Министерство образования и науки Республики Казахстан
Восточно-Казахстанский государственный
технический университет им. Д. Серикбаева
Т. В. Скосарева, Б. С. Саурбаева
ХИМИЯ ПОЛИМЕРОВ
Методические указания к самостоятельной работе обучающихся
Өскемен
Усть-Каменогорск
2014
УДК 543.001 + 543.002
В. Химия полимеров: Методические указания к самостоятельной работе обучающихся/ В., С..– Усть-Каменогорск: ВКГТУ, 2014. – 32 с
Методические указания содержат перечень изучаемых тем с кратким теоретическим обзором. В них представлены образцы решения задач, варианты и задания для контрольных работ, список рекомендуемой литературы.
Утверждены методическим Советом горно-металлургического факультета
Протокол № от
 |
©Восточно-Казахстанский
государственный
технический университет
им. Д. Серикбаева, 2014
СОДЕРЖАНИЕ
Введение | 3 |
1Темы по дисциплине | 5 |
2 Решение типовых задач | 13 |
3 Задания для самостоятельной работе | 19 |
Список литературы | 33 |
ВВЕДЕНИЕ
Для развития химической промышленности органическая химия имеет очень большое значение. Мономеры для производства синтетических полимеров, каучуков, клеев и лаков, волокон и пластмасс, исходные вещества для органического синтеза, флото - и флокореагенты в металлургической промышленности, топливо, смазочные масла, продукты нефтеперерабатывающей промышленности, взрывчатые вещества, бумага, краска, переплетные материалы и копировальные светочувствительные слои, используемые в полиграфии являются органическими веществами. Поэтому органическая химия является основой для ряда специальных дисциплин, изучаемых студентами технологами-химиками, полиграфистами и экологами.
Целевая установка курса – дать студентам основные знания в области органической химии, необходимые для бакалавра: металлурга или обогатителя.
Основной формой работы студента заочной и очно - дистанционной форм обучения является работа с информационными источниками: учебниками, справочниками. Он может получать письменные консультации в течение всего года, присылая вопросы на кафедру, и устные консультации в период лабораторно-экзаменационной сессии.
Номер варианта контрольной работы соответствует двум последним цифрам Вашего шифра в зачетной книжке. Если эта цифра больше 27, то номер варианта будет равен сумме двух последних цифр. Например, шифр оканчивается цифрами 62, номер варианта будет равен 8 (6+2 =8).
Контрольная работа выполняется в тетради, где должны оставляться поля для рецензента. В ней указывается задание и способ его решения. Ответы на теоретические вопросы должны быть коротко, но четко обоснованы. При решении задач нужно приводить весь ход решения и математические преобразования.
В период лабораторно-экзаменационной сессии перед выполнением лабораторного практикума студентам заочной и очной дистанционной форм обучения читаются обзорные лекции по органической химии. Студент, выполнивший весь лабораторный практикум и контрольные работы, допускается к экзамену. На экзамен студент должен представить контрольные работы, тетрадь с описанием выполненных лабораторных работ, подписанных преподавателем. На экзамене студент должен показать прочные знания и понимание основ курса органической химии.
Каждый класс органических соединений изучается по определенной схеме: определение класса, гомологический ряд (необходимо знать первых пять представителей гомологического ряда), изомерия и номенклатура, способы получения, физические и химические свойства веществ и применение.
Необходимо обратить внимание на взаимосвязь строения вещества с его основными химическими свойствами, которые систематизируются в виде типичных реакций: окисления, восстановления, присоединения, замещения, полимериизации, конденсации и изомеризации. Необходимо усвоить типы реакций, присущие отдельному типу или классу соединений, обосновать возможность этих реакций в соответствии с особенностями строений. Далее должны быть изучены наиболее характерные реакции, относящиеся к тому или другому типу соединений.
Целесообразно рассматривать применение органических веществ в металлургии и обогащении полезных ископаемых в неразрывной связи с их физическими и химическими свойствами, систематизировать сведения в виде таблиц.
В начале изучения курса следует писать полностью развернутые структурные формулы соединений, применяя основные положения теории химического строения органических веществ и показывая все валентные связи, а затем перейти к написанию сокращенных (полуструктурных) формул, в которых лишь указываются связи между атомами углерода. Нельзя пользоваться эмпирическими формулами органических соединений, так как в этом случае не только невозможно установить связь между строением и свойствами вещества, но даже не всегда можно установить, к какому классу относится вещество.
Следует по возможности больше упражняться в написании структурных формул и соответствующих химических уравнений. Решение расчетных задач в курсе органической химии базируется на знаниях способов решений типовых расчетных задач курса «Общая химия». Подробно рассматривается решение задач на вывод молекулярной формулы органического вещества по массе продуктов сгорания или массовым долям элементов, входящих в состав соединений.
При изучении данного курса студент пользуется литературой, приведенной в списке литературных источников.
1 ТЕМЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
1.1 Введение по курсу
Наиболее важным вопросом этой темы является теория химического строения органических соединений, созданная А. М. Бутлеровым (1861) и ее дальнейшее развитие.
При изучении теории химического строения необходимо обратить особое внимание на зависимость свойств веществ от его состава и строения. В понятие химического строения входит последовательность и характер соединения атомов в молекуле и взаимное влияние отдельных атомов или групп атомов. Строение вещества выражается структурной формулой, которая устанавливается на основании изучения свойств вещества. Необходимо обратить внимание на значение теории химического строения для дальнейшего развития органической химии, теоретическими основами которой в настоящее время являются квантовая химия, как теория химической связи, стереохимия и механизмы органических реакций.
Современный период развития органической химии характеризуется использованием методов квантовой механики. С их помощью химики пытаются объяснить характер связей между атомами и взаимное их влияние. Взаимное влияние атомов, связанных непосредственно, объясняют особенностями данной химической связи, а взаимное влияние атомов, не связанных друг с другом, объясняют смешением электронных плотностей в момент реакций. Поэтому при изучении строения вещества необходимо обратить внимание на природу ординарной, двойной и тройной связей, а также сопряженных двойных связей и на современные представления строения бензола.
С позиции квантовой механики электрон обладает свойствами частицы и волны. Двигаясь с огромной скоростью в пространстве вокруг ядра атома, электрон создает электронное облако с различной плотностью в различных частях пространства. Области пространства с наибольшей электронной плотностью называются орбиталями. Форма и размер орбиталей различны и характеризуются квантовыми числами.
Чтобы согласовать теоретические представления с опытными данными, было введено понятие о гибридизации орбиталей (смешении, перераспределении орбиталей). Атом углерода в возбужденном состоянии во внешнем слое имеет 4 неспаренных электрона. Орбиталь одного из них имеет форму шара и называется s-орбиталью. Орбитали трех других электронов имеют форму объемных восьмерок с перетяжкой в области ядра и определенным образом ориентированны в пространстве. Такие орбитали называют р-орбиталями.
Для атома углерода возможны три валентных состояния с различными типами гибридизации. Образование ординарной (простой связи) или s-связи происходит за счет sp3-гибридизации, при которой смешивается одна s-орбиталь с тремя р-орбиталями.
Все эти одинаковые орбитали представляют собой деформированные объемные восьмерки, которые направлены в пространстве относительно друг друга под тетраэдрическими углами в 109о28’.
При образовании двойной связи между двумя соседними углеродными атомами происходит sp2-гибридизация, при которой смешиваются одна s –орбиталь и две p-орбитали. Образуются три гибридные орбитали с осями в одной плоскости, которые направлены к вершинам треугольника под углом 120о.
У каждого углеродного атома остается еще по одной негибридизованной р-орбитали и их перекрывание происходит как под, так и над плоскостью, в которой расположены s-связи, и перпендикулярно к ней. Связь, осуществленная таким образом, называется p-связью. Электронное облако p-связи рассредоточено в пространстве и выходит за пределы области, лежащие между ядрами атомов углерода. Таким образом, двойная связь – сочетание одной s - и одной p-связи.
При образовании тройной связи у каждого углеродного атома происходит sp-гибридизация, т. е. участвует в гибридизации одна s - и одна р-орбитали. Гибридные орбитали образуют s-связи между атомами углерода. У обоих атомов имеются по две негибридизованных р-орбитали, перекрывание которых в двух взаимно перпендикулярных плоскостях образует две p-связи. Таким образом, тройная связь – это сочетание одной s-связи и двух p-связей.
Для правильного понимания свойств соединений необходимо обратить внимание на понятие полярности молекул в статическом состоянии, зависящей от различной электроотрицательности атомов и поляризуемости молекул в процессе реакции.
Необходимо иметь четкое представление о гомолитическом и гетеролитическом разрыве ковалентной связи. При гомолитическом разрыве пара электронов образующих ковалентную связь, разрывается так, что каждый из образующихся радикалов получает один неспаренный электрон
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 |
Основные порталы (построено редакторами)