Пятница, 30.10.20 г.        206, 308, 106, 201, 108 группы

206 Тема:

Задание: прочитать, кратко -конспект.

Тема урока: Алкены. Этилен и его получение (дегидрирование этана, дегидратация этанола). Химические свойства этилена (горение, качественные реакции), гидратация, полимеризация. Полиэтилен, его свойства, применение.

Алкены - ненасыщенные углеводороды с общей формулой CnH2n, в молекулах которых имеется одна двойная связь С=С.

Особенности строения молекул

В этилене углерод находится в состоянии sp²-гибридизации (в гибридизации участвуют одна s и 2 p-орбитали). У каждого атома углерода в молекуле этилена – 3 гибридные sp²-орбитали и по одной негибридной р-орбитали. Оси гибридных орбиталей располагаются в одной плоскости, а угол между ними равен 120°.Такие орбитали каждого атома углерода пересекаются с аналогичными другого атома углерода и s-орбиталями двух атомов водовода, образуя σ-связи С-С и С-Н.

Схема образования σ-связей в молекуле этилена

Две негибридных р-орбитали атомов углерода взаємно перекрываются в плоскости, которая расположена перпендикулярно к плоскости σ-связей, образуя одну π-связь.

Схема образования π-связи в молекуле этилена

Особенности номенклатуры алкенов

Принадлежность углеводорода к классу алкенов отражают суффиксом –ен:

С2Н4 CH2=CH2 этен (этилен)

С3Н6 CH2=CH2-СН3 пропен (пропилен)

С4Н8 CH2=CH2-СН2-СН3 бутен

и т.д.

Чтобы назвать алкен, соединение нумеруют, начиная с того конца, к которому ближе двойная связь.

Положение двойной связи указывают в конце названия номером того атома углерода, от которого она начинается.

Изомерия алкенов

1. Структурная изомерия.

   1. Изомерия строения углеродной цепи.

   2. Изомерия положения двойной связи.

2. Пространственная изомерия.

   1. Геометрическая изомерия (цис-/транс-)

Физические свойства

C2H4 – C4H8 – газы, С5Н10 – С17Н34 – жидкости, С18Н36 и выше – твердые вещества.

Получение

1. В промышленности – из природного газа и при процессах крекинга и пиролиза нефти.

2. Дегидратация (отщепление воды) спиртов.

3. Дегидрирование алканов.

4. Из галогенпроизводных (дегидрогалогенирование)

:

2-бромпропан пропен

Реакции дегидрогалогенирования и дегидратации идут по правилу Зайцева:

Водород отщепляется от соседнего менее гидрированного атома углерода.

И др.

Химические свойства

1. Реакции присоединения

   1. Взаимодействие с галогенами

Качественная реакция на наличие двойных связей – обесцвечивание бромной воды!

1. 2. Гидрирование.

kt – Ni, Pt, Pd.

1. 3. Гидратация (присоединение воды)

Реакции гидратации идут в присутствии серной или ортофосфорной кислот.

1.4 Реакция с галогенводородами (гидрогалогенирование).

2. Реакции окисления.

   1. Горение.

1. 2. Реакция с раствором перманганата калия.

Обесцвечивание раствора перманганата калия (ярко-розовая окраска) – качественная реакция на двойную C=C связь!

Кроме раствора KMnO4, можно использовать другие мягкие оксилители.

1. 3. Частичное оксиление кислородом воздуха.

3. Реакции полимеризации.

Катализаторы катионной полимеризации – кислоты, пероксиды, например – H2O2.

Реакция полимеризации – химический процесс соединения множества исходных молекул низкомолекулярного вещества (мономера) в крупные молекулы(макромолекулы) полимера.

Полимер – высокомолекулярное соединение, молекулы которого состоят из множества одинаковых структурных звеньев.

Применение этилена – сырье для производства горючего, пластмасс, взрывчатых веществ, антифризов, растворителей, ацетальдегида, этилового спирта, синтетического каучука, уксусной кислоты и др.

Применение полиэтилена – материал для изготовления медицинского оборудования, предметов домашнего обихода, тары, пленок, клейкой ленты, деталей и др.

САМОПРОВЕРКА.

1. Как получают этилен: а) в промышленности, б) в лаборатории.

2. По аналогии с этиленом напишите уравнения реакций получения пропена: а) из пропана, б) из пропанола-1.

3. С помощью каких реакций можно отличить этилен от этана?

4. 
   

Группа 308 Тема:.Циклоалканы: строение, свойства, получение и применение.

иклоалканы – предельные циклические углеводороды. Простейшие представители:

 

 

Общая формула – С_nH_2n.

Строение циклоалканов.

Атомы углерода находятся в sp³ – гибридизации. Угол зависит от размера цикла.

 

Изомерия циклоалканов.

Для циклоалканов характерна изомерия углеродного скелета и пространственная изомерия:

 

 

Все соединения делят на малые (С₃, С₄) циклы и на обычные (C₅ – С₇) циклы.

 

Физические свойства циклоалканов.

При обычных условиях:

С₃, С₄ – газы;

С₅-С₁₆ – жидкости;

С₁₇ и выше – твердые вещества.

Температуры плавления и кипения выше, чем у алканов.

 

Получение циклоалканов.

1. Отщепление 2х атомов галогена от дигалогенов:

 

 

2. Гидрирование ароматических углеводородов:

 

 

Химические свойства циклоалканов.

Малые и обычные циклы имеют различные свойства. Например, для циклобутана и циклопропана свойственна реакция присоединения:

А) брома:

 

 

Б) водорода (в присутствие никелевого катализатора):

 

 

В) галогенводорода (по правилу Марковникова):

 

 

Реакция замещения свойственна для обычных циклов, т.к. они более устойчивы:

 

 

Дегидрирование:

 

 

Под воздействием окислителей образуется кислота:

 

 

Применение циклоалканов.

Циклоалканы используют для получения циклогексанола, циклогексанона, адипиновой кислоты, капролактама, а также в качестве растворителя. Циклопропан выступает в качестве ингаляционного средства.

Группа 106 Тема:Постэмбриональное развитие организмов.Развитие взрослого организма.

Задание: Посмотреть видео, прочитать, сделать конспект.

Периоды постэмбрионального развития

Постэмбриональное развитие животных подразделяется на три периода: ювенильный, период зрелости и период старения.

 

Ювенильный период характеризуется продолжением начавшегося ещё в эмбриональной жизни органогенеза и увеличением размеров тела. К началу этого периода все органы развиты до такой степени, что молодое животное может существовать и развиваться в окружающей среде. Выполняют свои функции нервная, кровеносная и выделительная системы.

 

С выходом организма из зародышевых оболочек начинают функционировать органы дыхания, пищеварительная система и органы чувств.  В течение ювенильного периода окончательно складываются видовые и индивидуальные особенности организма и особь достигает характерных для вида размеров.

 

Позже других органов развивается половая система. Когда заканчивается её формирование, наступает второй этап постэмбрионального развития.

 

В течение периода зрелости происходит размножение. Продолжительность этого периода у различных видов животных разная. У некоторых видов он длится лишь несколько суток, у других — много лет.

 

Период старения характеризуется замедлением обмена веществ и деградацией органов. Старение приводит к естественной смерти.

Прямое и непрямое развитие

Для ювенильного периода характерно прямое или непрямое развитие.

При прямом развитии на свет появляется особь, похожая на взрослую, но значительно меньших размеров. Её дальнейшее развитие сводится главным образом к росту и половому созреванию.

 

Прямое развитие характерно для животных с яйцекладным и внутриутробным типом онтогенеза: млекопитающих, птиц, пресмыкающихся, некоторых беспозвоночных  (малощетинковых червей, пауков и др.).

 

 

При непрямом развитии появившийся на свет организм (личинка) по строению и образу жизни отличается от взрослых особей. Для того чтобы личинка стала взрослой, требуется перестройка её организма —  превращение, или метаморфоз.

Метаморфоз — быстрое изменение, которое происходит при переходе от личиночной стадии к взрослой форме.

Это процесс постэмбрионального созревания, который характерен для многих групп животных: большинства беспозвоночных (плоских червей, насекомых, двустворчатых моллюсков и т. д.), а также для рыб и земноводных.

Пример:

личинка лягушки (головастик) не похожа на взрослое земноводное, а похожа на рыбу (нет конечностей, жаберное дыхание, боковая линия и т. п.). Постепенно происходит развитие органов взрослых земноводных.

Головастики лягушки

 

Непрямое развитие насекомых бывает с полным превращением (с полным метаморфозом) и с неполным превращением (с неполным метаморфозом).

  

При развитии с полным превращением из яйца появляется личинка, которая питается, растёт, затем превращается в куколку. Внутри неподвижной куколки происходит полная перестройка всех органов. Из куколки выходит взрослое насекомое (имаго).

 

Полное превращение характерно для чешуекрылых (бабочек), жесткокрылых (жуков), двукрылых (мух и комаров), перепончатокрылых (пчёл, ос, шмелей) и т. п.

 

 

Развитие с неполным превращением происходит, когда отсутствует стадия куколки. Личинка в процессе линек постепенно превращается в имаго. Неполное превращение характерно для тараканов, полужесткокрылых (клопов), прямокрылых, стрекоз.

 

  

Сравнение прямого и непрямого развития

Преимущества прямого развития организмов:

• развитие организма во взрослую особь (ювенильный период) обычно проходит за более короткий промежуток времени;
• не происходит существенной перестройки организма, и поэтому требуется меньше энергии и питательных веществ.

Недостатки прямого развития организмов:

• для осуществления эмбрионального развития требуется большое количество питательных веществ в яйцеклетках или внутриутробное развитие потомства;
• при перенаселении обостряется внутривидовая конкуренция между молодыми и зрелыми особями, так как им необходимы одинаковые жизненные ресурсы.

Преимущества непрямого развития организмов:

• у многих видов животных личинки и взрослые особи занимают разные экологические ниши — это снижает внутривидовую конкуренцию;
• у малоподвижных или прикреплённых животных личинки способствуют расселению вида, расширению его ареала.

Недостатки непрямого развития организмов:

• развитие во взрослую особь обычно занимает длительный промежуток времени;
• для метаморфоза требуется много пищи и энергии. 

Группа 201. Тема:

Предмет органической химии. Природные, искусственные и синтетические органические вещества. Сравнение органических веществ с неорганическими. План Становление органической химии. Витализм и его поражение  Современная органическая химия - один из самых крупных и важных разделов химии. Это объясняется следующими обстоятельствами: Число известных орг. соединений увеличивается в геометрической прогрессии и на сегодняшний день превышает  27 млн. Большинство современных промышленных процессов в химической индустрии – это получение органических веществ или реакции, протекающие с их участием. Среди них – производство лекарственных препаратов, полимеров, красителей, косметических средств, пищевых добавок. Многое из того, что мы видим вокруг себя – одежда или мебель, строительные материалы и бытовая химия, содержимое аптечки или топливо автомобилей – всё это продукция органического синтеза. Неорганическая природа по-своему красива и в то же время сурова: крутые скалы и водная гладь, золотой песок или снежная равнина. Но она мертва без органической природы. Органическая химия – это химия жизни. В любом организме протекает множество превращений одних органических веществ в другие. Без знания органической химии невозможно понять, как осуществляется функционирование систем, образующих живой организм. Т.е. органическая химия служит фундаментом для многих наук, изучающих живую природу, в частности для молекулярной биологии, биохимии, фармакологии, медицины. Химики научились получать очень сложные природные вещества: углеводы, белки, нуклеиновые кислоты. На помощь органическому синтезу в этих случаях приходит биотехнология: «специально обученные» микроорганизмы и клеточные культуры конструируют из более простых «кирпичиков» крупные молекулы. На основе достижений органической химии генная инженерия нашла способ «пересадки» генов одного живого организма другому, в результате чего последний приобретает новые полезные свойства. Классификация органических соединений по происхождению. Выполнение № 5 с. 13 учебника (в виде схемы) Проблемный вопрос. В настоящее время известно более 27 млн. органических соединений, причем ежегодно эта цифра значительно увеличивается. В то же время неорганических веществ известно порядка нескольких сотен тысяч. Что же объединяет все органические вещества? Почему они столь многочисленны? Проблемный вопрос. Почему именно углерод – центральный элемент органической химии? Почему ни один другой элемент в природе не может дать такого огромного количества соединений. Выскажите своё предположение. Определение органической химии (по Берцелиусу и Шорлеммеру). Сравнение органических соединений с неорганическими.  Исключения: CO, CO2, H2CO3, MCO3, MHCO3, MC, CS2 Закрепление. Составление таблицы. Признак сравнения Вещества Неорганические Органические Число известных веществ ≈ 500 тыс. ≈ 27 млн. Элементный состав веществ Практически все элементы в ПС Кроме С, небольшое число элементов (H,O,N,S,P,галогены) Тип химической связи Ионная, ковалентная полярная, ковалентная неполярная, металлическая Преимущественно ковалентная слабополярная или неполярная Тип кристаллической решётки Ионная, молекулярная, атомная, металлическая Преимущественно молекулярная Физические свойства Разнообразны Преимущественно имеют низкие t пл., нерастворимы или плохо растворимы в Н2О, неэлектролиты Продукты горения в кислороде Большинство негорючие Л/р № 1 – с.168 учебника => горючи, в результате горения образуют СО2 и Н2О Представьте, как изменился бы окружающий мир, если бы в нем вдруг исчезли все Орг.Соединения (). Не станет больше деревянных предметов, не будет шариковой ручки, сумки для книг, самих книг и тетрадей, сделанных из органического вещества - целлюлозы. В классе не будет линолеума, от парт останутся лишь металлические ножки. По улице не будут ездить машины - нет бензина, а от самих машин останутся лишь металлические части. Исчезнут корпуса компьютеров и телевизоров. В аптеках не будет большинства лекарств, и нечего будет есть (вся пища тоже состоит из органических соединений). Нечем будет помыть руки и нечего надеть на себя, ведь и мыло, и шампуни, и любые хлопчатобумажные, шерстяные, синтетические волокна, кожа, кожзаменители, красители для тканей - все это производные углеводородов. Да и смотреть на этот мир будет некому – от нас останется лишь соленая вода да скелет, ведь организмы всех живых существ состоят из органических соединений. ГРУППА 108. Тема:Электролитическая диссоциация. Сильные и слабые электролиты. Среда водных раство­ров. Водородный показатель (рН) раствора. Электролитами называют вещества, которые в расплавленном или растворенном состоянии проводят электрический ток. К электролитам относят большинство неорганических и органических кислот, оснований и солей. К неэлектролитам относят вещества, растворы или расплавы которых не обладают электропроводностью. Это, например, N2, O2, CO, многие органические вещества (углеводороды, спирты, эфиры, сахара и др.). В 1887 году шведский ученый Сванте Аррениус после тщательного экспериментального изучения электропроводности растворов различных веществ предложил теорию электролитической диссоциации. Электролитическая диссоциация – это полный или частичный распад молекул или ионных кристаллов растворенного вещества на катионы и анионы при растворении в воде. Таким образом, в растворах электролитов в заметной концентрации присутствуют ионы, обусловливающие электропроводность. Кроме того, электролитическая диссоциация приводит к увеличению общего числа частиц в растворе, что и является причиной существенных различий между свойствами растворов электролитов и неэлектролитов, в частности, увеличения ΔТкип и ΔТкр растворов электролитов по сравнению с соответствующими значениями для растворов неэлектролитов. Причины электролитической диссоциации Молекула воды полярна: вследствие смещения электронной плотности атомы водорода приобретают частичный положительный заряд, а более электроотрицательный атом кислорода – частичный отрицательный заряд. Таким образом, молекулу воды можно представить как диполь:   Диэлектрическая проницаемость воды при 25 оС равна 79. Одной из причин электролитической диссоциации является взаимодействие растворенного вещества с полярными молекулами воды, приводящее к образованию в растворе гидратированных ионов:  Кроме того, электростатическое взаимодействие между образовавшимися в растворе катионами и анионами ослабляется почти в 80 раз за счет высокой диэлектрической проницаемости воды. Наконец, именно при гидратации ионов выделяется энергия, необходимая для распада молекул или кристаллических решеток веществ на ионы. Отметим, что электролитическая диссоциация происходит не только в воде, но и в других полярных растворителях: в жидком аммиаке, безводной уксусной кислоте и др.  Степень электролитической диссоциации   Степень электролитической диссоциации α равна отношению числа молекул, распавшихся на ионы, к общему числу молекул электролита, введенных в раствор.     Иными словами, α – это доля молекул электролита, распавшихся на ионы. Степень диссоциации выражается в долях единицы или в процентах и изменяется от 0 (диссоциации нет) до 1 или 100% (полная диссоциация):                               0 ≤ α ≤ 1 или  0 ≤ α ≤ 100%.  Сильные и слабые электролиты               По степени диссоциации электролиты подразделяют на сильные и слабые. Принято считать сильными те электролиты, для которых α > 30%, слабыми – если α < 30% (все значения α указаны для разбавленных растворов).          Сильные электролиты α > 30% Слабые электролиты α < 30% ·        почти все соли (кроме CdCl2, HgCl2 и некоторых других); ·        кислоты: H2SO4, HNO3, HCl, HBr, HI, HClO3, HClO4 и др.; ·        гидроксиды щелочных и щелочноземельных металлов: LiOH, NaOH, KOH, RbOH, CsOH, Ca(OH)2, Sr(OH)2, Ba(OH)2.   ·   неорганические кислоты H2CO3, H2S, HCN, HSCN, HClO, H3BO3, H3AsO3 и др. (HNO2, H3PO4, H2SO3, HF – кислоты средней силы); ·   почти все органические кислоты; ·   гидроксиды почти всех металлов (кроме щелочных и щелочнозе-мельных); ·    гидрат аммиака NH3×H2O; ·     Н2О   Ступенчатая диссоциация Многоосновные кислоты и многокислотные основания диссоциируют ступенчато: вначале от молекулы отщепляется один из ионов, затем другой и т.д. Каждая ступень диссоциации характеризуется своим значением константы диссоциации. Так, диссоциацию ортофосфорной кислоты можно представить уравнениями: первая ступень             H3PO4 D H+ + H2PO4-   вторая ступень             H2PO4- D H+ + HPO42- третья ступень             HPO42-  D H+ + PO43-      Водородный показатель            В чистой воде [H+] = [OH-], так как при диссоциации воды образуется равное количество ионов H+ и OH-. При 22 оС [H+] = [OH-] = 10-7 моль/л.          В растворе кислоты [H+] > 10-7, а [OH-] < 10-7 моль/л.          Наоборот, в щелочном растворе [OH-] > 10-7, а [H+] < 10-7 моль/л.          Концентрации ионов Н+ и ОН- взаимосвязаны: как бы ни менялись значения [H+] и [OH-], их произведение всегда останется равным 10-14 (при 220С).          Отсюда следует, что и кислотный, и щелочной раствор можно охарактеризовать через концентрацию ионов H+: [H+] = 10-7 моль/л – раствор нейтральный; [H+] > 10-7 моль/л – раствор кислотный; [H+] < 10-7 моль/л – раствор щелочной.   На практике используют водородный показатель, или рН. pH - это отрицательный десятичный логарифм молярной концентрации ионов водорода:                                            pН = − lg [H+]. В нейтральной среде      pH = 7; в кислотных растворах  pH < 7; в щелочных растворах   pH > 7.  Шкала рН  Наглядно шкалу рН можно выразить схемой            Многие химические реакции протекают при строго определенных значениях рН среды. Изменение рН может повлиять не только на скорость реакции, но и привести к образованию совершенно других продуктов. Большое значение имеет рН и в биологических процессах. Так, плазма крови здорового человека имеет слабощелочную среду (рН 7,36), причем понижение ее рН даже до 7,1 может привести к необратимым нарушениям жизнедеятельности организма. В то же время рН желудочного сока колеблется в пределах 0,9-1,6, кишечного сока – 6,0-7,6. В норме слюна имеет слабощелочную реакцию (рН 7,0-8,0), а слезная жидкость – нейтральную (рН около 7).