Бидний амьдралыг төсөөлөхийн аргагүй олон үйл явц (амьсгал, хоол боловсруулах, фотосинтез гэх мэт) нь органик нэгдлүүдийн (мөн органик бус) янз бүрийн химийн урвалуудтай холбоотой байдаг. Тэдний үндсэн төрлүүдийг авч үзээд холболт (хавсралт) гэж нэрлэгддэг процессын талаар илүү дэлгэрэнгүй авч үзье.
Химийн урвал гэж юу вэ
Юуны өмнө энэ үзэгдлийн ерөнхий тодорхойлолтыг өгөх нь зүйтэй. Энэ өгүүлбэр нь янз бүрийн нарийн төвөгтэй бодисуудын янз бүрийн урвалыг хэлдэг бөгөөд үүний үр дүнд анхны бүтээгдэхүүнээс өөр бүтээгдэхүүн үүсдэг. Энэ үйл явцад оролцдог бодисуудыг "урвалж" гэж нэрлэдэг.
Бичгээр органик нэгдлүүдийн (болон органик бус) химийн урвалыг тусгай тэгшитгэл ашиглан бичдэг. Гаднах байдлаараа тэд нэмэхийн математик жишээнүүдтэй төстэй юм. Гэхдээ тэнцүү тэмдгийн ("=") оронд сум ("→" эсвэл "⇆") ашигладаг. Үүнээс гадна тэгшитгэлийн баруун талд заримдаа байж болнозүүнээс илүү их бодис. Сумны өмнөх бүх зүйл бол урвал эхлэхээс өмнөх бодисууд юм (томъёоны зүүн тал). Түүний дараах бүх зүйл (баруун тал) нь болсон химийн процессын үр дүнд үүссэн нэгдлүүд юм.
Химийн тэгшитгэлийн жишээ болгон бид цахилгаан гүйдлийн нөлөөн дор устөрөгч ба хүчилтөрөгч болж задрах урвалыг авч үзэж болно: 2H2O → 2H 2 ↑ + O2↑. Ус нь анхны урвалж, хүчилтөрөгч, устөрөгч нь бүтээгдэхүүн юм.
Нэгдлүүдийн химийн урвалын өөр, гэхдээ илүү төвөгтэй жишээ болгон бид дор хаяж нэг удаа амттан жигнэж байсан гэрийн эзэгтэй болгонд танил болсон үзэгдлийг авч үзэж болно. Бид хүнсний содыг ширээний цуугаар унтраах тухай ярьж байна. Хийж буй үйлдлийг дараах тэгшитгэлээр харуулав: CO2↑ + H2O. Эндээс харахад натрийн бикарбонат ба цуу харилцан үйлчлэх явцад цууны хүчлийн натрийн давс, ус, нүүрстөрөгчийн давхар исэл үүсдэг.
Химийн үйл явц нь мөн чанараараа физик болон цөмийн хооронд завсрын процесс юм.
Эхнийхээс ялгаатай нь химийн урвалд оролцдог нэгдлүүд найрлагаа өөрчлөх чадвартай байдаг. Өөрөөр хэлбэл, усны задралын тэгшитгэлийн нэгэн адил нэг бодисын атомаас өөр хэд хэдэн атом үүсч болно.
Цөмийн урвалаас ялгаатай нь химийн урвал нь харилцан үйлчлэгч бодисын атомын цөмд нөлөөлдөггүй.
Химийн процессын төрлүүд юу вэ
Нэгдлүүдийн урвалын тархалт нь төрлөөр нь ялгаатай байдагшалгуур:
- Эргэх/буцах боломжгүй.
- Катализатор бодис, процесс байгаа/байхгүй байх.
- Дулаан шингээх/ялгах замаар (эндотермик/экзотермик урвал).
- Үе шатуудын тоогоор: нэгэн төрлийн/гетероген ба хоёр эрлийз сорт.
- Харилцаж буй бодисын исэлдэлтийн төлөвийг өөрчилснөөр.
Органик бус химийн химийн процессын төрлүүд харилцан үйлчлэлийн аргаар
Энэ шалгуур нь онцгой. Үүний тусламжтайгаар холболт, орлуулах, задрах (хуваах) болон солилцоо гэсэн дөрвөн төрлийн урвалыг ялгадаг.
Тэдгээрийн нэр нь тайлбарласан үйл явцтай тохирч байна. Өөрөөр хэлбэл, нэгдэлд бодисууд нэгдэж, орлуулахдаа бусад бүлэгт шилжиж, нэг урвалж задрахад хэд хэдэн үүсдэг ба солилцоонд урвалд оролцогчид атомыг өөрчилдөг.
Органик химийн харилцан үйлчлэлийн аргын дагуу процессын төрлүүд
Хэдийгээр маш нарийн төвөгтэй боловч органик нэгдлүүдийн урвал нь органик бус нэгдлүүдтэй ижил зарчмаар явагддаг. Гэхдээ тэдгээр нь арай өөр нэртэй.
Тиймээс нэгдэх болон задрах урвалыг "нэмэлт" гэж нэрлэдэг ба мөн "хугарал" (устгах) ба шууд органик задрал (химийн энэ хэсэгт хоёр төрлийн хуваагдлын процесс байдаг).
Органик нэгдлүүдийн бусад урвалууд нь орлуулах (нэр өөрчлөгдөхгүй), дахин зохион байгуулалт (солилцоо) баисэлдэлтийн процессууд. Механизм нь ижил төстэй хэдий ч тэдгээр нь органик бодисын хувьд илүү уян хатан байдаг.
Нэгдэл химийн урвал
Органик болон органик бус хими дэх бодисууд ордог янз бүрийн процессуудыг авч үзээд нэгдлийн талаар илүү дэлгэрэнгүй ярих нь зүйтэй.
Энэ урвал нь эхэнд байгаа урвалжуудын тооноос үл хамааран эцсийн шатанд бүгд нэг болж нийлдэгээрээ бусад бүх урвалаас ялгаатай.
Жишээ нь бид шохойг унтраах үйл явцыг эргэн дурсаж болно: CaO + H2O → Ca(OH)2. Энэ тохиолдолд кальцийн исэл (түргэн шохой) нь устөрөгчийн исэл (ус) -ын нэгдлийн урвал явагдана. Үүний үр дүнд кальцийн гидроксид (унтрасан шохой) үүсч, дулаан уур ялгардаг. Дашрамд хэлэхэд энэ процесс үнэхээр экзотермик байна гэсэн үг.
Нэгдэл урвалын тэгшитгэл
Схемийн хувьд авч үзэж буй процессыг дараах байдлаар илэрхийлж болно: A+BV → ABC. Энэ томъёонд ABV нь шинээр үүссэн нийлмэл бодис, А нь энгийн урвалж, BV нь нийлмэл нэгдлийн хувилбар юм.
Энэ томьёо нь нэгдэх, нэгдэх үйл явцын онцлог шинж гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй.
Харгалзаж буй урвалын жишээ нь натрийн исэл ба нүүрстөрөгчийн давхар ислийн харилцан үйлчлэл юм (NaO2 + CO2↑ (t 450). -550 ° С) → Na2CO3), түүнчлэн хүчилтөрөгчтэй хүхрийн исэл (2SO2+ O 2↑ → 2SO3).
Мөн хэд хэдэн цогцолборхолболтууд: AB + VG → ABVG. Жишээлбэл, бүгд ижил натрийн исэл ба устөрөгчийн исэл: NaO2 +Н2О → 2NaOH
Органик бус нэгдлүүдийн урвалын нөхцөл
Өмнөх тэгшитгэлд харуулсанчлан янз бүрийн нарийн төвөгтэй бодисууд авч үзэж буй харилцан үйлчлэлд орж болно.
Энэ тохиолдолд органик бус гаралтай энгийн урвалжуудын хувьд нэгдлийн (A + B → AB) исэлдэлтийн урвал явагдах боломжтой.
Жишээ болгон бид төмрийн хлорид авах үйл явцыг авч үзэж болно. Үүний тулд хлор ба ферум (төмөр) хооронд нийлмэл урвал явагдана: 3Cl2↑ + 2Fe → 2FeCl3.
Хэрэв бид нийлмэл органик бус бодисын харилцан үйлчлэлийн тухай ярьж байгаа бол (AB + VG → ABVG) тэдгээрийн доторх процессууд нь валент байдалд нөлөөлж, нөлөөлөхгүй байж болно.
Үүний жишээ болгон нүүрстөрөгчийн давхар исэл, устөрөгчийн исэл (ус) болон цагаан хүнсний будаг E170 (кальцийн карбонат) -аас кальцийн бикарбонат үүссэн жишээг авч үзье: CO2 ↑ + H 2O +CaCO3 → Ca(CO3) 2. Энэ тохиолдолд сонгодог нийлмэл урвал явагдана. Үүнийг хэрэгжүүлэх явцад урвалжуудын валент өөрчлөгддөггүй.
Химийн тэгшитгэл бага зэрэг төгс (эхнийхээс) 2FeCl2 + Cl2↑ → 2FeCl3 нь энгийн бөгөөд нарийн төвөгтэй органик бус бодисын харилцан үйлчлэлийн исэлдэлтийн процессын жишээ юм.урвалжууд: хий (хлор) ба давс (төмрийн хлорид).
Органик химийн нэмэлт урвалын төрлүүд
Дөрөвдүгээр догол мөрөнд дурдсанчлан, органик гаралтай бодисуудад тухайн урвалыг "нэмэлт" гэж нэрлэдэг. Дүрмээр бол давхар (эсвэл гурвалсан) холбоо бүхий нарийн төвөгтэй бодисууд үүнд оролцдог.
Жишээ нь дибромин ба этилений хоорондох урвал 1, 2-диброметан үүсэхэд хүргэдэг: (C2H4) CH 2=CH2 + Br2 → (C₂H₄Br₂) BrCH2 - CH2Br. Дашрамд хэлэхэд, энэ хэсэгт тэнцүү ба хасах ("=" ба "-") тэмдэгтүүд байна. тэгшитгэл нь нэгдлийн атомуудын хоорондын холболтыг харуулдаг. Энэ нь органик бодисын томъёо бичих онцлог юм.
Нэгдлүүдийн аль нь урвалж болж байгаагаас хамааран нэмэх процессын хэд хэдэн сортуудыг авч үзнэ:
- Устөрөгчжүүлэлт (устөрөгчийн молекулууд H олон холбоосын дагуу нэмэгддэг).
- Гидрогалогенжилт (гидрогалогенжилт нэмсэн).
- Галогенжилт (Br2, Cl2↑ гэх мэт галоген нэмэх).
- Полимержих (хэд хэдэн бага молекул жинтэй нэгдлүүдээс өндөр молекул жинтэй бодис үүсэх).
Нэмэх урвалын жишээ (нийлмэл)
Хэлэлцэж буй үйл явцын сортуудыг жагсаасаны дараа нийлмэл урвалын зарим жишээг практик дээр сурах нь зүйтэй.
Устөрөгчжүүлэлтийн жишээ болгон та чаднапропен болон устөрөгчтэй харилцан үйлчлэх тэгшитгэлд анхаарлаа хандуулаарай, үүний үр дүнд пропан гарч ирнэ: (С3Н6↑)-CH=CH2↑ + N2↑ → (C3N8↑) CH3-CH2-CH3↑.
Органик химийн хувьд давсны хүчил (органик бус бодис) ба этилен хоёрын хооронд нэгдэл (нэмэлт) урвал үүсч хлорэтан үүсгэдэг: (C2H4↑) CH2=CH2↑ + HCl → CH3- CH2-Cl (C2H5Cl). Төлөвлөсөн тэгшитгэл нь гидрогалогенжилтийн жишээ юм.
Галогенжилтийн хувьд дихлор ба этилен хоёрын хоорондох урвалын үр дүнд 1, 2-дихлорэтан үүсэх замаар дүрсэлж болно: (C2H4↑) CH2=CH2 + Cl2↑ → (C₂H₄Cl₂) ClCH 2-CH2Cl.
Органик химийн нөлөөгөөр олон ашигтай бодисууд үүсдэг. Этилен молекулыг хэт ягаан туяаны нөлөөн дор полимержих радикал санаачлагчтай холбох (нэмэлт) урвал нь үүний баталгаа юм: n CH2 =CH2 (R ба хэт ягаан туяа) → (-CH2-CH2-)n. Ийм байдлаар үүссэн бодисыг хүн бүр полиэтилен гэдэг нэрээр сайн мэддэг.
Төрөл бүрийн савлагаа, уут, аяга таваг, хоолой,халаах материал болон бусад олон. Энэ бодисын нэг онцлог нь түүнийг дахин боловсруулах боломж юм. Полиэтилен нь задрахгүй байдгаараа алдартай болсон тул байгаль орчны мэргэжилтнүүд үүнд сөрөг ханддаг. Гэсэн хэдий ч сүүлийн жилүүдэд полиэтилен бүтээгдэхүүнийг аюулгүйгээр устгах арга зам олдсон. Үүний тулд материалыг азотын хүчлээр эмчилнэ (HNO3). Үүний дараа зарим төрлийн бактери энэ бодисыг аюулгүй бүрэлдэхүүн хэсэг болгон задлах чадвартай.
Холболтын урвал (хавсралт) нь байгаль, хүний амьдралд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Нэмж дурдахад үүнийг эрдэмтэд лабораторид янз бүрийн чухал судалгаанд зориулж шинэ бодис нийлэгжүүлэхэд ашигладаг.
