SYLLABUS ichemist, EDIȚIA A IV-A

Transcript

1 Clasa a VIII-a Proprietăţile fizice, chimice şi fiziologice ale substanţelor. Fenomene fizice şi chimice în jurul nostru. Reacţie chimică. Semnele reacţiilor chimice. Atomul. Molecula. Substanţe simple şi compuse. Elementul chimic. Simbolul chimic şi denumirea elementului chimic. Masa atomică relativă. Sistemul periodic al elementelor chimice. Elemente metalice şi nemetalice. Substanţe simple metale şi nemetale. Formula chimică. Legea constanţei compoziţiei substanţelor. Masa moleculară relativă. Modelul planetar al atomului. Structura atomului şi învelişului electronic. Sarcina nucleului. Sarcina şi masa electronilor. Repartizarea electronilor pe straturi. Schemele electronice ale atomilor elementelor (Z = 1-20). Structura atomului şi poziţia elementului în Sistemul periodic. Caracterizarea elementului chimic. Valenţa elementului. Substanţe binare: determinarea valenţei elementelor după formulă chimică; alcătuirea formulelor după valenţă. Legătura covalentă. Noţiunea de electronegativitate. Formulele electronice, grafice şi modelele moleculelor. Legătura ionică. Substanţe pure şi amestecuri. Amestecuri omogene şi neomogene. Metode de separare a substanţelor din amestec (decantarea, filtrarea, evaporarea, distilarea, cristalizarea, acţiunea unui magnet). Apa naturală ca amestec de substanţe. Purificarea apei naturale. Aerul amestec de substanţe gazoase. Compoziţia aerului. Substanţele care poluează aerul. Cantitatea de substanţă, molul. Masă molară. Calcule pe baza noţiunilor: M, cantitate, masa. Legea conservării masei substanţei. Tipuri de reacţii chimice: combinare, descompunere, substituție, schimb. Condiţiile de declanşare şi desfăşurare a reacţiilor chimice. Calcule în baza ecuaţiei chimice (cantitate, masă). Noțiuni teoretice așteptate să fie cunoscute de către concurenți. Calcul pe baza formulei chimice (raport atomic, raport de masă, compoziția procentuală a unei substanțe). Izotopi, calculul masei atomice relative pe baza răspândirii izotopilor în natură. Rețele cristaline (atomice, metalice, ionice). Calcularea densității substanțelor pe baza parametrilor rețelei cristaline. Substanțe pure/impure. Partea de masă a impurităților. Partea de volum a componentelor unui amestec gazos. Exces de substanță.

2 Clasa a IX-a Toate noțiunile menționate pentru clasa a VIII-a, la care se adaugă: Clasificarea substanţelor anorganice după compoziţie, după solubilitate. Tabelul solubilităţii. Legătura genetică dintre clasele de compuşi anorganici. Acizii. Bazele. Oxizi acizi, oxizi bazici. Sărurile. Compoziţia aerului. Oxigen element chimic şi substanţă simplă. Ozonul. Poluarea aerului. Circuitul oxigenului în mediu. Hidrogenul element chimic şi substanţă simplă. Apa. Apa distilată. Apa pură, epurarea apei. Apa potabilă. Duritatea apei. Sursele de poluare a apei. Apa naturală ca amestec de substanţe dizolvate. Apa minerală şi ionii ce se conţin în ea. Solubilitatea acizilor, bazelor şi sărurilor în apă. Soluţii. Partea de masă a substanţei dizolvate în soluţie. Electrolit, neelectrolit, electrolit tare şi slab. Disocierea electrolitică a acizilor, bazelor alcaline, sărurilor. Reacţiile de schimb ionic (reacţiile ionice). Condiţii de realizare a reacţiilor ionice: formarea gazului, sedimentului, electrolitului slab (apa). Sistemul periodic. Legea periodicităţii şi structura atomului. Schimbarea periodică a proprietăţilor metalice şi nemetalice. Cauzele periodicităţii. Electronegativitatea. Gradul de oxidare GO. Noţiuni despre oxidant, reducător. Metalele. Seria de substituire a metalelor. Compuşii metalelor. Noțiuni teoretice așteptate să fie cunoscute de către concurenți. Randamentul unei reacții. Aerul, apa: agenții ce le poluează, efectele lor, metode de purificare a apei și a aerului Hidrogenul hidrurile metalice. Coeficientul de solubilitate, formarea precipitatelor. Cristalohidrați. Determinarea părții de masă a apei în cristalohidrat. Săruri acide și săruri bazice. Reacții redox. Metoda bilanțului electronic

3 Clasa a X-a Toate noțiunile menționate pentru clasa a VIII-a a IX-a, la care se adaugă: Noțiuni teoretice așteptate să fie cunoscute de către concurenți. Starea gazoasă a substanţelor. Volumul molar al gazelor. Legile gazelor, presiunea parțială a gazelor, Noţiunea de condiţii normale. densitate relativă. Sodiul, potasiul, calciul, aluminiu, fierul. Amestecuri de gaze - Mr, Amfoteritatea oxidului și hidroxidului de aluminiu. Li, Mg, Ba, metale amfotere (Be, Pb, Sn, Cr, Noţiunea de coroziune, metodele de combatere a ei (pe Zn), oxizi și hidroxizi amfoteri. exemplul fierului). Coroziunea Fe, Cu. Protecția anodică. Clorul, sulful, azotul, fosforul, carbonul, siliciul. Borul, BH3, acidul boric. Fluorul și HF. HCl, H2S, NH3, SO2, SO3, NO, NO2, P2O5, CO, CO2, Oxiacizii clorului și sărurile lui. Bromul, iodul SiO2, H2SO4, HNO3, H3PO4, H2CO3, H2SiO3. și compușii lor. Cloruri, sulfuri, sulfați, săruri de amoniu, azotați, H2SO3 și sulfiții, HNO2 și nitriții. PH3 și SiH4. fosfați, carbonați, silicați. Caracterul oxidant al acidului azotic și al acidului sulfuric concentrat. Permanganatul de potasiu, cromații și bicromații. Reacții de identificare pentru ionii: Ag +, Pb 2+, Hg 2+, Co 2+, Ni 2+, Ba 2+, Cr 3+, Mn 2+, Cu 2+, Zn 2+, Cl, Br, I, S 2, SO4 2, NO3, PO4 3, CO3 2, SiO3 2. Identificarea prin reacția în Legea constanţei compoziţiei. Legea conservării masei substanţelor. Legea lui Avogadro şi consecinţele ei. Reacţii chimice. Clasificarea lor după diferite criterii. Noţiuni de reacţii reversibile şi ireversibile, rapide şi lente. Efecte termice ale reacţiilor chimice. Reacţii endoşi exoterme. Calcule termochimice şi importanţa lor. Structura atomului/modelul nuclear al atomului. Izotopi. Legea periodicităţii. Cauza periodicităţii. Sensul fizic al legii periodicităţii. Configuraţiile electronice ale atomilor elementelor perioadelor I IV ale SP, valenţele şi gradele de oxidare posibile. Schimbarea periodică a proprietăţilor (electronegativitatea, prop. metalice şi nemetalice, prop. oxidant şi reducător (în substanţe simple), prop. acidobazice ale oxizilor şi hidroxizilor. flacără. Echivalent chimic. Concentrație normală. Legea echivalenților. Izobari, izotoni, dezintegrări radioactive, reacții nucleare, radiații alpha, beta, gamma.

4 Clasa a XI-a Legătura chimică: covalentă (nepolară şi polară), ionică, metalică, de hidrogen. Reţele cristaline. Forma spaţială a moleculelor. Mecanismul donoracceptor de formare a legăturii covalente. Soluţiile Solubilitatea substanţelor. Concentraţia molară. Teoria disociaţiei electrolitice. Disocierea apei şi mediul de reacţie. Interacţiuni în soluţiile de electroliţi. Rezolvarea problemelor cu substanţe în exces. Hidroliza sărurilor. Reacţii de oxidoreducere. Metoda bilanţului electronic. Seria tensiunii metalelor Coroziunea metalelor. Metodele de combatere a coroziunii. Electroliza. Utilizarea electrolizei. Utilizarea practică a ROR şi importanţa lor. Caracteristica generală a nemetalelor. Structura şi proprietăţile nemetalelor (Cl2, O2, H2, S, N2, C). Elementele chimice din sistemele biologice. Obţinerea şi proprietăţile chimice ale nemetalelor. Compuşii hidrogenaţi ai nemetalelor: nomenclatura, structura, proprietăţile fi zice şi chimice (interacţiunea cu oxigen, apă, acizi, baze); obţinerea, utilizarea, rolul biologic (HCl, H2S, NH3, CH4). Oxizii nemetalelor: clasificarea, nomenclatura, proprietăţile fizice şi chimice, obţinerea, utilizarea. Acizii oxigenaţi (HNO3, H2SO4, H3PO4). Obţinerea şi utilizarea lor, caracteristica proprietăţilor chimice generale şi specifice (HNO3, H2SO4,). Sărurile acizilor oxigenaţi şi neoxigenaţi (cloruri, sulfuri, sulfaţi, azotaţi, fosfaţi, carbonaţi, hidrogenocarbonaţi (NaHCO3, Ca(HCO3)2): proprietăţile chimice, obţinerea, utilizarea. Reacţiile de identificare a anionilor acizilor (SO4 2-, PO4 3-, CO3 2- / HCO3, NO3 -, Cl - ) şi cationului NH4 +. Legătura genetică a nemetalelor şi a compuşilor lor. Caracteristica generală a metalelor. Metodele generale de obţinere. Proprietăţile fizice şi chimice generale (interacţiunea cu nemetalele, apa, acizii, sărurile). Elemente metalice din sistemele biologice. Coroziunea metalelor. Metodele de combatere a coroziunii. Aliajele, utilizarea lor. Oxizii şi hidroxizii metalelor: proprietăţile, metodele generale de obţinere, răspîndirea în natură, utilizarea. Amfoteritatea aluminiului şi a compuşilor lui. Reacţiile de identificare a cationilor metalelor (Ba 2+, Ca 2+, Al 3+, Fe 2+, Fe 3+, Cu 2+, Ag +, Pb 2+ ). Legătura genetică a metalelor şi a compuşilor lor. Noțiuni teoretice așteptate să fie cunoscute de către concurenți. Presiunea vaporilor unui solvent. Presiunea osmotică a unei soluții. Energia de activare, viteza reacției - legea vitezei, echilibrul chimic - constanta de echilibru în funcție de concentrație, presiune și fracții molare, principiul lui Le Chatelier. Numere cuantice. Proprietăți periodice (afinitatea pentru electron, energie de ionizare, raza atomică și ionică, temperaturi de topire, prop. acido-bazice ale hidrurilor nemetalice, prop. oxidante-reducătoare ale ionilor). Legături intermoleculare (legături de hidrogen, dipol-dipol, van der Waals), dependența proprietăților de tipul rețelei cristaline. Teoria VSEPR, geometria moleculelor. Combinații complexe, reacții de complexare, număr de coordinare, liganzi; constanta de stabilitate a combinațiilor complexe. Metoda semireacțiilor pentru ROR. Bazele electrochimiei: element galvanic/pile electrice, potențial de electrod, forța electro-motoare, ecuația Nernst. Electroliza topiturilor și soluțiilor, legile lui Faraday. Sc, Ti, V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, As, Se, bromul şi iodul ( şi compuşi lor).

5 Teoria structurii chimice a compuşilor organici şi importanţa ei. Izomeria. Structura electronică a atomului de carbon hibridizarea sp 3, sp 2, sp. Stabilirea compoziţiei substanţei organice (formulă brută, formulă moleculară). Izomeria şi nomenclatura sistematică Alcanii hidrocarburi saturate aciclice-seria omoloagă (n(c) 10), omologi, denumirea. Răspîndirea în natură. Proprietăţile fizice. Proprietăţile chimice ale alcanilor: clorurare; dehidrogenare; ardere. Piroliza metanului. Utilizarea alcanilor. Cicloalcanii hexaatomici: ciclizarea alcanilor C6H14, C7H16. Proprietăţile ciclohexanului: clorurarea, dehidrogenare cu formare de benzen, arderea. Halogenoderivaţii alcanilor. Proprietăţile monohalogenoalcanilor: reacţii cu metalele active, apa, alcaliile (soluţii apoase şi alcoolice). Obţinerea din alcani. Alchenele obţinere prin dehidrogenarea alcanilor, deshidratarea alcoolilor, tratarea derivaţilor monohalogenaţi cu baza alcalină în soluţie alcoolică şi a derivaţilor dihalogenaţi (vicinali cu Zn); Proprietăţile chimice adiţia la dubla legătură a H2, Cl2, Br2, HX, H2O (regula lui Markovnikov); polimerizarea; arderea, oxidarea etenei cu soluţie de KMnO4 (mediu neutru). Noțiuni teoretice așteptate să fie cunoscute de către concurenți. Alcanii nitrare, sulfonare, cracare, izomerizare, amonoxidarea metanului. Ciclopropanul, ciclobutanul şi ciclopentanul obţinere şi proprietăţi. Derivaţii halogenaţi obţinere şi proprietăţi (hidroliză, sinteze de nitrili, amine, eteri, compuşi organomagnezieni, esteri, nitroalcani, sinteza Wurtz, dehidrohalogenare) Hidrocarburilor nesaturate hidrogenare incompletă, oxidarea parţială (cu O3, KMnO4/H2SO4),, substituţia în poziție alilică, dimerizarea, polimeri vinilici.

6 Clasa a XII-a Alcadienele, alchinele. obţinere prin dehidrogenarea alcanilor, piroliza metanului, tratarea cu apă a carburii de calciu. Proprietăţile chimice: polimerizarea butadienei şi a izoprenului; reacţia de adiţie a hidrogenului, halogenilor, apei, hidrohalogenurilor la acetilenă; oxidarea totală (arderea); trimerizarea etinei. Cauciucul natural, butadienic şi izoprenic. Benzenul: nitrare, halogenare, hidrogenare, ardere. metode de obţinere din alcani, cicloalcani şi etină. Toluenul - reacţiile de nitrare şi halogenare în nucleu, obţinere (din alcani, cicloalcani). Gazul natural, petrolul, cărbunele. Fracţiile distilării petrolului: benzina, ligroina, gazul lampant, motorina, păcura. Cifra octanică. Cracarea (schematic). Compuşii hidroxilici. Alcanolii monohidroxilici saturaţi (n(c) 6). Obţinere: adiţia apei la alchene; tratarea cu alcalii a derivaţilor halogenaţi; fermentarea glucozei. reacţiile cu metalele alcaline, deshidratarea (inter-, intramoleculară), oxidarea, arderea. Metanolul şi etanolul. Etilenglicolul şi glicerolul -obţinere din derivaţi polihalogenaţi, reacţiile cu Na, HNO3. Identificarea cu hidroxid de cupru (II). Fenolul -obţinerea din clorobenzen, reacţia cu metalele alcaline, cu NaOH, reacţia de culoare cu FeCl3, nitrare, bromurare. Alchilaminele (n(c) 3) obţinerea din halogenoderivaţi; reacţia cu acizii minerali, apa. Anilina- Sinteza din nitrobenzen, reacţiile cu HCl, Br2. Compuşii carbonilici - aldehidele n(c) 6 şi acetona: obţinerea aldehidei acetice prin reacţia Kucerov şi prin oxidarea etanolului,obţinerea acetonei prin oxidarea 2- propanolului. Adiţia hidrogenului, oxidarea aldehidelor cu soluţia amoniacală de oxid de argint şi hidroxid de cupru (II), arderea. Acizii monocarboxilici saturaţi (n(c) 6) obţinere din sărurile acizilor carboxilici, alcooli, aldehide. oxidarea butanului pentru producerea acidului acetic, interacţiunea cu metalele, oxizii metalelor, bazele, sărurile acizilor mai slabi şi alcoolii. halogenarea acidului acetic. Oxidarea acidului formic. Esteri. Reacţia de esterificare şi de hidroliză. Noțiuni teoretice așteptate să fie cunoscute de către concurenți. Efecte electronice. Mecanisme de reacție (SN1, SN2, SE, SR, AE, AR, AN) Corelația structură -proprietăți (temperatură de fierbere, aciditate, bazicitate). Tipuri de izomerie (de constituție, de conformație, tautomerie), sterochimie (izomeri E-Z, cis-trans), chiralitate, activitate optică, amestec racemic. Hidrocarburilor nesaturate sinteza dien Aciditatea alchinelor marginale. Arene substituenţi de ordinul 1 şi 2 în nucleul aromatic. Reacţia de sulfonare, reacţia Friedel- Crafts. Oxidarea parţială, oxidarea omologilor benzenului. Substituţia la catena laterală. Hidrocarburi aromatice polinucleare (naftalina, antracen şi fenantren) obţinere şi proprietăţi (substituţie, adiţie, oxidare) Compuşii hidroxilici obţinere prin oxidare, hidroliză, hidratare, din amine. Adiţia la compuşii carbonilici, reacţia cu NH3, dehidrogenarea catalitică. Polialcoolii deshidratarea, oxidarea parţială, esterificarea. Fenolii obţinere: metoda topirii alcaline, hidroliza, oxidarea cumenului. Proprietăţi: eterificare, esterificare, oxidare, sulfonare, carboxilare, oxidare, reducere. Amine obţinerea prin reducerea nitroderivaţilor, nitrililor şi amidelor, degradarea Hofmann a amidelor, metoda alchilării. Acilarea, reacţia cu HNO2, condensarea, oxidarea, substituţia. Compuşi carbonilici: obţinere prin metode oxidative, metode hidrolitice, prin hidratare, prin acilare, din cloruri acide prin reducere sau cu compuşi organomagnezieni, distilarea uscată a sărurilor de calciu ale acizilor carboxilici. Adiţia HX, HCN, RMgX, ROH, NaHSO3. Reacţii de condensare: aldolică şi crotonică, cu hidrocarburi, cu fenoli, cu compuşi ai azotului. Oxidare şi autooxidare, polimerizare. Compuşi carboxilici: obţinere prin metode oxidative şi hidrolitice, din RMgX, sinteze cu ester malonic sodat. Proprietăţi: reacţia cu NH3, cu PCl5, deshidratarea, decarboxilarea, oxidarea,

7 Grăsimile (stearina): obţinere, hidroliza, oxidarea completă. Săpunurile stearaţi de sodiu şi potasiu, obţinerea lor din grăsimi, influenţa durităţii apei asupra capacităţii de spălare. Noţiuni de detergenţi sintetici Glucoza şi fructoza: formula de structură liniară, formarea prin procesul de fotosinteză, Proprietăţile glucozei: oxidarea, reducerea, fermentare alcoolică, oxidarea totală, reacţia cu soluţia amoniacală de oxid de argint şi hidroxid de cupru (II). Zaharoza. Hidroliza, oxidarea totală. Amidonul hidroliza, identificarea cu iod (fără ecuaţie). Celuloza: hidroliza acidă, arderea, carbonizarea, esterificarea cu acid azotic şi acid acetic Aminoacizii. Seria omoloagă. Nomenclatura. Izomeria. Sinteza prin reacţia derivaţilor halogenaţi ai acizilor carboxilici cu amoniac. Proprietăţile fizice. Proprietăţile chimice amfotere: ca acizi (formarea sărurilor); ca baze (reacţia cu acidul clorhidric). Policondensarea. Grupa peptidă. Importanţa vitală şi industrială: α-aminoacizii la sinteza proteinelor, acidul ε-aminocapronic la producerea fibrelor de capron. Proteinele compuşi azotaţi macromoleculari. Elementele din componenţa proteinelor. Structura şi denumirea celor mai simpli trei α-aminoacizi. Formarea peptidelor prin policondensarea α-aminoacizilor (tripeptide). Structura primară, secundară, terţiară a proteinei. Proprietăţile fizice. Proprietăţile chimice ale proteinelor: hidroliza, denaturarea, reacţiile de culoare. Transformarea în organism. Noţiuni de vitamine, fermenţi Vitamine: noţiuni, clasificarea (după grupe, solubilitate). Rolul în organism (pe exemple de vitamine C, A, D, E). Surse naturale de vitamine. Avitaminoze, hipervitaminoze, profilaxia lor. Noțiuni teoretice așteptate să fie cunoscute de către concurenți. condensarea cu diamine, dioli şi amide. Acidul benzoic, acidul oxalic, acidul malonic, acidul maleic şi fumaric, acidul succinic, acidul ftalic, acidul tereftalic. Acidul lactic. Derivaţii funcţionali ai acizilor carboxilici reducerea esterilor, condensarea Claisen, condensarea cu uree. Nitrili obţinere din derivaţi halogenaţi, săruri de diazoniu, amide, cianhidrine. Reducerea, hidroliza. Acetonitrilul. Amide obţinere din săruri de amoniu, esteri, cloruri acide, anhidride acide, nitrili, aminoacizi. Hidroliza, reducerea, degradarea Hofmann, deshidratarea. Ureea. Acizi grași: acid palmitic, acid oleic. Formule de proiecție Fisher. Nomenclatura Cahn-Ingold-Prelog. Proprietățile fructozei. Formule ciclice piranozice și furnaozice. Hidroxil glicozidic. Anomeri. Fermentații aerobe și anaerobe. Reacții de esterificare, eterificare. Policondensarea. Glicogenul. Aminoacizii esențiali. Poliacrilonitril, polistiren, polimetilmetacrilat, policlorura de vinil, cauciuc izoprenic și cloroprenic, teflonul.

8 Noţiunea de fermenţi (natura proteică). Importanţa biologică şi industrială (panificare, vinificare, producere de lactate). Noţiuni generale ale chimiei compuşilor macromoleculari: monomer, polimer, fragment structural, gradul de polimerizare, masa moleculară medie. Noţiunea de compuşi macromoleculari. Metode de sinteză: polimerizare; policondensare. Structura polimerilor (liniară, ramificată, spaţială). Clasificarea compuşilor macromoleculari şi a materialelor pe baza lor: naturali (polizaharide, cauciuc natural, proteine); artificiali (fibre, acetat, viscoză); sintetici (polietilenă, polipropilenă, capron, cauciuc sintetic). Proprietăţile fizice şi chimice ale polimerilor. Masele plastice. Clasificarea: materiale termoplaste, termoreactive. Cauciucul natural şi sintetic. Cauciucuri vulcanizate. Utilizarea şi importanţa polimerilor, maselor plastice, fibrelor, cauciucurilor. Noțiuni teoretice așteptate să fie cunoscute de către concurenți.