Предельные углеводороды, общая формула гомологов данного ряда, строение. Химические свойства метана. Практическое применение.

ОТВЕТЫ НА ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЕ БИЛЕТЫ

по предмету «Химия»

2013

Билет №1 (1)

Периодический закон и периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева на основе представлений о строении атомов. Значение периодического закона для развития науки.

В середине XIX века не существовало теории или закона, связывающих свойства атомов химических элементов с какой-либо их характеристикой.

Д.И. Менделеев, взяв за основу атомную массу, выявил закономерности в изменении свойств веществ.

Временная формулировка периодического закона: Свойства химических элементов, а также формы и свойства образуемых ими соединений находятся в периодической зависимости от величины заряда их атомных ядер (Менделеев считал, что от атомной массы).

Ядро состоит из протонов и нейтронов, и практически вся масса сосредоточена в ядре. При переходе к следующему атому число положительно заряженных частиц – протонов увеличивается на единицу, возрастает и масса атома.

Порядковый номер элемента соответствует числу протонов (p⁺) и электронов (ē). Менделеев открыл периодическую повторяемость элементов и включил их в группы. Эта периодическая повторяемость обусловлена периодической повторяемостью в строении внешнего электронного уровня. Так, металлы главной подгруппы I группы имеют на последнем уровне ns¹, а неметаллы главной подгруппы VII группы ns²np⁵.

Современная система химических элементов (ПС) состоит из 7 периодов (3 малых, 3 больших и 1 большой незаконченный). Они располагаются по горизонтали и начинаются с активного металла (кроме I периода) и заканчиваются инертным газом. В периоде происходит уменьшение радиуса атома при увеличении количества электронов и, как следствие, электроотрицательность в периоде увеличивается и происходит уменьшение свойств элементов от металлических через переходные элементы к неметаллическим, а свойства их оксидов изменяется от основных через амфотерные к кислотным. При этом валентность высших оксидов изменяется от I до VII, а валентность в водородных соединениях от IV (IV группа) до I (VII группа).

В периодической системе VIII групп. Это вертикальные столбцы, состоящие из главной (s- и p-элементы) и побочной (d-элементы) подгрупп. В группе радиус атома увеличивается, электроотрицательность уменьшается, и неметаллические свойства усиливаются.

Значение периодического закона для развития науки:

1) Даёт целостное представление о взаимосвязи строения атомов и их свойствах;

2) Объясняет причины схожести и индивидуальности в химическом поведении простых и сложных веществ;

3) Показывает периодическую зависимость свойств простых и сложных веществ от строения атома;

4) Позволил ранее, и сейчас открывать новые химические элементы и предсказать их физические и химические свойства;

Билет №1 (2)

Предельные углеводороды, общая формула гомологов данного ряда, строение. Химические свойства метана. Практическое применение.

Предельные углеводороды или алканы – соединения с общей формулой , в молекулах которых имеются только 𝜎-связи.

Гомологический ряд:

метан	этан	пропан	бутан	пентан	гексан	гептан	октан	нонан	декан
CH4	C2H6	C3H8	C4H10	C5H12	C6H14	C7H16	C8H18	C9H20	C10H22
газы	жидкости

Атомы углерода находятся в состоянии sp³ – гибридизации.

Ттраэдрическое строение. С этана начинается рост углеродной цепи,

возможно вращение вокруг С–С связи

С увеличением числа n увеличивается число изомеров.

В виде многочисленных изомеров алканы входят в состав нефти.

Химические свойства:

1) Реакции замещения (хлорирование метана):

CH₄ + Cl₂ CH₃Cl + HCl

^{хлорметан}

2) Реакции окисления (горят без копоти):

а) CH₄ + 2O₂ CO₂ + 2H₂O + Q

б) C₃H₈ + 5O₂ 3CO₂ + 4H₂O + Q

1. 3) Реакции дегидрирования (разложение метана):

_2. а) CH₄ C + 2H₂ б) 2CH₄ −C≡C−H + 3H₂

3. Метан используется в качестве промышленного и бытового топлива, сырья в химической промышленности для получения сажи (С), ацетилена (НС≡СН), хлороформа, дихлорэтана, метилового спирта (СН₃ОН) и т.д.

Билет №2 (1)