Склад – структура – властивості

Чому одні речовини відрізняються за своїм фізичним і хімічним властивостям від інших? Які фактори визначають властивості речовин?

Урок-семінар

МЕТА СЕМІНАРУ. Зрозуміти співвідношення між трьома найважливішими характеристиками речовини – його атомним якісним і кількісним складом, його структурою і його фізичними і хімічними властивостями.

ПЛАН СЕМІНАРУ.

Проблема генезису властивостей речовин у світлі вчення про склад тел.
Проблема генезису властивостей речовин у світлі структурних уявлень.
Проблема генезису властивостей речовин у світлі квантової теорії будови атомів і хімічного зв’язку.
Необхідні джерела інформації

Книга для читання з неорганічної хімії. У 2 ч. / Уклад. В. А. Крицман. – I 2-е вид. – М .: Просвещение, 1983. – Ч 1. – С. 230-243
Енциклопедичний словник юного хіміка / сост. В А. Крицман, В. В. станції. – I 2-е вид.- М .: Педагогіка. 1990.- С. 32-36. 57, 145-147. 269-271, 274-276.
Історія класичної органічної хімії: загальна історія хімії / відп. ред. Н. К. Кочетков, Ю. І. Соловйов. – М .: Наука. 1 992.
Зауважимо, що запитання про взаємозв’язок складу, структури і властивостей речовин – це не тільки головне питання даного уроку-семінару, але головний, неминущий питання хімії. А якщо взяти до уваги, що людину цікавлять не тільки хімічні, а й фізичні властивості речовин, а також властивості, що мають значення для біології та медицини, то можна сказати, що сформульоване питання є фундаментальним питанням природознавства. Але тут ми обмежимося лише однією стороною проблеми. Нас будуть цікавити властивості молекул хімічних сполук, т. Е. Хімію і фізику твердих тіл ми залишаємо осторонь.

ТЕМА ДЛЯ ОБГОВОРЕННЯ 1. Склад і властивості молекул.

Історично перша відповідь на питання про генезис властивостей речовин був такий: властивості з’єднання визначаються його якісним і кількісним складом (приклад – теорія кислот Лавуазьє). Зіставте властивості наступних пар сполук: Н20 і Н2S; Н20 і Н202.

Проте вже до середини XIX ст. накопичилося багато фактів про з’єднаннях, що володіли однаковим якісним і кількісним складом, але різними властивостями. Ось один з них.

Німецькі хіміки Юстус Лібіх і Фрідріх Велер в 1822-1823 рр. незалежно один від одного вивчали солі кислоти складу HCNO. Кожен з них послав у журнал статтю з описом цих солей. При цьому Лібіх стверджував, що солі зазначеної кислоти вкрай вибухові (до речі, він називав цю кислоту гримучої). Велер ж нічого подібного не помітив. Він стверджував, що солі кислоти складу HCNO цілком стійкі з’єднання. Арбітром у їхній суперечці виступив шведський хімік Якоб Берцеліус, який запропонував для таких з’єднань спеціальний термін (який?). У чому полягає відмінність гримучої кислоти Лібіха від ціанової кислоти Велера?

Як пояснити подібні випадки, коли з’єднання однакового складу володіють різними властивостями, з позицій теорії хімічної будови?

ТЕМА ДЛЯ ОБГОВОРЕННЯ 2. Властивості хімічних сполук визначаються не тільки їхнім складом, але і хімічною будовою, т. Е. Порядком зв’язку атомів в молекулах. Як властивості молекул залежать від їх будови? Що розуміється під терміном «будова молекул»?

У 1869 р німецький хімік Йоханнес Вісліценус встановив, що існують дві молочні кислоти: одна була виявлена ​​в кислому молоці (молочна кислота бродіння), інша – в м’язовій тканині (мясомолочная кислота, відкрита Лібіхом ще в 1847 р). Склад цих кислот однаковий: С3Н603. Хімічна будова (т. Е. Порядок зв’язку атомів) теж однаково (яке?).

Більш того, всі хімічні властивості цих кислот були абсолютно однаковими. Нерозрізнялися вони і за своїми фізичними властивостями, крім одного – вони по-різному, в різних напрямках, але на один і той же кут обертали площину поляризованого світла. З чим пов’язане таке розходження? Наведіть приклади сполук однакового складу і однакового хімічної будови, але відрізняються тими чи іншими властивостями і біологічною активністю.

ТЕМА ДЛЯ ОБГОВОРЕННЯ 3. При однаковому складі і однаковій послідовності з’єднання атомів в молекулах властивості молекул проте можуть бути різними, якщо атоми чи групи атомів по-різному розташовані в просторі. Однак на початку двадцятого сторіччя з’ясувалося, що для пояснення властивостей молекул мало знати їх склад, хімічну будову і розташування в просторі атомів або атомних груп. Необхідно взяти до уваги також електронна будова молекул. Як властивості молекул залежать від їх електронної будови?

ПІДБИТТЯ ПІДСУМКІВ

Обговоріть наступні питання: чому розчин солі проводить електричний струм, а розчин цукру – ні? Чому молекула аміаку реагує з водою, а молекула метану не реагує?

Властивості молекул хімічних сполук визначаються:

атомним складом молекул (кількісним і якісним);
послідовністю зв’язків атомів у молекулі (т. е. її хімічною будовою);
просторовим розташуванням атомів і атомних груп в молекулі;
електронною будовою молекул.

Посилання на основну публікацію