töltéseloszlású
Vegyületmolekulák kialakulása Ha különböző atomok kapcsolódnak molekulává (HCl, H 2 O, NH 3 ), akkor a kötést létesítő elektronpár a nagyobb elektronvonzó-képességű atom felé húzódik, a kötés poláris, vagyis sarkított, nem egyenletes töltéseloszlású
A molekulák alakja
2. Központi atom: Azt az atomot amelyikhez több másik atom kapcsolódik központi atomnak hívjuk. H 2 O CH 4 NH 3 az oxigén a központi atom a szén a központi atom a nitrogén a központi atom
3. Kötésszög Két szomszédos kötés által bezárt szög. O 105 o H H
4. A kötésszöget meghatározó tényezők A központi atomhoz kapcsolódó kötő és nemkötő elektronpárok száma határozza meg a molekula alakját. Ezek az elektronpárok taszítják egymást, ezért a lehető legtávolabb helyezkednek el egymástól.
Képlet: a molekula neve: A képlet rajza: Kötésszög : Az alak neve: Kötö és nemkötő elektronpárok száma: BeCl 2 berílium-klorid 180 o Egyenes (lineáris) A központi atomnak 2 kötő elektronpárja van bór-trifluorid BF 3 120o síkháromszög A központi atomnak 3 kötő elektronpárja van metán CH 4 109,5o tetraéderes A központi atomnak 4 kötő elektronpárja van ammónia NH 3 107o piramis A központi atomnak 3 kötő és 1 nemkötő elektronpárja van H 2 O víz 105 o V alak A központi atomnak 2 kötő és 2 nemkötő elektronpárja van
A molekulák térbeli elrendeződése Szappanok, mosószerek
1. A szappanok nagy szénatomszámú karbonsavak nátrium-, illetve kálium sói. Előállítás: zsírok és olajok lúggal való főzésével
C 17 H 35 COONa nátrium-sztearát (nátronszappan) C 15 H 31 COOK kálium-palmitát (káliszappan)
A szappan molekula bomlása vízben: C 15 H 31 COONa C 15 H 31 COO - + Na +
Apoláris rész (hidrofób) Poláris rész (hidrofil)
3. A szappan anionjának reakciója vízzel: C 17 H 35 COO - + H 2 O C 17 H 35 COOH + OH - Enyhén lúgos kémhatás
4. A szappan anionjának reakciója a kalciumionnal: ( Viselkedés kemény vízben) 2C 17 H 35 COO - + Ca 2+ (C 17 H 35 COO) 2 Ca fehér, pelyhes csapadék
5. A szappan anionjainak elhelyezkedése vízben:
A víz felületén egyrétegű (monomolekuláris) hártya képződik
A víz belsejében anionokból álló gömböcskék (micellák) képződnek:
6. Habzás
Az anionok csökkentik a felületi feszültséget és a képződött habot stabilizálják (felületaktív anyagok).
Szénhidrogének 1. A földgáz és a kőolaj jelentése: A földgáz 1-4 szénatomszámú szénhidrogének keveréke. Legnagyobb mennyiségben metánt, etánt, propánt és butánt tartalmaz. A kőolaj több ezer féle szénhidrogén keveréke. Ezek nagy része cseppfolyós és abban oldott szilárd, illetve gáz-halmazállapotú vegyület. Összetételük lelőhelyenként változó.
3. Keletkezésük: Elpusztult tengeri egysejtű növények és állatok (plankton) oxigénmentes környezetben (anaerob környezet) szénhidrogénekké bomlottak az óceánok fenekén. A keletkezés feltételei: - nagy nyomás - magas hőmérséklet - több millió év
6. A földgáz felhasználása: fűtőgáz, főzés, sütés, a PB-gáz alkotórésze, járművek (autók,buszok) hajtóanyaga, dezodorok és légfrissítők hajtógáza
3. A kőolaj feldolgozása: A nyers kőolajat kb 350 o C-ra hevítik és így gőzzé alakítják. A gőzt egy toronyba vezetik. A toronyban felfelé csökken a hőmérséklet és így az egyes szinteken más szénhidrogének csapódnak ki. Az eljárás neve: frakcionált kondenzáció (szakaszos lecsapódás)
4. A kőolajból nyert termékek: forráspont: a frakció (csoport) neve: szénatomszám a vegyületekben : felhasználás: benzin 50-100 o C C 5 -C 10 oldószer, sebbenzin, motorbenzin petróleum 150-300 o C C 11 -C 12 traktor, rakéta, repülőgép üzemanyag gázolaj (dízelolaj) 200-350 o C C 13 -C 20 autó, traktor,mozdony, hajó, teherautó üzemanyag kenőolaj 350 o C felett C 20 felett gépek kenőanyaga pakura vazelin 350 o C felett C 20 felett gyógyászat, kozmetika paraffin 350 o C felett C 20 felett gyertya, kúp bitumen 350 o C felett C 30 felett útépítés, szigetelés
Mitől függ a forráspont? A szénatomszám növekedésével nő a molekulatömeg és emelkedik a forráspont.
Oxigéntartalmú szerves molekulák Alkoholok, ketonok, karbonsavak
Az etanol előállítása, felhasználása
2. Fizikai tulajdonságai: Színtelen, Kellemes illatú folyadék Vízben jól oldódik A 96 %-os alkohol a tiszta szesz A vízmentes alkohol az abszolút alkohol A szeszes italok hatóanyaga
3. Kémiai tulajdonságai: Elégethető, kékes lánggal ég: C 2 H 5 OH + 3 O 2 = 2 CO 2 + 3 H 2 O
4. Előállítás erjesztéssel: erjedő, rothadó gyümölcsökben, burgonyában, kukoricában, gabonában
C 6 H 12 O 6 2 C 2 H 5 OH + 2 CO 2 SZŐLŐCUKOR ETANOL + SZÉN-DIOXID max:15_- 18 %- os híg oldat
Töményebb alkohololdat desztillálással állítható elő: max: 96 %-os tiszta szesz A 100 %- os alkohol ( vízmentes ) csak vízelvonószerrel állítható elő: abszolút alkohol
5. Ipari előállítás: addícióval CH 2 =CH 2 + H 2 O = CH 3 CH 2 OH etén + víz = etanol
6. Felhasználása : Lakkokban, illatszerekben, kozmetikai szerekben oldószer Fertőtlenítőszer: jódtinktúra = alkoholos jódoldat, a 70 %-os alkohololdat baktériumölő szer Az alkoholos italok hatóanyaga
ketonok
1. jelentésük: Olyan szerves vegyületek, amelyekben az oxocsoport láncközti (vagy gyűrűs) szénatomhoz kapcsolódik. O - C C C -
3. Fizikai tulajdonságok: A kisebb szénatomszámúak folyadékok, a nagyobb szénatomszámúak szilárdak. A kis szénatomszámúak vízben oldódnak, a nagyobb szénatomszámúak apolárisak, ezért víztaszító tulajdonságúak.
4. Kémiai tulajdonságaik: Kevésbé reakcióképesek mint az aldehidek. Csak erős oxidálószerekkel oxidálhatók és akkor is a szénlánc felszakításával.
5. előállításuk: Másodrendű alkoholból dehidrogénezéssel (oxidációval) ketonok állíthatók elő.
A legegyszerűbb keton: a propanon = aceton modellje és képlete: O CH 3 C CH 3
Fizikai tulajdonságai Színtelen, jellegzetes szagú folyadék Forráspontja 56 o C Szerves vegyületek (pl.: lakkok) oldószere
A karbonsavak
1. Jelentésük: karboxilcsoportot tartalmazó szerves vegyületek. modell: O szerkezeti képlet: összegképlet: C O H COOH
A karboxilcsoport
Összegképlet: CH 3 COOH etánsav = ecetsav O Szerkezeti képlet: CH 3 - C-OH Fizikai tulajdonságai: elegyedik szúrós szagú, színtelen folyadék vízzel minden arányban a tömény ecetsav 17 0 C- on kristályosodik (jégecet)
Kémiai tulajdonságai: oldata savas kémhatású CH 3 COOH + H 2 O = CH 3 COO - + H 3 O + A fémeket hidrogéngáz fejlődése közben oldja. Ecetes étel fémedényben nem tárolható Előfordulása, felhasználása: Az alkoholos italok a levegőn néhány nap alatt megecetesednek: az etanol oxigén és baktériumok hatására ecetsavvá alakul savanyítószer, műszálak gyártása, festék, gyógyszergyártás