Структура к свойства веществ

Почему окружающие нас вещества обладают столь разными свойствами?
Каким образом структура объекта влияет на его свойства?

От структуры к свойствам

Свойства веществ определяется их качественным и количественным составом

I. Состав и свойства молекул

Качественный состав
Н2О
Н2S

Физические свойства
Н2О
без цвета, без вкуса, без запаха, прозрачная
t пл = 0оС
t кип = 100оС
Плотность вещества 1.0 г/л г/см
Н2S
ядовитый газ с неприятным запахом тухлых яиц.
t пл = -82.30 °C
t кип = -60.28 °C
Плотность вещества 1.363 г/л г/см3

Количественный состав
Н2О
Н2О2

Н2О
без цвета, без вкуса, без запаха
t пл = 0оС
t кип = 100оС
Плотность вещества 1.0 г/л г/см
Н2О2
Сильный окислитель
без цвета, с металлическим вкусом, без запаха
t пл=0,41 °С
t кип =150,2°С;
Плотность – 1.45 г/л г/см

II. Порядок связи атомов в молекулах

В 1822 году немецкий учёный Ф. Вёлер показал, что серебряные соли гремучей кислоты AgONC и изоциановой кислоты AgNCО имеют одинаковую молекулярную массу, один и тот же состав, но совершенно разные свойства.

Н-О-С≡N
Циановая кислота
Н-О-N=C
Гремучая кислота

Впоследствии Берцелиус предложил называть такие вещества - изомерами

Вещества, имеющие одинаковый качественный и количественный состав, но разное строение называются изомерами

Структурными называют изомеры, имеющие различный порядок соединения атомов в молекуле.

Виды структурной изомерии: 1.Изомерия углеродного скелета
Соединения отличаются порядком расположения углерод - углеродных (С-С) связей.

Виды структурной изомерии:
2. Изомерия положения кратной связи или
функциональной группы
Определяет принадлежность соединения к тому или иному классу органических соединений.
АЛКЕНЫ
ОДНОАТОМНЫЕ СПИРТЫ

Виды структурной изомерии:
3. Межклассовая изомерия
Изомеры относятся к разным классам органических соединений. СН3 СН2 ОН этиловый спирт (ОДНОАТОМНЫЕ СПИРТЫ)
СН3 О СН3 диметиловый эфир (ПРОСТЫЕ ЭФИРЫ)
С2Н6О

Типы изомерии
Структурная
Структурными называют изомеры, имеющие различный порядок соединения атомов в молекуле.
Пространственная
Пространственные изомеры имеют одинаковые заместители у каждого атома углерода, но отличаются их взаимным расположением в пространстве.

Виды пространственной изомерии (стереоизомерии)
Геометрическая
Характерна для соединений с двойной связью, так как по месту такой связи молекула имеет плоскостное строение.
Оптическая
Оптической изомерией обладают вещества, молекулы которых имеют ассимметрический, атом С, связанный с четырьмя различными заместителями.
*

Виды пространственной изомерии:
Геометрическая
Например, для бутена-2, если одинаковые группы атомов у атомов углерода при двойной связи находятся по одну сторону от плоскости С=С – связи, то молекула является цис- изомером. Если по разные стороны - транс- изомером.

Геометрическая изомерия

Виды пространственной изомерии:
Оптическая
Оптические изомеры являются зеркальным изображением друг друга, подобно двум ладоням.
2 изомера молочной кислоты

зеркало
Оптическая изомерия

Назовите виды изомерии:

Составьте структурные формулы изомеров:
С6Н12

III. Электронное строение

4 период, VII группа, побочная подгруппа
d-элемент, внешний уровень-4-ый

Mn0 - 2e = Mn +2
Mn0 - 3e = Mn +3
Электронная формула
1s22s22p63s23p64s23d5
4s
4p
3d
Mn0 - 4e = Mn +4
Mn0 - 6e = Mn +6
Mn0 - 7e = Mn +7

Оксиды марганца
МnО
Мn2О3
МпО2
МпО3
Мп2О7

При взаимодействии в водой образуют:
МnО +Н2О=Мn(ОН)2
Мn2О3 + 3Н2О=2Мn(ОН)3
МпО2 +Н2О=Mn(ОН)4
МпО3 +Н2О=Н2МnО4
Мп2О7 +Н2О=2НМnО4

МnО +Н2О=Мn(ОН)2 Основные свойства
Мn2О3 + 3Н2О=2Мn(ОН)3 Основные свойства
МпО2 +Н2О=Mn(ОН)4
МпО3 +Н2О=Н2МnО4
Мп2О7 +Н2О=2НМnО4

МnО +Н2О=Мn(ОН)2 Основные свойства
Мn2О3 + 3Н2О=2Мn(ОН)3 Основные свойства
МпО2 +Н2О=Mn(ОН)4
МпО3 +Н2О=Н2МnО4 Кислотные свойства
Мп2О7 +Н2О=2НМnО4 Кислотные свойства

Свойства веществ:
МпО2
Mn(ОН)4 + 4НCl=MnCl4+4Н2О
Основные свойства!
Mn(ОН)4 + 4NaOH = Na4МnО4 +4Н2О Кислотные свойства!
Амфотерность

МnО +Н2О=Мn(ОН)2 Основные свойства
Мn2О3 + 3Н2О=2Мn(ОН)3 Основные свойства
МпО2 +Н2О=Mn(ОН)4 Амфотерные свойства
МпО3 +Н2О=Н2МnО4 Кислотные свойства
Мп2О7 +Н2О=2НМnО4 Кислотные свойства

Гидроксид марганца IV можно записать как основание и как кислоту:
Mn(ОН)4 = Н4МnО4

Свойства амфотерного гидроксид марганца IV:
Mn(ОН)4 +4НCl=MnCl4+4Н2О
Н4МnО4 + 4NaOH = Na4МnО4 +4Н2О

Вывод:
Особенности электронного строения марганца позволяют проявлять данному химическому элементу амфотерные свойства