Въпроси относно състоянието на агрегация, какви характеристики и свойства на твърди вещества, течности и газове се разглеждат в няколко курса на обучение. Има три класически състояния на материята със свои характерни структурни особености. Тяхното разбиране е важен момент при разбирането на науките за Земята, живите организми и промишлените дейности. Тези въпроси се изучават от физиката, химията, географията, геологията, физическата химия и други научни дисциплини. Вещества, които са при определени условия в един от трите основни типа състояние, могат да се променят с увеличаване или намаляване на температурата и налягането. Помислете за възможни преходи от едно агрегатно състояние в друго, тъй като те се случват в природата, технологиите и ежедневието.

Какво е агрегирано състояние?

Думата с латински произход „aggrego“ в превод на руски означава „прикрепям“. Научният термин се отнася до състоянието на едно и също тяло, вещество. Съществуването при определени температурни стойности и различни налягания на твърди вещества, газове и течности е характерно за всички черупки на Земята. В допълнение към три основни агрегатни състояния, има и четвърто. При повишени температури и постоянно налягане газът се превръща в плазма. За да се разбере по -добре какво е агрегатно състояние, е необходимо да се запомнят най -малките частици, които изграждат вещества и тела.

Диаграмата по -горе показва: а - газ; б - течност; c - твърдо вещество. На такива фигури кръговете показват структурните елементи на веществата. Това е конвенционално обозначение, всъщност атомите, молекулите, йоните не са твърди топки. Атомите се състоят от положително заредено ядро, около което отрицателно заредените електрони се движат с висока скорост. Познаването на микроскопичната структура на материята помага да се разберат по -добре различията, които съществуват между различните агрегатни форми.

Понятия за микрокосмоса: от Древна Гърция до 17 век

Първите сведения за частиците, които изграждат физическите тела, се появяват в Древна Гърция. Мислителите Демокрит и Епикур въведоха такова понятие като атом. Те вярвали, че тези най -малки неделими частици от различни вещества имат форма, определен размер, способни са да се движат и взаимодействат помежду си. Атомистиката се превърна в най -напредналата доктрина на Древна Гърция за времето си. Но развитието му се забавя през Средновековието. Оттогава учените са преследвани от инквизицията на Римокатолическата църква. Следователно до съвременността не е имало ясна представа какво е агрегираното състояние на материята. Едва след 17-ти век учените Р. Бойл, М. Ломоносов, Д. Далтън, А. Лавоазие формулират разпоредбите на атомно-молекулярната теория, които не са загубили значението си и днес.

Атоми, молекули, йони - микроскопични частици от структурата на материята

Значителен пробив в разбирането на микросвета се е случил през 20 век, когато е изобретен електронният микроскоп. Като се вземат предвид откритията, направени от учените по -рано, беше възможно да се състави хармонична картина на микросвета. Теориите, описващи състоянието и поведението на най -малките частици материя, са доста сложни, те принадлежат на полето.За да се разберат характеристиките на различните агрегатни състояния на материята, е достатъчно да се знаят имената и характеристиките на основните структурни частици, които образуват различни вещества.

1. Атомите са химически неделими частици. Те се запазват при химични реакции, но се разрушават при ядрени. Металите и много други вещества с атомна структура имат твърдо агрегатно състояние при нормални условия.
2. Молекулите са частици, които се разпадат и се образуват при химични реакции. кислород, вода, въглероден диоксид, сяра. Агрегатното състояние на кислород, азот, серен диоксид, въглерод, кислород при нормални условия е газообразно.
3. Йони са заредени частици, в които атомите и молекулите се превръщат, когато добавят или губят електрони - микроскопични отрицателно заредени частици. Много соли имат йонна структура, например натриев хлорид, желязо и меден сулфат.

Има вещества, чиито частици се намират по определен начин в космоса. Подреденото взаимно положение на атоми, йони, молекули се нарича кристална решетка. Обикновено йонните и атомните кристални решетки са характерни за твърдите тела, молекулярните - за течности и газове. Диамантът се отличава с високата си твърдост. Неговата атомна кристална решетка се формира от въглеродни атоми. Но мекият графит също се състои от атоми на този химичен елемент. Само те са разположени по различен начин в космоса. Обичайното агрегатно състояние на сярата е твърдо, но при високи температури веществото се превръща в течност и аморфна маса.

Вещества в твърдо агрегатно състояние

Твърдите вещества запазват своя обем и форма при нормални условия. Например зърно пясък, зърно захар, сол, парче камък или метал. Ако захарта се нагрява, веществото започва да се топи, превръщайки се в вискозна кафява течност. Спрете нагряването - отново получаваме твърдо вещество. Това означава, че едно от основните условия за преминаване на твърдо вещество в течност е неговото нагряване или увеличаване на вътрешната енергия на частиците на веществото. Твърдото агрегатно състояние на солта, което се използва за храна, също може да бъде променено. Но за да разтопите готварска сол, имате нужда от по -висока температура от нагряването на захарта. Факт е, че захарта се състои от молекули, а трапезната сол се състои от заредени йони, които се привличат по -силно един към друг. Твърдите тела в течна форма не запазват формата си, тъй като кристалните решетки се разрушават.

Течното състояние на агрегация на сол по време на топене се обяснява с разкъсването на връзката между йони в кристалите. Освобождават се заредени частици, които могат да носят електрически заряди. Солените топили провеждат електричество и са проводници. В химическата, металургичната и машиностроителната промишленост твърдите вещества се превръщат в течни вещества, за да се получат нови съединения от тях или да им се придадат различни форми. Металните сплави са широко използвани. Има няколко начина за тяхното получаване, свързани с промени в агрегатното състояние на твърди суровини.

Течността е едно от основните агрегатни състояния

Ако излеете 50 мл вода в колба с кръгло дъно, ще забележите, че веществото веднага ще приеме формата на химически съд. Но веднага след като излеем водата от колбата, течността веднага ще се разлее по повърхността на масата. Обемът на водата ще остане същият - 50 ml, а формата му ще се промени. Изброените характеристики са характерни за течната форма на съществуване на материята. Много органични вещества са течности: алкохоли, растителни масла, киселини.

Млякото е емулсия, тоест течност, съдържаща капчици мазнини. Полезен течен изкопаем е маслото. Той се извлича от кладенци с помощта на сондажни платформи на сушата и в океана. Морската вода също е суровина за промишлеността. Разликата му от сладките води на реки и езера се състои в съдържанието на разтворени вещества, главно соли. Когато се изпаряват от повърхността на водните тела, само молекулите Н2О преминават в състояние на пара, разтворените вещества остават. Методите за получаване на полезни вещества от морската вода и методите за нейното пречистване се основават на това свойство.

При пълно отстраняване на солите се получава дестилирана вода. Ври при 100 ° C, замръзва при 0 ° C. Солите се сваряват и се превръщат в лед при други температури. Например, водата в Северния ледовит океан замръзва при температура на повърхността 2 ° C.

Агрегатното състояние на живака при нормални условия е течно. Този сребристо-сив метал обикновено се използва в медицински термометри. При нагряване колоната с живак се издига по скалата, веществото се разширява. Защо алкохолът се оцветява с червена боя, а не живак? Това се обяснява със свойствата на течния метал. При 30-градусови студове състоянието на агрегация на живака се променя, веществото става твърдо.

Ако медицинският термометър се счупи и живакът се разлее, опасно е да вземете сребърните топки с ръце. Вдишването на живачни пари е вредно, това вещество е много токсично. В такива случаи децата трябва да потърсят помощ от своите родители и възрастни.

Газообразно състояние

Газовете не могат да поддържат нито обема си, нито формата си. Нека напълним колбата до върха с кислород (химическата й формула е О 2). Веднага щом отворим колбата, молекулите на веществото започват да се смесват с въздуха в стаята. Това се дължи на броуновското движение. Дори древногръцкият учен Демокрит вярвал, че частиците от материята са в постоянно движение. В твърди тела при нормални условия атомите, молекулите, йоните не могат да напуснат кристалната решетка, освобождавайки се от връзки с други частици. Това е възможно само когато се подава голямо количество енергия отвън.

В течностите разстоянието между частиците е малко по -голямо, отколкото в твърдите тела, те изискват по -малко енергия за разкъсване на междумолекулни връзки. Например, течното състояние на агрегация на кислород се наблюдава само когато температурата на газа падне до -183 ° C. При -223 ° C молекулите на O 2 образуват твърдо вещество. Когато температурата се повиши над тези стойности, кислородът се превръща в газ. В тази форма той е при нормални условия. В промишлените предприятия има специални инсталации за отделяне на атмосферния въздух и получаване на азот и кислород от него. Първо въздухът се охлажда и втечнява, а след това температурата постепенно се повишава. Азотът и кислородът се превръщат в газове при различни условия.

Земната атмосфера съдържа 21 обемни процента кислород и 78% азот. В течна форма тези вещества не се срещат в газовата обвивка на планетата. Течният кислород има светло син цвят и се използва в бутилки с високо налягане за употреба в медицински заведения. В промишлеността и строителството втечнените газове са необходими за много процеси. Кислородът е необходим за газово заваряване и рязане на метали, в химията - за окислителни реакции на неорганични и органични вещества. Ако отворите клапана на кислородния цилиндър, налягането намалява, течността се превръща в газ.

Втечнен пропан, метан и бутан се използват широко в енергетиката, транспорта, промишлеността и битовите дейности на населението. Тези вещества се получават от природен газ или чрез крекинг (разцепване) на петролни суровини. Въглеродните течни и газообразни смеси играят важна роля в икономиките на много страни. Но запасите от нефт и природен газ са силно изчерпани. Според учените тази суровина ще издържи 100-120 години. Алтернативен източник на енергия е въздушният поток (вятър). Бързо течащите реки, приливи и отливи по бреговете на моретата и океаните се използват за експлоатацията на електроцентрали.

Кислородът, както и другите газове, може да бъде в четвъртото агрегатно състояние, представляващо плазма. Необичаен преход твърдо към газообразно е характерна черта на кристалния йод. Вещество с тъмно лилав цвят претърпява сублимация - превръща се в газ, заобикаляйки течното състояние.

Как се извършват преходите от една съвкупна форма на материя към друга?

Промените в състоянието на агрегация на веществата не са свързани с химични трансформации, те са физически явления. Когато температурата се повиши, много твърди вещества се стопяват и се превръщат в течности. По -нататъшното повишаване на температурата може да доведе до изпаряване, тоест до газообразно състояние на веществото. В природата и икономиката подобни преходи са характерни за едно от основните вещества на Земята. Лед, течност, пара са състоянията на водата при различни външни условия. Съединението е същото, формулата му е H 2 O. При температура 0 ° C и под тази стойност водата кристализира, тоест се превръща в лед. Когато температурата се повиши, кристалите, които са се образували, се разрушават - ледът се топи и отново се получава течна вода. При нагряване се образува изпарение - превръщането на водата в газ - настъпва дори при ниски температури. Например замразените локви постепенно изчезват с изпаряването на водата. Дори при мразовито време мокрото пране изсъхва, но този процес е по -дълъг, отколкото в горещ ден.

Всички изброени преходи на вода от едно състояние в друго са от голямо значение за природата на Земята. Атмосферните явления, климатът и времето са свързани с изпаряването на водата от повърхността на Световния океан, пренасянето на влага под формата на облаци и мъгла на сушата и валежите (дъжд, сняг, градушка). Тези явления са в основата на световния воден цикъл в природата.

Как се променят агрегатните състояния на сярата?

При нормални условия сярата е ярки, лъскави кристали или светложълт прах, тоест е твърдо вещество. Агрегатното състояние на сярата се променя при нагряване. Първо, когато температурата се повиши до 190 ° C, жълтото вещество се стопява, превръщайки се в подвижна течност.

Ако бързо излеете течна сяра в студена вода, получавате кафява аморфна маса. При по -нататъшно нагряване на серната стопилка тя става все по -вискозна и потъмнява. При температури над 300 ° C състоянието на агрегация на сяра отново се променя, веществото придобива свойствата на течност, става подвижно. Тези преходи се дължат на способността на атомите на елемента да образуват вериги с различна дължина.

Защо веществата могат да бъдат в различни физични състояния?

Агрегатното състояние на сярата, просто вещество, е твърдо при нормални условия. Серен диоксид е газ, сярната киселина е мазна течност, по -тежка от водата. За разлика от солната и азотната киселина, той не е летлив; молекулите не се изпаряват от повърхността му. В какво състояние е агрегацията на пластмасова сяра, която се получава чрез нагряване на кристали?

В аморфна форма веществото има течна структура, с малка течливост. Но пластмасовата сяра едновременно запазва формата си (като твърдо вещество). Има течни кристали, които имат редица характерни свойства на твърдите вещества. По този начин състоянието на материята при различни условия зависи от нейната природа, температура, налягане и други външни условия.

Какви са особеностите в структурата на твърдите тела?

Съществуващите разлики между основните агрегатни състояния на материята се обясняват с взаимодействието между атоми, йони и молекули. Например, защо агрегатното вещество в твърдо състояние води до способността на телата да поддържат обем и форма? В кристалната решетка на метал или сол структурните частици се привличат една към друга. В металите положително заредените йони взаимодействат с така наречения "електронен газ" - натрупване на свободни електрони в парче метал. Солените кристали възникват поради привличането на противоположно заредени частици - йони. Разстоянието между горните структурни единици на твърди частици е много по -малко от размера на самите частици. В този случай действа електростатичното привличане, дава сила, а отблъскването не е достатъчно силно.

За да унищожите твърдото агрегатно вещество, трябва да положите усилия. Метали, соли, атомни кристали се топят при много високи температури. Например желязото става течно при температури над 1538 ° C. Волфрамът е огнеупорен; използва се за производство на нишки за електрически крушки. Има сплави, които стават течни при температури над 3000 ° C. Много на Земята са твърди. Тази суровина се добива с помощта на технология в мини и кариери.

За да се отдели дори един йон от кристал, трябва да се изразходва голямо количество енергия. Но е достатъчно да се разтвори солта във вода, за да се разпадне кристалната решетка! Това явление се дължи на невероятните свойства на водата като полярен разтворител. Молекулите H2O взаимодействат със солените йони, разкъсвайки химическата връзка между тях. По този начин разтварянето не е просто смесване на различни вещества, а физико -химично взаимодействие между тях.

Как взаимодействат молекулите на течността?

Водата може да бъде течна, твърда и газова (пара). Това са основните му агрегатни състояния при нормални условия. Водните молекули са изградени от един кислороден атом, към който са свързани два водородни атома. В молекулата има поляризация на химическата връзка, на кислородните атоми се появява частичен отрицателен заряд. Водородът се превръща в положителен полюс в молекулата, привличан от кислородния атом на друга молекула. Това се нарича "водородна връзка".

Течното агрегатно състояние се характеризира с разстоянието между структурните частици, сравнимо с техния размер. Има привличане, но то е слабо, така че водата не запазва формата си. Изпаряването възниква поради разрушаване на връзките, което се случва на повърхността на течността дори при стайна температура.

Има ли междумолекулни взаимодействия в газовете?

Газообразното състояние на веществото по редица параметри се различава от течно и твърдо. Между структурните частици на газовете има големи празнини, много надвишаващи размера на молекулите. В този случай силите на привличане изобщо не действат. Агрегатното състояние на газ е характерно за веществата, присъстващи във въздуха: азот, кислород, въглероден диоксид. На снимката по -долу първият куб е напълнен с газ, вторият с течност, а третият с твърдо вещество.

Много течности са летливи, молекулите на веществото се отделят от повърхността им и преминават във въздуха. Например, ако донесете памучен тампон, напоен с амоняк, до отвора на отворена бутилка със солна киселина, се появява бял дим. Химична реакция между солна киселина и амоняк протича точно във въздуха и се получава амониев хлорид. В какво състояние е агрегацията на това вещество? Неговите частици, които образуват бял дим, са най -малките твърди кристали сол. Този експеримент трябва да се проведе под капак, веществата са токсични.

Заключение

Агрегатното състояние на газа е изследвано от много изключителни физици и химици: Авогадро, Бойл, Гей-Люсак, Клиперон, Менделеев, Льо Шателие. Учените са формулирали закони, обясняващи поведението на газообразни вещества при химични реакции при промяна на външните условия. Отворените модели не са включени само в училищните и университетските учебници по физика и химия. Много химически индустрии се основават на познания за поведението и свойствата на веществата в различни агрегатни състояния.

Лекция 4. Агрегатни състояния на материята

1. Твърдо вещество.

2. Течно състояние на материята.

3. Газообразното състояние на материята.

Веществата могат да бъдат в три агрегатни състояния: твърдо, течно и газообразно. При много високи температури възниква един вид газообразно състояние - плазма (състояние на плазмата).

1. Твърдото състояние на материята се характеризира с факта, че енергията на взаимодействие на частиците помежду си е по -висока от кинетичната енергия на тяхното движение. Повечето вещества в твърдо състояние имат кристална структура. Всяко вещество образува кристали с определена форма. Например, натриевият хлорид има кристали под формата на кубчета, стипца под формата на октаедри, натриев нитрат под формата на призми.

Кристалната форма на веществото е най -стабилната. Разположението на частиците в твърдо тяло е изобразено като решетка, в възлите на която определени частици са свързани с въображаеми линии. Има четири основни типа кристални решетки: атомни, молекулярни, йонни и метални.

Атомна кристална решеткаобразувани от неутрални атоми, които са свързани чрез ковалентни връзки (диамант, графит, силиций). Молекулярна кристална решеткаимат нафталин, захароза, глюкоза. Структурните елементи на тази решетка са полярни и неполярни молекули. Йонна кристална решеткаобразувани от положително и отрицателно заредени йони, редовно редуващи се в пространството (натриев хлорид, калиев хлорид). Всички метали имат метална кристална решетка. В неговите възли има положително заредени йони, между които има електрони в свободно състояние.

Кристалните вещества имат редица характеристики. Една от тях е анизотропията - различието на физическите свойства на кристала в различни посоки вътре в кристала.

2. В течно състояние на веществото енергията на междумолекулното взаимодействие на частиците е съизмерима с кинетичната енергия на тяхното движение. Това състояние е междинно между газообразно и кристално. За разлика от газовете, между течните молекули действат големи сили на взаимно привличане, което определя естеството на молекулярното движение. Топлинното движение на молекулата на течността включва колебателни и транслационни. Всяка молекула вибрира известно време около определена точка на равновесие, след което се движи и отново заема равновесно положение. Това определя неговата течливост. Силите на междумолекулно привличане пречат на молекулите да се движат далеч една от друга по време на движението си.

Свойствата на течностите зависят и от обема на молекулите, формата на тяхната повърхност. Ако молекулите на течността са полярни, те се комбинират (асоциират) в сложен комплекс. Такива течности се наричат ​​свързани (вода, ацетон, алкохол). Οʜᴎ имат по -високи t бали, имат по -малка летливост, по -висока диелектрична константа.

Както знаете, течностите имат повърхностно напрежение. Повърхностно напрежение- ϶ᴛᴏ повърхностна енергия на единица повърхност: ϭ = E / S, където ϭ - повърхностно напрежение; E - повърхностна енергия; S е площта на повърхността. Колкото по -силни са междумолекулните връзки в течност, толкова по -голямо е нейното повърхностно напрежение. Вещества, които намаляват повърхностното напрежение, се наричат ​​повърхностно активни вещества.

Друго свойство на течностите е вискозитетът. Вискозитет - ϶ᴛᴏ съпротивление, произтичащо от движението на някои слоеве течност спрямо други по време на движението им. Някои течности имат висок вискозитет (мед, нисък), докато други са ниски (вода, етилов алкохол).

3. В газообразното състояние на материята енергията на междумолекулното взаимодействие на частиците е по -малка от тяхната кинетична енергия. Поради тази причина газовите молекули не се държат заедно, а се движат свободно в обема. Газовете се характеризират със следните свойства: 1) равномерно разпределение по целия обем на съда, в който се намират; 2) ниска плътност в сравнение с течности и твърди вещества; 3) лесна компресируемост.

В газ молекулите са на много голямо разстояние една от друга, силите на привличане между тях са малки. На големи разстояния между молекулите тези сили практически липсват. Газът в това състояние обикновено се нарича идеален. Реалните газове при високи налягания и ниски температури не се подчиняват на уравнението на състоянието на идеалния газ (уравнението на Менделеев-Клапейрон), тъй като при тези условия силите на взаимодействие между молекулите започват да се проявяват.

Презентация на тема "Алкохоли" по химия във формат powerpoint. Презентацията за ученици съдържа 12 слайда, където от гледна точка на химията се разказва за алкохолите, техните физични свойства, реакции с водородни халогениди.

Фрагменти от презентацията

От историята

Знаете ли, че още през IV век. Пр.н.е. NS. знаят ли хората как да правят напитки, съдържащи етилов алкохол? Виното е получено чрез ферментация на плодови и ягодови сокове. Те обаче се научиха да извличат опияняващия компонент от него много по -късно. През XI век. алхимиците улавят пари от летливи вещества, които се отделят при нагряване на виното.

Физически свойства

• Долните алкохоли са течности, които са лесно разтворими във вода, безцветни и без мирис.
• Висшите алкохоли са твърди вещества, които не са разтворими във вода.

Характеристика на физическите свойства: агрегатно състояние

• Метиловият алкохол (първият представител на хомоложната серия алкохоли) е течност. Може би той има голямо молекулно тегло? Не. Много по -малко от въглеродния диоксид. Тогава какво е?
• Оказва се, че цялата същност е във водородните връзки, които се образуват между молекулите на алкохолите, и не позволяват отделни молекули да отлетят.

Характеристика на физичните свойства: разтворимост във вода

• По -ниските алкохоли са разтворими във вода, по -високите са неразтворими. Защо?
• Водородните връзки са твърде слаби, за да задържат молекулата на алкохола, която има голяма неразтворима част, между молекулите на водата.

Характеристика на физическите свойства: свиване

• Защо при решаване на изчислителни задачи те никога не използват обем, а само маса?
• Смесете 500 мл алкохол и 500 мл вода. Получаваме 930 мл разтвор. Водородните връзки между молекулите на алкохол и вода са толкова големи, че има намаляване на общия обем на разтвора, неговото „компресиране“ (от лат. Contraktio - компресия).

Алкохолите киселини ли са?

• Алкохолите реагират с алкални метали. В този случай водородният атом на хидроксилната група се заменя с метал. Прилича на киселина.
• Но киселинните свойства на алкохолите са твърде слаби, толкова слаби, че алкохолите нямат ефект върху показателите.

Приятелство с КАТ.

• Приятелски ли са алкохолите с КАТ? Но как!
• Били ли сте някога спрени от инспектор на КАТ? Вдишахте ли в тръбата?
• Ако нямате късмет, тогава се е получила реакция на окисление на алкохол, при която цветът се е променил и е трябвало да платите глоба.

Даваме вода 1

Изтегляне на вода - дехидратацията може да бъде вътремолекулна, ако температурата е повече от 140 градуса. Това изисква катализатор - концентрирана сярна киселина.

Даваме вода 2

Ако температурата се понижи и катализаторът остане същият, тогава ще настъпи междумолекулна дехидратация.

Реакция с водородни халогениди.

Тази реакция е обратима и изисква катализатор - концентрирана сярна киселина.

Да бъдеш приятел или да не си приятел с алкохола.

Интересен въпрос. Алкохолът принадлежи към ксенобиотиците - вещества, които не се съдържат в човешкото тяло, но засягат жизнените му функции. Всичко зависи от дозата.

1. АлкохолТова е хранително вещество, което осигурява на тялото енергия. През Средновековието тялото получава около 25% от енергията си от консумацията на алкохол.
2. Алкохолът е лекарство, което има дезинфекционен и антибактериален ефект.
3. Алкохолът е отрова, която нарушава естествените биологични процеси, разрушава вътрешните органи и психиката и, ако се консумира прекомерно, води до смърт.

"Алкохоли" От историята  Знаете ли, че още през IV век. Пр.н.е. NS. знаят ли хората как да правят напитки, съдържащи етилов алкохол? Виното е получено чрез ферментация на плодови и ягодови сокове. Те обаче се научиха да извличат опияняващия компонент от него много по -късно. През XI век. алхимици улавят пари от летливи вещества, които се отделят при нагряване на виното Определение lАлкохоли (остарели алкохоли) - органични съединения, съдържащи една или повече хидроксилни групи (хидроксил, ОН), директно свързани с въглероден атом във въглеводороден радикал  Общи формула на алкохоли CxHy (OH) n Обща формула на едноатомни наситени алкохоли СnН2n + 1OH Класификация на алкохолите Според броя на хидроксилните групи CxHy (OH) n Моноводородни алкохоли CH3 - CH2 - CH2 OH Двуатомни гликоли CH3 - CH - CH2 OH OH глицероли CH2 - CH - CH2 OH OH OH Класификация на алкохолите По естеството на въглеводородния въглеводороден радикал на радикала CxHy (OH) n CxHy (OH) n Гранична граница CH3 CH3 –– CH CH2 CH2 2 ––CH 2 OH OH Ненаситени Ненаситени CH CH2 = CH CH –– CH CH2 2 = 2 OH OH Ароматни Ароматни CH CH2 OH 2 --OH Номенклатура на алкохоли Прегледайте таблицата и направете заключение за номенклатурата на алкохолите НОМЕНКЛАТУРА И ИЗОМЕРИЯ При формиране на имената на алкохоли до името на въглищата водород, съответстващ на алкохол, добавете (общата) наставка - OL. Числата след наставката показват позицията на хидроксилната група в главната верига: H | H- C - O H | H метанол H H H | 3 | 2 | 1 H- C - C - C -OH | | | H H H пропанол-1 H H H | 1 | 2 | 3 Н - С - С - С -Н | | | H OH H пропанол -2 ВИДОВЕ ИЗОМЕРИИ 1. Изомеризъм на положението на функционалната група (пропанол-1 и пропанол-2) 2. Изомерия на въглеродния скелет CH3-CH2-CH2-CH2-OH бутанол-1 CH3-CH -СН2-ОН | CH3 2-метилпропанол-1 3. Междукласова изомерия-алкохолите са изомерни към етери: CH3-CH2-OH етанол CH3-O-CH3 диметилов етер Заключение суфикс -ol  За многоатомни алкохоли, преди суфикса -ol на гръцки (-di- , -tri-, ...), броят на хидроксилните групи е посочен  Например: CH3-CH2-OH етанол Видове изомерия на алкохол Структурна 1. Въглеродна верига 2. Позиции на функционалната група ФИЗИЧНИ СВОЙСТВА  Долни алкохоли (C1 -C11) -летливи течности с остър мирис  Висши алкохоли (C12- и по -високи) твърди вещества с приятен мирис ФИЗИЧНИ СВОЙСТВА Име Формула Pl. g / cm3 точка на топене C точка на кипене C Метил CH3OH 0.792 -97 64 Етил C2H5OH 0.790 -114 78 Пропил CH3CH2CH2OH 0.804 -120 92 Изопропил CH3 -CH (OH) -CH3 0.786 -88 82 Бутил CH3CH2CH2CH2OH 0.810 -90 118 Специфични свойства агрегатно състояние Метиловият алкохол (първият представител на хомоложната серия алкохоли) е течност. Може би той има голямо молекулно тегло? Не. Много по -малко от въглеродния диоксид. Тогава какво е? R - O… H - O… H - O H R R Защо? CH3 - O ... N - O ... N - O N N CH3 А ако радикалът е голям? СН3 - СН2 - СН2 - СН2 - СН2 - О ... Н - О Н Н Водородните връзки са твърде слаби, за да задържат молекула алкохол, която има голяма неразтворима част, между молекулите на водата Особеност на физическите свойства: свиване Защо при решаване изчислителни проблеми, те никога не използват обем, а само в маса? Смесете 500 мл алкохол и 500 мл вода. Получаваме 930 ml разтвор. Водородните връзки между молекулите на алкохол и вода са толкова големи, че има намаляване на общия обем на разтвора, неговото „компресиране“ (от латинското contraktio - компресия). Някои представители на алкохоли Моноводороден алкохол - метанол  Безцветна течност с точка на кипене 64С, характерен мирис По -лек от водата. Гори с безцветен пламък. Използва се като разтворител и гориво в двигатели с вътрешно горене.Метанолът е отрова  Токсичният ефект на метанола се основава на увреждане на нервната и съдовата система. Поглъщането на 5-10 ml метанол води до тежко отравяне, а 30 ml или повече - до смърт Моноводороден алкохол - етанол Безцветна течност с характерен мирис и вкус на парене, точка на кипене 78C. По -лек от водата. Смесва се с нея във всяка връзка.  Лесно запалим, изгаря със слаб светещ синкав пламък. Приятелство с КАТ Приятели ли са духовете с КАТ? Но как! Били ли сте някога спрени от инспектор на КАТ? Вдишахте ли в тръбата? Ако нямате късмет, тогава се осъществи реакцията на окисление на алкохол, при която цветът се промени и трябваше да платите глоба 3СН3 - СН2 - ОН + К2Сr2O7 + 4H2SO4  K2SO4 + 7H2O + O Cr2 (SO4) 3 + 3CH3 - CH Бъдете приятели или не бъдете приятели с алкохол Интересен въпрос. Алкохолът принадлежи към ксенобиотиците - вещества, които не се съдържат в човешкото тяло, но засягат жизнените му функции. Всичко зависи от дозата. 1. Алкохолът е хранително вещество, което осигурява на организма енергия. През Средновековието тялото получава около 25% от енергията си от консумацията на алкохол; 2. Алкохолът е лекарство, което има дезинфекционен и антибактериален ефект; 3. Алкохолът е отрова, която нарушава естествените биологични процеси, разрушава вътрешните органи и психиката и при прекомерна консумация води до смърт.Употреба на етанол  Етилов алкохол се използва при приготвянето на различни алкохолни напитки; В медицината, за приготвяне на екстракти от лечебни растения, както и за дезинфекция;  В козметиката и парфюмерията етанолът е разтворител за парфюми и лосиони.Вредни ефекти на етанола  В началото на интоксикацията страдат структурите на кората на главния мозък; активността на мозъчните центрове, които контролират поведението, се потиска: губи се разумен контрол върху действията, намалява критичното отношение към себе си. И. П. Павлов нарече такова състояние „бунт на подкората“  При много високо съдържание на алкохол в кръвта се инхибира дейността на двигателните центрове на мозъка, засяга се основно функцията на малкия мозък - човек напълно губи ориентация ... необратими и дори след продължително въздържание от употребата на алкохолни напитки, те продължават. Ако човек не може да спре, тогава органичните и следователно умствените отклонения от нормата се увеличават.Вредните ефекти на етанола  Алкохолът има изключително неблагоприятен ефект върху съдовете на мозъка. В началото на интоксикацията те се разширяват, притока на кръв в тях се забавя, което води до задръствания в мозъка. След това, в допълнение към алкохола, в кръвта започват да се натрупват вредни продукти от неговото непълно разпадане, възниква остър спазъм, вазоконстрикция, развиват се такива опасни усложнения като мозъчни инсулти, водещи до тежка инвалидност и дори смърт. ВЪПРОСИ ЗА ОБЕЗПЕЧЕНИЕ 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. В единия съд без вода има вода, а в другия алкохол. Можете ли да използвате индикатор, за да ги разпознаете? Кой има честта да произвежда чист алкохол? Може ли алкохолът да бъде твърдо вещество? Молекулното тегло на метанола е 32, а въглеродният диоксид е 44. Направете заключение за агрегатното състояние на алкохола. Смесва се литър алкохол и литър вода. Определете обема на сместа. Как да постъпя инспектор на КАТ? Може ли безводният абсолютен алкохол да отделя вода? Какво представляват ксенобиотиците и как те са свързани с алкохолите? ОТГОВОРИ 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Не можете. Показателите нямат ефект върху алкохолите и техните водни разтвори. Алхимици, разбира се. Може би ако този алкохол съдържа 12 или повече въглеродни атома. От тези данни не може да се направи извод. Водородните връзки между молекулите на алкохола при ниско молекулно тегло на тези молекули правят точката на кипене на алкохола необичайно висока. Обемът на сместа няма да бъде два литра, а много по -малко, приблизително 1 литър - 860 мл. Не пийте по време на шофиране. Може би, ако го загреете и добавите конц. сярна киселина. Не мързелувайте и запомнете всичко, което сте чували с алкохоли, решете за себе си веднъж завинаги каква е вашата доза ....... и изобщо нужно ли е ????? Многоатомният алкохол етилен гликол  Етиленгликолът е представител на наситените двуатомни алкохоли - гликоли;  Името гликоли е дадено поради сладкия вкус на много представители на поредицата (гръцки "glycos" - сладък);  Етиленгликолът е сиропирана течност със сладък вкус, без мирис, отровна. Смесва се добре с вода и алкохол, хигроскопичен е. Приложение на етилен гликол  Важно свойство на етилен гликола е способността му да понижава точката на замръзване на водата, от което веществото е намерило широко приложение като компонент на автомобилните антифризи и анти- замразяване на течности;  Използва се за получаване на лавсан (ценно синтетично влакно) Етилен гликол е отрова  Дозите, причиняващи фатално отравяне с етилен гликол, варират в широки граници - от 100 до 600 ml. Според редица автори смъртоносната доза за хората е 50-150 мл. Смъртността поради поражението на етилен гликол е много висока и представлява повече от 60% от всички случаи на отравяне;  Механизмът на токсичното действие на етилен гликол не е достатъчно проучен до момента. Етиленгликолът се абсорбира бързо (включително през порите на кожата) и циркулира в кръвта непроменена в продължение на няколко часа, достигайки максималната си концентрация за 2-5 часа. След това съдържанието му в кръвта постепенно намалява и се фиксира в тъканите Многоатомният алкохол глицерин  Глицеринът е трихидричен ограничаващ алкохол. Безцветна, вискозна, хигроскопична течност със сладък вкус. Смесва се с вода във всички отношения, добър разтворител. Реагира с азотна киселина, образувайки нитроглицерин. Образува мазнини и масла с карбоксилни киселини CH2 - CH - CH2 OH OH OH Използване на глицерин  Използва се при     производство на нитроглицеринови експлозиви; При обработка на кожа; Като компонент на някои лепила; При производството на пластмаси глицеринът се използва като пластификатор; При производството на сладкарски изделия и напитки (като хранителна добавка E422) Качествена реакция към многоатомни алкохоли Качествена реакция към многоатомни алкохоли reaction Реакцията към многоатомни алкохоли е взаимодействието им с прясно получената утайка от меден (II) хидроксид, която се разтваря, за да образува ярко синьо-виолетово решение Задания Попълнете работна карта за урока; Отговорете на тестовите въпроси; Решете кръстословицата  Работна карта на урока „Алкохоли“  Обща формула на алкохолите Назовете веществата:  CH3OH  CH3-CH2-CH2-CH2-OH  CH2 (OH) -CH2 (OH)  Направете структурната формула на пропанол-2  Какво се определя от атомността на алкохола? Избройте областите на приложение на етанол  Какви алкохоли се използват в хранително -вкусовата промишленост?  Какъв алкохол причинява смъртоносно отравяне при поглъщане на 30 ml?  Какво вещество се използва като течност против замръзване? Как да различим многоатомния алкохол от едноатомния алкохол? Методи за производство Лаборатория  Хидролиза на халоалкани: R-CL + NaOH R-OH + NaCL  Хидратация на алкени: CH2 = CH2 + H2O C2H5OH  Хидрогениране на карбонилни съединения Промишлено synthesis Метанолов синтез от синтез газ CO + 2H2 CH3-OH (при повишени налягане, висока температура и катализатор на цинков оксид)  Хидратация на алкени  Ферментация на глюкоза: C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 Химични свойства I. Реакции с разкъсване на връзката RO -H  Алкохолите реагират с алкални и алкалоземни метали, образувайки солеподобни съединения - алкохолати 2СH CH CH OH + 2Na  2СH CH CH ON ONa + H  2СH CH OH + Сa  (CH CH O) Ca + H  3 2 3 2 2 3 3 2 2 2 2 2 2  Взаимодействие с органични киселини (реакция на естерификация ) води до образуването на естери. CH COОH + HOC H  CH COОC H (етилацетат (етилацетат)) + HO 3 2 5 3 2 5 2 II. Реакции с разцепване на връзката R - OH с водородни халогениди: R - OH + HBr  R - Br + H2O III. Реакции на окисляване Алкохолите изгарят: 2С3H7ОH + 9O2  6СO2 + 8H2O Под действието на окислители:  първичните алкохоли се превръщат в алдехиди, вторичните в кетони IV. Дехидратацията продължава при нагряване с дехидратиращи реактиви (конц. Н2SO4). 1. Вътремолекулярната дехидратация води до образуването на алкени CH3-CH2-OH  CH2 = CH2 + H2O 2. Междумолекулната дехидратация дава етери R-OH + H-O-R  R-O-R (етер) + H2O