Manfred Kuballa

Jens Schorn

Chimie

DPllUEuEsW

Dr MuaEd Kuballa a los prolesor de chinic J lizici.JeN scborn ste Foiesor de .himie i biologie.

Ni.io p.rte a a.estei publi.alii nu poale n ft?iodust sub nicio ldrmi su pinod.e miloa.e, fotocopiere sru ori.d ,li pmrti, induriv in soprri dducdlidnale,

$u pieludad, dnpkaG sau disiribui$ folosind si(cne cletronicelid acordul scds .l editorului.

at\g\nal tine: P6.ket Ted&er, )a. Chrnr (973 3 4r I 37105 6)

by Ntanfred Kubalh .nd lens Schorn6 z0lr Bibliognphishs Insitut cnbH (Duden), Bdlin.

O Didactica Publishing Hosc, 2019

To.te drepturile ieasdte penttu linba romini.Nnid pade a a.estei hcdri nu poate n rcprodusi str stoc.ti iiri .cordul cditurii.

Idnoi coordonaror FloE.tina lonCon,ulBnt { nlific Proi Elena L iliana Mu rguhl

Cortctor: Cabiela llncioiu

Didacliq Publhhing House

8dd spldul Unnii n. 16, Clddirex lvtunknia Eusinss Ce0i€iebj 5, 506, rcror.1, BucurgiComenziSii.fornqii: telelon/td +4021.410.33 l,li +4021.410.33.10

e nail omrt@editlndph.m

Tipar re!l jzat de Tipos.afia Ceconii

D6cdde, CIp a Bitliolgii N.lioDde a RomiDici

Chinie : lockel tercher / Manled l(uMlla, Ie.s s.hdrn. - Brcuregi :

Didrctira Publishing Hous, 2019

54

Cuprins

cuvant-inainte

1.

11

r.2.

1.3.

Structura substantelor 9

Substanlele 5i proprleuli e Lor 9

Amestec de substanle;isubstanlS pure 9

Curn se recunoagte o substani: pur: 11

separarea amestecurllor de substanle 12

Structura fini a materiei- modelul particulelor 13

Starea de agregare 13

lpoteza atomica 74

Modele atomice 16

StructLrra nuc eului atomic 19

Structura inve su ui electronic 21

Elemente chimice 23

Sistemu periodic 24

Varialia propriet;tilorin sistemu periodic 21

Verificare 29

2. Leg;turi chimice2.1. Tipuri de legSturi ch mice

Leg;tura ionic:

Leg;tura cova entS

Electronegativitatea Si tipu de leg:tur;Mo ecule poliatomice

Aranjamentu spalia a molecu e or

2.2- Formu a chimlce

Valen!a

Formu e e diferltelor tipuri de substanle

2.3. Claslficarea substanle orVerificare

30

30

30

33

35

31

39

39

42

44

47

3, Reaclii.himice3.1. Recunoa$tereareacliilo.chimice

Fenomen fizic, fenornen chimic

Reacliichimice ]a nivel de partjcu e (microscopic)

Sintezd sianaliziqr 1in ou de "rprgre r1 reactirle cl Tice

3.2. Legile chimieiLegea conserv;rii masei

Legea raporturilor de masi constante

Legile gazelor

3.J. tcJdl ile 'eact

ilor chrn- (e

Srdbilired ecua!iei L.lel'edc! .l' mrce

Ecua!iiionice

3.4. Calcule chimice

l\lolaritateaMasa molad

SolutiimolareVerificare

4. Aerulgi apa4.1. Aerul

Aeru, un amestec de substanle

Reaclia cu oxigenu oxidarea

E iminarea oxigenu ui- reducerea

Extragerea m6talelor din oxizi

Afinitatea elemente orfat; de oxigen

Teoria reacl ior redox

4.2. Apa

Propriet;!ile ape:

Apa ca solvent

Verificare

5. A€iui, baze, siruri5.1. Acizl 9i baze

Dezvoitarea notiunilor de acld Si baz; de la

Boyle la Affhenius

48

48

4a

49

50

51

53

53

54

55

5l51

59

61

62

63

65

66

6l67

6/68

71

l273

14

16

76

19

83

84

84

84

53

6,

61.

6.4.

Teoria acido bazid a lui Bronsted

Proprletitile acizi or 9i bazelor

Va oarea pH-ului

Neutralizarea acizllor si bazelor

Sdruri

Propriet;Iile sdrurilor

Obllnerea s;rurilorE ectroliza

Verificare

Chimie organic;Caracterul chimiei organice

Componentele substanlelor organice

Caracteristicie atomu uide carbon

Hidrocarburi

lzomerie Si nomenclature

ProprletStile hidrocarburi or

A chene 9i alchine

Regu ie de denumlre a h droca.burilorDeriva!ihalogenati

Proprie$!ile derivatilor halogenali

Aplicaliile derivatilor halogenali

Alcooli

Structura mo ecular; a alcoolilor

Clasifi carea alcoolilor

Proprietdlile a coo or

Aldehide 9i cetoneAcizi carboxi ici

Structura acizilor carboxilici

ciaslfi carea aclzilor carboxilici

Proprietd!ile acizllor carboxi ici

Obtinerea aclzilor carboxil ci

Esterii aclzilor carboxllici

Verificare

.""* mal88

89

91

92

92

93

94

97

98

98

98

99

100

100

101

103

104

101

108

108

109

110

110

111112

114

116

116

111

118

120

124

123

6.5.

6.6.

7-

7.1.

I)

7.3.

124

124

124

725

126

727

124

r28129

130

130

132

133

133

136

131

138

740

143

144

144

146

141

148

150

151

151

152

152

:t53

154

Substanle naturale, substante sinteticeGrAsimi

Compozilia gr;similor

Proprietillle fi zice a e gr:similor

Propriete!ile chimice €le gdslmilor

utjlizarea gr6simior

SdpunurisidetergentiObtinerea s;punuriorModulde acliune a $punurilorHidratii de carbon (zaharidele)

Struct!ra hidratilor de c.rbonPropriet;ti e hidratilor de carbon

uvant-Tnainte

eleve, dragi elevi!Ai(.sl PocK!T TBAcHER prezinta multe avantaje penlru voi. Vinformeaze rapid Si precis. Regulile, explicafiile, exemplele,

ilbelele sunt ordonate sistematic ti upr de inleles.

lel mai repede gesi informaliile dorite in indicele alfabetic de

sfArqitul volunului.Ali uitat cuventul-cheie? Atunci uitafi-ve la cuprins $i ceutalit uvintul la capitolul corespunzitor!

In paginile Pocror TeAcHER-uluiveli gisi multe segefi colorate.

Acestea vi trimit spre alte paragrafe din carte unde veli gesi

irccea$i temi.

l\)cKET TEAcHER-ul prezinti cele mai importante domenii ale( hiniei: Structura substantei, Legituri chimice, Reacfii chimice,rx)liuni de Chimie organicA, un capitol despre Tehnologia, himici 9i multe alte informatii.

l'ocKEr TEAcHER-ul de chimie este realizat, intai de toate,

I'c tru aceia care $i-ar dori si inleleaga foarte bine lumea for-rrrulclor chimice. De aceea capitolele sunt altfel concepute deciti tr un manual. De asemenea, ele nu urmiresc intotdeauna

l)rograma tcolad, ci aduc in disculie diverse teme, de la simpluLr complex.

H

T

7.4. Proteine

Structura protelnelor

Propriet;lile proteinelor

7.5. Substanlesintetice

Oblinerea s!bstan[elor sinietice

Structura S proprietdlile substanlelor sintetice

Verificare

8. Tehnologie chimic;

8.1. Producerea fierului8.2. Sintezaamoniacului

8.3. Producerea acidului azotic Si a acidului sulfuric

8.4. Prelucrareapetrolului

Verificare

9. Anexa

9.1. Model d€ protocol

9.2. Rea4iideidentjficare

ldentifi carea substanielor anorganice

ldenhficarea substanlelor organice

lndice afobetic

Astfel, se poate intimpla si intahili un text pe care nu 1

parcurs inci la gcoali. ln acest caz putefi se vi oprili $icontinuali alti dati.

La sfdrgitul fiecdrui capitol, cele mai importante conlinuturitrecute intr-o pagini de verificare. Deci vi puteti testacunogtinfele.

Seda PocKET TEAcHEn nu poate inlocui manualelecare cup.ind o parte experimentali, exercitii Si exemple. $inu trebuie. Ea reprezinti un ghid, mai ales pentru temepentru pregetirea activitelii de la clasi. in plus,TEACHER-UL este ideal pentru pregAtirea examenelor.

NOTA. Din seria PocKEr TEACHER mai fac parte $i volumele:

. MATEMATICA. Ecualii ti funcqi

. MATEMATICA. Memorator de formule

FIZICA

Structura substanlelor

1,1. Substanlele 9i proprietilile lor

'foate obiectele care ne inconjoare sunt alcatuite din diferitesubstante ,i materiale: rr,et^\, sticld, lemn, materiale sintetice,

piatrd, pentru a le enumera numai pe cele mai importante.

Numirul substanlelor eristente in naturi $i create de om este

lbarte mare. Pentru ale putea deosebi este necesare cunoa$terea

prcprietdtilor acestotu Cu a.jutorul lor substanlele se pot recu-

noa$te 9i descrie. Cele mai importante proprietili sunt:. aspect, miros, gust;. temperature de topire, de fierberc (vaporizare) qi,

legat de acestea, starea de agregare in condilii normale';. densitate;

' conductibilitate electricej. solubilitate in api, respectivin alli solvenfi, ca de exemplu

benzina;. comportament la incelzire.

Amesiec de substante si substan$ put;Ijxiste substanle care, se observe cu ugurinfi, nu sunt unitare, ci

sunt formate din mai multe substanle, de exemplu granitul.

Asemenea substanle combinate se nrunj'esc arnestecuri de

Jrrstarfg. Componentele omogene ale amestecurilor de sub-

sla \e se nltrlj'esc substanle Pufe.

t x E M P LU I Granitul este alcituit din substanlele Pure: cuar!,lirldspat 9i mice.

Tempeiatura de 0 "C9i plesiunea de 1013 hPa (1atn/760 mmHg)

ffi

T

stru.iura sob.tantelor

Alte amestecuri de substante

'1, se pot recunoagte atet de

u$ol, ca de exemplu ceaiul sau

cafeaua.

fi [l]ls@ Amestecurile de substanle ale circr compo-nente se pol diferenlia cu ochiul liber sau la microscop se nume\c

amestecluti eterogene. Amestecurile ale ciror componente nu se

pot diferenlia sunt amesteanri omogefie.

Ambele grupe pot Ii impe4ite, dupastarea de agregare acompo-nentelor lor, in:

nrire tulbure conste dintr-o solutie de aPi cu sare in care suntrrrspendate componente insolubile.

cum se recunoatte o substanti puri?I )coarece amestecurile omogene arati aproape la fel ca substan-

ffi ,i:ff:,TJ.::l "T::::H

j: T:;il:ilJ.X.il ii .l?""; rtxcep\r - prin comportamentullor la toPire gr la ferbere.I'cntru a studia acest comportament, substanlele sunt incdlzite.ln timpul incilzirii se obseNi vadalia temperattuii in funclie de

liolp:

| ,uirronS"t" our".u runcte de ropire iide tierbere (vaporizare)

I bine determinate. in timpul topirii, respecbv alvaport:rir

I sutstangei, temperatu.,;.;n".o*t"ng.

ffi

Amestecurieterogene

ceati

Amestecuri omogene

solid ln lichidlichid ln lichid

lichid in saz

lichid cu lichid

granit

aliaj€

Amestecutile de substonle au un domeni.r de topire Side fierbere-

Temperatura crette continuLrin timpultopirii, rcspectiv alfierber i.

5 fffi'fifE| Amestecurile eterogene pot fi 9i ele, ta rAndul lor,

amestecud de amestecu omogene. Astfel, de exemplu, apa de

lffi Structura substanlelor

Separarea amestecuailor de substanleExisti procedee diferite de separare. Pentru amestecurileacestea sunt, de cele mai multe ori, specifice substanlei.

in figurile urmdtoare sunt prezentate procedee de

aplicabile multor amestecuri omogene, respectiv eterogene.

Separarea amestecurilor de substante:

- suspensia, prin filtrare;emulsia, prin separare;

- solufia formati din doui sau mai multe lichide, prin

1,2. Structura fini a materiei- modelul particulelor

,,l)rivite h microscop', mateda este alcituiti din cele mai micipnrticule. Firelte, acestea sunt atat de mici, incet nupot fi vizuteln microscop. Cu toate acestea, ne-am lbcut o reprezentarerrluiliva despre ele sub lorma unui model, f)ra a sti cum arala

-rlrr aoevar a(este parlrcule.

-Starea de agregareSubstanlele exista in 3 steri de agregare: solidi,lichidi gi gazoasi.l)c baza proprietitilor lor, se pot deduce aranjamentele particu-lclor in cele 3 stiri de agregare:

*ffi-

I oocaoo ,w

tLJ

tsAA sln/adaptead uneiforme teazi ln€iforme dat€,date, pr€zind un darnu prezinti !nvolum determinat. volum bine

deJ.rminar

wf.B8&y.{slo/

fafi de altele.

comprima cu utuinfd.

oo oLo 900^oo'q"g!/

n'--p:e () A),--Y* . ( l,_"Wr;:.,,, !"", /l]\ \ -,,,"."."'"f=, ", +

instalatie -de distilare

distilare

ichdl+chic 2) (so id)

pa nie de separare

maimic;)

emulsie

ch d (cLr dens tate

refrigerent

tub de leg;tur:

vas Erlenmeyer

distr al(iich d 1)

5tructura substantelo.

lpoteza atomic;inci din Antichitate, invdlalii gteci Leucip 9i, Democrit aripoteza cA materianupoate fr divizatilainfinit, cA aceasta

si lie formate din multipli ai celei mai miciparticule care nupoate fr diyizati: atomul (9. atomos, indtizibrl).

AceastA ipoteze a fost reluate in anul 1803 de catre Johnin cadrul ipotezei sale atomice, el a formulat urmetoarele

Valoarea unitlliiatomice de mas; (l uJcorespundc la -:di1masa izotopulu i de carbo n',C (V pa1. 2o). 12

1 u = 0,0000000000000000000000016605655 g

1. Cele mai mici particule ale materieisuni atom4 care suntindivizibili.

2. Existi tot ataiea specii de atomi cate elemente chimice existi

lZ pac.23).3. Atomii dife ritelor elemente chimice se deosebesc intre ei prin

4. Atomii se leag:intre ei numaiin raporturi num€rice pre€ise, la

fel ca elementele chimice.

tElflft! Masele tututor elementelor chimice sunt date insistemul periodic al elementeior (7l pag. 24).

in funclie de natun particulelor care alcituiesc un compusehimic, distingem doue tipuri de compu$i chD\icj. (v pag. 44\.

Substonle moleculare: Cea mai mici unitate a substantelor mole-.Lrlare este molecula (v pag. 33). Masa sa este cunoscute sublennmirea d,e mas,i moleculatd.

rxEMPLU: O moleculi de api este formati din doi atomi dehidrogen gi unul de oxigen. Masa moleculari a apei are, prinrrrmare,valoarea de 2 x I u + I x 16u = 18u.

substafile ionice: La substanlele ionice nu existe cea mai miciurlitate - molecula, ci ioni pozitivi ti regativi disputi alternativintr o refea cristaline. Se aduni masele unei perechi de ioni $itctijlte rnasa ufitdtii sttuct rab.

r xEMpLU: in cazd serii de bucitirie (NaCl), masa unititii\l ructurale are valoarea de I x 23 u + 1 x 35,5 u = 58,5 u.

Dimensiunea (midmea) atomuluil)imeflsiunea atom|u.l$i este, de asemenea, atat de redusi, incetru poate fi masurald prin metodc simple.

r XEMPLU: Un atom de fier are un diametru de(1.00000000025 m.l)lci toli atomii de lier conlinuli intr-un varf de ac cu gimilie(tu volumul de I mm3) s-at putea in$jra unul dupi aitul caintr un lan! de perle, acesta ar avea o lungime de 2f.000.000 km!

Masa atomiciMasa atomilor este neinchipnitde mici, astfel hcat nu se poate

determina prin simple can-tirire. Dalton a putut se indice,cu ajutorul legilor chimiei(z pag. 53) cunoscute atunci,numai cateva tnase atomicefelatite, cate eta:: tapottate laatomul celuimai uqor element,hidrogenul. De aceea, el a ales

masa atomului de hidrogen ca

unitate atomice de mase, adicii-a atribuit arbitrar valoarea Lin acest fel, ela stabilit un primtabel de mase atomice.

ELDMENTS

"r""r- )lo

^-". 'ls".,,.,, rlo",*,,, r1@tu,*^,, lOt,ur',,. r16**,,,,r1Ot",,. rlSt"r" rrl6'"*' *lg

oooo@eoe(D(D

Bary(rs

Ion

Z;t\.

Coppcr

Lcad

Silver

Gold

Piaina

Mcrcury

structura substanlelor

Modele atomiceReprezentirile atomului s-au modificat de mai multe ori de

Dalton incoace. De fiecare date, cend noile cunoltinte nu

fi explicate prin modelul disponibil, a fost dezvoltat altul

se se potriveasce mai bine':

iEEEIIE! Modelele atomice nu sunt nici ..corecte':

,,false': Ele strnt aplicebile intotdea]una numai intr-undomeniu.

ModelulDalton

Cea mai simpli reprezentare a unui atom are la origineatomicd a lui Dalton. Conform acesteia. atomul este descris ca

sferi. Cu ajutorul modeluluiDalton se pot explica legile(z pag. 53), de exemplu, legea conservirii masei 9i legea

stanlei compoziliei.

Modelul Thomson

Multe substanle, de exemplu metalele gi soluliile sirurilor,conductibilitate electricd: ele conduc curentul electric.

explicarea acestei proprietiti, nu este suficient modelulal lui Dalton, ci unul m ai diferen\iat, modelul Thottsort.. Atomul conste dintr-o sferi, incercati elecl:'lc Pozitir,,in

sunt distribuili erectrofiii incincali negativ.. Atomii sunt neutri din punct de vedere elettric. Ei pot

sau accepta electroni. in acest caz, atomii se transformiin(v pag. 30): Pozitivi ptin cedore de electtonl9i flegattui

acceptare de electtont\.

str!ctura substanlelor

I xEMpLu: in metale,ptintre fiodurile relelei atomice c]opozi\iilixc $i sarcine electrice pozitive se gesesc electroni care se miqce

liber 9i care fac posibili trecerea curentului electric.

\olufiile sdrurilor conlin ioni pozitivi s,i negativi care se migcd

libcr cu fofii, ficand astfel posibili trecerea curentului electric.

/'G-\lo _\t o.J j\o o,/

Modelul nucleu-inve i5@

N/odelulDalton

il

e=@@@ ll^

@--@ @*ll-Modelul nucleu aiomic -invelig electronicIn urma unei expedenIe efect! te de Philipp Lekard (1862-1947\

r ir observat ci electronii' sunt capabili si strebate aproape

llrstingherili o foite sublire de aluminiu, ca Ei cand aceasta nu ar, xista deloc.

lilcctionii au fost eliberati in interiorul unei instalalii care tunclioneazd ase

nrinitor cu tubulcinescop al unul televizor

/o *..'+^+o1'o

+o'rT^*

/o *..\+^+oa

+d

'o'+.