БАГАТОМАНІТНІСТЬ РЕЧОВИН І ХІМІЧНИХ РЕАКЦІЙ. ВЗАЄМОЗВ'ЯЗКИ МІЖ РЕЧОВИНАМИ ТА ЇХНІ ВЗАЄМОПЕРЕТВОРЕННЯ

БАГАТОМАНІТНІСТЬ РЕЧОВИН І ХІМІЧНИХ РЕАКЦІЙ. ВЗАЄМОЗВ'ЯЗКИ МІЖ РЕЧОВИНАМИ ТА ЇХНІ ВЗАЄМОПЕРЕТВОРЕННЯ

Ваша мета:повторити будову неорганічних та органічних речовин і реакцій, що відбуваються між ними;навести приклади взаємозв'язків між речовинами; застосування хімічних сполук у різних галузях і в повсякденному житті;узагальнити знання про будову та взаємоперетворення речовин, взаємозв'язки між ними.

Вивчаючи хімію, ви ознайомилися з багатьма неорганічними й органічними речовинами, що характеризуються різним складом і будовою, а отже, і різними властивостями. Будова речовин залежить від того чи іншого виду хімічного зв'язку. Зважаючи на це, їх поділяють на речовини молекулярної та немолекулярної будови. Логічно, що назви цих груп речовин пов'язані з назвами їхніх структурних частинок: молекул і атомів чи йонів.

До речовин молекулярної будови належить значна кількість неорганічних та органічних речовин. Зокрема: з неорганічних — неметали Н2, О2, Cl2, леткі сполуки неметалічних елементів з Гідрогеном HCl, HBr, HI, CH4, NH3, кислоти H2 SO4, HNO3, H3 PO4. з органічних — майже всі вивчені вами представники органічних сполук.

До речовин немолекулярної будови належать три класи неорганічних речовин та атомні сполуки. Речовини молекулярної та немолекулярної будови відрізняються не тільки будовою, а й властивостями. У твердому стані ці речовини утворюють різні кристалічні ґратки: молекулярні, атомні, йонні. Залежно від того, як структурні частинки речовини сполучаються між собою, який вид хімічного зв'язку й тип кристалічних ґраток, вони проявляють різні властивості.

Хімічні елементи, сполучаючись між собою, утворюють надзвичайно велику кількість як неорганічних, так і органічних речовин.

Неорганічними речовинами є прості речовини метали й неметали, які, взаємодіючи з іншими речовинами, утворюють складні неорганічні сполуки: оксиди, кислоти, основи та солі. Основою перетворень є різні типи хімічних реакцій. Наприклад, розглянемо ланцюжок перетворень від металів і неметалів до складних сполук: Основою цієї схеми є реакції сполучення, розкладу, заміщення та обміну.

Реакції горіння й повільного окиснення характеризуються зміною ступенів окиснення елементів до й після реакції. Під час перебігу реакцій обміну ступені окиснення не змінюються. Як приклад, розгляньте реакції взаємодії фосфору та міді з киснем.

Вивчаючи неорганічну й органічну хімію, ви дізналися про наявність оборотних і необоротних реакцій. Оборотні реакції за однакових умов відбуваються у двох взаємно протилежних напрямах. Наприклад:

Чим пояснити багатоманітність органічних речовин? Насамперед — їх поширенням у природі та синтезуванням у промислових обсягах. В органічній хімії ви вивчали процеси горіння, фотосинтезу, дихання, які постійно відбуваються в живій природі та з речовинами неорганічного походження.

Незважаючи на те, що до складу сполук Карбону входить невелика кількість хімічних елементів, органічних сполук існує значно більше, ніж неорганічних.

На прикладі гомологічного ряду метану ви побачили, що атоми Карбону мають здатність сполучатися між собою. При цьому утворюються карбонові ланцюги. Кожний наступний представник гомологічного ряду відрізняється від попереднього на групу атомів СН2, що дістала назву гомологічна різниця. Наприклад: Такі гомологи утворюють спирти: СН3-ОН, С2 Н5-ОН, С3 Н7-ОН; карбонові кислоти: СН3-СООН, С2 Н5-СООН, С3 Н7-СООН та інші органічні сполуки.

Під час вивчення етену (етилену) й етину (ацетилену) ви зауважили в будові цих речовин наявність кратних зв'язків: подвійного та потрійного. Це перші представники інших гомологічних рядів, зокрема ненасичених вуглеводнів. Кількість їх залежить і від довжини карбонового ланцюга, і від розміщення зв'язків у молекулах вуглеводнів. Різне розміщення кратних зв'язків впливає на їхню структуру, а отже, і на властивості. Це ще одна ознака, що допомагає зрозуміти багатоманітність органічних сполук.

Вивчаючи представників органічних сполук, ви переконалися, що кожний із них характеризується наявністю різних груп атомів. Ці групи визначають властивості сполук.

Для того щоб узагальнити значення речовин і їхніх перетворень, пригадаємо колообіги хімічних елементів у природі. Суть колообігів полягає в перебігу природних процесів, під час яких структурні частинки речовини (молекули, атоми, йони) переходять від одних сполук до інших.

Це безперервні процеси постачання в атмосферу кисню завдяки фотосинтезу та використання його під час дихання, окиснення й горіння речовин. Крім колообігів Оксигену та води, у природі відбуваються колообіги інших біологічно важливих елементів-органогенів, зокрема Карбону, Нітрогену, Фосфору, Сульфуру. Колообіг Карбону пов'язаний із колообігом Оксигену, оскільки він починає колообіг у вигляді карбон(IV) оксиду:

Колообіг Карбону пов'язаний з багатьма хімічними процесами в біосфері. На рисунку 126 показано, що колообіг Карбону відбувається під час фотосинтезу, горіння палива, дихання рослин, тварин, людини, гниття органічних решток, роботи транспорту, хімічних та інших підприємств, виверження вулканів, вивітрювання карбонатів і гідрогенкарбонатів тощо. Безперервні процеси окиснення та відновлення, що відбуваються в природі, підтримують рівновагу між фотосинтезом і горінням та окисненням. Не менш важливе значення має колообіг Нітрогену:

Отже, Багатоманітність речовин зумовлена їх взаємоперетвореннями та синтезом нових. Чинниками, що пояснюють велику кількість органічних речовин, є: а) здатність атомів Карбону утворювати карбонові ланцюги різної форми; б) наявність речовин, що утворюють гомологічні ряди; в) наявність кратних зв'язків та їх розміщення в карбоновому ланцюгу; г) наявність різних груп атомів.

Природними процесами, які регулюють баланс споживання та використання речовин, є колообіги елементів і речовин. Вони ґрунтуються на фотосинтезі, диханні, горінні та повільному окисненні, гнитті.

У процесі господарської діяльності людина доволі часто забруднює навколишнє середовище: повітря, воду, ґрунти. Людина, як частина природи, має раціонально викори-стовувати природні багатства, оберігати довкілля й запобігати його забрудненню, що призводить до техногенних катастроф та екологічних проблем.

Дякую за Увагу!