გაკვეთილი № 1
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×
 

გაკვეთილი № 1

on

  • 883 views

 

Statistics

Views

Total Views
883
Views on SlideShare
883
Embed Views
0

Actions

Likes
0
Downloads
1
Comments
0

0 Embeds 0

No embeds

Accessibility

Categories

Upload Details

Uploaded via as Adobe PDF

Usage Rights

© All Rights Reserved

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Processing…
Post Comment
Edit your comment

გაკვეთილი № 1 გაკვეთილი № 1 Document Transcript

  • ნაწილი III ორგანული ქიმია გაკვეთილი № 1 ნახშირბადის შემცველი ნივთიერებები ბევრად უფრო მეტია, ვიდრე ის ნივთიერებები,რომლებიც ამ ელემენტის ატომებს არ შეიცავენ. ყველა ნახშირბად შემცველი ნივთიერება,გარდა შესაბამისი მარტივი ნივთიერებებისა, ნახშირბადის ოქსიდებისა (CO და CO2),ნახშირმჟავისა და მისი მარილებისა (H2CO3, Na2CO3 და ა.შ.) ორგანული ნივთიერებაა. ორგანული ნივთიერებები როგორც წესი მოლეკულური აღნაგობისაა. ამ მოლეკულებშიძირითადად არაპოლარული კოვალენტური ბმებია განხორციე ლებული. ნახშირბადიწარმოქმნის მდგრად ბმებს სხვა ელემენტის ატომებთან, გარდა ამისა ნახშირბადის ატომებსგააჩნიათ ერთმანეთთან შეერთების უნარი. ამ დროს ადგილი აქვს ნებისმიერი სიგრძისა დააღნაგობის ნახშირბად-ნახშირბადოვანი ჯაჭვების წარმოქმნას. ნახშირბადის ატომებს შორისშესაძლოა განხორციელდეს არამარტო ერთმაგი, არამედ ორმაგი და სამმაგი ბმებიც. ყველა ესფაქტორი განაპირობებს ორგანული ნივთიერებების მრავალფეროვ ნებას. ორგანული ქიმიის განსაკუთრებული როლი საბუნებისმეტყველო მეცნიერებისგანვითარებაში განპირობებულია მრავალი ფაქტორით: 1) ნაერთების მრავალფეროვნება. 2)ორგანული ნაერთების სპეციფიკური თვისებები. 3) ორგანული ნაერთებისგანსაკუთრებული მნიშვნელობა სასიცოცხლო პროცესებისათვის. 4) მათი ფართო გამოყენებატექნიკაში, მედიცინასა და ყოფაცხოვრებაში.. თვითონ ტერმინი ―ორგანული ქიმია‖ ჩამოყალიბდა იმის გამო, რომ პირველი ორგანულინითიერებები, რომლებიც შეისწავლეს ქიმიკოსებმა გამოყოფილი იყვნენ მცენარეული დაცხოველური ორგანიზმებიდან. ―ორგანული ქიმიის‖ საწინააღმდეგოდ არსებობდამინერალური ქიმია და მას ―არაორგანული ქიმია‖ უწოდეს.
  • -2- ორგანული ქიმია ნახშირწყალბადების და მათი ნაწარმების ქიმიაა. ნაჯერი ნახშირწყალბადები (ალკანები, პარაფინები) ნაჯერი ნახშირწყალბადები თავისი აღნაგობით ყველა ნახშირწყალბადთან შედარებითუმარტივესი ნაერთებია. ამ რიგის პირველი წარმომადგენელია მეთანი. მეთანი მეთანის ფორმულაა CH4. მეთანი უფერო აირია, წყალში არ იხსნება, ჰაერზე მსუბუქია.M(CH4)=16გ/მოლი. მეთანი ბუნებრივი აირის მთავარი შემადგენელი ნაწილია: φ(CH4)=0,8-0,96. შედარებით ნაკლებია მეთანის შემცველობა ნავთობის თანამდე აირებში. მეთანიწარმოიქმნება ჭაობის ფსკერზე ორგანიზმების უჰაეროდ გახრწნისას. ის გროვდებაქვანახშირის მაღაროებშიც. ამიტომ მეთანს ზოგჯერ ―ჭაობის აირს‖ (ჭაობის გაზს) ან―მაღაროს აირს‖ უწოდებენ. ქვანახშირის შახტებში ცუდი ვენტილაციისას ჰაერის და მეთანისნარევის აფეთქება იწვევს ავარიების უდიდეს ნაწილს. მეთანის აღნაგობა მეთანის აღნაგობის განხილვამდე გავიხსენოთ ნახშირბადის ატომის აღნაგობა: K L +6 2 4 ნახშირბადის ატომის გარე ელექტრონული შრის სტრუქტურაა: 2p 2s [1s2]2s22p2
  • -3- აღგზნებულ მდგომარეობაში კი: 2p 2s [1s2]2s12p3 ამ ოთხი გაუწყვილებელი ელექტრონიდან ერთი ელექტრონული ღრუბელი (s ღრუბელი)სფერული ფორმისაა, სამი კი (p ღრუბელი) ურთიერთპერპენდიკულარულად განლაგებულისივრცითი რვიანის ფორმისაა. ოთხი მარტივი კოვალენტური ბმის წარმოსაქმნელად ხდებაამ ელექტრონული ღრუბლების გათანაბრება – ჰიბრიდიზაცია. რის შედეგადაც თითოეულიმათგანი იღებს ცალმხრივ გაწელილი რვიანის ფორმას. + s p sp3 ჰიბრიდული sp3 ღრუბლები სივრცეში შემდეგნაირად არიან განლაგებულნი: თუწარმოვიგენთ, რომ ტეტრაედრის ცენტრში ნახშირბადის ატომგულია მოთავსებული, მაშინსივრცითი რვიანის გაწელილი ნაწილი ტეტრაედრის ცენტრიდან წვეროებისკენ იქნებამიმართული. ასეთ ჰიბრიდიზაციას sp3 ჰიბრიდიზაცია ეწოდება. აღნიშვნა sp3 - გვიჩვენებს,რომ ჰიბრიდიზაციაში მონაწილეობს ერთი s და სამი p ელექტრონული ღრუბელი.
  • -4- sp3 ჰიბრიდული ელექტრონული ღრუბელი sp3 ელექტრონული ღრუბლების წყალბადის ოთხი ატომის s ელექტრონული ღრუბლებთან(როგორც გვახსოვს s ელექტრონულ ღრუბლებს სფეროს ფორმა აქვთ) გადაფარვის შედეგადწარმოიქმნება ოთხი კოვალენტური ბმა და შესაბამისად CH4 მოლეკულა. H 109o28 ანუ C H H H სავალენტო კუთხე < HCH = 1090 28’. მანძილი C-H ცენტრებს შორის არის 0,112ნმ. სიმარტივისათვის მეთანის გრაფიკულ ფორმულას ასე წერენ: H H | x  H — C — H შესაბამისი ელექტრონული ფორმულაა: H x C  x H  | x H H უფრო ხშირად ყველა ელექტრონს ერთნაირი სიმბოლოთი აღნიშნავენ: H  H C H    H
  • -5- მეთანს იღებენ ბუნებრივი აირის გათხევადებით და შემდეგი ფრაქციონირებით. რადგანმეთანს ბუნებრივი აირის შემადგენელი ნივთიერებებიდან ყველაზე დაბალი დუღილისტემპერატურა აქვს, თხევადი ბუნებრივი აირიდან პირველად მეთანი აორთქლდება. ლაბორატორიულ პირობებში მეთანი მიიიღება ალუმინის კარბიდზე წყლის მოქმედებით. 4Al+3C  Al4C3 Al4C3+12H2O  4Al(OH)3+3CH4ან ნატრიუმის აცეტატის ტუტესთან შელღობით: O H3C−C + NaOH  Na2CO3 + CH4 O−Na ძმარმჟავა ნატრიუმის მარილი (ნატრიუმის აცეტატი) ქიმიური თვისებები 1. მეთანი ჰაერზე ცისფერი ალით იწვის. ამ დროს დიდი რაოდენობით სითბო გამოიყოფა. ბუნებრივი აირი, რომელსაც ჩვენ ვიყენებთ ძირითადად მეთანისგან შედგება. ასე რომ ჩვენ ყოველდღიურად ―ვატარებთ‖ ქიმიურ რეაქციას CH4+2O2  CO2 + 2H2O 2. მეთანი რეაგირებს ჰალოგენებთან. მეთანისა და ქლორის ნარევი მზის სხივებით დასხივებისას რეაგირებენ ერთმანეთთან. ეს რეაქცია საფეხურებრივად მიმდინარეობს. CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl ქლორმეთანი (ქლორიანი მეთილი) CH3Cl + Cl2 CH2Cl 2 + HCl დიქლორმეთანი (ქლორიანი მეთილენი) CH2Cl2 + Cl2 CHCl3 + HCl ტრიქლორმეთანი (ქლოროფორმი) CHCl3 + Cl2 CCl4 + HCl ტეტრაქლორმეთანი (ოთხქლორიანი ნახშირბადი)
  • -6- ეს რეაქცია დასხივების გარეშე მხოლოდ მაღალ ტემპერატურაზე წარიმართება. მზის სხივების ენერგიის შთანთქმის შედეგად იხლიჩება ქლორის მოლეკულა დამიიღება ძალიან რეაქციისუნარიანი ნაწილაკი – ქლორის ატომი, რომელსაც ერთიგაუწყვილებელი ელექტრონი აქვს. როგორც უკვე ავღნიშნეთ ამ ნაწილაკებს რადიკალებიქვიათ. ქლორის რადიკალი რეაგირებს მეთანის მოლეკულასთან, მოხლეჩს წყალბადის ატომსთავისი ერთი ელექტრონითურთ და გადადის მდგრად მდგომარეობაში, თავის მხრივწარმოიქმნება ახალი - მეთილის რადიკალი:  hv Cl  Cl Cl  + Cl  H H   Cl  + H  C  H   H  Cl +    C H   H H მეთილი ახალი რადიკალი ძალიან სწრაფად შედის რეაქციაში, მოხლეჩს ქლორის ატომს ქლორისმოლეკულიდან   H3C  + Cl  Cl H3C  Cl + Cl  ახალი Cl რადიკალი (ბ) სქემის მსგავსად აგრძელებს რეაქციას და ა.შ. რეაქციის მსვლელობის ასეთ წესს ―ჯაჭვურ-რადიკალურ მექანიზმს‖ უწოდებენ.ანალოგიურად მოქმედებს ფტორი (სიბნელეში) და ბრომი (ცოტა უფრო რთულადაა I2-თანურთიერთქმედება). არაორგანული ქიმიის კურსში წყალბადის მიღების მეთოდების შესწავლ ისასგავეცანით რეაქციებს, რომლებშიც მეთანი მონაწილეობდა. 1000oC CH4 C + 2H2 to CH4 + H2O CO + 3H2 საშინაო დავალება: 1. როგორია მეთანის სიმკვრივე წყალბადის და ჰაერის მიმართ?
  • -7-2. რამდენი გრამი მურის (C) და რამდენი ლიტრი წყალბადის (ნ.პ.) მიღება შეიძლება 50ლ (ნ.პ.) მეთანის კრეკინგისას?3. როგორი იქნება ქლორმეთანის, დიქლორმეთანის, ტრიქლორმეთანის და ტეტრაქლორმეთანის გრაფიკული და ელექტრონული ფორმულები?