Общая характеристика подгруппы галогенов, строение атомов, возможные степени окисления, физические и химические свойства.

Галогены - элементы главной подгруппы VII группы периодической системы: фтор, хлор, бром, йод, астат.

Общая электронная конфигурация внешнего энергетического уровня - nS2nP5.

С возрастанием порядкового номера элементов увеличиваются радиусы атомов, уменьшается электроотрицательность, ослабевают неметаллические свойства (увеличиваются металлические свойства); галогены - сильные окислители, окислительная способность элементов уменьшается с увеличением атомной массы.

Молекулы галогенов состоят из двух атомов.

С увеличением атомной массы окраска становится более темной, возрастают температуры плавления и кипения, а также плотность.

Все галогены проявляют высокую окислительную активность, которая уменьшается при переходе от фтора к иоду. Фтор — самый активный из галогенов, реагирует со всеми металлами без исключения, многие из них в атмосфере фтора самовоспламеняются, выделяя большое количество теплоты, например:

Все галогены проявляют высокую окислительную активность, которая уменьшается при переходе от фтора к иоду. Фтор — самый активный из галогенов, реагирует со всеми металлами без исключения, многие из них в атмосфере фтора самовоспламеняются, выделяя большое количество теплоты, например:

2Al + 3F₂ = 2AlF₃

2Fe + 3F₂ = 2FeF₃

Без нагревания фтор реагирует и со многими неметаллами (H₂, S, С, Si, Р) — все реакции при этом сильно экзотермические, например:

Н₂ + F₂ = 2HF

Si + 2F₂ = SiF₄

При нагревании фтор окисляет все другие галогены по схеме

Hal₂ + F₂ = 2НalF

где Hal = Cl, Br, I, причем в соединениях HalF степени окисления хлора, брома и иода равны +1.

Взаимодействие фтора со сложными веществами также протекает очень энергично. Так, он окисляет воду, при этом реакция носит взрывной характер:

3F₂ + ЗН₂О = OF₂↑ + 4HF + Н₂О₂.

Свободный хлор также очень реакционноспособен, хотя его активность и меньше, чем у фтора. Он непосредственно реагирует со всеми простыми веществами, за исключением кислорода, азота и благородных газов. Для сравнения приведем уравнения реакций хлора с теми же простыми веществами, что и для фтора:

2Al + 3Cl₂ = 2AlCl₃

2Fe + ЗCl₂ = 2FeCl₃

Si + 2Cl₂ = SiCl₄

Н₂ + Cl₂ = 2HCl

Аминокислоты, их состав и химические свойства: взаимодействие с воляной кислотой, щелочами, друг с другом. Биологическая роль аминокислот и их применение.

 

Аминокислоты – это органические соединения, которые содержат две функциональные группы: аминогруппу – NH2 и карбоксильную группу – COOH, связанные с углеводородным радикалом.

Строение первого представителя данного класса – аминоуксусной кислоты

NH₂-CH₂-COOH

В зависимости от взаимного положения обеих функциональных групп различают α, β, γ-аминокислоты.

CH₃-CH-COOH NH₂-CH₂-COOH

│

NH₂

α-аминопропионовая кислота β-аминопропионовая кислота

 

Аминокислоты делят на:

Природные

Их около 150, они были обнаружены в живых организмах, около 20 из них входят в состав белков. Половина этих аминокислот – незаменимые (не синтезируются в организме человека), они поступают с пищей.

Синтетические

Получают кислотным гидролизом белков, либо из карбоновых кислот, воздействуя на них галогенном и, далее, аммиаком.

Физические свойства.

Бесцветные.

Кристаллические.

Хорошо растворимы в воде, но нерастворимы в эфире.

В зависимости от R могут быть сладкими, горькими или безвкусными.

Обладают оптической активностью.

Плавятся с разложением при температуре выше 200º.

Химические свойства.

Все аминокислоты амфотерные соединения, они могут проявлять как кислотные свойства, обусловленные наличием в их молекулах карбоксильной группы —COOH, так и основные свойства, обусловленные аминогруппой —NH2.

1. Аминокислоты взаимодействуют с кислотами и щелочами:

NH2 —CH2 —COOH + HCl → HCl • NH2 —CH2 —COOH (хлороводородная соль глицина)

NH2 —CH2 —COOH + NaOH → H2O + NH2 —CH2 —COONa (натриевая соль глицина)

2. Аминокислоты обычно могут вступать во все реакции, характерные для карбоновых кислот и аминов.

Этерификация:

NH2 —CH2 —COOH + CH3OH → H2O + NH2 —CH2 —COOCH3 (метиловый эфир глицина)

Важной особенностью аминокислот является их способность к поликонденсации, приводящей к образованию полиамидов, в том числе пептидов, белков, нейлона, капрона.

 

Реакция образования пептидов:

HOOC —CH2 —NH —H + HOOC —CH2 —NH2 → HOOC —CH2 —NH —CO —CH2 —NH2 + H2O

Основная биологическая роль аминокислот заключается в том, что они являются основными «кирпичиками» для построения белковых молекул. Некоторые аминокислоты используют в медицине в лечебных целях (при сильном истощении, после тяжелых операций).

Некоторые аминокислоты используют в сельском хозяйстве для подкормки животных.

Важной особенностью аминокислот является их способность к поликонденсации, приводящей к образованию полиамидов, в том числе пептидов, белков, нейлона, капрона.