Перші спроби класифікації хімічних елементів.

 У міру відкриття нових хімічних елементів вчені намагалися їх розділити на групи за загальними ознаками.

Розподіл елементів на металічні та неметалічні

Такий поділ грунтувався на відмінностях у властивостях простих речовин та їх сполук.

 

Метали:

• мають характерний металічний блиск;
• добре проводять електричний струм і тепло;
• пластичні;
• усі (крім ртуті) при звичайних умовах тверді;
• взаємодіють з неметалами;
• взаємодіють з кислотами і солями;
• не утворюють газоподібних сполук з Гідрогеном;
• їх оксиди і гідроксиди мають основний характер.

Неметали:

• як правило, не мають металічного блиску;
• як правило, не проводять електричний струм і тепло;
• можуть бути твердими, рідкими і газоподібними;
• вступають у реакції з металами;
• утворюють леткі сполуки з Гідрогеном;
• їх оксиди і гідроксиди мають кислотний характер.

Проте, класифікація елементів на металічні і неметалічні виявилася недостатньою, коли були вивчені властивості таких елементів, як Цинк і Алюміній. Як відомо, сполуки цих елементів є амфотерними, тобто проявляють і кислотні, і основні властивості. Отже, для них характерні властивості і металів, і неметалів; це перехідні елементи.

Природні сімейства елементів

Були виявлені групи елементів, близькі за властивостями. Серед металів виділялися своєю активністю лужні метали, а серед неметалів — галогени.

  

 

 Лужні металічні елементи (Літій Li, Натрій Na, Калій K, Рубідій Rb, Цезій Cs). Прості речовини, утворені ними:

• м'які, легко ріжуться ножем;
• легкоплавкі;
• мають металічний блиск;
• проводять електричний струм і тепло;
• реагують з водою з утворенням лугу і водню;

2Li+2H2O=2LiOH+H2↑;

 

2K+2H2O=2KOH+H2↑;

• утворюють оксиди з подібними властивостями;

Na2O+H2O=2NaOH;

  

K2O+H2O=2KOH;

  

• їх гідроксиди розчиняються у воді (луги).

  

Галогени (Флуор F, Хлор Cl, Бром Br, Йод I). Прості речовини, утворені цими елементами:

• утворюють двохатомні молекули;
• леткі, мають запах;
• активно реагують з металами з утворенням схожих за складом солей:

 

2Na+Cl2=2NaCl;

 

2Na+Br2=2NaBr;

• реагують з воднем з утворенням газоподібних сполук;

H2+F2=2HF;

 

H2+I2=2HI;

• водні розчини сполук з Гідрогеном — кислоти.

Спроби систематизації хімічних елементів

 

• У 1817 році німецький хімік І. В. Деберейнер виділив тріади елементів з подібними властивостями: Кальцій, Стронцій, Барій; Літій, Натрій, Калій; Сульфур, Селен, Телур.
• У 1863 році французькому хіміку де Шанкуртуа вдалося виявити повторюваність властивостей хімічних елементів. Він розташував відомі на той час елементи в порядку зростання їх атомних мас, а отриманий ряд помістив на поверхню циліндра по спіралі.
• У 1864 році англієць Д. Ньюлендса прийшов до висновку про повторюваність властивостей хімічних елементів («закон октав»).

Фізичні та хімічні явища

 Фізичними називають явища, при яких не відбувається перетворення одних речовин в інші.

При фізичних явищах можуть змінюватися фізичні властивості речовини: агрегатний стан, температура, густина, тощо.

До фізичних явищ належать: поширення запаху у повітрі, світіння розпечених металів, проходження електричного струму по металічному дроту, розчинення цукру у воді, виділення солі з розчину при випаровуванні. У цих процесах речовини не змінюють свого складу і будови.

Приклад:

При нагріванні вода перетворюється на пару. Рідка вода і водяна пара складаються з однакових молекул.

 

Зміни відбулися, але молекули води не змінилися.

Хімічними називають явища, при яких відбувається перетворення одних речовин в інші.

До хімічних явищ відносяться утворення в зелених листках рослин крохмалю і кисню з вуглекислого газу і води, перетворення заліза в іржу, горіння дров, гниття опалого листя.

 

Хімічні явища називають хімічними реакціями. Внаслідок хімічних реакцій відбувається зміна складу і будови речовин. Нові речовини утворюються з атомів, які входили до складу вихідних речовин.

Приклад:

При пропусканні електричного струму вода розкладається на водень і кисень. Молекула води складається з двох атомів Гідрогену і одного атома Оксигену, сполучених разом. У результаті реакції зв'язок між атомами руйнується і утворюються молекули водню і кисню.

 

Речовини, які вступили у хімічну реакцію, називають реагентами, чи вихідними речовинами. Нові речовини, які утворилися в результаті, називають продуктами реакції.

 

У реакції розкладу води вона є вихідною речовиною, а водень і кисень — продуктами реакції. Цей процес можна показати схемою, у якій вихідна речовина записана зліва, а продукти реакції — праворуч від стрілки:

 

вода → водень + кисень

 

Хімічні реакції людина використовує для отримання металів з металічних руд, пластмас, волокон, гуми — з природного газу та нафти, тощо.

Вправи для повтореня Початкових хімічних понять:

Органічна хімія. Органічні речовини. Вступ до органічної хімії

Фенол

 

ФЕНОЛ

Феноли — органічні сполуки, в яких гідроксогрупа -ОН сполучена з бензольним кільцем. Найпростішим представником фенолів є фенол — С6Н5ОН

Структурна формула фенолу

Зверніть увагу, феноли не є ароматичними спиртами, це окремий клас сполук! У фенолів з бензеновим кільцем безпосередньоньо зв'язана гідроксогрупа.

Оскільки вплив бензольного кільця на гідроксогрупу значно сильніший, ніж вплив одного атома Карбону, феноли проявляють слабкі кислотні властивості. Зокрема, феноли реагують з лугами, що для спиртів не характерно. З кислотними властивостями пов'язана колишня назва фенолу — карболова кислота.

Фенол є гарним прикладом, який ілюструє третє положення теорії Бутлерова щодо взаємного впливу атомів і груп атомів у молекулах органічних сполук. Зміщення електронної густини всередині бензенового ядра- У орто- і пара-положеннях (положення 2, 4 і 6) бензенового ядра на атомах Карбону виникають часткові негативні заряди, а на відповідних атомах Гідрогену — часткові позитивні заряди, завдяки чому вони значно легше, ніж у молекулі бензену, вступають у реакції заміщення..

Фізичні властивості фенолу

1. тверда речовина

2. прозорі кристали, при зберіганні набувають рожевого кольору

3. з характерним неприємним запахом

4. у холодній воді розчиняється погано, у гарячій — дуже добре

5. легший за воду (ρ = 0, 88 г/см3)

6. tпл = 41°С; tкип = 182°С

7. токсичний

Хімічні властивості фенолу

1. Взаємодія з лужними металами

2С6Н5OH + 2Na → 2С6Н5ONa + Н2

2. Взаємодія з лугами

С6Н5OH + NaOH → С6Н5ONa + Н2О

3. Взаємодія з бромною водою

утворюється 2,4,6-трибромфенол

С6Н5OH + 3Br2 → С6Н2Br3OH + 3НBr

4. Взаємодія з ферум(ІІІ) хлоридом (якісна реакція на фенол)

утворюється комплексна сіль темно-фіолетового кольору

5. Застосування фенолу

1. фенол використовують як антисептик, консервант у вакцинах, протраву для деревини

2. у виробництві пластмас, фенолформальдегідних смол

3. нейлону, капрону

4. вибухових речовин (2,4,6-тринітрофенол)

5. поверхнево-активних речовин (миючі засоби)

6. ліків (ацетилсаліцилова кислота)

7. пестицидів, інсектицидів, гербіцидів, фунгіцидів тощо 

8. До розчину фенолу у воді доллємо трохи бромної води. У розчині з'являється біла суспензія – випадає осад трибромфенолу. В результаті взаємного впливу атомів в молекулі фенолу відбувається заміщення бромом не одного, а трьох атомів Гідрогену. Ця реакція є однією з якісних реакцій на фенол.

   ---

   Фенол в порівнянні з одноатомними спиртами проявляє виражені кислотні властивості. Він здатний реагувати з розчинами лугів. До водної емульсії фенолу доллємо кілька крапель розчину натрій гідроксиду. Утворюється прозорий розчин натрій феноляту.

   С6Н5ОН + NaOH → С6Н5ONa + H2О

   ---