Schody.  Grupa wejściowa.  Materiały.  Drzwi.  Zamki.  Projekt

Schody. Grupa wejściowa. Materiały. Drzwi. Zamki. Projekt

» Podstawy chemii nieorganicznej. Chemia nieorganiczna: pojęcie, pytania i zadania. Czym zajmuje się chemia nieorganiczna?

Podstawy chemii nieorganicznej. Chemia nieorganiczna: pojęcie, pytania i zadania. Czym zajmuje się chemia nieorganiczna?

Kurs chemii nieorganicznej zawiera wiele specjalistycznych terminów niezbędnych do obliczeń ilościowych. Przyjrzyjmy się bliżej niektórym z jego głównych sekcji.

Osobliwości

Chemia nieorganiczna została stworzona w celu określenia właściwości substancji pochodzenia mineralnego.

Wśród głównych działów tej nauki są:

  • analiza konstrukcji, fizyczna i właściwości chemiczne;
  • związek między strukturą a reaktywnością;
  • tworzenie nowych metod syntezy substancji;
  • opracowanie technologii oczyszczania mieszanin;
  • metody wytwarzania materiałów nieorganicznych.

Klasyfikacja

Chemia nieorganiczna podzielona jest na kilka działów zajmujących się badaniem niektórych fragmentów:

  • pierwiastki chemiczne;
  • klasy substancji nieorganicznych;
  • substancje półprzewodnikowe;
  • niektóre (przejściowe) związki.

Relacja

Chemia nieorganiczna jest połączona z fizycznym i chemia analityczna, które posiadają rozbudowany zestaw narzędzi pozwalających na wykonywanie obliczeń matematycznych. Materiał teoretyczny, rozważany w tej sekcji, jest stosowany w radiochemii, geochemii, agrochemii, a także w chemii jądrowej.

Chemia nieorganiczna w wersji stosowanej kojarzona jest z metalurgią, technologią chemiczną, elektroniką, wydobyciem i przetwórstwem minerałów, strukturalnymi i materiały budowlane, przemysłowe oczyszczanie ścieków.

Historia rozwoju

Ogólne i chemia nieorganiczna rozwijany wraz z cywilizacją ludzką, dlatego zawiera kilka niezależnych sekcji. Na początku XIX wieku Berzelius opublikował tabelę mas atomowych. Ten okres był początkiem rozwoju tej nauki.

Podstawą chemii nieorganicznej były badania Avogadro i Gay-Lussaca dotyczące właściwości gazów i cieczy. Hessowi udało się wyprowadzić matematyczną zależność między ilością ciepła a stanem skupienia materii, co znacznie poszerzyło horyzonty chemii nieorganicznej. Na przykład pojawiła się teoria atomowo-molekularna, która odpowiedziała na wiele pytań.

Na początku XIX wieku Davy dokonał elektrochemicznego rozkładu wodorotlenków sodu i potasu, otwierając nowe możliwości otrzymywania prostych substancji przez elektrolizę. Faraday, na podstawie pracy Davy'ego, wyprowadził prawa elektrochemii.

Od drugiej połowy XIX wieku bieg chemii nieorganicznej znacznie się rozszerzył. Odkrycia van't Hoffa, Arrheniusa, Oswalda wprowadziły nowe trendy do teorii rozwiązań. W tym czasie sformułowano prawo masowego działania, które umożliwiło przeprowadzenie różnych obliczeń jakościowych i ilościowych.

Doktryna wartościowości, stworzona przez Würza i Kekule, umożliwiła znalezienie odpowiedzi na wiele pytań chemii nieorganicznej związanych z istnieniem Różne formy tlenki, wodorotlenki. Pod koniec XIX wieku odkryto nowe pierwiastki chemiczne: ruten, glin, lit: wanad, tor, lantan itp. Stało się to możliwe po wprowadzeniu techniki Analiza spektralna. Innowacje, które pojawiły się w tym okresie w nauce, nie tylko wyjaśniały reakcje chemiczne zachodzące w chemii nieorganicznej, ale także umożliwiały przewidywanie właściwości otrzymanych produktów, obszarów ich zastosowania.

Pod koniec XIX wieku 63 różne elementy, a także informacje o różnych chemikalia. Jednak ze względu na brak ich pełnej klasyfikacji naukowej nie udało się rozwiązać wszystkich problemów chemii nieorganicznej.

Prawo Mendelejewa

Prawo okresowe, stworzone przez Dmitrija Iwanowicza, stało się podstawą usystematyzowania wszystkich elementów. Dzięki odkryciu Mendelejewa chemikom udało się skorygować swoje wyobrażenia o masach atomowych pierwiastków, przewidzieć właściwości tych substancji, które nie zostały jeszcze odkryte. Teoria Moseleya, Rutherforda, Bohra dała fizyczne uzasadnienie dla prawa okresowego Mendelejewa.

Chemia nieorganiczna i teoretyczna

Aby zrozumieć, jakie studia chemiczne, konieczne jest zapoznanie się z podstawowymi pojęciami zawartymi w tym kursie.

Głównym zagadnieniem teoretycznym badanym w tej części jest prawo okresowe Mendelejewa. Chemia nieorganiczna w tabelach przedstawionych w kursie szkolnym wprowadza młodych badaczy w główne klasy substancji nieorganicznych i ich związek. Teoria wiązania chemicznego uwzględnia naturę wiązania, jego długość, energię, biegunowość. Metoda orbitali molekularnych, wiązania walencyjne, teoria pola krystalicznego to główne pytania, które pozwalają wyjaśnić cechy budowy i właściwości substancji nieorganicznych.

Termodynamika i kinetyka chemiczna, odpowiadając na pytania dotyczące zmian energii układu, opisując konfiguracje elektronowe jonów i atomów, ich przemiany w substancje złożone w oparciu o teorię nadprzewodnictwa, dały początek nowej sekcji - chemii materiałów półprzewodnikowych .

stosowana natura

Chemia nieorganiczna dla manekinów polega na wykorzystaniu zagadnień teoretycznych w przemyśle. To właśnie ten dział chemii stał się podstawą różnych gałęzi przemysłu związanych z produkcją amoniaku, kwasu siarkowego, dwutlenek węgla, nawozy mineralne, metale i stopy. Używając metody chemiczne w inżynierii mechanicznej uzyskuje się stopy o pożądanych właściwościach i charakterystyce.

Temat i zadania

Co studiuje chemia? To nauka o substancjach, ich przemianach, a także obszarach zastosowań. Na ten okres istnieją wiarygodne informacje o istnieniu około stu tysięcy różnych związki organiczne. Podczas przemian chemicznych zmienia się skład cząsteczek, powstają substancje o nowych właściwościach.

Jeśli studiujesz chemię nieorganiczną od podstaw, musisz najpierw zapoznać się z jej częściami teoretycznymi, a dopiero potem możesz przystąpić do praktycznego wykorzystania zdobytej wiedzy. Wśród licznych pytań rozważanych w tej części nauk chemicznych należy wymienić teorię atomową i molekularną.

Znajdująca się w nim cząsteczka jest uważana za najmniejszą cząsteczkę substancji, która ma swoje właściwości chemiczne. Jest podzielna na atomy, które są najmniejszymi cząsteczkami materii. Cząsteczki i atomy są w ciągłym ruchu, charakteryzują się elektrostatycznymi siłami odpychania i przyciągania.

Chemia nieorganiczna od podstaw powinna opierać się na definicji pierwiastek chemiczny. Przez to zwykle rozumie się rodzaj atomów, które mają określony ładunek jądrowy, strukturę powłok elektronowych. W zależności od struktury mogą wchodzić w różne interakcje, tworząc substancje. Każda cząsteczka jest układem elektrycznie obojętnym, to znaczy w pełni przestrzega wszystkich praw istniejących w mikrosystemach.

Dla każdego pierwiastka występującego w przyrodzie można określić liczbę protonów, elektronów, neutronów. Weźmy jako przykład sód. Liczba protonów w jej jądrze odpowiada numerowi seryjnemu, 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.

Kompilacja wzorów na walencję

Co jeszcze charakteryzuje chemię nieorganiczną? Tematy poruszane w tej sekcji dotyczą formułowania substancji, dokonywania obliczeń ilościowych.

Na początek przeanalizujemy cechy kompilacji formuł na wartościowość. W zależności od tego, które pierwiastki zostaną zawarte w składzie substancji, istnieją pewne zasady określania wartościowości. Zacznijmy od tworzenia połączeń binarnych. Zagadnienie to jest rozważane w szkolnym kursie chemii nieorganicznej.

Dla metali znajdujących się w głównych podgrupach układu okresowego, wskaźnik walencyjny odpowiada numerowi grupy, jest wartością stałą. Metale w podgrupach bocznych mogą wykazywać różne wartościowości.

Istnieją pewne cechy określające wartościowość niemetali. Jeżeli w związku znajduje się na końcu wzoru, to wykazuje niższą wartościowość. Przy jej obliczaniu numer grupy, w której znajduje się ten element, jest odejmowany od ośmiu. Na przykład w tlenkach tlen wykazuje wartościowość dwójki.

Jeżeli niemetal znajduje się na początku wzoru, to wykazuje maksymalną wartościowość równą jego numerowi grupy.

Jak skomponować substancję? Istnieje pewien algorytm, który znają nawet uczniowie. Najpierw musisz zapisać znaki pierwiastków wymienionych w nazwie związku. Element wskazany jako ostatni w nazwie znajduje się w formule na pierwszym miejscu. Ponadto nad każdym z nich nałóż, korzystając z reguł, wskaźnik wartościowości. Pomiędzy wartościami określana jest najmniejsza wspólna wielokrotność. Po podziale na wartościowości otrzymuje się indeksy znajdujące się pod znakami pierwiastków.

Jako przykład podajmy wariant sporządzenia wzoru tlenku węgla (4). Najpierw umieszczamy obok siebie znaki węgla i tlenu, które są częścią tego nieorganicznego związku, otrzymujemy CO. Ponieważ pierwszy pierwiastek ma zmienną wartościowość, jest wskazany w nawiasach, jest rozpatrywany w tlenie przez odjęcie sześciu (numer grupy) od ośmiu, otrzymuje się dwa. Ostateczna formuła proponowanego tlenku to CO 2 .

Wśród wielu terminów naukowych stosowanych w chemii nieorganicznej szczególnie interesująca jest alotropia. Wyjaśnia istnienie kilku prostych substancji opartych na jednym pierwiastku chemicznym, który różni się właściwościami i strukturą.

Klasy substancji nieorganicznych

Istnieją cztery główne klasy substancji nieorganicznych, które zasługują na szczegółowe rozważenie. Zacznijmy krótki opis tlenki. Ta klasa obejmuje związki binarne, w których koniecznie jest obecny tlen. W zależności od tego, który pierwiastek rozpoczyna formułę, istnieje podział na trzy grupy: zasadowe, kwasowe, amfoteryczne.

Metale o wartościowości większej niż cztery, jak również wszystkie niemetale, tworzą z tlenem kwaśne tlenki. Wśród ich głównych właściwości chemicznych zwracamy uwagę na zdolność do interakcji z wodą (wyjątkiem jest tlenek krzemu), reakcje z podstawowymi tlenkami, alkaliami.

Metale, których wartościowość nie przekracza dwóch, tworzą tlenki zasadowe. Wśród głównych właściwości chemicznych tego podgatunku wyróżniamy tworzenie zasad z wodą, soli z tlenkami kwasowymi i kwasami.

Metale przejściowe (cynk, beryl, aluminium) charakteryzują się tworzeniem związków amfoterycznych. Ich główną różnicą jest dwoistość właściwości: reakcje z zasadami i kwasami.

Bazy to duża klasa związków nieorganicznych o podobnej budowie i właściwościach. Cząsteczki takich związków zawierają jedną lub więcej grup hydroksylowych. Sam termin został zastosowany do tych substancji, które tworzą sole w wyniku interakcji. Zasady 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 po kwasie znajdują się kationy wodorowe. Na przykład wodorowęglan sodu (soda oczyszczona) jest bardzo poszukiwanym związkiem w przemyśle cukierniczym. Sole zasadowe zawierają jony wodorotlenowe zamiast kationów wodorowych. Sole podwójne są integralną częścią wielu naturalnych minerałów. Tak więc chlorek sodu, potas (sylwinit) jest w skorupa Ziemska. To właśnie ten związek jest używany w przemyśle do izolowania metali alkalicznych.

W chemii nieorganicznej istnieje specjalny dział zajmujący się badaniem soli złożonych. Związki te biorą czynny udział w procesach metabolicznych zachodzących w organizmach żywych.

Termochemia

Ta sekcja obejmuje rozważenie wszystkich przemian chemicznych pod kątem utraty lub zysku energii. Hessowi udało się ustalić związek między entalpią, entropią i wyprowadzić prawo, które wyjaśnia zmianę temperatury dla każdej reakcji. Efekt cieplny, charakteryzujący ilość energii wydzielonej lub pochłoniętej w danej reakcji, definiuje się jako różnicę między sumą entalpii produktów reakcji i substancji wyjściowych, uwzględnioną przy uwzględnieniu współczynników stereochemicznych. Prawo Hessa jest głównym prawem w termochemii, pozwala na przeprowadzenie obliczeń ilościowych dla każdej przemiany chemicznej.

chemia koloidów

Dopiero w XX wieku ten dział chemii stał się odrębną nauką zajmującą się rozpatrywaniem różnych układów ciekłych, stałych i gazowych. Zawiesiny, zawiesiny, emulsje, różniące się wielkością cząstek, parametrami chemicznymi, są szczegółowo badane w chemii koloidów. Wyniki licznych badań są aktywnie wdrażane w branży farmaceutycznej, medycznej, przemysł chemiczny umożliwiają naukowcom i inżynierom syntezę substancji o pożądanych właściwościach chemicznych i fizycznych.

Wniosek

Chemia nieorganiczna jest obecnie jedną z największych gałęzi chemii, zawiera ogromną ilość zagadnień teoretycznych i praktycznych, które pozwalają zorientować się w składzie substancji, ich właściwości fizyczne, przemiany chemiczne, główne gałęzie zastosowań. Posiadając podstawowe pojęcia, prawa, możesz tworzyć równania reakcje chemiczne, wykonaj na nich różne obliczenia matematyczne. Wszystkie działy chemii nieorganicznej związane z formułowaniem wzorów, pisaniem równań reakcji, rozwiązywaniem problemów dla rozwiązań są oferowane dzieciom na egzaminie końcowym.

Klasyfikacja reakcji chemicznych w chemii nieorganicznej i organicznej odbywa się na podstawie różnych cech klasyfikacyjnych, których szczegóły podano w poniższej tabeli.

Zmieniając stopień utlenienia pierwiastków

Pierwszą oznaką klasyfikacji jest zmiana stopnia utlenienia pierwiastków tworzących substraty i produkty.
a) redoks
b) bez zmiany stopnia utlenienia
redoks zwane reakcjami, którym towarzyszy zmiana stopnia utlenienia pierwiastków chemicznych tworzących odczynniki. Redoks w chemii nieorganicznej obejmuje wszystkie reakcje podstawienia oraz te reakcje rozkładu i związków, w których uczestniczy co najmniej jedna prosta substancja. Reakcje przebiegające bez zmiany stanów utlenienia pierwiastków tworzących reagenty i produkty reakcji obejmują wszystkie reakcje wymiany.

Według liczby i składu odczynników i produktów

Reakcje chemiczne są klasyfikowane według charakteru procesu, to znaczy według liczby i składu reagentów i produktów.

Reakcje połączeń zwane reakcjami chemicznymi, w wyniku których złożone cząsteczki uzyskuje się z kilku prostszych, na przykład:
4Li + O 2 = 2Li 2 O

Reakcje rozkładu zwane reakcjami chemicznymi, w wyniku których z bardziej złożonych otrzymuje się proste cząsteczki, np.:
CaCO 3 \u003d CaO + CO 2

Reakcje rozkładu można postrzegać jako procesy odwrotne do związku.

reakcje podstawienia wywoływane są reakcje chemiczne, w wyniku których atom lub grupa atomów w cząsteczce substancji zostaje zastąpiona innym atomem lub grupą atomów, na przykład:
Fe + 2HCl \u003d FeCl 2 + H 2 

Ich cechą wyróżniającą jest interakcja substancji prostej ze złożoną. Takie reakcje istnieją w chemii organicznej.
Jednak pojęcie „podstawienia” w substancjach organicznych jest szersze niż w chemii nieorganicznej. Jeżeli dowolny atom lub grupa funkcyjna w cząsteczce pierwotnej substancji zostanie zastąpiona innym atomem lub grupą, są to również reakcje podstawienia, chociaż z punktu widzenia chemii nieorganicznej proces ten wygląda jak reakcja wymiany.
- wymiana (w tym neutralizacja).
Reakcje wymiany zwane reakcjami chemicznymi, które zachodzą bez zmiany stopni utlenienia pierwiastków i prowadzą do wymiany części składowe odczynniki, na przykład:
AgNO 3 + KBr = AgBr + KNO 3

Jedź w przeciwnym kierunku, jeśli to możliwe.

Jeśli to możliwe, postępuj w przeciwnym kierunku - odwracalnym i nieodwracalnym.

odwracalny zwane reakcjami chemicznymi zachodzącymi w danej temperaturze jednocześnie we dwoje przeciwne kierunki przy porównywalnych prędkościach. Pisząc równania takich reakcji, znak równości zastępuje się strzałkami skierowanymi przeciwnie. Najprostszym przykładem reakcji odwracalnej jest synteza amoniaku poprzez oddziaływanie azotu i wodoru:

N2 + 3H2 2NH3

nieodwracalny to reakcje zachodzące tylko w kierunku do przodu, w wyniku których powstają produkty, które nie oddziałują ze sobą. Do nieodwracalnych należą reakcje chemiczne, w wyniku których powstają lekko zdysocjowane związki, uwalniana jest duża ilość energii, a także takie, w których produkty końcowe opuszczają sferę reakcji w postaci gazowej lub w postaci osadu, np.:

HCl + NaOH = NaCl + H2O

2Ca + O2 \u003d 2CaO

BaBr2 + Na2SO4 = BaSO4 ↓ + 2NaBr

Dzięki efektowi termicznemu

egzotermiczny to reakcje chemiczne, które uwalniają ciepło. Symbol zmiany entalpii (zawartość ciepła) ΔH i efekt cieplny reakcji Q. Dla reakcji egzotermicznych Q > 0 i ΔH< 0.

endotermiczny zwane reakcjami chemicznymi, które zachodzą z absorpcją ciepła. Dla reakcji endotermicznych Q< 0, а ΔH > 0.

Reakcje sprzęgania będą na ogół reakcjami egzotermicznymi, a reakcje rozkładu będą endotermiczne. Rzadkim wyjątkiem jest reakcja azotu z tlenem - endotermiczna:
N2 + O2 → 2NO - Q

Według fazy

jednorodny zwane reakcjami zachodzącymi w jednorodnym ośrodku (jednorodne substancje, w jednej fazie, na przykład g-g, reakcje w roztworach).

heterogeniczny zwane reakcjami zachodzącymi w niejednorodnym ośrodku, na powierzchni kontaktu reagujących substancji znajdujących się w różnych fazach, na przykład stałej i gazowej, ciekłej i gazowej, w dwóch niemieszających się cieczach.

Za pomocą katalizatora

Katalizator to substancja, która przyspiesza reakcję chemiczną.

reakcje katalityczne postępować tylko w obecności katalizatora (w tym enzymatycznego).

Reakcje niekatalityczne uruchomić bez katalizatora.

Według rodzaju pęknięcia

W zależności od rodzaju zerwania wiązania chemicznego w początkowej cząsteczce rozróżnia się reakcje homolityczne i heterolityczne.

homolityczny zwane reakcjami, w których w wyniku zerwania wiązań powstają cząstki posiadające niesparowany elektron – wolne rodniki.

Heterolityczny zwane reakcjami, które przebiegają poprzez tworzenie cząstek jonowych - kationów i anionów.

  • homolityczny (równa przerwa, każdy atom otrzymuje 1 elektron)
  • heterolityczny (przerwa nierówna - dostaje się parę elektronów)

Rodnik(łańcuchowe) reakcje chemiczne z udziałem rodników nazywane są np.:

CH 4 + Cl 2 hv → CH 3 Cl + HCl

joński zwane reakcjami chemicznymi zachodzącymi z udziałem jonów, np.:

KCl + AgNO 3 \u003d KNO 3 + AgCl ↓

Elektrofilowość odnosi się do reakcji heterolitycznych związków organicznych z elektrofilami - cząstkami, które przenoszą cały lub ułamkowy ładunek dodatni. Dzieli się je na reakcje substytucji elektrofilowej i addycji elektrofilowej, np.:

C6H6 + Cl2FeCl3 → C6H5Cl + HCl

H 2 C \u003d CH 2 + Br 2 → BrCH 2 -CH 2 Br

Nukleofilowy odnosi się do reakcji heterolitycznych związków organicznych z nukleofilami - cząstkami, które niosą całkowity lub ułamkowy ładunek ujemny. Są one podzielone na reakcje podstawienia nukleofilowego i addycji nukleofilowej, na przykład:

CH3Br + NaOH → CH3OH + NaBr

CH 3 C (O) H + C 2 H 5 OH → CH 3 CH (OC 2 H 5) 2 + H 2 O

Klasyfikacja reakcji organicznych

Klasyfikacja reakcji organicznych podana jest w tabeli:

Chemia- nauka o substancjach, schematach ich przemian (właściwości fizykochemiczne) i zastosowaniach.

Obecnie znanych jest ponad 100 tysięcy związków nieorganicznych i ponad 4 miliony związków organicznych.

Zjawiska chemiczne: niektóre substancje zamieniają się w inne, które różnią się od pierwotnego składu i właściwości, podczas gdy skład jąder atomów się nie zmienia.

Zjawiska fizyczne: zmienia się stan fizyczny substancji (parowanie, topienie, przewodność elektryczna, promieniowanie ciepła i światła, ciągliwość itp.) lub powstają nowe substancje wraz ze zmianą składu jąder atomowych.

Atom - doktryna 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 odpowiadają różnym atomom.

3. Cząsteczki i atomy są w ciągłym ruchu; między nimi są siły przyciągania i odpychania.

Pierwiastek chemiczny - jest to rodzaj atomu, charakteryzujący się pewnymi ładunkami jąder i strukturą powłok elektronowych. Obecnie znanych jest 118 pierwiastków: 89 z nich znajduje się w naturze (na Ziemi), pozostałe pozyskiwane są sztucznie. Atomy istnieją w stanie wolnym, w związkach z atomami tego samego lub innych pierwiastków, tworząc cząsteczki. Zdolność atomów do interakcji z innymi atomami i tworzenia związków chemicznych jest zdeterminowana jego strukturą. Atomy składają się z dodatnio naładowanego jądra i ujemnie naładowanych elektronów poruszających się wokół niego, tworząc elektrycznie obojętny układ, który podlega prawom charakterystycznym dla mikrosystemów.

jądro atomowe - centralna część atomu Z protonów i N neutrony, w których skupiona jest większość atomów.

Opłata podstawowa - dodatni, równy co do wielkości liczbie protonów w jądrze lub elektronów w atomie obojętnym i pokrywający się z numerem seryjnym pierwiastka w układzie okresowym.

Suma protonów i neutronów jądra atomowego nazywana jest liczbą masową A = Z + N.

izotopy - pierwiastki chemiczne o tych samych ładunkach jądrowych, ale różnych liczbach masowych ze względu na różną liczbę neutronów w jądrze.

Masa
numer ®
Charge®
jądra

A
Z

63
29

Cu i

65
29

35
17

Cl i

37
17

Wzór chemiczny - jest to warunkowy zapis składu substancji za pomocą znaków chemicznych (zaproponowanych w 1814 r. przez J. Berzeliusa) i indeksów (indeks jest liczbą w prawym dolnym rogu symbolu. Wskazuje liczbę atomów w cząsteczce) . Wzór chemiczny pokazuje, które atomy, których pierwiastków i w jakich relacjach są ze sobą połączone w cząsteczce.

Alotropia - zjawisko tworzenia 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 się 1/12 masy izotopu 12 C - główny izotop węgla naturalnego.

m u = 1 / 12 m (12°C) ) \u003d 1 amu \u003d 1,66057 10 -24 g

Względna masa atomowa (R) - bezwymiarowa wartość równa stosunkowi średniej masy atomu pierwiastka (z uwzględnieniem procentowej zawartości izotopów w przyrodzie) do 1/12 masy atomu 12 C.

Średnia masa bezwzględna atomu (m) jest równa względnej masie atomowej pomnożonej przez a.m.u.

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 niż 1/12 masy atomu węgla 12 C.

Mg = mg / (1/12 m a (12 C))

Pan - masa cząsteczki danej substancji;

m a (12 C) to masa atomu węgla 12C.

Mg \u003d S Ag (e). Względna masa cząsteczkowa substancji jest równa sumie względnych mas atomowych wszystkich pierwiastków, z uwzględnieniem wskaźników.

Przykłady.

Mg (B 2 O 3) \u003d 2 A r (B) + 3 A r (O) \u003d 2 11 + 3 16 \u003d 70

M g (KAl (SO 4) 2) \u003d 1 A r (K) + 1 A r (Al) + 1 2 A r (S) + 2 4 A r (O) \u003d
= 1 39 + 1 27 + 1 2 32 + 2 4 16 = 258

Masa bezwzględna cząsteczki równy względnemu waga molekularna pomnożone przez a.m.u. Liczba atomów i cząsteczek w zwykłych próbkach substancji jest bardzo duża, dlatego przy charakterystyce ilości substancji stosuje się specjalną jednostkę miary - kret.

Ilość substancji, mol . Oznacza pewna liczba elementy strukturalne (cząsteczki, atomy, jony). Oznaczonen , mierzone w molach. Mol to ilość substancji, która zawiera tyle cząstek, ile jest atomów w 12 g węgla.

Numer Avogadro (NA ). Liczba cząstek w 1 molu dowolnej substancji jest taka sama i równa 6,02 10 23. (Stała Avogadro 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 (oznaczonąM).

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, jednak pierwsza wartość ma wymiar g/mol, a druga jest bezwymiarowa.

M = N A m (1 cząsteczka) = N A M g 1 a.m.u. = (NA 1 amu) M g = M g

Oznacza to, że jeśli masa pewnej cząsteczki wynosi np. 80 a.m.u. ( SO 3 ), wtedy masa jednego mola cząsteczek wynosi 80 g. Stała Avogadro jest współczynnikiem proporcjonalności, który zapewnia przejście od stosunku cząsteczkowego do molowego. Wszystkie stwierdzenia dotyczące cząsteczek zachowują ważność dla moli (z zastąpieniem, jeśli to konieczne, a.m.u. 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) LBC 24,1 i 7 0-75

Opracował: dr Klimenko B.I. technika Nauki, dr hab. dr Wołodczenko A.N. technika Nauki, dr hab. Pavlenko VI, doktor nauk technicznych nauk ścisłych, prof.

Recenzent Gikunova IV, dr hab. technika Nauki, dr hab.

Podstawy chemii nieorganicznej: Wytyczne dla uczniów 0-75 studiów stacjonarnych. - Biełgorod: Wydawnictwo BelGTASM, 2001. - 54 s.

W wytyczne szczegółowo, biorąc pod uwagę główne działy chemii ogólnej, rozważane są właściwości najważniejszych klas substancji nieorganicznych.W pracy znajdują się uogólnienia, diagramy, tabele, przykłady, które przyczynią się do lepszego przyswojenia obszernego materiału faktograficznego. Szczególną uwagę, zarówno w części teoretycznej, jak i praktycznej, poświęcono powiązaniu chemii nieorganicznej z podstawowymi pojęciami chemii ogólnej.

Książka przeznaczona jest dla studentów I roku wszystkich specjalności.

UDC 546 (075) LBC 24,1 i 7

© Państwowa Akademia Technologiczna Materiałów Budowlanych w Biełgorod (BelGTASM), 2001

WPROWADZANIE

Znajomość podstaw każdej nauki i problemów z nią związanych to minimum, które musi znać każda osoba, aby swobodnie poruszać się w otaczającym ją świecie. Ważną rolę w tym procesie odgrywają nauki przyrodnicze. Nauki przyrodnicze - zbiór nauk o przyrodzie. Wszystkie nauki dzielą się na ścisłe (naturalne) i pełne wdzięku (humanistyczne). Pierwsi studiują prawa rozwoju świata materialnego, drudzy - prawa rozwoju i przejawów ludzkiego umysłu. W prezentowanej pracy zapoznamy się z podstawami jednego z nauki przyrodnicze 7 chemia nieorganiczna. Pomyślne badanie chemii nieorganicznej jest możliwe tylko wtedy, gdy znany jest skład i właściwości głównych klas związków nieorganicznych. Znając cechy klas związków można scharakteryzować właściwości ich poszczególnych przedstawicieli.

Studiując jakąkolwiek naukę, w tym chemię, zawsze pojawia się pytanie: od czego zacząć? Z opracowania materiału faktograficznego: opisy właściwości związków, wskazanie warunków ich istnienia, wyliczenie reakcji, w które 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 posłużymy się obydwoma metodami przedstawiania materiału faktograficznego.

1. PODSTAWOWE POJĘCIA CHEMII NIEORGANICZNEJ

Jaki jest przedmiot chemii, czego zajmuje się ta nauka? Istnieje kilka definicji chemii.

Z jednej strony chemia to nauka o substancjach, ich właściwościach i przemianach. Z drugiej strony chemia jest jedną z nauk przyrodniczych, która bada chemiczną formę ruchu materii. Forma chemiczna ruchu materii to procesy łączenia atomów w cząsteczki i dysocjacji cząsteczek. Chemiczną organizację materii można przedstawić za pomocą następującego schematu (ryc. 1).

Ryż. 1. Chemiczna organizacja materii

Materia jest Obiektywną rzeczywistość, dawany człowiekowi w jego doznaniach, który jest kopiowany, fotografowany, pokazywany przez nasze doznania, istniejące niezależnie od nas. Materia jako obiektywna rzeczywistość istnieje w dwóch postaciach: w postaci substancji i w postaci pola.

Pole (siły grawitacyjne, elektromagnetyczne, wewnątrzjądrowe) jest formą istnienia materii, która charakteryzuje się i manifestuje przede wszystkim energią, a nie masą, chociaż ma tę drugą. Energia jest ilościową miarą ruchu, wyrażającą zdolność przedmioty materialne do pracy.

Masa (łac. massa - bryła, bryła, sztuka) - wielkość fizyczna, jedna z głównych cech materii, która decyduje o jej właściwościach bezwładnościowych i grawitacyjnych.

Atom to najniższy stopień organizacji chemicznej materii, atom to najmniejsza cząsteczka pierwiastka, która zachowuje swoje właściwości. Składa się z dodatnio naładowanego jądra i ujemnie naładowanych elektronów; atom jako całość jest elektrycznie obojętny. Pierwiastek chemiczny - Rodzaj atomu o tym samym ładunku jądrowym. Znanych jest 109 pierwiastków, z których 90 występuje w naturze.

Cząsteczka to najmniejsza cząsteczka substancji, która ma właściwości chemiczne tej substancji.

Liczba pierwiastków chemicznych jest ograniczona, a ich kombinacje dają wszystko

różnorodność substancji.

Co to jest substancja?

W szerokim znaczeniu substancja jest konkretny widok materię, która ma 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 węższym znaczeniu substancja to pewien zestaw cząstek atomowych i molekularnych, ich asocjatów i agregatów, które znajdują się w dowolnym z trzech stanów skupienia.

Substancja jest w pełni zdeterminowana przez trzy cechy: 1) zajmuje część przestrzeni, 2) ma masę spoczynkową;

3) zbudowany z cząstek elementarnych.

Wszystkie substancje można podzielić na proste i złożone.

gliniarze tworzą nie jedną, ale kilka prostych substancji. Takie zjawisko nazywamy alotropią, a każdą z tych prostych substancji nazywamy modyfikacją alotropową (modyfikacją) danego pierwiastka. Alotropię obserwuje się w węglu, tlenie, siarce, fosforze i szeregu innych pierwiastków. Tak więc 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.

Prosta substancja jest formą istnienia związku chemicznego

elementy w stanie wolnym

Elementy dzielą się na metale i niemetale. Przynależność pierwiastka chemicznego do metali lub niemetali można określić za pomocą układu okresowego pierwiastków D.I. Mendelejew. Zanim to zrobimy, przypomnijmy trochę strukturę układu okresowego.

1.1. Prawo okresowe i system okresowy D.I. Mendelejewa

Układ okresowy pierwiastków - jest to graficzny wyraz 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 jądro atomów pierwiastka.

Istnieje ponad 400 wariantów reprezentacji układu okresowego. Najczęstsze warianty komórkowe (wersja krótka - 8-ogniwowa i warianty długie - 18- i 32-ogniwowe). Krótkookresowy system okresowy składa się z 7 okresów i 8 grup.

Elementy o podobnej strukturze zewnętrznego poziomu energii są łączone w grupy. Są główne (A) i boczne (B)

grupy. Główne grupy to s- i p-elementy, a drugorzędne - d-elementy.

Okres to kolejna seria pierwiastków, w których atomach wypełniona jest taka sama liczba warstw elektronowych o tym samym poziomie energetycznym. Różnica w kolejności wypełniania warstw elektronowych wyjaśnia przyczynę różnych długości okresów. Z tego powodu okresy inna kwota elementy: I okres - 2 elementy; II i III okres - po 8 elementów; 4 i 5

okresy - po 18 elementów i 6 okres - 32 elementy.

Elementy małych okresów (2. i 3.) są podzielone na podgrupę elementów typowych. Ponieważ d- i / elementy są wypełnione 2. i 3. zewnętrznym elgk-

trochę ich atomów, a co za tym idzie, większa zdolność dodawania elektronów (zdolność utleniania), przenoszona przez wysokie wartości ich elektroujemności. Elementy o właściwościach niemetalicznych zajmują prawy górny róg układ okresowy

D.I. Mendelejew. Niemetale mogą być gazowe (F2, O2, CI2), stałe (B, C, Si, S) i ciekłe (Br2).

Pierwiastek wodór zajmuje szczególne miejsce w układzie okresowym pierwiastków.

łodyga i nie ma chemicznych analogów. Wodór wykazuje metaliczny wygląd

i niemetalicznych, a więc w układzie okresowym jego

plasuje się jednocześnie w grupie IA i VIIA.

Ze względu na dużą oryginalność właściwości chemicznych wyróżnia je od

wydajnie Gazy szlachetne(aerogeny) - pierwiastki z grupy VIIIA

dziki

systemy. Najnowsze badania pozwalają na

ją zaklasyfikować niektóre z nich (Kr, Xe, Rn) jako niemetale.

Charakterystyczną właściwością metali jest to, że wartościowość

trony są luźno związane z konkretnym atomem i

wewnątrz każdego

istnieje tak zwany elektroniczny

Dlatego wszystko

posiadać

wysoka przewodność elektryczna

przewodność cieplna

precyzja. Chociaż istnieją metale kruche (cynk, antymon, bizmut). Metale wykazują z reguły 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 złożonych substancji.

Najwyższą formą chemicznej organizacji materii są asocjaty i agregaty. Towarzysze to kombinacje prostych cząsteczek lub jonów w bardziej złożone, które nie powodują zmian w chemicznej naturze substancji. Stowarzyszone istnieją głównie w stanie ciekłym i gazowym, podczas gdy agregaty istnieją w stanie stałym.

Mieszaniny to układy składające się z kilku równomiernie rozmieszczonych związków, połączonych ze sobą stałymi stosunkami i nieoddziałujących ze sobą.

1.2. Walencja i stan utlenienia

Kompilacja wzorów empirycznych oraz tworzenie nazw związków chemicznych opiera się na znajomości i prawidłowym stosowaniu pojęć stopnia utlenienia i wartościowości.

Stan utlenienia- jest to ładunek warunkowy pierwiastka w związku, obliczony z założenia, że ​​związek składa się z jonów. Ta wartość 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 zero.

Walencja to wartość określona przez liczbę niesparowanych elektronów na zewnętrznym poziom energii lub liczba wolnych orbitali atomowych zdolnych do uczestniczenia w tworzeniu wiązań chemicznych.

Niektóre zasady określania stopni utlenienia pierwiastków chemicznych

1. Stan utlenienia pierwiastka chemicznego w prostej substancji

równa się 0 .

2. Suma stanów utlenienia atomów w cząsteczce (jon) wynosi 0

(ładunek jonowy).

3. Pierwiastki z grup I-III A mają dodatni stopień utlenienia odpowiadający numerowi grupy, w której znajduje się ten pierwiastek.

4. Pierwiastki IV-V z grup IIA, z wyjątkiem dodatniego stopnia utlenienia odpowiadającego numerowi grupy; a ujemny stopień utlenienia odpowiadający różnicy między numerem grupy a numerem 8 ma pośredni stan 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 w związku występuje co najmniej jeden niemetal; - 1 w związkach z metalami (wodorkami); 0 do H2.

Wodorki niektórych pierwiastków

BeH2

NaH MgH2 ASh3

CaH2

GaH3

GeH4

AsH3

SrH2

InH3

SnH4

SbH3

BaH2

Połączenia H

Mediator

Połączenia

znajomości

6. Stan utlenienia tlenu wynosi zwykle -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, wyższe formy utlenianie wielu pierwiastków chemicznych (BiF5, SF6, IF?, OsFg).

osiem . W okresach promienie orbitalne atomów maleją wraz ze wzrostem liczby seryjnej, podczas gdy energia jonizacji wzrasta. W tym samym czasie kwas i właściwości utleniające; wyższy poziom

pianki utleniające pierwiastki stają się mniej stabilne.

9. Dla elementów grup nieparzystych układu okresowego charakterystyczne są stopnie nieparzyste, a dla elementów grup parzystych stopnie parzyste

utlenianie.

10. W głównych podgrupach, wraz ze wzrostem liczby porządkowej pierwiastka, rozmiary atomów na ogół rosną, a energia jonizacji maleje. W związku z tym podstawowe właściwości są wzmocnione, a właściwości utleniające osłabione. W podgrupach ^-pierwiastków, o rosnącej liczbie atomowej, udział n^-elektronów w tworzeniu wiązań

maleje, a zatem maleje

bezwzględna wartość kroku

brak utleniania (tabela 2).

Tabela 2

Wartości stanów utlenienia pierwiastków podgrupy VA

Stan utlenienia

Li, K, Fe, Va

Kwas C 02, S 0 3

niemetale

Amfoz ZnO BeO

Amfigeny

Podwójne Fe304

Bądź, AL Zn

oleoformowanie

Aerogeny

CO, NO, SiO, N20

Zasady Ba(OH)2

Kwasy HNO3

WODOROTLENY

Amfolity Zti(OH)2

Średni KagCO3,

Kwaśne Muncuses,

Zasadowy (CuOH)gCO3, 4--------

Podwójny CaMg(COs)2

Mieszany Safus

> co w ja 3 w »

Rys. 2. Schemat najważniejszych klas substancji nieorganicznych

Kurs chemii w szkołach rozpoczyna się w 8 klasie wraz z nauką wspólna płaszczyzna nauka: opisane są możliwe rodzaje wiązań między atomami, rodzaje sieci krystalicznych i najczęstsze mechanizmy reakcji. Staje się to podstawą do badania ważnej, ale bardziej szczegółowej sekcji - substancji nieorganicznych.

Co to jest

Jest to nauka, która uwzględnia zasady budowy, podstawowe właściwości i reaktywność wszystkich elementów układu okresowego. W przypadku substancji nieorganicznych ważną rolę odgrywa Prawo Okresowe, które usprawnia systematyczną klasyfikację substancji według zmian ich masy, liczby i rodzaju.

Kurs obejmuje również związki powstające podczas interakcji elementów tabeli (jedynym wyjątkiem jest obszar węglowodorów, który jest rozważany w rozdziałach o organicznych). Zadania z chemii nieorganicznej pozwalają na praktyczne przepracowanie otrzymanej wiedzy teoretycznej.

Nauka w aspekcie historycznym

Nazwa „nieorganiczna” pojawiła się zgodnie z ideą, że obejmuje ona część wiedzy chemicznej, która nie jest związana z działalnością organizmów biologicznych.

Z biegiem czasu udowodniono, że większość organicznego świata może również wytwarzać „nieożywione” związki, a wszelkie węglowodory są syntetyzowane w laboratorium. Tak więc z cyjanianu amonu, który jest solą w chemii pierwiastków, niemiecki naukowiec Wehler był w stanie zsyntetyzować mocznik.

Aby uniknąć pomyłek z nomenklaturą i klasyfikacją rodzajów badań w obu naukach, program zajęć szkolnych i uniwersyteckich, następujący chemia ogólna obejmuje badanie substancji nieorganicznych jako podstawowej dyscypliny. W świat nauki zachowana jest ta sama sekwencja.

Klasy substancji nieorganicznych

Chemia zapewnia taką prezentację materiału, w której wprowadzające rozdziały o materiałach nieorganicznych uwzględniają Prawo Okresowości Pierwiastków. szczególnego typu, który opiera się na założeniu, że ładunki atomowe jąder wpływają na właściwości substancji, a parametry te zmieniają się cyklicznie. Początkowo tablica była budowana jako odzwierciedlenie wzrostu mas atomowych pierwiastków, jednak wkrótce kolejność ta została odrzucona ze względu na jej niespójność w aspekcie, w jakim należy rozpatrywać tę kwestię. substancje nieorganiczne.

Chemia, oprócz układu okresowego, sugeruje obecność około stu cyfr, klastrów i diagramów, które odzwierciedlają okresowość właściwości.

Obecnie popularna jest skonsolidowana wersja rozważania takiej koncepcji jako klas chemii nieorganicznej. Kolumny tabeli wskazują elementy w zależności od fizyczne i chemiczne właściwości, wierszami - okresy podobne do siebie.

Proste substancje w nieorganicznym

Znak w układzie okresowym pierwiastków i prosta substancja w stanie wolnym to najczęściej różne rzeczy. W pierwszym przypadku odbija się tylko określony typ atomów, w drugim rodzaj połączenia cząstek i ich wzajemne oddziaływanie w postaciach stabilnych.

Wiązanie chemiczne w proste substancje powoduje ich podział na rodziny. W ten sposób można wyróżnić dwa szerokie typy grup atomów - metale i niemetale. Pierwsza rodzina obejmuje 96 elementów ze 118 zbadanych.

Metale

Typ metaliczny zakłada obecność wiązania o tej samej nazwie między cząstkami. Oddziaływanie opiera się na socjalizacji elektronów sieci, która charakteryzuje się niekierunkowością i nienasyceniem. Dlatego metale dobrze przewodzą ciepło i ładunki, mają metaliczny połysk, ciągliwość i plastyczność.

Konwencjonalnie metale znajdują się po lewej stronie w układzie okresowym pierwiastków, gdy poprowadzona jest linia prosta od boru do astatynu. Pierwiastki zbliżone do tej linii mają najczęściej charakter graniczny i wykazują dwoistość właściwości (np. german).

Większość metali tworzy związki zasadowe. Stopnie utlenienia takich substancji zwykle nie przekraczają dwóch. W grupie metaliczność wzrasta, podczas gdy z czasem maleje. Na przykład radioaktywny fran wykazuje bardziej podstawowe właściwości niż sód, aw rodzinie halogenów jod ma nawet metaliczny połysk.

W przeciwnym razie sytuacja jest w okresie - uzupełniają podpoziomy, przed którymi znajdują się substancje o przeciwnych właściwościach. W poziomej przestrzeni układu okresowego pierwiastków manifestowana reaktywność pierwiastków zmienia się od zasadowej poprzez amfoteryczne do kwaśnych. Metale są dobrymi środkami redukującymi (akceptują elektrony podczas tworzenia wiązań).

niemetale

Ten typ atomów zalicza się do głównych klas chemii nieorganicznej. Niemetale zajmują prawą stronę układu okresowego, wykazując właściwości typowo kwasowe. Najczęściej pierwiastki te występują ze sobą w postaci związków (np. borany, siarczany, woda). W stanie wolnej molekuły znane jest istnienie siarki, tlenu i azotu. Istnieje również kilka dwuatomowych gazów niemetalicznych - oprócz dwóch powyższych są to wodór, fluor, brom, chlor i jod.

Są to najpowszechniejsze substancje na ziemi - szczególnie powszechne są krzem, wodór, tlen i węgiel. Jod, selen i arsen są bardzo rzadkie (dotyczy to również konfiguracji radioaktywnych i niestabilnych, które znajdują się w ostatnich okresach tabeli).

W związkach niemetale zachowują się głównie jak kwasy. Są silnymi utleniaczami ze względu na możliwość dodania dodatkowej liczby elektronów w celu ukończenia poziomu.

w nieorganicznym

Oprócz substancji reprezentowanych przez jedną grupę atomów istnieją związki o kilku różnych konfiguracjach. Takie substancje mogą być binarne (składające się z dwóch różnych cząstek), trzy-, czteroelementowe i tak dalej.

Substancje dwuelementowe

Chemia przywiązuje szczególną wagę do binarności wiązań w cząsteczkach. Klasy związków nieorganicznych są również rozpatrywane z punktu widzenia wiązania utworzonego między atomami. Może być jonowy, metaliczny, kowalencyjny (polarny lub niepolarny) lub mieszany. Zwykle takie substancje wyraźnie wykazują właściwości podstawowe (w obecności metalu), amforteryczne (podwójne - szczególnie charakterystyczne dla aluminium) lub kwaśne (jeśli występuje pierwiastek o stopniu utlenienia +4 i wyższym).

Współpracownicy trzech elementów

Tematyka chemii nieorganicznej obejmuje rozważanie tego typu asocjacji atomów. Związki składające się z więcej niż dwóch grup atomów (najczęściej nieorganiczne zajmują się gatunkami trzyelementowymi) powstają zwykle przy udziale składników znacznie różniących się od siebie parametrami fizykochemicznymi.

Możliwe typy wiązań to kowalencyjne, jonowe i mieszane. Zwykle substancje trójelementowe zachowują się podobnie do binarnych ze względu na to, że jedna z sił oddziaływania międzyatomowego jest znacznie silniejsza od drugiej: słaba powstaje na drugim miejscu i ma zdolność do szybszej dysocjacji w roztworze .

Zajęcia z chemii nieorganicznej

Zdecydowana większość substancji badanych w toku nieorganicznym może być rozpatrywana według prostej klasyfikacji w zależności od ich składu i właściwości. Tak więc rozróżnia się tlenki i sole. Rozważenie ich związku lepiej zacząć od zapoznania się z pojęciem form utlenionych, w których może pojawić się prawie każda substancja nieorganiczna. Chemię takich asocjatów omówiono w rozdziałach dotyczących tlenków.

tlenki

Tlenek jest związkiem dowolnego pierwiastka chemicznego z tlenem na stopniu utlenienia -2 (odpowiednio w nadtlenkach -1). Powstawanie wiązania następuje w wyniku powrotu i przyłączenia elektronów z redukcją O 2 (gdy tlen jest pierwiastkiem najbardziej elektroujemnym).

Mogą wykazywać zarówno właściwości kwasowe, jak i amfoteryczne oraz zasadowe, w zależności od drugiej grupy atomów. Jeśli w tlenku nie przekracza stopnia utlenienia +2, jeśli niemetalu - od +4 i więcej. W próbkach o dwojakim charakterze parametrów osiągana jest wartość +3.

Kwasy nieorganiczne

Związki kwasowe mają średnią reakcję poniżej 7 ze względu na zawartość kationów wodorowych, które mogą przejść do roztworu, a następnie zostać zastąpione jonem metalu. Według klasyfikacji są to substancje złożone. Większość kwasów można otrzymać przez rozcieńczenie odpowiednich tlenków wodą, na przykład przy tworzeniu kwasu siarkowego po uwodnieniu SO3.

Podstawowa chemia nieorganiczna

Właściwości tego typu związków wynikają z obecności rodnika hydroksylowego OH, który daje reakcję ośrodka powyżej 7. Zasady rozpuszczalne nazywane są zasadami, są najsilniejsze w tej klasie substancji ze względu na całkowitą dysocjację (rozkład na jony w cieczy). Grupę OH w tworzeniu soli można zastąpić resztami kwasowymi.

Chemia nieorganiczna to nauka dualna, która może opisywać substancje z różnych perspektyw. W teorii protolitycznej zasady uważa się za akceptory kationów wodorowych. Takie podejście rozszerza pojęcie tej klasy substancji, nazywając zasady każdą substancją, która może przyjąć proton.

Sól

Ten rodzaj związków znajduje się pomiędzy zasadami a kwasami, ponieważ jest produktem ich wzajemnego oddziaływania. Tak więc jon metalu (czasem amonowy, fosfoniowy lub hydroksonium) zwykle działa jako kation, a reszta kwasowa działa jako substancja anionowa. Kiedy tworzy się sól, wodór jest zastępowany inną substancją.

W zależności od stosunku liczby odczynników i ich siły w stosunku do siebie, racjonalne jest rozważenie kilku rodzajów produktów interakcji:

  • sole zasadowe uzyskuje się, gdy grupy hydroksylowe nie są całkowicie podstawione (takie substancje mają: reakcja alkalicznaśrodowisko);
  • sole kwasów powstają w przeciwnym przypadku - przy braku reagującej zasady w związku pozostaje częściowo wodór;
  • najbardziej znane i najłatwiejsze do zrozumienia są próbki średnie (lub normalne) - są one produktem całkowitej neutralizacji odczynników z wytworzeniem wody i substancji zawierającej tylko kation metalu lub jego analog i pozostałość kwasową.

Chemia nieorganiczna to nauka, która polega na podziale każdej z klas na fragmenty, które są rozpatrywane w różnym czasie: niektóre wcześniej, inne później. Przy bardziej dogłębnym badaniu rozróżnia się 4 kolejne rodzaje soli:

  • Pliki binarne zawierają pojedynczy anion w obecności dwóch kationów. Zazwyczaj takie substancje otrzymuje się przez połączenie dwóch soli z tą samą resztą kwasową, ale różnymi metalami.
  • Typ mieszany jest przeciwieństwem poprzedniego: jego podstawą jest jeden kation z dwoma różnymi anionami.
  • Hydraty krystaliczne – sole, w których składzie znajduje się woda w stanie skrystalizowanym.
  • Kompleksy to substancje, w których kation, anion lub obydwa występują w postaci skupisk z pierwiastkiem formującym. Takie sole można otrzymać głównie z pierwiastków podgrupy B.

Do innych substancji zaliczanych do praktyki chemii nieorganicznej, które można zaliczyć do soli lub do odrębnych działów wiedzy, można wymienić wodorki, azotki, węgliki i międzymetalidy (związki kilku metali niebędące stopami).

Wyniki

Chemia nieorganiczna to nauka, która interesuje każdego specjalistę w tej dziedzinie, niezależnie od jego zainteresowań. Zawiera pierwsze rozdziały studiowane w szkole z tego przedmiotu. Kurs chemii nieorganicznej przewiduje usystematyzowanie dużej ilości informacji zgodnie z jasną i prostą klasyfikacją.