ΤΥΠΟΛΟΓΙΟ ΧΗΜΕΙΑΣ Β'ΛΥΚΕΙΟΥ

Οι οργανικές ενώσεις είναι πολύ περισσότερες από τις ανόργανες λόγω:1) Το άτομο του άνθρακα έχει 4 μονήρη ηλεκτρόνια στην εξωτερική του στοιβάδα

και μπορεί να σχηματίσει 4 ομοιοπολικούς δεσμούς2) Έχει μικρή ατομική ακτίνα τα ζεύγη ηλεκτρονίων συγκρατούνται ισχυρά, επειδή

βρίσκονται κοντά στον πυρήνα

Μοριακός τύπος είναι ο χημικός τύπος που δείχνει από ποια χημικά στοιχεία αποτελείται η ένωση και τον αριθμό των ατόμων κάθε χημικού στοιχείου στο μόριο της ένωσης.Συντακτικός τύπος είναι ο χημικός τύπος που δείχνει από ποια χημικά στοιχεία αποτελείται η ένωση, τον αριθμό των ατόμων του κάθε χημικού στοιχείου στο μόριο της ένωσης και τον τρόπο με τον οποίο συνδέονται τα άτομα στο μόριο της ένωσης, όταν τοποθετηθούν στο ίδιο επίπεδο.Ταξινόμηση οργανικών ενώσεων

1) Με βάση το είδος των δεσμών:i) Κορεσμένεςii) Ακόρεστες

2) Με βάση τη μορφή της ανθρακικής αλυσίδας:i) Άκυκλες (αλειφατικές)ii) Κυκλικές

I) Ισοκυκλικέςa) Αρωματικέςb) Αλεικυκλικές

II) Ετεροκυκλικές3) Με βάση τη χαρακτηριστική ομάδα:

α/α ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΗ ΟΜΑΔΑ ΧΗΜΙΚΗ ΤΑΞΗ1 -OH υδροξύλιο αλκοόλες

2 I η 1 Ο 1 η 1 αιθερομάδα αιθέρες

3 C = O καρβονύλιο καρβονυλικέςενώσεις

4 ΟIIXυ1-CΟII—

U— X αλδεϋδομάδα αλδεΰδες

5 1—

η—ο

=η1

—η—

1

κετονομάδα κετόνες

6-π"OH ή-COOH O

καρβοξύλιο καρβοξυλικά οξέα

7 - C- O - C- ή -COO - CO

εστερομάδα εστέρες

8 -C = N ή -CN κυανομάδα νιτρίλια9 -X (F, Cl, Br, I) αλογονομάδα αλογονίδια10 CxHy - υδρογονάνθρακες

Ομόλογη σειρά ονομάζεται ένα σύνολο οργανικών ενώσεων με τα εξής χαρακτηριστικά:

1) ίδιος γενικός μοριακός τύπος2) ίδια χαρακτηριστική ομάδα ^ ίδια είδη δεσμών3) παρόμοιες χημικές ιδιότητες4) παρόμοιες μέθοδοι παρασκευής

α/α Ομόλογη σειρά Γενικός μοριακός τύπος1 Αλκάνια CVH2V+2 (ν > 1)

2 Αλκένια CvH2v (ν > 2)3 Αλκίνια CvH2v-2 (ν > 2)

4 Αλκαδιένια CvH2v-2 (v > 3)5 Αλκυλαλογονίδια CvH2v+IX (V > 1) X: F, Cl, Br, I6 Αλκοόλες CAv+2O ή CvH2v+iOH (V > 1)

7 Αιθέρες CKH2K+2O (κ > 2)CvH2v+1 - O - CIH2I+! (v > 1, μ > 1)

8 ΑλδεΰδεςC^O (κ > 1) CvH2v+1CH = O (v > 0)

9 ΚετόνεςQH^O (κ > 3)

CvH2v+1 - C- CIH2I+I (V > 1, μ > 1) O

10 Οξέα μονοκαρβοξυλικάCAA (κ > 1) CAv+1COOH (v > 0)

11 Εστέρες με αλκοόλες CAA (κ > 2)CAv+1COOCIH2I+1 (v > 0, μ > 1)

ΟΝΟΜΑΤΟΛΟΓΙΑ ΑΚΥΚΛΩΝ ΟΡΓΑΝΙΚΩΝ ΕΝΩΣΕΩΝ1ο συνθετικό (αριθμός

ατόμωνCL

2ο συνθετ (βαθμός κορεσ

ένωσης

ικόμού τηςi

3ο συνθετικό(χημική τάξη ανάλογα με τη

χαρακτηριστική ομάδα)1C μεθ- κορεσμένη

ένωση -αν- υδρογονάνθρακας -ιο

2C αιθ- ακόρεστη με 1 δ.δ. -εν- αλκοόλη -όλη

3C προπ- ακόρεστη με 1 τ.δ. -ιν- αλδεΰδη -άλη

4C βουτ- ακόρεστη με 2 δ.δ. -διεν- κετόνη -όνη

5C πεντ-Ακόρεστη με 1 δ.δ. και 1 τ.δ. -ενιν- καρβοξυλικό οξύ -ικό οξύ -

οϊκό οξύ6C εξ- νιτρίλιο -νιτρίλιο

ΙΣΟΜΕΡΕΙΑ ονομάζεται το φαινόμενο κατά το οποίο δύο ή περισσότερες ενώσεις έχουν τον ίδιο μοριακό τύπο, αλλά παρουσιάζουν διαφορές στις ιδιότητές τους.ΙΣΟΜΕΡΕΙΑ

1) Συντακτική (ίδιος μοριακός τύπος, διαφορετικός συντακτικός τύπος)i) ισομέρεια αλυσίδαςii) ισομέρεια θέσηςiii) ισομέρεια ομόλογης σειράς

2) Στερεοϊσομέρεια (ίδιος μοριακός τύπος, ίδιος συντακτικός τύπος, διαφορετικός στερεοχημικός τύπος)

ΧΗΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ είναι το σύνολο των εργασιών που γίνονται για τον προσδιορισμό της χημικής σύστασης μιας ένωσης.ΣΤΑΔΙΑ ΧΗΜΙΚΗΣ ΑΝΑΛΥΣΗΣ:α) Ποιοτική στοιχειακή ανάλυσηβ) Ποσοτική στοιχειακή ανάλυσηγ) Εύρεση της εκατοστιαίας σύστασης της ένωσης (%w/w) δ) Εύρεση της σχετικής μοριακής μάζας της ένωσης ε) Εύρεση του μοριακού τύπου της ένωσης στ) Εύρεση του συντακτικού τύπου της ένωσης

Υπολογισμός σχετικής μοριακής μάζαςm mRT pRT

PV = nRT ^ PV = · RT ^ M = ^ M =M r PV r P

Συνθήκες STP: P = 1 atm, Θ = 0o C ή T = 273 KM

P = — g / L μ 22,4ΚΑΥΣΗ είναι η αντίδραση μιας χημικής ουσίας με το οξυγόνο, η οποία συνοδεύεται από παραγωγή θερμότητας και φωτός. Η καύση είναι πάντοτε εξώθερμη αντίδραση.Πλήρης καύση βουτενίου C4H8 + 6O2 > 4CO2 + 4H2OΠλήρης καύση αιθανόλης C2H5OH + O2 > 2CO2 + 3H2O

3v +1CvH2v+2 + 3-γ- O2 > vCO2 + (v + 1)H2O

3vC-H2- + yO2 > vCO2 + VH2OΠλήρης καύση υδρογονάνθρακα CXH + (χ + y)O >

xCO2 + y H2O

Πλήρης καύση αλκανίου

Πλήρης καύση αλκενίου

Πλήρης καύση αλκινίου C H +v 2v-2

3v -12

O2 > vCO + (- - 1)H2O

ΑΛΚΑΝΙΑ CvH2v+2 (- ^ 1)παρασκευές χημικές ιδιότητες

1. Υδρογόνωση αλκενίωνC-H2- + H2 —— > C-H2-+2

1. ΚαύσηC-H2-+2 + ^-p O2 > -CO2 + (v + 1)H2O

2. Αντικατάσταση σε αλκυλαλογονίδια

C-H2-+1X + H2 ——— C-H2-+2 + HX

2. Υποκατάσταση (αλογόνωση μεCl2 Br

CH + CL —διάχυτο >CH ,Cl + HClv 2v+2 2 φχς v 2v+1

Φωτοχημική αντίδραση

3. Μέθοδος Wurtz2C-H2-+1X + 2Na ——- > C-H-+, - C-H2-+, +

2NaX

3. ΠυρόλυσηΘερμική διάσπαση απουσία αέρος κάτω από πίεση με ή χωρίς καταλύτες (σχάση αλυσίδας, αφυδρογόνωση, κυκλοποίηση, ισομερείωση).

ΑΛΚΕΝΙΑ CVH2V, v > 2Παρασκευές Χημικές ιδιότητες

1. Με πυρόλυση του πετρελαίου (αλκανίων)Στη βιομηχανία για ν=2,3,4

1. Καύση3v

CvH2v + 4^02 > vCO2 + vH2O

2. Αφυδάτωση αλκοολώνCvH2v+1OH ——- > CvH2v + H2O ΠαράδειγμαCH3CH2OH — C H 2 = C H 2 + H O

2. Αντιδράσεις προσθήκηςH (Ni, Pt ή Pd), X, H - X, H - OH (H+) ΠαράδειγμαCH2 = CH + Br2—CC^_> CH CH

Br BrCH3CH = CH + HCI > CH CHCH

Cl(TO κύριο προϊάν καθορίζεται απά τον κανάνα του Markovnikov)

3. Αφυδραλογόνωση αλκυλαλογονιδίωνOrt, ,iX + KOH °θ,θυ-η > + KX + H2O (NaOH) παράδειγμαCH3CH2Br + KOH αΑκ°άΑη > CH2 = CH2 + KBr + HO

3. Πολυμερισμός( \ -CH - CH -

vCH2 _ CH καταλύτης > 1A 1 A Jv

μονομερές πολυμερές (A : H, CH, Cl, CN, CH)

Διαφορές αλκανίων - αλκενίωνΑλκάνια Αλκένια

1. είναι κορεσμένες ενώσεις 1. είναι ακόρεστες ενώσεις2. είναι αδρανείς ενώσεις 2. είναι δραστικές ενώσεις3. δεν δίνουν αντιδράσεις προσθήκης 3. δίνουν αντιδράσεις προσθήκης4. δίνουν αντιδράσεις υποκατάστασης παρουσία φωτός

4. δεν δίνουν αντιδράσεις υποκατάστασης

5. δεν πολυμερίζονται 5. πολυμερίζονται

ΑΛΚΙΝΙΑ CvH2v_2, v > 2Παρασκευές Χημικές ιδιότητες

1. με διπλή αφυδραλογόνωση των κορεσμένων διαλογονιδίων(CvH2vX2)

1. καύσηCH CH + 2KOH αΑκμάΑη >HC = CH + 2KX + 2HO

X2X2 * 2

(H,v-2 + 3Vr1 O2 > VCO2 + (V - 1)^0

Ειδικά το HC Ξ CH

2. με πυρόλυση του μεθανίου2CH4 κ > HC Ξ CH + 3Η2

2. αντιδράσεις προσθήκης σε 2 στάδια (Η, X, HX, HCN, H2O)Κανόνας MarkovnikovHC = CH +HX > CH = CHX +HX > CH3CHX2HC = CH + HCN----> CH = CHCNHC = CH + HO Hg

H HsgoS°4 > CHCH = O

ακεταΑδεΰδη

3. από το ανθρακασβέστιοCaC2 + HO > Ca(OH)2 + HC Ξ CH

3. Πολυμερισμός3HC Ξ CH 50FQe

oc > C6H6 βενζόλιο2HC = CH N

CH

u(g, > CH = CH C = CH βινυΑακετυΑένιο

4. ασθενής όξινος χαρακτήρας των αλκινίων της μορφής CvH2v+1C Ξ CHHC Ξ CH + Na > HC Ξ CNa + ^Η t

2 2

HC Ξ CNa + Na > NaC Ξ CNa + ^H, t2 2

HC Ξ CH + 2CuCl + 2NH > CuC Ξ CCu 1 +2NHCI

ΑΡΩΜΑΤΙΚΕΣ ΕΝΩΣΕΙΣΒΕΝΖΟΛΙΟ C6H6

ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΗ ΡΥΠΑΝΣΗΑτμοσφαιρική ρύπανση είναι η αλλοίωση της ποιοτικής και ποσοτικήςσύστασης του ατμοσφαιρικού αέρα που αποτελείται από Ν2 (78% v / v),

O (21% v / v), CO, (0,03% v / v) και ευγενή αέρια (Ar, Ne, 0,09% v / v).Ατμοσφαιρικοί ρύποι (ή ρυπαντές) είναι οι χημικές ουσίες οι οποίες ελευθερώνονται στην ατμόσφαιρα και είναι επιβλαβείς για τον άνθρωπο και το περιβάλλον.Διακρίνονται σε:Α) Πρωτογενείς. Είναι οι ατμοσφαιρικοί ρύποι που περιέχονται στα καυσαέρια και εκπέμπονται απευθείας στην ατμόσφαιρα.

Παραδείγματα: αιωρούμενα σωματίδια, μονοξείδιο του αζώτου NO,διοξείδιο του θείου SO, μονοξείδιο του άνθρακα CO, άκαυστοι

υδρογονάνθρακες CxHy και οι πτητικές ενώσεις του μολύβδου Pb .Β) Δευτερογενείς. Είναι οι ατμοσφαιρικοί ρύποι που σχηματίζονται με χημικές αντιδράσεις των πρωτογενών ρύπων της ατμόσφαιρας με την επίδραση της ηλιακής ακτινοβολίας.Παραδείγματα: όζον O, αλδεΰδες CH2 = O, διοξείδιο του αζώτου NO,

πολύπλοκα PAN's (π.χ. νιτρικά υπεροξυακετύλια CH3 C- O O NO2)

O

Παρασκευές Χημικές ιδιότητες1. από το πετρέλαιο με αφυδρογόνωση & κυκλοποίηση

CH ______θέρμανση___> CH + 4HC6H14 καταλύτες > C6H6 + 4H2

Αρωματικός χαρακτήρας 1. ελάχιστη χημική δραστικότητα

2. από τους λιθάνθρακεςκάρβουνο αποΐ αέρα >λι θανθρακόπι σσα > C6H6

2. δίνει δύσκολα αντιδράσεις προσθήκης3. δίνει εύκολα αντιδράσεις υποκατάστασηςC6H6 + Br2 —Fe—C6H5Br + HBr

4. καύση

Cl Cl F Fη I η I “Π η I η I “Π "Π 1 n 1 n 1 "Π

Cl F Cl ClΤριχλωροφθορομεθάνιο διχλωροδιφθορομεθάνιο Διχλωροτετραφθορομεθάνιο

CFCl3 CF2Cl2 C2F4Cl2(Freon 11) (Freon 12) (Freon 114)

Αντικατάσταση χλωροφθορανθράκων με υδροφθοράνθρακες HFC'sΗ παρουσία του όζοντος στη στρατόσφαιρα (ύψος 25 Km περίπου) είναι ωφέλιμη γιατί το όζον απορροφά την επικίνδυνη υπεριώδη ακτινοβολία UV.Το όζον που βρίσκεται στην τροπόσφαιρα (ύψος 0-10 Km περίπου) είναι σημαντικός φωτοχημικός ρυπαντής και προκαλεί βλάβες στον ανθρώπινο οργανισμό.

Οι ανθρώπινες δραστηριότητες έχουν ως συνέπεια να ελαττώνεται το ωφέλιμο όζον της στρατόσφαιρας (τρύπα όζοντος) και να αυξάνεται το επιβλαβές όζον της τροπόσφαιρας (φωτοχημική ρύπανση).

Φαινόμενο του θερμοκηπίου ονομάζεται η αύξηση της θερμοκρασίας της Γης η οποία οφείλεται στον εγκλωβισμό ακτινοβολίας από τα αέρια της ατμόσφαιρας.Αέρια του θερμοκηπίου ονομάζονται τα αέρια της ατμόσφαιρας τα οποία απορροφούν την υπέρυθρη ηλιακή ακτινοβολία που ανακλά η Γη.Τα αέρια αυτά είναι:Διοξείδιο του άνθρακα CO2, μεθάνιο CH4, χλωροφθοράνθρακες CFC's, οξείδια του αζώτου NO, όζον O, και υδρατμοί H2O.

NO ———ό > NO + O, O + O2 ηλιακόφως O3

Χλωροφθοράνθρακες CFC's:

ΑΛΚΟΟΛΕΣΚΟΡΕΣΜΕΝΕΣ ΜΟΝΟΣΘΕΝΕΙΣ ΑΛΚΟΟΛΕΣ CvH2v+10H, v > 1

Παρασκευές Χημικές ιδιότητεςCH3CH2OH

1. με αλκοολική ζύμωσηC6H1206 ——— > 2CH3CH20H + 2CO Τ 1. Καύση

2. από το πετρέλαιο με πυρόλυση παράγεται αιθένιοCH2 = CH2 + HO —Η+—> CH3CH2OH

2. εστεροποίηση+

C Η ICOOH + CH, IOH —^C Η, ,C00CH, ,+Η,Οv 2v+1 μ 2μ+1 ' v 2v+1 μ 2μ+1 2

(αντίδραση προς τα αριστερά: υδρόλυση

Γενική μέθοδος3. από τα αλκένια με προσθήκηΗ20.CvH2v + Η - 0Η —^-> CvH2v+ι0Η (το κύριο προϊόν καθορίζεται από τον κανόνα του Markovnikov)

3. αντίδραση με δραστικά μέταλλαCvH2v,ι0Η + Na > CVH2V,i0Na +Τ αλκοξείδια

4. αφυδάτωσηCvH2v+ι0Η "^Ο4 > CvH2v + Η2Ο

αλκένιαCvH2v+1ΟΗ "^ > CvH2v+i0CvH2v+1 + Η20

αιθέρες5. ΟξείδωσηΟξειδώνονται οι 1ο και οι 2ο αλκοόλεςC,H2I+1CH2OH—C,H2I+1CH = 0—°L> C,H2,+ICOOHC,H2<+2 - C- ς,Η2μ+2 — C v H 2 v + 2 - C- ςΙΗ2μ+1 OH

0