Opetus.tv PRO
Opetus.tv
KE3: Kertaus
KE3: Molekyylit ja mallit
Orgaaniset yhdisteet
Molekyylin muoto
Isomeria
Liuokset
Analyysi-menetelmät
KE3
liuosten valmistus
liuosten pitoisuus
suoran sovitus
MarvinSketch
luokittelu
hapettuminen pelkistyminen
ominaisuudet
rakennekisomeria
stereoisomeria
funktioisomeria
paikkaisomeria
ketjuisomeria
enantiomeria
cis-transisomeria
konformaatioisomeria
H-NMR-spektri
IR-spektri
massaspektri
suhdekaava
molekyylikaava
kvanttimekaaninen atomimalli
hybridisaatio
sigma- ja piisidokset
sidoskulmat
Merkinnät ja kemian kieli
- isot ja pienet alkukirjaimet, ala- ja yläindeksit
- \(\mathrm{CH_4, 1s^22s^22p^3, NaCl}\)
- MarvinSketchin asetukset orgaanisia yhdisteitä piirrettäessä
- joko täydellinen rakennekaava tai viivakaava, ei välimuotoja
Käytä täsmällisesti kemian kieltä, ei sinnepäin olevaa arkikieltä!
Merkinnät:
Laskut
Mitä pitäisi osata?
Liuoksen valmistus ja pitoisuus
- Miten kiinteästä aineesta valmistettavaan liuokseen liittyvät laskut lasketaan?
- Miten liuoksen laimentamiseen liittyvät laskut lasketaan?
- Miten standardisuora piirretään ja sitä tulkitaan?
Peruslaskut
- Miten ainemäärä lasketaan?
- Miten konsentraatio lasketaan?
Analyysimenetelmiin liittyvät laskut
- Miten yhdisteen suhdekaava määritetään massaprosenttisesta koostumuksesta?
- Miten yhdisteen molekyylikaava määritetään, kun moolimassa ja suhdekaava tunnetaan?
Laskutehtäviä tehdessä muistettava:
- suureyhtälöt ja yksiköt näkyviin
- pyöristäminen
- sanalliset selitykset ja perustelut, joista käy ilmi, mitä ratkaisussa tapahtuu
- myös tehtävänantoa lukematta pitäisi pystyä seuraamaan ratkaisua.
Laskut
Kokeelliset menetelmät
Liuosten valmistus
Osaatko selittää täsmällisin käsittein,
- miten liuos valmistetaan kiinteästä aineesta?
- miten liuos laimennetaan?
Mitä pitäisi osata?
Spektrien tulkitseminen
- Miten tulkitaan H-NMR-spektriä?
- Miten tulkitaan massaspektriä?
- Miten tulkitaan IR-spektriä?
Käsitteet
Mitä pitäisi osata?
Orgaaniset yhdisteet
- orgaanisten yhdisteiden luokittelu
- orgaanisten yhdisteiden piirtäminen ja nimeäminen
- funktionaalisten ryhmien tunnistaminen
- orgaanisten yhdisteiden ominaisuudet molekyylien välisten vuorovaikutusten perusteella
- orgaanisten yhdisteiden hapettuminen ja pelkistyminen
Isomeria
- rakenneisomeria vs. stereoisomeria
- funktioisomeria, paikkaisomeria, ketjuisomeria
- cis-trans-isomeria, E/Z-isomeria, enantiomeria, konformaatioisomeria
- kiraliakeskus, raseeminen seos
Esimerkki
-
Merkitse ja nimeä kaikki funktionaaliset ryhmät seuraavissa yhdisteissä.
-
Missä seuraavista yhdisteistä esiintyy enantiomeriaa? Merkitse kiraliakeskukset näihin molekyyleihin.
karboksyyli-
ryhmä
karboksyyli-
ryhmä
primäärinen
aminoryhmä
primäärinen
aminoryhmä
hydroksiryhmä
ketoryhmä
tertiäärinen
aminoryhmä
eetteriryhmä
aldehydiryhmä
Selitä seuraavat kiehumispisteiden erot
a) etaani C2H6 -89 \(^\circ \mathrm{C}\)
propaani C3H8 -42 \(^\circ \mathrm{C}\)
b) propaani C3H8 -42 \(^\circ \mathrm{C}\),
1-propanoli C3H7OH 97 \(^\circ \mathrm{C}\)
propaanissa pidempi hiiliketju
\(\rightarrow\) enemmän dispersiovoimia
poolittomat molekyylit
\(\rightarrow\) katkaisemiseen tarvitaan enemmän energiaa
\(\rightarrow\) korkeampi kiehumispiste
muodostaa vetysidoksia
vetysidokset vahvempia kuin dispersiovoimat
\(\rightarrow\) katkaisemiseen tarvitaan enemmän energiaa
\(\rightarrow\) korkeampi kiehumispiste
\(\rightarrow\) dispersiovoimat
Esimerkki: Hiilivetyjen ominaisuudet
-
Piirrä yhdisteen jonkin paikkaisomeerin rakenne- tai viivakaava.
-
Piirrä yhdisteelle jokin runkoisomeeri.
-
Onko yhdisteellä enantiomeriaa eli peilikuvaisomeerejä? Perustele vastauksesi ja tarvittaessa piirrä isomeerien rakenne- tai viivakaavat.
-
Onko yhdisteellä cis-trans– isomeriaa? Perustele vastauksesi ja tarvittaessa piirrä isomeerien rakenne- tai viivakaavat
Tarkastellaan yhdistettä:
Esimerkki: Isomeria
1.
2.
3.
4.
ei cis-trans-isomeriaa
Käsitteet
Mitä pitäisi osata?
Molekyylien muoto
- kvanttimekaaninen atomimalli
- Paulin kieltosääntö, Hundin sääntö, energiaminimiperiaate
- sidosorbitaali, hybridiorbitaali
- \(\mathrm{sp^3, sp^2, sp}\)-hybridisaatiot
- sigma- ja piisidos
- vapaiden elektronien vaikutus molekyylin muotoon
- molekyylien muodot ja sidoskulmat
Spektroskopiat
- Mihin spektroskopiat perustuvat?
Esimerkki: Kvanttimekaaninen atomimalli
a) X: 12 elektronia
Mg, magnesium
Y: 22 elektronia
Ti, titaani
Z: 16 elektronia
S, rikki
3s
3p
b)
c) Rikillä on uloimmalla kuorellaan 6 elektronia, joten siltä puuttuu oktetista 2 elektronia. Jos rikki ottaa vastaan 2 elektronia, pääsee se oktettiin, joten sen varaukseksi tulee -2.
Esimerkki: Hybridisaatiot ja sidokset
a) A: \(\mathrm{sp^3}\)
B: \(\mathrm{sp^3}\)
C: \(\mathrm{sp^2}\)
D: \(\mathrm{sp^2}\)
b) kaksoissidoksia:
4 kappaletta
4 π-sidosta
4 σ-sidosta
yksinkertaisia sidoksia:
näkyvissä
12 kappaletta
C-H-sidoksia
16 kappaletta
28 σ-sidosta
Vastaus: 32 σ-sidosta ja 4 π-sidosta
Esimerkki: Molekyylin muoto
liittyneenä 3 ryhmää
perusmuoto tasokolmio
yksi ryhmistä vapaa elektronipari
V-muoto
120^\circ
liittyneenä 4 ryhmää
perusmuoto tetraedri
yksi ryhmistä vapaa elektronipari
kolmisivuinen pyramidi
<109{,}5^\circ
a)
b)
Esimerkki: Molekyylin muoto
liittyneenä 2 ryhmää
perusmuoto lineaarinen
ei vapaita elektronipareja
lineaarinen
180^\circ
liittyneenä 4 ryhmää
perusmuoto tetraedri
ei vapaita elektronipareja
tetraedri
109{,}5^\circ
c)
d)
\(\mathrm{CF_4}\) lukuun ottamatta kaikki löytyvät myös MAOLista
KE3 Kertaus
By Opetus.tv
