Mittemolekulaarne koosnevad ioonidest või aatomitest (metallid, metallioksiidid, aine hüdroksiidid, soolad Molekul aine väikseim osake, millel on kõik selle aine põhilised keemilsed omadused Molekulaarne aine koosnevad molekulidest (paljud mittemetallid, mittemetallioksiidid, happed, orgaanilised ained) Osalaeng - iseloomustab elektrontiheduse nihkumist polaarsel sidemel Valents näitab ühe aatomi poolt moodustatud kovalentsete sidemete arvu Vesinikside täiendav side, mis tekib molekulide vahele, mis sisaldavad väga polaarseid F-H, O-H või N-H sidemeid Sideme tüübi määramine (aktiivne) metall + (aktiivne)mittemetall = iooniline side mittemetall + mittemetall = kova pol side mittemetall lihtainena = kov mittpol side metall lihtainene = metalliline side
plastilised · Kovalentne side-on ühiste elektronpaaride abil tekkinud side.esineb aatomite vahel molekulides · Valents-näitab ühe aatomi poolt moodustatud kovalentse sidemete arvu · Struktuurvalem-näitab aine ehitust · Mittepolaarne kovalentne side-tekib ühe ja sama mittemetallilise elemendi aatomite vahel · Polaarne kovalentne-tekib erinevate mittemetalliliste elementide aatomite vahel · Osalaeng-isel elektrontiheduse nihkumist polaarsel sidemel · Iooniline side-on vastasmärgiliste ioonide tõmbumine · Metalliline side-negatiivsete suhteliselt vabade elektronide ja pos metalliioonide vastastikune tõmbumine(kergesti liikuvad elektronid põhjustavad metallide elektrijuhitavust,soojusjuhtivust,plastilisust) · Vesinikside-on täiendav side,mis moodustub positiivse osalaenguga vesiniku ja negatiivse osalaenguga elemendi vahel(H-F,H-O,H-N)(vesinikside põhjustab ainete
aatomitega. Enamasti vedelikud või tahked, harva gaasid. Veest raskemad, hüdrofoobsed. Mürgised, kerglenduvad on narkootilise toimega. Polaarne kovalentne side Elektronpaar, mis seob süsiniku ja halogeeni aatomit, mis on tõmmatud elektronegatiivsema aatomi (halogeeni) poole. Elektronegatiivsus Suurus, mis iseloomustab aatomi suhtelist võimet siduda endaga molekulis või keemilises ühendis elektrone. Osalaeng Elektrontiheduse nihkumine polaarsel sidemel. Nukleofiil Sageli anioon ja alati on ta osake, millel on vaba elektronpaar. Elektrofiil Sageli katioon, positiivne ja alati on tal tühi orbitaal. Radikaal Molekulid või aatomid, mille elektronkihis asub paardumata elektron. Osoon O3 Normaaltingimustel on osoon sinakas gaas. Ta neelab punast valgust, samuti neelab ta ultraviolettkiirgust. Osoonikiht Kaitseb Maa organisme ultraviolettkiirguse eest.
sideme moodistamisel tõmmata enda poole ühise elektronpaari. Eksotermiline reaktsioon – soojuse (energi) eraldumisega kulgev keemiline reaktsioon. endotermiline reaktsioon – soojuse (energia) neeldumisega kulgev keemiline reaktsioon. Keemiline side – aatomite- või ioonidevaheline vastasmõju, mis seob nad molekulideks või kristallideks Kovalentne side – aatomitevaheline keemiline side, mis tekib ühise elektronpaaride moodustamisel osalaeng – iseloomustab elektrontiheduse nihkumist polaarsel sidemel. polaarne kovalentne side – kovalentne side erinevate elektronegatiivsusega aatomite vahel, sidet moodustavatel aatomitel tekivad seejuures erinimelised osalaengud. mittepolaarne kovalentne side – kovalentne side, milles ühine elektronpaar kuulub võrdselt mõlemale sidet moodustavatele aatomitele. Esineb võrdse (või väga lähedase) elektronegatiivsusega aatomite vahel.
halogeeniühend- orgaanilised ühendid, kus süsiniku aatom on seotud halogeeni aatomi või aatomitega,enamasti vedelikud või tahked, harva gaasid, veest raskemad, hüdrofoobsed. ahelaisomeeria- tuleneb süsiniku aatomite vaheliste sidemete erisugusest järjestusest süsinikahelas. asendiisomeeria- tuleneb funktsionaalsete rühmade erisugusest paigutusest ühesuguse süsinikahelaga molekulides. osalaeng- on nullist veidi positiivsem või negatiivsem laeng (vastavalt + või -), iseloomustab elektrontiheduse nihkumist polaarsel sidemel. elektrofiil- ühend või osake, millel on elektrofiilne tsenter elektrofiilne tsenter- aatom, millel on tühi või osaliselt täitmata orbitaal ning positiivne laen või osalaeng. nukleofiil- ühend või osake, millel on nukleofiilne tsenter. nukleofiilne tsenter- aatom, millel on vaba või osaliselt vaba elektronpaar ning negatiivne laeng või osalaeng. Nukleofiilseks tsentriks võib olla ka laenguta aatomite rühm(nt kaksikside või aromaatne ring)
· Elektri olekut kirjeldab orbitaal ja tema pöörlemist iseloomustav radiaalse suunitluse poolest. spinn. (Molekul ajab end laiali ning seejärel saab paremini moodustada keemilisi sidemeid, tugevamad.) · Osalaeng: väiksem elektroni laengust Tekib s ja p orbitaalidest sp: iseloomustab elektrontiheduse nihkumist polaarsel sidemel 1) sp3: 1s + 3p = 4sp (alkaanid) 2) sp2: 1s + 2p = 3sp (alkeenid) · Keemilised sidemed: viis, kus kaks või enam aatomit/ iooni on aine 3) sp: s + p = 2sp molekulid omavahel seotud 1) sigma-side: kahe orbitaali kattumisel · Keemilise reaktsiooni mehhanism: on kogu keemilise reaktsiooni
Magnetkvantarv (ml;l,l-1,...,-l), määrab orbitaali ruumilise orientatsiooni. Spinn(ms;1/1;-1/2), iseloomustab elektroni magnetilist momenti, näidates ära, kas elektroni magnetmoment on magnetvälja suunaline või sellega risti. Elektron võib olla aatomis olla kahes spinnolekus, mida sageli tähistatakse kas , või ja . Nt: n=2; l=0,1;ml=-1,0,+1. 5. Kirjeldage vesinikusarnase aatomi 1s-, 2s- ja 3s-aatomorbitaalidel paiknevale elektronile vastavat elektrontiheduse jaotust ruumis. Joonistage vastavate jaotuste graafikud. Samal kaugusel on sama elektrontihedus. Sõlmpindade arv aatomorbitaalidel võrdub peakvantarv -1, mida suurem peakvantarv seda rohkem on sõlmpindasid...ja rohkem laialimääritud.... Joonis kaustikus! EKSAM VIST! 6. Kuidas ja miks erinevad vesinikusarnase aatomi ja mitmeelektronilise aatomi orbitaalid? Mitmeelektronilised aatomite orbitaalid on suhteliselt sarnased H orbitaalidele, aga suurem tuumalaeng tõmbab
tühine, siis loetakse ka nendevahelised sidemed mittepolaarseteks (näiteks süsivesinikes). Polaarne kovalentne side tekib erinevate mittemetalliliste elementide aatomite vahele. Tavaliselt tõmbab üks aatom ühist elektronipaari tugevama jõuga kui teine (elektronegatiivsused on erinevad, kuid mitte väga palju). Seepärast tekivad molekulis poolused. Osalaeng (väiksem elektroni laengust) iseloomustab elektrontiheduse nihkumist polaarsel sidemel (- või +). Negatiivse osalaengu omandab see aatom, mis tõmbab ühist elektronipaari rohkem enda poole. Teine aatom omandab positiivse osalaengu. Side ons eda polaarsem, mida suurem on aatomite elektronegatiivsuse erinevus. Polaarne kovalentne side esib mittemetallioksiidides, hapetes ja paljudes orgaanilistes ainetes. Näidis: Märkus. Tuleb teha vahet sideme polaarsusel ja molekuli polaarsusel. Kui näiteks
Dibensaalatsetoon atsetoonist Liisi Kink 095675 YAGB 22 Tallinn 2010 Etapp 1 Atsetoon Sissejuhatus Üldiselt käsitletakse keemias oksüdeerimisena nähtust, kus element loovutab elektrone. Orgaanilises keemias käsitletakse oksüdeerimisena iga protsessi, mis põhjustab süsiniku elektrontiheduse vähenemist. Alkoholide osalisel oksüdatsioonil erinevate reagentide toimel oksüdeerub primaarne alkohol esmalt karbonüülühendiks ja seejärel karboksüülhappeks. Sõltuvalt sellest, kas on tegu primaarse või sekundaarse alkoholiga, saame esmaseks reaktsiooniproduktiks vastavalt kas aldehüüdi või ketooni. Aldehüüdid võivad edasi oksüdeeruda karboksüülhapeteni, ketoonid neid tingimustes ei oksüdeeru. R OH R O
hübridiseerunud orbitaalidel Tetraeedriline C sp3 hübridisatsioon Kombineerides omavahel ühe s ja kolm p orbitaali saame tulemuseks neli sp3 hübriidset orbitaali sp3 C juurese on molekul tetraeedrilise geomeetriaga Tetraeedriline C sp3 hübridisatsioon CH4 ·Sp3 hübriidsed orbitaalid saavad osaleda ainult sigma () sidemete moodustamises · sidemes on elektrontiheduse jaotus, piki sideme telge vaadatuna, silindrikujulise sümmeetriaga · sidemed on üksiksidemed sp3 C juures on kõik üksiksidemed · sideme ümber on võimalik vaba pöörlemine Tetraeedriline C sp3 hübridisatsioon Planaarne C sp2 hübridisatsioon · Kombineeritakse üks s ja kaks p orbitaali ·Tulemuseks on kolm sp2 hübriidset orbitaali · sp2 C juures on molekul planaarse geomeetriaga · kolmas p orbitaal jääb aatomorbitaalile vastava kujuga
Dipoolid võivad interakteeruda: ·laengutega ·teiste dipoolidega Dipoolide osalusel interaktsioonid sõltuvad dipoolide orientatsioonist ja on lühema ulatusega, kui laeng- laeng interaktsioonid van der Waalsi interaktsioonid - indutseeritud dipoolide osalusega interaktsioonid, dispersioonijõud Polariseeritavad molekulid Välise elektrivälja toel esile kutsutud dipooli nimetatakse indutseeritud dipooliks Dispersioonijõud tekivad juhul kui kaks molekuli sünkroniseerivad oma elektrontiheduse fluktuatsioonid Eeltoodud interaktsioonid on teravalt sõltuvad molekulidevahelisest kaugusest (ingl. short range interactions) ja on efektiivsed ainult juhul kui molekulid asetsevad teineteisele väga lähedal Molekulide tõukumine van der Waalsi raadius Vaatame olukorda, kus molekulide või aatomite vahel ei moodustu kovalentset sidet Lennart-Jonesi (12,6) potentsiaal Tõmbejõud U r-6
on kõrgemad kui hargnenud ahelaga alkaanidel. C1 C4 toatemperatuuril gaasiliselt, C5 C15 toatemperatuuril vedel, C16 toatemperatuuril tahkes olekus (e. parafiin) Ei oska rohkem midagi siit välja tuua. 18.7 Ennustada antud elimineerimis-, liitumis- ja asendusreaktsioonide saadusi; 18.8 Selgitada antud elimineerimis-, liitumis- ja asendusreaktsioonide mehhanisme; 18.9 Selgitada erinevate asendusrühmade mõju benseenituuma elektrontiheduse jaotusele (osata joonistada resonantsstruktuure) ja ennustada elektrofiilse asendusreaktsiooni saadusi. Resonants Se2 mehhanism Asendusrühmade mõju: Elektrondonoorsed rühmad on: need lähevad vist orto ja para-asendisse -Hal; -R (R = alküül- jmt rühm); -OH, -OR (R = alküül- jmt rühm); -NH2, -NHR, -NR2; -O- Elektronaktseptoorsed rühmad on: ja need meta -CHal3; -CN; -COOH, -COOR (R = alküül- jmt rühm); -CHO, -COR (R = alküül- jmt rühm); -NO2; -SO3H 19
Mittepolaarne kovalentne side tekib ühe ja sama mittemetallilise elemendi aatomite vahele. Mõlemad aatomid mõjutaad ühist elektronpaari võrdse jõuga. Nt: H-H, 02. NB! C-H sidet loetakse samuti mittepoolaarse kovalentse sideme alla, sest nende vaheline elektronegatiivsuste erinevus on niivõrd väike Polaarne kovalentne side tekib erinevate mittemetalliliste elementide aatomite vahele. Nt: NO, PO4, CO2 Osalaeng iseloomustab elektrontiheduse nihkumist polaarsel sidemel. Negatiivse osalaengu omandab see aatom, mis tõmbab ühist elektronipaari rohkem enda poole. Metalliline side negatiivselt suhteliselt vabade elektronide ja positiivsete metalliioonide vastastikune tõmbumine Vesinikside täiendav side, mis tekib selliste molekulide vahel, mis sisaldavad väga polaarseid F-H, O-H või N-H sidemeid. Isomeerid liitained, mis erinevad struktuuri ja omaduste poolest
Tunduvalt nõrhemad kui keemilised sidemed aatomite vahel. Kovalentne side- on ühiste elektronpaaride abil tekkinud side. Esineb aatomite vahel molekulides. Valents- näitab ühe aatomi poolt moodustatud kovalentsete sidemete arvu. Mittepolaarne kovalentne side-tekib ühe ja sama mittemetalli elemendi aatomite vahele. Esineb mittemetallides(lihtainena). Polaarne kovalentne side- tekib erinevate mittemetalliliste elementide aaotmite vahele. =MM+MM Osalaeng- iseloomustab elektrontiheduse nihkumist polaarsel sidemel. Negatiivse osalaengu omandab see aatom, mis tõmbab ühist elektronpaari rohkem enda poole. Side on seda polaarsem, mida suurem on aatomite elektronegatiivsuste erinevus. Iooniline side- on vastasmärgiliste ioonide tõmbumine. Esineb aktiivse metalli ja mittemetalli vahel metallioksiidides, hüdroksiidides ja soolades. = M+MM Metalliline side- on negatiivsete suhteliselt vabade elektronide ja positiivsete metalliioonide vastastikune tõmbumine. (metall lihtainena)
• kumuleeritud (>C=C=C<); • konjugeerutud (>C=C-C=C<). Miks paljud biomolekulid on konjugeerunud süsteemid? Molekule, milles üksiksidemed vahelduvad kaksiksidemetega (piki ahelat või tsüklit), nimetatakse konjugeerunud süsteemideks. Mis on konjugatsiooni termodünaamiline sisu? Konjugatsioon iseloomustub omapärase elektronstruktuuriga, mis annab molekulidele eriomadused. Konjugatsioon (resonants) on elektrontiheduse ümberjaotumine π-sidemete süsteemis, mis viib madalamale soodsamale energeetilisele tasandile (eraldub energia). Konjugeerunud süsteemide energiasisaldus on väiksem kui isoleeritud kordsete sidemetega süsteemidel (mittekonjugeerunud süsteemid!), st konjugeerunud süsteemid on termodünaamiliselt stabiilsemad. Energiat, mis vabaneb molekuli konjugatsioonil, nimetatakse konjugatsioonienergiaks (resonantsienergia, delokalisatsioonienergia).
Elektrofiilne asendus benseenituumas 2 -kompleks; 3 -kompleks, teatud määral resonantsiga stabiliseeritud; keskmine osaliselt delokaliseeritud; viimane prootoni eraldumine. Tähtsamad reakstioonid on halogeenimine C6H6+Br2C6H5Br+HBr; nitreerimine C6H6+HNO3C6H5NO2+H2O; sulfoonimine C6H6+SO3C6H5SO3H; alküülimine ja atsüülimine Friedel-Craftsi meetodil C6H6+R- ClC6H5R+HCl 22. Selgitage erinevate asendusrühmade mõju benseenituuma elektrontiheduse jaotusele (joonistage resonantsstruktuurid) ja ennustage elektrofiilse asendusreaktsiooni saadusi. Mõned asendusrühmad (-OH, -NH2) muudavad benseenituuma oluliselt reaktiivsemaks ja mõjutavad produktide jaotust orto- ja para-asendatud derivaatide kasuks. Teised (-NO2, -COOH) vähendavad reaktiivsust ja produktid on eelistatult meta-asendatud. 23. Nimetage tähtsamad funktsionaalrühmad. Eristage struktuuri järgi süsivesinike halogeenderivaate, alkohole, fenoole, eetreid,
-sideme delokalisatsioonist. Liitumisel toimuks resonantsi kadumine, mis on energeetiliselt ebasoodne. Resonantsi tõttu on nukleofiilsus väiksem (kaksikside on ruumis rohkem laiali määritud). Asendusreaktsioonid liitumisreaktsioonide asemel ongi aromaatsuse tunnuseks. 21. Areenide keemilised omadused. Selgitage reaktsioonimehhanismi. Vt. Punkt 10!! 22. Selgitage erinevate asendusrühmade mõju benseenituuma elektrontiheduse jaotusele (joonistage resonantsstruktuurid) ja ennustage elektrofiilse asendusreaktsiooni saadusi. Mõned asendusrühmad (-OH, -NH2) muudavad benseenituuma oluliselt reaktiivsemaks ja mõjutavad produktide jaotust orto- ja para-asendatud derivaatide kasuks. Teised (-NO2, -COOH) vähendavad reaktiivsust ja produktid on eelistatult metaasendatud. Elektrofiilse asendusreaktsiooni joonis!! Orgaaniliste ühendite omaduste mõistmisel ja ennustamisel on võtmeks funktsionaalrühmad.
a) aatomite omavaheline seostatus täpselt, kui peame silmas kovalentseid sidemeid; b) aatomite suhteline paigutus ruumis väga ligikaudselt, kuna on tegemist lihtsustatud tasa- pinnalise projektsiooniga; c) aatomitevaheliste sidemete iseloom (kordsus) vaid ligikaudselt või isegi valesti, kuna ope- reerib täisarvkordsete sidemetega; d) elektrontiheduse jaotus molekulis ei näita üldse. Struktuurivalemeid täpsustatakse täiendavate sümbolite ja märkidega, nt aatomite osalaengute tähistamisega (õpiku I osa lk 56, vt ka õpiku II osa lk 21). 17 3. Ainete omadused: füüsikalised, keemilised ja füsioloogilised omadused. 4. Struktuuriisomeeria Ahelaisomeeria (õpik I osa lk 54) Asendiisomeeria (õpik I osa lk 55 ja 95)
Enamik protsesse eluslooduses kulgeb vesikeskkonnas lahustunud ainete osavõtul. Vesilahused osalevad näiteks ainevahetuslikes protsessides, vesilahustena omastavad ka taimed mullast toitaineid. Molekulidevahelised jõud. Polaarsed ja mittepolaarsed molekulid. Aine molekulis aatomitevahelised keemilised sidemed moodustuvad ühiste elektronpaaride kaudu. Molekuli polaarsus tähendab elektrontiheduse (elektrilist laengute) nihkumist molekulis tulenevalt elektronide (elektronpilvede) nihutatud paiknemisest. Elektronide ebaühtlane paiknemine aatomitevahelisel keemilisel sidemel viib positiivse ja negatiivse elektrilise laengu nihkumisele. Naaberaatomitel tekivad erimärgilised osalaengud, mida tähistatakse + (delta pluss) ja - (delta miinus). Esineda võivad mittepolaarsed (näiteks H2), polaarsed (näiteks H+Cl-) või ioonilised sidemed (näiteks Na+Cl-)
Nõrgad sidemed ja interaktsioonid iseloomustus, roll biomolekulides (NB! Vesinikside!). Kovalentne side Ühine elektronpaar kahe aatomi vahel. Sel viisil tekkinud ained kovalentsed ühendid. Sidemeenergia energiahulk, mis eraldub antud sideme moodustumisel või mida tuleb kulutada aatomite eraldamiseks Pikkus seostunud aatomite tsentrie vaheline kaugus. C-C 0,154 nm, C=C 0,133 nm, C-O 0,143 nm, O-H 0,097 nm Polaarsus tingitud elektrontiheduse ebaühtlasest jaotumisest aatomite vahel Polariseeritavus sideme elektronide ümberpaigutatavuse välise elektrivälja toimel Nõrkade jõudude roll: nõrkade jõudude abil toimub biomolekulaarne äratundmine, biomolekulide kõrgemate struktuuride formeerumine, supramolekulaarsete komplekside moodustumine. Nõrgad jõud piiritlevad organismid kitsasse keskkonnatingimuste (temperatuur, ioonjõud, pH) vahemikku, mille juures nad säilitavad funktsionaalsuse. Van der Waalsi jõud
Vastavalt VSEPR teooria e on eteeni molekulis mõlema tsentraalaatomi (C) konfiguratsioon tasandiline kolmnurkne; molekuli kuju vastab üldjoontes järgmisele joonisele: Tasandilisele kolmnurksele konfiguratsioonile vastab sp2 hübridisatsioon: ühest s-ja kahest p- orbitaalist tekib kolm hübriidset sp2-orbitaali. Kolmas p-orbitaal (joonisel hall) jääb hübridiseerumata: sp2-orbitaalide kattumisel naaberaatomite vahel moodustuvad nn sigmasidemed. Sigmasidemele on iseloomulik, et elektrontiheduse maksimum asub tuumasid ühendaval joonel või selle lähedal. Hübridiseerumata p-orbitaalid aga kattuvad omavahel ja moodustavad nn pi sideme. Piiside koosneb kahest poolest (analoogselt p-orbitaaliga), mis asuvad teine teisel pool sideme telge ja (eteeni puhul) ka aatomituumade poolt moodustatavat tasandit. Analoogselt p-orbitaaliga on .-sideme pooled teineteise suhtes vastandfaasis, molekuli tasandile jääb sõlmpind:
intensiivsust (I), võrreldes seda proovile langeva valguse intensiivsusega (I0). Täpsete mõõtmistulemuste saavutamiseks muundatakse proovi läbinud kiirgus elektrivooluks. 40 Elektromagnetkiirguse UV (200400 nm) ja Vis osas (400800 nm) mõõdetud neeldumisspekter kannab ka elektronspektri nime. Nende lainepikkuste piirkonnas on valgusenergia sedavõrd suur, et üheaegselt aatomite elektrontiheduse ümberjaotumisega kutsub ta esile ka nende võnkeid ja pöörlemist, mistõttu neeldumisspektris on kitsaste joonte asemel näha laiu triipe. Spektril eristuvaid neeldumismaksimume (,,tippe") iseloomustatakse absorptsiooni (A) või ekstinktsiooniteguri ( või ) väärtusega ja lainepikkusega (max). Kuna igal ainel on unikaalsed neeldumismaksimumid, saab neeldumisspektreid kasutada ka ainete identifitseerimiseks. 41
annaabi.ee 
