EFNA3CC05 - Lífræn efnafræði

Grunnáfangi í lífrænni efnafræði. Farið er í helstu efnaflokka, virka hópa þeirra og nafnakerfi, myndunarhvörf og helstu grunnflokka lífrænna hvarfa.
Efnisatriði:

  • Röðun rafeinda í svigrúm (s, p svigrúmalíkanið), gildisrafeindir og áttureglan.
  • Tengigeta C, H, O, N, S, X (F, Cl, Br og I) atóma og tengjareglur.
  • s og p svigrúm, lögun og lega, svigrúmablöndun: sp3, sp2 og sp (myndun, lögun, lega o.s.frv.).
  • Sigma-tengi og pí-tengi, byggingarísómerur: keðjuísómerur, stöðuísómerur rúmísómerur (cis og trans) alkena og hringalkana.
  • Rafeindaformúlur, strikaformúlur, þéttaðar formúlur (línuformúlur) og útlínuformúlur almenn formúla efnaflokka, virkur hópur, skautuð og óskautuð tengi.
  • Svipmyndir sameindar (sammyndir) og Newmans táknun þeirra, víxl- og samhliða myndir.
  • IUPAC nafnakerfið (metan, etan, própan, bútan, pentan, hexan, heptan, oktan, nónan og dekan).
  • Mettuð og ómettuð kolvetni, alkanar og alkyl hópar, hringalkanar, stól- og bátsmynd cyclohexans.
  • n-própyl og ísóprópyl hópar, n-bútyl, ísóbútyl og tert-bútyl hópar.
  • Hvarfgirni og efnahvörf alkana: bruni og halógenun framleiðsla alkana úr alkenum með vetni (viðbótarhvarf og afoxun).
  • Alkenar og alkýnar, hringalkenar og hringalkýnar, díenar, pólyenar og díýnar.
  • Efnahvörf alkena: viðbótarhvörf (regla Markovnikovs), oxun og fjölliðun 1° (prímer), 2° (sekúnder) og 3° (tertíer).
  • Kolefnisatóm kolefniskatjónir og stöðugleikaröð kolefniskatjóna (áhrif mettaðra nágrannakolefna).
  • Framleiðsla alkena með fráhvörfum (regla Saytzeffs): afvötnun halógenóalkana og alkóhóla.
  • Vensluð tví- og þrítengi, einangruð tví- og þrítengi, samhliða tvítengi (t.d. 1,2 própadíen).
  • Arómatar og 4n + 2 regla arómata, orkulækkun bensens vegna venslunar tvítengjanna.
  • Rafeindaflakk (óstaðsettar rafeindir) og flökkumyndir bensens (flöktblendingar) áhrif venslunar á efnahvörf bensens (skiptihvörf í stað viðbótarhvarfa).
  • Bensen, nítróbensen, fenól, anilín, tólúen, bensensýra, naftalen, antrasen.
  • Fenyl hópur og bensyl hópur, o, m, p – staðsetning tveggja hópa á bensenhring.
  • Efnahvörf bensens: rafsækin skiptihvörf og stýriáhrif hópa á bensenhring.
  • Lífræn halógensambönd (halógenóalkanar, alkyl halíð), kjarnsækin skiptihvörf alkóhól og hydroxy-hópur, eterar og alkoxy-hópar, aldehyð og aldó-hópar, ketónar og ketó-hópar.
  • Lífrænar sýrur, karboxy-hópar, maurasýra, ediksýra, smjörsýra esterar, sýruhalíð, anhydríð og amíð, myndun estera í sýruhvötuðu hvarfi alkóhóls og lífrænnar sýru.
  • Amín og amínóhópar, amínósýrur.
  • Oxun alkóhóla (1° og 2° og 3°), aldehýða, alkena (rof bæði pí og sigma tengis).
  • Oxun alkylkeðju á bensenhring (myndun bensensýru úr tólúen).
  • Afoxun, með vetni og málmhvata, með málmhydríðum (NaBH4 og LiALH4).
  • Myndun anilíns úr nítróbensen með afoxun.
  • Hendin kolefni og sameindir, sykrur, prótín og fitur.

Nemandi skal hafa öðlast þekkingu og skilning á:

  • Skilgreiningum á öllum efnisatriðum áfangans skv. upptalningu hér að framan.
  • Sértækum dæmum um hvert efnisatriði áfangans.
  • Mismunandi aðferðum við mælingar á sýnum.
  • Mikilvægi vísindalegra vinnubragða.

Nemandi skal hafa öðlast leikni í að:

  • Teikna byggingarformúlur einfaldra lífrænna efna og gefa þeim nöfn samkvæmt IUPAC nafnakerfinu.
  • Nota tölvuforrit til að teikna byggingarformúlur sameinda og ákvarða nöfn þeirra ásamt ýmsum fleiri eðliseiginleikum.
  • Þekkja helstu efnaflokka og virka hópa þeirra (í margs konar framsetningum byggingarformúlunnar).
  • Teikna keðju- og stöðuísómerur fyrir efni með ákveðna sameindarformúlu.
  • Ákvarða myndefni í einföldum viðbótarhvörfum, fráhvörfum, kjarnsæknum og rafsæknum skiptihvörfum, oxunarhvörfum og afoxunahvörfum.
  • Beita reglu Markovnikovs um viðbótarhvörf.
  • Beita reglu Saytzeffs um fráhvörf.
  • Setja fram bestu hvarfleið fyrir myndun tvískiptra og fleirskiptra bensenafleiða.
  • Meðhöndla glervöru og tækjabúnað m.a. til að ákvarða suðumark, aðskilja efni með eimingu og við efnasmíði.
  • Afla heimilda, nýta gagnabanka og miðla niðurstöðum, m.a. með skýrslugerð.

Nemandi skal geta hagnýtt þá almennu þekkingu og leikni sem hann hefur aflað sér til að:

  • Beita rökhugsun og vísindalegri aðferð við verkefnalausnir í efnafræði.
  • Nota bækur og Netið til að leita uppi, skoða, sækja og meta á gagnrýninn hátt efnafræðileg heimildagildi og upplýsingar.
  • Tengja efnafræðina við daglegt líf fólks og umhverfi og sjá notagildi hennar.
  • Vinna markvisst í hóp við að leysa verkefni og geta skilað árangursríku starfi með mismunandi hópi vinnufélaga.
  • Rökræða um vísindaleg efni og álitamál og virða skoðanir annarra.
  • Fjalla um siðferðilegar og félagslegar hliðar raungreina og efnafræði og ábyrgt framferði vísinda- og tæknifólks.

Undanfari: EFNA2BB05