Przewodnik po chemii dla gimnazjalisty
Transkrypt
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.