Szénhidrátok

A szénhidrátok a természetben, a legnagyobb mennyiségben előforduló szénvegyületek.

Egyszerű szénhidrátok, monoszacharidok

Az egyszerű szénhidrátok vagy monoszacharidok 3-7 szénatomot tartalmaznak. Valamennyi monoszacharid fehér, kristályos, vízben jól oldódó, édes ízű anyag.

Az egyszerű szénhidrátok elnevezése: A szénhidrátok neve -óz-ra végződik. Az egyszerű szénhidrátok neve a szénatomszám szerint:

Trióz (három szénatomos)

Tetróz (négy szénatomos)

Pentóz (öt szénatomos)

Hexóz (hat szénatomos)

A nyílt láncú formában lévő oxocsoport helyzete szerint:

Ketózok, ha az oxocsoport láncközi, vagyis a ketonokra jellemző funkciós csoport. És aldózok, ha az oxocsoport láncvégi,

vagyis aldehidekre jellemző funkciós csoportot tartalmaz.

A szénhidrátok nagy része gyűrűs szerkezetű. Amikor a molekula gyűrűvé zárul, oxocsoport helyett étercsoport alakul ki, és egy olyan,

OH csoport jön létre, amely ehhez a szénatomhoz kapcsolódik. Ezt a hidroxilcsopotot nevezzük glikozidos hidroxilcsoportnak.

Monoszacharidok

A monoszacharidok a természetben a legelterjedtebbek a hexózok, és ezek közül is a legfontosabb a szőlőcukor.

Szőlőcukor (glükóz) C6H12O6: Redukáló tulajdonságú, adja az ezüsttükör-próbát, vagyis aldóz. Vizes oldatban azonban a szőlőcukor-molekula gyűrűvé zárul.

Az összes szőlőcukor-molekulának jóval kevesebb, mint 1%-a van csak nyílt formában.

A szőlőcukor a növényekben a fotoszintézis során a napenergia felhasználásával bonyolult, biokémiai folyamat során keletkezik.

A táplálékainkkal elfogyasztott szénhidrátok a szervezetben glükózzá alakulnak, glükózon keresztül történik a lebomlásuk.

Diszacharidok

A legegyszerűbb összetett szénhidrátok a diszacharidok. Két nagy csoportra osztjuk:

redukáló (laktóz)

nem redukáló (szacharóz)

Poliszacharidok

A természetben a legelterjedtebb szénhidrátok a sok monoszacharid-egységből felépülő poliszacharidok.

Cellulóz (C6H10O5)n; n = több ezer

A cellulóz szálas rostos anyag. A természetben elsősorban növényekben fordul elő, a növényi rostok vázanyagát alkotja.

A cellulózt az ipar elsősorban fából állítja elő. Legnagyobb mennyiségben papírgyártásra használják, de a pamutfonal anyaga is javarészt cellulóz.

Keményítő (C6H10O5)n; n = több száz

A keményítő fehér, porszerű anyag, mikroszkóp alatt szemcsés szerkezetű. Hideg vízben nem oldódik, meleg vízben kolloid oldatott képez.

A keményítőmolekula csavarmenetes, hélix szerkezetű. A keményítő savas hidrolízissel lebontható, a lebontási termékei között a szőlőcukron kívül a

maltóz is megtalálható.

A keményítő főleg növényekben fordul elő. Az élelmiszerként használt keményítőn kívül még a textilipar használja vásznak keményítésére.

Alkoholok

Olyan oxigén tartalmú, a legismertebbek az alkánokból levezethető alkoholok.

Funkciós csoport: A molekulának az a része, amely döntően meghatározza a molekula tulajdonságait (F/k).

heteroatom /O,S,Cl, N…/

Az alkoholok funkciós csoportja –OH hidroxil csoport.

Az alkoholok fizikai tulajdonságait a szénlánc és a hidroxil csoport együtt határozza meg.

A funkciós csoportok száma alkoholok értékűségét jelöli. A kis szén atomszámú jól oldódik, a nagyobb szénatom számú rosszul oldódik vízben.

METIL alkohol /faszesz, metanol/

szerkezeti képlet: CH3–OH

összképlet: CH4O

- jellegzetes szagú

- színtelen

- folyadék

- vízben nagyon jól oldódik

- élettani hatása mérgező vakságot és halált okoz

- benzinjavító anyagként használják

- oldószer

- vegyület

- műanyaggyártás

Etil alkohol /borszesz, etanol/

A különféle szeszes italok etanolt tartalmaznak.

szerkezeti képlet: CH3-CH2-CH

összképlet: C2H6O

jellegzetes szagú

jól oldódik vízben

élelmiszeriparban használják, konzervipar, gyógyászat. oldószer, vegyipar, eceetsavat készítenek belőle.

Glikol

színtelen

sűrűn folyó

édes ízű folyadék

mérgező

értékűsége: 2

jól oldódik vízben

CH2-OH

CH2- OH

fagyálló hűtőfolyadékként használják

szerkezeti képlet:

mérgező

összképet: CH2 H6 O2

Glicerin

színtelen

sűrűn folyó

kevésbé édes ízű folyadék

az élő szervezetre kevésbé mérgező

nedvszívó

kozmetikai eszközökben pl. krémekben van

a levegő páratartalmát megköti, ezáltal meggátolja a bőr kiszáradását

a sok glicerint tartalmazó krémek ellentétes hatást váltanak ki: a bőrből elvonja a vizet, ezáltal kiszárítja azt.

robbanóanyag gyártása

salétromsav gyártás

a glicerin trinitrát olajszerű folyadék, ütésre robban

glicerin + salértomsav (HNO3)

Halogének

Halogének (sóképző elemek)

A periódusos rendszer VII. főcsoportját alkotják. A fluor, a klór, a bróm és a jód nemfémek, az asztácium félfémes elem. A természetben kétatomos molekulákat képeznek, az atomok egyszeres kovalens kötéssel kapcsolódnak egymáshoz. Olvadás- és forráspontjuk az atomtömeg növekedésével nő, mert nő a másodlagos kötőerők nagysága is. Az atomméret növekedésével változik a szín és a halmazállapot. Szúrós szagú, mérgező hatású anyagok. Apoláris oldószerekben jól oldódnak. Az elektronnegativitás (EN) a csoporton belül fentről lefelé csökken. Fémekkel szemben hevesen reagálnak.

FLUOR

a legnagyobb EN-ú, ún. tiszta elem (egy izotópja van).

Elemi állapotban nem fordul elő.

A nemesgázokkal is reakcióba lép.

Oxidációs száma -1.

Előfordulás: fluorit vagy folypát, ill. kriolit (ásványai)

Előállítás: ásványai elektrolízisével

Felhasználás: műanyagok előállítása

KLÓR

Nevét sárgászöld színéről kapta.

Szúrós szagú, a levegőnél nagyobb sűrűségű, mérgező gáz.

Vizes oldatának neve klóros víz. Vízzel sósavat és hipoklórossavat képez. A fejlődő oxigén oxidálószer, ezért színtelenítő és fertőtlenítő hatású.

1 Hidrogénnel 1 arányban klórdurranógázt képez.

Előfordulás: kősó (halit) és szilvin (ásványai)

Előállítás: sósav oxidációja során, kősó elektrolízisével

Felhasználás: sósav, PVC, hypogyártás, ivóvíz-fertőtlenítés

BRÓM

Vörösesbarna színű, fojtó szagú anyag.

Szobahőmérsékleten cseppfolyós. Vizes oldata a brómos víz. Gőzei mérgezőek.

Előfordulás: tengervízben, kősótelepek fedősó rétegében, egyes ásvány- és gyógyvizekben

Felhasználás gyógyászatban ill. fényképészeti eszközök előállításában van szerepe

JÓD

Kékesibolya színű, lemezes kristályokatwww.antiskola.eu alkotó, szilárd halmazállapotú elem, mely szublimál.

Vízben alig, alkoholban jól oldódik. Ez a jódtinktúra (sebek fertőtlenítése).

Keményítővel élénk kék színeződést mutat. Egyetlen természetes izotópja van, ezért ez is tiszta elem.

Előfordulás: ásvány- és gyógyvizekben, tengervízben, ivóvízben, emlősök pajzsmirigyében

Felhasználás: laboratóriumokban térfogatos elemzésnél, fertőtlenítésre és gyógyszerként

Alkének, diének, poliének

Alkének

olefinek; olyan telítetlen szénhidrogének, melyek molekuláiban egy darab kettős kötés található

-én végződést kapnak

homológ soruk az eténnel kezdődik

általános képletük: CnH2n

buténtől konstitúciós izoméria

elnevezés: a szénatomok számozását arról a láncvégről kezdjük, ahová a kettős kötés közelebb esik

Etén

levegőnél kisebb sűrűségű; csak apoláris oldószerekben oldódik

- telítetlensége miatt szobahőmérsékleten is reakcióképes

csomósík: olyan sík, amely egy atom vagy molekulapályát két térrészre oszt, s amelynek mentén az elektronok tartózkodási valószínűsége nulla

addíció: telítetlen molekula más molekulával való telítése

Markovnyikov-szabály: a hidrogén ahhoz a szénatomhoz kapcsolódik, amelyen eredetileg több volt

polimerizáció: sok azonos molekula egymást telíti

monomer: kiindulási anyag

polimer: termék

etén: C2H4 www.antiskola.euH2C=CH2

propén: C3H6 H2C=CH–CH3

1butén: C4H8 H2C=CH–CH2–CH3

2butén: C4H8 H3C–CH=CH–CH3

Diének, poliének

azok a szénhidrogének, melyek molekuláiban két kettős kötés van a diének, amelyek molekuláiban több kettős kötés van a poliének

a kettős kötés helyzete lehet:

kumulált: C=C=C=C=C=C

konjugált: C=C-C=C-C=C

izolált: C=C-C-C-C=C

1,3 butadién

H2C=CH-CH=CH2

a számok a kettős kötések helyét jelölik

a molekulában minden atom egy síkban helyezkedik el

4π elektron delokalizált

szobahőmérsékleten gáz