- •Курс лекций по общей химии
- •Содержание тем:
- •1. Химия и экология
- •Охрана воздушного бассейна
- •2.Строение атома
- •2.1. Квантовые числа
- •2.2. Принцип Паули
- •2.3. Принцип наименьшей энергии
- •2.4. Правило Хунда
- •2.5. Изображение электронного строения атома
- •Контрольные варианты
- •3. Периодическая система элементов д. И. Менделеева
- •Периодические свойства элементов
- •4. Химическая связь
- •4.1. Свойства ковалентной связи
- •4.2. Гибридизация атомных орбиталей
- •4.3. Полярные и неполярные молекулы
- •4.4. Металлическая связь
- •5.Энергетика химических процессов
- •6.Химическая кинетика.
- •7.Химическое равновесие.
- •Вопросы для самоконтроля по теме: «Закономерности протекания химических реакций»
- •Задачи по теме:
- •8.1. Способы выражения концентрации растворов
- •8.2. Примеры решения задач
- •8.2.1. Вычисления количеств компонентов раствора
- •322 Г Na2so4 × 10 h2o содержат - 142 г Na2so4
- •8.2.2. Вычисления при приготовлении разбавленных растворов из концентрированных
- •8.2.3. Вычисления при смешивании растворов
- •8.2.4. Пересчет концентрации из одной формы выражения в другую
- •8.2.5. Вычисления при химических реакциях
- •Контрольные вопросы и задачи
- •9.Свойства разбавленных растворов неэлектролитов
- •I закон Рауля:
- •II закон Рауля:
- •10. Растворы электролитов
- •11. Ионномолекулярные уравнения
- •12. Произведение растворимости
- •13. Ионное произведение воды. Водородный показатель.
- •14. Гидролиз солей
- •15. Дисперсные системы
- •16.1.Классификация дисперсных систем. Получение. Свойства и структура коллоидных систем
- •Методы получения дисперсных систем.
- •16. Химическая идентификация и анализ вещества
- •16.1. Химическая идентификация и анализ вещества
- •Вопросы и задачи для самоконтроля
- •16.2. Количественный анализ. Химические методы анализа
- •Вопросы и задачи для самоконтроля
- •16.3. Инструментальные методы анализа
- •Вопросы и задачи для самоконтроля
- •17. Окислительно-восстановительные реакции (овр)
- •Порядок нахождения степени окисления:
- •Ионно-электронный метод
- •18. Электрохимические процессы
- •18.1. Электродный потенциал
- •18.2. Гальванический элемент Даниэля – Якоби
- •18.3. Электродвижущая сила элемента (эдс)
- •18.4. Потенциалы металлических и газовых электродов
- •Ряд напряжений металлов:
- •19.Электролиз
- •Примеры
- •Электролиз с нерастворимым анодом водного раствора Na2so4:
- •20. Коррозия и защита металлов
- •20.1. Защита от коррозии. Металлические покрытия
- •21. Общие свойства металлов
- •21.1. Физические свойства металлов
- •21.2. Химические свойства металлов Отношение металлов к кислороду воздуха
- •Отношение металлов к воде
- •Это обусловлено наличием на поверхности алюминия очень плотного тонкого слоя химически инертной оксидной пленки, которая ни при каких условиях не взаимодействует с водой.
- •Отношение металлов к растворам кислот
- •А потенциал электродного процесса
- •Отношение некоторых металлов к кислотам
- •Отношение металлов к растворам щелочей
- •Электронные процессы
- •Отношение некоторых металлов к водным растворам щелочей
- •Отношение металлов к растворам солей
- •21.3. Природные соединения металлов
- •Контрольные вопросы
- •22.Жесткость и умягчение воды
- •Контрольные вопросы и задачи
- •23.Определение качественного состава природных вод
- •Общее содержание меди в земной коре сравнительно невелико, однако она чаще, чем другие металлы, встречается в самородном состоянии, причем самородки меди достигают значительной величины.
- •Некоторые свойства меди и ее аналогов
- •25. Ощая характеристика металлов 2 группы побочной подгруппы. Цинк
- •Некоторые свойства элементов побочной подгруппы
- •Контрольные вопросы
- •26. Общая характеристика металлов побочной подгруппы VI группы. Хром.
- •Хром 5224 Сr
- •27. Общая характеристика металлов побочной подгруппы
- •VII группы.Марганец.
- •Марганец 55 25Мп
- •Соединения марганца
- •Вопросы и задачи:
- •28. Железо 56 26Fe.
- •Соединения железа
- •29. Общая характеристика р-металлов
- •111 Группы побочной подгруппы. Алюминий.
- •Контрольные вопросы.
- •30. Общая характеристика р-металлов 4 группы побочной подгруппы. Олово, свинец.
- •Контрольные вопросы
- •31.Комплексные соединения.
- •31.1.Основные положения координационной теории
- •31.2 Номенклатура комплексных соединений
- •31.3.Устойчивость комплексных соединений
- •Классификация неорганических соединений
- •Классификация неорганических соединений
- •32.1. Оксиды. Номенклатура, классификация оксидов
- •32.2. Получение оксидов и их свойства. Основные, кислотные и амфотерные оксиды
- •Контрольные вопросы
- •Упражнения для самостоятельной работы
- •32.3. Гидроксиды (основания). Номенклатура, классификация гидроксидов
- •32.4. Свойства оснований
- •32.5. Понятие об амфотерных гидроксидах
- •Контрольные вопросы
- •Упражнения для самостоятельной работы
- •Кислоты. Классификация, номенклатура кислот
- •32.7. Свойства кислот
- •Формулы и названия важнейших кислот и их солей
- •Контрольные вопросы
- •Упражнения для самостоятельной работы
- •32.8.Соли. Классификация солей
- •33. Органические полимерные материалы
- •33.1. Методы получения полимеров
- •2Nh2-(сн2)5-соон →
- •Вопросы для самоконтроля
- •33.2. Строение полимеров
- •Вопросы для самоконтроля
- •33.3. Свойства полимеров
- •Вопросы для самоконтроля
- •33.4. Применение полимеров
- •Вопросы для самоконтроля
2Nh2-(сн2)5-соон →
аминокапроновая кислота
→ NH2-(СН2)5-СО-NН-(СН2)5-СООН+Н2О→
NH2-(СН2)5-СО-NН-(СН2)5-СООН+NH2-(СН2)5-СООН→
→NН2-(СН2)5-СО-NН-(СН2)5-СО-NН-(СН2)5-СООН+Н2О и т.д.
Конечным продуктом будет поли-ε-капроамид [-СО-NН-(СН2)5-]n.
Поликонденсация соединений с тремя или более функциональными группами называется трехмерной. Примером трехмерной поликонденсации служит взаимодействие мочевины и формальдегида:
NН2-СО-NН2+СН2О → NН2-СО-NH-СН2ОН
NН2-СО-NH-СН2ОН + СН2О → СН2ОН-NН-СО-NН-СН2ОН
2 СН2ОН-NН-СО-NН-СН2ОН →
→Н2О+СН2ОН-NН-СО-NН-СН2-О-СН2-NН-СО-NН-СН2ОН
На первом этапе синтезируется олигомер линейной структуры:
[-СН2-NH-СО-NH-СН2-O]n
На втором этапе при нагревании в кислой среде происходит дальнейшая поликонденсация олигомера с выделением СН2О и возникновением сетчатой структуры:
Такой полимер невозможно превратить в исходное состояние не обладает термопластичными свойствами и называется термореактивным полимером.
Кроме рассмотренной химической связи между мономерами при поликонденсации возникают химические связи между другими группами мономеров, некоторые из них приведены в таблице:
Так как в процессе поликонденсации наряду с высокомолекулярными образуются низкомолекулярные продукты, то элементные составы полимеров и исходных веществ не совпадают. Этим поликонденсация отличается от полимеризации. Поликонденсация протекает по ступенчатому механизму, при этом промежуточные продукты являются стабильными, т.е. поликонденсация может остановиться на любой стадии. Образующиеся низкомолекулярные продукты реакции (Н2О, NН3, НС1, СН2О и др.) могут взаимодействовать с промежуточными продуктами поликонденсации, вызывая их расщепление (гидролиз, аминолиз, ацидолиз и др.), например:
- NН-СО-(СН2)5-NН-СО-(СН2)5- + Н2О →
→ - NН-СО-(СН2)5-NН2-НО-СО-(СН2)5
Поэтому низкомолекулярные продукты приходится удалять из реакционной среды.
Монофункциональные соединения, присутствующие в реакционной среде, взаимодействуют с промежуточными продуктами, образуя нереакционноспособные соединения. Это приводит к обрыву цепи, поэтому исходные мономеры должны быть очищены от монофункциональных соединений. Монофункциональные соединения могут образовываться в ходе реакции из-за термической или окислительной деструкции промежуточных соединений. Это приводит к остановке реакции поликонденсации и уменьшению молекулярной массы полимера. Поликонденсацию проводят либо в расплаве, либо в растворе, либо на межфазной границе.
Поликонденсацию в расплаве ведут без растворителей, нагревая мономеры при температуре на 10–20 °С выше температуры плавления (размягчения) полимеров (обычно 200–400°С). Процесс начинается в среде инертного газа и заканчивается в вакууме.
При поликонденсации в растворе используют растворитель, который также может служить абсорбентом низкомолекулярного продукта. Межфазная поликонденсация происходит на границе раздела фаз газ — раствор или двух несмешивающихся жидкостей и обеспечивает получение полимеров с высокой молекулярной массой.
Методом поликонденсации получают примерно четвертую часть выпускаемых полимеров, например поли-ε-капроамид (капрон), полигексаметиленадипинамид (найлон) [–NН(СН2)6 NНСО(СН2)4СО-]n,
полиэфиры (полиэтилентерефталат [-(-ОС)С6Н4(СО)ОСН2СН2-]n),
полиуретаны [-ОRОСОNНR’NНСО-]n, полисилоксаны [-SiR2-О-]n,
полиацетали [- ОRОСНR' -]n, фенолоформальдегидные смолы
мочевиноформальдегидные смолы и др.
Таким образом, полимеры получают методами полимеризации и поликонденсации. Полимеризация протекает по цепному механизму. Фи поликонденсации образуются как полимеры, так и низкомолекулярные продукты.
