Lämpö- eli termokemiaa Endoterminen reaktio sitoo ympäristöstä lämpöenergiaa. Eksoterminen reaktio vapauttaa lämpöenergiaa ympäristöön. Entalpia H kuvaa systeemin sisäenergiaa vakiopaineessa. Entalpiamuutos ΔH saadaan kaavalla ΔH reaktio = H reaktiotuotteet - H lähtöaineet
Lämpö- eli termokemiaa Eksotermiselle reaktiolle ΔH < 0. Endotermiselle reaktiolle ΔH > 0.
Lämpö- eli termokemiaa Sekä ekso- että endoterminen reaktio voivat tapahtua spontaanisti, jos systeemin entropia kasvaa. Entropialla tarkoitetaan hiukkasten epäjärjestyneisyyttä.
Lämpö- eli termokemiaa Kokeellisesti entalpianmuutos saadaan määritettyä, kun mitataan reaktiossa sitoutuvan tai vapautuvan lämpöenergian määrä kalorimetrissä. ΔH = c m ΔT c = veden ominaislämpökapasiteetti m = veden massa (kg) ΔT = lämpötilan muutos (K)
Lämpö- eli termokemiaa Sidosenergia kuvaa sitä energiamäärää (kj), joka tarvitaan katkaisemaan yksi mooli tarkasteltavia sidoksia molekyyliyhdisteissä. Reaktioentalpia on entalpianmuutos, joka liittyy tasapainotetun reaktioyhtälön mukaisiin ainemääriin. Tällöin on otettava aina huomioon reaktioyhtälön kertoimet.
Lämpö- eli termokemiaa Muodostumisentalpia on entalpianmuutos, joka liittyy reaktioon, jossa yksi mooli ainetta syntyy alkuaineistaan. Palamislämpö kuvaa sellaisen reaktion entalpianmuutosta, jossa yksi mooli ainetta reagoi täydellisesti hapen kanssa. Liukenemislämpö on entalpianmuutos, joka liittyy ioniyhdisteen liukenemistapahtumaan.
Kemiallisen reaktion nopeus Reaktionopeus on joko lähtöaineen konsentraation vähenemistä tai lopputuotteen konsentraation lisääntymistä tietyllä aikavälillä. v c t Δc = aineen konsentraation muutos (mol/l) Δt = aikaväli (s, min, h tai d)
Kemiallisen reaktion nopeus Alkunopeus ja hetkellinen nopeus saadaan (t,c)- tai (t,m)-kuvaajien kuvaajista tangentin avulla. Keskimääräinen nopeus tietyllä aikavälillä voidaan laskea suoraan mittautuloksista.
Kemiallisen reaktion nopeus Aktivoitumisenergia, E a, on se energia, joka johtaa reaktioon. Reaktionopeuteen vaikuttavat Lämpötila Pinta-ala Konsentraatio Paine Katalyytti
Orgaanisten yhdisteiden kemiaa Orgaanisten yhdisteiden perusrakenne on hiiliketju. Hiiliyhdisteet ovat joko tyydyttyneitä (yksinkertaisia sidoksia) tai tyydyttymättömiä (kaksois- tai kolmoissidoksia). Polytyydyttymättömissä on hiiliyhdisteiden välillä useita kaksois- tai kolmoissidoksia. Aromaattisissa yhdisteissä on bentseenirengas.
Orgaanisten yhdisteiden kemiaa Yhdisteryhmiä Alkaani Alkeeni Alkyyni Aromaattinen Alkoholi Fenoli Aldehydi Ketoni Karboksyylihappo Esteri Eetteri Amiini Amidi Aminohappo
Molekyyliorbitaaliteoria Yksinkertainen kovalenttinen sidos muodostuu, kun kaksi atomiorbitaalia (s-s tai s-p), joilla kummallakin on 1 elektroni, sulautuu yhteen molekyyliorbitaaliksi. Kutsutaan sigma-sidokseksi (σ-sidos) sp 3 -hybridiorbitaalia varten 2s-orbitaalilta virittyy elektroni 2p-orbitaalille. Tämän jälkeen 2s- orbitaali ja kolme 2p-orbitaalia muuntuvat neljäksi sp 3 -hybridiorbitaaliksi.
Molekyyliorbitaaliteoria Kaksoissidos syntyy, kun 2s-orbitaali ja kaksi 2p-orbitaalia muodostavat kolme sp 2 - hybridiorbitaalia. Jäljelle jää 1 hybridisoitumaton 2p-orbitaali. Kaksoisidoksessa sp 2 -hybridiorbitaalit muodostavat σ-sidoksen ja p-orbitaalit π- sidoksen.
Molekyyliorbitaaliteoria Kolmoissidos syntyy, kun 2s-orbitaali ja yksi 2p-orbitaaleista muodostavat 2 sphybridiorbitaalia. Kolmoissidoksen muodostavat yksi σ-sidos ja kaksi π-sidosta. Bentseenirenkaan jokainen hiiliatomi on sp 2 - hybridisoitunut.
Orgaanisten yhdisteiden reaktioita Palaminen Hapettuminen ja pelkistyminen (mm. alkoholit) Korvautumis- eli substituutioreaktio Tyypillinen tyydyttyneille ja aromaattisille yhdisteille Reaktiossa syntyy aina pienimolekyylinen sivutuote.
Orgaanisten yhdisteiden reaktioita Liittymis- eli additioreaktio Tyypillinen tyydyttymättömille yhdisteille Reagoiva kohta on kaksois- tai kolmoissidos Markovnikovin sääntö: vety liittyy siihen atomiin, jossa on jo ennestään enemmän vetyä Hydraus = vedyn liittämistä
Orgaanisten yhdisteiden reaktioita Kondensaatioreaktio Molekyylit liittyvät yhteen ja samalla lohkeaa pienimolekyylinen sivutuote (usein vesi) Tyypillisiä reaktioita esteröityminen ja eetteröityminen Hydrolyysireaktio Käänteinen kondensaatioreaktiolle
Orgaanisten yhdisteiden reaktioita Eliminaatioreaktio Reaktiossa lohkeaa jokin pieni molekyyli kuumennuksen tai jonkin kemikaalin vaikutuksesta Muodostuvaan molekyyliin syntyy usein kaksoissidos Protolysoituminen Karboksyylihapot ja fenolit heikkoja happoja Amiinit heikkoja emäksiä Neutraloituminen
Isomeria Keskenään isomeerejä ovat aineet, joilla on sama molekyylikaava, mutta erilainen rakennekaava. Rakenneisomeria Runkoisomeria (eri tavoin haaroittunut hiiliketju) Paikkaisomeria (funktionaalisen ryhmän paikka) Funktioisomeria (eri funktionaalinen ryhmä)
Avaruus- eli stereoisomeria Cis-trans-isomeria (kaksoissidoksen samalla/eri puolella) Konformaatioisomeria (sidosten kiertyminen/taipuminen) Optinen isomeria (asymmetrinen hiili) Optisia isomeerejä kutsutaan enantiomeereiksi eli peilikuvaisomeereiksi