RCOONa + HCl(p) → RCOOH + NaCl

3.    RCOONa + HCl(p) → RCOOH + NaCl

H₂SO₄

4.    RCOOH + H₂SO₄(к) – не идет ( HCOOH —→СO + H₂O)

5.    Реакция ацилирования:

Путем замещения гидроксильной группы различными группами можно получить функциональные производные кислот: аммиак-аммонийные соли, галогенангидриды, сложные эфиры, амиды, нитрилы и др. При гидролизе всех производных кислот получаются исходные кислоты.

Кислоты находят широкое применение в промышленности. Муравьиная кислота применяется в текстильной и кожевенной промышленности; уксусная – в быту, при производстве специального шелка, красителей, сложных эфиров, ацетона; щавелевая – в крашении, при производстве красителей, в кожевенной промышленности. Высшие кислоты применяются при производстве мыла, каучука и резиновых изделий, линолеума, смазочных масел. Также кислоты широко используются в различных синтезах.

 

Сложные эфиры, их номенклатура. Получение сложных эфиров и их гидролиз. Применения сложных эфиров. Синтетические волокна на основе сложных эфиров. Жиры как представители сложных эфиров, их роль в природе и свойства. Химическая переработка жиров.

Сложные эфиры являются наиболее важными функциональными производными кислот с общей формулой R – CO – O – R’, т.е. их можно рассматривать как производные кислот, у которых гидроксил замещен алкоксильной группой. Изомерия сложных эфиров обусловлена строением радикалов, связанных с ацилатной группой

Сложные эфиры широко распространены в природе. Аромат многих цветов, плодов, ягод обусловлен присутствием в них сложных эфиров. Чрезвычайно распространены в растительном и животном мире относящиеся к сложным эфирам жиры.

Эфиры низших одноатомных спиртов и низших кислот – летучие жидкости с приятным запахом цветов, ягод. Этилформиат имеет запах рома, изоамилацетат – запах груш, этилбутират – запах абрикосов, изоамилбутират – запах ананасов, бензилацетат – запах жасмина и др. Из-за их запаха эти эфиры используются в парфюмерной и пищевой промышленности как «фруктовые эссенции». Эти эфиры мало растворимы в воде, хорошо растворяются в органических растворителях, сами являются растворителями. Температуры кипения сложных эфиров ниже, чем у соответствующих кислот, так как им не присуща ассоциация.

Важнейший способ получения сложных эфиров – взаимодействие карбоновых кислот со спиртами – реакция этерификации.

RCOOH + R’OH ↔ RCOOR’ + H₂O.

В качестве катализаторов применяют конц. H₂SO₄ , газообразный HCl, BF3 и др. Влияние кислотного катализатора заключается в протонировании карбонильного кислорода и, следовательно, в увеличении положительного заряда на атоме углерода карбоксильной группы, что делает его более способным к присоединению нуклеофильного реагента – спирта:

Реакция этерификации обратима. Избыток спирта или кислоты благоприятствует сдвигу равновесия вправо. Увеличить выход эфира можно также постоянным выведением одного из образующихся веществ из сферы реакции. Скорость реакции этерификации зависит от природы спирта и кислоты, а именно – с каким атомом углерода связана гидроксильная группа (первичным, вторичным или третичным) и каково строение углеродной цепи, связанной с карбоксильной группой. Объемистые радикалы создают пространственные затруднения и мешают образованию промежуточных продуктов присоединения. Особенно плохо подвергаются этерификации третичные спирты.

Химические свойства:

1)    Действие воды (гидролиз):

R – CO – OR’ + HOH ↔ RCOOH + R’OH

2)    Реакция переэтерификации:

R – CO – OR’ + R”OH ↔ R – CO – OR” + R’OH

3)    Действие аммиака (аммонолиз):

CH₃ – CO – OC₂H₅ + NH₃ → CH3 – CO – NH₂ + C₂H₅OH

4)    Восстановление

R – CO – OR’ ↔ R – CH₂OH + R’OH

В состав растительных и животных организмов наряду с белковыми веществами и углеводами входят жиры и жироподобные вещества. Главной составной частью растительных и животных жиров являются сложные эфиры глицерина и высших жирных кислот – триглицериды пальмитиновой, стеариновой, олеиновой, линолевой и др. Химическая природа жиров бала установлена в первой четверти XIX века Шеврелем. Во всех жирах остаток спирта один и тот же (остаток глицерина): разница между жирами обусловлена остатками кислот. Жиры не имеют резкой температуры плавления и, предварительно размягчаясь, плавятся в определенном интервале температур. Жиры легко растворяются в органических растворителях; они практически нерастворимы в воде, но могут образовывать с ней стойкие эмульсии в присутствии ПАВ (молоко). При длительном хранении на воздухе, под действием влаги и света жиры прогоркают – приобретают неприятный запах и вкус, при этом повышается и их кислотность.

В промышленности реакция гидролитического расщепления жиров широко используется для получения глицерина и жирных кислот или их солей, т.е. мыла. Расщепление производят как в кислой, так и в щелочной среде. В первом случае образуется глицерин и смесь свободных кислот – стеарин:

СН₂ – ОСОС₁₇Н₃₅ Глицерин

СН – ОСОС₁₅Н₃₁ → Стеариновая кислота Стеарин

СН₂ – ОСОС₁₅Н₃₁ Пальмитиновая кислота

В щелочной среде наряду с глицерином получают соли этих кислот – мыла.

Очень важной реакцией, имеющей промышленное значение, является реакция гидрогенизации жиров – превращение жидких жиров в твердые. Сущность этой реакции состоит в присоединения водорода к непредельным кислотам и превращение их в предельные (Ni, 200°C, 15 кгс/см²):

СН₂ – ОСОС₁₇Н₃₅ СН₂ – ОСОС₁₇Н₃₅

СН – ОСОС₁₅Н₃₁ + 6Н₂ =   СН – ОСОС₁₇Н₃₅

СН₂ – ОСОС₁₅Н₃₁ СН₂ – ОСОС₁₇Н₃₅

Лучшие сорта гидрированного жира используются для получения маргарина. Маргарин представляет собой эмульсию гидрированного жира, животного жира (говяжьего) или растительного масла в молоке. По виду и запаху продукт напоминает сливочное масло: для придания желтого цвета в него добавляют яичный желток, а для придания характерного запаха – дикетон диацетил СН₃СОСОСН₃.

 

Углеводы, их классификация. Моносахариды. Глюкоза, ее строение, химические свойства (реакция окисления и восстановления). Роль в природе. Сахароза, ее гидролиз

Впервые глюкоза была получена в 1811 г. русским химиком Г.З.Кирхгофом при гидролизе крахмала. В конце 60-х годов прошлого столетия А.А.Колли доказал, что в молекуле глюкозы имеется пять гидроксильных групп. Шестой атом кислорода, очевидно, должен входить в состав альдегидной группы, поскольку глюкоза дает многие качественные реакции на альдегидную группу – окисляется оксидом серебра (1), присоединяет синильную кислоту (4):

Химические свойства:

1.   

2.   

3.   

4.   

5.   

6.   

7.   

8.    Спиртовое брожение. Эта реакция характерна для гексоз. Она осуществляется с помощью биологических катализаторов – ферментов. При сбраживании гексозы превращаются в этиловый спирт. Для пентоз брожение не характерно.

C₆H₁₂O₆ → 2CO₂ + 2C₂H₅OH

Наличие неразветвленной цепи углеродных атомов в глюкозе вытекает из ее превращения под действием иодоводорода в 2-иодгексан с нормальной цепью углеродных атомов (2). Образование в результате ацилирования (3) и алкилирования (5) соответственно пентаацетил- и пентаметилглюкозы также доказывает существование в глюкозе пяти гидроксогрупп. В конце прошлого столетия в классических работах Э.Фишера была установлена конфигурация природной глюкозы, выражаемая следующей проекционной формулой (см. рис. 2).

Однако некоторые свойства моносахаридов не могут быть объяснены формулой альдегидоспирта. Так глюкоза вступает не во все реакции, характерные для альдегидов. Свойства глюкозы, которые не могут быть объяснены при рассмотрении альдегидной формулы глюкозы, находят свое объяснение, если придать ей циклическую формулу. Эту форму называют также окисной, или полуацетальной. Эта форма является таутомерной модификацией, находящейся в равновесии с альдегидной формой.

 Рис. 2

Сущность таутомерного перехода заключается в том, что атом водорода гидроксила при пятом атоме углерода перемещается к кислороду карбонильной группы:

—→

Зная строение моносахаридов, легко понять их химические свойства (см. выше).

Глюкозу называют также виноградным сахаром, поскольку она содержится в виноградном соке. Кроме винограда глюкоза находится и в других сладких плодах и вообще в разных частях растений. Не менее распространена глюкоза и в животном мире: около 0,1% ее содержится в крови. Глюкоза разносится кровью по всему телу и служит источником энергии для организма.

При нагревании моносахаридов со спиртами в присутствии кислотных катализаторов образуются, как мы уже знаем, гликозиды. Роль спиртового компонента в этой реакции может взять на себя, в частности, и вторая молекула моносахарида. В результате такой реакции от двух молекул моносахарида отщепляется вода и образуется дисахарид:

2С₆Н₁₂О₆ → С₁₂Н₂₂О₁₁ + Н₂О.

При гидролизе дисахаридов, они распадаются на соответствующие моносахариды. Важнейший из дисахаридов – сахароза – состоит из остатков α-глюкозы и β-фруктозы. Сахароза очень распространена в природе. Это химическое название обычного сахара, называемого также тростниковым или свекловичным. Получают сахарозу из сахарного тростника, произрастающего в тропиках, или из сахарной свеклы (содержит 12-15% сахарозы).

Сахарную свеклу измельчают в стружку и извлекают из нее сахарозу горячей водой в специальных аппаратах, называемых диффузорами. Полученный раствор обрабатывают известью для осаждения примесей, а перешедшую частично в раствор гидроокись кальция осаждают пропусканием углекислого газа. Далее после отделения осадка раствор упаривают в вакуум-аппаратах. Так получается мелкокристаллический песок-сырец. После его дополнительной очистки получают рафинированный сахар. В зависимости от условий кристаллизации он выделяется либо в виде мелких кристаллов, либо в виде компактных «сахарных голов», которые распиливают или раскалывают на куски. Быстрорастворимый кусковой сахар получают прессованием мелко измельченного сахарного песка.

 

Полисахариды как природные полимеры. Крахмал и целлюлоза, их строение, химические свойства. Углеводы как источник сырья для химической промышленности. Искусственные волокна на основе целлюлозы.

При конденсации большого числа моносахаридов друг с другом образуются полисахариды, состав которых выражается общей формулой (С₆Н₁₀О₅)n, где n достигает величины сотен и тысяч. Важнейшие из полисахаридов – крахмал и глюкоза.

Крахмал образуется в растениях пи фотосинтезе и откладывается в корнях, клубнях и семенах. Внешний вид крахмала хорошо известен: это белое вещество, состоящее из мелких зерен. Он нерастворим в холодной воде, набухает и постепенно растворяется в горячей. Образующиеся вязкие растворы при охлаждении превращаются в студневидную массу – клейстер. Крахмал представляет собой смесь полисахаридов – амилопектина и амилозы. Применяя особую обработку растворителями, из крахмала можно выделить чистую, кристаллическую амилозу. Чистая амилоза не образует при набухании клейстера, с йодом дает характерное темно-синее окрашивание; амилопектин ответственен за образование клейстера, а с йодом дает слабое фиолетовое окрашивание. И амилоза, и амилопектин состоят из остатков, связанных α- гликозидными связями, однако они различаются формой молекул. Амилоза представляет собой линейный полисахарид, построенный из нескольких тысяч остатков глюкозы, соединенных α-глюкозидной связью. Строение амилозы схематически выражается следующей формулой:

По данным рентгеноструктурного анализа, молекула амилозы свернута в спираль. Внутри спиралевой молекулы остается канал диаметром около 0,5 нм, в котором могут располагаться подходящие по размеру молекулы, образуя особого типа комплексы – так называемые соединения включения. Одним из них является упомянутое ранее соединение амилозы с йодом синего цвета. Молекула аминопектина, в отличие от амилозы, имеет разветвленное строение, приближающееся к шарообразной форме. Определенная физическими методами молекулярная масса амилопектина имеет величину порядка 10 - это значит, что степень полимеризации равна примерно 6000. Подвергая крахмал гидролизу кислотами, можно получить глюкозу в виде чистого кристаллического препарата или в виде патоки – окрашенного некристаллизующегося сиропа. Наибольшее значение крахмал имеет в качестве пищевого продукта: в виде хлеба, картофеля, круп, являясь главным источником углеводов в нашем рационе питания. Значительные количества крахмала употребляются для проклеивания (шлихтования) тканей, склеивания бумаги и картона, производства канцелярского декстринового клея. В аналитической химии крахмал служит индикатором в йодометрическом методе титрования.

Целлюлоза представляет собой полисахарид, построенный из глюкозных звеньев. Ее строение напоминает строение амилозы, т.е. она тоже состоит из остатков глюкозы, но связаны они между собой β-гликозидными связями, а не α-гликозидными, как в амилозе.

Молекулярная масса целлюлозы очень велика – порядка 500 тыс., она может достигать и нескольких миллионов, т.е. в приведенной формуле n равно десяткам тысяч. Клетчатка - главный «строительный материал» растений, из которого состоят стенки растительных клеток. Целлюлоза не плавится и не переходит в парообразное состояние: при нагревании примерно до 350°С она разлагается – обугливается. Она нерастворима в воде и большинстве других неорганических и органических растворителей. Нерастворимость целлюлозы объясняют тем, что ее волокна представляют собой как бы «пучки» расположенных параллельно нитевидных молекул, связанные множеством водородных связей, которые образуются в результате взаимодействия гидроксильных групп. Внутрь подобного «пучка» растворитель проникнуть не может, а следовательно, не происходит и отрыва молекул друг от друга. Целлюлоза растворима в растворе гидроксида меди в концентрированном водном аммиаке (реактив Швейцера). Концентрированные кислоты и концентрированный раствор хлорида цинка также растворяет целлюлозу, но при этом происходит ее частичный распад (гидролиз), сопровождающийся уменьшением молекулярной массы. Химические свойства целлюлозы определяются, прежде всего, присутствием гидроксильных групп. Действуя металлическим натрием, можно получить тринатрийалкоголят целлюлозы [C₆H₇O₂(ONa)₃]_n. Под действием концентрированных водных р-ров щелочей происходит мерсеризация – частичное образование алкоголятов целлюлозы, приводящее к набуханию волокна и повышению его восприимчивости к красителям. В результате окисления в макромолекуле целлюлозы появляется некоторое число карбонильных и карбоксильных групп. Под влиянием сильных окислителей происходит распад макромолекул. Гидроксильные группы целлюлозы способны алкилироваться и ацилироваться, давая простые и сложные эфиры. Целлюлоза используется человеком с очень давних пор. Сначала применяли древесину как горючий и строительный материал; затем хлопковые, льняные и др. волокна стали использоваться как текстильное сырье. Первые промышленные способы переработки целлюлозы возникли в связи с развитием бумажной промышленности. Бумага – это тонкий слой клетчатки, спрессованных и проклеенных для создания механической прочности, а также гладкой поверхности для предотвращения растекания чернил. Целлюлоза применяется не только как сырье в бумажном производстве, но идет еще на дальнейшую химическую переработку. Наибольшее значение имеют простые и сложные эфиры целлюлозы. Так, при действии на целлюлозу смесью серной и азотной кислот получают нитраты целлюлозы. Все они горючи и взрывчаты. Максимальное число остатков азотной кислоты, которые можно ввести в клетчатку, равно 3 на каждое звено глюкозы:

[C₆H₇O₂(OH)₃]_n + nHNO₃ → [C₆H₇O₂(ONO₂)₃]_n + nH₂O

При действии на целлюлозу смеси уксусного ангидрида, уксусной к-ты и серной к-ты образуется триацетат целлюлозы:

(CH₃CO)₂O

[C₆H₇O₂(OH)₃]_n ———→ [C₆H₇O₂(OCOCH₃)₃]_n

Из ацетатов целлюлозы готовят лаки, негорючую кинопленку, а также ацетатное волокно. Нашли техническое применение и простые эфиры целлюлозы. Так, обрабатывают целлюлозу сначала щелочью, а затем хлористым метилом (под давлением), получают метилцеллюлозу:

[C₆H₇O₂(OH)₃]_n + 2NaOH + 2CH₃Cl → [C₆H₇O₂(OH)(OCH₃)₂]_n + 2NaCl + 2H₂O

При метилировании целлюлоза приобретает некоторую растворимость в воде; применяется главным образом как загуститель в текстильной, косметической и пищевой промышленности. Аналогично получают этицеллюлозу, которую используют для производства прочных морозостойких пленок. Искусственные волокна на основе целлюлозы ныне занимают видное место в общем балансе текстильного сырья.

 

Амины, их строение и номенклатура. Амины как органические основания, взаимодейст-вие с кислотами. Анилин. Сравнение свойств алкил- и арилзамещенных аминов. Получение анилина из нитробензола (реакция Зинина).

Амины – органические производные аммиака, которые можно рассматривать как продукты замещения атомов водорода аммиака на углеводородные радикалы. В зависимости от числа замещенных на радикалы атомов водорода различают первичные (1), вторичные (2) и третичные (3) амины:

1. R–NH₂ 2. R–NH–R’ 3.R₃N.

Низшие амины – газы, средние – жидкости, а начиная с С₁₂ - твердые вещества. Запах низших аминов напоминает запах аммиака. С ростом числа атомов углерода растворимость в воде ухудшается. Являясь производными аммиака, они сохраняют основные свойства. Причина этому – свободная электронная пара азота.

Химические свойства:

1.       Присоединение алкилгалогенидов:

C₆H₅NH₂ + C₂H₅Cl → [C₆H₅–NH₂–C₂H₅]⁺Cl^–

2.       Взаимодействие с HCl:

C₂H₅NH₂ + HCl → [C₂H₅NH₃]⁺Cl^–

3.       Реакции с азотистой кислотой:

а) первичные CH₃NH₂ + HNO₂ → CH₃OH + N₂ + H₂O

б) вторичные (CH₃)₂NH + HNO₂ → (CH₃)₂N–N=O + H₂O

в) третичные не реагируют.

Простейшие алифатические амины – метиламин, диметиламин - используются при синтезе лекарственных веществ, в качестве ускорителей вулканизации и в других органических синтезах. Гексаметилендиамин NH₂–(CH₂)₆–NH₂ является исходным веществом для синтеза важного полимерного материала – найлона.

Анилин – важнейший из ароматических аминов. Получается по реакции Зинина:

C₆H₅NO₂ + 6H → C₆H₅NH₂ + 2H₂O.

В промышленности получают каталитическим восстановлением нитробензола водородом; пропуская хлорбензол с аммиаком над одновалентной медью. Анилин применяется для получения красителей, лекарственных препаратов, вулканизаторов и стабилизаторов для резины, пластмасс, фотографических проявителей.

 

Аминокислоты, их строение и кислотно-основные свойства. Синтетические полиамидные волокна. Понятие о строении белковых молекул. α-аминокислоты как структурные единицы белков. Свойства и биологическая роль белков.

Аминокислотами называются соединения, содержащие в молекуле амино- и карбоксильную группы. В зависимости от взаимного положения групп различают α-, β- и γ-аминокислоты. Одновременное присутствие в молекуле аминокислоты кислотной и основной групп приводит к внутримолекулярной нейтрализации. Учитывая это, свободные аминокислоты правильнее представлять в виде внутренних солей типа:

 Это сказывается и на физических свойствах аминокислот: подобно обычным неорганическим солям, аминокислоты представляют собой кристаллические вещества, растворимые в воде и мало растворимые в органических растворителях. Они плавятся при высоких температурах и обычно при этом разлагаются. Переходить в парообразное состояние они не способны.

Получение:

ClCH₂–COOH + 3NH₃ → H₂N–CH₂–COONH₄ + NH₄Cl (р-ция Фишера);

СH₃–CHO ® CH₃–CH(OH)–CN ® CH₃–CH(NH₂)–CN ®

→ H₃–CH(NH₂)–COOH (р-ция Зелинского).

Химические свойства аминокислот в первом приближении являются суммой свойств имеющихся в их составе функций. Своеобразие аминокислот определяется, прежде всего, тем, что в них имеются две функции противоположного химического характера – аминогруппа со свойствами основания и карбоксильная группа со свойствами кислоты. Аминокислоты являются амфотерами.

H₂N–CH₂–COOH + HCl → HCl·H₂N–CH₂–COOH H₂N–CH₂–COOH + NaOH → H₂N–CH₂–COONa

Реакции по карбоксильной группе 1.    H2NCH2COOH + NaOH → H2NCH2COONa + H2O 2.    2H2NCH2COOH + Na → H2NCH2COONa + H2 3.    H2NCH2COOH + CH3OH → H2NCH2COOCH3 + H2O 4.    H2NCH2COOH → CH3NH2 + CO2 Реакции по аминогруппе 1.    H2NCH2COOH + HCl → HCl·H2NCH2COOH 2.    H2NCH2COOH + HNO2 → HOCH2COOH + N2 + H2O 3.    H2NCH2COOH + CH3COCl → CH3CONHCH2COOH + HCl

Аминокислоты способны взаимодействовать друг с другом, образуя длинные цепи:

H₂NCH₂COOH + HNНСН₂COOH → H₂NCH₂COHNCH₂COOH + H₂O

Высокомолекулярные соединения, построенные из аминокислотных остатков, называются белковыми веществами – белками. Внешний вид, физическое состояние белков может быть столь же разнообразным, как и функции, которые они выполняют в организме. Несмотря на внешнее несходство, различные представители белков обладают некоторыми общими свойствами. Так, растворы всех белков имеют коллоидный характер. При повышении температуры, УФ-излучения или радиации, под влиянием кислот, щелочей и других реагентов происходят изменения физико-химических свойств белков, называемые денатурацией. При этом теряется биологическая активность. Денатурацию в настоящее время связывают с изменением конформации[1] белковых молекул. Белковые вещества осаждаются фосфорно-вольфрамовой, фосфорно-молибденовой, пикриновой, трихлоруксусной, салициловой и другими кислотами, а также солями многих тяжелых металлов. Белки дают и многие цветные реакции. Например, специфические окраски возникают при взаимодействии их со щелочными растворами солей меди (биуретовая реакция).

Главной составной частью белковых веществ являются двадцать α-аминокислот.

Молекулы аминокислот связаны в белках по амидному типу. В данном случае эта связь называется пептидной, а соединения амидного типа, образованные несколькими молекулами аминокислот, называют пептидами. Синтез пептидов можно осуществить, например, ацилированием аминокислот хлорангидридами галогензамещенных кислот и действием аммиака:

H₂N–CH(CH₃)–COOH + Cl–CH₂–COCl →

→ Сl–CH₂–CO–NH–CH(CH₃)–COOH + HCl,

Cl–CH₂–CO–NH–CH(CH₃)–COOH + NH₃ →

→ H₂N–CH₂–CO–NH–CH(CH₃)–COOH + HCl.

Белки, дающие при гидролизе исключительно аминокислоты, называются протеинами. Сложные белки или протеиды являются соединениями белков с небелковой частью. В зависимости от природы небелковой части различают следующие группы протеидов:

1.    Фосфопротеиды содержат фосфор (казеин).

2.    Липопротеиды – соединения белков с веществами, родственными жирам (зрительный пурпур).

3.    Гликопротеиды, мукопротеиды – соединения белков с углеводами (альбумины и глобулины сыворотки).

4.    Металлопротеиды – сложные белки, содержащие комплексно связанный металл (гемоглобин).

5.    Нуклеопротеиды – соединения белков с нуклеиновыми кислотами.

Аминокислотный состав и последовательность связи аминокислот в молекуле белка определяют его первичную структуру. Полипептидная цепь может иметь различные конформации, которые определяют его вторичную структуру. Имеющая определенную конформацию цепь может далее складываться с созданием третичной структуры.

Нет ни одного живого организма, растительного или животного, в котором белки не выполняли бы жизненно важных функций. Многочисленные ферменты – катализаторы обмена веществ в живых организмах – все без исключения относятся к белковым веществам. Всюду, где есть жизнь, встречаются и белковые вещества.

 

1.    Алкан → Алкен + Н2 (t, Pt);

2.    Алкен + Н2 → Алкан (t, Pt);

3.    Алкан +Г2 → Галогеналкан + НГ (hν);

4.    Галогеналкан + Н2 → Алкан + НГ, р-ция Вюрца;

5.    Алкан + О2 → Спирт (t, p, kat);

6.    Спирт + Н2 → Алкан + Н2О (t, p, kat);

7.    Спирт + НГ → Галогеналкан + Н2О;

Спирт + SOCl2 → Галогеналкан + SO2 + HCl;

8.    Галогеналкан + КОН (Н2О) → Спирт + КГ;

9.    Спирт + Спирт → Простой эфир + Н2О (H2SO4; Al2O3 + t);

10.  Простой эфир + HI → Спирт + Иодалкан (t, p);

11.  Спирт → Алкен + Н2О (H2SO4, t>160);

12.  Алкен + Н2О → Спирт (H2SO4);

13.  Алкен + НГ → Галогеналкан;

14.  Галогеналкан + КОН (спирт) → Алкен + КГ + Н2О;

15.  Галогеналкан + Г2 → Дигалогеналкан + НГ (hν);

16.  Дигалогеналкан + Н2 → Галогеналкан + НГ (t, p, kat);

17.  Дигалогеналкан + Ме → Алкен + МеГ2;

18.  Алкен + Г2 → Дигалогеналкан;

19.  Алкен + О2 → Альдегид (кетон) (t, p, Pd);

20.  Альдегид + Н2 → Спирт →* Алкен + Н2О (*H2SO4, t>160);

21.  Спирт + [O]→ Альдегид + Н2О (H2O2, KMnO4 +H2O, K2Cr2O7 + H2O);

22.  Альдегид + Н2 → Спирт (t, p, kat);

23.  Спирт + Карбоновая кислота → Сложный эфир + Н2О (H2SO4);

24.  Сложный эфир → Спирт + Карбоновая кислота (H2O, t);

25.  Альдегид + SOCl2 → Дигалогеналкан + SO2;

26.  Дигалогеналкан + КОН (Н2О) → Альдегид + КГ + Н2О;

27.  Дигалогеналкан + КОН (спирт) → Алкин + КГ + Н2О;

28.  Алкин + 2НГ → Дигалогеналкан;

29.  Алкин + Н2 → Алкен (t, p, kat);

30.  Алкен → Алкин + Н2 (t, kat);

31.  Алкин + Н2О → Альдегид (кетон) (H2SO4 + Hg² );

32.  Альдегид + SOCl2 → SO2 + Дигалогеналкан + КОН (спирт) →

→ Алкин + КГ + Н2О;

33.  Дигалогеналкан + Г2 → Тригалогеналкан (hν);

34.  = 16.

35.  Тригалогеналкан + Н2 → Алкан → Алкин + Н2 (t, p, kat);

36.  Алкин + Г2 → Дигалогеналкен + НГ → Тригалогеналкан;

37.  Альдегид + [O] → Карбоновая кислота (Ag2O, Cu(OH)2, H2O2, KMnO4 +H2O);

38.  Карбоновая кислота + Н2 → Альдегид (t, p, kat);

39.  Карбоновая кислота + КОН → Соль + КОН → К2СО3 + Алкан →

→* Алкин + Н2 (t, Pd);

40.  Алкин + [O] → Смесь карбоновых кислот (KMnO4 +H2O);

41.  Карбоновая кислота + Спирт → Сложный эфир + Н2О (H2SO4);

42.  Сложный эфир + Н2О → Карбоновая кислота + Спирт (t, p; H );

43.  Карбоновая кислота + РCl5 → Трихлоралкан + POCl3 + HCl (t);

44.  Тригалогеналкан + КОН (Н2О) → Карбоновая кислота + КГ + Н2О;

45.  3С2Н2 → С6Н6 (t, p);

46.  Арен + Н2 →* Циклогексан + Н2 → Гексан →* Гексин + Н2 (*t, kat);

47.  Карбоновая кислота + Cl2 →* α-хлоркарбоновая кислота + NH3 →

→ α-аминокарбоновая кислота (*hν);

48.  Аминокарбоновая кислота + HNO2 → N2 + Оксикарбоновая кислота + Н2 →* Карбоновая кислота (*kat).

Предмет химии. Явления химические и физические................................. 5

Атомно-молекулярное учение. Атомы. Молекулы. Молекулярное и немолекулярное строение вещества. Относительная атомная и молекулярная масса. Закон сохранения массы, его значение в химии. Моль – единица количества вещества. Молярная масса. Закон Авогадро и молярный объем газа. Относительная плотность вещества. 6

Химический элемент. Простые и сложные вещества. Химические формулы. 8

Валентность. Составление химических формул по валентности........ 9

Строение атома. Состав атомных ядер. Физический смысл порядкового номера химического элемента. Изотопы. Явление радиоактивности. Электронное строение атома. Понятие об электронном облаке. Атомная электронная орбиталь. Энергетический уровень и подуровень. S-, p-, d-орбитали в атоме. Строение электронных оболочек атомов на примере элементов 1-го, 2-го, 3-го периодов периодической системы...................... 9

Периодический закон и периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева на основе учения о строении атомов. Структура периодической системы. Изменение свойств химических элементов и их соединений по группах и периодах периодической системы.................................................................... 14

Природа и типы химической связи. Образование ковалентной связи на примере молекул водорода, хлороводорода и аммиака. Полярная и неполярная ковалентные связи. Донорно-акцепторный механизм образования ковалентной связи на примере иона аммония. Ионная связь. Водородная связь. Примеры химических соединений с разными видами связи. 15

Классификация химических реакций по различным оценкам. Типы химических реакций: соединения, разложения, замещения, обмена. Тепловой эффект химической реакции. Термохимические уравнения. 16

Окислительно-восстановительные процессы. Степень окисления элемента. Окисление и восстановление как процессы присоединения и отдачи электронов. Практическое использование окислительно-восстановительных процессов. 17

Представление о скорости химических реакций. Зависимость скорости от природы и концентрации реагирующих веществ, температуры. Катализ и катализаторы.......................................... 18

Обратимость химических реакций. Химическое равновесие и условия, которые влияют на смещение химического равновесия................................................................................................................ 20

Растворы. Растворимость веществ. Зависимость растворимости от их природы, температуры и давления. Массовая доля растворенного вещества в растворе................................................................. 22

Электролиты и неэлектролиты. Электролитическая диссоциация. Сильные и слабые электролиты. Химические свойства кислот, оснований и солей в свете теории электролитической диссоциации. Реакции ионного обмена и условия их необратимости........................................................................................................ 24

Оксиды. Классификация оксидов. Способы получения и свойства оксидов. Понятие об амфотерности. 26

Основания. Щелочи и нерастворимые основания. Способы получения и химические свойства. 27

Кислоты. Классификация кислот. Способы получения и общие химические свойства. 28

Соли. Состав солей и их названия. Получение и химические свойства солей. Гидролиз солей. 28

Взаимосвязь между различными классами неорганических соединений. 30

Металлы, их размещение в периодической системе. Физические и химические свойства. Основные способы промышленного получения металлов. Электрохимические способы получения металлов. Электрохимический ряд напряжений металлов. Понятие о коррозии на примере ржавления железа. Значение металлов в народном хозяйстве. 32

Щелочные металлы, их характеристика на основе размещения в периодической системе и строении атомов. Соединения натрия и калия в природе, их использование. Калийные удобрения...... 34

Общая характеристика элементов главной подгруппы второй группы периодической системы. Кальций, его соединения в природе. Жесткость воды и способы ее устранения.................................... 35

Алюминий, характеристика элемента и его соединений на основе размещения в периодической системе и строения атома. Физические и химические свойства алюминия. Амфотерность оксида и гидроксида алюминия. 37

Металлы побочных подгрупп (хром, железо, медь). Физические и химические свойства. Оксиды и гидроксиды. Соли хрома, железа и меди. Роль железа и его сплавов в технике...................... 40

Галогены, их характеристика на основе размещения в периодической системе и строении атомов. Хлор. Физические и химические свойства. Хлороводород. Соляная кислота и ее соли. Качественная реакция на хлорид-ион. 43

Общая характеристика элементов главной подгруппы шестой группы периодической системы. Сера, ее физические и химические свойства. Сероводород и сульфиды. Оксиды серы. Серная кислота, ее свойства и химические основы производства контактным способом. Соли серной кислоты. Качественная реакция на сульфат-ион. Сульфаты в природе, промышленности и быту...................................................................................... 45

Кислород, его физические и химические свойства. Аллотропия. Получение кислорода в лаборатории и промышленности. Роль кислорода в природе и использование его в технике......................... 47

Вода. Электронное и пространственное строение молекулы воды. Физические и химические свойства воды. Вода в промышленности, сельском хозяйстве, быту................................................. 49

Общая характеристика элементов главной подгруппы пятой группы периодической системы. Фосфор. Оксид фосфора, фосфорная кислота и ее соли. Фосфорные удобрения. Азот, его физические и химические свойства. Аммиак. Физические и химические свойства. Химические основы промышленного синтеза аммиака. Соли аммония. Азотная кислота. Химические особенности азотной кислоты. Соли азотной кислоты. Азотные удобрения. 50

Общая характеристика элементов главной подгруппы четвертой группы периодической системы. Кремний, его физические и химические свойства. Оксид кремния и кремниевая кислота. Соединения кремния в природе. Углерод, его аллотропные формы. Химические свойства углерода. Оксиды углерода, их химические свойства. Угольная кислота, карбонаты и гидрокарбонаты, их свойства. Превращения карбонатов и гидрокарбонатов. Качественная реакция на карбонат-ион........................................................................................................... 53

Теория химического строения органических веществ. Зависимость свойств органических веществ от химического строения. Изомерия. Электронная природа химической связи в молекулах органических соединений, типы разрыва связи, понятие о свободных радикалах....................................................................... 55

Гомологический ряд предельных углеводородов (алканов), их электронное и пространственное строение, sp³-гибридизация. Номенклатура алканов. Физические и химические свойства алканов (реакции галогенирования и окисления). Представления о механизме цепных реакций с участием свободных радикалов. Метан, его использование. 57

Этиленовые углеводороды (алкены); σ- и π-связи, sp²-гибридизация. Пространственная (геометрическая) изомерия. Номенклатура этиленовых углеводородов. Химические свойства (реакции присоединения водорода, галогенов, галогеноводородов, воды; реакции окисления и полимеризации). Правило Марковникова. Получение и использование этиленовых углеводородов................................................................................. 59

Общие понятия химии высокомолекулярных соединений (мономер, полимер, структурное звено, степень полимеризации). Полиэтилен. Полихлорвинил. Отношение полимеров к нагреванию, действию растворов кислот и щелочей. Использование полимеров................................................................................................................. 60

Диеновые углеводороды, их строение, химические свойства и использование. Природный каучук, его строение и свойства. Синтетический каучук....................................................................... 65

Ацетилен. Строение тройной связи (sp-гибридизация). Получение ацетилена карбидным способом и из метана. Химические свойства (реакции присоединения). Использование ацетилена. 65

Главные представители ароматических углеводородов. Бензол. Электронное строение бензола и его химические свойства (реакции замещения и присоединения). Получение бензола в лаборатории и промышленности, его использование....................................................................................................................................... 66

Углеводороды в природе: нефть, природный и попутные газы. Переработка нефти: перегонка и крекинг. Использование нефтепродуктов в химической промышленности для получения различных веществ. 67

Предельные одноатомные спирты. Строение и номенклатура. Химические свойства одноатомных спиртов (реакции замещения, дегидратации и окисления). Промышленные и лабораторные способы синтеза этанола, его использование. Многоатомные спирты: этиленгликоль и глицерин, их использование. 70

Фенол, его строение. Сравнение химических свойств фенола со свойствами предельных одноатомных спиртов. Кислотные свойства фенола. Влияние гидроксильной группы на реакции замещения в ароматическом ядре. Получение и применения фенола................................................................................................ 73

Альдегиды, их строение, номенклатура, химические свойства (реакции окисления и восстановления). Получение и использование муравьиного и уксусного альдегидов. Фенолформальдегидные смолы. 74

Карбоновые кислоты. Строение карбоксильной группы. Химические свойства карбоновых кислот. Муравьиная кислота, ее восстановительные способности. Уксусная и стеариновая кислоты, их применение. Олеиновая кислота как представитель непредельных карбоновых кислот. Мыла как соли высших карбоновых кислот. 75

Сложные эфиры, их номенклатура. Получение сложных эфиров и их гидролиз. Применения сложных эфиров. Синтетические волокна на основе сложных эфиров. Жиры как представители сложных эфиров, их роль в природе и свойства. Химическая переработка жиров........................................................................ 77

Углеводы, их классификация. Моносахариды. Глюкоза, ее строение, химические свойства (реакция окисления и восстановления). Роль в природе. Сахароза, ее гидролиз.......................... 79

Полисахариды как природные полимеры. Крахмал и целлюлоза, их строение, химические свойства. Углеводы как источник сырья для химической промышленности. Искусственные волокна на основе целлюлозы. 82

Амины, их строение и номенклатура. Амины как органические основания, взаимодейст-вие с кислотами. Анилин. Сравнение свойств алкил- и арилзамещенных аминов. Получение анилина из нитробензола (реакция Зинина). 85

Аминокислоты, их строение и кислотно-основные свойства. Синтетические полиамидные волокна. Понятие о строении белковых молекул. α-аминокислоты как структурные единицы белков. Свойства и биологическая роль белков. 86

[1] Различные геометрические формы молекул, переходящие друг в друга путем вращения вокруг простых связей, называют конформациями или поворотными изомерами.