Przewodnik po chemii dla gimnazjalisty

Przewodnik po chemii
Pomoc dla uczniów klas trzecich gimnazjum, przygotowujących się do egzaminu
gimnazjalnego.
Opracowała: Lidia Talar
Zagadnienia związane z układem okresowym i budową atomu
Zadanie1
Co oznaczają liczby umieszczone po lewej stronie pierwiastka chemicznego?
14
Przykład:
6C, C
Odpowiedź:
- 6 u dołu C oznacza liczbę atomową (Z), czyli liczbę protonów w jądrze .Liczba ta jest
równa liczbie elektronów, więc Z = liczba p+= liczba e-= 6
- 14 u góry C oznacza liczbę masową (A),czyli liczbę protonów i neutronów w jądrze
atomowym, więc A = liczba p++ liczba n0 = 14.
Znając Z i A można prostym rachunkiem obliczyć liczbę neutronów =A- Z = liczba p++
liczba n0 - liczba p+= 14 – 6 = 8
Zadanie 2
Na podstawie położenia pierwiastka 6C w układzie okresowym podaj wszystkie informacje o
tym pierwiastku i narysuj jego uproszczony model.
2
14(4A)
6C
węgiel
12,01
Odpowiedź:
Uproszczony model atomu 6C
Z = 6, 6 protonów w jądrze i tyle samo elektronów wokół jądra
M =12 u, masa atomowa czyli masa atomu wyrażona w atomowych
jednostkach masy, w unitach
2 – oznacza numer okresu, ilość powłok elektronowych
14 lub 4A – oznacza numer grupy głównej, maksymalną liczbę
elektronów walencyjnych czyli elektronów na ostatniej powłoce
Zadanie 3
Izotopy - odmiany tego samego pierwiastka o tej samej liczbie atomowej Z, a różnej
liczbie masowej M.
W podanym zbiorze atomów (oznaczonych symbolem E) wybierz i wypisz te, które są
izotopami:
14
7
E,
46
22
E , 105 E ,
Odpowiedź:
46
22
52
24
E , 115E ,
E , 2250 E ,
56
26
E,
10
5
15
7
E,
E , 115E
46
20
E,
50
22
E,
52
24
54
24
E,
E , 2454 E ,
50
24
54
24
E
E,
14
7
E , 157 E ,
Zadanie 4
Masa cząsteczkowa - masa cząsteczki wyrażona w unitach. Masę cząsteczkową
obliczamy sumując masy atomowe pierwiastków wchodzących w skład cząsteczki
i mnożąc je przez ilość atomów poszczególnych pierwiastków.
Oblicz masę cząsteczkową dwutlenku węgla – CO2, wiedząc że mc = 12u, mo = 16u
Rozwiązanie:
Mco2 = mc + 2mo = 12u + 2 · 16u = 12u + 32u = 44u
Nazewnictwo ,wzory sumaryczne i strukturalne związków chemicznych
Zadanie 1
Przedstaw wzorem strukturalnym i sumarycznym jedną cząsteczkę tlenku wodoru, (nazwa
zwyczajowa : woda) i dwie cząsteczki tlenku węgla (IV), (nazwa zwyczajowa - dwutlenek
węgla).
Przed pisaniem wzorów strukturalnych należy przypomnieć sobie pojęcie wartościowości:
Wartościowość – (oznaczana cyfrą rzymską) oznacza liczbę wiązań chemicznych, za
których pomocą atomy łączą się ze sobą
Odpowiedź:
Wzór strukturalny i sumaryczny jednej cząsteczki wody : H2O
Wzór strukturalny i sumaryczny dwóch cząsteczek tlenku węgla (IV): 2CO2
Zadanie 2
Przyporządkuj każdej nazwie związku chemicznego odpowiedni wzór sumaryczny i
strukturalny.
1.tlenek azotu (I)
a) SiO2
2.chlorek chromu (III)
b) Cl2O5
3.tlenek krzemu (IV)
c) N2O
4.tlenek chloru (V)
d) CrCl3
Odpowiedź:
tlenek krzemu(IV), SiO2
tlenek azotu (I), N2O
chlorek chromu (III), CrCl3
tlenek chloru (V), Cl2O5
Zadanie 3
II
II
III
I
Co oznaczają wzory i symbole chemiczne: 2 Fe O , 3H2, O, 4O, 4O2, N2, Al Cl 3
Rozwiązanie:
II
II
2 Fe O - dwie cząsteczki tlenku żelaza(II)
- trzy cząsteczki wodoru
- atom tlenu
- cztery atomy tlenu
- cztery cząsteczki tlenu
- cząsteczka azotu
3H2
O
4O
4O2
N2
III
I
Al Cl 3 - cząsteczka chlorku glinu(III)
Zadanie 4
Podziel niżej wypisane związki chemiczne na kwasy, zasady, sole i tlenki:
KCl, H2O, K2SO4, SiO2, NaOH, H2SO4, HCl, CaCO3, H2CO3, K2O, Mg(OH)2, CO2, Na2S,
KOH, HNO3, Ca(OH)2
Przed przystąpieniem do rozwiązania należy sobie przypomnieć definicje kwasów, zasad,
soli i tlenków.
Tlenki - to związki chemiczne tlenu z innymi pierwiastkami chemicznymi
Kwasy - to związki chemiczne składające się z atomu(atomów) wodoru oraz z reszty(reszt)
kwasowych.
Zasady - to związki chemiczne składające się z atomu (atomów) metalu oraz z
jednowartościowej grupy wodorotlenkowej – OH
Sole - to związki chemiczne składające się z atomu(atomów) metalu oraz z reszty (reszt)
kwasowej.
Rozwiązanie:
kwasy
zasady
sole
tlenki
H2SO4
NaOH
KCl
H2O
Mg(OH)2
K2SO4
SiO2
H2CO3
KOH
CaCO3
K2O
HNO3
Ca(OH)2
Na2S
CO2
HCl
Zadane 5
Jak zachowują się wskaźniki pod wpływem kwasów, zasad?
Wskaźniki - substancje chemiczne, które zmieniają swoje zabarwienie pod wpływem
kwasów lub zasad
Wskaźniki:
Substancja
chemiczna:
fenoloftaleina
oranż metylowy
papierek uniwersalny
barwa wskaźnika:
KWAS
malinowa
czerwona
czerwona
ZASADA
bezbarwna
pomarańczowa
zielona, niebieska
WODA
DESTYLOWANA
bezbarwna
pomarańczowa
żółta
Związki organiczne
Zadanie1
Przyporządkuj nazwom węglowodorów wzory sumaryczne i wpisz je do tabeli:
C3H6, C2H6, C2H4, CH4, C4H10, C4H8, C3H4, C2H2, C4H6
Etan, butan, propyn, propen, eten, buten, etyn, metan,butyn
Węglowodory – związki węgla z wodorem, gdzie atom węgla jest czterowartościowym
pierwiastkim, alkany – CnH2n+2, alkeny - CnH2n, alkiny - CnH2n –2, n – liczba atomów C
ALKANY
nazwa
etan
metan
butan
ALKENY
ALKINY
wzór
nazwa
wzór
nazwa
wzór
C2H6
eten
C3H6
etyn
C3H4
CH4
propen
C2H4
propyn
C2H2
C4H10
buten
C4H8
butyn
C4H6
Związki wielkocząsteczkowe- polimery, polimeryzacja
Polimeryzacja – reakcja łączenia się pojedynczych cząsteczek związku chemicznego
(monomerów) w wielkocząsteczkowy produkt - polimer, dzięki obecności w ich cząsteczkach
wiązania podwójnego lub potrójnego. Polimeryzacji ulegają węglowodory nienasycone.
Większość polimerów to stosowane niemal wszędzie tworzywa sztuczne np. polietylen,
polipropylen, polichlorek winylu(PCW lub PCV) czy teflon.
Przykład reakcji polimeryzacji etylenu
Pochodne węglowodorów
Pochodne węglowodorów - to związki chemiczne, których cząsteczki zbudowane są z
łańcucha węglowodorowego oraz z połączonej z nim(w miejsce atomu wodoru ) grupy
atomów, nazwanej grupą funkcyjną. Grupa ta decyduje o ich właściwościach.
Do pochodnych węglowodorów zaliczamy:
alkohole, kwasy karboksylowe, estry, aminy, aminokwasy
Typ związku chem.:
alkohole
Grupa funkcyjna:
grupa hydroksylowa
kwasy karboksylowe grupa karboksylowa
Wzór ogólny:
Przykład:
metanol
kwas mrówkowy
estry
grupa estrowa
mrówczan metylu
aminy
grupa aminowa
metyloamina
aminokwasy
grupa aminowa
kwas aminooctowy (glicyna)
grupa karboksylowa
R, R1, R2 – oznacza rodnik, może to być grupa metylowa – CH3, pochodząca od metanu, grupa etylowa
pochodząca od etanu – C2H5 itd. Ogólny wzór dla R to CnH2n-1
Związki organiczne o złożonej budowie
Związki organiczne zawierają w swych cząsteczkach zawsze atomy węgla (który jest
pierwiastkiem czterowartościowym) oraz w zależności od rodzaju związku, atomy wodoru,
tlenu, azotu, siarki, fosforu oraz niektórych metali. Nazwa „związki organiczne” ma charakter
tradycyjny, powstała w czasach gdy uważano, że substancje te mogą być wytwarzane tylko
przez organizmy żywe.
Obecnie bardzo wiele związków organicznych otrzymuje się syntetycznie. Wśród tych
związków wyróżniamy: białka, tłuszcze, cukry (węglowodany).
BIAŁKA
Białka (polipeptydy) – wielkocząsteczkowe związki organiczne o bardzo skomplikowanej
budowie, produkt łączenia się aminokwasów za pomocą tak zwanych wiązań peptydowych.
Wiązanie peptydowe:
W przyrodzie występuje kilkadziesiąt aminokwasów, ale tylko 20 tworzy białka. Pozostałe są
to tak zwane aminokwasy niebiałkowe. Cząsteczki wszystkich białek składają się z węgla,
tlenu i azotu oprócz tego w skład niektórych rodzajów białek wchodzą takie pierwiastki jak,
siarka czy fosfor.
Reakcje charakterystyczne do wykrywania białek to reakcja ksantoproteinowa i biuretowa.
Reakcja ksantoproteinowa – białko ścina się i żółknie pod wpływem steż. HNO3.
Reakcja biuretowa – pod wpływem Cu(OH)2 białko ścina się i zmienia zabarwienie na kolor
ciemnofioletowy.
Denaturacja białek – pod wpływem rozcieńczonych kwasów, alkoholu etylowego(C2H5OH),
soli metali ciężkich(miedzi, żelaza, ołowiu, rtęci) oraz podwyższonej temperatury struktura
białka ulega nieodwracalnie zniszczeniu. Gdy ścięte białko(np. pod wpływem NaCl)
rozpuszcza się w wodzie, to proces ten nosi nazwę koagulacji.
CUKRY
Cukry (węglowodany, sacharydy, cukrowce) - związki organiczne składające się z węgla,
wodoru i tlenu - przy czym stosunek liczby atomów wodoru do tlenu jest taki sam jak w
cząsteczce wody, 2 : 1.
Ogólny wzór cukrów: Cn(H2O)m, gdzie m, n – to liczby naturalne.
Podział cukrów
CUKRY PROSTE – (monosacharydy) C6H12O6, np. glukoza, fruktoza
Glukoza(cukier gronowy) jest najprostszym związkiem spośród węglowodanów. Powstaje w
naturalny sposób podczas procesu fotosyntesy, co można przedstawić reakcją chemiczną:
Reakcje charakterystyczne na wykrywanie glukozy to próba Trommera i Tollensa
Próba Trommera - podczas ogrzewania glukozy w obecności Cu(OH)2 następuje zmiana
zabarwienia z koloru niebieskiego na ceglastoczerwony (powstaje tlenek miedzi I) –Cu2O
Próba Tollensa - podczas ogrzewania glukozy w obecności amoniakalnego roztworu Ag2O
powstaje tak zwane lustro srebrne( na ściankach probówki wydziela się srebro- Ag)
Obie próby: Trommera i Tollensa dowodzą, że glukoza ma właściwości redukujące.
DWUCUKRY – (disacharydy) C12H22O11, np. sacharoza (cukier trzcinowy, cukier
buraczany), maltoza, laktoza. W naszych organizmach zachodzi reakcja hydrolizy sacharozy,
tj. rozkładowi pod wpływem wody w obecności kwasu żołądkowego - HCl
WIELOCUKRY – (polisacharydy) (C6H10O5)n, np. skrobia, celuloza
Reakcja charakterystyczna skrobi – pod wpływem jodyny na plasterku ziemniaka, kawałku
roztartej fasoli lub kleiku skrobiowego powstaje ciemnoniebieskie zabarwienie.