Kemikursus i skoler begynder i 8. klasse med studiet af naturvidenskabens generelle grundlag: mulige typer bindinger mellem atomer, typer af krystalgitter og de mest almindelige reaktionsmekanismer beskrives. Dette bliver grundlaget for studiet af et vigtigt, men mere specifikt afsnit - uorganiske stoffer.
Hvad er det her
Uorganisk kemi er en videnskab, der overvejer principperne for struktur, grundlæggende egenskaber og reaktivitet af alle elementer i det periodiske system. En vigtig rolle i det uorganiske spilles af den periodiske lov, som strømliner den systematiske klassificering af stoffer ved at ændre deres masse, antal og type.
Kurset dækker også forbindelser dannet under vekselvirkningen mellem elementerne i tabellen (den eneste undtagelse er området for kulbrinter, som overvejes i kapitlerne af organiske stoffer). Opgaver i uorganisk kemi giver dig mulighed for at udarbejde den teoretiske viden, du opnår i praksis.
Videnskab i det historiskeaspekt
Navnet "uorganisk" opstod i overensstemmelse med ideen om, at det dækker en del af kemisk viden, som ikke er relateret til biologiske organismers aktiviteter.
Med tiden er det blevet bevist, at det meste af den organiske verden kan producere "ikke-levende" forbindelser, og kulbrinter af enhver type syntetiseres i laboratoriet. Så ud fra ammoniumcyanat, som er et s alt i grundstoffernes kemi, var den tyske videnskabsmand Wehler i stand til at syntetisere urinstof.
For at undgå forvirring med nomenklaturen og klassificeringen af forskningstyper inden for begge videnskaber, involverer programmet for skole- og universitetskurser, efter generel kemi, studiet af uorganiske stoffer som en grundlæggende disciplin. Den videnskabelige verden opretholder en lignende rækkefølge.
Klasser af uorganiske stoffer
Kemi sørger for en sådan præsentation af materialet, hvori de indledende kapitler af uorganiske stoffer betragter grundstoffernes periodiske lov. Dette er en klassificering af en speciel type, som er baseret på den antagelse, at kernernes atomladninger påvirker stoffernes egenskaber, og disse parametre ændres cyklisk. Oprindeligt blev bordet bygget som en afspejling af stigningen i grundstoffernes atommasse, men snart blev denne sekvens forkastet på grund af dens inkonsistens i det aspekt, hvori uorganiske stoffer kræver overvejelse af dette spørgsmål.
Kemi, ud over det periodiske system, antyder tilstedeværelsen af omkring hundrede figurer, klynger og diagrammer, der afspejler periodiciteten af egenskaber.
I øjeblikket er en konsolideret version af at overveje en sådanbegreber som klasser af uorganisk kemi. Tabellens kolonner angiver grundstofferne afhængigt af de fysiske og kemiske egenskaber, i rækkerne - perioder, der ligner hinanden.
Simple stoffer i uorganiske stoffer
Et tegn i det periodiske system og et simpelt stof i fri tilstand er oftest forskellige ting. I det første tilfælde afspejles kun en bestemt type atomer, i det andet - typen af forbindelse af partikler og deres gensidige påvirkning i stabile former.
Den kemiske binding i simple stoffer bestemmer deres opdeling i familier. Der kan således skelnes mellem to brede typer af grupper af atomer - metaller og ikke-metaller. Den første familie omfatter 96 elementer ud af 118 undersøgte.
Metals
Met altype antyder tilstedeværelsen af samme navn-forbindelse mellem partiklerne. Interaktionen er baseret på socialiseringen af gitterets elektroner, som er karakteriseret ved ikke-retningsbestemthed og umættethed. Det er derfor metaller leder varme og oplader godt, har en metallisk glans, formbarhed og duktilitet.
Konventionelt er metaller til venstre i det periodiske system, når der tegnes en ret linje fra bor til astatin. Elementer tæt på denne linje er oftest af grænsende karakter og udviser en dualitet af egenskaber (f.eks. germanium).
Metaler danner for det meste basiske forbindelser. Oxidationstilstandene for sådanne stoffer overstiger norm alt ikke to. I en gruppe stiger metalliciteten, mens den i en periode falder. For eksempel udviser radioaktivt francium mere grundlæggende egenskaber end natrium, og iI halogenfamilien har jod endda en metallisk glans.
Ellers er situationen i perioden - inerte gasser fuldender underniveauerne, før hvilke der er stoffer med modsatte egenskaber. I det horisontale rum i det periodiske system ændres den manifesterede reaktivitet af elementer fra basisk over amfoter til sur. Metaller er gode reduktionsmidler (accepterer elektroner, når der dannes bindinger).
Ikkemetaller
Denne type atomer er inkluderet i hovedklasserne af uorganisk kemi. Ikke-metaller optager højre side af det periodiske system og viser typisk sure egenskaber. Oftest forekommer disse elementer i form af forbindelser med hinanden (for eksempel borater, sulfater, vand). I den frie molekylære tilstand er eksistensen af svovl, oxygen og nitrogen kendt. Der er også flere diatomiske ikke-metalgasser - udover de to ovenstående omfatter disse brint, fluor, brom, klor og jod.
Dette er de mest almindelige stoffer på jorden - silicium, brint, ilt og kulstof er særligt almindelige. Jod, selen og arsen er meget sjældne (dette omfatter også radioaktive og ustabile konfigurationer, som er placeret i de sidste perioder af tabellen).
I forbindelser opfører ikke-metaller sig overvejende som syrer. De er kraftige oxidationsmidler på grund af evnen til at vedhæfte et ekstra antal elektroner for at fuldføre niveauet.
Komplekse stoffer i uorganiske stoffer
Ud over stoffer, der er repræsenteret af én gruppe atomer,der skelnes mellem forbindelser, der omfatter flere forskellige konfigurationer. Sådanne stoffer kan være binære (bestående af to forskellige partikler), tre-, fire-elementer og så videre.
Toelementsstoffer
Kemi lægger særlig vægt på binariteten af bindinger i molekyler. Klasser af uorganiske forbindelser betragtes også ud fra synspunktet om bindingen dannet mellem atomerne. Det kan være ionisk, metallisk, kovalent (polært eller ikke-polært) eller blandet. Typisk viser sådanne stoffer tydeligt basiske (i nærvær af metal), amforteriske (dobbelt - især karakteristisk for aluminium) eller sure (hvis der er et grundstof med en oxidationstilstand på +4 og højere) kvaliteter.
Tre-element associates
Emnerne uorganisk kemi giver mulighed for at overveje denne type sammenlægning af atomer. Forbindelser, der består af mere end to grupper af atomer (oftest beskæftiger uorganiske stoffer sig med tre-elementarter) dannes sædvanligvis med deltagelse af komponenter, der adskiller sig væsentligt fra hinanden i fysisk-kemiske parametre.
Mulige typer bindinger er kovalente, ioniske og blandede. Typisk ligner tre-elementstoffer i adfærd de binære stoffer på grund af det faktum, at den ene af kræfterne ved interatomisk interaktion er meget stærkere end den anden: den svage dannes sekundært og har evnen til at dissociere hurtigere i opløsning.
Klasser i uorganisk kemi
Langt de fleste stoffer undersøgt i det uorganiske kursus kan betragtes ved en simpel klassificering afhængigt af deres sammensætning ogejendomme. Så der skelnes mellem hydroxider, syrer, oxider og s alte. Overvejelse af deres forhold er bedre at starte med et bekendtskab med begrebet oxiderede former, hvor næsten ethvert uorganisk stof kan forekomme. Sådanne associeredes kemi diskuteres i kapitlerne om oxider.
Oxider
Oxid er en forbindelse af ethvert kemisk grundstof med oxygen i oxidationstilstand lig med -2 (i peroxider -1, henholdsvis). Bindingsdannelse opstår på grund af rekyl og vedhæftning af elektroner med reduktion af O2 (når oxygen er det mest elektronegative element).
Kan udvise både sure og amfotere og basiske egenskaber, afhængigt af den anden gruppe af atomer. Hvis det er et metal, overstiger det i oxidet ikke oxidationstilstanden på +2, hvis det er et ikke-metal - fra +4 og derover. I prøver med parametrenes dobbelte karakter er værdien +3.
syrer i uorganiske stoffer
Sure forbindelser har en middelreaktion på mindre end 7 på grund af indholdet af hydrogenkationer, som kan gå i opløsning og efterfølgende erstattes af en metalion. Ved klassificering er de komplekse stoffer. De fleste syrer kan opnås ved at fortynde de tilsvarende oxider med vand, for eksempel ved dannelse af svovlsyre efter hydrering af SO3.
Grundlæggende uorganisk kemi
Egenskaberne for denne type forbindelser skyldes tilstedeværelsen af hydroxylgruppen OH, som giver reaktionen af mediet over 7. Opløselige baser kaldesalkalier, de er de stærkeste i denne klasse af stoffer på grund af fuldstændig dissociation (henfald til ioner i en væske). OH-gruppen i dannelsen af s alte kan erstattes af sure rester.
Uorganisk kemi er en dobbelt videnskab, der kan beskrive stoffer fra forskellige perspektiver. I den protolytiske teori betragtes baser som hydrogenkationacceptorer. Denne tilgang udvider konceptet for denne klasse af stoffer og kalder alkali ethvert stof, der kan acceptere en proton.
S alt
Denne type forbindelser er mellem baser og syrer, da det er produktet af deres interaktion. Således fungerer en metalion (nogle gange ammonium, phosphonium eller hydroxonium) norm alt som en kation, og en syrerest fungerer som et anionisk stof. Når et s alt dannes, erstattes brint med et andet stof.
Afhængig af forholdet mellem antallet af reagenser og deres styrke i forhold til hinanden, er det rationelt at overveje flere typer interaktionsprodukter:
- basiske s alte opnås, hvis hydroxylgrupperne ikke er fuldstændigt substituerede (sådanne stoffer har et alkalisk reaktionsmiljø);
- syres alte dannes i det modsatte tilfælde - ved mangel på en reagerende base forbliver hydrogen delvist i forbindelsen;
- De mest berømte og nemmeste at forstå er de gennemsnitlige (eller normale) prøver - de er et produkt af fuldstændig neutralisering af reagenser med dannelse af vand og et stof med kun en metalkation eller dens analog og en syrerest.
Uorganisk kemi er en videnskab, der involvereropdelingen af hver af klasserne i fragmenter, der betragtes på forskellige tidspunkter: nogle - tidligere, andre - senere. Med en mere dybdegående undersøgelse skelnes der mellem 4 flere typer s alte:
- Dobbelt indeholder en enkelt anion i nærvær af to kationer. Sædvanligvis opnås sådanne stoffer ved at sammensmelte to s alte med den samme syrerest, men forskellige metaller.
- Den blandede type er det modsatte af den foregående: dens basis er én kation med to forskellige anioner.
- Krystalhydrater - s alte, i hvis formel der er vand i krystalliseret tilstand.
- Komplekser er stoffer, hvor en kation, anion eller begge af dem præsenteres i form af klynger med et dannende element. Sådanne s alte kan hovedsageligt opnås fra elementer fra undergruppe B.
Andre stoffer inkluderet i det uorganiske kemiværksted, der kan klassificeres som s alte eller som separate videnkapitler, omfatter hydrider, nitrider, carbider og intermetallider (forbindelser af flere metaller, der ikke er en legering).
Resultater
Uorganisk kemi er en videnskab, der er af interesse for enhver specialist på dette område, uanset hans interesser. Den indeholder de første kapitler, der studeres på skolen i dette fag. Forløbet af uorganisk kemi sørger for systematisering af store mængder information i overensstemmelse med en forståelig og enkel klassifikation.
