Tečaj kemije u školama počinje u 8. razredu izučavanjem općih temelja znanosti: opisane su moguće vrste veza između atoma, vrste kristalnih rešetki i najčešći mehanizmi reakcija. To postaje temelj za proučavanje važnog, ali specifičnijeg odjeljka - anorganske tvari.
Što je ovo
Anorganska kemija je znanost koja razmatra principe strukture, osnovnih svojstava i reaktivnosti svih elemenata periodnog sustava. Važnu ulogu u anorganskom ima periodični zakon, koji pojednostavljuje sustavnu klasifikaciju tvari mijenjajući njihovu masu, broj i vrstu.
Tečaj također pokriva spojeve koji nastaju tijekom interakcije elemenata tablice (jedina iznimka je područje ugljikovodika koje se razmatra u poglavljima organske tvari). Zadaci iz anorganske kemije omogućuju vam da razradite teorijsko znanje stečeno u praksi.
Znanost u povijesnomaspekt
Naziv "anorganski" nastao je u skladu s idejom da pokriva dio kemijskog znanja koji nije povezan s aktivnostima bioloških organizama.
S vremenom je dokazano da većina organskog svijeta može proizvesti "nežive" spojeve, a ugljikovodici bilo koje vrste sintetiziraju se u laboratoriju. Dakle, iz amonijevog cijanata, koji je sol u kemiji elemenata, njemački znanstvenik Wehler uspio je sintetizirati ureu.
Da bi se izbjegla zabuna s nomenklaturom i klasifikacijom vrsta istraživanja u obje znanosti, program školskih i sveučilišnih kolegija, nakon opće kemije, uključuje proučavanje anorganike kao temeljne discipline. Znanstveni svijet održava sličan slijed.
Razrede anorganskih tvari
Kemija osigurava takav prikaz materijala, u kojem uvodna poglavlja anorganike razmatraju periodični zakon elemenata. Ovo je klasifikacija posebnog tipa, koja se temelji na pretpostavci da atomski naboji jezgri utječu na svojstva tvari, a ti se parametri ciklički mijenjaju. U početku je tablica građena kao odraz povećanja atomskih masa elemenata, ali je ubrzo ovaj slijed odbačen zbog svoje nedosljednosti u aspektu u kojem anorganske tvari zahtijevaju razmatranje ovog pitanja.
Kemija, uz periodni sustav, sugerira prisutnost oko stotinu figura, skupina i dijagrama koji odražavaju periodičnost svojstava.
Trenutno, konsolidirana verzija razmatranja takvepojmovi kao klase anorganske kemije. Stupci tablice označavaju elemente ovisno o fizikalnim i kemijskim svojstvima, u recima - razdoblja slična jedna drugoj.
Jednostavne tvari u anorganskim tvarima
Znak u periodnom sustavu i jednostavna tvar u slobodnom stanju najčešće su različite stvari. U prvom slučaju se odražava samo određena vrsta atoma, u drugom - vrsta povezanosti čestica i njihov međusobni utjecaj u stabilnim oblicima.
Kemijska veza u jednostavnim tvarima određuje njihovu podjelu u obitelji. Dakle, mogu se razlikovati dvije široke vrste skupina atoma - metali i nemetali. Prva obitelj uključuje 96 elemenata od 118 proučavanih.
Metali
Tip metala podrazumijeva prisutnost istoimene veze između čestica. Interakcija se temelji na socijalizaciji elektrona rešetke, koju karakterizira neusmjerenost i nezasićenost. Zato metali dobro provode toplinu i naboje, imaju metalni sjaj, savitljivost i duktilnost.
Konvencionalno, metali su lijevo u periodnom sustavu kada se povuče ravna crta od bora do astatina. Elementi bliski ovoj liniji najčešće su granične prirode i pokazuju dualnost svojstava (na primjer, germanij).
Metali uglavnom tvore osnovne spojeve. Oksidacijsko stanje takvih tvari obično ne prelazi dva. U skupini metaličnost raste, dok se u razdoblju smanjuje. Na primjer, radioaktivni francij pokazuje više osnovnih svojstava od natrija, i inU obitelji halogena, jod ima čak i metalni sjaj.
Inače, situacija je u periodu - inertni plinovi zaokružuju podrazine, ispred kojih se nalaze tvari suprotnih svojstava. U horizontalnom prostoru periodnog sustava manifestirana reaktivnost elemenata mijenja se od bazične preko amfoterne u kiselu. Metali su dobra redukcijska sredstva (prihvataju elektrone kada se formiraju veze).
Nemetali
Ova vrsta atoma je uključena u glavne klase anorganske kemije. Nemetali zauzimaju desnu stranu periodnog sustava, pokazujući tipično kisela svojstva. Najčešće se ti elementi javljaju u obliku spojeva jedni s drugima (na primjer, borati, sulfati, voda). U slobodnom molekularnom stanju poznato je postojanje sumpora, kisika i dušika. Postoji i nekoliko dvoatomskih nemetalnih plinova - osim dva gornja, oni uključuju vodik, fluor, brom, klor i jod.
Ovo su najčešće tvari na zemlji – posebno su česti silicij, vodik, kisik i ugljik. Jod, selen i arsen su vrlo rijetki (ovo također uključuje radioaktivne i nestabilne konfiguracije, koje se nalaze u zadnjim točkama tablice).
U spojevima, nemetali se ponašaju pretežno kao kiseline. Oni su moćni oksidacijski agensi zbog sposobnosti pričvršćivanja dodatnog broja elektrona za završetak razine.
Složene tvari u anorganskim tvarima
Pored tvari koje su predstavljene jednom skupinom atoma,pravi se razlika između spojeva koji se sastoje od nekoliko različitih konfiguracija. Takve tvari mogu biti binarne (sastoje se od dvije različite čestice), tro-, četveroelementne i tako dalje.
Tvari s dva elementa
Kemija pridaje posebnu važnost binarnosti veza u molekulama. Klase anorganskih spojeva također se razmatraju s gledišta veze nastale između atoma. Može biti ionski, metalni, kovalentni (polarni ili nepolarni) ili mješoviti. Obično takve tvari jasno pokazuju bazične (u prisutnosti metala), amforterične (dvostruko karakteristične za aluminij) ili kisele (ako postoji element s oksidacijskim stanjem od +4 i više) kvalitete.
Suradnici od tri elementa
Teme anorganske kemije pružaju razmatranje ove vrste amalgamacije atoma. Spojevi koji se sastoje od više od dvije skupine atoma (najčešće anorganske tvari imaju posla s vrstama s tri elementa) obično nastaju uz sudjelovanje komponenti koje se međusobno značajno razlikuju po fizikalno-kemijskim parametrima.
Moguće vrste veza su kovalentne, ionske i mješovite. Obično su troelementne tvari slične po ponašanju binarnim zbog činjenice da je jedna od sila međuatomske interakcije mnogo jača od druge: slaba se formira sekundarno i ima sposobnost bržeg disocija u otopini.
Razredi anorganske kemije
Velika većina tvari proučavanih na anorganskom tečaju može se uzeti u obzir jednostavnom klasifikacijom ovisno o njihovom sastavu iSvojstva. Dakle, razlikuju se hidroksidi, kiseline, oksidi i soli. Razmatranje njihovog odnosa bolje je započeti upoznavanjem s konceptom oksidiranih oblika, u kojima se može pojaviti gotovo svaka anorganska tvar. Kemija takvih suradnika raspravlja se u poglavljima o oksidima.
Oksidi
Oksid je spoj bilo kojeg kemijskog elementa s kisikom u oksidacijskom stanju jednakom -2 (u peroksidima -1, respektivno). Stvaranje veze nastaje zbog trzaja i vezanja elektrona uz smanjenje O2 (kada je kisik najelektronegativniji element).
Može pokazivati i kisela, i amfoterna, i bazična svojstva, ovisno o drugoj skupini atoma. Ako je metal, u oksidu ne prelazi oksidacijsko stanje od +2, ako je nemetal - od +4 i više. U uzorcima s dvostrukom prirodom parametara, vrijednost +3.
Anorganske kiseline
Kiseli spojevi imaju srednju reakciju manju od 7 zbog sadržaja vodikovih kationa, koji mogu prijeći u otopinu i naknadno biti zamijenjeni ionom metala. Po klasifikaciji su složene tvari. Većina kiselina može se dobiti razrjeđivanjem odgovarajućih oksida s vodom, na primjer, u stvaranju sumporne kiseline nakon hidratacije SO3.
Osnovna anorganska kemija
Svojstva ove vrste spojeva su posljedica prisutnosti hidroksilnog radikala OH, koji daje reakciju medija iznad 7. Topive baze se nazivajulužine, najjače su u ovoj klasi tvari zbog potpune disocijacije (raspadanja na ione u tekućini). OH skupina u stvaranju soli može se zamijeniti kiselim ostacima.
Anorganska kemija je dvojna znanost koja može opisati tvari iz različitih perspektiva. U protolitičkoj teoriji, baze se smatraju akceptorima vodikovih kationa. Ovaj pristup proširuje koncept ove klase tvari, nazivajući alkalijom svaku tvar koja može prihvatiti proton.
Soli
Ova vrsta spojeva je između baza i kiselina, jer je proizvod njihove interakcije. Dakle, metalni ion (ponekad amonij, fosfonij ili hidroksonij) obično djeluje kao kation, a kiselinski ostatak djeluje kao anionska tvar. Kada nastane sol, vodik se zamjenjuje drugom tvari.
Ovisno o međusobnom omjeru broja reagensa i njihove jačine, racionalno je razmotriti nekoliko vrsta proizvoda interakcije:
- bazne soli se dobivaju ako hidroksilne skupine nisu potpuno supstituirane (takve tvari imaju alkalnu reakcijsku okolinu);
- kiselinske soli nastaju u suprotnom slučaju - s nedostatkom reakcijske baze, vodik djelomično ostaje u spoju;
- Najpoznatiji i najlakše razumljivi su prosječni (ili normalni) uzorci - oni su proizvod potpune neutralizacije reagensa s stvaranjem vode i tvari samo s metalnim kationom ili njegovim analogom i kiselim ostatkom.
Anorganska kemija je znanost koja uključujepodjela svake od klasa na fragmente koji se razmatraju u različito vrijeme: neki - ranije, drugi - kasnije. Uz dublju studiju, razlikuju se još 4 vrste soli:
- Double sadrži jedan anion u prisutnosti dva kationa. Obično se takve tvari dobivaju spajanjem dvije soli s istim kiselinskim ostatkom, ali različitim metalima.
- Mješoviti tip je suprotan prethodnom: njegova osnova je jedan kation s dva različita aniona.
- Kristalni hidrati - soli u čijoj se formuli nalazi voda u kristaliziranom stanju.
- Kompleksi su tvari u kojima su kation, anion ili oboje predstavljeni u obliku klastera s tvorbenim elementom. Takve soli mogu se dobiti uglavnom iz elemenata podskupine B.
Druge tvari uključene u radionicu anorganske kemije koje se mogu klasificirati kao soli ili kao zasebna poglavlja znanja uključuju hidride, nitride, karbide i intermetalide (spojeve nekoliko metala koji nisu legure).
Rezultati
Anorganska kemija je znanost koja je od interesa za svakog stručnjaka iz ovog područja, bez obzira na njegove interese. Obuhvaća prva poglavlja koja se izučavaju u školi iz ovog predmeta. Kolegij anorganske kemije predviđa sistematizaciju velikih količina informacija u skladu s razumljivom i jednostavnom klasifikacijom.
