02.09.22 г. Пятница. Гр.408, 405, 401
Здравствуйте, уважаемые студенты, заведите, пожалуйста тетрадь для конспектов по химии, другую- по биологии, записывайте дату, тему и выполняйте необходимые записи(ВСЁ подряд не пишите, читайте, выбирайте, можно составить план, ЕСЛИ ЕСТЬ ВИДЕО, НАДО ПОСМОТРЕТЬ ,ВЫПОЛНИТЬ ПО НЕМУ ЗАПИСИ, МНОГО НЕ НУЖНО ПИСАТЬ. Материала может быть выложено много, но это не значит, что всё надо записывать! После этого, сфотографируйте и отошлите мне на почту rimma.lu@gmail.com . Тетрадь привезете, когда перейдем на очную форму обучения.)Справа находится АХИВ БЛОГА , смотрите дату и номер своей группы
моя почта : rimma.lu@gmail.com Жду ваши фотоотчеты!
ГРУППА 408 биология
Тема 1: Развитие жизни в Кайнозое.
Тема: Развитие жизни в Кайнозое.
Тема 2: Многообразие органического мира. Класификация организмов.
Всю жизнь великий ученый Карл Линней посвятил систематизации живой и неживой природы. Основной его труд — «Система природы», в котором он описал огромное для того времени число видов растений и животных. В первом издании этой книги было лишь 13 страниц, а в последнем, двенадцатом — 2335. Если бы мы сегодня попытались описать все известные нам виды растений, животных, грибов, микроорганизмов, уделив каждому виду по 10 строк, то описания заняли бы 10 тыс. таких книг, как «Система природы».
КАРЛ ЛИННЕЙ (1707–1778)
Шведский натуралист, врач. Основоположник принципов и методов систематики органического мира. Основатель и первый президент Шведской академии наук. Почетный член Санкт-Петербургской академии наук.
Карл Линней впервые ввел в науку систему двойных латинских названий живых организмов, так называемую бинарную номенклатуру, которая позволила установить порядок в описании новых видов. Введение латыни для научных наименований живых организмов существенно облегчило общение ученых разных стран. Каждый организм должен в соответствии с требованиями бинарной номенклатуры именоваться сначала родовым названием (пишется с прописной буквы), а затем видовым (пишется со строчной буквы).
В разных районах нашей страны одного и того же зверька – степного сурка называют по-разному: байбак, бабак, бабачок, тарбаган, свиц, свистун, суур, сугур, эксачок. Научное же латинское название этого вида – Marmota bobak (сурок-байбак) – является единственным, которым пользуются зоологи.
Искусственная и естественная системы. Если нам нужно установить порядок в книгохранилище, то мы можем исходить из самых разных принципов. Можем классифицировать книги, например, по цвету обложки или формату. Подобная классификация книг искусственна, так как она не отражает главного — содержания книг.
Система Линнея была во многом искусственной. В основу классификации он положил сходство организмов по некоторым наиболее легко отличимым признакам. Но эти сходные признаки не всегда означают их общее происхождение. Линнею еще не были известны очень многие научные факты, позволяющие оценить степень родства тех или иных организмов. Объединив растения по числу тычинок, по характеру опыления, Линней в ряде случаев создал совершенно искусственные группы. Так, в класс растений с пятью тычинками он объединил морковь, лен, лебеду, колокольчики, смородину и калину. Из-за различий в числе тычинок ближайшие родственники, например брусника и черника, попали в разные классы. Зато в другом классе (однодомных растений) встретились осока, береза, дуб, ряска, крапива и ель. Однако, несмотря на эти очевидные просчеты, искусственная система Линнея сыграла огромную роль в истории биологии, так как помогала ориентироваться в огромном многообразии живых существ. Когда К. Линней и его последователи группировали близкие виды в роды, роды – в семейства и т. д., они брали за основу внешнее сходство форм. Причины такого сходства оставались нераскрытыми.
Решение этого важнейшего вопроса принадлежит Ч. Дарвину, который показал, что причиной сходства может быть общность происхождения, т. е. родство. Со времен Дарвина систематика стала эволюционной наукой. Если теперь зоолог-систематик объединяет роды собак, лисиц и шакалов в единое семейство псовых, то он исходит не только из внешнего сходства форм, но и из общности их происхождения (родства). Общность происхождения доказывается изучением исторического развития и строения ДНК описываемых видов.
Для того чтобы построить систему той или иной группы, ученые используют совокупность наиболее существенных признаков: изучают ее историческое развитие по ископаемым остаткам, исследуют сложность анатомического строения современных видов, особенности размножения, сложность организации (неклеточные – клеточные, безъядерные – ядерные, одноклеточные – многоклеточные), сравнивают их эмбриональное развитие, особенности химического состава и физиологии, изучают тип запасающих веществ, современное и прошлое распространение на нашей планете. Это позволяет определить положение данного вида среди остальных и построить естественную систему, отражающую степень родства между группами организмов.
Система безъядерных организмов оставалась искусственной вплоть до второй половины XX столетия. Это объясняется тем, что в распоряжении ученых еще не было точных методов определения степени родства микроорганизмов. Применение современных методов молекулярной биологии позволило положить в основу систематики прокариот строение их геномов. Результаты оказались впечатляющими. Стало очевидным, что многие прокариоты, ранее объединявшиеся в те или иные систематические группы, совсем не родственны друг другу. Хорошо известная ранее группа экстре-мофильных (живущих в экстремальных условиях) прокариот оказалась настолько отличной от бактерий, что их пришлось выделить в отдельное царство – археи. Ранее включавшиеся в царство растений синезеленые водоросли оказались совсем не растениями, они составляют подцарство цианобактерий в царстве бактерий. Вот как выглядит упрощенная схема соподчинения систематических единиц, используемых для естественной классификации:
ИМПЕРИЯ (неклеточные и клеточные)
НАДЦАРСТВО (прокариоты и эукариоты)
ЦАРСТВО (растения, животные, грибы, бактерии, археи, вирусы)
ПОДЦАРСТВО (одноклеточные, многоклеточные)
ТИП (например, членистоногие или хордовые)
КЛАСС (например, насекомые)
ОТРЯД (например, бабочки)
СЕМЕЙСТВО (например, белянки)
РОД (например, белянка)
ВИД (например, капустная белянка)
Интерактивная схема «Доказательства эволюции»
Все организмы на молекулярном уровне имеют ДНК и РНК, осуществляющие кодирование и реализацию генетической информации.
Все живые организмы имеют клеточное строение. Клетки сходны по своему химическому составу и строению
Переходные формы – это организмы, сочетающие признаки строения эволюционно более древних и более поздних групп.
Филогенетические ряды – это ряды связанных родством ископаемых форм, например - филогенетический ряд лошадей.
Гомологичными называют органы, развивающиеся из одних зачатков, имеющие общий план строения и выполняющие как сходные, так и различные функции.
Аналогичные органы: чешуя акул и зубы млекопитающих. Аналогичные органы имеют абсолютно разное развитие и строение, хотя иногда могут иметь внешнее сходство, например, конечности крота и медведки.
Рудиментами являются остатки тазовых костей у безногой ящерицы желтопузика и змей (удавов), китообразных.
Примерами атавизмов служат: боковые пальцы на конечностях у лошади; полосатость у поросят домашних свиней; хвост, обильная волосатость всего тела, наличие дополнительных пар молочных желез у человека.
Австралия обособилась от Южной Азии свыше 100 миллионов лет назад ещё до возникновения высших млекопитающих. Животный мир Австралии наиболее отличен от обитателей других континентов.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КРЕСТОЦВЕТНЫХ
ГРУППА 405 химия
Тема 3: Зависимость свойств галогенов от их положения в Периодической системе. Галогены расположены в 17 группе Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева.
На внешнем энергетическом уровне атомы галогенов имеют 7 электронов, их электронная конфигурация ns2np5. Они легко присоединяют по одному электрону, проявляя степень окисления -1. Такую степень окисления галогены имеют в соединениях с металлами и водородом. Атомы галогенов, кроме фтора, могут проявлять положительные степени окисления: +1; +3; +5; +7. Фтор, как самый электроотрицательный элемент, в своих соединениях проявляет степень окисления -1. В пределах каждого периода галогены являются наиболее электроотрицательными элементами, обладающими наибольшим сродством к кислороду. Внутри подгруппы при переходе от фтора к йоду увеличивается радиус атома, уменьшается относительная электроотрицательность, ослабевают неметаллические свойства и окислительная способность.
Окислительные и восстановительные свойства неметаллов в зависимости от их положения в ряду электроотрицательности.
Если для металлов характерны только нулевая степень окисления (в состоянии простого вещества) и положительные степени окисления в соединениях, то неметаллы в своем большинстве проявляют как как нулевые (в простом состоянии), так и положительные и отрицательные степени окисления в соединениях. Только фтор в соединениях всегда проявляет степень окисления -1, и кислород - 2.
Лишь в немногочисленных соединениях со фтором кислород проявляет степень окисления +1
Таким образом, простое вещество фтор в реакция - всегда окислитель, простое вещество кислород в реакциях - почти всегда окислитель. Остальные неметаллы в соединениях могут иметь
как положительные, так и отрицательные степени окисления в соединениях , то есть проявлять как окислительные, так и свойства. восстановительные свойства.
Задание: записать по 3 уравнения реакции характеризующей эти свойства, указать окислители и восстановители.
а) взаимодействие неметаллов с металлами. В этих реакциях металлы всегда восстановители, а неметаллы - всегда окислители.
Чем выше окислительная способность неметалла, тем более глубоким будет окислительное действие на металл. Если металл проявляет переменную степень окисления в соединениях, то более активный неметалл окисляет металл до более высокой степени окисления.
+8
Оs + 4F₂ = OsF₈
2Os + 3Cl₂ = 2OsCl₃
2Os + 2I₂ = 2OsI₂
Малоактивные неметаллы проявляют окислительные свойства только по отношению к активным металлам, например:
2Na⁰ + H₂⁰ = Na⁺H⁻ Ca⁰ + H₂⁰ = Ca⁺²H₂
А вот активный фтор взаимодействует не только с большинством металлов средней активности, но также и со многими металлами, стоящими в ряду напряжений после водорода, например с платиной:
Pt + 2F₂ = PtF4
Как было сказано неметаллы могут вступать в реакцию с другими неметаллами, но при этом надо учитывать, что более активные неметаллы в этих реакциях будут окислителями, а менее активные - восстановителями
Например, в реакции углерода с кислородом
С⁰ + О₂⁰ = С⁺⁴ О₂⁻² углерод - восстановитель, кислород - окислитель.
А в реакции углерода с водородом С + 2Н₂ = С⁻⁴Н₄⁺¹ углерод -окислитель, а водород - восстановитель
Но реакции между неметаллами зависят не только от положения
неметаллов в ряду напряжений, но также от состояния неметаллов и прочности связей между атомами неметаллов в молекуле.
Например, кислород легко реагирует с водородом при поджигании, с фосфором при нагревании, с азотом - при температуре выше 2000⁰ + катализатор, а реакция между хлором и кислородом - практически не осуществима.
В реакции с водой активность неметаллов проявляется по разному.
Сl₂⁰ + H2O + HCl⁻¹ + HCl⁺¹O
По такой же схеме реагирут иод, но реакция протекает очень медленно
Тема 4: Окислительные и восстановительные свойства неметаллов в зависимости от их положения в ряду электроотрицательности.
Исходя из положения неметаллов в периодической системе Менделеева, можно выявить свойства для них характерные. Можно определить количество электронов на внешнем энергетическом подуровне, местоположение неметаллов в конце малых и больших периодов, число электронов на внешнем подуровне соответствует номеру группы. В периоде идет возрастание способности присоединять электроны, а в группе это свойство можно наблюдать по мере уменьшения радиуса (в периоде снизу вверх).
Для неметаллов характерно свойство присоединять электроны, проявлять окислительные свойства. Наиболее они выражены у элементов VI и VII групп. Самый сильный окислитель – фтор.
Окислительные свойства неметаллов возрастают в последовательности:
Фтор никогда не проявляет восстановительных свойств. Другие неметаллы и вещества, им соответствующие, могут проявлять восстановительные свойства, но они слабее, чем у металлов.
Восстановительная способность неметаллов увеличивается от кислорода к кремнию в ряду:
Так, хлор напрямую не взаимодействует с кислородом, но можно получить оксиды хлора (Cl2O, ClO2, Cl2O7), в которых хлор проявляет положительную степень окисления. Азот при высоких температурах вступает в реакцию с кислородом, выказывая восстановительные свойства:
Сера проявляет как окислительные, так и восстановительные свойства:
S + O2 = SO2 – окислительные свойства серы;
S + H2 = H2S – восстановительные свойства серы.
Примеры окислительно-восстановительных реакций:
· восстановительные свойства – образование оксидов и фторидов неметаллов;
· окислительные свойства неметаллов – образование галогенидов, сульфидов, карбидов, нитридов, фосфидов.
К о м а н д а А | К о м а н д а B |
Na + S = Fe + Cl2 = H2 + N2 = H2 + Cl2 = H2 + О2 = СH4 + O2 = | Mg + F2 = S + O2 = C + O2 = S + F2 = P + Cl2 = H2 + CuO = |
Вопросы для самоконтроля
1. Назовите тип кристаллической решетки, который характерен для металлов. Его особенности.
2. Назовите типы кристаллических решеток, характерные для неметаллов.
ГРУППА 401 химия
Тема 1: Металлы. Особенности строения атомов и кристаллов. Физические свойства металлов. Классификация металлов по различным признакам.
Положение металлов в периодической системе
В перечне простых веществ, составленном великим французским химиком Лавуазье в 1789 г. присутствует 17 металлов, в первом варианте периодической таблицы Д.И. Менделеева (1869) – их уже 47. Из 114 химических элементов 92 являются металлами. В традиционном варианте Периодической системе элементы-металлы расположены в начале периодов, а также в побочных подгруппах. Условной границей, отделяющей металлы от неметаллов, служит прямая, проведенная от бора до астата в длинном варианте периодической таблицы. Металлы оказываются левее и ниже этой прямой, неметаллы – правее и выше, а элементы, находящиеся вблизи прямой имеют двойственную природу, иногда их называют металлоидами. В Периодической системе, утвержденной ИЮПАК, металлы расположены в 1-12 группах.
ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ МЕТАЛЛОВ
Атомы металлов на внешнем уровне содержат не более четырех электронов, как правило, от одного до трех. Отдавая эти электроны, они приобретают устойчивую оболочку ближайшего инертного газа:
Тема 2: Химические свойства металлов.
ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ
Химические свойства металлов определяются их активностью. Простые вещества – металлы в химических реакциях всегда являются восстановителями. Положение металла в ряду активности характеризует то, насколько активно данный металл способен вступать в химические реакции (т. е. то, насколько сильно у него проявляются восстановительные свойства).
Среди металлов традиционно выделяют несколько групп.
Входящие в их состав представители характеризуются отличной от других металлов химической активностью. Такими группами являются:
благородные металлы (серебро, золото, платина, иридий);
щелочные металлы – I(A) группа;
щелочноземельные металлы – II(A) группа, кроме Be, Mg.
Металлы встпают в реакции с простыми веществами – неметаллами (кислород, галогены, сера, азот, фосфор и др.) и сложными веществами (вода, кислоты, растворы солей)
Взаимодействие с простыми веществами-неметаллами
1. Металлы взаимодействуют с кислородом, образуя оксиды:
4Li + O2 =обыч. усл.= 2Li2O
2Mg + O2 =t, °C= 2MgO
Серебро, золото и платина с кислородом не реагируют
Au + O2 ≠
Видео «Горение магния на воздухе»
Видео "Самовоспламенение никеля на воздухе"
2. Металлы взаимодействуют с галогенами (фтором, хлором, бромом и йодом), образуя галогениды – Ме+nГ-1n
2Na + Cl2 = 2NaCl
2Al + 3Cl2 = 2AlCl3
3. Металлы взаимодействуют с серой, образуя сульфиды.
Zn + S = ZnS
Видео «Взаимодействие цинка с серой»
4. Активные металлы при нагревании реагируют с азотом, фосфором и некоторыми другими неметаллами.
3Ca + N2 =t, °C= Ca3N2
3Na + P =t, °C= Na3P
Взаимодействие со сложными веществами
I. Взаимодействие воды с металлами
1). Взаимодействие с самыми активными металлами, находящимися в периодической системе в I(А) и II(А) группах (щелочные и щелочноземельные металлы) и алюминий. В результате образуются основание и газ водород.
Me + H2O = Me(OH)n + H2 (р. замещения)
Видео «Взаимодействие натрия с водой»
Внимание! Алюминий и магний ведут себя также:
2Al + 6H2O = 2Al(OH)3+3H2
Магний (в горячей воде):
Mg + 2H2O =t°C= Mg(OH)2+H2
2) Взаимодействие с менее активными металлами, которые расположены в ряду активности от алюминия до водорода.
Металлы средней активности, стоящие в ряду активности до (Н2) – Be, Fe, Pb, Cr, Ni, Mn, Zn – реагируют с образованием оксида металла и водорода
Me + Н2О = МехОу + Н2 (р. замещения)
Бериллий с водой образует амфотерный оксид:
Be + H2O =t°C= BeO + H2
Раскалённое железо реагирует с водяным паром, образуя смешанный оксид — железную окалину Fe3O4 и водород:
3Fe + 4H2O =t°C= FeO‧Fe2O3 + 4H2
3) Металлы, стоящие в ряду активности после водорода, не реагируют с водой.
Cu + H2O ≠ нет реакции
II. Взаимодействие растворов кислот с металлами
Металлы, стоящие в ряду активности металлов левее водорода, взаимодействуют с растворами кислот (раствор азотной кислоты – исключение), образуя соль и водород.
Кислота (раствор) + Me до (Н2) = Соль + H2↑
Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑
Cu + H2SO4 ≠
Au + H2SO4 ≠
Видео «Электрохимический ряд напряжений - вытеснение водорода металлами»
III. Взаимодействие кислот-окислителей с металлами
Металлы особо реагируют с серной концентрированной и азотной кислотами:
H2SO4 (конц.) + Me = Сульфат + H2O + Х
2H2SO4 (конц.) + Cu =t°C= CuSO4 + 2H2O + SO2↑
8Na0 + 5H2+6SO4 = 4Na2+1SO4 + H2S-2↑ + 4H2O
Повторите «Окислительные свойства концентрированной серной кислоты»
HNO3 + Me = Нитрат + H2O + Х
4HNO3 (k) + Cu = Cu(NO3)2 + 4H2O + 2NO2↑
8HNO3 (p) + 3Cu = 3Cu(NO3)2 + 4H2O + 2NO↑
4Zn + 10HNO3 (раствор горячий) =t˚C= 4Zn(NO3)2 + N2O + 5H2O
4Zn + 10HNO3 (оч. разб. горячий) =t˚C= 4Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O
Zn + 4HNO3 (конц. горячий) =t˚C= Zn(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
Повторите «Специфические свойства азотной кислоты»
IV. С растворами солей менее активных металлов
Ме + Соль = Новый металл + Новая соль
Fe + CuCl2 = FeCl2 + Cu
FeCl2 + Cu ≠
Видео «Электрохимический ряд напряжений металлов. Вытеснение металла из соли другими металлами»
Видео «Взаимодействие металлов с солями»
Активность металла в реакциях с кислотами, водными растворами солей и др. можно определить, используя электрохимический ряд, предложенный в 1865 г русским учёным Н. Н. Бекетовым: от калия к золоту восстановительная способность (способность отдавать электроны) уменьшается, все металлы, стоящие в ряду левее водорода, могут вытеснять его из растворов кислот; медь, серебро, ртуть, платина, золото, расположенные правее, не вытесняют водород.
Видео «Взаимодействие хлорида олова (II) с цинком («Оловянный ежик»)»
.
Вопросы для самоконтроля
- Сравните строение атомов металлов и неметаллов.
- Поясните, почему атомы металлов способны проявлять только восстановительные свойства
- Как изменяются металлические свойства в периодах и главных подгруппах с ростом заряда ядра атома?
- Какой тип кристаллической решетки характерен для металлов? Как свойства металлов связаны с особенностями их кристаллической решётки?