a laboratóriumi kísérletezés elővigyázatossági...

1 V KĂ© 9SzK 0708

1/18

Rövidítések: K- kísérlet, Á- ábra, T-táblázat

Tartalomjegyzék A laboratóriumi kísérletezés elővigyázatossági rendszabályai __ 1

AZ ATOMOK ÉS MOLEKULÁK SZERKEZETE __________ 2

ANYAGI HALMAZOK 55 ______________________________ 6

A folyadékok 61 ________________________________________ 7

Szilárd anyagok 65 _____________________________________ 7

Az anyagi halmazok keveréke ____________________________ 7

Kémiai reakciók _______________________________________ 8

SZERVES VEGYÜLETEK _____________________________ 12

Szénhidrogének _______________________________________ 13

Műanyagok 284 _______________________________________ 16

Oxigéntartalmú szerves vegyületek _______________________ 16

Nitrogéntartalmú szerves vegyületek _____________________ 18

A laboratóriumi kísérletezés elővigyázatossági rendszabályai

Veszély jelképek

(Címkeként használatosak az Európai Közösség területén és több más országban.)

E robbanásveszélyes

(explosiv) O oxidáló, égést tápláló

(oxidizing)

F tűzveszélyes (highly flammable)

F+: rendkívül tűzveszélyes T mérgező (toxic)

T+ nagyon mérgező

C korrozív, maró (corrosive)

Xi ingerlő (irritant) Xn ártalmas (noxikus)

N: veszélyes a környezetre

Biztonságtechnikai jellemzők a vegyszerek címkéin

Veszélyjelölő piktogram (lásd a lap tetején)

Kockázati „R”-mondatok (pl.: R12: Fokozottan tűzveszélyes; R20/21: Belélegezve és bőrrel érintkezve ártalmas)

Biztonsági „S”-mondatok (pl.: S2: Gyermekek kezébe nem kerülhet; S3/7/9: Az edényzet jól lezárva, hűvös, jól

szellőző helyen tartandó)

Méregkategóriák: M-I: erős méreg; M-II: méreg; M-III: gyenge méreg; M-IV: gyakorlatilag nem mérgező.

Veszélyességi besorolások: V-A: kifejezetten veszélyes; V-B: veszélyes; V-C: mérsékelten veszélyes;

V-D: gyakorlatilag nem veszélyes.

RID/ADR veszélyes anyagok nemzetközi szállítási besorolása (pl.: 6.1: mérgező anyagok)

Elsősegélynyújtás

Mentők: 104

Tűzoltók: 105; Rendőrség: 107 Kénsav Sav Lúg

Bőrre

Törlés száraz ruhával. B ő v í z z e l l e m o s n i , m a j d ö b l í t e n i :

Úgy, mint sav

esetén.

1%-os nátrium-hidrogén karbonát

oldattal.

1%-os ecetsavoldattal.

Szembe B ő v e n f o l y ó v í z z e l l e g a l á b b 5 p e r c e n á t ö b l í t j ü k ,

m a j d

2%-os bórax esetleg nátrium-hidrogén-

karbonát-oldattal öblíthetjük.

2 %-os bórsavval

öblíthetjük.

Az öblítés ideje alatt gondoskodjunk arról, hogy

utána a sérült azonnal szemorvoshoz kerülhessen!

Lenyelés esetén Sok víz, vagy tej itatása,

Ne adjunk szén-dioxidot fejlesztő nátri-

um-hidrogénkarbonát oldatot!

1%-os ecetsavoldat, citromlé

vagy sok víz itatása.

Gázmérgezésnél a mérgezettet friss levegőre visszük, és nyugalomba helyezzük. CO-mérgezésnél→ mesterséges légzést alkalmazunk.

Áramütés esetén a központi kapcsolóval áramtalanítsunk, és csak ezután nyúljunk a sérülthöz! Ha a légzés megszűnt, mesterséges

légzést alkalmazunk, és orvost hívunk.

1 V KĂ© 9SzK 0708

2/18


tömegszám (A)

Na

rendszám (Z)

AZ ATOMOK ÉS MOLEKULÁK SZERKEZETE

Az atom felépítése 5 Atom:

- kémiai módszerekkel tovább már nem bontható,

- atommagból és elektronfelhőből áll,

- jelölésük vegyjellel,

- elemi részecskék építik fel: p+, no, e-→ jellemzőik. 6/1. T

- protonok, elektronok száma egyenlő→ az atom elektromosan semleges,

Atommag:

- töltése pozitív, elektronfelhő veszi körül,

- kémiai reakcióban nem változik,

- protonok száma = rendszám→ atom minősége, helye a periódusos rendszerben,

- tömegszám = a protonok száma + neutronok száma.

Izotópatomok 7 Izotóp jelentése: azonos hely→ azonos rendszám, eltérő tömegszám. 7/2. T

Fizikai tulajdonságai kismértékben eltérőek, kémiai tulajdonságaik azonosak.

Fogalmak: relatív atomtömeg, mol, moláris tömeg (M), Avogadro állandó (NA).

Az atomok energiája 13 Fogalmak:

- alapállapot: legstabilabb, az elektronok a legerősebben kötődnek, egyféle van, K: lángfestés (Na→ sárga, Cu→ zöld) 14/2. Á

- gerjesztett állapot: elektronok gyengébben kötöttek, megszűnte után az atom alapállapotba jut→ a felvett energiát kisugározza,

- az atom összes energiája: atommag + elektronok→ E (energia) felszabadulás (— előjel).

Az elektron mozgása az atomban 15 Az atomok elektonszerkezetét meghatározza:

- az atommag és az elektronok közötti vonzás,

- az elektronok közötti taszítás,

- az elektronok mozgása (tartózkodási valószínűség),

- energiaminimumra törekvés.

Atompálya: az atommag körüli térnek az a része, ahol az elektronok mozgásuk közben 90 %-os valószínűséggel megtalálhatók. (A

különböző atompályákon mozgó elektronok atommagtól való távolsága és energiája eltérő.) 16/3. Á, 16/4. Á

Az atompályák alakja és energiája 17 A közel azonos méretű atompályákon mozgó elektronok elektronhéjat alkotnak. 17/5. Á

Pályaenergia: 20/8. Á, 21/5. T

- az atomban kötött elektron energiája,

- akkor szabadul fel, ha az elektron a magtól igen nagy távolságból az adott atompályára lép,

- mértékegysége: kJ/mol, negatív előjellel jelöljük,

- a pálya méretétől és alakjától függ→ annál nagyobb, minél messzebb van az elektron az atommagtól.

Az atomok elektronszerkezetének kiépülése 21 Pauli-elv: egy atompályán maximálisan két elektron mozoghat.

Az egy alhéjhoz tartozó, tehát azonos energiájú atompályákat cellásan is ábrázolhatjuk. Ezek jelölése: ↑↓

A négyzet egy atompályát jelöl, amibe a lehetséges két elektront egy-egy ellentétes irányú nyíllal írjuk be.

1. Alhéjak kiépülése, száma egy elektronhéjon belül

Alhéjak Kiépülésük Számuk egy elektronhéjon belül

s 1. héjtól 1

p 2. héjtól 3

d 3. héjtól 5

f 4. héjtól 7

2. Az atompályák és az elektronok száma az egyes héjakon és alhéjakon

Elektronhéj Alhéj Atompályák száma Elektronok maximális száma

1 1s 1 1 2 2

2 2s 1

4

2

8 2p 3 6

3 3s 1

9

2

18

3p 3 6

3d 5 10

4 4s 1

16

2

32

4p 3 6

4d 5 10

4f 7 14

23 11

1 V KĂ© 9SzK 0708

3/18


17 p+

18 e-

egyszeres negatív töltésű

anion

17 p+

17 e-

semleges

atom

2e-8e-7e- 2e- 8e-8e-

A Hund-szabály szerint az atom összes energiája akkor a legkisebb, ha azonos energiájú atompályákra párosítatlan elektronok kerül-

nek mindaddig, míg szabad atomi pálya van.

Az energiaminimum elve szerint az elektronok a legkisebb energiájú szabad helyet foglalják el, és akkor az atom alapállapotban van.

Vegyértékhéj: az atommagtól legtávolabb eső, még le nem zárt héj. A kémiai kötések kialakításában vesz részt.

Vegyértékelektronok: a vegyértékhéj elektronjai.

Atomtörzs: atommag a lezárt elektronhéjakkal együtt.

Az atompályák feltöltődési sorrendje: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s…

Elektronképlet a vegyértékelektronokat (párosított, párosítatlan) tünteti fel a vegyjel körül. A vegyjel az atomtörzset jelenti.

3. Az első három periódus atomjainak elektronképlete

I. A

VIII. A

1. H• II. A

III. A IV. A V. A VI. A VII. A He|

2.

Li•

Be|

|B•

|C•

|N•

_ |O•

|F•

|Ne|

3.

Na•

Mg | III. B — II. B

|Al•

|Si•

|P•

_ |S•

| Cl•

|Ar|

s-mező d-mező p-mező

A periódusos rendszer 24

- A sorokat periódusoknak, az oszlopokat csoportoknak nevezzük.

- A periódusokat arab, a csoportokat római számokkal jelöljük.

- Az A-val jelölt oszlopok a főcsoportok, a B-vel jelöltek a mellékcsoportok.

- 8 főcsoport, 10 mellékcsoport, 7 periódus.

- Főcsoportszám→ külső héj (vegyértékhéj) elektronjainak száma.

- Periódusszám→ elektronhéjak száma.

- Minden periódusban új héj kiépülése kezdődik és s2p6 külső elektron-elrendeződésű nemesgázatommal zárul (kivéve He).

- A nyolc külső elektronos szerkezetet nemesgázszerkezetnek nevezzük. Ez a legkisebb energiájú elektron-elrendeződés, ezért az

atomok a nemesgázokhoz hasonló elektronszerkezet elérésére törekszenek.

- Azok a csoportok tartoznak egy mezőbe, amelyekben ugyanazon alhéj kiépülése történik.

- Egy mezőben annyi csoport van, ahány elektronnal az adott alhéj telítődhet.

Ionok képződése atomokból 28

Pozitív töltésű ionok (kationok) képződése Negatív töltésű ionok (anionok) képződése

Na• → Na+ + e- (oxidáció)

(1s22s22p6)3s1 (1s22s22p6)

[Ne]3s1 [Ne]

Cl • + e- → Cl - (redukció)

(1s22s22p6)3s23p5 (1s22s22p6)3s23p6

[Ne] 3s23p5 [Ne]3s23p6

A kationok annyiszoros pozitív töltésűek,

ahány elektron leadásával képződnek.

Kémiai reakciókban az alkálifémekből 1-szeres, az alkáliföldfé-

mekből 2-szeres, a földfémekből 3-szoros + töltésű ion képződik.

Az anionok annyiszoros negatív töltésűek,

ahány elektron felvételével képződnek.

A természetben a VII.A és a VI.A csoport atomjai hajlamosak

anion-képzésre. A halogénatomok 1, az oxigéncsoport atomjai 2

elektron felvételével érik el a nemesgázszerkezetet.

Az atomok és ionok mérete 34 - Atomok sugara:

egy csoporton belül a rendszám növekedésével növekszik elektronhéjaik száma→ nő,

egy perióduson belül a rendszám növekedésével egyre nagyobb a magtöltés→ csökken.

- Ionok sugara a semleges atomhoz képest:

pozitív ion: „megszűnik” a külső héj→ kisebb,

negatív ion: megnő az elektronok egymásra gyakorolt taszító hatása→ nagyobb.

11p+

10 e-

egyszeres pozitív töltésű

kation

2e-8e-1e- 2e- 8e-

11p+

11 e-

semleges

atom

•

•

•

•

•

•

•

•

1 V KĂ© 9SzK 0708

4/18


Az atomok elektronegativitása 33 Szabad atomok a földi körülmények között csak a nemesgázokban fordulnak elő. A többi elem atomjai egymással, vagy más elemek

atomjaival kémiai kötéseket hoznak létre.

Elektronegativitás: kötésben levő atom elektronvonzó képessége. Jele: EN.

Legnagyobb a fluóratomé (ENF = 4), a legkisebb a franciumé (ENFr = 0,7).

A kis elektronegativitású fématomok (EN<2) fémes kötést, a viszonylag nagy elekronegativitású nemfématomok (EN>2) apoláris

kovalens kötést létesítenek egymással.

Ha az egymással reagáló atomok elektronegativitás különbsége nagy (ΔEN>2), akkor ionos, ha kicsi (0 <ΔEN<2), akkor poláris kovalens

kötés jön létre.

4. Az atomok méretének és elektronegativitásának (EN) változása a rendszám növekedésével

Méret EN

Főcsoport ↑ nő ↓ csökken

Periódus ↓ csökken ↑ nő

Elsőrendű kötések

Ionos kötés 31

Az ellentétes töltésű ionok közötti elektrosztatikus vonzást ionkötésnek nevezzük.

I.A—VII.A I.A—VI.A II.A—VII.A II.A—VI.A

Na· + ·Cl → Na+ + Cl- 2 Na· + ·O·→2 Na+ + O2- Ca: + 2·Cl → Ca 2+ + 2 Cl- Ca: + ·O·→ Ca 2+ + O2-

Na· → Na+ + e- (oxidáció) 2Na· →2 Na+ + 2e- (ox.) Ca: → Ca 2+ + 2e- (ox.) Ca: → Ca 2+ + 2e- (ox.)

Cl· + e-→ Cl- (redukció) ·O· + 2e-→ O2- (red.) 2 Cl· + 2e-→ 2 Cl- (red.) ·O· + 2e-→ O2- (red.)

2 Na + Cl2 → 2NaCl 4 Na + O2 → 2 Na2O Ca + Cl2 → Ca Cl2 2 Ca + O2 → 2 Ca O

Kovalens kötés 37

Közös elektronpárral kialakított kapcsolat. 37/12. Á

Kovalens kötés azonos atomok között

H· + ·H → H:H H—H H2 ∆ENH-H = 2,1-2,1=0

Cl· + ·Cl → Cl : Cl Cl—Cl Cl2 ∆ENCl-Cl = 3,0-3,0=0

A vegyértékelektronok közül az atomokat összekapcsoló kötéseket, az ún. kötő elektronpárokat az atomok közötti vonalakkal, a kötést

nem létesítő, ún. nemkötő elektronpárokat a vegyjel körüli vonalak szimbolizálják. (A vegyjellel az atomtörzset jelöljük.)

A kötő és a nemkötő elektronpárok is a kötést létesítő atomok vegyértékelektronjait tartalmazzák.

Kovalens vegyérték: egy adott molekulában az egy atomhoz tartozó kötő elektronpárok száma. ·O· + ·O· → O:: O O ═ O O2 ∆ENO-O = 3,5-3,5=0

· · | N· + · N | → | N N | | N≡ N | N2 ∆ENN-N = 3,0-3,0=0 · · Azonos atomok kapcsolódása→ ∆EN=0, töltéseloszlás (a kötő és nemkötő elektronpárok térbeli elhelyezkedése) szimmetrikus→ a kötés

és a molekula is apoláris.

Kovalens kötés két különböző atom között: H Cl ∆ENCl-H = 3,0-2,1= 0,9

Az atomok elektronegativitási különbsége nem zérus, a kötőpár eloszlása (a molekulák töltéseloszlása) nem szimmetrikus→ a kötés és a

molekula poláris. (A poláris molekula másképpen: dipólusmolekula.)

Az olyan kovalens kötést, amelyben egy atom adja a kötő elektronpárt, datív kötésnek nevezzük.

|C + O |C≡O|

e- e- 2 e- 2 e- 2 e- 2 e-

kötő elektronpár

nemkötő elektronpárok (6 db)

: :

˙ ˙

· ·

· ·

A háromszoros kötés kialakításában a szénatom csak

két párosítatlan elektronnal vesz részt, az oxigén

viszont az egyik nemkötő elektronpárjával is.

1 V KĂ© 9SzK 0708

5/18


Molekulapálya kialakulása és energiája 39

A molekulákban a kapcsolódó elektronok az atompályákról molekulapályára kerülnek. 40/13. Á, 41/ 14. Á

Molekulapálya: az a térrész a molekulában, ahol az elektronpár 90 %-os valószínűséggel tartózkodik.

Pauli elve a molekulapályákra is érvényes: egy molekulapályán maximálisan 2 elektron mozoghat.

Kötéshossz (kötéstávolság, jele: d, egysége: nm): a molekulában a kötést létesítő két atommag közötti távolság. A kötéshossz általában a

kötési energia változásával fordított irányban változik. 41/ 8. T

Kötési energia: egy mol molekulában a két atom közötti kötés felszakításához szükséges energia. Mértékegysége kJ/mol, előjele +.

Minél nagyobbak a kötést létesítő atomok, annál kisebb a kötési energia, és annál nagyobb a kötéshossz. 41/8 T

Többszörös kovalens kötés 42

A kettős kötés energiája nagyobb, mint az egyszeresé, de nem kétszerese, a háromszoros kötésé nem háromszorosa az egyszeres kötés

energiájának, mivel a π-kötés energetikailag kedvezőtlenebb helyen van, mint a ζ–kötés. 43/15. Á, 43/16. Á

ζ (szigma)-kötés: a kötő elektronpár elektronsűrűsége a kötés tengelye mentén a legnagyobb, tengelyszimmetrikus. Az egyszeres kötés

mindig σ –kötés.

π (pi)-kötés: a kötő elektronpár elektronsűrűsége a kötés tengelyére merőlegesen a legnagyobb, síkszimmetrikus. Két atom között

legfeljebb három elektronpár létesíthet kötést. A hármas kötésben a két pi-kötés merőleges egymásra.

Többszörös kötés kialakítására többnyire a kisméretű, nagy elektronegativitású atomok képesek (pl.: C, N, O).

A molekulák térbeli felépítése és polaritása 45, 48

A kovalens kötés lehet:

- azonos elektronegativitású atomok kapcsolódása esetén→ apoláris,

- eltérő elektronegativitásúak atomok kapcsolódása esetén→ poláris.

A molekulák polaritásának meghatározói:

- kötések polaritása,

- a molekulák alakja.

Többatomos (kettőnél több) molekulák

Központi atom: az a legnagyobb vegyértékű atom, amelyhez a többi atom kapcsolódik.

Kötésszög: a kötések által bezárt szög. (Kétatomos molekulák esetében kötésszög nincs. Mindig lineárisak.)

A kötésszöget meghatározza a központi atom:

- ζ - kötő és

- nemkötő elektronpárjainak száma. →VEPT: a vegyértékelektronpárok egymást a lehető legtávolabbra taszítják:

2 vegyértékelektronpár→180o-ra 3 vegyértékelektronpár→120o-ra 4 vegyértékelektronpár→109,5o-ra

Cl— Be—Cl

F

B

F F

H

C

H H

H

egyenes (lineáris) síkháromszög (planáris) tetraéderes

Térbelileg szimmetrikus molekulák. Mivel az egyenértékű kötések szimmetrikusan helyezkednek el, a kötések egymás

hatását kioltják→ a molekula apoláris

A kötésszöget módosító tényezők

π- kötés A központi atom nemkötő elektronpárja

Lineáris (egyenes) moleku-

lákban a π- kötésnek van

elegendő helyük, nem

módosítják a kötésszöget.

A központi atomhoz kapcsolódó π-

kötésnek nagyobb a térigénye.

Mivel csak egy atom vonzása alatt áll, jobban behúzódik

a központi atomhoz, és jobban szétterül, mint a két atom

közé „szorított” kötő elektronpár.

(acetilén molekula)

H—C C—H

Kötésszög = 180o

(formaldehid molekula)

H

C O

H

Kötésszög < 120o

síkmolekula

N

H H

H

Kötésszög < 109,5o

piramis alakú (háromszög alapú)

(szén-dioxid molekula)

O—C—O

Kötésszög = 180o

(etilén molekula)

H H

C C

H H

Kötésszög < 120o

síkmolekula

O

H H

Kötésszög < 109,5o

V-alakú

Az atomok a ζ-kötés mentén egymáshoz viszonyítva elfordulhat-

nak. A ζ- és a π- kötés együttes jelenléte nem teszi lehetővé az

elfordulást.

δ –

δ +

δ –

δ +

poláris molekula

poláris molekula poláris molekula

apoláris molekula

1 V KĂ© 9SzK 0708

6/18


+ − + − + −

+ − + −

+ − + − + −

+ − + −

Fémes kötés 69

A pozitív töltésű fématomtörzsek és a delokalizált elektronok közötti vonzást fémes kötésnek nevezzük.

A fémes kötéssel összekapcsolt fématomtörzsek halmaza a fémrács.

Másodrendű kötések 62 A molekulák között működő erőket, az intermolekuláris kapcsolatokat másodrendű kötéseknek nevezzük. Energiájuk sokkal kisebb,

mint az elsőrendű kötéseké.

Fajtái Feltétele Hatása az anyag

olvadáspontjára

forráspontjára

Példák Egyszerű ábrázolásuk

Diszperziós (apoláris-poláris) kölcsönhatás

pillanatnyi dipólus létrejötte

alacsony op, fp, kis

hatás

elemi gázok, szén-

hidrogének

Dipólus-dipólus kölcsönhatás

állandó dipólusmolekulák

növelő hatás H2S (kénhidrogén),

HCl (hidrogénklorid)

Hidrogénkötés

A másodrendű kötések

közül a legerősebb (de

energiája csak kb.

egytizede az elsőrendű

kötések energiájának).

1. Nagy EN-ú elemhez

kapcsolódó H-atom.

2. Nemkötő elektronpár-

ral rendelkező atom

molekulán belül.

erősen növeli H2O,

NH3, HF,

alkoholok, karbon-

savak, szénhidrátok

ANYAGI HALMAZOK 55 Anyagi halmazok: sok részecskéből álló anyagok.

Az anyagok tulajdonságait meghatározzák:

- a részecskék (atomok, ionok, molekulák),

- a belőlük képződött halmaz szerkezete,

- külső körülmények: hőmérséklet, a nyomás és a térfogat (állapothatározók; standardállapot: 25oC és 0,1 MPa nyomás).

5. A halmazok csoportosítása a felépítő részecskék között működő kölcsönhatások erőssége alapján

Alak Térfogat

Gáz változó változó

Cseppfolyós változó állandó

Szilárd állandó állandó

57/9. T→ Az anyagok halmazállapota függ: a részecskék közötti kölcsönhatás erősségétől, moláris tömegüktől (→méret).

A gázok 56 K/ 56: szalmiákszesz (ammónium-hidroxid-HN4OH) + sósav (HCl vizes oldata)

- Betöltik a rendelkezésükre álló teret.

- Sem állandó alakjuk, sem állandó térfogatuk nincs.

- A részecskék közötti kölcsönhatás gyenge, egymástól távol, viszonylag szabadon mozognak.

A gázok halmazállapota megváltoztatható:

a) A hőmérséklet csökkentésével→ csökken a mozgásuk és az energiájuk,

b) A nyomás növelésével→ csökken a mozgástér, a részecskék közelebb kerülnek egymáshoz, kölcsönhatásba lépnek.

Avogadro törvénye 57

Egyenlő térfogatú gázok azonos hőmérsékleten és nyomáson – az anyagi minőségtől függetlenül- ugyanannyi molekulát tartalmaz-

nak. (Gázok azonos számú molekulája azonos hőmérsékleten és nyomáson egyenlő térfogatot tölt be.)

Egy mól (6∙1023 db molekula) gáz azonos állapotban egyenlő térfogatot tölt be az anyagi minőségtől függetlenül. Ezt a térfogatot

moláris térfogatnak nevezzük. Jele: Vm Mértékegysége:mol

dm3

.

6. A gázok moláris térfogata Állapot dm3/mol Összefüggések:

standard (25oC; 0,1 MPa nyomás) 24,5 n=m/M

szobahőmérséklet (20oC; 0,1 MPa nyomás) 24 n=N/ NA

normál (0oC; 0,1 MPa nyomás) 22,41 n= V/ Vm

7. A kémiai számítások leggyakrabban használt jelölései

n mólok száma

m a vizsgált anyag tömege

M moláris tömeg: az egységnyi anyagmennyiségű (1mol) anyag tömege: M=m/n

N részecskeszám

NA Avogadro-állandó: az egységnyi anyagmennyiségű (1mol) rendszerben lévő részecskék száma, NA =6·1023 mol-1. NA=N/n.

V a vizsgált anyag térfogata

Vm moláris térfogat: az egységnyi anyagmennyiségű (1mol) anyag térfogata: Vm=V/n

A kölcsönhatás

erőssége nő

1 V KĂ© 9SzK 0708

7/18


A folyadékok 61 K/61: kálium-permanganát (KMnO4), víz

Diffúzió: a molekulák önként végbemenő elkeveredése. (Sebessége folyadékokban mintegy százezerszer kisebb, mint gázokban.)

Szilárd anyagok 65 K/65: jód szublimációja, K/66: amorf és kristályos kén

A szilárd anyagok alakja, térfogata állandó. Még viszonylag nagy erővel is összenyomhatatlanok.

1. Amorf (alaktalan) anyagok: a részecskék nem rendeződnek kristályrácsba és olvadásuk sem egy adott hőmérsékleten következik

be, hanem fokozatosan lágyulnak (pl. üveg, viasz). Nincs határozott olvadáspontjuk.

2. Kristályos anyagok: az atomok, ionok, molekulák szabályos térbeli rácsot alkotnak. Határozott olvadásbotjuk van.

Szublimáció: a szilárd halmazállapotú anyag melegítés hatására közvetlenül légneművé válik anélkül, hogy megolvadna, ill. gőzeik

lecsapódva szilárd halmazállapotot hoznak létre.

Kristályrácstípusok

Rácstípus Halmazképző

részecskék

Kapcsolat a részecskék

között

Tulajdonságok

Atomrács

Elemek: B, C (gyémánt, grafit), Si,

Ge, stb.

Vegyületek: SiO2, ZnS, SiC stb.

atomtörzsek kovalens kötés

(elsőrendű kötés)

1. Magas op, fp (az atomtörzs méretének növeke-

désével csökken).

2. Kemények.

3. Az elektromos áramot és a hőt nem, vagy igen

rosszul vezetik. Szigetelők vagy félvezetők.

4. Nincs oldószerük.

Fémrács - Lapon középpontos kockarács (Pl.:Au, Ag, Cu, Al, Ca)

- Térben középpontos kockarács (Pl.: Na, K, Fe, Cr, W)

- Hatszöges rács (Pl.: Mg, Ni, Zn)

„fémionok”

(fématomok)

fémes kötés


A rácsot összetartó erő

függ az atomok méreté-

től és a vegyértékelekt-

ronok számától.

1. Az op és a fp változó, függ a fémes kötés

erősségétől és a rácsszerkezettől. Szobahőmér-

sékleten szilárdak (kivétel: Hg).

2. Keménységük függ a fémes kötés erősségétől és

a rácsszerkezettől.

3. A hőt és az elektromosságot jól vezetik.

4. Egymás olvadékában oldódnak (ötvözet).

5. Csillogó, általában szürke színű anyagok

(kivéve a réz és az arany).

6. Sűrűségük alapján: könnyűfémek (5 g/cm3- nél

kisebb; pl.: Na, Al), nehézfémek (5 g/cm3-nél

nagyobb; pl.: Fe, Cu, Pb).

Molekularács

Pl.: H2 (sz), O2 (sz), N2 (sz), I2 (sz),

S8 (sz) , grafit, fullerének

HCl, H2O (sz) (jég),

CO2 (sz) (szárazjég), naftalin, kámfor

(A nagyobb elektronegativitású

elemek és vegyületeik.)

molekulák vagy nemesgázatomok

másodrendű kötés

- diszperziós,

- dipólus-dipólus,

- hidrogénkötés.

1. Viszonylag alacsony op, fp, amit a molekula

polaritása és moláris tömege is befolyásol. A

méret növekedésével nő. Gyakran szublimálód-

nak és illékonyak.

2. Puha anyagok vagy kis keménységűek.

3. Az elektromos áramot és a hőt nem vezetik.

4. Oldékonyságuk a molekula polaritásától függ.

(„Hasonló hasonlót old.”) (69/1.)

Ionrács Pl.: NaCl,

Na2O, CaCl2, CaO stb.

(Csak vegyületek, nagy elektrone-

gativitás-különbség esetén.)

ellentétes töltésű

ionok

ionkötés


1. Magas op, fp. (A méret növekedésével csök-

ken.)

2. Általában ridegek, törékenyek. (Ha külső

hatásra a rács-sík eltolódik, azonos töltésű ionok

kerülnek egymás mellé, amelyek taszítják egy-

mást.)

3. Az olvadékuk és vizes oldatuk vezeti az elekt-

romos áramot.

4. Vízben általában jól oldódnak.

Az anyagi halmazok keveréke

Az oldatok 75

Oldószer Oldott anyag

poláris apoláris szilárd folyékony gáz

(pl.: víz) (pl.: benzin, benzol) (pl.: NaCl, répacukor) (pl.: etilalkohol) (pl.: oxigén gáz)

Fogalmak: telített oldat, telítetlen oldat, híg oldat, tömény oldat, oldhatóság.

Az oldatok töménységének megadása 78

Megnevezése (jele) Jelentése Mértékegysége

oldatban oldott anyag

tömegszázalék (m/m%) 100 g ? g

térfogatszázalék (v/v %) 100 cm3 ? cm3

anyagmennyiség-koncentráció vagy kémiai koncentráció (c) 1000 cm3 (= 1dm3) ? mol mol/dm3

1 V KĂ© 9SzK 0708

8/18


Az oldódás folyamata 81

Ionvegyületek oldódása

82/33. Á Fogalmak: hidratáció, elektrolitos disszociáció, elektrolit.

Molekuláris szerkezetű anyagok oldódása

poláris molekulák és poláris oldószer kölcsönhatása, 83/34. Á

apoláris molekulák és apoláris oldószer kölcsönhatása. K/84: sósavoldat és cukoroldat áramvezető képessége

Általában: apoláris oldószerekben az apoláris anyagok, poláris oldószerekben a poláris és az ionkötésű anyagok oldódnak jól. Röviden:

hasonló a hasonlót oldja.

Fogalom: szolvatáció.

Az oldódás energiaviszonyai 84

K/84: NH4Cl és NaOH oldása, 85/35. Á

Oldáshő (Q): megmutatja, hogy mekkora hő szabadul fel, vagy mennyi hőt vesz fel a rendszer 1 mol anyag nagy mennyiségű oldószer-

ben történő feloldásakor. (Az oldhatóság a hőmérséklet növelésével exoterm oldódás esetén csökken, endoterm oldáskor növekszik.)

Telített oldatban időegység alatt ugyanannyi molekula vagy ion oldódik, mint amennyi kiválik. A szilárd anyag és telített oldata között

egyensúly van.

Egyensúly esetén az oldódás és a kristályosodás sebessége megegyezik. Az egyensúlyi állapot a részecskék állandó oldódása és kiválása

miatt mozgó, dinamikus állapot.

A fémek oldása kémiai reakció, az atomrácsos anyagok vízben nem oldódnak, ezért az oldott anyag ionkristályos vagy kovalens kötésű

lehet.

Az anyagok kolloid állapota 86 Diszpergálás: összekeverés, elegyítés→ egy anyagot egy másik anyagban szétoszlatunk.

Közeg: az az anyag, amelyben egy másik anyagot szétoszlatunk.

Homogén rendszer: részecskéi között nincs határfelület (pl.:levegő). A részecskék mérete 1nm-nél kisebb (1nm = 10-9 m).

Heterogén rendszer: a részecskék között van határfelület (pl.: poros levegő). A diszpergált részecskék mérete > 500 nm.

Kolloid rendszer: átmenet a homogén és a heterogén rendszerek között. Méretbeli sajátságot jelent. A kolloid rendszerben a részecskék

mérete: 1-500 nm.

8. Kolloidok csoportosítása

1. A deiszperziós közeg és a diszpergált anyag halmazállapota alapján

Diszperziós közeg Diszperz rész Kolloid rendszer Példa

folyékony köd savködök, permetek

gáz aeroszolok szmog (füstköd)

szilárd füst dohányfüst

gáz hab tojáshab, tejszínhab, borotvahab

folyékony folyékony emulzió lioszolok tej, tejföl, vaj, majonéz, arckrémek

szilárd szuszpenzió kakaó

2. A diszpergált rész mozgékonysága vagy alaktartása szerint: szolok (oldatok), gélek (kocsonyák)

Kémiai reakciók

A kémiai reakciók hőhatásai 91 A hőváltozásokat feltüntető egyenleteket termokémiai egyenleteknek nevezzük.

Az átalakuló anyag belső energiájának változása szerint a kémiai folyamat lehet: 92/37. Á

endoterm: nő, hő nyelődik el, + előjel.

exoterm: csökken, hő szabadul fel, - előjel,

Reakcióhő: megadja, hogy mekkora hőváltozás kíséri a reakcióegyenlet által feltüntetett minőségű és mennyiségű anyagok átalakulását.

Jele: Q, mértékegysége: kJ. A reakcióhő függ attól is, hogy a reagáló anyagok és a termékek milyen formában vannak jelen→ a termo-

kémiai egyenletben, mindig feltüntetik az anyagok vegyjelei, képletei mellett azok állapotát is.

Képződéshő: annak a reakciónak a reakcióhője, amelyben egy vegyület 1 mólja standard körülmények között stabilis állapotú elemeiből

keletkezik. Jele: q mértékegysége: kJ/mol. Az elemek standard állapotban stabilis módosulatának képződéshőjét (megállapodás szerint)

zérusnak választották.

Hess tétele: a reakcióhő csak a kezdeti és végállapottól függ, az úttól, amelyen a rendszer a kiindulási állapotból a végállapotba jut

független.

Az aktiválási energia 94 K: Mg-szalag égetése 95/38. Á

Aktiválási energia: az az átlag feletti energiatöbblet, amelynek birtokában a molekulák átalakulásra képesek. Jele: Ea, egysége: kJ/mol.

1 V KĂ© 9SzK 0708

9/18


H+ (p+) H+ (p+)

egyesülés

bomlás

Reakciósebesség 96 Reakciósebesség (v): kifejezi, hogy egységnyi térfogatban egységnyi idő alatt hány mol alakul át a kiindulási anyagok valamelyikéből,

vagy hány mol keletkezik a termékek valamelyikéből. 96/39. Á

A reakciósebesség függ

a) a reagáló anyagok minőségétől,

b) a kiindulási anyagok koncentrációjától,

c) hőmérséklettől (A hőmérséklet 10 Co-kal történő emelése általában 2-3- szorosára növeli a reakciósebességet.),

d) katalizátortól. K/97 Zn + I2 98/40. Á

Katalizátor: olyan anyag, amely a reakció sebességét növeli, de a reakció végén változatlan állapotban marad vissza. Új reakcióutat nyit

meg, amelynek kisebb az aktiválási energiája, agy adott hőmérsékleten.

Koncentráció (c): a térfogategységben levő mólok száma. Mértékegysége: mol/dm3.

Kémiai egyensúly 99 Egyirányú a reakció, ha:

- a kiindulási anyagoknál stabilisabb végtermék keletkezik,

- a visszaalakulás gátolt, mert például a termék távozik a rendszerből.

Megfordítható reakció: a kémiai folyamat termékei is reagálnak egymással, miközben újraképződnek a kiindulási anyagok. 100/41. Á

képződés bomlás

Pl.: ammónia képződése. N2 + 3 H2 = 2 NH3 2 NH3 = N2 + 3 H2

Az ellentétes irányú reakciók két egyenlete helyett elég egyet írnunk, ha a megfordíthatóság jelzésére az egyenlőségjel helyett a kettős

nyilat használjuk. N2 + 3 H2 2 NH3

Amikor egy megfordítható folyamat ellentétes irányú reakciói azonos sebességgel mennek végbe, kémiai egyensúly alakul ki. Egységnyi

idő alatt ugyanannyi termék keletkezik, mint amennyi visszaalakul (dinamikus egyensúlyi állapot).

v1 = v-1 A „–1”- es index a folyamat ellentétességére utal.

A kémiai egyensúly irányítása 101 Legkisebb kényszer elve: dinamikus egyensúly megbontásakor olyan átalakulás indul meg, mely az okozott változás mértékét csökken-

ti. A kialakult egyensúlyi koncentrációk megváltoztathatók:

a) A komponensek koncentrációjának megváltoztatásával: N2 + 3 H2

b) A körülmények megváltoztatásával.

a) hőmérséklet: N2 + 3 H2 2 NH3 Q = —102,5 kJ az egyensúly eltolása:

Ha a fenti egyensúlyi rendszer hőmérsékletét növeljük, az endoterm, míg ha csökkentjük, az exoterm irányba toljuk el.

b) nyomás: N2 + 3 H2 2 NH3 az egyensúly eltolása:

4 mol 2 mol

A katalizátor mindkét irányban csökkenti az aktiválási energiát, így mindkét irányban gyorsul a folyamat. Ennek következtében előbb

áll be az egyensúly, de a katalizátor az egyensúlyi koncentráció-viszonyokat nem befolyásolja.

A kémiai átalakulások csoportosítása 103 A kémiai átalakulások során kémiai kötések bomlanak fel, és új kötések jönnek létre

a) A reakcióban részt vevő anyagok száma szerint:

- egyesülés (A szerves vegyületek reakciói közül az addíció és a polimerizáció is egyfajta egyesülés.)

- bomlás.

b) Szubsztitúció vagy cserereakció

c) A reakció során bekövetkező részecskeátmenet szerint

- sav-bázis reakciók (protonátadással járó folyamatok),

- redoxireakciók (elektronátmenettel járó folyamatok).

Protonátmenettel járó reakciók 106

A proton (hidrogénion) átadással járó folyamatokat protolitikus reakcióknak nevezzük. Mindig megfordíthatók.

HCl(g) + H2O(f)

H3O+

(aq) + Cl-(aq) NH3(g) + H2O(f)

NH4

+(aq) + OH-

(aq)

oxóniumion kloridion ammóniumion hidroxidion

sav1 bázis2 sav2 bázis1 bázis2 sav1 sav2 bázis1

2 NH3

exoterm

endoterm

↓ cseppfolyósítás

— hő

+hő

csökken

nő

növelés

csökkentés

1 V KĂ© 9SzK 0708

10/18


H+ (p+)

Mindazokat a molekulákat és ionokat, melyek az adott reakcióban protont adnak át, savaknak nevezzük.

Mindazokat a molekulákat és ionokat, melyek az adott reakcióban protont vesznek fel, bázisoknak nevezzük.

Az egyensúlyi rendszerekben a savak, illetve bázisok ún. sav-bázis párokat alkotnak. (Az egymásba protonleadással, ill. -felvétellel

kölcsönösen átalakuló savat és bázist konjugált párnak nevezzük.)

H2O(f) + H2O(f)

H3O+

(aq) + OH-(aq)

sav1 bázis2 sav2 bázis1

Az olyan vegyületeket, amelyek savként és bázisként is reagálhatnak, amfoter vegyületeknek nevezzük (pl.: víz).

A könnyebb kezelhetőség érdekében az oldatok oxóniumion-koncentrációja helyett vezették be a pH-t, amely az oxóniumion-

koncentráció mérőszáma tízes alapú logaritmusának mínusz egyszerese: pH = -lg [H3O+]

Savas kémhatású oldatok Semleges oldatok és a víz Lúgos kémhatású oldatok

[H3O+]> [OH-] [H3O

+] = [OH-] [H3O+]< [OH-]

pH < 7 pH = 7 pH > 7

A savak és a bázisok egymással való reakciója a közömbösítés.

Ha a közömbösítési folyamat semleges kémhatást eredményez, akkor a folyamatot semlegesítésnek nevezzük.

HCl + NaOH = NaCl + H2O

H3O+ + Cl- + Na+ + OH- = Na+ + Cl- + 2H2O

Bármely sav- és lúgoldat reakciójának lényege: H+(aq) + OH-

(aq) = H2O(f) pontosabban: H3O +

(aq) + OH-(aq) = 2H2O(f).

Redoxifolyamatok 109

Az oxidáció elektronleadást, a redukció elektronfelvételt jelent.

Az oxidációs szám az anyagot alkotó „atomok” tényleges vagy névleges töltése. Az atomok oxidációs számát vegyjelük felett tüntetjük

fel.

- Az elemek oxidációs száma mindig nulla.

- Az egyszerű ionok oxidációs száma az ion töltésével egyenlő.

- A molekulában kötött atom oxidációs számát úgy kapjuk, hogy a kötő elektronpárokat gondolatban a nagyobb elektronegativitású

atomhoz rendeljük, ha az összekapcsolt atomok különbözőek, és megfelezzük, ha azonos minőségűek. Egy molekulán belül az egyes

atomok oxidációs számainak indexszámokkal szorzott összege mindig zérus. -3+1 +1-2

NH3 H2O

1· (-3) + 3· (+1) = 0 2· (+1) + 1· (-2) = 0

Néhány atom vegyületeiben kötött állapotára jellemző oxidációs szám:

alkálifémeké (I. A) mindig +1

alkáliföldfémeké (II. A) mindig +2

oxigéné általában –2, kivéve, pl. peroxidokban, ahol –1 (pl.: H2O2 hidrogén-peroxid)

hidrogéné általában +1, kivéve, a hidridekben, ahol –1 (pl.: NaH nátrium-hidrid)

fluoré mindig -1

- Az összetett ionok esetén az alkotó atomok oxidációs számainak indexszámokkal szorzott összege megegyezik az ion töltésével. Pl.:

az ammóniumion esetén: -3 +1

N H4+ 1· (-3) + 4· (+1) = +1

Elektrokémiai alapismeretek Az elektrokémia a kémiai reakciók által előidézett elektronos jelenségekkel, valamint az elektromos energia hatására bekövetkező kémiai

változásokkal foglalkozik.

Galvánelemek 112

Olyan berendezések, amelyekben a kémiai energia elektromos energiává alakul át. 113/42. Á, 113/43. Á K/113/43. Á

Fogalmak: elektród, elektródpotenciál, anód, katód, Daniell-elem. 114/44. Á

Jelölésük: A résztvevő anyagokat képlettel jelöljük, a fázishatárt függőleges vonallal, az ionok vándorlását lehetővé tevő porózus falat

szaggatott vonallal jelöljük. Megállapodás szerint baloldalra írjuk az anódot.

Általánosan: — anódfém anód elektrolit katód elektrolit katódfém +

A Daniell-elem diagramja: — Zn(sz) ZnSO4-oldat CuSO4-oldat Cu(sz) +

Rövidebben (a reakcióban részt nem vevő anionokat elhagyva): — Zn(sz) Zn2+(aq) Cu2+

(aq) Cu(sz) +

Azt a feszültséget, amit akkor mérünk a két elektród között, amikor a cellán gyakorlatilag nem folyik át áram (pl. igen nagy ellenállású

voltmérőt iktatunk az áramkörbe), a galvánelem elektromos erejének nevezzük. Megállapodás szerint pozitív érték.

Jele: E, mértékegysége: Volt (vagy mV, kV stb.).

N

H H

H

O

H H

1 V KĂ© 9SzK 0708

11/18


A standardpotenciál és alkalmazása 115

Fogalmak: standard hidrogénelektród, standard elektródpotenciál (jele: εo)

- Galvánelemek pólusainak megállapítására és elektromotoros erejük kiszámítására: E= εo- εo. 116/45. Á

A standard elektródokból álló Daniell-elem elektromos ereje : — Zn(sz) Zn2+

(aq) Cu2+(aq) Cu(sz) +

Standardpotenciálok (oxidált/redukált): εo(Zn2+/Zn) = -0,76 V εo(Cu2+/Cu) = 0,34

E= εo- εo E = 0,34 V – (-0,76) = 1,1 V

- A redoxireakciók irányának meghatározása.

a) elem +elem

- Fémek esetében az atom képes oxidálódni. 0 +2 +2 0 0 +2

Zn + Cu2+

= Zn2+

+ Cu Cu + Zn2+

≠ -0,76 V 0,34 V

- Nemfémek esetében az anion képes oxidálódni. -1 0 -1 0 -1 0

2 J—

+ Br2 = 2Br—

+ J2 2Br-—

+ J2 ≠ 0,54 V 1,06 V

b) fém + sav Legtöbbször a H+-ionokkal történik változás, míg a savmaradék-ion változatlan marad.

0 +1 -1 +2 -1 0 0 +1 -1

Zn + 2 HCl = ZnCl2 + H2 Cu + 2 HCl ≠

Az elektrolízis 118

Elektrolízis: elektromos áram hatására lejátszódó kémiai reakció. Az elektromos energia alakul át kémiai energiává.

A számba jöhető elektrokémiai folyamatok közül mindig az megy végbe könnyebben, amelyhez kevesebb aktiválási energia szükséges.

Katód Anód

Elektródfolyamat típusa redukció oxidáció

A galváncellában + pólus - pólus

Az elektrolizáló cellában - pólus + pólus

ZnI2 oldatának elektrolízise grafit elektródok között (A grafitelektródok közömbös ún. indifferens elektródok.)

ZnI2⇌ Zn2+ +2I- — katód (red.) + anód (ox.) ZnI2

e2Zn + I2

2H2O⇌ 2H+ +2OH- Zn2+ + 2e- = Zn 2I- = I2 + 2e-

CuSO4 oldatának elektrolízise grafit elektródok között

CuSO4⇌ Cu2+ + SO42- — katód (red.) + anód (ox.)

CuSO4

e2Cu + 2

1 O2

2H2O⇌ 2H+ + 2OH- Cu2+ + 2e- = Cu 2OH- = 21 O2 + H2O +2e-

[H+]>[OH-] savas kémhatás

NaCl oldatának elektrolízise grafit elektródok között

NaCl ⇌ Na+ + Cl- — katód (red.) + anód (ox.)

2NaCl2

e22Na + Cl2

2H2O⇌ 2H++OH- 2 H2O + 2e- = H2 +2OH- 2Cl- = Cl2 + 2e-

lúgos kémhatás

Na2SO4 oldat elektrolízise grafit elektródok között

Na2SO4 ⇌ 2 Na+ + SO42- — katód (red.) + anód (ox.)

2H2O ⇌ 2H+ + 2OH- 2 H2O + 2e- = H2 +2OH- 2OH- = 21 O2 + H2O +2e- H2O

e2H2 + 2

1 O2

lúgos kémhatás [H+]>[OH-] savas kémhatás A nagyon kis standardpotenciálú

fémek ionjai helyett a katódon a víz

hidrogénje redukálódik.

Ha az oldat összetett ionokat tartalmaz, akkor általában a víz

oxigénje oxidálódik, és oxigéngáz

fejlődik.

Az anódon leadott és a katódon felvett elektronok száma megegye-

zik, így összességében ugyanannyi

hidroxid- és hidrogénion (oxóniumion) keletkezik, vagyis a

teljes oldat kémhatása nem változik.

Az elektrolízis során tulajdonképpen vízbontás történik, így az oldat

töményedik.

1 V KĂ© 9SzK 0708

12/18


CH

CH

CH

CH

CH

CH

SZERVES VEGYÜLETEK

A szénvegyületek nagy száma 202

Szerves vegyületek: a szenet tartalmazó vegyületek, kivéve szén-monoxid (CO), szén-dioxid (CO2), szénsav (H2CO3), a szénsav sói a

karbonátok (pl.: kalcium-karbonát v. mészkő CaCO3).

Mi az oka a szénvegyületek nagy számának?

1. A szénatom négy egyenértékű és erős kovalens kötést tud létesíteni.

2. A szénatomok nemcsak más atomokkal (H, O, Cl, S) kapcsolódhatnak, hanem egymással is korlátlan számban alkothatnak lán-

cokat, vagy gyűrűs szerkezetű stabilis molekulákat.

3. A szénatom kis mérete és viszonylag nagy elektronegativitása többszörös kötések kialakulását is lehetővé teszi.

4. Az atomok kapcsolódási sorrendje (konstitúciója) sokféle lehet. → Izomer vegyületek (izosz gör. = azonos, merosz gör. =

rész): összegképletűk azonos, de szerkezetük (és tulajdonságaik) különbözőek. Például a pentán molekula szénatomjai három-

féleképpen, kapcsolódhatnak (3 izomerje van):

C— C— C— C— C C— C— C— C C— C— C

5. A szénvegyületekben a szénen és hidrogénen kívül más atomok, ún. heteroatomok (O, N, S, P, halogének) is részt vehetnek a

molekulaképzésben (beépülhetnek a szénvázba, ill. kapcsolódhatnak a hidrogénatomok helyére). → Funkciós csoport: a

heteroatom, vagy a hozzá kapcsolódott néhány atommal együtt alkotott atomcsoport. A vegyületek tulajdonságait döntő módon

befolyásolja.

A szénvegyületek csoportosítása 204

I. A szénvázuk szerint:

nyílt láncú vegyületek pl. hexán CH3— CH2— CH2— CH2— CH2— CH3,

zárt láncú v. gyűrűs v. ciklikus vegyületek, pl. ciklohexán, benzol.

ciklohexán benzol

II. A szénatomok közötti kötés alapján:

telített szénhidrogének: a szénatomok csak egyszeres kötéssel (σ-kötés) kapcsolódnak (pl. hexán, ciklohexán),

telítetlen szénvegyületek: molekulájukban egy vagy több helyen a szénatompárok kettős vagy hármas kovalens kö-

téssel kapcsolódnak (pl. etilén vagy etén, acetilén vagy etin),

etilén

(etén)

acetilén

(etin)

aromás vegyületek: az egyszeres kötéssel kialakított gyűrűt π-elektronok erősítik (pl. benzol).

III. Elemi összetétel alapján:

szénhidrogének: molekuláit csak szén- és hidrogénatomok alkotják,

heteroatomos vegyületek.

A szerves vegyületek összetételének leírása

Összegképlet: egy molekulában az alkotóelemek atomjainak számát mutatja meg (pl. propán: C3H8).

Szerkezeti képlet: az alkotó atomok számán kívül az atomok kapcsolódását is megmutatja.

a) Konstitúciós képlet: egy-egy atom hány másik atommal és hányszoros kötéssel kapcsolódik (konstitúció = alkat).

b) Atomcsoportokkal kifejezett képlet vagy félkonstitúciós képlet (régies nevén gyökcsoportos képlet).

c) Vonalképlet: csak a szénláncot és a hidrogénen kívüli atomokat, funkciós csoportokat tünteti fel.

a)

H—C— C— C—H

b) CH3— CH2— CH3 c)

C C

C

C C H

H

H

H

CH CH

H

H

H

H

H

H

CH2

CH2

CH2

CH2 CH2

CH2

1 V KĂ© 9SzK 0708

13/18


Szénhidrogének

Alkánok vagy paraffinok 207

Fogalmak: paraffinok, homológ sorozat, krakkolás.

Az általános összegképletük: CnH2n+2.

A normális láncú alkánok atomcsoportos általános képlete: H—(CH2)n—H (n a szénatomok száma).

Összegképlet Szerkezeti képlet

Konstitúciós képlet Atomcsoportokkal kifejezett képlet

Metán CH4

CH4

Etán C2H6

CH3— CH3

Propán C3H8

CH3— CH2— CH3

Bután

C4H10

CH3— CH2— CH2— CH3

Pentán

C5H12

CH3— CH2— CH2— CH2— CH3

Alkilcsoport képzése: az alkán-molekulából gondolatban eltávolítunk egy hidrogénatomot.

Alkán Alkilcsoport

általános szimbólum: R—H

általános összegképlet: CnH2n+2

általános szimbólum: R— általános összegképlet: CnH2n+1—

CH4 metán CH3— metil-csoport

C2H6 etán C2H5— etil-csoport

C3H8 propán C3H7— propil-csoport

Nevezéktan

A normális láncú vegyületek nevei részben a hagyomásnyos nevekből, illetve 4-nél nagyobb szénatomszám esetében a görög számokból

származnak.

Elnevezési szabályok:

1. a leghosszabb szénlánc, mint alapmolekula kijelölése,

2. sorszámozás attól a láncvégtől, amelyhez közelebb esnek az oldalláncok,

3. ha azonos csoport többször szerepel: di-, tri-, tetra- szócskával jelezzük,

4. ha azonos szénatomhoz két azonos csoport is kapcsolódik, a helyzetüket jelölő számot is megkettőzzük,

5. az oldalláncok (szubsztituensek) felsorolása –a hely megjelölésével együtt – az alapmolekula neve előtt, ábécérendben, 6. ha két azonos hosszúságú láncot lehet kijelölni főláncként, akkor azt kell beszámozni, amelyik több elágazást tartalmaz,

7. ha a láncvégtől két elágazás azonos helyzetben van, akkor a betűrendben előbb álló kapja a kisebb számot.

1. 2. 3. 4. 5.

CH3— CH— CH2— CH3

|

CH2 |

CH2

| CH3

3. 2. 1.

CH3— CH— CH2— CH3

|

4. CH2

| 5. CH2

|

6. CH3

3-metilhexán

CH3

4. 3. 2. | 1.

CH3— CH— C— CH3

| |

CH3 CH3

2,2,3-trimetilbután

CH3

| CH3 CH2

1. 2. | 3. | 4. 5.

CH3— C— CH— CH2— CH3

|

CH3

3-etil-2,2-dimetilpentán

A konstitúciós izomerek száma a szénatomszám növekedésével jelentős mértékben nő. Összegképlet CH4 C2H6 C3H8 C4H10 C5H12 C6H14 C7H16 C8H18 C9H20 C10H22 C20H42 C30H62

Izomerek száma 1 1 1 2 3 5 9 18 35 75 366 319 4 111 846 763

A szerves vegyületek jellemzésének szempontjai : a molekula szerkezete, fizikai tulajdonságai, kémiai tulajdonságai: égése, jellemző

reakciói, előfordulása, felhasználása.

H

H—C—H

H

H—C—C—H

H

H

H

H

H—C—C—C—H

H

H

H

H

H

H

H—C—C—C—C—H

H

H

H

H

H

H

H

H

H—C—C—C—C—C—H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

1 V KĂ© 9SzK 0708

14/18


C

C

C

C

C

C

H

H H

H H

H

kötésszögC-C: 120o

kötésszögC-H: 120o

A metán, CH4

Molekula: tetraéderes szerkezet→109,5o-os

kötésszög, apoláris, kis moláris tömegű.

Fizikai sajátságok:

- színtelen, szagtalan gáz (standard nyomáson),

- apoláris→ diszperziós kölcsönhatás, kis moláris

tömeg, alacsony az olvadás- és forráspontja.

- vízben oldhatatlan (apoláris molekula), de jól

oldódik az apoláris oldószerekben (benzin, toluol).

- a levegőnél kisebb sűrűségű (M <29 g/mol).

Kémiai tulajdonságok

- Közönséges körülmények között kevéssé reakcióképes (erős C—H kötések).

- Tökéletesen elégethető (szén-dioxiddá és vízzé, exoterm reakcióban), levegővel robbanóelegyet alkot.

CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O Qr = — 891 kJ

- Hőbontás: Levegőtől elzártan 500 oC feletti hőmérsékleten bomlani kezd. 2 CH4 → C2H2 + 3H2

- Magasabb hőmérsékleten katalizátor jelenlétében (Ni) vízgőzzel is reagál. A keletkező gázelegy a szintézisgáz.

CH4 + H2O → CO + 3 H2 Szintézisgáz: CO és H2 különböző arányú elegyei→ ecetsav, metilalkohol, formaldehid, műbenzin előállítása.

- Jellemző reakciója a szubsztitúció (hidrogénatomjai hő vagy fény hatására exoterm reakcióban halogénekre cserélhetők).

CH4 + Cl2 → CH3—Cl + HCl keletkezett termékek: klórmetán (metil-klorid) + hidrogén-klorid.

Előfordulás: a földgázban (a sújtólégben és a mocsárgázban).

Felhasználás: energiatermelés, ipari alapanyag (acetilén, szintézisgáz, szén-tetraklorid stb. előállítása).

A földgáz és a kőolaj 211

Keletkezése, a nyers kőolaj tulajdonságai, feldolgozása, frakciói.

Fogalmak: frakcionált desztilláció (szakaszos lepárlás), oktánszám.

A kőolajtermékek átalakításával és felhasználásának lehetőségeivel a petrolkémia foglalkozik.

Kőolajpárlatok és felhasználása, különös tekintettel a környezeti problémákra (olajszennyeződés vizekben, talajban, kipufogó gázok).

Aromás szénhidrogének A benzol 222

Kémiai tulajdonságok: telítetlensége miatt égése erősen kormozó.

2 C6H6 + 15 O2 = 12CO2 + 6 H2O

Jellemző reakciója a szubsztitúció (halogénezés, nitrálás katalizátor jelenlétében).

C6H6 + Br2 → C6H5Br + HBr C6H6 + HNO3 → C6H5NO2 + H2O brómbenzol nitrobenzol

(felnil-bromid)

Gyakorlati szempontból fontos halogénezett szénhidrogének Kloroform (triklór-metán) CH—Cl3

Kitűnő oldószer. Belélegezve narkotikus hatású. Fény és oxigén hatására foszgénné (karbonil-klorid) és hidrogén-kloriddá ala-

kul (színültig töltött, sötét üvegben tárolják). Felhasználják oldószerként, ill. kiindulási vegyületként a freonok előállítására.

2 CH—Cl3 fényO ,2 2 COCl2 + 2 HCl

foszgén

Freon-12 (difluor-diklórmetán), CF2Cl2

─ Könnyen cseppfolyósítható, színtelen, szagtalan, nem tűzveszélyes és nem mérgező gáz.

─ Párolgáshője nagy→ hűtőgépekben hűtőfolyadék.

─ Ultraibolya sugarak hatására klór- és fluoratomok válnak szabaddá→ ózon bomlása, ózonpajzs elvékonyodása→ a

nagyenergiájú sugárzás hatására megnő a bőrrák veszélye. Használatát a világ legtöbb országában tiltják.

Szén-tetraklorid (tetraklórmetán) CCl4

Színtelen, erősen fénytörő, mérgező, éghetetlen folyadék. A víznél nagyobb sűrűségű. Kitűnő oldószere a zsíroknak, olajoknak, és egyéb

apoláris molekulájú szerves anyagoknak. Forráspontja alacsony (desztillálással könnyen elválasztható).

Felhasználás: ipari oldószer, folttisztító szerek alkotórészeként. Régebben tűzoltó készülékekben is használták.

Etil klorid (klóretán) CH3—CH2—Cl

Színtelen, könnyen cseppfolyósítható gáz. Nagy a párolgáshője → a gyógyászatban helyi érzéstelenítésre használják.

Vinil-klorid (klóretén)

Színtelen, szagtalan mérgező gáz. Polimerizációjával PVC-t állítanak elő. n CH2=CHCl rkatalizáto

(—CH2—CHCl —)n poli(vinil-klorid)

Triklóretilén (1,1,2-triklóretén) CCl2=CHCl

Színtelen, nem gyúlékony, a kloroformra emlékeztető szagú folyadék. Vízben nem, szerves oldószerekben jól oldódik. Oldja a zsírokat,

olajokat, viaszokat, gyantákat, bitument. Az iparban oldószerként használják. Tri néven textíliák száraz tisztítására használják.

Tetrafluoretilén (1,1,2,2-tetrafluoretén) CF2=CF2

Színtelen, szagtalan gyúlékony gáz. Polimerizációjával nagyon ellenálló anyag a poli-tetrafluoretilén keletkezik. A polimert teflon néven

hozzák forgalomba és edények, laboratóriumi eszközök bevonására használják.

n CF2=CF2

rkatalizáto(—CF2—CF2—)n

tetrafluoretilén poli-tetrafluoretilén

konstitúció térszerkezet térkitöltős modell

6 delokalizált

π-elektron

1 V KĂ© 9SzK 0708

15/18


Telítetlen szénhidrogének

Etilén vagy etén (C2H4) 213

Az eténmolekula szerkezete:

Tulajdonságok:

Fizikai: Az etén színtelen, nem mérgező édeskés szagú gáz. A levegőnél kisebb sűrűségű. Molekulája apoláris, ezért vízben rosszul,

apoláris oldószerekben (toluol, éter) jól oldódik. Alacsony az olvadás- és forráspontja (kis moláris tömeg, apoláris molekula →

diszperziós kölcsönhatás).

Kémiai: Nagyon reakcióképes vegyület (π-kötése könnyen felszakítható). Jellemző reakciói az addíció és a polimerizáció.

Meggyújtva világító, kormozó lánggal ég el szén-dioxiddá és vízzé. A levegővel robbanóelegyet alkot.

C2H4 + 3O2 = 2CO2 + 2H2O

Addíció: a szerves vegyület molekulája egy másik molekulával melléktermék kilépése nélkül egyesül.

Reakciók: Halogénaddíció (etén + Br2) Hidrogénaddíció (etén + H2) Savaddíció (etén + HCl)

Termék: CH2Br—CH2Br CH3—CH3 CH3—Cl

1,2-dibrómetán etán klóretán

Polimerizáció: kis molekulájú telítetlen vegyületek óriásmolekulákká kapcsolódnak össze egymással, melléktermék kilépése nélkül. A

polimerizáció kiindulási anyaga a monomer (jelen esetben az etén), a termék a polimer (polietilén).

n CH2 CH2 rkatalizáto (—CH2 —CH2—)n

Vinilcsoport: az etilénmolekulából egy hidrogénatom eltávolításával levezethető egyvegyértékű csoport: CH2 CH—

Egyéb alkének (olefin szénhidrogének) 215

Az alkének olyan telítetlen szénhidrogének, amelyek molekulájában egy kettőskötésű szénatompár található. (Az olefin francia eredetű szó,

jelentése: olajképző gáz. Az elnevezés arra utal, hogy az etén klóraddíciója során olajszerű folyadékká alakul, azaz a gázból olaj lesz.) Elnevezés: szisztematikus nevüket úgy képezzük, hogy az alkánoknál megismert név –án végződését -én képzőre cseréljük, a kettős

kötés helyét a szisztematikus névben a kettős kötést megelőző szénatom sorszámával jelöljük. Általános összegképletük: CnH2n.

CH2— CH—CH2—CH3 CH3—CH—CH—CH3

but-1-én but-2-én

Fizikai tulajdonságaik a paraffinokéhoz hasonlók mivel molekuláik szintén apolárisak.

Kémiai tulajdonságok:

─ Az alkének reakciókészsége jóval nagyobb, mint az alkánoké (π-kötés).

─ Égésük levegőn kormozó (hidrogéntartalmuk kisebb, mint a paraffinoké).

─ Jellemző reakciójuk az addíció és a polimerizáció.

Diolefinek vagy diének 216

Két kettőskötést tartalmaznak.

CH2— CH—CH—CH2 CH2— C—CH—CH2

|

buta-1,3-dién CH3 2-metilbuta-1,3-dién (izoprén)

Az izoprénmolekulák polimerje a poliprén a természetben megtalálható a kaucsukfa nedvében. Belőle készül a kaucsuk és a gumi.

A 3-5 % kénnel vulkanizált kaucsuk rugalmas, nyújtható anyag: a gumi. A 30% kénnel vulkanizált kaucsuk az ebonit (keménygumi).

Az alkinek (acetilén-szénhidrogének) 220

Az alkinek olyan nyílt láncú telítetlen szénhidrogének, amelyek molekuláiban egy hármas kötés található.

Az elnevezésük az alkénekhez hasonlóan történik, csak az –én végződés helyett –in végződést használunk.

Tulajdonságai az alkénekéhez hasonlók. Nagy reakciókészségük is a többszörös kovalens kötéssel magyarázható.

Általános összegképletük: CnH2n-2.

Az acetilén vagy etin (C2H2)

Jellemző reakciója az addíció (hidrogén, halogén, hidrogén-halogenid, víz)

HC CH + H2 →H2C CH2 + H2 → CH3—CH3

etin etén etán

HC CH + Br2 → CHBr CHBr + Br 2 → CHBr2—CHBr2

etin 1,2-dibrómetén 1,1,2,2-tetrabrómetán

HC CH + HCl → CH2 CH—Cl

etin vinil-klorid (vagy klóretén)

C C H

H

H

H

1 V KĂ© 9SzK 0708

16/18


Műanyagok A műanyagok makromolekulájú szénvegyületek, melyek kémiai eljárás során keletkeznek, és jól megmunkálhatók.

Természetes alapanyagú: Kaucsukból→ gumi (ebonit). Cellulózból→ műselyem, celofán, celluloid. Fehérjéből→ műszaru.

Mesterséges alapanyagú polimerizációs műanyagok: A makromolekulához olyan monomerekre van szükség, melyekben legalább egy

kettős-kötés van. Hőre lágyulnak, képlékennyé, formálhatóvá válnak. Polimerizációval keletkeznek: polietilén, PVC, polisztirol, teflon,

polibutadién, plexi stb.

Oxigéntartalmú szerves vegyületek

ALKOHOLOK Fogalma: telített, (azaz többszörös kötést nem hordozó) szénatomhoz kapcsolódó hidroxilcsoportot tartalmazó vegyületek.

Tulajdonságok

Az alkoholok funkciós csoportja az —OH, hidroxilcsoport erősen poláris. A szénhidrogéncsoport, amelyhez az —OH kapcsolódik,

apoláris. Az alkoholok tulajdonságait a funkciós csoport és a szénhidrogénlánc együtt, egymással kölcsönhatásban alakítja.

Az alkoholmolekulák között hidrogénkötés alakul ki→ forráspontjuk moláris tömegükhöz képes magas.

Halmazállapotuk folyékony, a nagyobb szénatomszámúaké (C11-től) szilárd.

Az etil-alkohol és a kis szénatomszámú alkoholok (C1-C3) vízben jól oldódnak.

A szénatomok számának növekedésével a molekulák apoláris jellege erősödik, oldékonyságuk csökken.

Általános képletük: R—OH vagy CnH2n+1—OH

Etil-alkohol vagy etanol, C2H5—OH

Fizikai tulajdonságai

Színtelen, a víznél kisebb sűrűségű, jellegzetes szagú folyadék. Vízzel korlátlanul, számos szerves oldószerrel is kitűnően elegyedik

(poláris hidroxilcsoport, apoláris szénhidrogéncsoport).

Dipólusos, hidrogénkötésre képes→ forráspontja jóval magasabb, mint a hasonló moláris tömegű szénhidrogéné a propáné.

Kémiai tulajdonságai

Meggyújtva kékes lánggal, nagy hőfejlődés közben elég. Tűzveszélyes anyag! C2H5—OH + 3O2 = 2CO2 + 3H2O

Vizes oldata semleges kémhatású.

Gyenge savi jellege biztosítja az alkohol redoxi reakcióját nátriummal: C2H5—O—H + Na → C2H5—O- + Na+ + ½ H2

Előfordulása, felhasználása

Cukortartalmú (szőlőcukor) levek erjesztésével állítják elő. Az erjedés élesztőgombák hatására játszódik le és 10-15 % alkoholt

tartalmazó lé keletkezik. (Magasabb alkoholtartalomnál az élesztő elpusztul.) C6H12O6 enzim

2 C2H5—OH + 2CO2

A 96%-os tiszta szeszt a híg alkoholos oldat desztillálásával készítik. (A bor lepárlásával nyerik a konyakot.)

Vízmentes alkoholt – abszolút alkoholt – úgy állítanak elő, hogy a tiszta szesz 4% víztartalmát kémiai úton megkötik.

Mesterségesen eténből állítják elő, vízaddícióval. CH2=CH2 + H2O rkatalizáto

C2H5—OH

A szeszesitalok alkotórésze. Nagy mennyiségű etanolt használ oldószerként a lakkipar, illatszeripar és a kozmetikai ipar is.

A gyógyászatban fertőtlenítésre használják, mivel 70 %-os vizes oldata elpusztítja a baktériumokat.

Metanol (metil-alkohol, faszesz) CH3—OH

Tulajdonságaiban hasonlít az etil-alkoholhoz, könnyen összetéveszthetők. Kis mennyiségben is méreg!

Aldehidek

Formaldehid 235

Színtelen, szúrós szagú gáz. 40%-os vizes oldata a formalin. A fehérjéket kicsapja, sejtméreg. A híg formalinoldat

fertőtlenítésre használható. (Lúgos oldata a lizoform.) A formaldehidet főként a műanyaggyártásban alkalmazzák.

Hosszabb állás után a formalinos üveg alján fehér szilárd anyag válik ki, ami a formaldehidmolekulák

polimerizációjával keletkezik (paraformaldehid).

Karbonsavak 250

Fogalma: olyan szénvegyületek, amelyek molekulája karboxilcsoportot tartalmaz.

Általános jelölésük: CnH2n+1—COOH vagy R—COOH (az R alkilcsoportot vagy H-t jelöl).

A karbonsavak az aldehidek oxidációs termékei.

H

|

R—C—OH R—C= O R—COOH

| |

H H

elsőrendű alkohol aldehid karbonsav

Név Közönséges név Képlet Halmazállapot Vízoldhatóság

metánsav hangyasav H—COOH folyadék korlátlanul oldódik

etánsav ecetsav CH3—COOH folyadék korlátlanul oldódik

propánsav propionsav C2H5—COOH folyadék korlátlanul oldódik

nátrium-etanolát

C

H

H

O

O

C

O—H

karbonilcsoport

hidroxilcsoport

oxidáció

redukció

oxidáció

1 V KĂ© 9SzK 0708

17/18


butánsav vajsav C3H7—COOH sűrű folyadék kevéssé jól oldódik

…

hexadekánsav palmitinsav C15H31—COOH szilárd oldhatatlan

oktadekánsav sztearinsav C17H35—COOH szilárd oldhatatlan

Hangyasav, ecetsav (253); Tejsav, borkősav, citromsav (258)

Karbonsavészterek 261 Karbonsavakból és alkoholokból vízkilépéssel keletkező vegyületek.

Jellemző funkciós csoport az észtercsoport.

.

CH3—C—OH+ HO—C2H5 CH3—C—O—C2H5 + H2O észtercsoport: —C—O—, —COO— ecetsav ecetsav-etil-észter

Elnevezésük a felépítő sav és az alkohol szénhidrogéncsoportjának nevéből történik az észter szóval.

.

R—C—OH+ HO—R’ R —C—O— R’ + H2O karbonsav karbonsavészter

Gyümölcsészterek Viaszok Zsírok, olajok

Alkotórészek kis szénatomszámú hosszú szénláncú glicerin és nagy szénatomszámú

karbonsavak észterei karbonsavak és alkoholok észterei

Jellemzőik kellemes illatú, vízzel rosszul

elegyedő folyadékok

vízben oldhatatlan szilárd

anyagok

vízben oldhatatlan szilárd

anyagok, ill. folyadékok

Előfordulás gyümölcsök ízanyagai, egyesek

gyógyszerek

növények felületén védő funkciót

látnak el, ill. méhviasz

állati és növényi tartaléktáp-

anyagok.

A szappanok 254

A szappanok a nagy szénatomszámú karbonsavak nátrium- vagy káliumsói.

A karbonsavak nátrium- vagy káliumsói vízben jól oldódnak még akkor is, ha maguk a savak nem oldódnak vízben. A karbonsavak

nátrium- vagy káliumsói ugyanis ionvegyületek, így a vízmolekulák hidrátburokkal veszik körül ionjaikat.

R—COONa → R—COO- (aq) + Na+ (aq)

C17H35COO-

apoláris (hidrofób) rész ionos (hidrofil) rész A szappanbuborék kialakulása

Az apoláris és poláris (vagy ionos) részt egyaránt tartalmazó molekulákat (ionokat) amfipatikus anyagoknak nevezzük.

Az amfipatikus vegyületek, így a szappanok is felületaktív anyagok: különböző polaritású fázisok határán hártyát képeznek.

A szappanok csökkentik a víz felületi feszültségét, így elősegítik a habképződést.

A szénhidrátok 238

A természetben leggyakrabban előforduló szerves vegyületek.

A legtöbbjükre a CnH2nOn összegképlet jellemző.

Monoszacharidok egyszerű cukrok

Diszacharidok kettős cukrok

Poliszacharidok nem cukorszerű szénhidrátok

Képződés

napenergia 6CO2 + 6H2O klorofill C6H12O6 +6H2O

2C6H12O6 → C12H22O11+ H2O

n C6H2O6 → (C6H10O5)n+(n-1)H2O

Molekulájuk savas

hidrolízissel

nem bontható

kisebb molekulájú szénhidrátokra 2 sok

(több száz, több ezer)

monoszacharid-molekulára bontható

Ízük édes édes nem édes

Vízben oldódnak oldódnak nem, vagy csak rosszul

oldódnak

Fontosabb

képviselőik

szőlőcukor (glükóz)

gyümölcscukor (fruktóz)

malátacukor (maltóz)

cellobióz

tejcukor (laktóz)

répacukor v. nádcukor (szacharóz)

keményítő, glikogén

cellulóz

Szabad glikozidos

–OH

van a redukálóknak van nincs

Az ezüsstükör- és

a Fehling-próbát

mutatja a redukálók mutatják nem mutatják

(keményítő + I2-old.→ kék )

redukálók

COO-

buborék

víz

levegő

O O O vízelvonás

hidrolízis

O O vízelvonás

hidrolízis

1 V KĂ© 9SzK 0708

18/18


Nitrogéntartalmú szerves vegyületek

Aminosavak Az aminosavak a karbonsavakból származtathatók úgy, hogy az alkilcsoport egyik hidrogénatomját aminocsoport helyettesíti. Általános

képletük (az R húszféle oldalláncot jelenthet, beleértve a hidrogént is):

Az aminosavak molekulája savakkal és bázisokkal is reakcióba léphet, ezért az aminosavak amfoter tulajdonságú vegyületek.

Az aminosavak egymással is reakcióba lépnek vízkilépés közben. A karboxil- és az aminocsoportból vízkilépéssel keletkezett csoportot

amidcsoportnak, a kötést amidkötésnek vagy peptidkötésnek nevezzük.

NH2—CH—C—OH H—N—CH—COOH NH2—CH—C—N—CH—COOH

| | | | | |

R1 H R2 R1 H R2

A fehérjék

A fehérjék szerkezete

A fehérjék aminosavakból amidkötéssel felépülő óriásmolekulájú vegyületek.

Elsődleges szerkezet: a polipeptidlánc aminosav-sorrendje.

Másodlagos szerkezet: a polipeptidlánc szabályos szerkezeti egységei, az α-hélix és a β-redő.

Harmadlagos szerkezet: az α-hélix és a β-redő, valamint a rendezetlen struktúrák váltakozása.

Negyedleges szerkezet: több polipeptidláncból álló molekulák esetén a láncok egymáshoz való térbeli viszonya.

Fibrilláris fehérjék: olyan molekulák, amelyek polipeptidlánca végig azonos struktúrájú (pl. α-hélix vagy a β-redő).

Globuláris fehérjék: olyan molekulák, amelyek térszerkezetére a másodlagos struktúrák mellett rendezetlen szakaszok is jellemzők.

A fehérjék csoportosítása

a) Összetételük alapján

Egyszerű fehérjék (proteinek): csak aminosavakból állnak.

Összetett fehérjék (proteidek): aminosavakból és nem fehérje részből állnak.

b) Funkciójuk alapján: szerkezeti anyagok, enzimek, hormonok, a szervezet védelmi rendszerében vesznek részt (immunanyagok),

szállítóanyagok stb.

c) Élettani jelentőségük alapján

Teljesértékű fehérjék: hiánytalanul tartalmazzák az esszenciális aminosavakat. Főleg állati eredetűek.

Nem teljes értékű fehérjék: csak részben tartalmazzák az esszenciális aminosavakat. Főleg növényi eredetűek.

A fehérjék kimutatása

A biuretreakcióval: a peptidkötések mutathatók ki; ezt a fehérjeoldatban, lúgos közegben, réz-szulfát-oldat hatására

bekövetkező lila elszíneződés jelzi.

A xantoprotein-reakciót azok a fehérjék adják, amelyekben benzolgyűrűt tartalmazó aminosavak találhatók; ezt a tö-

mény salétromsav hatására megjelenő sárga szín mutatja (xantosz gör. = sárga).

A fehérjék tulajdonságai

A fehérjemolekulát oldószerburok (hidrátburok) veszi körül. Oldataikból könnyen kicsaphatók. A kicsapódás lehet megfordítható,

reverzibilis (könnyűfémsók, pl. NaCl) és nem megfordítható, irreverzibilis (melegítés, nehézfémsók, szerves oldószerek).

Nukleinsavak

DNS RNS

Pentóz (5 szénatomos monoszacharid):

A pentózhoz kapcsolódó csoportok

2-dezoxi-ribóz

ribóz

1. C-atomjához nitrogéntartalmú purin- és pirimidinbázisok: adenin, guanin, citozin

timin uracil

5. C-atomjához foszfátcsoport (észterkötés)

A polinukleotidlánc fajlagossága:

szerkezete:

a bázissorrend által meghatározott

kettős hélix,

komplementer bázissorrend: A=T, G≡C

(a bázisok között hidrogénkötések)

egysoros lánc, helyenként hidrogénkötések-

kel rögzített hur(k)ok

Funkció örökítőanyag a DNS-en lévő információ közvetítése

****

O vízkilépés

(kondenzáció)

hidrolízis

O

NH2—CH—COOH

|

R

a laboratóriumi kísérletezés elővigyázatossági...

Documents