تشترك المتماكبات البنيوية في الصيغة الجزيئية نفسها وتختلف في الترابط.
للبيوتان (C₄H₁₀) متماكبان: ن-بيوتان و 2-ميثيل بروبان (أيزوبيوتان).
للبنتان (C₅H₁₂) ثلاثة متماكبات.
6.4 المجموعات الوظيفية
المجموعة
التركيب
اللاحقة
مثال
كحول
–OH
-ول
CH₃CH₂OH (إيثانول)
حمض كربوكسيلي
–COOH
-ويك
CH₃COOH (حمض إيثانويك)
ألكين
C=C
-ين
CH₂=CH₂
ألكاين
C≡C
-اين
HC≡CH
6.5 التفاعلات الأساسية
الاحتراق لأي هيدروكربون: CxHy + O₂ → CO₂ + H₂O.
الإضافة (ألكينات/ألكاينات): يضاف جزيء صغير عبر الرابطة المتعددة. مثل CH₂=CH₂ + Br₂ → CH₂Br–CH₂Br.
الهدرجة: C=C + H₂ → C–C (حفاز).
CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O CH₂=CH₂ + H₂ → CH₃–CH₃
⚡ ورقة غش · الفصل 6
ألكان
CₙH₂ₙ₊₂
ألكين
CₙH₂ₙ (C=C)
ألكاين
CₙH₂ₙ₋₂ (C≡C)
كحول
–OH، اللاحقة -ول
حمض كربوكسيلي
–COOH، -ويك
الاحتراق
CₓHᵧ + O₂ → CO₂ + H₂O
★
الخلاصة الجامعة
كل ما تحتاجه في صفحة واحدة
الحساب الكيميائي يستخدم النسب المولية من المعادلات الموزونة للتنبؤ بالكميات. المتفاعل المحدد يحدّد أقصى ناتج (الناتج النظري). النسبة المئوية للناتج = فعلي ÷ نظري × 100%. اعمل دائمًا مول → مول ثم حوّل إلى كتلة.
حالات المادة: تخضع الغازات لـ P₁V₁ = P₂V₂ (بويل، T ثابت)، و V₁/T₁ = V₂/T₂ (شارل، P ثابت)، وقانون الغاز المثالي المركّب PV = nRT حيث R = 0.0821 L·atm/(mol·K). يجب أن تكون درجة الحرارة دائمًا بالكلفن (K = °C + 273). يصف ضغط البخار ودرجات الغليان السوائل؛ وأنواع البلورات (أيونية، فلزية، شبكة تساهمية، جزيئية) تصف المواد الصلبة.
المحاليل تُميَّز بالمولارية (mol/L) والمولالية (mol/kg مذيب). يتبع التخفيف M₁V₁ = M₂V₂. تعتمد الذوبانية على درجة الحرارة والضغط و«الشبيه يذيب الشبيه». الخصائص التجميعية (ضغط البخار، درجات الغليان/التجمد، الضغط الأسموزي) تعتمد على عدد الجسيمات المذابة.
الأحماض والقواعد تُعرَّف بأرينيوس (منتجو H⁺/OH⁻) أو برونستد-لوري (واهب/مستقبل H⁺). pH = −log[H⁺]، pOH = −log[OH⁻]، و pH + pOH = 14. Kw = [H⁺][OH⁻] = 10⁻¹⁴ عند 25°C. تستخدم المعايرة MaVa = MbVb للأنظمة أحادية البروتون.
تغطي الكيمياء العضوية الهيدروكربونات: الألكانات (CnH2n+2، روابط أحادية)، الألكينات (CnH2n، C=C)، الألكاينات (CnH2n−2، C≡C). تستخدم تسمية IUPAC أطول سلسلة بأقل أرقام. تغيّر المجموعات الوظيفية (–OH كحولات، –COOH أحماض كربوكسيلية) خصائص الجزيء. تفاعلات نمطية: الاحتراق، والإضافة عبر الروابط المتعددة، والهدرجة.
أسئلة صعبة
أسئلة صعبة مع الحلول الكاملة
يحترق الميثان: CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O. إذا تفاعل 16 g CH₄ مع 32 g O₂، أيّهما المتفاعل المحدد وما كتلة CO₂ المتكوّنة؟ (M: CH₄ = 16، O₂ = 32، CO₂ = 44)
الحل: n(CH₄) = 16/16 = 1 mol. n(O₂) = 32/32 = 1 mol. المعادلة تحتاج 2 مول O₂ لكل 1 مول CH₄، فينفد O₂ أولًا → O₂ هو المحدد. من 1 مول O₂ يتكوّن CO₂ = 1/2 مول = 0.5 مول → 0.5 × 44 = 22 g CO₂. الإجابة: O₂ هو المحدد؛ يتكوّن 22 g CO₂.
عيّنة غاز 1.5 L عند 2.0 atm و 300 K تُسخَّن إلى 450 K عند ثبات الحجم. ما الضغط الجديد؟
كيف تحضّر 250 mL من HCl تركيزه 0.5 M من محلول أصلي 6 M؟
الحل: M₁V₁ = M₂V₂ → 6 × V₁ = 0.5 × 250 → V₁ = 125/6 ≈ 20.8 mL من الأصلي. خفّف إلى 250 mL بالماء. الإجابة: خذ ~20.8 mL من HCl تركيزه 6 M وأضف ماء حتى 250 mL.
الحل: سلسلة ثلاثية الكربون (بروبان) مع مجموعة –OH على الكربون 1. اللاحقة -ول → بروبان-1-ول (1-بروبانول). المجموعة الوظيفية: كحول (–OH).
عيّنة 25.0 mL من الخل (حمض الخليك) تُعايَر بمحلول NaOH تركيزه 0.10 M. تُبلَغ نقطة النهاية عند 35.0 mL. أوجد مولارية حمض الخليك. (CH₃COOH + NaOH → CH₃COONa + H₂O)
الحل: أحادي البروتون، نسبة 1:1 → M_a V_a = M_b V_b → M_a × 25.0 = 0.10 × 35.0 → M_a = 3.5/25.0 = 0.14 M. الإجابة: 0.14 M حمض خليك.
اكتب المعادلة الموزونة للاحتراق التام لـ C₂H₆ وأوجد كم مولًا من O₂ يلزم لـ 3 مول من C₂H₆.