Chemia- nauka o substancjach, prawach ich przemian (fizycznych i właściwości chemiczne aha) i zastosowanie.
Obecnie znanych jest ponad 100 tysięcy związków nieorganicznych i ponad 4 miliony związków organicznych.
Zjawiska chemiczne: niektóre substancje przekształcają się w inne, różniące się od pierwotnych składem i właściwościami, natomiast skład jąder atomowych nie ulega zmianie.
Zjawiska fizyczne: zróżnicowane stan fizyczny substancje (parowanie, topienie, przewodność elektryczna, promieniowanie ciepła i światła, plastyczność itp.) lub nowe substancje powstają w wyniku zmiany składu jąder atomowych.
Nauka atomowo-molekularna.
1. Wszystkie substancje składają się z cząsteczek.
Cząsteczka - najmniejsza cząsteczka substancji, która ma swoje właściwości chemiczne.
2. Cząsteczki składają się z atomów.
Atom - najmniejsza cząsteczka pierwiastka chemicznego, która zachowuje wszystkie swoje właściwości chemiczne. Różne pierwiastki mają różne atomy.
3. Cząsteczki i atomy są w ciągłym ruchu; istnieją między nimi siły przyciągania i odpychania.
Pierwiastek chemiczny - jest to rodzaj atomów charakteryzujący się określonymi ładunkami jądrowymi i budową powłok elektronicznych. Obecnie znanych jest 118 pierwiastków: 89 z nich występuje w przyrodzie (na Ziemi), pozostałe są pozyskiwane sztucznie. Atomy występują w stanie wolnym, w związkach z atomami tego samego lub innego pierwiastka, tworząc cząsteczki. Zdolność atomów do interakcji z innymi atomami i formami związki chemiczne zdeterminowana jego strukturą. Atomy składają się z dodatnio naładowanego jądra i poruszających się wokół niego ujemnie naładowanych elektronów, tworząc elektrycznie obojętny układ, który podlega prawom charakterystycznym dla mikrosystemów.
Jądro atomowe - środkowa część atomu, składająca się z Zprotony i N neutrony, w których skoncentrowana jest większość atomów.
Opłata za rdzeń - dodatnia, równa liczbie protonów w jądrze lub elektronów w obojętnym atomie i pokrywa się z liczbą atomową pierwiastka w układzie okresowym.
Suma protonów i neutronów jądro atomowe zwana liczbą masową A = Z+N.
Izotopy
- pierwiastki chemiczne o identycznych ładunkach jądrowych, ale różnych liczbach masowych ze względu na różną liczbę neutronów w jądrze.
|
Masa |
A |
63 |
Cu i |
65 |
35 |
Cl i |
37 |
Wzór chemiczny - jest to konwencjonalny zapis składu substancji za pomocą symboli chemicznych (zaproponowany w 1814 r. przez J. Berzeliusa) i indeksów (indeks to liczba w prawym dolnym rogu symbolu. Wskazuje liczbę atomów w cząsteczce). Wzór chemiczny pokazuje, które atomy jakich pierwiastków i w jakim stosunku są ze sobą połączone w cząsteczce.
Alotropia - zjawisko powstawania przez pierwiastek chemiczny kilku prostych substancji różniących się budową i właściwościami. Substancje proste - cząsteczki, składają się z atomów tego samego pierwiastka.
Cfałszywe substancje - cząsteczki składają się z atomów różnych pierwiastków chemicznych.
Stała masy atomowej równa 1/12 masy izotopu 12 C - główny izotop naturalnego węgla.
m u = 1 / 12 m (12 st ) =1 a.m. = 1,66057 10 -24 g
Względna masa atomowa (A r) - wielkość bezwymiarowa równa stosunkowi średniej masy atomu pierwiastka (z uwzględnieniem procentowej zawartości izotopów w przyrodzie) do 1/12 masy atomu 12 C.
Średnia bezwzględna masa atomowa (M) równa względnej masie atomowej razy amu.
Ar(Mg) = 24,312
m(Mg) = 24,312 1,66057 10 -24 = 4,037 10 -23 g
Względna masa cząsteczkowa (Pan) - wielkość bezwymiarowa pokazująca, ile razy masa cząsteczki danej substancji jest większa od 1/12 masy atomu węgla 12 C.
M g = m g / (1/12 m a (12 C))
Pan - masa cząsteczki danej substancji;
m a (12 C) - masa atomu węgla 12 C.
M g = S ZA g (e). Względna masa cząsteczkowa substancji jest równa sumie względnych mas atomowych wszystkich pierwiastków, biorąc pod uwagę wskaźniki.
Przykłady.
M sol (B 2 O 3) = 2 ZA r (B) + 3 ZA r (O) = 2 11 + 3 16 = 70
M g (KAl(SO 4) 2) = 1 A r (K) + 1 A r (Al) + 1 2 A r (S) + 2 4 A r (O) =
= 1 39 + 1 27 + 1 2 32 + 2 4
16 = 258
Bezwzględna masa cząsteczkowa równa względnej masie cząsteczkowej pomnożonej przez amu. Liczba atomów i cząsteczek w zwykłych próbkach substancji jest bardzo duża, dlatego przy charakteryzowaniu ilości substancji stosuje się specjalną jednostkę miary - mol.
Ilość substancji, mol . Oznacza pewną liczbę elementów strukturalnych (cząsteczek, atomów, jonów). WyznaczonyN , mierzone w molach. Mol to ilość substancji zawierająca tyle cząstek, ile jest atomów w 12 g węgla.
Liczba Avogadro (N.A ). Liczba cząstek w 1 molu dowolnej substancji jest taka sama i wynosi 6,02 10 23. (Stała Avogadra ma wymiar - mol -1).
Przykład.
Ile cząsteczek znajduje się w 6,4 g siarki?
Masa cząsteczkowa siarki wynosi 32 g/mol. Określamy ilość g/mol substancji w 6,4 g siarki:
N (s) = m(s)/M(s ) = 6,4 g / 32 g/mol = 0,2 mol
Określmy liczbę jednostek strukturalnych (cząsteczek) za pomocą stałej Avogadro N A
N(s) = N (S)N A = 0,2 6,02 10 23 = 1,2 10 23
Masa cząsteczkowa pokazuje masę 1 mola substancji (oznaczoną jakoM).
M = m / N
Masa molowa substancji jest równa stosunkowi masy substancji do odpowiedniej ilości substancji.
Masa molowa substancji jest liczbowo równa jej względnej masie cząsteczkowej, przy czym pierwsza wielkość ma wymiar g/mol, a druga jest bezwymiarowa.
M = N A m (1 cząsteczka) = N A M g 1 amu = (N A 1 amu) M g = M g
Oznacza to, że jeśli masa określonej cząsteczki wynosi np. 80 amu. ( TAK 3 ), wówczas masa jednego mola cząsteczek jest równa 80 g. Stała Avogadra jest współczynnikiem proporcjonalności zapewniającym przejście od zależności molekularnych do molowych. Wszystkie stwierdzenia dotyczące cząsteczek zachowują ważność dla moli (z zastąpieniem, jeśli to konieczne, amu przez g).Na przykład równanie reakcji: 2 Na + Cl 2 2 NaCl , oznacza, że dwa atomy sodu reagują z jedną cząsteczką chloru lub, co jest tym samym, dwa mole sodu reagują z jednym molem chloru.
UDC 546(075) BBK 24.1 i 7 0-75
Opracował: kandydat Klimenko B.I. technologia nauk ścisłych, profesor nadzwyczajny Wołodczenko A N., Ph.D. technologia nauk ścisłych, profesor nadzwyczajny Pawlenko V.I., doktor inżynierii. nauki, prof.
Recenzent Gikunova I.V., Ph.D. technologia nauk ścisłych, profesor nadzwyczajny
Podstawy nie Chemia organiczna: Wytyczne dla uczniów w wieku 0-75 lat kształcących się w pełnym wymiarze godzin. - Biełgorod: Wydawnictwo BelGTASM, 2001. - 54 s.
Instrukcje metodyczne szczegółowo omawiają, biorąc pod uwagę główne działy chemii ogólnej, właściwości najważniejszych zajęć Nie materia organiczna Praca zawiera uogólnienia, diagramy, tabele, przykłady, które ułatwią lepsze przyswojenie obszernego materiału faktograficznego. Specjalna uwaga Zarówno w części teoretycznej, jak i praktycznej poświęcony jest powiązaniom chemii nieorganicznej z podstawowymi pojęciami chemii ogólnej.
Książka przeznaczona jest dla studentów pierwszego roku wszystkich specjalności.
UDC 546(075) BBK 24.1 i 7
© Biełgorod Państwowa Akademia Technologiczna Materiałów Budowlanych (BelGTASM), 2001
WSTĘP
Znajomość podstaw każdej nauki i problemów stojących przed nią to minimum, które powinien znać każdy człowiek, aby swobodnie poruszać się po otaczającym go świecie. Nauki przyrodnicze odgrywają w tym procesie ważną rolę. Nauki przyrodnicze to zbiór nauk o przyrodzie. Wszystkie nauki dzielą się na ścisłe (przyrodnicze) i dokładne (humanistyczne). Pierwsi badają prawa rozwoju świata materialnego, drudzy - prawa rozwoju i manifestacji ludzkiego umysłu. W prezentowanej pracy zapoznamy się z podstawami jednego z nich nauki przyrodnicze 7 chemia nieorganiczna. Udane studia chemia nieorganiczna jest możliwa tylko wtedy, gdy znasz skład i właściwości głównych klas związki nieorganiczne. Znając charakterystykę klas związków, można scharakteryzować właściwości ich poszczególnych przedstawicieli.
Studiując jakąkolwiek naukę, w tym chemię, zawsze pojawia się pytanie: od czego zacząć? Z badania materiału faktograficznego: opisy właściwości związków, wskazania warunków ich istnienia, zestawienie reakcji, w jakich wchodzą; Na tej podstawie wyprowadza się prawa rządzące zachowaniem substancji lub odwrotnie, najpierw podaje się prawa, a następnie na ich podstawie omawia się właściwości substancji. W tej książce będziemy stosować obydwa sposoby prezentacji materiału faktograficznego.
1. PODSTAWOWE POJĘCIA CHEMII NIEORGANICZNEJ
Jaki jest przedmiot chemii, co bada ta nauka? Istnieje kilka definicji chemii.
Z jednej strony chemia jest nauką o substancjach, ich właściwościach i przemianach. Z drugiej strony chemia jest jedną z nauk przyrodniczych, która bada chemiczną formę ruchu materii. Chemiczną formą ruchu materii są procesy łączenia atomów w cząsteczki i dysocjacji cząsteczek. Chemiczną organizację materii można przedstawić na poniższym schemacie (ryc. 1).
Ryż. 1. Chemiczna organizacja materii
Materia jest Obiektywną rzeczywistość, dany osobie w jego doznaniach, które są kopiowane, fotografowane, eksponowane przez nasze doznania, istniejące niezależnie od nas. Materia jako rzeczywistość obiektywna występuje w dwóch postaciach: w postaci materii i w postaci pola.
Pole (siły grawitacyjne, elektromagnetyczne, wewnątrzjądrowe) to forma istnienia materii, którą charakteryzuje i manifestuje przede wszystkim energia, a nie masa, choć tę drugą posiada.Energia jest ilościową miarą ruchu, wyrażającą zdolność obiektów materialnych wykonywać pracę.
Masa (łac. masa - bryła, bryła, kawałek) - wielkość fizyczna, jedna z głównych cech materii, określająca jej właściwości inercyjne i grawitacyjne.
Atom jest najniższy poziom chemiczna organizacja materii Atom to najmniejsza cząsteczka pierwiastka zachowująca swoje właściwości. Składa się z dodatnio naładowanego jądra i ujemnie naładowanych elektronów; Ogólnie rzecz biorąc, atom jest elektrycznie obojętny. Pierwiastek chemiczny - Jest to rodzaj atomu o tym samym ładunku jądrowym. Znanych jest 109 pierwiastków, z czego 90 występuje w przyrodzie.
Cząsteczka to najmniejsza cząsteczka substancji, która ma właściwości chemiczne tej substancji.
Liczba pierwiastków chemicznych jest ograniczona, a ich kombinacje dają wszystko
różnorodne substancje.
Co to jest substancja?
W szerokim znaczeniu materia to specyficzny rodzaj materii, który posiada masę spoczynkową i charakteryzuje się w danych warunkach określonymi właściwościami fizycznymi i chemicznymi. Znanych jest około 600 tysięcy substancji nieorganicznych i około 5 milionów substancji organicznych.
W więcej w wąskim znaczeniu substancja to pewien zbiór cząstek atomowych i molekularnych, ich towarzyszy i agregatów, znajdujących się w dowolnym z trzech stanów skupienia.
Substancję można w pełni zdefiniować za pomocą trzech cech: 1) zajmuje część przestrzeni, 2) ma masę spoczynkową;
3) zbudowane z cząstek elementarnych.
Wszystkie substancje można podzielić na proste i złożone.
tworzą nie jedną, ale kilka prostych substancji. Zjawisko to nazywa się alotropią, a każdą z tych prostych substancji nazywa się alotropową modyfikacją (modyfikację) danego pierwiastka. Alotropię obserwuje się w węglu, tlenie, siarce, fosforze i wielu innych pierwiastkach. Zatem grafit, diament, karbin i fulereny są alotropowymi modyfikacjami pierwiastka chemicznego węgla; fosfor czerwony, biały, czarny - alotropowe modyfikacje pierwiastka chemicznego fosforu. Znanych jest około 400 prostych substancji.
Substancja prosta jest formą istnienia substancji chemicznych
elementy w stanie wolnym
Substancje proste dzielą się na metale i niemetale. To, czy pierwiastek chemiczny jest metalem, czy niemetalem, można określić, korzystając z układu okresowego pierwiastków według D.I. Mendelejew. Zanim to zrobimy, przypomnijmy sobie trochę o budowie układu okresowego.
1.1. Prawo okresowe i układ okresowy D.I.Mendelejewa
Układ okresowy pierwiastków - jest to graficzne wyrażenie prawa okresowego, odkrytego przez D.I. Mendelejewa 18 lutego 1869 r. Prawo okresowe brzmi tak: właściwości prostych substancji, a także właściwości związków są okresowo zależne od ładunku jądra atomów pierwiastka.
Istnieje ponad 400 opcji przedstawiania układu okresowego. Najczęściej spotykane warianty komórkowe (wariant krótki – 8-ogniwowy i długi – 18- i 32-ogniwowy). Krótkookresowy układ okresowy składa się z 7 okresów i 8 grup.
Elementy posiadające podobną strukturę poziomu energii zewnętrznej łączy się w grupy. Istnieją główne (A) i wtórne (B)
grupy. Główne grupy to elementy s i p, a grupy drugorzędne to elementy d.
Okres to kolejny ciąg pierwiastków, w których atomach wypełniona jest taka sama liczba warstw elektronowych o tym samym poziomie energetycznym. Różnica w kolejności wypełniania warstw elektronicznych wyjaśnia przyczynę różnej długości okresów. W związku z tym okresy zawierają różne ilości elementy: I okres – 2 elementy; II i III okres - po 8 elementów; 4. i 5
okresy - po 18 elementów, a szósty okres - 32 elementy.
Elementy małych okresów (2. i 3.) dzielimy na podgrupę pierwiastków typowych. Ponieważ elementy yd- i / są wypełnione drugim i trzecim zewnętrznym elgk-
miejsce ich atomów, a co za tym idzie, większa zdolność do przyłączania przenoszonych elektronów (zdolność utleniania). wysokie wartości ich elektroujemność. Pierwiastki o właściwościach niemetalicznych zajmują prawy górny róg układu okresowego
DI Mendelejew. Niemetale mogą występować w postaci gazowej (F2, O2, CI2), stałej (B, C, Si, S) i ciekłej (Br2).
Pierwiastek wodór zajmuje szczególne miejsce w układzie okresowym
i nie ma analogów chemicznych. Wodór wykazuje właściwości metaliczne
i właściwości niemetaliczne, a zatem w układzie okresowym
plasowali się jednocześnie w grupie IA i VIIA.
Wyróżnia się je dużą różnorodnością właściwości chemicznych
wydajny Gazy szlachetne(aerogeny) - pierwiastki z grupy VIIIA | |||||
dyk | systemy. Badania ostatnie lata mimo to pozwól mi |
||||
część z nich (Kr, Xe, Rn) można zaliczyć do niemetali. | |||||
Charakterystyczną właściwością metali jest wartościowość | |||||
trony są słabo związane z konkretnym atomem i | wewnątrz każdego | ||||
istnieje tak zwana elektronika | Dlatego wszystko | ||||
Posiadać | wysoka przewodność elektryczna, | przewodność cieplna | |||
dokładność. Chociaż istnieją również metale kruche (cynk, antymon, bizmut). Metale z reguły wykazują właściwości redukujące.
Substancje złożone(związki chemiczne) to substancje, których cząsteczki tworzą atomy różnych pierwiastków chemicznych (cząsteczki heteroatomowe lub heterojądrowe). Na przykład C 02, CON. Znanych jest ponad 10 milionów substancji złożonych.
Najwyższą formą chemicznej organizacji materii są towarzysze i agregaty. Associates to połączenia prostych cząsteczek lub jonów w bardziej złożone substancje, które nie powodują zmian w charakterze chemicznym. Substancje stowarzyszone występują głównie w stanie ciekłym i gazowym, natomiast agregaty występują w stanach stałych.
Mieszaniny to układy składające się z kilku równomiernie rozmieszczonych związków, połączonych ze sobą stałymi proporcjami i nie oddziałujących ze sobą.
1.2. Wartościowość i stopień utlenienia
Kompilacja wzorów empirycznych i tworzenie nazw związków chemicznych opiera się na wiedzy i prawidłowe użycie pojęcia stopnia utlenienia i wartościowości.
Stan utlenienia- jest to ładunek warunkowy pierwiastka w związku, obliczony przy założeniu, że związek składa się z jonów. Wartość ta jest warunkowa, formalna, ponieważ praktycznie nie ma związków czysto jonowych. Stopień utlenienia w wartości bezwzględnej może być liczbą całkowitą lub ułamkową; a pod względem ładunku może być dodatni, ujemny i równy zeru.
Wartościowość to wielkość określona przez liczbę niesparowanych elektronów na zewnętrznym poziomie energii lub liczbę wolnych orbitali atomowych zdolnych do udziału w tworzeniu wiązań chemicznych.
Niektóre zasady określania stopni utlenienia pierwiastków chemicznych
1. Stopień utlenienia pierwiastka chemicznego w substancji prostej
równa się 0.
2. Suma stopni utlenienia atomów w cząsteczce (jonie) wynosi 0
(ładunek jonowy).
3. Pierwiastki z grup I-III A posiadają dodatni stopień utlenienia odpowiadający numerowi grupy, w której dany pierwiastek się znajduje.
4. Elementy grup IV -V IIA z wyjątkiem stopień pozytywny utlenianie odpowiadające numerowi grupy; i ujemny stopień utlenienia odpowiadający różnicy między numerem grupy a numerem 8, mają pośredni stopień utlenienia równy różnicy między numerem grupy a numerem 2 (Tabela 1).
Tabela 1
Stany utlenienia pierwiastków podgrup IV -V IIA
Stan utlenienia | ||||
Mediator | ||||
5. Stopień utlenienia wodoru wynosi +1, jeśli związek zawiera co najmniej jeden niemetal; - 1 w związkach z metalami (wodorkami); 0 w H2.
Wodorki niektórych pierwiastków
BeH2 | ||||||
NaH MgH2 Ř3 | ||||||
CaH2 | GaH3 | GeH4 | AsH3 | |||
SrH2 | InH3 | SnH4 | SbH3 | |||
VaN2 | ||||||
Połączenia H | Mediator | Połączenia i t |
||||
znajomości | ||||||
6. Stopień utlenienia tlenu z reguły wynosi -2, z wyjątkiem nadtlenków (-1), ponadtlenków (-1/2), ozonków (-1/3), ozonu (+4), fluorku tlenu (+ 2).
7. Stopień utlenienia fluoru we wszystkich związkach z wyjątkiem F2> wynosi -1. W związkach z fluorem realizowane są wyższe formy utleniania wielu pierwiastków chemicznych (BiF5, SF6, IFβ, OsFg).
8. W okresach promienie orbit atomów zmniejszają się wraz ze wzrostem liczby seryjnej, a energia jonizacji wzrasta. Jednocześnie kwaśny i właściwości utleniające; wyższy ste
Kary za utlenianie pierwiastków stają się mniej stabilne.
9. Elementy grup nieparzystych układu okresowego charakteryzują się stopniami nieparzystymi, a elementy grup parzystych – stopniami parzystymi
utlenianie.
10. W głównych podgrupach wraz ze wzrostem liczby atomowej pierwiastka zwykle zwiększają się rozmiary atomów i maleje energia jonizacji. Odpowiednio, podstawowe właściwości zostają wzmocnione, a właściwości utleniające osłabione. W podgrupach pierwiastków ^ o rosnącej liczbie atomowej udział ^-elektronów w tworzeniu wiązań
maleje, a co za tym idzie maleje | całkowita wartość |
||||||
brak utleniania (Tabela 2). | |||||||
Tabela 2 |
|||||||
Wartości stopni utlenienia pierwiastków podgrupy VA |
|||||||
Stan utlenienia | |||||||
Li, K, Fe, Ba | Kwas C 02, S 0 3 | ||||||
Niemetale | |||||||
Amfoteryczny ZnO BeO | |||||||
Amfigenes | Podwójny Fe304 | ||||||
Be, AL Zn | |||||||
tworzące ole |
|||||||
Aerogeny | CO, NO, SiO, N20 | ||||||
Zasady Ba(OH)2 | |||||||
Kwasy HNO3 | WODOROTLENKI |
||||||
Amfolity Zti(OH)2 | |||||||
Średni KagSOz, | |||||||
Kwaśny ManKUz, | |||||||
Zasadowy (SiOH)gCO3, 4------- | |||||||
Podwójny CaMg(COs)2 | |||||||
Mieszane SaSGSU | |||||||
> w o w J 3 w »
Ryc. 2. Schemat najważniejszych klas substancji nieorganicznych
Chemia nieorganiczna - dział chemii związany z badaniem struktury, reaktywności i właściwości wszystkich pierwiastków chemicznych i ich związków nieorganicznych. Ta gałąź chemii obejmuje wszystkie związki z wyjątkiem substancji organicznych (klasa związków obejmująca węgiel, z wyjątkiem kilku prostych związków zwykle klasyfikowanych jako nieorganiczne). Różnice pomiędzy związkami organicznymi i nieorganicznymi, zawierające , są według niektórych wyobrażeń dowolne. Chemia nieorganiczna zajmuje się badaniem pierwiastków chemicznych oraz prostych i złożonych substancji, które tworzą (z wyjątkiem substancji organicznych). Liczba znanych dziś substancji nieorganicznych zbliża się do 500 tys.
Teoretyczną podstawą chemii nieorganicznej jest prawo okresowe i na tym bazuje układ okresowy D. I. Mendelejewa. Głównym zadaniem chemii nieorganicznej jest rozwój i podstawa naukowa sposoby tworzenia nowych materiałów o właściwościach niezbędnych współczesnej technologii.
Klasyfikacja pierwiastków chemicznych
Układ okresowy pierwiastków chemicznych ( Tablica Mendelejewa) - klasyfikacja pierwiastków chemicznych, która ustala zależność różnych właściwości pierwiastków chemicznych od ładunku jądra atomowego. Układ jest graficznym wyrażeniem prawa okresowości. Jego pierwotna wersja została opracowana przez D.I. Mendelejewa w latach 1869–1871 i nosiła nazwę „Naturalny układ pierwiastków”, która ustaliła zależność właściwości pierwiastków chemicznych od ich masy atomowej. W sumie zaproponowano kilkaset opcji zobrazowania układu okresowego, jednak we współczesnej wersji systemu zakłada się, że pierwiastki sprowadzają się do dwuwymiarowej tablicy, w której każda kolumna (grupa) definiuje główną właściwości fizykochemiczne, a linie przedstawiają okresy nieco do siebie podobne.
Proste substancje
Składają się z atomów jednego pierwiastka chemicznego (są formą jego istnienia w stanie wolnym). W zależności od wiązania chemicznego między atomami wszystkie proste substancje w chemii nieorganicznej dzielą się na dwie główne grupy: i. Te pierwsze charakteryzują się wiązaniem metalicznym, drugie wiązaniem kowalencyjnym. Istnieją również dwie sąsiednie grupy - substancje metalopodobne i niemetalopodobne. Istnieje takie zjawisko jak alotropia, które polega na możliwości tworzenia kilku rodzajów prostych substancji z atomów tego samego pierwiastka, ale o różnych strukturach sieci krystalicznej; każdy z tych typów nazywany jest modyfikacją alotropową.
Metale
(z łac. metallum - moje, moje) - grupa pierwiastków o charakterystycznych właściwościach metalicznych, takich jak wysoka przewodność cieplna i elektryczna, dodatni współczynnik temperaturowy rezystancji, wysoka ciągliwość i metaliczny połysk. Spośród 118 pierwiastków chemicznych odkrytych w ten moment, metale obejmują:
- 38 w grupie metali przejściowych,
- 11 w grupie metali lekkich,
- 7 w grupie półmetali,
- 14 w grupie lantanowce + lantan,
- 14 w grupie aktynowce + aktyn,
- poza określonymi grupami.
Zatem 96 ze wszystkich odkrytych pierwiastków należy do metali.
Niemetale
Pierwiastki chemiczne o typowo niemetalicznych właściwościach, zajmujące prawy górny róg układu okresowego pierwiastków. Występuje w postaci molekularnej jako proste substancje w przyrodzie.
Tematy kodyfikatora jednolitego egzaminu państwowego: Klasyfikacja reakcje chemiczne w chemii organicznej i nieorganicznej.
Reakcje chemiczne - jest to rodzaj oddziaływania cząstek, gdy z jednej substancji chemicznej powstają inne, różniące się od nich właściwościami i strukturą. Substancje, które Wchodzić w reakcji - odczynniki. Substancje, które powstają podczas reakcji chemicznej - produkty.
Podczas reakcji chemicznej wiązania chemiczne zostają zerwane i powstają nowe.
Podczas reakcji chemicznych atomy biorące udział w reakcji nie ulegają zmianie. Zmienia się jedynie kolejność łączenia atomów w cząsteczkach. Zatem, liczba atomów tej samej substancji nie zmienia się podczas reakcji chemicznej.
Reakcje chemiczne są klasyfikowane według różnych kryteriów. Rozważmy główne rodzaje klasyfikacji reakcji chemicznych.
Klasyfikacja ze względu na liczbę i skład substancji reagujących
Ze względu na skład i liczbę reagujących substancji reakcje zachodzące bez zmiany składu substancji dzielą się na reakcje zachodzące ze zmianą składu substancji:
1. Reakcje zachodzące bez zmiany składu substancji (A → B)
Do takich reakcji w chemii nieorganicznej Alotropowe przejścia prostych substancji z jednej modyfikacji do drugiej można przypisać:
S ortormbowy → S jednoskośny.
W Chemia organiczna takie reakcje obejmują reakcje izomeryzacji , gdy z jednego izomeru pod wpływem katalizatora i czynniki zewnętrzne otrzymuje się inny (zwykle izomer strukturalny).
Na przykład, izomeryzacja butanu do 2-metylopropanu (izobutanu):
CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 3 → CH 3 -CH(CH 3) -CH 3.
2. Reakcje zachodzące wraz ze zmianą składu
- Reakcje złożone (A + B + ... → D)- są to reakcje, w których z dwóch lub więcej substancji powstaje jedna nowa substancja złożona. W chemia nieorganiczna Reakcje złożone obejmują reakcje spalania prostych substancji, oddziaływanie tlenków zasadowych z tlenkami kwasowymi itp. W chemii organicznej takie reakcje nazywane są reakcjami przystąpienia Reakcje addycji — Są to reakcje, w których do danej cząsteczki organicznej dodaje się inną cząsteczkę. Reakcje addycji obejmują reakcje uwodornienie(oddziaływanie z wodorem), uwodnienie(podłączenie wody), hydrohalogenacja(dodatek halogenowodoru), polimeryzacja(łączenie cząsteczek ze sobą w celu utworzenia długiego łańcucha) itp.
Na przykład, nawilżenie:
CH 2 = CH 2 + H 2 O → CH 3 -CH 2 -OH
- Reakcje rozkładu (A → B+C+…)- są to reakcje, podczas których z jednej złożonej cząsteczki powstaje kilka mniej złożonych lub prostych substancji. W tym przypadku mogą powstawać zarówno substancje proste, jak i złożone.
Na przykład, podczas rozkładu nadtlenek wodoru:
2H2O2→ 2H 2O + O 2 .
W chemii organicznej oddzielne reakcje rozkładu i reakcje eliminacji . Reakcje eliminacji — Są to reakcje, podczas których atomy lub grupy atomowe oddzielają się od pierwotnej cząsteczki, zachowując jej szkielet węglowy.
Na przykład, reakcja odwodornienia (odwodornienia) z propan:
C 3 H 8 → C 3 H 6 + H 2
Z reguły nazwa takich reakcji zawiera przedrostek „de”. Reakcje rozkładu w chemii organicznej zwykle obejmują przerwanie łańcucha węglowego.
Na przykład, reakcja pękanie butanu(rozszczepianie na prostsze cząsteczki przez ogrzewanie lub pod wpływem katalizatora):
C 4 H 10 → C 2 H 4 + C 2 H 6
- Reakcje podstawienia - są to reakcje, podczas których atomy lub grupy atomów jednej substancji zostają zastąpione atomami lub grupami atomów innej substancji. W chemii nieorganicznej Reakcje te zachodzą według następującego schematu:
AB + C = AC + B.
Na przykład, bardziej aktywny halogeny wypierać mniej aktywne ze związków. Interakcja jodek potasu Z chlor:
2KI + Cl 2 → 2KCl + I 2.
Można zastąpić zarówno pojedyncze atomy, jak i cząsteczki.
Na przykład, po fuzji mniej lotnych tlenków wypierają się bardziej zmienny z soli. Tak, nielotny tlenek krzemu wypiera tlenek węgla z węglan sodu po stopieniu:
Na 2 CO 3 + SiO 2 → Na 2 SiO 3 + CO 2
W Chemia organiczna Reakcje podstawienia to reakcje, w których część cząsteczki organicznej zastąpiony do innych cząstek. W tym przypadku podstawiona cząstka z reguły łączy się z częścią cząsteczki podstawnika.
Na przykład, reakcja chlorowanie metanu:
CH 4 + Cl 2 → CH 3 Cl + HCl
Pod względem liczby cząstek i składu produktów interakcji reakcja ta jest bardziej podobna do reakcji wymiany. Niemniej jednak, przez mechanizm taka reakcja jest reakcją zastępczą.
- Reakcje wymiany - są to reakcje, podczas których dwie substancje złożone wymieniają swoje części składowe:
AB + CD = AC + BD
Reakcje wymiany obejmują reakcje wymiany jonowej płynący w rozwiązaniach; reakcje ilustrujące właściwości kwasowo-zasadowe substancji i inne.
Przykład reakcje wymiany w chemii nieorganicznej - neutralizacja kwasu solnego alkalia:
NaOH + HCl = NaCl + H2O
Przykład reakcje wymiany w chemii organicznej - alkaliczna hydroliza chloroetanu:
CH3-CH2-Cl + KOH = CH3-CH2-OH + KCl
Klasyfikacja reakcji chemicznych ze względu na zmiany stopnia utlenienia pierwiastków tworzących substancje
Poprzez zmianę stopnia utlenienia pierwiastków Reakcje chemiczne dzielą się na reakcje redoks i zachodzące reakcje bez zmiany stopnia utlenienia pierwiastki chemiczne.
- Reakcje redoks (ORR) to reakcje, podczas których stany utlenienia Substancje zmiana. W tym przypadku następuje wymiana elektrony.
W chemia nieorganiczna Takie reakcje obejmują zwykle reakcje rozkładu, podstawienia, łączenia i wszystkie reakcje z udziałem prostych substancji. Aby wyrównać ORR, stosuje się metodę waga elektroniczna(liczba podanych elektronów musi być równa liczbie otrzymanych) lub metoda równowagi elektronowo-jonowej.
W Chemia organiczna oddzielne reakcje utleniania i redukcji, w zależności od tego, co dzieje się z cząsteczką organiczną.
Reakcje utleniania w chemii organicznej są reakcjami, podczas których liczba atomów wodoru maleje lub liczba atomów tlenu w pierwotnej cząsteczce organicznej wzrasta.
Na przykład, utlenianie etanolu pod działaniem tlenku miedzi:
CH 3 -CH 2 -OH + CuO → CH 3 -CH=O + H 2 O + Cu
Reakcje odzyskiwania w chemii organicznej są to reakcje, podczas których wzrasta liczba atomów wodoru Lub liczba atomów tlenu maleje w cząsteczce organicznej.
Na przykład, powrót do zdrowia aldehyd octowy wodór:
CH3-CH=O + H2 → CH3-CH2-OH
- Reakcje protolityczne i metaboliczne - Są to reakcje, podczas których nie zmieniają się stopnie utlenienia atomów.
Na przykład, neutralizacja soda kaustyczna kwas azotowy:
NaOH + HNO 3 = H 2 O + NaNO 3
Klasyfikacja reakcji ze względu na efekt termiczny
Przez efekt termiczny reakcje dzielą się na egzotermiczny I endotermiczny.
Reakcje egzotermiczne - są to reakcje, którym towarzyszy wydzielenie energii w postaci ciepła (+ Q). Takie reakcje obejmują prawie wszystkie reakcje złożone.
Wyjątki- reakcja azot Z tlen z edukacją tlenek azotu (II) - endotermiczne:
N 2 + O 2 = 2NO – Q
Reakcja gazowa wodór z twardym jod Również endotermiczny:
H 2 + I 2 = 2HI – Q
Reakcje egzotermiczne, w których powstaje światło, nazywane są reakcjami palenie.
Na przykład, spalanie metanu:
CH 4 + O 2 = CO 2 + H 2 O
Również egzotermiczny Czy:
Reakcje endotermiczne są reakcjami, którym towarzyszą absorpcja energii w postaci ciepła ( - Q ). Z reguły większość reakcji zachodzi przy absorpcji ciepła rozkład(reakcje wymagające długotrwałego ogrzewania).
Na przykład, rozkład wapień:
CaCO 3 → CaO + CO 2 – Q
Również endotermiczny Czy:
- reakcje hydrolizy;
- reakcje zachodzące dopiero po podgrzaniu;
- reakcje, które tylko występująw bardzo wysokie temperatury lub pod wpływem wyładowania elektrycznego.
Na przykład, przemiana tlenu w ozon:
3O 2 = 2O 3 - Q
W Chemia organiczna Wraz z absorpcją ciepła zachodzą reakcje rozkładu. Na przykład, Pękanie pentan:
C 5 H 12 → C 3 H 6 + C 2 H 6 – Q.
Klasyfikacja reakcji chemicznych ze względu na stan skupienia reagujących substancji (ze względu na skład fazowy)
Substancje mogą występować w trzech głównych stanach skupienia - twardy, płyn I gazowy. Według stanu fazowego podziel się reakcjami jednorodny I heterogeniczny.
- Reakcje jednorodne - są to reakcje, w których biorą udział reagenty i produkty w jednej fazie, a zderzenie reagujących cząstek następuje w całej objętości mieszaniny reakcyjnej. Reakcje jednorodne obejmują interakcje ciecz-ciecz I gaz-gaz.
Na przykład, utlenianie dwutlenek siarki :
2SO 2 (g) + O 2 (g) = 2SO 3 (g)
- Reakcje heterogeniczne - są to reakcje, w których biorą udział reagenty i produkty w różnych fazach. W tym przypadku następuje tylko zderzenie reagujących cząstek na granicy kontaktu fazowego. Do takich reakcji zaliczają się interakcje gaz-ciecz, gaz-ciało stałe, ciało stałe-ciało stałe i ciało stałe-ciecz.
Na przykład, interakcja dwutlenek węgla I wodorotlenek wapnia:
CO 2 (g) + Ca (OH) 2 (roztwór) = CaCO 3 (tv) + H 2 O
Aby sklasyfikować reakcje według stanu fazowego, przydatna jest umiejętność określenia stany fazowe substancji. Jest to dość łatwe do zrobienia, korzystając z wiedzy o budowie materii, w szczególności o.
Substancje z joński, atomowy Lub metalowa sieć krystaliczna, zazwyczaj twardy Na normalne warunki; substancje z sieć molekularna , zazwyczaj, płyny Lub gazy w normalnych warunkach.
Należy pamiętać, że po podgrzaniu lub ochłodzeniu substancje mogą przejść z jednego stanu fazowego do drugiego. W takim przypadku należy skupić się na warunkach konkretnej reakcji i właściwościach fizycznych substancji.
Na przykład, otrzymujący gaz syntezowy zachodzi w bardzo wysokich temperaturach, w których woda - para:
CH 4 (g) + H2O (g) = CO (g) + 3H 2 (g)
Zatem reforma parowa metan — jednorodna reakcja.
Klasyfikacja reakcji chemicznych ze względu na udział katalizatora
Katalizator to substancja, która przyspiesza reakcję, ale nie wchodzi w skład produktów reakcji. Katalizator bierze udział w reakcji, ale praktycznie nie jest zużywany podczas reakcji. Konwencjonalnie schemat działania katalizatora DO gdy substancje wchodzą w interakcję A+B można przedstawić następująco: A + K = AK; AK + B = AB + K.
W zależności od obecności katalizatora rozróżnia się reakcje katalityczne i niekatalityczne.
- Reakcje katalityczne - są to reakcje zachodzące przy udziale katalizatorów. Na przykład rozkład soli Bertholleta: 2KClO 3 → 2KCl + 3O 2.
- Reakcje niekatalityczne - Są to reakcje zachodzące bez udziału katalizatora. Na przykład spalanie etanu: 2C 2 H 6 + 5O 2 = 2CO 2 + 6H 2 O.
Wszystkie reakcje zachodzące w komórkach organizmów żywych zachodzą przy udziale specjalnych katalizatorów białkowych – enzymów. Takie reakcje nazywane są enzymatycznymi.
Mechanizm działania i funkcje katalizatorów omówiono szerzej w osobnym artykule.
Klasyfikacja reakcji ze względu na kierunek
Reakcje odwracalne - są to reakcje, które mogą zachodzić zarówno w kierunku do przodu, jak i do tyłu, tj. gdy w danych warunkach produkty reakcji mogą ze sobą oddziaływać. Reakcje odwracalne obejmują większość reakcji jednorodnych, estryfikację; reakcje hydrolizy; uwodornienie-odwodornienie, hydratacja-odwodnienie; produkcja amoniaku z substancji prostych, utlenianie dwutlenku siarki, produkcja halogenowodorów (z wyjątkiem fluorowodoru) i siarkowodoru; synteza metanolu; produkcja i rozkład węglanów i wodorowęglanów itp.
Nieodwracalne reakcje - są to reakcje przebiegające przeważnie w jednym kierunku, tj. W tych warunkach produkty reakcji nie mogą ze sobą reagować. Przykłady nieodwracalne reakcje: spalanie; reakcje wybuchowe; reakcje zachodzące wraz z tworzeniem się gazu, osadu lub wody w roztworach; rozpuszczanie metali alkalicznych w wodzie; itd.
Kurs chemii nieorganicznej zawiera wiele specjalistycznych terminów niezbędnych do przeprowadzenia obliczeń ilościowych. Rozważmy szczegółowo niektóre z jego głównych sekcji.
Osobliwości
Chemia nieorganiczna powstała w celu określenia właściwości substancji pochodzenia mineralnego.
Do głównych działów tej nauki należą:
- analiza struktury, właściwości fizycznych i chemicznych;
- związek pomiędzy strukturą a reaktywnością;
- tworzenie nowych metod syntezy substancji;
- rozwój technologii oczyszczania mieszanin;
- metody wytwarzania materiałów nieorganicznych.
Klasyfikacja
Chemia nieorganiczna jest podzielona na kilka działów zajmujących się badaniem niektórych fragmentów:
- pierwiastki chemiczne;
- klasy substancji nieorganicznych;
- substancje półprzewodnikowe;
- pewne związki (przejściowe).
Relacja
Chemia nieorganiczna jest powiązana z chemią fizyczną i analityczną, która dysponuje potężnym zestawem narzędzi umożliwiających obliczenia matematyczne. Materiał teoretyczny omówiony w tej części znajduje zastosowanie w radiochemii, geochemii, agrochemii, a także w chemii nuklearnej.
Chemia nieorganiczna w swojej stosowanej postaci związana jest z metalurgią, technologią chemiczną, elektroniką, wydobyciem i przetwórstwem minerałów, materiałów konstrukcyjnych i budowlanych oraz oczyszczaniem ścieków przemysłowych.
Historia rozwoju
Chemia ogólna i nieorganiczna rozwijała się wraz z cywilizacją ludzką, dlatego obejmuje kilka niezależnych działów. Na początku XIX wieku Berzelius opublikował tabelę mas atomowych. To właśnie ten okres zapoczątkował rozwój tej nauki.
Podstawą chemii nieorganicznej były badania Avogadra i Gay-Lussaca dotyczące właściwości gazów i cieczy. Hessowi udało się wyprowadzić matematyczną zależność pomiędzy ilością ciepła a stanem skupienia materii, co znacznie poszerzyło horyzonty chemii nieorganicznej. Na przykład było teoria atomowo-molekularna, który odpowiedział na wiele pytań.
Na początku XIX wieku Davy'emu udało się elektrochemicznie rozłożyć wodorotlenki sodu i potasu, otwierając nowe możliwości produkcji prostych substancji metodą elektrolizy. Faraday na podstawie prac Davy'ego wyprowadził prawa elektrochemii.
Od drugiej połowy XIX wieku kierunek chemii nieorganicznej znacznie się rozwinął. Odkrycia van't Hoffa, Arrheniusa i Oswalda wprowadziły nowe nurty w teorii rozwiązań. To właśnie w tym okresie sformułowano prawo akcji mas, które umożliwiło przeprowadzanie różnych obliczeń jakościowych i ilościowych.
Doktryna wartościowości, stworzona przez Wurtza i Kekule, pozwoliła znaleźć odpowiedzi na wiele pytań chemii nieorganicznej związanych z istnieniem różnych form tlenków i wodorotlenków. Pod koniec XIX wieku odkryto nowe pierwiastki chemiczne: ruten, glin, lit: wanad, tor, lantan itp. Stało się to możliwe po wprowadzeniu do praktyki technik analizy spektralnej. Innowacje, które pojawiły się w nauce w tym okresie, nie tylko wyjaśniły reakcje chemiczne w chemii nieorganicznej, ale także pozwoliły przewidzieć właściwości powstałych produktów i obszary ich zastosowania.
Do końca XIX wieku wiedziano o istnieniu 63 różnych pierwiastków, a informacje o różnych chemikalia. Jednak ze względu na brak ich pełnej klasyfikacji naukowej nie wszystkie problemy chemii nieorganicznej udało się rozwiązać.
Prawo Mendelejewa
Prawo okresowe, stworzone przez Dmitrija Iwanowicza, stało się podstawą usystematyzowania wszystkich pierwiastków. Dzięki odkryciu Mendelejewa chemicy mogli skorygować swoje wyobrażenia o masach atomowych pierwiastków i przewidzieć właściwości substancji, które nie zostały jeszcze odkryte. Teoria Moseleya, Rutherforda i Bohra dała fizyczną podstawę okresowemu prawu Mendelejewa.
Chemia nieorganiczna i teoretyczna
Aby zrozumieć, czego naucza się chemii, należy zapoznać się z podstawowymi pojęciami zawartymi w kursie.
Głównym zagadnieniem teoretycznym analizowanym w tej części jest prawo okresowe Mendelejewa. Chemia nieorganiczna w tablicach, prezentowana na zajęciach szkolnych, wprowadza młodych badaczy w główne klasy substancji nieorganicznych i ich wzajemne relacje. Teoria wiązania chemicznego uwzględnia naturę wiązania, jego długość, energię i polaryzację. Metoda orbitali molekularnych, wiązania walencyjne, teoria pola krystalicznego to główne zagadnienia, które pozwalają wyjaśnić cechy strukturalne i właściwości substancji nieorganicznych.
Termodynamika i kinetyka chemiczna, odpowiadanie na pytania dotyczące zmian energii układu, opis konfiguracji elektronowych jonów i atomów, ich przemiana w substancje złożone w oparciu o teorię nadprzewodnictwa dały początek nowemu działowi - chemii materiałów półprzewodnikowych .
Charakter stosowany
Chemia nieorganiczna dla manekinów polega na wykorzystaniu zagadnień teoretycznych w przemyśle. To właśnie ten dział chemii stał się podstawą różnorodnych gałęzi przemysłu związanych z produkcją amoniaku, kwasu siarkowego, dwutlenku węgla, nawozów mineralnych, metali i stopów. Używając metody chemiczne w inżynierii mechanicznej otrzymuje się stopy o określonych właściwościach i charakterystyce.
Przedmiot i zadania
Co studiuje chemia? Jest to nauka o substancjach, ich przemianach i obszarach zastosowań. W tym okresie istnieją wiarygodne informacje o istnieniu około stu tysięcy różnych związków nieorganicznych. Podczas przemian chemicznych zmienia się skład cząsteczek i powstają substancje o nowych właściwościach.
Jeśli uczysz się chemii nieorganicznej od podstaw, musisz najpierw zapoznać się z jej częściami teoretycznymi, a dopiero potem możesz zacząć praktyczne użycie zdobytą wiedzę. Wśród licznych zagadnień rozpatrywanych w tej części nauk chemicznych należy wymienić teorię atomowo-molekularną.
Cząsteczkę uważa się za najmniejszą cząsteczkę substancji, która ma swoje właściwości chemiczne. Można go podzielić na atomy, które są najmniejszymi cząsteczkami materii. Cząsteczki i atomy są w ciągłym ruchu i charakteryzują się elektrostatycznymi siłami odpychania i przyciągania.
Chemia nieorganiczna od podstaw powinna opierać się na definicji pierwiastka chemicznego. Mamy przez to zwykle na myśli rodzaj atomów, które mają określony ładunek jądrowy, strukturę powłok elektronicznych. W zależności od swojej budowy potrafią wchodzić w różne interakcje, tworząc substancje. Kochająca cząsteczka jest układem obojętnym elektrycznie, to znaczy w na całego przestrzega wszystkich praw istniejących w mikrosystemach.
Dla każdego pierwiastka występującego w przyrodzie można określić liczbę protonów, elektronów i neutronów. Weźmy na przykład sód. Liczba protonów w jego jądrze odpowiada liczbie seryjnej, czyli 11, i jest równa liczbie elektronów. Aby obliczyć liczbę neutronów, należy odjąć jego numer seryjny od względnej masy atomowej sodu (23), otrzymujemy 12. Dla niektórych pierwiastków zidentyfikowano izotopy różniące się liczbą neutronów w jądrze atomowym.
Sporządzanie wzorów na wartościowość
Co jeszcze charakteryzuje chemię nieorganiczną? Tematyka omawiana w tej części dotyczy sporządzania wzorów substancji i przeprowadzania obliczeń ilościowych.
Najpierw przeanalizujmy funkcje kompilacji formuł według wartościowości. W zależności od tego, jakie elementy zostaną zawarte w składzie substancji, istnieją pewne zasady określenie wartościowości. Zacznijmy od skomponowania związków binarnych. Zagadnienie to poruszane jest na szkolnym kursie chemii nieorganicznej.
W przypadku metali znajdujących się w głównych podgrupach układu okresowego indeks wartościowości odpowiada numerowi grupy i jest wartością stałą. Metale występujące w podgrupach wtórnych mogą wykazywać różne wartościowości.
Istnieją pewne osobliwości w określaniu wartościowości niemetali. Jeśli w związku znajduje się na końcu wzoru, to wykazuje niższa wartościowość. Przy jego obliczaniu od ośmiu odejmuje się numer grupy, w której znajduje się ten element. Na przykład w tlenkach tlen ma wartościowość dwa.
Jeśli na początku wzoru znajduje się niemetal, wykazuje on maksymalną wartościowość równą numerowi grupy.
Jak zrobić wzór na substancję? Istnieje pewien algorytm, który znają nawet uczniowie. Najpierw musisz zapisać znaki elementów wymienionych w nazwie połączenia. Element wskazany jako ostatni w nazwie jest umieszczany jako pierwszy we wzorze. Następnie, korzystając z reguł, nad każdą z nich umieszcza się wskaźnik wartościowości. Pomiędzy wartościami wyznaczana jest najmniejsza wspólna wielokrotność. Dzieląc go przez wartościowość, uzyskuje się indeksy umieszczone pod znakami pierwiastków.
Weźmy dla przykładu wariant ułożenia wzoru na tlenek węgla (4). Najpierw umieszczamy obok siebie znaki węgla i tlenu wchodzące w skład tego związku nieorganicznego, otrzymujemy CO. Ponieważ pierwszy element ma wartościowość zmienna, podano w nawiasach, w przypadku tlenu oblicza się go, odejmując sześć od ośmiu (numer grupy), otrzymujesz dwa. Ostateczną formułą proponowanego tlenku będzie CO2.
Spośród wielu terminów naukowych stosowanych w chemii nieorganicznej szczególne zainteresowanie budzi alotropia. Wyjaśnia istnienie kilku prostych substancji w oparciu o jedną pierwiastek chemiczny różniących się między sobą właściwościami i budową.
Klasy substancji nieorganicznych
Istnieją cztery główne klasy substancji nieorganicznych, które zasługują na szczegółowe rozważenie. Zacznijmy krótki opis tlenki Klasa ta obejmuje związki binarne, w których koniecznie obecny jest tlen. W zależności od tego, który pierwiastek rozpoczyna formułę, dzieli się je na trzy grupy: zasadowe, kwasowe, amfoteryczne.
Metale o wartościowości większej niż cztery, a także wszystkie niemetale, tworzą z tlenem kwaśne tlenki. Wśród ich głównych właściwości chemicznych zauważamy zdolność do interakcji z wodą (wyjątkiem jest tlenek krzemu), reakcje z zasadowymi tlenkami i zasadami.
Metale, których wartościowość nie przekracza dwóch, tworzą zasadowe tlenki. Wśród głównych właściwości chemicznych tego podgatunku wyróżniamy tworzenie zasad z wodą, soli z kwaśnymi tlenkami i kwasami.
Metale przejściowe (cynk, beryl, aluminium) charakteryzują się tworzeniem związków amfoterycznych. Główną różnicą jest dwoistość właściwości: reakcje z zasadami i kwasami.
Zasady to duża klasa związków nieorganicznych, które mają podobne struktury i właściwości. Cząsteczki takich związków zawierają jedną lub więcej grup hydroksylowych. Sam termin został zastosowany do substancji, które w wyniku interakcji tworzą sole. Alkalia to zasady, które mają środowisko alkaliczne. Należą do nich wodorotlenki pierwszej i drugiej grupy głównych podgrup układu okresowego.
W solach kwasowych oprócz metalu i pozostałości kwasu występują kationy wodoru. Na przykład wodorowęglan sodu ( proszek do pieczenia) jest poszukiwanym związkiem w przemyśle cukierniczym. Sole zasadowe zawierają jony wodorotlenkowe zamiast kationów wodorowych. Sole podwójne są składnikiem wielu naturalnych minerałów. Zatem chlorek sodu i potasu (sylwinit) znajduje się w skorupa Ziemska. To właśnie ten związek jest stosowany w przemyśle do izolowania metali alkalicznych.
W chemii nieorganicznej istnieje specjalny dział poświęcony badaniu soli złożonych. Związki te aktywnie uczestniczą procesy metaboliczne zachodzące w organizmach żywych.
Termochemia
Ta sekcja obejmuje rozważenie wszystkich przemian chemicznych z punktu widzenia utraty lub zysku energii. Hessowi udało się ustalić związek między entalpią a entropią i wyprowadzić prawo wyjaśniające zmianę temperatury dla dowolnej reakcji. Efekt termiczny, charakteryzujący ilość energii wydzielonej lub pochłoniętej w danej reakcji, definiuje się jako różnicę sumy entalpii produktów reakcji i substancji wyjściowych, z uwzględnieniem współczynników stereochemicznych. Prawo Hessa ma fundamentalne znaczenie w termochemii i pozwala na obliczenia ilościowe dla każdej przemiany chemicznej.
Chemia koloidów
Dopiero w XX wieku ta część chemii stała się odrębną nauką, zajmującą się różnymi układami cieczy, ciał stałych i gazowych. Zawiesiny, zawiesiny, emulsje, różniące się wielkością cząstek i parametrami chemicznymi, są szczegółowo badane w chemia koloidów. Wyniki licznych badań są aktywnie wdrażane w przemyśle farmaceutycznym, medycznym, przemysł chemiczny, umożliwiają naukowcom i inżynierom syntezę substancji o określonych właściwościach chemicznych i fizycznych.
Wniosek
Chemia nieorganiczna jest obecnie jedną z największych gałęzi chemii, zawiera ogromną liczbę zagadnień teoretycznych i praktycznych, które pozwalają uzyskać wyobrażenia o składzie substancji, ich właściwości fizyczne, przemiany chemiczne, główne gałęzie przemysłu. Znając podstawowe pojęcia i prawa, możesz układać równania reakcji chemicznych i przeprowadzać za ich pomocą różne obliczenia matematyczne. Wszystkie działy chemii nieorganicznej związane z sporządzaniem wzorów, pisaniem równań reakcji i rozwiązywaniem problemów wymagających rozwiązań oferowane są studentom na egzaminie końcowym.
