ما حالة التجميع غير المعتادة للكحوليات. هيكل المواد في حالات التجميع المختلفة

يتم أخذ الأسئلة حول ماهية حالة التجميع ، وما هي الميزات والخصائص التي تمتلكها المواد الصلبة والسوائل والغازات في الاعتبار في العديد من الدورات التدريبية. هناك ثلاث حالات كلاسيكية للمادة ، لها سماتها المميزة الخاصة بالهيكل. فهمهم نقطة مهمةفي فهم علوم الأرض والكائنات الحية وأنشطة الإنتاج. تتم دراسة هذه الأسئلة عن طريق الفيزياء والكيمياء والجغرافيا والجيولوجيا والكيمياء الفيزيائية وغيرها من التخصصات العلمية. المواد التي تخضع لظروف معينة في أحد الأنواع الأساسية الثلاثة للحالة يمكن أن تتغير بزيادة أو نقصان درجة الحرارة أو الضغط. دعونا نفكر في التحولات المحتملة من حالة تجميع إلى أخرى ، حيث يتم إجراؤها في الطبيعة والتكنولوجيا والحياة اليومية.

ما هي حالة التجميع؟

وتعني كلمة "aggrego" ذات الأصل اللاتيني في الترجمة إلى اللغة الروسية "إرفاق". يشير المصطلح العلمي إلى حالة نفس الجسم ، المادة. إن وجود المواد الصلبة والغازات والسوائل عند قيم درجات حرارة معينة وضغوط مختلفة هو سمة من سمات جميع قذائف الأرض. بالإضافة إلى حالات التجميع الأساسية الثلاث ، هناك أيضًا حالة رابعة. في حرارة عاليةوعند ضغط ثابت يتحول الغاز إلى بلازما. لفهم ماهية حالة التجميع بشكل أفضل ، من الضروري تذكر أصغر الجسيمات التي تتكون منها المواد والأجسام.

يوضح الرسم البياني أعلاه: أ - غاز ؛ ب - سائل ج جسم صلب. في مثل هذه الأشكال ، تشير الدوائر إلى العناصر الهيكلية للمواد. هذا رمز ، في الواقع ، الذرات والجزيئات والأيونات ليست كرات صلبة. تتكون الذرات من نواة موجبة الشحنة تتحرك حولها الإلكترونات سالبة الشحنة بسرعة عالية. تساعد معرفة التركيب المجهري للمادة على فهم الاختلافات الموجودة بين الأشكال التجميعية المختلفة بشكل أفضل.

أفكار حول العالم الصغير: من اليونان القديمة إلى القرن السابع عشر

ظهرت المعلومات الأولى عن الجسيمات التي تتكون منها الأجسام المادية في اليونان القديمة. قدم المفكرون ديموقريطس وأبيقور مفهومًا كذرة. لقد اعتقدوا أن هذه الجسيمات الأصغر غير القابلة للتجزئة من مواد مختلفة لها شكل وأحجام معينة وقادرة على الحركة والتفاعل مع بعضها البعض. أصبح علم الذرات أكثر تعاليم اليونان القديمة تقدمًا في ذلك الوقت. لكن تطورها تباطأ في العصور الوسطى. منذ ذلك الحين اضطهد العلماء من قبل محاكم التفتيش التابعة للكنيسة الكاثوليكية الرومانية. لذلك ، حتى العصر الحديث ، لم يكن هناك مفهوم واضح لماهية حالة تجميع المادة. فقط بعد القرن السابع عشر قام العلماء R. Boyle و M. Lomonosov و D. Dalton و A. Lavoisier بصياغة أحكام النظرية الجزيئية الذرية ، التي لم تفقد أهميتها حتى اليوم.

الذرات والجزيئات والأيونات - جزيئات مجهرية لتركيب المادة

حدث تقدم كبير في فهم العالم المصغر في القرن العشرين ، عندما تم اختراع المجهر الإلكتروني. مع الأخذ في الاعتبار الاكتشافات التي قام بها العلماء في وقت سابق ، كان من الممكن تكوين صورة متناغمة للعالم الصغير. النظريات التي تصف حالة وسلوك أصغر جسيمات المادة معقدة للغاية ، فهي تنتمي إلى المجال. لفهم سمات الحالات الكلية المختلفة للمادة ، يكفي معرفة أسماء وخصائص الجسيمات الهيكلية الرئيسية التي تتشكل مواد.

1. الذرات هي جسيمات غير قابلة للتجزئة كيميائيا. محفوظة في تفاعلات كيميائية لكنها دمرت نوويا. المعادن والعديد من المواد الأخرى ذات التركيب الذري لها حالة صلبة من التجميع في ظل الظروف العادية.
2. الجزيئات هي جزيئات تتفكك وتتشكل في تفاعلات كيميائية. الأكسجين والماء وثاني أكسيد الكربون والكبريت. حالة التجميعالأكسجين والنيتروجين وثاني أكسيد الكبريت والكربون والأكسجين في ظل الظروف العادية - الغازية.
3. الأيونات عبارة عن جسيمات مشحونة تتحول إليها الذرات والجزيئات عندما تكتسب أو تفقد إلكترونات - جسيمات مجهرية سالبة الشحنة. العديد من الأملاح لها بنية أيونية ، على سبيل المثال ، ملح الطعام والحديد وكبريتات النحاس.

هناك مواد توجد جزيئاتها في الفضاء بطريقة معينة. يسمى الموقع المتبادل المرتب للذرات والأيونات والجزيئات بالشبكة البلورية. عادةً ما تكون المشابك البلورية الأيونية والذرية نموذجية للمواد الصلبة والجزيئية للسوائل والغازات. الماس لديه صلابة عالية. تتكون شبكتها البلورية الذرية من ذرات الكربون. لكن الجرافيت الناعم يتكون أيضًا من ذرات هذا العنصر الكيميائي. فقط هم موجودون بشكل مختلف في الفضاء. الحالة المعتادة لتجمع الكبريت هي مادة صلبة ، ولكن عند درجات الحرارة العالية تتحول المادة إلى سائل وكتلة غير متبلورة.

المواد في حالة تجميع صلبة

تحتفظ المواد الصلبة في الظروف العادية بحجمها وشكلها. على سبيل المثال ، حبة رمل ، حبة سكر ، ملح ، قطعة من الصخر أو المعدن. إذا تم تسخين السكر ، تبدأ المادة في الذوبان وتتحول إلى سائل بني لزج. توقف عن التسخين - مرة أخرى نحصل على مادة صلبة. هذا يعني أن أحد الشروط الرئيسية لانتقال مادة صلبة إلى سائل هو تسخينها أو زيادة الطاقة الداخلية لجزيئات المادة. يمكن أيضًا تغيير الحالة الصلبة لتراكم الملح المستخدم في الطعام. ولكن لإذابة ملح الطعام ، فإنك تحتاج إلى درجة حرارة أعلى من تلك التي عند تسخين السكر. الحقيقة هي أن السكر يتكون من جزيئات ، ويتكون ملح الطعام من أيونات مشحونة ، والتي تنجذب بقوة إلى بعضها البعض. المواد الصلبة في شكل سائل لا تحتفظ بشكلها لأن المشابك البلورية تتكسر.

يتم تفسير الحالة السائلة لتجمع الملح أثناء الانصهار من خلال كسر الرابطة بين الأيونات في البلورات. يتم إطلاق الجسيمات المشحونة التي يمكن أن تحمل شحنات كهربائية. تعمل الأملاح المنصهرة على توصيل الكهرباء وهي موصلات. في الصناعات الكيميائية والمعدنية والهندسية ، يتم تحويل المواد الصلبة إلى سوائل للحصول على مركبات جديدة منها أو لإعطائها أشكال مختلفة. السبائك المعدنية تستخدم على نطاق واسع. هناك عدة طرق للحصول عليها ، ترتبط بالتغيرات في حالة تجميع المواد الخام الصلبة.

السائل هو أحد الحالات الأساسية للتجميع

إذا صببت 50 مل من الماء في دورق دائري ، ستلاحظ أن المادة تأخذ شكل وعاء كيميائي على الفور. ولكن بمجرد أن نسكب الماء من القارورة ، سينتشر السائل على الفور على سطح الطاولة. سيبقى حجم الماء كما هو - 50 مل ، وسيتغير شكله. هذه السمات مميزة للشكل السائل لوجود المادة. السوائل هي العديد من المواد العضوية: الكحوليات ، الزيوت النباتية، الأحماض.

الحليب مستحلب ، أي سائل به قطرات من الدهون. يعتبر الزيت من المعادن السائلة المفيدة. يتم استخراجها من الآبار باستخدام أجهزة الحفر على الأرض وفي المحيط. مياه البحر هي أيضا مادة خام للصناعة. يكمن اختلافها عن المياه العذبة للأنهار والبحيرات في محتوى المواد الذائبة ، وخاصة الأملاح. أثناء التبخر من سطح المسطحات المائية ، تمر جزيئات H 2 O فقط في حالة البخار ، وتبقى المواد المذابة. الحاصلون على أساس هذه الخاصية مواد مفيدةمن مياه البحر وطرق تنقيتها.

مع الإزالة الكاملة للأملاح ، يتم الحصول على الماء المقطر. يغلي عند 100 درجة مئوية ويتجمد عند درجة حرارة 0 درجة مئوية. تغلي المحاليل الملحية وتتحول إلى جليد عند درجات حرارة مختلفة. على سبيل المثال ، يتجمد الماء في المحيط المتجمد الشمالي عند درجة حرارة سطح 2 درجة مئوية.

الحالة الإجمالية للزئبق في ظل الظروف العادية عبارة عن سائل. عادة ما يتم ملء هذا المعدن الفضي الرمادي بمقاييس حرارة طبية. عند تسخينها ، يرتفع عمود الزئبق على نطاق واسع ، تتوسع المادة. لماذا يتم تلوين الكحول بالطلاء الأحمر وليس الزئبق؟ ويفسر ذلك بخصائص المعدن السائل. في الصقيع 30 درجة ، تتغير حالة تراكم الزئبق ، تصبح المادة صلبة.

إذا تم كسر مقياس الحرارة الطبي وانسكب الزئبق ، فمن الخطر جمع الكرات الفضية بيديك. استنشاق بخار الزئبق مضر ، فهذه المادة شديدة السمية. يحتاج الأطفال في مثل هذه الحالات إلى طلب المساعدة من الوالدين والبالغين.

الحالة الغازية

لا يمكن للغازات الاحتفاظ بحجمها أو شكلها. املأ القارورة بالأكسجين إلى الأعلى (صيغتها الكيميائية هي O 2). بمجرد فتح القارورة ، ستبدأ جزيئات المادة في الاختلاط مع هواء الغرفة. هذا يحدث بفضل الحركة البراونية. حتى العالم اليوناني القديم ديموقريطس اعتقد أن جسيمات المادة في حالة حركة مستمرة. في المواد الصلبة ، في ظل الظروف العادية ، لا تتاح للذرات والجزيئات والأيونات الفرصة لترك الشبكة البلورية ، لتحرير نفسها من الروابط مع الجسيمات الأخرى. هذا ممكن فقط عندما يتم توفير كمية كبيرة من الطاقة من الخارج.

في السوائل ، تكون المسافة بين الجسيمات أكبر قليلاً منها في المواد الصلبة ؛ فهي تتطلب طاقة أقل لكسر الروابط بين الجزيئات. على سبيل المثال ، يتم ملاحظة الحالة الكلية السائلة للأكسجين فقط عندما تنخفض درجة حرارة الغاز إلى -183 درجة مئوية. عند -223 درجة مئوية ، تشكل جزيئات O 2 مادة صلبة. عندما ترتفع درجة الحرارة عن القيم المعطاة ، يتحول الأكسجين إلى غاز. في هذا الشكل يكون في ظل الظروف العادية. توجد في المنشآت الصناعية منشآت خاصة لفصل الهواء الجوي والحصول على النيتروجين والأكسجين منه. أولاً ، يتم تبريد الهواء وتسييله ، ثم تزداد درجة الحرارة تدريجياً. يتحول النيتروجين والأكسجين إلى غازات في ظل ظروف مختلفة.

يحتوي الغلاف الجوي للأرض على 21٪ أكسجين و 78٪ نيتروجين من حيث الحجم. في شكل سائل ، لا توجد هذه المواد في الغلاف الغازي للكوكب. الأكسجين السائل له لون أزرق فاتح ويتم تعبئته بضغط عالٍ في أسطوانات لاستخدامها في المرافق الطبية. في الصناعة والبناء ، تعتبر الغازات المسالة ضرورية للعديد من العمليات. الأكسجين ضروري للحام بالغاز وقطع المعادن ، في الكيمياء - لتفاعلات الأكسدة للمواد غير العضوية والعضوية. إذا فتحت صمام أسطوانة أكسجين ، ينخفض ​​الضغط ويتحول السائل إلى غاز.

يستخدم البروبان والميثان والبيوتان المسال على نطاق واسع في الطاقة والنقل والصناعة والأنشطة المنزلية. يتم الحصول على هذه المواد من الغاز الطبيعي أو أثناء تكسير (انقسام) اللقيم البترولي. تلعب المخاليط الكربونية السائلة والغازية دورًا مهمًا في اقتصاد العديد من البلدان. لكن احتياطيات النفط والغاز الطبيعي مستنفدة بشدة. وفقًا للعلماء ، ستستمر هذه المادة الخام لمدة 100-120 عامًا. مصدر بديل للطاقة هو تدفق الهواء (الرياح). تستخدم الأنهار سريعة التدفق والمد والجزر على شواطئ البحار والمحيطات لتشغيل محطات توليد الطاقة.

يمكن أن يكون الأكسجين ، مثل الغازات الأخرى ، في الحالة الرابعة للتجمع ، ويمثل البلازما. يعتبر الانتقال غير المعتاد من الحالة الصلبة إلى الحالة الغازية سمة مميزة لليود البلوري. تخضع مادة أرجوانية داكنة للتسامي - تتحول إلى غاز ، متجاوزة الحالة السائلة.

كيف يتم الانتقال من شكل مجمع للمادة إلى آخر؟

لا ترتبط التغيرات في الحالة الكلية للمواد بالتحولات الكيميائية ، فهذه ظواهر فيزيائية. عندما ترتفع درجة الحرارة ، تذوب العديد من المواد الصلبة وتتحول إلى سوائل. يمكن أن تؤدي زيادة درجة الحرارة إلى التبخر ، أي إلى الحالة الغازية للمادة. في الطبيعة والاقتصاد ، هذه التحولات هي سمة من سمات إحدى المواد الرئيسية على الأرض. الجليد والسائل والبخار هي حالة الماء في ظل ظروف خارجية مختلفة. المركب هو نفسه ، صيغته هي H 2 O. عند درجة حرارة 0 درجة مئوية وأقل من هذه القيمة ، يتبلور الماء ، أي يتحول إلى جليد. عندما ترتفع درجة الحرارة ، يتم تدمير البلورات الناتجة - يذوب الجليد ، ويتم الحصول على الماء السائل مرة أخرى. عندما يتم تسخينه ، يتشكل التبخر - يتحول الماء إلى غاز - حتى في درجات الحرارة المنخفضة. على سبيل المثال ، تختفي البرك المتجمدة تدريجيًا لأن الماء يتبخر. حتى في الطقس البارد ، تجف الملابس المبللة ، لكن هذه العملية أطول من الأيام الحارة.

جميع التحولات المدرجة للمياه من حالة إلى أخرى لها أهمية كبيرة لطبيعة الأرض. ترتبط ظواهر الغلاف الجوي والمناخ والطقس بتبخر المياه من سطح المحيطات ، ونقل الرطوبة على شكل غيوم وضباب إلى الأرض ، وهطول الأمطار (المطر والثلج والبرد). تشكل هذه الظواهر أساس دورة المياه العالمية في الطبيعة.

كيف تتغير الحالات الكلية للكبريت؟

في ظل الظروف العادية ، يكون الكبريت عبارة عن بلورات لامعة لامعة أو مسحوق أصفر فاتح ، أي أنه مادة صلبة. تتغير الحالة الكلية للكبريت عند التسخين. أولاً ، عندما ترتفع درجة الحرارة إلى 190 درجة مئوية ، تذوب المادة الصفراء وتتحول إلى سائل متحرك.

إذا صببت الكبريت السائل بسرعة في الماء البارد ، فستحصل على كتلة بنية غير متبلورة. مع زيادة تسخين ذوبان الكبريت ، يصبح أكثر وأكثر لزوجة ويظلم. عند درجات حرارة أعلى من 300 درجة مئوية ، تتغير حالة تراكم الكبريت مرة أخرى ، تكتسب المادة خصائص السائل ، وتصبح متحركة. تنشأ هذه التحولات بسبب قدرة ذرات العنصر على تكوين سلاسل ذات أطوال مختلفة.

لماذا يمكن أن تكون المواد في حالات فيزيائية مختلفة؟

حالة تجمع الكبريت - مادة بسيطة - صلبة في ظل الظروف العادية. ثاني أكسيد الكبريت هو غاز ، وحمض الكبريتيك سائل زيتي أثقل من الماء. على عكس أحماض الهيدروكلوريك والنتريك ، فهي ليست متطايرة ، ولا تتبخر الجزيئات من سطحها. ما هي حالة التجميع التي تحتوي على الكبريت البلاستيكي ، والذي يتم الحصول عليه عن طريق بلورات التسخين؟

في شكل غير متبلور ، تحتوي المادة على هيكل سائل ، مع سيولة طفيفة. لكن الكبريت البلاستيكي يحتفظ في نفس الوقت بشكله (كمادة صلبة). توجد بلورات سائلة لها عدد من الخصائص المميزة للمواد الصلبة. وبالتالي ، فإن حالة المادة في ظل ظروف مختلفة تعتمد على طبيعتها ودرجة حرارتها وضغطها والظروف الخارجية الأخرى.

ما هي السمات في هيكل المواد الصلبة؟

يتم تفسير الاختلافات الموجودة بين الحالات الكلية الرئيسية للمادة من خلال التفاعل بين الذرات والأيونات والجزيئات. على سبيل المثال ، لماذا تؤدي الحالة التراكمية الصلبة للمادة إلى قدرة الأجسام على الحفاظ على الحجم والشكل؟ في الشبكة البلورية للمعدن أو الملح ، تنجذب الجزيئات الهيكلية إلى بعضها البعض. في المعادن ، تتفاعل الأيونات الموجبة الشحنة مع ما يسمى بـ "غاز الإلكترون" - وهو تراكم الإلكترونات الحرة في قطعة معدنية. تنشأ بلورات الملح بسبب جاذبية الجسيمات المشحونة - الأيونات. المسافة بين الوحدات الهيكلية المذكورة أعلاه للمواد الصلبة أصغر بكثير من حجم الجسيمات نفسها. في هذه الحالة ، يعمل التجاذب الكهروستاتيكي ، ويعطي القوة ، والتنافر ليس قوياً بما فيه الكفاية.

لتدمير الحالة الصلبة لتجميع مادة ما ، يجب بذل الجهود. تذوب المعادن والأملاح والبلورات الذرية في درجات حرارة عالية جدًا. على سبيل المثال ، يصبح الحديد سائلاً عند درجات حرارة أعلى من 1538 درجة مئوية. التنغستن حراري ، ويستخدم لصنع خيوط المصابيح الكهربائية. هناك سبائك تصبح سائلة عند درجات حرارة أعلى من 3000 درجة مئوية. كثير على الأرض في حالة صلبة. يتم استخراج هذه المواد الخام بمساعدة المعدات في المناجم والمحاجر.

لفصل أيون واحد عن البلورة ، من الضروري إنفاق كمية كبيرة من الطاقة. لكن بعد كل شيء ، يكفي إذابة الملح في الماء حتى تتفكك الشبكة البلورية! هذه الظاهرة موضحة خصائص مذهلةالماء كمذيب قطبي. تتفاعل جزيئات H 2 O مع أيونات الملح ، فتدمر الرابطة الكيميائية بينها. وبالتالي ، فإن الذوبان ليس اختلاطًا بسيطًا لمواد مختلفة ، ولكنه تفاعل فيزيائي وكيميائي بينهما.

كيف تتفاعل جزيئات السوائل؟

يمكن أن يكون الماء سائلًا وصلبًا وغازًا (بخارًا). هذه هي حالات التجميع الرئيسية في ظل الظروف العادية. تتكون جزيئات الماء من ذرة أكسجين واحدة مع ذرتين من الهيدروجين مرتبطة بها. يوجد استقطاب للرابطة الكيميائية في الجزيء ، تظهر شحنة سالبة جزئية على ذرات الأكسجين. يصبح الهيدروجين هو القطب الموجب في الجزيء وينجذب إلى ذرة الأكسجين لجزيء آخر. وهذا ما يسمى "الرابطة الهيدروجينية".

تتميز الحالة السائلة للتجمع بالمسافات بين الجسيمات الهيكلية مقارنة بأحجامها. التجاذب موجود ولكنه ضعيف فلا يحتفظ الماء بشكله. يحدث التبخر بسبب تدمير الروابط ، والذي يحدث على سطح السائل حتى في درجة حرارة الغرفة.

هل توجد تفاعلات بين الجزيئات في الغازات؟

تختلف الحالة الغازية للمادة عن الحالة السائلة والصلبة في عدد من المعلمات. بين الجزيئات الهيكلية للغازات توجد فجوات كبيرة ، أكبر بكثير من حجم الجزيئات. في هذه الحالة ، لا تعمل قوى الجذب على الإطلاق. تعتبر حالة التجميع الغازية مميزة للمواد الموجودة في تكوين الهواء: النيتروجين والأكسجين وثاني أكسيد الكربون. في الشكل أدناه ، يتم ملء المكعب الأول بالغاز ، والمكعب الثاني بسائل ، والثالث بمادة صلبة.

العديد من السوائل متطايرة ؛ تنفصل جزيئات المادة عن سطحها وتنتقل إلى الهواء. على سبيل المثال ، إذا أحضرت قطعة قطن مغموسة في الأمونيا إلى فتحة زجاجة مفتوحة من حمض الهيدروكلوريك ، يظهر دخان أبيض. مباشرة في الهواء ، يحدث تفاعل كيميائي بين حمض الهيدروكلوريك والأمونيا ، يتم الحصول على كلوريد الأمونيوم. ما هي حالة المادة التي توجد فيها هذه المادة؟ جزيئاته ، التي تشكل دخانًا أبيض ، هي أصغر بلورات ملح صلبة. يجب إجراء هذه التجربة تحت غطاء العادم ، المواد سامة.

استنتاج

تمت دراسة الحالة الكلية للغاز من قبل العديد من الفيزيائيين والكيميائيين البارزين: Avogadro و Boyle و Gay-Lussac و Claiperon و Mendeleev و Le Chatelier. صاغ العلماء قوانين تشرح سلوك المواد الغازية في التفاعلات الكيميائية عندما تتغير الظروف الخارجية. الانتظام المفتوحة لم تدخل فقط في كتب الفيزياء والكيمياء المدرسية والجامعية. تعتمد العديد من الصناعات الكيميائية على المعرفة حول سلوك وخصائص المواد في حالات التجميع المختلفة.

عرض تقديمي حول موضوع "الكحوليات" في الكيمياء بتنسيق PowerPoint. يحتوي العرض التقديمي لأطفال المدارس على 12 شريحة ، والتي تحكي عن الكحوليات من وجهة نظر الكيمياء الخصائص الفيزيائيةآه ، التفاعلات مع هاليدات الهيدروجين.

شظايا من العرض التقديمي

من التاريخ

هل تعلم أنه حتى في 4 ج. قبل الميلاد ه. هل عرف الناس كيف يصنعون مشروبات تحتوي على الكحول الإيثيلي؟ تم الحصول على النبيذ عن طريق تخمير الفاكهة وعصائر التوت. ومع ذلك ، فقد تعلموا كيفية استخراج العنصر المسكر منه في وقت لاحق. في القرن الحادي عشر. اكتشف الكيميائيون أبخرة مادة متطايرة تم إطلاقها عند تسخين النبيذ.

الخصائص الفيزيائية

• الكحولات السفلية عبارة عن سوائل عالية الذوبان في الماء ، عديمة اللون وذات رائحة.
• الكحوليات الأعلى هي مواد صلبة غير قابلة للذوبان في الماء.

سمة من سمات الخصائص الفيزيائية: حالة التجميع

• كحول الميثيل (الممثل الأول لسلسلة الكحوليات المتماثلة) عبارة عن سائل. ربما لها وزن جزيئي مرتفع؟ رقم. أقل بكثير من ثاني أكسيد الكربون. ما هي اذا؟
• اتضح أن الأمر كله يتعلق بالروابط الهيدروجينية التي تتشكل بين جزيئات الكحول ، ولا تسمح للجزيئات الفردية بالطيران بعيدًا.

سمة من سمات الخصائص الفيزيائية: الذوبان في الماء

• الكحولات السفلية قابلة للذوبان في الماء ، والكحولات الأعلى غير قابلة للذوبان. لماذا ا؟
• الروابط الهيدروجينية أضعف من أن تمسك بجزيء الكحول ، الذي يحتوي على جزء كبير غير قابل للذوبان ، بين جزيئات الماء.

سمة من سمات الخصائص الفيزيائية: الانكماش

• لماذا ، عند حل المشكلات الحسابية ، لا يستخدمون الحجم مطلقًا ، بل يستخدمون الكتلة فقط؟
• اخلطي 500 مل من الكحول و 500 مل من الماء. نحصل على 930 مل من المحلول. الروابط الهيدروجينية بين جزيئات الكحول والماء كبيرة جدًا لدرجة أن الحجم الكلي للمحلول يتناقص ، "ضغطه" (من اللاتيني contactio - الضغط).

هل الكحولات أحماض؟

• تتفاعل الكحوليات مع الفلزات القلوية. في هذه الحالة ، يتم استبدال ذرة الهيدروجين في مجموعة الهيدروكسيل بمعدن. يبدو مثل حامض.
• لكن الخواص الحمضية للكحوليات ضعيفة جدًا ، لذا فهي ضعيفة بحيث لا تعمل الكحول وفقًا للمؤشرات.

الصداقة مع شرطة المرور.

• الكحوليات أصدقاء مع شرطة المرور؟ ولكن كيف!
• هل سبق أن أوقفك مفتش شرطة المرور؟ هل تتنفس في أنبوب؟
• إذا لم تكن محظوظًا ، فقد حدث تفاعل أكسدة الكحول ، حيث تغير اللون ، وكان عليك دفع غرامة.

نعطي الماء 1

سحب الماء - يمكن أن يكون الجفاف داخل الجزيء إذا كانت درجة الحرارة تزيد عن 140 درجة. في هذه الحالة ، هناك حاجة إلى محفز - حمض الكبريتيك المركز.

نعطي الماء 2

إذا تم تقليل درجة الحرارة ، وترك المحفز كما هو ، فسيحدث الجفاف بين الجزيئات.

التفاعل مع هاليدات الهيدروجين.

هذا التفاعل قابل للعكس ويتطلب محفزًا - حمض الكبريتيك المركز.

أن نكون أصدقاء أو لا نكون أصدقاء مع الكحول.

السؤال مثير للاهتمام. يشير الكحول إلى المواد الغريبة الحيوية - وهي مواد لا يحتويها جسم الإنسان ولكنها تؤثر على نشاطه الحيوي. كل شيء يعتمد على الجرعة.

1. كحولهي مادة مغذية تمد الجسم بالطاقة. في العصور الوسطى ، تلقى الجسم حوالي 25٪ من الطاقة من خلال استهلاك الكحول.
2. الكحول دواءالذي له تأثير مطهر ومضاد للبكتيريا.
3. الكحول هو السم الذي يعطل العمليات البيولوجية الطبيعية ويدمر اعضاء داخليةوالنفسية ، وإذا تم استخدامها بشكل مفرط ، فإنها تسبب الوفاة.

المحاضرة 4. حالات المادة المجمعة

1. الحالة الصلبةمواد.

2. الحالة السائلة للمادة.

3. الحالة الغازية للمادة.

يمكن أن تكون المواد في ثلاث حالات تجمع: صلبة وسائلة وغازية. عند درجات حرارة عالية جدًا ، ينشأ نوع من الحالة الغازية - البلازما (حالة البلازما).

1. تتميز الحالة الصلبة للمادة بحقيقة أن طاقة التفاعل بين الجسيمات أعلى من الطاقة الحركية لحركتها. معظم المواد في الحالة الصلبة لها بنية بلورية. تشكل كل مادة بلورات ذات شكل معين. على سبيل المثال ، يحتوي كلوريد الصوديوم على بلورات على شكل مكعبات ، والشب على شكل ثماني السطوح ، ونترات الصوديوم على شكل موشورات.

الشكل البلوري للمادة هو الأكثر استقرارًا. يُصوَّر ترتيب الجسيمات في جسم صلب على أنه شبكة ، في العقد التي ترتبط بها جزيئات معينة بخطوط تخيلية. هناك أربعة أنواع رئيسية من المشابك البلورية: الذرية والجزيئية والأيونية والمعدنية.

شعرية الكريستال الذريةتتكون من ذرات متعادلة مرتبطة بروابط تساهمية (الماس ، الجرافيت ، السيليكون). شعرية بلورية جزيئيةلديك النفثالين والسكروز والجلوكوز. العناصر الهيكلية لهذه الشبكة هي جزيئات قطبية وغير قطبية. شعرية الكريستال الأيونيةيتكون من أيونات موجبة وسالبة الشحنة (كلوريد الصوديوم ، كلوريد البوتاسيوم) بالتناوب بانتظام في الفضاء. جميع المعادن لها شبكة بلورية معدنية. توجد في عقدها أيونات موجبة الشحنة ، يوجد بينها إلكترونات في حالة حرة.

المواد البلورية لها عدد من الميزات. واحد منهم هو تباين الخواص - ϶ᴛᴏ اختلاف الخواص الفيزيائية للبلورة في اتجاهات مختلفة داخل البلورة.

2. في الحالة السائلة للمادة ، تتناسب طاقة التفاعل بين الجزيئات مع الطاقة الحركية لحركتها. هذه الحالة هي وسيطة بين الغازية والبلورية. على عكس الغازات ، تعمل الجزيئات السائلة قوى كبيرةالانجذاب المتبادل الذي يحدد طبيعة الحركة الجزيئية. تتضمن الحركة الحرارية لجزيء سائل اهتزازات وانتقالية. يتأرجح كل جزيء حول نقطة توازن معينة لبعض الوقت ، ثم يتحرك ويحتل مرة أخرى موضع توازن. هذا يحدد سيولة. لا تسمح قوى الجذب بين الجزيئات للجزيئات بالانتقال بعيدًا عن بعضها البعض أثناء حركتها.

تعتمد خصائص السوائل أيضًا على حجم الجزيئات وشكل سطحها. إذا كانت الجزيئات السائلة قطبية ، فإنها تتحد (مرتبطة) في مجمع معقد. تسمى هذه السوائل المرتبطة (الماء ، الأسيتون ، الكحول). Οʜᴎ لديها t kip أعلى ، وتقلبات أقل ، وثابت عازل أعلى.

كما تعلم ، السوائل لها توتر سطحي. التوتر السطحي- ϶ᴛᴏ الطاقة السطحية لكل وحدة سطح: ϭ = Е / S ، حيث ϭ هي التوتر السطحي ؛ E هي الطاقة السطحية ؛ S هي مساحة السطح. كلما كانت الروابط بين الجزيئات أقوى في السائل ، زاد توتره السطحي. تسمى المواد التي تقلل التوتر السطحي المواد الخافضة للتوتر السطحي.

خاصية أخرى للسوائل هي اللزوجة. اللزوجة - المقاومة التي تحدث عندما تتحرك بعض طبقات السائل بالنسبة إلى طبقات أخرى عندما يتحرك. تحتوي بعض السوائل على لزوجة عالية (عسل ، صغير) ، والبعض الآخر منخفض (ماء ، كحول إيثيلي).

3. في الحالة الغازية للمادة ، تكون طاقة التفاعل بين الجزيئات أقل من طاقتها الحركية. لهذا السبب ، لا تتماسك جزيئات الغاز معًا ، ولكنها تتحرك بحرية في الحجم. تتميز الغازات بالخصائص التالية: 1) توزيع منتظم على كامل حجم الوعاء الذي توجد فيه ؛ 2) كثافة منخفضة مقارنة بالسوائل والمواد الصلبة ؛ 3) سهولة الانضغاط.

في الغاز ، تكون الجزيئات على مسافة كبيرة جدًا من بعضها البعض ، وتكون قوى الجذب بينها صغيرة. على مسافات كبيرة بين الجزيئات ، هذه القوى غائبة عمليا. يسمى الغاز في هذه الحالة بالمثالية. الغازات الحقيقية عند الضغط العالي ودرجات الحرارة المنخفضة لا تخضع لمعادلة حالة الغاز المثالي (معادلة مندليف-كلابيرون) ، حيث تبدأ قوى التفاعل بين الجزيئات في ظل هذه الظروف بالتعبير عن نفسها.

"الكحول" من التاريخ  هل تعلم ذلك في القرن الرابع. قبل الميلاد ه. هل عرف الناس كيف يصنعون مشروبات تحتوي على الكحول الإيثيلي؟ تم الحصول على النبيذ عن طريق تخمير الفاكهة وعصائر التوت. ومع ذلك ، فقد تعلموا كيفية استخراج العنصر المسكر منه في وقت لاحق. في القرن الحادي عشر. التقط الكيميائيون أبخرة مادة متطايرة تم إطلاقها عند تسخين النبيذ. التعريف n الصيغة العامة للكحولات أحادية الماء المشبعة СnН2n + 1ОН تصنيف الكحولات وفقًا لعدد مجموعات الهيدروكسيل CxHy (OH) n كحول أحادي الهيدرات CH3 - CH2 - CH2 OH ثنائي الهيدروجين glycols CH3 - CH - CH2 OH OH بحكم طبيعة جذور الهيدروكربون الهيدروكربونية لـ CxHy (OH) n CxHy (OH) n الراديكالي المحدد CH3 CH3 - CH - CH2 CH2 - CH 2 OH OH CH CH2 OH 2 - -أوه الهيدروجين المقابل للكحول ، أضف اللاحقة (العامة) - OL. تشير الأرقام بعد اللاحقة إلى موضع مجموعة الهيدروكسيل في السلسلة الرئيسية: H | H-C-OH | H الميثانول H H H | 3 | 2 | 1 H- C - C - C -OH | | | H H H propanol-1 H H H | 1 | 2 | 3 س - ج - ج - ج - ح | | | H OH H propanol -2 أنواع الأيزومرات 1. موقف الأيزومر مجموعة وظيفية (بروبانول -1 وبروبانول -2) 2. أيزومرية الهيكل الكربوني CH3-CH2-CH2-CH2-OH بيوتانول-1 CH3-CH-CH2-OH | CH3 2-methylpropanol-1 3. التزاوج بين الطبقات - الكحولات هي أيزومرية للإيثرات: CH3-CH2-OH إيثانول CH3-O-CH3 ثنائي ميثيل إيثر لاحقة -ol  بالنسبة للكحولات متعددة الهيدروكسيل ، قبل اللاحقة -ol في اليونانية (-di- ، -ثالثًا- ، ...) يشار إلى عدد مجموعات الهيدروكسيل  على سبيل المثال: CH3-CH2-OH الإيثانول أنواع إيزومريزم الكحولات الهيكلية 1. سلسلة الكربون 2. أوضاع المجموعة الوظيفية الخصائص الفيزيائية  الكحولات السفلية (C1-C11) السوائل المتطايرة ذات الرائحة النفاذة  الكحوليات الأعلى (C12- وما فوق) المواد الصلبة ذات الرائحة الطيبة الخصائص الفيزيائية الاسم الصيغة Pm. g / cm3 tmeltC tbpC Methyl CH3OH 0.792 -97 64 Ethyl C2H5OH 0.790-114 78 Propyl CH3CH2CH2OH 0.804-120 92 Isopropyl CH3-CH (OH) -CH3 0.786 -88 82 بوتيل CH3CH2CH2CH2OH 0.8108 - الميزة 0.8108 - الخصائص: الحالة من التجميع ميثيل الكحول (الممثل الأول لسلسلة الكحولات المتماثلة) هو سائل. ربما لها وزن جزيئي مرتفع؟ رقم. أقل بكثير من ثاني أكسيد الكربون. ما هي اذا؟ R - O ... H - O ... H - O H R R لماذا ا؟ CH3 - O ... H - O ... N - O H N CH3 وإذا كان الجذر كبيرًا؟ CH3 - CH2 - CH2 - CH2 - CH2 - O ... H - O H H الروابط الهيدروجينية ضعيفة جدًا بحيث لا يمكنها الاحتفاظ بجزيء الكحول ، الذي يحتوي على جزء كبير غير قابل للذوبان ، بين جزيئات الماء ميزة الخصائص الفيزيائية: الانكماش لماذا ، عند حل الحساب مشاكل ، لا يستخدمون الحجم مطلقًا ، بل بالوزن فقط؟ اخلطي 500 مل من الكحول و 500 مل من الماء. نحصل على 930 مل من المحلول. الروابط الهيدروجينية بين جزيئات الكحول والماء كبيرة جدًا لدرجة أن الحجم الكلي للمحلول يتناقص ، "ضغطه" (من اللاتيني contactio - الضغط). الممثلين الفرديين للكحول مونوهيدريك كحول - ميثانول  سائل عديم اللون مع درجة غليان 64 درجة مئوية ، رائحة مميزة أخف من الماء. يحترق بلهب عديم اللون.  يستخدم كمذيب ووقود في محركات الاحتراق الداخلي. الميثانول مادة سامة التأثير السام للميثانول يعتمد على الضرر الذي يلحق بالجهاز العصبي والأوعية الدموية. يؤدي تناول 5-10 مل من الميثانول إلى تسمم شديد ، و 30 مل أو أكثر - حتى الموت كحول أحادي الهيدرات - إيثانول  سائل عديم اللون ذو رائحة مميزة وطعم حارق ، درجة غليان 78 درجة مئوية. أخف من الماء. يختلط معها في أي علاقة.  قابل للاشتعال ، يحترق بلهب مزرق مضيء بشكل خافت. الصداقة مع شرطة المرور هل الأرواح صديقة لشرطة المرور؟ ولكن كيف! هل سبق أن أوقفك مفتش شرطة المرور؟ هل تتنفس في أنبوب؟ إذا لم تكن محظوظًا ، فقد حدث تفاعل أكسدة الكحول ، حيث تغير اللون ، وكان عليك دفع غرامة. السؤال مثير للاهتمام. يشير الكحول إلى المواد الغريبة الحيوية - وهي مواد لا يحتويها جسم الإنسان ولكنها تؤثر على نشاطه الحيوي. كل شيء يعتمد على الجرعة. 1. الكحول مادة مغذية تمد الجسم بالطاقة. في العصور الوسطى ، تلقى الجسم حوالي 25٪ من طاقته من استهلاك الكحول. 2. الكحول دواء له تأثير مطهر ومضاد للبكتيريا. 3. الكحول هو السم الذي يعطل العمليات البيولوجية الطبيعية ، ويدمر الأعضاء الداخلية والنفسية ، وإذا استهلك بكميات كبيرة ، يؤدي إلى الوفاة. استخدام الإيثانول. في الطب لتحضير مقتطفات من النباتات الطبية ، وكذلك للتطهير ؛  في مستحضرات التجميل والعطور ، يعتبر الإيثانول مذيبًا للعطور والمستحضرات. التأثيرات الضارة للإيثانول. يتم قمع نشاط مراكز الدماغ التي تتحكم في السلوك: يتم فقد السيطرة المعقولة على الأفعال ، وينخفض ​​الموقف النقدي تجاه الذات. أطلق P. Pavlov على مثل هذه الحالة "عنف القشرة الفرعية" مع وجود نسبة عالية جدًا من الكحول في الدم ، يتم تثبيط نشاط المراكز الحركية للدماغ ، وبشكل أساسي تعاني وظيفة المخيخ - الشخص يفقد الاتجاه تمامًا ضار آثار الإيثانول  التغييرات في بنية الدماغ الناتجة عن سنوات عديدة من تسمم الكحول لا رجعة فيها ، وحتى بعد الامتناع المطول عن شرب الكحول ، فإنها تستمر. إذا لم يستطع الشخص التوقف ، فإن الانحرافات العضوية ، وبالتالي العقلية ، عن القاعدة تتزايد الآثار الضارة للإيثانول للكحول تأثير غير موات للغاية على أوعية الدماغ. في بداية التسمم ، تتوسع ، يتباطأ تدفق الدم فيها ، مما يؤدي إلى احتقان الدماغ. ثم ، بالإضافة إلى الكحول ، عندما تبدأ المنتجات الضارة من تسوسها غير الكامل بالتراكم في الدم ، يحدث تشنج حاد ، ويحدث تضيق الأوعية ، وتتطور مثل هذه المضاعفات الخطيرة مثل السكتات الدماغية ، مما يؤدي إلى إعاقة شديدة وحتى الموت. أسئلة للتوحيد 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. هناك ماء في إناء واحد غير موقع ، وكحول في الآخر. هل من الممكن استخدام مؤشر للتعرف عليها؟ من له شرف الحصول على الكحول النقي؟ هل يمكن أن يكون الكحول مادة صلبة؟ الوزن الجزيئي للميثانول هو 32 ، وثاني أكسيد الكربون 44. توصل إلى استنتاج حول حالة تجمع الكحول. يخلط لترًا من الكحول مع لتر من الماء. حدد حجم الخليط. كيف تجري مفتش شرطة المرور؟ هل يمكن للكحول المطلق اللامائي إطلاق الماء؟ ما هي المواد الغريبة الحيوية وما علاقتها بالكحول؟ الإجابات 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. لا يمكنك. لا تؤثر المؤشرات على الكحول ومحاليلها المائية. بالطبع ، الكيميائيين. ربما إذا كان هذا الكحول يحتوي على 12 ذرة كربون أو أكثر. من هذه البيانات ، لا يمكن استخلاص استنتاج. الروابط الهيدروجينية بين جزيئات الكحول ذات الوزن الجزيئي المنخفض لهذه الجزيئات تجعل نقطة غليان الكحول مرتفعة بشكل غير طبيعي. لن يكون حجم الخليط لترين ، ولكن أقل من ذلك بكثير ، حوالي 1 لتر - 860 مل. لا تشرب أثناء القيادة. ربما إذا قمت بتسخينه وإضافة الحفرة. حامض الكبريتيك. لا تكن كسولاً وتذكر كل ما سمعته عن الكحوليات ، وقرر لنفسك مرة وإلى الأبد ما هي جرعتك ……. وهل هو مطلوب على الإطلاق؟ كحول متعدد الهيدروكسيل إيثيلين جلايكول  إيثيلين جلايكول هو ممثل للحد من كحول ثنائي الهيدروجين - جليكول ؛ حصلت Glycols على اسمها بسبب المذاق الحلو للعديد من ممثلي السلسلة (اليونانية "glycos" - حلوة) ؛ الإيثيلين جلايكول سائل شراب ذو طعم حلو ، عديم الرائحة ، سام. يمتزج جيدًا مع الماء والكحول.  يتم استخدامه للحصول على lavsan (ألياف تركيبية قيمة) الإيثيلين جلايكول مادة سامة تختلف الجرعات التي تسبب التسمم القاتل بالإيثيلين جلايكول على نطاق واسع - من 100 إلى 600 مل. وفقا لبعض المؤلفين ، فإن الجرعة المميتة للإنسان هي 50-150 مل. معدل الوفيات بسبب الإيثيلين جلايكول مرتفع للغاية ويمثل أكثر من 60 ٪ من جميع حالات التسمم ؛  آلية عمل سام لم يتم دراسة الإيثيلين جلايكول بشكل كافٍ. يمتص الإيثيلين جلايكول بسرعة (بما في ذلك من خلال مسام الجلد) ويدور في الدم دون تغيير لعدة ساعات ، ويصل إلى أقصى تركيز بعد 2-5 ساعات. ثم ينخفض ​​محتواه في الدم تدريجياً ، ويثبت في الأنسجة. سائل عديم اللون ، لزج ، استرطابي ، حلو المذاق. قابل للاختلاط مع الماء بجميع النسب ، مذيب جيد. يتفاعل مع حمض النيتريك لتكوين النتروجليسرين. تشكل الدهون والزيوت مع الأحماض الكربوكسيلية CH2 - CH - CH2 OH OH OH. عند معالجة الجلد كمكون لبعض المواد اللاصقة ؛ في إنتاج البلاستيك ، يستخدم الجلسرين كمادة ملدنة. في إنتاج الحلويات والمشروبات (كمضافات غذائية E422) رد فعل نوعي للكحولات متعددة الهيدروكسيل رد فعل نوعي للكحولات متعددة الهيدروكسيل هو تفاعلها مع راسب طازج من هيدروكسيد النحاس (II) ، والذي يذوب ليشكل لونًا أزرقًا ساطعًا مهام الحل-البنفسجي بطاقة عمل كاملة للدرس. أجب عن أسئلة الاختبار ؛ حل لغز الكلمات المتقاطعة  بطاقة العمل للدرس "الكحوليات"  الصيغة العامة للكحول  اسم المواد:  CH3OH  CH3-CH2-CH2-CH2-OH  CH2 (OH) -CH2 (OH) ذرية كحول؟ اذكر استخدامات الإيثانول. ما هي الكحوليات المستخدمة في صناعة الأغذية؟ ما هو الكحول الذي يسبب التسمم القاتل عند تناول 30 مل؟  ما هي المادة المستخدمة كسائل مضاد للتجمد؟  كيف نميز الكحول متعدد الهيدروكسيل من الكحول أحادي الهيدرات؟ طرق الإنتاج المختبر  التحلل المائي للهالوكانات: R-CL + NaOH R-OH + NaCL ترطيب الألكينات: CH2 = CH2 + H2O C2H5OH هدرجة مركبات الكربونيل الصناعية  تخليق الميثانول من غاز التوليف CO + 2H2 CH3-OH (عند الضغط المرتفع ودرجة الحرارة العالية ومحفز أكسيد الزنك) ترطيب الألكينات  تخمير الجلوكوز: C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 الخواص الكيميائية 1. التفاعلات مع تكسير رابطة RO-H الكحولات 2CH CH CH OH + 2Na  2CH CH CH ONa + H  2CH CH OH + Ca  (CH CHO) Ca + H 3 2 3 2 2 3 3 2 2 2 2 2 2 التفاعل مع الأحماض العضوية (تفاعل الأسترة ) يؤدي إلى تكوين الإسترات. CH COOH + HOC H  CH COOC H (أثير إيثيل الخل (أسيتات الإيثيل)) + H O 3 2 5 3 2 5 2 II. التفاعلات مع انقسام الرابطة R-OH مع هاليدات الهيدروجين: R-OH + HBr  R-Br + H2O III. تفاعلات الأكسدة تحترق الكحول: 2C3H7OH + 9O2 6CO2 + 8H2O تحت تأثير العوامل المؤكسدة:  تتحول الكحولات الأولية إلى ألدهيدات ، والثانوية إلى كيتونات IV. يحدث الجفاف عند تسخينه باستخدام كواشف إزالة الماء (تركيز H2SO4). 1. يؤدي الجفاف داخل الجزيئات إلى تكوين الألكينات CH3 – CH2 – OH  CH2 = CH2 + H2O2. يعطي الجفاف بين الجزيئات الإثيرات R-OH + H-O – R  R – O – R (الأثير) + H2O