Kontrolltööks kordamine. HALOGEENIÜHENDID. Mõisted: orgaanilised ühendid- keemiliste ainete klass, mille molekulides esinevad lühemad või pikemad süsiniku aatomitestmoodustunud ahelad. -side- ühekordne kovalentne side tetraeedriline süsinik- süsiniku aatom, mille kovalentsed sidemed on suunatud tetraeedri tippudesse. süsivesinikud- keemilised ained, mille molekul koosneb ainult süsiniku ja vesiniku aatomitest alkaanid- süsiniku ja vesiniku ühendid, mille molekulides süsiniku aatomid on omavahel seotud kovalentse üksiksidemega. triviaalnimetus- aine nimetus, mis ei vasta nomenklatuuri reeglitele. nomenklatuur- reeglite kogu ühendi nimetuse koostamiseks struktuurist lähtudes.
Orgaaniline keemia-(e. Elusorganismidest pärinevate ainete keemia.) on süsiniku ühendite keemia, süsiniku ühendeid on palju, sest süsiniku aatomid võivad ühendites olla seotud moodustades lineaarseid, hargnenud ahelaid või tsükleid. Valents- näitab mitu kovalentset sidet võib antud aatomil olla. Tüüpilised valentsid: C/4, N/3, O/2, H/1. Tetraeedriline süsinik- Süsiniku aatom, mille kovalentsed sidemed on suunatud tetraeedri tippudesse. (Nim. On saanud sellest, et süsinikuga(sp2) seotud 4aatomit paiknevad tetraeedri tippudes e. Kõik nurgad on võrdsed (109c) Sp3- hübriidorbitaalidest moodustub alati 4üksik e. Sigmasidet. Tasandiline süsinik(Sp2)- süsiniku aatom olekus, mis esineb kaksiksidemelvõi aromaatses ringis. Süsinikuga seotud 3 aatomit paiknevad süsinikuga samal tasapinnal(nurgad 120c). Pii-side- tekib 2naaberaatomi p-orbitaalide kattumisel, kui nende teljed on paralleelsed.
Keemia KT. Alkaanid Mõisted: Tetraeedriline süsinik süsiniku aatom, mille kovalentsed sidemed on suunatud tetraeedri tippudesse. Ehk kui süsinikul on neli üksiksidet, siis on need suunatud tetraeedri tippudesse. Sigmaside kovalentne side, mida moodustavate elektronide pilv asub aatomeid ühendaval sirgel. Sigmaside võib ka ühendada omavahel süsiniku aatomeid ja ka süsiniku aatomeid teiste elementide aatomitega. Alkaan süsiniku ja vesiniku ühendid, mille molekulides süsiniku aatomid on omavahel seotud kovalentse üksiksidemega. Nimetatakse ka parafiiniks. Alkaani tunnuseks on liide aan. (metaan, etaan, propaan, butaan, pentaan, heksaan, heptaan, oktaan, nonaan, dekaan,..)
kaksikside kolmikside C C C ruumiline tasapinnaline lineaarne (sirge) lineaarne (sirge) (tetraeedriline) LÄMMASTIK Lämmastiku aatomi välises elektronkihis on viis elektroni, millest kolme abil annab ta hõlpsasti kolm kovalentset sidet. Ülejäänud kaks elektroni annavad elektronpaari, mis on suunatud tetraeedri tippu. Lämmastiku aatom võib molekulis esineda kolmes olekus: 3 üksiksidet 1 üksikside ja 1 1 kolmikside N kaksikside ruumiline tasapinnaline tasapinnaline N HAPNIK Hapniku aatom võib anda kaks sidet väliskihi kahe elektroni abil, 4 elektroni ehk 2 elektronpaari jääb üle (need taas suunatud kahte tetraeedri tippu). Hapniku aatom võib molekulis esineda kahes olekus:
Iga süsiniku aatom teemandi kristallivõres on 4 ühekordse kovalentse sideme abil seotud 4 samasuguse süsiniku aatomiga, need omakorda jälle 4 süsiniku aatomiga jne. 4 ühesugust üksiksidet süsini- ku aatomi ümber on paigutunud üksteisest võimalikult kaugele kor- rapärase ruumilise nelitahuka ehk tetraeedri tippude suunas. Tetraeedri tahkudeks on 4 ühesugust võrdkülgset kolmnurka, süsi- niku aatom asub tetraeedri keskpunktis. Tetraeeder V. SÜSINIK. SÜSINIKUÜHENDID 35 C--C-sidemed on väga tugevad, muidu ei saaks tekkida ja koos
Amiinide struktuur ja omadused Lämmastiku aatom on tetraeedriline, kuna ammoniaagi või amiini molekulis on kasutatud 3 lämmastiku aatomi sidet, siis näivad molekulid püramiiditaolistena: Vaba elektronipaar orbitaaril on suunatut tetraeedri tippu. Keemilised omadused: Kuna lämmastik on elektronegatiivsem kui süsinik ja vesinik, siis elektronid on nihutunud lämmastiku aatomi poole. Nukleofiilne tsenter asub lämmastiku aatomil. Lämmastik on väga püsiv (elektronegatiivsus väiksem kui hapnikul, ei kisu elektrone enda poole nii palju ja on nõrgemad happed kui alkoholid) Happed on ained, mis võivad loovutada prootoni, alused on ained, mis võivad siduda prootoni.
Lineaarse ahela korral on suurem tihedus, kõrgem sulamis- ja keemistemperatuur. Füüsikaliste omaduste hulka kuuluvad lahustuvus, tihedus, sulamis-, keemistemperatuur. *Hüdrofiilne lahustub vees. Hüdrofoobne ei lahustu vees. Füsioloogilised omadused on narkootiline toime, lõhn, maitse. Keemiliste omaduste puhul tekib ühest ainest teine aine (teised ained). Alkaanide omadused Koosnevad ainult süsinikust ja vesinikust. Vahel on ainult üksikside. Molekulid tetraeedri kujulised. CH4 maagaas (triviaalnimetus), metaan (süstemaatiline nimetus). Triviaalnimetus on rahvapärane nimetus. Inimesed on ise selle nimetuse välja mõelnud. Süstemaatiline nimetus on teadlaste poolt välja mõeldud ja vastab teatud reeglitele. Neid on kergem meelde jätta. Alkaanide füüsikalised omadused: * alkaanid on hüdrofoobsed ained ei lahustu vees; * sõltuvalt süsinikuahelast muutub nende olek (väikseima süsinikuarvuga on gaasid, keskmised on
organiseerimisviis. Isomeerid ühesuguse elementkoostise ja molekulmassiga, kuid eriva struktuuriga ained. Hüdrofoobsus veelembus, ühendi võime vastastikmõjuks veega. Hüdrofiilsus veetõrjuvus, ühendi võimetus vastikmõjuks veega. Radikaal osake, millel on paardumata elektron. Pürolüüs aine muundumine kõrge temperatuuri toimel. 2. Tetraeedriline süsinik, ruumilisus Tetraeedriline süsinik on süsiniku aatom, mille kovalentsed sidemed on suunatud tetraeedri tippudesse. Lk.16 3. H, O, N, C valentsolekud , süsinikahela võimalikud kujud (hargnemata e. lineaarne, hargnenud, tsükliline) Lk.17 4. Aine koostise ja struktuuri kujutamine erinevatel viisidel (summaarne valem, lihtsustatud struktuurvalem, tasapinnaline e klassikaline struktuurvalem, molekuli graafiline kujutis) Lk.19 5. Isomeeria põhjused (aine struktuur määrab tema omadused) isomeeride leidmine ja nende valemite koostamine Lk.31-32 6
päikesepatareides(polükristalne räni). Ühendid Kvarts (SiO2)n (kõva, habras, kõrge st°) Värvuseta kvarts-mäekristall Lilla kvarts-ametüst Valge kvarts-piimkvarts Pruunikas kvarts-suitsutopaas Peenikesed kvartsiterad-liiv Silikaadid-graniit,ränikivi(tulekivi) Ränioksiid(SiO2) Kõva, keemiliselt püsiv võrkstruktuuriga tahkis. Esineb looduses kvartsi ja liivana. Ränioksiid struktuuriühikuks on SiO4 tetraeeder. Iga tetraeedri nurgas asuv hapnik annab kovalentsed seidemed kahe räni aatomiga. SiO2 Keemilised omadused Veega ei reageeri. Reageerib aluseliste oksiididega SiO2 + 2CaO Ca2 SiO4 Reageerib alustega SiO2 + 4NaOH Na4SiO4 + 2H2O ortosilikaat (SiO2 + 2NaOH Na2SiO3 + H2O) metasilikaat Karborund ehk ränikarbiid (SiC) Väga kõva materjal,kasutatakse lihvimises. Saadakse liiva ja söe kuumutamisel elektriahjus
Mõisted: Orgaanilised ühendid - koosnevad põhiliselt süsinikust ja vesinikust, sagely esinevad molekulides ka halogeenid,hapnik ja lämmastik. Tetraeedriline süsinik süsiniku aatom, mille kovalentsed sidemed on suunatud tetraeedri tippudesse. Süsinikahel võib olla hargnemata (normaalne), hargnev ja tsükliline. Summaarne valem näitab, millistest elementidest aine koosneb ja mitu selle elemendi aatomit aines on. Struktuurvalem keemilise ühendi struktuuri sümboolne kujutis tasandil. Süsivesinikud polühüdroksükarbonüülühendite, nende oligi- ja polümeeride üldnimetus, nim ka sahhariidideks. Alkaanid süsivesinik, mille molekul sisaldab ainult -sidemeid
· Räni kasutatakse mikrokiipide ja teiste pooljuhtelemetide tootmiseks. Räni on materjal, millele tugineb kogu tänapäevane info- ja kommunikatsioonitehnoloogia. Kiiresti kasvavat tähtsust omavad räni rakendused päikeseenergeetikas päikesepatareides(polükristalne räni). Ränioksiid · Kõva, keemiliselt püsiv võrkstruktuuriga tahkis · Esineb looduses kvartsi ja liivana · Ränioksiid struktuuriühikuks on SiO4 tetraeeder. Iga tetraeedri nurgas asuv hapnik annab kovalentsed seidemed kahe räni aatomiga. Ränidioksiid · Ränidioksiid (SiO2) on keemiline ühend, mille molekul koosneb ühesträni ja kahest hapniku aatomist. Keemilised omadused · Ränidioksiid on happeline oksiid. Seetõttu lahustub ta (aeglaselt) leeliste vesilahuses, kuid hapete (välja arvatud vesinikfluoriid) suhtes on ta vastupidav. Füüsikalised omadused · Normaaltingimuste l sulab ränidioksiid
orgaanilised ühendid- on keemiliste ainete klass, mille molekulides esinevad lühemad (alates ühest) või pikemad süsiniku aatomitest moodustunud ahelad. -side(sigmaside)- on tugev side süsiniku ja vesiniku aatomite vahel, kovalentne side, mida moodustavate elektronide pilv asub aatomeid ühendaval sirgel. tetraeedriline süsinik-süsiniku aatom, mille kovalentsed sidemed on suunatud tetraeedri tippudesse. süsivesinikud- on keemilised ained, mille molekul koosneb ainult süsiniku ja vesiniku aatomitest, molekul sisaldab süsinikahelat alkaanid-süsivesinikud, mille molekulid sisaldavad ainult -sidemeid. triviaalnimetus- aine(peamiselt ajalooline) nimetus, mis ei vasta nomenklatuurireeglitele. nomenklatuur-reeglite kogu ühendi nimetuse koostamiseks struktuurist lähtudes. tüviühend-süstemaatilist või triviaalnimetust kandev hargnemata atsükliline või tsükliline
Süsiniku aatom molekulis Orgaanilistes ühendites on süsinik 4-valentne see tähendab, et orgaanilistes ühendites on süsinikul alati 4 sidet. Lämmastikul 3, hapnikul 2 ja vesinikul 1 side. Süsinikul on võimalik 3 (4) erinevat valentsolekut, lämmastikul 3, hapnikul 2 ja vesinikul 1 valentsolek. Orgaanilisi ühendeid pannakse kirja kasutades struktuurivalemeid. Tetraeedriline süsinik Kui süsinikul on neli üksiksidet, siis on need suunatud tetraeedri tippudesse kus sidemete vaheline nurk on umbes 109° . Need neli sidet on - sidemed. -side võib ühendada ka süsinike aatomeid omavahel. -side tekib orbitaalide kattumisel ühes ruumiosas aatomi tuumi ühendaval sirgel. Tetraeedriline süsinik Tetraeedriline süsinik (molekuli mudel) (ruumiline struktuurvalem) Süsinikahel omavahel on seotud mitu C aatomit, mille vahel võib esineda
7. Skalaarkorrutise mõiste. Skalaarkorrutise omadused. Skalaarkorrutise arvutamine koordinaatkujul. 8. Vektorite ristseisu ja kollineaarsuse tingimused. Kahe vektori vahelise nurga leidmine. 9. Vektorkorrutise mõiste. Vektorkorrutise omadused. Vektorkorrutise arvutamine koordinaatkujul. Rööpküliku ja kolmnurga pindala arvutamine. 10. . Segakorrutise mõiste. Segakorrutise omadused. Segakorrutise arvutamine koordinaatkujul. Kolme vektori komplanaarsus. Rööptahuka ja tetraeedri ruumala arvutamine. 11. Sirge võrrandid. Punkti kaugus sirgeni. Kahe sirge vaheline nurk. 12. Tasandi võrrandid. Punkti kaugus tasandist. Kahe tasandi vaheline nurk. II osa Matemaatiline analüüs (12 punkti) 13. Arvrea mõiste, arvrea summa ja koondumise tarvilik tingimus. 14. Geomeetriline ja harmooniline rida. 15. Arvrea absoluutne ja tingimisi koonduvus. Arvrea koonduvustunnused: Cauchy, D’Alembert’i ja Leibnizi tunnused 16
Räni on materjal, millele tugineb kogu tänapäevane info ja kommunikatsioonitehnoloogia. Kiiresti kasvavat tähtsust omavad räni rakendused päikeseenergeetikas päikesepatareides(polükristalne räni). RÄNIOKSIID · Ränioksiid on kõva, keemiliselt püsiv võrkstruktuuriga tahkis · Esineb looduses kvartsi ja liivana · Ränioksiid struktuuriühikuks on SiO4 tetraeeder. Iga tetraeedri nurgas asuv hapnik annab kovalentsed seidemed kahe räni aatomiga. RÄNIDIOKSIID Ränidioksiid (SiO2) on keemiline ühend, mille molekul koosneb ühest räni ja kahest hapniku aatomist. Keemilised omadused Ränidioksiid on happeline oksiid. Seetõttu lahustub ta (aeglaselt) leeliste vesilahustes, kuid hapete (välja arvatud vesinikfluoriid) suhtes on ta vastupidav. Füüsikalised omadused
-diool kahte hüdroksüülrühma märkiv järelliide alkoholi happelisus käituvad nagu teised happed, nt reageerivad leelistega sama aktiivselt, tavalised indikaatorid ei näita siiski alkoholi lahuse happelisust elektronpaar (teke, olemus) hapnikul on justkui 2 sideme võimalustkasutamata, st tal on 2 vaba elektronpaari, mida saab kasutada täinedavate sidemete moodustamiseks. Need asuvad orbitaalidel, mis on suunatud mõttelise tetraeedri vabadesse tippudesse leelismetall IA rühma metall leelismuldmetall IIA rühma metall kerge joove 0,50-1,50 suurenenud jutukus, elavnenud liigutused, kordnatsioonihäired, nägu õhetav, sidekest silmades punetab keskmine joove 1,5-2,5 raske joove 2,5-3 funktsionaalrühma isomeer erinevate ainetüüpide isomeer (nt alkohol ja eeter)
5. Mitme valentsed on orgaanilistes ühendites C, H, O, halogeenid (F,Cl,Br,I) ja N ning millised on nende valentsmudelid? H-1 O-2 N-3 C-4 halogeenid-1 6. Mis on kovalentne side? Mitmekordne võib see olla? Kovalentne side on ühiste elektronpaaride vahendusel aatomite vahele moodustuv keemiline side. 7. Millist süsinikku ja miks nimetatakse tetraeedriliseks, tasandiliseks e. planaarseks ja lineaarseks? Tetraeedriline süsinik on süsiniku aatom, mille kovalentsed sidemed on suunatud tetraeedri tippudesse Tasandiline süsinik on süsiniku aatom, mille sidemed asuvad tasapinnal. Lineaarne süsinik 8. Mida näitab summaarne valem e. molekulivalem, struktuurvalem? Summaarne valem näitab koostist, struktuurvalem nii koostist kui ka ehitust. 9. Struktuurvalemite erinevaid liike (tasapinnaline e. klassikaline, lihtsustatud, graafiline), millised on nende koostamise reeglid? Tasapinnaline ehk klassikaline: märgitakse kõik süsinikud ja kõik vesinikud.
millised on nende valentsmudelid? C-l on neli sidet, H-l 1 side, O-l 2 sidet, halogeenidel 1 seda ja N-l 3 sidet. 6. Mis on kovalentne side? Mitmekordne võib see olla?Kovalentne side on ühiste elektronpaaride abil tekkinud side.Ta esineb aatomite vahel molekulides( või kristallides) 7. Millist süsinikku ja miks nimetatakse tetraeedriliseks, tasandiliseks e. planaarseks ja lineaarseks? Nelja üksiksidemega süsinikku nimetatakse tetraeedriliseks, kuna temaga seotud aatomid asuvad tetraeedri tippudes. Ühe kaksiksidemega seotud süsinikku nim tasandiliseks kuna temaga seotud aatomid asuvad ühel tasapinnal. Kolmiksidemega süsinikku nimetatakse lineaarseks, kuna temaga seotud aatomid asuvad ühel sirgel. 8. Mida näitab summaarne valem e. molekulivalem, struktuurvalem?Summaarne valem ehk molekulivalem väljendab aine koostist: milliste ainete elementide aatomid ja millisel arvul kuuluvad ained ühe molekuli koostisesse. (näiteks: C2H6O).Struktuurvalem väljendab
FÜSIOLOOGILINE TOIME : väga mürgine Punane fosfor Must fosfor Valge fosfor Tüüpiline molekulivõrega aine. Polümeer, mille molekul koosneb Metallilise sidemega aine Aine ehitus Võresõlmedes paljudest P4lülidest pooljuht tetraeedri kujulised P4 molekulid sulab 44 ei sula ei sula (normaalrõhul) aurustub 280 üle 420, muutub valgeks üle 420, muutub valgeks (normaalrõhul) lahustub CCl4 , CS2 jne. lahusteid ei tunta lahusteid ei tunta Tekib keemilistel pikaajalisel kuumutamisel
Silikaadid on peamised koostissad kivimites, savis ja liivas. Silikaadi struktuuri käsitlemisel vaadatakse räni ja hapniku seoseid. Iseloomulik on tetraeedrite esinemine. Side Si ja O vahel on suunatud, st on teatud määral kovalentne. Erinevate silikaatide struktuurides on need SiO44- tetraeedrid ühendatud erinevateks ühe-, kahe- või kolmemõõtmelisteks struktuurideks. Lihtsaim silikaatne materjal on SiO2, mis on liiva põhikoostisosa. Tema struktuur koosneb tetraeedritest, kus tetraeedri tipus olev hapnik on ka teise tetraeedri tipuosakeseks. Kui need tetraeedrid paiknevad korrapäraselt, tekib kristallstruktuur. SiO2 omab kolme polümorfset kristallmodifikatsiooni: kvarts, kristobaliit ja tridimiit. Nad on küllalt keerulise struktuuriga. Side on osaliselt kovalentne ja suunatud, siis võre on üsna hõre ja materjali tihedus väike. Kuna side on tugev, siis on kõrge sulamistemperatuur (kvartsil 1710 kraadi).
tasakaalustavad, siis on aine ise tervikuna mittepolaarne. Selline on näiteks süsihappegaas CO2. O=C=O Hapniku aatomitel on negatiivsed osalaengud, süsinikul positiivne. Kuna sidemed on aga ühel sirgel, siis ei ole konkreetset molekuliosa, kuhu oleks koondunud positiivsus ja negatiivsus molekul on mittepolaarne. Sarnane on tetraklorometaan CCl4, kus igal kloori aatomil on küll negatiivne osalaeng, aga et kõik kloori aatomid on süsinikust suunatud tetraeedri tippudesse sümmeetriliselt, siis taas ei ole tegemist polaarse ainega. Kehtib seaduspärasus: sarnane lahustab sarnast. See tähendab, et polaarsetes lahustites (nt vees) lahustuvad hästi polaarsed ained ja halvasti mittepolaarsed. Näiteks tugevalt polaarne HCl lahustub vees suurepäraselt, mittepolaarne süsihappegaas aga päris kehvasti! VI. Iooniline side Iooniline side on nö kovalentse sideme piirjuht puhast ioonilist sidet ei ole tegelikult olemas...
anioon RS- Valentsmudelid Element Valentsmudelid H -H C >C< >C= -C =C= O -O- =O >O-+ =O-+ -O- N >N- =N- N >N<+ >N=+ -N+ Hübriidsete orbitaalide mudel Lewise teooriale esitas väljakutse metaan CH4: · Neli C-H sidet paraku on C elektronkonfiguratsioon (1s22s22p2) · Kõik CH sidemed on nii energialt kui pikkuselt võrdsed · Molekul on tetraeedri kujuline · CH CH sidemete vaheline nurk on 109º Linus Pauling 1930-dad: ·Kasutas kvantmehhaanilist lähenemist ·Sidemes olevad elektronid ei paikne mitte aatomorbitaalidel vaid 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
Tsükloheksaanist toodeti kunagi nn heksakloraani, Kaasajal keelatud taimekaitsevahendit ( looduskeskkonnas liiga püsiv) Tsüklopropaani kasutatakse narkoosivahendina "Suured" tsüklid - alates C5 ei erine keemilistelt omadustelt alkaanidest Põlevad C6H12 +15 O2 = 6CO2 + 6H2O Annavad asendusreaktsiooni halogeenidega C6H12 + 6 Cl2 = C6H6Cl6 + 6 HCl Liitumisreaktsioone praktiliselt ei anna "Väikesed" tsüklid C3 ja C4 on ebapüsivad, sest sidemetevahelised nurgad on oluliselt väiksemad tetraeedri sisenurgast (109,50). Suuremad tsüklid pole tasapinnalised ja sidemetevahelised nurgad on neis normaalsed Väikesed tsüklid võivad anda liitumisreaktsioone - tsükkel seejuures avaneb ja tekib biradikaal. Näiteks liitub tsüklopropaanile kloor ja tekib 1,3 dikloropropaan CH2 CH2 CH2 . . àà CH2 CH2 CH2 à CH2Cl-CH2 CH2Cl Nimetused
B x 2 , y 2 , z 2 Vektorkorrutise pikkus annab rööpküliku pindala. Kolmnurk on pool rööpkülikust. C x3 , y 3 , z 3 1 D S ABC AB AC 2 C 6A B Tetraeedri ruumala: A x1 , y1 , z1 B x 2 , y 2 , z 2 C x3 , y 3 , z 3 D x 4 , y 4 , z 4 Tetraeedri ruumala on 1/3 samale põhjale ehitatud kolmnurkse põhjaga prisma ruumalast, see omakorda pool rööptahuka ruumalast. 1 V ABCD AB AC AD 6 VEKTORITE LINEAARNE SÕLTUMATUS Definitsioon
On iseloomulik räni ja hapniku tetraeedrite (SiO tetraeedrite) esinemine (joon 8-7). Side Si ja O vahel on suunatud, st on teatud määral kovalentne.Erinevate silikaatide struktuurides on need SiO tetraeedrid ühendatud erinevateks ühe-, kahe- või kolmemõõtmelisteks struktuurideks. Ränidioksiid SiO2 : Keemiliselt lihtsaim silikaatne materjal on SiO2, mis on liiva põhikoostisosa. SiO2 struktuur koosneb vaadeldud tetraeedritest, kus tetraeedri tipus olev hapnik on ka teise tetraeedri tipuosakeseks. Kui need tetraeedrid paiknevad korrapäraselt, tekibkristallstruktuur. SiO2 omab kolme polümorfset kristallmodifikatsiooni: kvarts, kristobaliit ja tridimiit.Kuna side on osaliselt kovalentne ja suunatud, siis on võre üsna hõre ja materjali tihedus on väike. . Kuna side on tugev, siis omab SiO2 kõrget sulamistemperatuuri. SiO2 võib olla ka mittekristalses e klaasitaolises olekus, kus tetraeedrite paigutus on mingil määral juhuslik. Tetraeedrid
On iseloomulik räni ja hapniku tetraeedrite (SiO tetraeedrite) esinemine (joon 8-7). Side Si ja O vahel on suunatud, st on teatud määral kovalentne.Erinevate silikaatide struktuurides on need SiO tetraeedrid ühendatud erinevateks ühe-, kahe- või kolmemõõtmelisteks struktuurideks. Ränidioksiid SiO2 : Keemiliselt lihtsaim silikaatne materjal on SiO2, mis on liiva põhikoostisosa. SiO2 struktuur koosneb vaadeldud tetraeedritest, kus tetraeedri tipus olev hapnik on ka teise tetraeedri tipuosakeseks. Kui need tetraeedrid paiknevad korrapäraselt, tekibkristallstruktuur. SiO2 omab kolme polümorfset kristallmodifikatsiooni: kvarts, kristobaliit ja tridimiit.Kuna side on osaliselt kovalentne ja suunatud, siis on võre üsna hõre ja materjali tihedus on väike. . Kuna side on tugev, siis omab SiO2 kõrget sulamistemperatuuri. SiO2 võib olla ka mittekristalses e klaasitaolises olekus, kus tetraeedrite paigutus on mingil määral juhuslik. Tetraeedrid
2,69 g/cm³, hea soojusjuht, kuumutamisel atmosfäärirõhul ta sublimeerub. Keemilistelt omadustelt on sarnane punase fosforiga. Joonis. VALGE FOSFOR on kõige tavalisem fosfori allotroop, mis tekib alati fosforiaurude kondenseerumisel. Ta on keemiliselt kõige aktiivsem ja termodünamiliselt kõige ebastabiilsem fosfori allotroop. Valge fosfor on molekulvõrega aine, mille tetraeedri tippudes asuvad fosforiaatomid. Joonis. Puhtal kujul on ta suure murdumisnäitajaga, värvitu, praktikas aga valge või helekollase vahataolise massiga. Kuiv valge fosfor on alati roheka varjundiga, mis on tingitud helenduse tõttu, mida on märgata eriti hästi pimedas. Valge fosfor on küüslaugu lõhnaga, õhus nõrgalt suitsev (oksüdatsioonil eralduva oksiidisegu tekkega kaasneb kemoluminessents) ,
Nimelt on silikaatidele iseloomulik räni ja hapniku tetraeedrite ( tetraeedrite) esinemine (joon 8-7). Side Si ja O vahel on suunatud, st on teatud määral kovalentne. Erinevate silikaatide struktuurides on need tetraeedrid ühendatud erinevateks ühe-, kahe- või kolmemõõtmelisteks struktuurideks. 8.2.1 Ränidioksiid Keemiliselt lihtsaim silikaatne materjal on , mis on liiva põhikoostisosa. struktuur koosneb vaadeldud tetraeedritest, kus tetraeedri tipus olev hapnik on ka teise tetraeedri tipuosakeseks. Kui need tetraeedrid paiknevad korrapäraselt, tekib kristallstruktuur. omab kolme polümorfset kristallmodifikatsiooni: kvarts, kristobaliit ja tridimiit. Nad on küllalt keerulise struktuuriga, joonisel 8-8 on esitatud kristobaliidi elementaarrakk. Kuna side on osaliselt kovalentne ja suunatud, siis on võre üsna hõre ja materjali tihedus on väike (kvartsi tihedus ainult ). Kuna side on tugev, siis omab kõrget sulamistemperatuuri (kvartsil 1710 C).
seoseid. Nimelt on silikaatidele iseloomulik räni ja hapniku tetraeedrite (SiO4 4- tetraeedrite) esinemine. Side Si ja O vahel on suunatud, st on teatud määral kovalentne. Erinevate silikaatide struktuurides on need SiO4 4- tetraeedrid ühendatud erinevateks ühe-, kahe- või kolmemõõtmelisteks Joonis 12-7 struktuurideks. 12.2.1 Ränidioksiid SiO2 Keemiliselt lihtsaim silikaatne materjal on SiO2, mis on liiva põhikoostisosa. SiO2 struktuur koosneb vaadeldud tetraeedritest, kus tetraeedri tipus olev hapnik on ka teise tetraeedri tipuosakeseks. Kui need tetraeedrid paiknevad korrapäraselt, tekibkristallstruktuur. SiO2 omab kolme polümorfset kristallmodifikatsiooni: kvarts, kristobaliit ja tridimiit. Nad on küllalt keerulise struktuuriga, joonisel 12-8 on esitatud kristobaliidi elementaarrakk. Kuna side on osaliselt kovalentne ja suunatud, siis on võre üsna hõre ja materjali tihedus on väike (kvartsi tihedus ainult 2,65 g/cm3)
kristallne aine, pooljuht, tihedus 2,69 g/cm³, hea soojusjuht, kuumutamisel atmosfäärirõhul ta sublimeerub. Keemilistelt omadustelt on sarnane punase fosforiga. (Joonise allikas: http://en.wikipedia.org/wiki/Image:Black_phosphorus.jpg ) VALGE FOSFOR on kõige tavalisem fosfori allotroop, mis tekib alati fosforiaurude kondenseerumisel. Ta on keemiliselt kõige aktiivsem ja termodünamiliselt kõige ebastabiilsem fosfori allotroop. Valge fosfor on molekulvõrega aine, mille tetraeedri tippudes asuvad fosforiaatomid. (Joonise allikas: http://www.answers.com/topic/white-phosphrous-molecule-jpg ) Puhtal kujul on ta suure murdumisnäitajaga, värvitu, praktikas aga valge või helekollase vahataolise massiga. Kuiv valge fosfor on alati roheka varjundiga, mis on tingitud helenduse tõttu, mida on märgata eriti hästi pimedas. Valge fosfor on küüslaugu lõhnaga, õhus nõrgalt suitsev (oksüdatsioonil eralduva oksiidisegu tekkega kaasneb
Kommentaarid 2r I variandis saab koonuse tipunurga leida ka nurga koosinuse abil. Nimelt cos ja 2 2r 2 2 arccos 2 45 90 . 2 II variandis saab koonuse tipunurga leida ka nurga siinuse abil. Tekkinud tetraeedri kõrgus jaotab põhja kõrguse suhtes 1:2. Koonuse tipunurk on kaks korda suurem, kui nurk, mis tekib tetraeedri kõrguse ja külgserva vahele. 2r 3 3 3 3 Seega sin ja 2 arcsin 70,5 . 2 2r 3 3 Mõlemas variandis saab koonuse tipunurga leidmiseks kasutada koosinusteoreemi. Selle põhjal b2 c2 a2 arccos
lähedalasuva vee molekuliga. Nende täiendavate sidemete lõhkumiseks on vaja oluliselt enam energiat kui nende ühendite korral, milles vesiniksidet ei esine. ➢ Keemiliselt on vesi aktiivne ühend – reageerib paljude metallidega, mittemetallidega, sooladega (hüdrolüüs) ja oksiididega. ➢ Iga vee molekul võib osaleda 2 H-sideme moodustamisel. Tekib ruumiline võrk kus iga O aatom asub tetraeedri tsentris, H aatomid aga selle nurkades. ➢ Tavatemperatuuril säiluvad vees H-sidemed (50%), aurufaasi üleminekul need purunevad täielikult. ➢ Paljud ained lahustuvad, sest moodustub H-side lahustunud aine ja lahusti molekulide vahel. ➢ Leelismetallidega 2Na + 2H2O →2NaOH + H2 ➢ Happeliste oksiididega SO2+ H2O →H2SO3 ➢ Aluseliste oksiididega CaO + H2O →Ca(OH)2
N 3 | N N N C 4 | C C C ( C ) | · Orgaanilisi ühendeid pannakse kirja kasutades struktuurivalemeid. Tetraeedriline süsinik · Kui süsinikul on neli üksiksidet, siis on need suunatud tetraeedri tippudesse kus sidemete vaheline nurk on umbes 109 o . Need neli sidet on sidemed. 5 side võib ühendada ka süsinike aatomeid omavahel. side tekib orbitaalide kattumisel ühes ruumiosas aatomi tuumi ühendaval sirgel. Tetraeedriline süsinik Tetraeedriline süsinik
N 3 | N N N C 4 | C C C ( C ) | · Orgaanilisi ühendeid pannakse kirja kasutades struktuurivalemeid. Tetraeedriline süsinik · Kui süsinikul on neli üksiksidet, siis on need suunatud tetraeedri tippudesse kus sidemete vaheline nurk on umbes 109 o . Need neli sidet on sidemed. 5 side võib ühendada ka süsinike aatomeid omavahel. side tekib orbitaalide kattumisel ühes ruumiosas aatomi tuumi ühendaval sirgel. Tetraeedriline süsinik Tetraeedriline süsinik
N 3 | N N N C 4 | C C C ( C ) | · Orgaanilisi ühendeid pannakse kirja kasutades struktuurivalemeid. Tetraeedriline süsinik · Kui süsinikul on neli üksiksidet, siis on need suunatud tetraeedri tippudesse kus sidemete vaheline nurk on umbes 109 o . Need neli sidet on sidemed. 5 side võib ühendada ka süsinike aatomeid omavahel. side tekib orbitaalide kattumisel ühes ruumiosas aatomi tuumi ühendaval sirgel. Tetraeedriline süsinik Tetraeedriline süsinik
SiO2(s) + 2C(s) Si(s) + 2CO(g) · Pooljuhtide valmistamiseks tuleb sellisel viisil saadud räni edasi puhastada. 29. Räni olulisemad ühendid ((SiO2)n, (H2SiO3)n, H4SiO4, silikaadid, karbiidid, SiCl4, silaanid): nende kasutamine ja kirjutage nende tasakaalustatud tekkereaktsioonid. · Ränidioksiid (SiO2)n on kõva, keemiliselt püsiv võrkstruktuuriga tahkis. · Esineb looduses kvartsi ja liivana. · Ränidioksiidi struktuuriühikuks on tetraeedriline SiO4. Iga tetraeedri nurgas asuv hapnik annab kovalentseid sidemeid kahe räni aatomiga. · Metaränihape H2SiO3 ja ortoränihape H4SiO4 on nõrgad happed. · Ortosilikaadi lahuse hapustamisel tekib ränihappe asemel zelatiinitaoline ränidioksiidi sade: 4H3O+ (aq) + SiO4 4- (aq) + xH2O(l) SiO2(s)·xH2O(gel) + 6H2O(l) · Pesemise ja kuivatamise järel saadakse silikageel, mis on väga suure eripinnaga. 30. Selgitage süsiniku- ja räniühendite reaktiivsuste erinevusi.
suitstopaasiks, lillat--ametüstiks. Viimaseid kasutatakse poolvääriskividena. Kohati esinevad looduses diatomiidi (ränihiib) valged kriiditaolised lademed. Diatomiit on tekkinud ränivetikate rakukestadest ja kujutab endast amorfset ränidioksiidi. Ahhaat ja tulekivi koosnevad amorfse ja kristallilise ränidioksiidi segust. Ränidioksiidi kristallid kujutavad endast hiigelpolümeeri, kus iga Si aatom on ümbritsetud nelja O aatomiga, moodustades SiO4 tetraeedri. 4. Ränihapped. Ränidioksiid on happeline oksiid. Kuna ta vees ei lahustu, saadakse ränihappe soolasid ränidioksiidi reageerimisel leelistega. Ränihappe sooladest tõrjutakse ränihape tugevama happega välja: SiO2+4NaOH=Na4SiO4+2H2O Na4SiO4+4HCl=H4SiO4+4NaCl Ränidioksiidi reageerimisel leelistega moodustub keerukas ränihapete segu, mille koostist võib avaldada üldvalemiga mSiO2nH2O. Neist tähtsamaiks on ortoränihape m=1, n=2
Kovalentne side tekib aatomorbitaalide kattumise suunas. Kaheaatomilised molekulid moodustuvad kahest samast aatomist AA (H2, Cl2) või kahest erinevast aatomist AB (HCl) molekul on lineaarse ehitusega (nurk 1800) 3-aatomiline AB2 (CO2, H2O) võib olla lineaarne B__A__B või nurgaga 4-aatomilises molekulis on aatomid kas tasapinnal (kolmnurkstruktuur) või moodustavad trikoonilise püramiidi. 5-aatomilised molekulid AB4 moodustavad ruumilise tetraeedri, kusjuures aatom A asub tsentris, B-d selle nurkades 1. Orbitaalide hübridisatsioon.(Pauling 1931) Kui keemilise sideme moodustamisest osavõtvad ühe aatomi elektronid kuuluvad erinevat tüüpi orbitaalidele, siis toimub orbitaalide segunemine, mille tulemusena tekivad uued ühesuguse kujuga energeetiliselt võrdväärsed oribtaalid ehk hübriidsed orbitaalid Mitmeaatomilistes molekulides võrdsustuvad keemilise sideme moodustumisel valentselektronide
Tsükloheksaanist toodeti kunagi nn heksakloraani, Kaasajal keelatud taimekaitsevahendit ( looduskeskkonnas liiga püsiv) Tsüklopropaani kasutatakse narkoosivahendina "Suured" tsüklid - alates C5 ei erine keemilistelt omadustelt alkaanidest Põlevad C6H12 +15 O2 = 6CO2 + 6H2O Annavad asendusreaktsiooni halogeenidega C6H12 + 6 Cl2 = C6H6Cl6 + 6 HCl Liitumisreaktsioone praktiliselt ei anna "Väikesed" tsüklid C3 ja C4 on ebapüsivad, sest sidemetevahelised nurgad on oluliselt väiksemad tetraeedri sisenurgast (109,5 0). Suuremad tsüklid pole tasapinnalised ja sidemetevahelised nurgad on neis normaalsed Väikesed tsüklid võivad anda liitumisreaktsioone - tsükkel seejuures avaneb ja tekib biradikaal. Näiteks liitub tsüklopropaanile kloor ja tekib 1,3 dikloropropaan CH2 CH2 CH2 . . àà CH2 CH2 CH2 à CH2Cl-CH2 CH2Cl Nimetused
26. Vektorite segakorrutis Vaatleme kolmemõõtmelise (n=3) eukleidilise vektorruumi ning valime seal mingi ortonormaalse baasi B = ; } (mille suunad langevad kokku koordinattelgede suunadega) Definitsioon. Vektorite ja segakorrutiseks nimetatakse arvu . Leiame segakorrutise väärtuse: Seega Segakorrutise omadused: 1. Vektorite ja segakorrutise absoluutväärtus võrdub vektoritele ja ehitatud rööptahuka ruumalaga 2. Tetraeedri (kolmnurkse püramiidi) ABCD; mille servad on DA = ; DB = ja DC = ; ruumala VABCD = . 3. Vektorid ja on komplanaarsed parajasti siis kui nende segakorrutis 4. Vektorid ja moodustavad paremkäe kolmiku, kui nende segakorrutis on positiivne ja moodustavad vasakkäe kolmiku, kui nende segakorrutis on negatiivne. 27. Sirged 1) Vaatleme sirge kolmemõõtmilseses ruumis. Sirge on määratud mingi punktiga A(ax; ay; az), mille ta läbib (st A ), ja vektoriga =
Tsükloheksaanist toodeti kunagi nn heksakloraani, Kaasajal keelatud taimekaitsevahendit ( looduskeskkonnas liiga püsiv) Tsüklopropaani kasutatakse narkoosivahendina "Suured" tsüklid - alates C5 ei erine keemilistelt omadustelt alkaanidest Põlevad C6H12 +15 O2 = 6CO2 + 6H2O Annavad asendusreaktsiooni halogeenidega C6H12 + 6 Cl2 = C6H6Cl6 + 6 HCl Liitumisreaktsioone praktiliselt ei anna "Väikesed" tsüklid C3 ja C4 on ebapüsivad, sest sidemetevahelised nurgad on oluliselt väiksemad tetraeedri sisenurgast (109,50). Suuremad tsüklid pole tasapinnalised ja sidemetevahelised nurgad on neis normaalsed Väikesed tsüklid võivad anda liitumisreaktsioone - tsükkel seejuures avaneb ja tekib biradikaal. Näiteks liitub tsüklopropaanile kloor ja tekib 1,3 dikloropropaan CH2 CH2 CH2 . . CH2 CH2 CH2 CH2Cl-CH2 CH2Cl Nimetused
Skalaarkorrutise arvutamine koordinaat- kujul. Vektorite ristseisu tingimus. Kahe vektori vahelise nurga leidmine. 3. Vektorkorrutise mõiste. Vektorkorrutise omadused. Vektorkorrutise arvutamine koordinaat- kujul. Rööpküliku ja kolmnurga pindala arvutamine. Vektorite kollineaarsuse tingimus. 4. Segakorrutise mõiste. Segakorrutise omadused. Segakorrutise arvutamine koordinaatkujul. Kolme vektori komplanaarsus. Rööptahuka ja tetraeedri ruumala arvutamine. PEATÜKK 13. VEKTORID RUUMIS Antud loengu materjal pärineb suuresti Aivo Parringu loengu- konspektist http://math.ut.ee/pmi/kursused/ag/parring/ peatü- kist "IV. Vektoralgebra`'. Viidatud materjalis on kogu teoreetiline üles- ehitus algusest lõpuni läbi tehtud koos vajalike tõestustega. Meie peame siin paratamatult tegema käsitluses teatud kärpeid, sest muidu
Elektrilised omadused Dielektrik dielektrik pooljuht * ülerõhul; ** keemistemperatuur Valge fosfor – moodustub fosforiaurude kondenseerumisel. Väga puhtal kujul värvitud kristallid (suur murdumisnäitaja) praktikas valge või kollakas vahataol. mass. väga mürgine (inimesele surmav ca 0,1 g) säilitatakse taval. vees molekulivõrega aine: kristallivõre keskmetes on molekulid P4 (mille moodustavad võrdkülgse tetraeedri tippudes paiknevad P aatomid) Kergsulav, õhus suitsev, iseloomuliku lõhnaga väga tuleohtlik (võib süttida hõõrdumisel või spontaanselt) süttimistemp. alla 50ºC Helendub rohekalt (nii “valges” kui “pimedas”) Lahustub org. lahustites (eriti hästi CS2-s) Keemiliselt kõige aktiivsem fosfori teisend Punane fosfor – tekib valge fosfori pikaajalisel kuumutamisel õhu juurdepääsuta (üle 180ºC) mitmed kristallvormid ja teisendid (“oranž”, erepunane jt.)
Hübriidorbitaalide kaudu on kerge seletada keemiliste sidemete moodustumist ühendites, milles sidemetevahelised nurgad vastavad hübriidorbitaalide vahelistele nurkadele: 180°, 120°, 1099,5°. Näiteks vee molekulis on sidemete vaheline nurk lähedane 109°-le : Vee molekulis on tegemist hapniku sp3 hübriidorbitaalidega, mida on kokku neli. Nendest kaks moodustavad sideme vesiniku aatomitega, kahel on vabad elekrronipaarid. Orbitaalide tipud on suunatud mõttelise tetraeedri tippudesse (on paigutunud tetraeedriliselt). Molekul ise on nurkjas, sest aatomeid on vaid kolm. Nii aitab ka hübridisatsiooniteooria selgitada molekulide kuju nagu VSEPR mudelgi. Molekulide kirjeldamisel määratakse sageli esimesena molekuli kuju (näiteks VSEPR mudeli alusel või muul viisil, ka eksperimentaalselt) ja selle põhjal käsitletakse järgnevalt keemilise sideme moodustumist hübriidorbitaalide kattumisega. Kordsed sidemed
Konfiguratsioon Orgaaniliste molekulide mitteplanaarsuse peamisteks Joon. 10 põhjusteks on: S ü s in ik u a a to m m e t a a n is ( C H 4 ) o n s p 3 - h ü b rid is e e ru n u d o le k u s • süsinikuaatomi hübridisatsioon, nt sp3-hübridisatsioon loob ruumis korrapärase "tetraeedri" võrdsete nurka- H dega (109°28') 4 hübridiseerunud orbitaali (üksik- H sideme) vahel (joon. 10); • aatomitevahelised interaktsioonid molekulis. H H H C H
Vars ja lehed on kaetud epidermiga, milles paiknevad õhulõhed. Lehelaba on lineaalne, terveservaline, lõpeb pika peenikese karvakesega. Eospead asetsevad püstiste külgharude tippude kahe-, harvem kolme- kuni viiekaupa. Eospea on silindrilise kujuga, koosneb teljest, millel tihedalt paiknevad soomusjad, kolmnurksed, teritunud ja tõusva tipuga sporofüllid. Sporofülli ülapoolel paikneb lühikesel jalal seisev neerukujuline sporangium eostega. Spoorid on ühesuurused, väikesed, tetraeedri kujulised. Eoste kest koosneb kahest kihist, välimisest – eksiinist ja sisemisest – intiinist. Sporangiumid avanevad ristlõhega. Spoorid kukuvad maapinnale ja mõne sentimeetri sügavusel mullas areneb neist aeglaselt, 12-15 aasta jooksul, gametofüüt. Kujult meenutab ta sibulakest, hiljem kasvab kuni 2cm suuruseks ja muutub liuakujuliseks. Gametofüüt on värvusetu, risoididega. Epidermi all paiknevad rakud on sümbioosis seeneniitidega. Mõnedel liikidel areneb
Vars ja lehed on kaetud epidermiga, milles paiknevad õhulõhed. Lehelaba on lineaalne, terveservaline, lõpeb pika peenikese karvakesega. Eospead asetsevad püstiste külgharude tippude kahe-, harvem kolme- kuni viiekaupa. Eospea on silindrilise kujuga, koosneb teljest, millel tihedalt paiknevad soomusjad, kolmnurksed, teritunud ja tõusva tipuga sporofüllid. Sporofülli ülapoolel paikneb lühikesel jalal seisev neerukujuline sporangium eostega. Spoorid on ühesuurused, väikesed, tetraeedri kujulised. Eoste kest koosneb kahest kihist, välimisest eksiinist ja sisemisest intiinist. Sporangiumid avanevad ristlõhega. Spoorid kukuvad maapinnale ja mõne sentimeetri sügavusel mullas areneb neist aeglaselt, 12-15 aasta jooksul, gametofüüt. Kujult meenutab ta sibulakest, hiljem kasvab kuni 2cm suuruseks ja muutub liuakujuliseks. Gametofüüt on värvusetu, risoididega. Epidermi all paiknevad rakud on sümbioosis seeneniitidega. Mõnedel
Vars ja lehed on kaetud epidermiga, milles paiknevad õhulõhed. Lehelaba on lineaalne, terveservaline, lõpeb pika peenikese karvakesega. Eospead asetsevad püstiste külgharude tippude kahe-, harvem kolme- kuni viiekaupa. Eospea on silindrilise kujuga, koosneb teljest, millel tihedalt paiknevad soomusjad, kolmnurksed, teritunud ja tõusva tipuga sporofüllid. Sporofülli ülapoolel paikneb lühikesel jalal seisev neerukujuline sporangium eostega. Spoorid on ühesuurused, väikesed, tetraeedri kujulised. Eoste kest koosneb kahest kihist, välimisest eksiinist ja sisemisest intiinist. Sporangiumid avanevad ristlõhega. Spoorid kukuvad maapinnale ja mõne sentimeetri sügavusel mullas areneb neist aeglaselt, 12-15 aasta jooksul, gametofüüt. Kujult meenutab ta sibulakest, hiljem kasvab kuni 2cm suuruseks ja muutub liuakujuliseks. Gametofüüt on värvusetu, risoididega. Epidermi all paiknevad rakud on sümbioosis seeneniitidega. Mõnedel
annaabi.ee 
