الكيمياء العضوية وغير العضوية. كيمياء عامة

الكيمياء غير العضوية هي جزء من الكيمياء العامة. تدرس خصائص وسلوك المركبات غير العضوية - بنيتها وقدرتها على التفاعل مع المواد الأخرى. يدرس هذا الاتجاه جميع المواد، باستثناء تلك المبنية من سلاسل الكربون (وهذه الأخيرة هي موضوع دراسة الكيمياء العضوية).

وصف

الكيمياء علم معقد. إن تقسيمها إلى فئات هو أمر تعسفي تمامًا. على سبيل المثال، ترتبط الكيمياء العضوية وغير العضوية بمركبات تسمى الحيوية غير العضوية. وتشمل هذه الهيموجلوبين والكلوروفيل وفيتامين ب 12 والعديد من الإنزيمات.

في كثير من الأحيان، عند دراسة المواد أو العمليات، من الضروري مراعاة العلاقات المختلفة مع العلوم الأخرى. تشمل الكيمياء العامة وغير العضوية الكيمياء البسيطة، والتي يقترب عددها من 400000. غالبًا ما تتضمن دراسة خصائصها مجموعة واسعة من طرق الكيمياء الفيزيائية، حيث يمكنها الجمع بين الخصائص المميزة لعلم مثل الفيزياء. تتأثر صفات المواد بالتوصيل والنشاط المغناطيسي والبصري وتأثير المحفزات والعوامل "الفيزيائية" الأخرى.

بشكل عام، يتم تصنيف المركبات غير العضوية حسب وظيفتها:

• الأحماض.
• أسباب؛
• أكاسيد.
• ملح.

غالبًا ما يتم تقسيم الأكاسيد إلى معادن (أكاسيد قاعدية أو أنهيدريدات أساسية) وأكاسيد غير معدنية (أكاسيد حمضية أو أنهيدريدات حمضية).

أصل

ينقسم تاريخ الكيمياء غير العضوية إلى عدة فترات. في المرحلة الأولية، تم تجميع المعرفة من خلال الملاحظات العشوائية. منذ العصور القديمة، جرت محاولات لتحويل المعادن الأساسية إلى معادن ثمينة. تم نشر الفكرة الخيميائية من قبل أرسطو من خلال مذهبه حول قابلية العناصر للتحويل.

في النصف الأول من القرن الخامس عشر، انتشرت الأوبئة. عانى السكان بشكل خاص من الجدري والطاعون. افترض الإسكولابيون أن الأمراض تنتج عن مواد معينة، ويجب مكافحتها بمساعدة مواد أخرى. وأدى ذلك إلى بداية ما يسمى بالفترة الطبية والكيميائية. وفي ذلك الوقت، أصبحت الكيمياء علمًا مستقلاً.

ظهور علم جديد

خلال عصر النهضة، بدأت الكيمياء تمتلئ بالمفاهيم النظرية من مجال الدراسة العملي البحت. حاول العلماء شرح العمليات العميقة التي تحدث مع المواد. في عام 1661، قدم روبرت بويل مفهوم "العنصر الكيميائي". في عام 1675، قام نيكولاس ليمر بفصل العناصر الكيميائية للمعادن عن النباتات والحيوانات، مما أتاح للكيمياء دراسة المركبات غير العضوية بشكل منفصل عن المركبات العضوية.

وفي وقت لاحق، حاول الكيميائيون تفسير ظاهرة الاحتراق. ابتكر العالم الألماني جورج ستال نظرية اللاهوب، والتي بموجبها يرفض الجسم القابل للاشتعال جسيم اللاهوب غير الجاذبي. في عام 1756، أثبت ميخائيل لومونوسوف تجريبيًا أن احتراق بعض المعادن يرتبط بجزيئات الهواء (الأكسجين). كما دحض أنطوان لافوازييه نظرية اللاهوب، ليصبح مؤسس نظرية الاحتراق الحديثة. كما قدم مفهوم "تركيبة العناصر الكيميائية".

تطوير

تبدأ الفترة التالية بالعمل ومحاولات شرح القوانين الكيميائية من خلال تفاعل المواد على المستوى الذري (المجهري). حدد المؤتمر الكيميائي الأول في كارلسروه عام 1860 مفاهيم الذرة والتكافؤ والمكافئ والجزيء. بفضل اكتشاف القانون الدوري وإنشاء النظام الدوري، أثبت ديمتري مندليف أن النظرية الذرية الجزيئية لا ترتبط فقط بالقوانين الكيميائية، ولكن أيضًا بالخصائص الفيزيائية للعناصر.

ترتبط المرحلة التالية في تطور الكيمياء غير العضوية باكتشاف التحلل الإشعاعي في عام 1876 وتوضيح بنية الذرة في عام 1913. البحث الذي أجراه ألبريشت كيسيل وجيلبرت لويس في عام 1916 يحل مشكلة طبيعة الروابط الكيميائية. بناءً على نظرية التوازن غير المتجانس لويلارد جيبس ​​وهنريك روسيب، ابتكر نيكولاي كورناكوف في عام 1913 إحدى الطرق الرئيسية للكيمياء غير العضوية الحديثة - التحليل الفيزيائي الكيميائي.

أساسيات الكيمياء غير العضوية

توجد المركبات غير العضوية في الطبيعة على شكل معادن. وقد تحتوي التربة على كبريتيد الحديد، مثل البيريت، أو كبريتات الكالسيوم على شكل جبس. تحدث المركبات غير العضوية أيضًا كجزيئات حيوية. يتم تصنيعها لاستخدامها كمحفزات أو كواشف. أول مركب صناعي غير عضوي مهم هو نترات الأمونيوم، الذي يستخدم لتخصيب التربة.

أملاح

العديد من المركبات غير العضوية هي مركبات أيونية، تتكون من الكاتيونات والأنيونات. هذه هي ما يسمى بالأملاح، وهي موضوع البحث في الكيمياء غير العضوية. ومن أمثلة المركبات الأيونية:

• كلوريد المغنيسيوم (MgCl 2)، الذي يحتوي على كاتيونات Mg 2+ وأنيونات الكلور.
• أكسيد الصوديوم (Na 2 O) الذي يتكون من كاتيونات Na + وأنيونات O 2.

وفي كل ملح، تكون نسب الأيونات بحيث تكون الشحنات الكهربائية في حالة توازن، أي أن المركب ككل يكون متعادلًا كهربائيًا. يتم وصف الأيونات من خلال حالة الأكسدة وسهولة التكوين، والتي تنبع من احتمال التأين (الكاتيونات) أو تقارب الإلكترون (الأنيونات) للعناصر التي تتشكل منها.

وتشمل الأملاح غير العضوية الأكاسيد والكربونات والكبريتات والهاليدات. تتميز العديد من المركبات بنقاط انصهار عالية. عادة ما تكون الأملاح غير العضوية عبارة عن تكوينات بلورية صلبة. ميزة أخرى مهمة هي قابليتها للذوبان في الماء وسهولة التبلور. بعض الأملاح (على سبيل المثال، NaCl) شديدة الذوبان في الماء، في حين أن البعض الآخر (على سبيل المثال، SiO2) غير قابل للذوبان تقريبًا.

المعادن والسبائك

المعادن مثل الحديد والنحاس والبرونز والنحاس والألمنيوم هي مجموعة من العناصر الكيميائية الموجودة في الجانب الأيسر السفلي من الجدول الدوري. وتضم هذه المجموعة 96 عنصرًا تتميز بالتوصيل الحراري والكهربائي العالي. وهي تستخدم على نطاق واسع في علم المعادن. يمكن تقسيم المعادن إلى حديدية وغير حديدية وثقيلة وخفيفة. وبالمناسبة، فإن العنصر الأكثر استخداماً هو الحديد، إذ يشكل 95% من الإنتاج العالمي من بين جميع أنواع المعادن.

السبائك هي مواد معقدة تنتج عن طريق ذوبان وخلط معدنين أو أكثر في الحالة السائلة. وهي تتكون من قاعدة (العناصر السائدة بالنسبة المئوية: الحديد والنحاس والألومنيوم، وما إلى ذلك) مع إضافات صغيرة من مكونات السبائك والتعديل.

تستخدم البشرية حوالي 5000 نوع من السبائك. وهي المواد الرئيسية في البناء والصناعة. بالمناسبة، هناك أيضًا سبائك بين المعادن وغير المعادن.

تصنيف

في جدول الكيمياء غير العضوية، يتم توزيع المعادن إلى عدة مجموعات:

• توجد 6 عناصر في المجموعة القلوية (الليثيوم، البوتاسيوم، الروبيديوم، الصوديوم، الفرانسيوم، السيزيوم)؛
• 4 - في الأرض القلوية (الراديوم، الباريوم، السترونتيوم، الكالسيوم)؛
• 40 - في مرحلة انتقالية (التيتانيوم، الذهب، التنغستن، النحاس، المنغنيز، السكانديوم، الحديد، إلخ)؛
• 15 - اللانثانيدات (اللانثانم، السيريوم، الإربيوم، الخ)؛
• 15 - الأكتينيدات (اليورانيوم، الأكتينيوم، الثوريوم، الفرميوم، الخ)؛
• 7 - أشباه المعادن (الزرنيخ، البورون، الأنتيمون، الجرمانيوم، الخ)؛
• 7- المعادن الخفيفة (الألومنيوم، القصدير، البزموت، الرصاص وغيرها).

اللافلزات

يمكن أن تكون اللافلزات إما عناصر كيميائية أو مركبات كيميائية. في الحالة الحرة، فإنها تشكل مواد بسيطة ذات خصائص غير معدنية. في الكيمياء غير العضوية هناك 22 عنصرا. وهي الهيدروجين والبورون والكربون والنيتروجين والأكسجين والفلور والسيليكون والفوسفور والكبريت والكلور والزرنيخ والسيلينيوم وما إلى ذلك.

أكثر اللافلزات شيوعًا هي الهالوجينات. عند التفاعل مع المعادن فإنها تتشكل بشكل رئيسي أيونية، على سبيل المثال KCl أو CaO. عند التفاعل مع بعضها البعض، يمكن أن تشكل اللافلزات مركبات مرتبطة تساهميًا (Cl3N، ClF، CS2، وما إلى ذلك).

القواعد والأحماض

القواعد هي مواد معقدة، وأهمها هيدروكسيدات قابلة للذوبان في الماء. عندما تذوب، فإنها تنفصل مع الكاتيونات المعدنية وأنيونات الهيدروكسيد، ويكون الرقم الهيدروجيني لها أكبر من 7. يمكن اعتبار القواعد بمثابة العكس الكيميائي للأحماض لأن الأحماض المتفككة للماء تزيد من تركيز أيونات الهيدروجين (H3O +) حتى تنخفض القاعدة.

الأحماض هي مواد تشارك في التفاعلات الكيميائية مع القواعد، وتأخذ منها الإلكترونات. معظم الأحماض ذات الأهمية العملية قابلة للذوبان في الماء. عند ذوبانها، فإنها تنفصل عن كاتيونات الهيدروجين (H+) والأنيونات الحمضية، ويكون الرقم الهيدروجيني لها أقل من 7.

الكيمياء غير العضوية.

الكيمياء غير العضوية هي فرع من فروع الكيمياء يدرس خواص العناصر الكيميائية المختلفة والمركبات التي تتكون منها، باستثناء الهيدروكربونات (مركبات كيميائية من الكربون والهيدروجين) ومنتجات استبدالها، والتي تسمى بالجزيئات العضوية.

خصصت الدراسات الأولى في مجال الكيمياء غير العضوية للمعادن. كان الهدف هو استخراج العناصر الكيميائية المختلفة منها. أتاحت هذه الدراسات تقسيم جميع المواد إلى فئتين كبيرتين: العناصر والمركبات الكيميائية.

العناصر الكيميائية هي مواد تتكون من ذرات متطابقة (على سبيل المثال، الحديد، الذي يصنع منه قضيب الحديد، أو الرصاص، الذي يصنع منه أنبوب الرصاص).

المركبات الكيميائية هي مواد تتكون من ذرات مختلفة. على سبيل المثال، الماء H20، كبريتات الصوديوم Na2S04، هيدروكسيد الأمونيوم NH4OH...

تنقسم الذرات التي تشكل العناصر والمركبات الكيميائية إلى فئتين - ذرات معدنية وذرات غير معدنية.

تتمتع ذرات اللافلزات (النيتروجين N، الأكسجين O، الكبريت S، الكلور CI.) بالقدرة على ربط الإلكترونات بنفسها، وأخذها من ذرات أخرى. لذلك، تسمى الذرات غير المعدنية "سالبية كهربية".

ومن ناحية أخرى، تميل ذرات المعدن إلى إعطاء الإلكترونات لذرات أخرى. لذلك تسمى ذرات المعدن موجبة كهربائيا. وهي، على سبيل المثال، الحديد Fe والرصاص Pb والنحاس Cu والزنك Zn. تحتوي المواد التي تتكون من عنصرين كيميائيين مختلفين عادة على ذرات معدنية من نوع واحد (توضع تسمية الذرة المقابلة في بداية الصيغة الكيميائية) وذرات غير معدنية من نفس النوع (في الصيغة الكيميائية يتم وضع تسمية المادة المقابلة توضع الذرة بعد الذرة المعدنية). على سبيل المثال، كلوريد الصوديوم NaCI. إذا كانت المادة لا تحتوي على ذرة فلز، فإن العنصر الأقل سالبية كهربية، مثل الأمونيا NH3، يوضع في بداية الصيغة الكيميائية.

تمت الموافقة على نظام تسمية المركبات الكيميائية غير العضوية في عام 1960 من قبل الاتحاد الدولي IUPAC. تتم تسمية المركبات الكيميائية غير العضوية عن طريق نطق اسم العنصر الأكثر سالبية كهربية (عادة ما يكون غير معدني). على سبيل المثال، مركب له الصيغة الكيميائية KCI يسمى كلوريد البوتاسيوم. تسمى المادة H2S كبريتيد الهيدروجين، ويسمى CaO بأكسيد الكالسيوم.

الكيمياء العضوية.

في بداية تطورها، قامت هذه الكيمياء بدراسة المواد الموجودة في الكائنات الحية - النباتات والحيوانات (البروتينات والدهون والسكريات)، أو مواد المادة الحية المتحللة (الزيت). كل هذه المواد كانت تسمى العضوية.

تنتمي المواد العضوية الموجودة طبيعياً إلى مجموعات مختلفة: الزيت ومكوناته، البروتينات، الكربوهيدرات، الدهون، الهرمونات، الفيتامينات وغيرها.

في بداية القرن التاسع عشر، تم تصنيع أول جزيئات عضوية صناعية. وباستخدام ملح سيانات الأمونيوم غير العضوي، حصل فولر على اليوريا في عام 1828. تم تصنيع حمض الأسيتيك بواسطة كولبي في عام 1845. حصل بيرثيلوت على الكحول الإيثيلي وحمض الفورميك (1862).

مع مرور الوقت، تعلم الكيميائيون تجميع المزيد والمزيد من المواد العضوية الطبيعية. تم الحصول على الجلسرين والفانيلين والكافيين والنيكوتين والكوليسترول.

العديد من المواد العضوية المصنعة غير موجودة في الطبيعة. هذه هي البلاستيك والمنظفات والألياف الصناعية والعديد من الأدوية والأصباغ والمبيدات الحشرية.

يشكل الكربون مركبات أكثر من أي عنصر آخر. نظرًا لوجود غلاف إلكتروني خارجي مستقر، فإن الكربون لديه ميل قليل جدًا إلى أن يصبح أيونًا موجبًا أو سالبًا. وتنشأ هذه القشرة الإلكترونية نتيجة تكوين أربع روابط موجهة نحو رؤوس رباعي السطوح، وفي وسطه نواة ذرة الكربون. هذا هو السبب في أن الجزيئات العضوية لها بنية محددة.

في الجزيئات العضوية، تشارك ذرة الكربون دائمًا في أربع روابط كيميائية. يمكن لذرات الكربون أن تتحد مع بعضها البعض بسهولة لتشكل سلاسل طويلة أو هياكل دائرية.

يمكن ربط ذرات الكربون في الجزيئات العضوية ببعضها البعض بواسطة روابط مفردة (ما يسمى بالهيدروكربونات المشبعة) أو روابط متعددة أو بالأحرى مزدوجة وثلاثية (الهيدروكربونات غير المشبعة).

قام الاتحاد الدولي IUPAC بتطوير نظام تسمية للمركبات العضوية. ويكشف هذا النظام عن أطول سلسلة كربون مستقيمة، ونوع الرابطة الكيميائية بين ذرات الكربون، ووجود مجموعات مختلفة من الذرات (البدائل) المرتبطة بسلسلة الكربون الرئيسية.

تمنح مجموعات ذرات الكربون الجزيئات العضوية التي تحتوي عليها خصائص محددة. هذا الأخير يجعل من الممكن التمييز بين فئات عديدة من المركبات العضوية، على سبيل المثال: الهيدروكربونات (المواد المصنوعة من ذرات الكربون والهيدروجين)، والكحولات، والأحماض العضوية.

تبدأ دورة الكيمياء في المدارس في الصف الثامن بدراسة الأساسيات العامة للعلوم: يتم وصف الأنواع المحتملة من الروابط بين الذرات وأنواع الشبكات البلورية وآليات التفاعل الأكثر شيوعًا. يصبح هذا هو الأساس لدراسة قسم مهم، ولكن أكثر تحديدا - المواد غير العضوية.

ما هو عليه

هذا هو العلم الذي يدرس المبادئ الهيكلية والخصائص الأساسية والتفاعلية لجميع عناصر الجدول الدوري. يلعب القانون الدوري دورًا مهمًا في المواد غير العضوية، حيث ينظم التصنيف المنهجي للمواد وفقًا للتغيرات في كتلتها وعددها ونوعها.

يغطي المقرر أيضًا المركبات المتكونة من تفاعل عناصر الجدول (الاستثناء الوحيد هو مساحة الهيدروكربونات، التي تمت مناقشتها في فصول المواد العضوية). تتيح لك المشكلات في الكيمياء غير العضوية ممارسة معرفتك النظرية عمليًا.

العلم من منظور تاريخي

وظهر اسم "المواد غير العضوية" على فكرة أنه يشمل جزءا من المعرفة الكيميائية التي لا تتعلق بأنشطة الكائنات الحية.

وبمرور الوقت، ثبت أن معظم العالم العضوي يمكنه إنتاج مركبات "غير حية"، ويتم تصنيع الهيدروكربونات من أي نوع في المختبر. وهكذا، من سيانات الأمونيوم، وهو ملح في كيمياء العناصر، تمكن العالم الألماني فولر من تصنيع اليوريا.

لتجنب الخلط بين تسميات وتصنيف أنواع الأبحاث في كلا العلمين، فإن مناهج الدورات المدرسية والجامعية، بعد الكيمياء العامة، تتضمن دراسة المواد غير العضوية كنظام أساسي. وفي العالم العلمي، لا يزال هناك تسلسل مماثل.

فئات المواد غير العضوية

توفر الكيمياء مثل هذا العرض للمواد حيث تتناول الفصول التمهيدية للمواد غير العضوية القانون الدوري للعناصر. نوع خاص، يقوم على افتراض أن الشحنات الذرية للنواة تؤثر على خواص المواد، وتتغير هذه المعلمات بشكل دوري. في البداية، تم إنشاء الجدول على أنه انعكاس لزيادة الكتل الذرية للعناصر، ولكن سرعان ما تم رفض هذا التسلسل بسبب عدم اتساقه في الجانب الذي تتطلب فيه المواد غير العضوية النظر في هذه المسألة.

تفترض الكيمياء، بالإضافة إلى الجدول الدوري، وجود حوالي مائة شكل ومجموعات ورسوم بيانية تعكس دورية الخصائص.

حاليًا، هناك نسخة موحدة من اعتبار هذا المفهوم كفئات من الكيمياء غير العضوية شائعة. تشير أعمدة الجدول إلى العناصر حسب خواصها الفيزيائية والكيميائية، وتشير الصفوف إلى الفترات المتشابهة.

المواد البسيطة في المواد غير العضوية

غالبًا ما تكون العلامة في الجدول الدوري والمادة البسيطة في الحالة الحرة شيئان مختلفان. في الحالة الأولى، ينعكس فقط نوع معين من الذرات، في الثانية - نوع اتصال الجسيمات وتأثيرها المتبادل في أشكال مستقرة.

تحدد الروابط الكيميائية في المواد البسيطة تقسيمها إلى عائلات. وبالتالي، يمكن التمييز بين نوعين واسعين من مجموعات الذرات - المعادن وغير المعادن. تحتوي العائلة الأولى على 96 عنصراً من أصل 118 عنصراً تمت دراستها.

المعادن

يفترض النوع المعدني وجود رابطة تحمل نفس الاسم بين الجزيئات. يعتمد التفاعل على مشاركة إلكترونات الشبكة، والتي تتميز بعدم الاتجاه وعدم التشبع. وهذا هو السبب في أن المعادن موصلة للحرارة والشحن بشكل جيد، ولها بريق معدني، وقابلية للطرق والليونة.

تقليديًا، توجد المعادن على يسار الجدول الدوري عند رسم خط مستقيم من البورون إلى الأستاتين. العناصر القريبة من موقع هذه الميزة غالبًا ما تكون ذات طبيعة حدودية وتظهر خصائص مزدوجة (على سبيل المثال، الجرمانيوم).

تشكل المعادن في الغالب مركبات أساسية. حالات الأكسدة لهذه المواد عادة لا تتجاوز اثنين. تزداد المعادن داخل المجموعة وتنخفض خلال فترة ما. على سبيل المثال، يُظهر الفرانسيوم المشع خصائص أساسية أكثر من الصوديوم، وفي عائلة الهالوجين، يُظهر اليود بريقًا معدنيًا.

يختلف الوضع في فترة ما - حيث تكتمل المستويات الفرعية التي توجد أمامها مواد ذات خصائص معاكسة. في الفضاء الأفقي للجدول الدوري، تتغير تفاعلية العناصر من الأساسية إلى المذبذبة إلى الحمضية. تعتبر المعادن عوامل اختزال جيدة (فهي تقبل الإلكترونات عند تكوين الروابط).

اللافلزات

يتم تضمين هذا النوع من الذرة في الفئات الرئيسية للكيمياء غير العضوية. تحتل اللافلزات الجانب الأيمن من الجدول الدوري، وتظهر عادةً خصائص حمضية. في معظم الأحيان، يتم العثور على هذه العناصر في شكل مركبات مع بعضها البعض (على سبيل المثال، البورات والكبريتات والماء). وفي الحالة الجزيئية الحرة يعرف وجود الكبريت والأكسجين والنيتروجين. هناك أيضًا العديد من الغازات غير المعدنية ثنائية الذرة - بالإضافة إلى الغازين المذكورين أعلاه، تشمل هذه الغازات الهيدروجين والفلور والبروم والكلور واليود.

إنها أكثر المواد شيوعًا على وجه الأرض - السيليكون والهيدروجين والأكسجين والكربون شائعة بشكل خاص. اليود والسيلينيوم والزرنيخ نادر جدًا (وهذا يشمل أيضًا التكوينات المشعة وغير المستقرة الموجودة في الفترات الأخيرة من الجدول).

في المركبات، تتصرف اللافلزات في المقام الأول كأحماض. إنها عوامل مؤكسدة قوية نظرًا لقدرتها على إضافة عدد إضافي من الإلكترونات لإكمال المستوى.

في المواد غير العضوية

بالإضافة إلى المواد التي تمثلها مجموعة واحدة من الذرات، هناك مركبات تتضمن عدة تكوينات مختلفة. يمكن أن تكون هذه المواد ثنائية (تتكون من جزيئين مختلفين)، وثلاثية، وأربعة عناصر، وما إلى ذلك.

مواد ثنائية العنصر

تولي الكيمياء أهمية خاصة للطبيعة الثنائية للروابط في الجزيئات. يتم أيضًا أخذ فئات المركبات غير العضوية في الاعتبار من وجهة نظر الروابط المتكونة بين الذرات. يمكن أن تكون أيونية أو معدنية أو تساهمية (قطبية أو غير قطبية) أو مختلطة. عادةً ما تظهر هذه المواد بوضوح صفات أساسية (في وجود المعدن) أو مذبذبة (ثنائية - خاصة للألمنيوم) أو حمضية (إذا كان هناك عنصر بحالة أكسدة تبلغ +4 وما فوق).

شركاء ثلاثة عناصر

تشمل موضوعات الكيمياء غير العضوية النظر في هذا النوع من مزيج الذرات. عادة ما تتشكل المركبات التي تتكون من أكثر من مجموعتين من الذرات (المواد غير العضوية في أغلب الأحيان مع الأنواع المكونة من ثلاثة عناصر) بمشاركة مكونات تختلف بشكل كبير عن بعضها البعض في البارامترات الفيزيائية والكيميائية.

الأنواع المحتملة من الروابط هي التساهمية والأيونية والمختلطة. عادةً ما تتشابه المواد المكونة من ثلاثة عناصر في سلوكها مع المواد الثنائية نظرًا لحقيقة أن إحدى قوى التفاعل بين الذرات أقوى بكثير من الأخرى: تتشكل القوة الضعيفة بشكل ثانوي ولديها القدرة على الانفصال في المحلول بشكل أسرع.

دروس الكيمياء غير العضوية

يمكن اعتبار الغالبية العظمى من المواد التي يتم دراستها في مقرر المواد غير العضوية وفق تصنيف بسيط يعتمد على تركيبها وخصائصها. وهكذا يتم التمييز بين الأكاسيد والأملاح. من الأفضل البدء في النظر في علاقتهما من خلال التعرف على مفهوم الأشكال المؤكسدة، والتي يمكن أن تظهر فيها أي مادة غير عضوية تقريبًا. تمت مناقشة كيمياء هؤلاء الزملاء في الفصول المتعلقة بالأكاسيد.

أكاسيد

الأكسيد هو مركب لأي عنصر كيميائي مع الأكسجين في حالة أكسدة -2 (في البيروكسيدات -1، على التوالي). يحدث تكوين الرابطة بسبب التبرع وإضافة الإلكترونات مع اختزال O 2 (عندما يكون العنصر الأكثر سالبية كهربية هو الأكسجين).

يمكن أن تظهر خصائص حمضية ومذبذبة وأساسية اعتمادًا على المجموعة الثانية من الذرات. إذا كان في أكسيد فإنه لا يتجاوز حالة الأكسدة +2، إذا كان غير معدني - من +4 وما فوق. وفي العينات ذات الطبيعة المزدوجة للمعلمات، يتم تحقيق قيمة +3.

الأحماض في المواد غير العضوية

تتمتع المركبات الحمضية بتفاعل بيئي أقل من 7 بسبب محتوى كاتيونات الهيدروجين، والتي يمكن أن تدخل في المحلول ثم يتم استبدالها بأيون فلز. حسب التصنيف فهي مواد معقدة. يمكن تحضير معظم الأحماض عن طريق تخفيف الأكاسيد المقابلة لها بالماء، على سبيل المثال عن طريق تكوين حمض الكبريتيك بعد ترطيب SO 3 .

الكيمياء غير العضوية الأساسية

تعود خصائص هذا النوع من المركبات إلى وجود جذر الهيدروكسيل OH، الذي يعطي تفاعل الوسط فوق 7. وتسمى القواعد القابلة للذوبان بالقلويات، وهي الأقوى في هذه الفئة من المواد بسبب التفكك الكامل (التحلل إلى الأيونات في السائل). يمكن استبدال مجموعة OH بالمخلفات الحمضية عند تكوين الأملاح.

الكيمياء غير العضوية هي علم مزدوج يمكنه وصف المواد من وجهات نظر مختلفة. في النظرية التحللية، تعتبر القواعد بمثابة متقبلات لكاتيون الهيدروجين. يوسع هذا النهج مفهوم هذه الفئة من المواد، ويطلق على أي مادة قادرة على قبول البروتون اسم مادة قلوية.

أملاح

وهذا النوع من المركبات يقع بين القواعد والأحماض، فهو نتاج تفاعلهما. وبالتالي، فإن الكاتيون عادةً ما يكون أيونًا معدنيًا (أحيانًا أمونيوم أو فوسفونيوم أو هيدرونيوم)، وتكون المادة الأنيونية عبارة عن بقايا حمضية. عندما يتكون الملح، يتم استبدال الهيدروجين بمادة أخرى.

اعتمادا على نسبة عدد الكواشف وقوتها بالنسبة لبعضها البعض، فمن المنطقي النظر في عدة أنواع من منتجات التفاعل:

• يتم الحصول على الأملاح الأساسية إذا لم يتم استبدال مجموعات الهيدروكسيل بالكامل (مثل هذه المواد لها تفاعل قلوي)؛
• تتشكل الأملاح الحمضية في الحالة المعاكسة - عندما يكون هناك نقص في القاعدة المتفاعلة، يبقى الهيدروجين جزئيًا في المركب؛
• الأكثر شهرة وأسهل للفهم هي العينات المتوسطة (أو العادية) - فهي نتاج المعادلة الكاملة للمواد المتفاعلة مع تكوين الماء ومادة تحتوي فقط على كاتيون معدني أو نظيره وبقايا حمض.

الكيمياء غير العضوية هي علم يتضمن تقسيم كل فئة إلى أجزاء يتم النظر فيها في أوقات مختلفة: بعضها مبكرًا والبعض الآخر لاحقًا. وبدراسة أكثر تعمقا، يمكن التمييز بين 4 أنواع أخرى من الأملاح:

• يحتوي الزوجي على أنيون واحد في وجود كاتيونين. عادة، يتم الحصول على هذه المواد عن طريق الجمع بين أملاحين مع نفس بقايا الحمض، ولكن معادن مختلفة.
• النوع المختلط هو عكس النوع السابق: أساسه كاتيون واحد يحتوي على أنيونين مختلفين.
• الهيدرات البلورية هي أملاح تحتوي تركيبتها على ماء في حالة متبلورة.
• المجمعات هي مواد يتم فيها تقديم الكاتيون أو الأنيون أو كليهما على شكل مجموعات تحتوي على عنصر تشكيل. يمكن الحصول على هذه الأملاح بشكل رئيسي من عناصر المجموعة الفرعية B.

تشمل المواد الأخرى المدرجة في ورشة الكيمياء غير العضوية والتي يمكن تصنيفها على أنها أملاح أو كفصول منفصلة من المعرفة الهيدريدات والنيتريدات والكربيدات والمركبات المعدنية (مركبات من عدة معادن ليست سبائك).

نتائج

الكيمياء غير العضوية هو علم يهم كل متخصص في هذا المجال مهما كانت اهتماماته. ويتضمن الفصول الأولى التي تمت دراستها في المدرسة حول هذا الموضوع. توفر دورة الكيمياء غير العضوية تنظيم كميات كبيرة من المعلومات وفقًا لتصنيف واضح وبسيط.

الكيمياء غير العضوية- فرع من فروع الكيمياء يرتبط بدراسة التركيب والتفاعلية وخواص جميع العناصر الكيميائية ومركباتها غير العضوية. يغطي هذا الفرع من الكيمياء جميع المركبات باستثناء المواد العضوية (فئة من المركبات التي تشمل الكربون، باستثناء عدد قليل من المركبات البسيطة التي تصنف عادة على أنها غير عضوية). الاختلافات بين المركبات العضوية وغير العضوية، التي تحتوي على، هي، وفقا لبعض التمثيلات، تعسفية. تدرس الكيمياء غير العضوية العناصر الكيميائية والمواد البسيطة والمعقدة التي تتكون منها (ما عدا المواد العضوية). عدد المواد غير العضوية المعروفة اليوم يقترب من 500 ألف.

الأساس النظري للكيمياء غير العضوية هو القانون الدوريوعلى أساسه الجدول الدوري لـ D. I. Mendeleev. تتمثل المهمة الرئيسية للكيمياء غير العضوية في التطوير والإثبات العلمي لطرق إنشاء مواد جديدة ذات الخصائص اللازمة للتكنولوجيا الحديثة.

تصنيف العناصر الكيميائية

الجدول الدوري للعناصر الكيميائية ( جدول مندلييف) - تصنيف العناصر الكيميائية الذي يحدد اعتماد الخواص المختلفة للعناصر الكيميائية على شحنة النواة الذرية. النظام هو تعبير رسومي عن القانون الدوري. تم تطوير نسخته الأصلية من قبل D. I. Mendeleev في 1869-1871 وكان يسمى "النظام الطبيعي للعناصر"، الذي أثبت اعتماد خصائص العناصر الكيميائية على كتلتها الذرية. في المجمل، تم اقتراح عدة مئات من الخيارات لتصوير النظام الدوري، ولكن في النسخة الحديثة من النظام، يفترض أن يتم تلخيص العناصر في جدول ثنائي الأبعاد، يحدد فيه كل عمود (مجموعة) العناصر المادية الرئيسية والخصائص الكيميائية، وتمثل الصفوف فترات متشابهة إلى حد ما مع بعضها البعض.

مواد بسيطة

وهي تتكون من ذرات عنصر كيميائي واحد (وهي شكل من أشكال وجوده في حالة حرة). اعتمادًا على الرابطة الكيميائية بين الذرات، تنقسم جميع المواد البسيطة في الكيمياء غير العضوية إلى مجموعتين رئيسيتين: و. تتميز الأولى برابطة معدنية، والثانية برابطة تساهمية. هناك أيضًا مجموعتان متجاورتان - مواد شبيهة بالمعادن ومواد غير معدنية. هناك ظاهرة مثل التآصل، والتي تتمثل في إمكانية تكوين عدة أنواع من المواد البسيطة من ذرات نفس العنصر، ولكن مع هياكل مختلفة من الشبكة البلورية؛ ويسمى كل من هذه الأنواع بتعديل تآصلى.

المعادن

(من المعدن اللاتيني - منجم، منجم) - مجموعة من العناصر ذات الخصائص المعدنية المميزة، مثل الموصلية الحرارية والكهربائية العالية، ومعامل درجة الحرارة الإيجابية للمقاومة، والليونة العالية واللمعان المعدني. من بين 118 عنصرًا كيميائيًا تم اكتشافها حتى الآن، تشمل المعادن ما يلي:

• 38 في مجموعة المعادن الانتقالية
• 11 في مجموعة المعادن الخفيفة
• 7 في مجموعة أشباه المعادن،
• 14 في المجموعة اللانثانيدات + اللانثانم،
• 14 في مجموعة الأكتينيدات + الأكتينيوم،
• خارج مجموعات معينة.

وبالتالي فإن 96 من جميع العناصر المكتشفة تنتمي إلى المعادن.

اللافلزات

عناصر كيميائية ذات خصائص غير معدنية، وتحتل الزاوية اليمنى العليا من الجدول الدوري للعناصر. يحدث في الشكل الجزيئي كمواد بسيطة في الطبيعة.

تصف الكيمياء غير العضوية خصائص وسلوك المركبات غير العضوية، بما في ذلك الفلزات والمعادن والمركبات الفلزية العضوية. بينما تدرس الكيمياء العضوية جميع المركبات المحتوية على الكربون، فإن الكيمياء غير العضوية تغطي المجموعات الفرعية المتبقية من المركبات الأخرى. كما أن هناك مواد يدرسها فرعا الكيمياء في وقت واحد، على سبيل المثال، المركبات الفلزية العضوية، التي تحتوي على فلز أو شبه فلز مرتبط بالكربون.

يمكن تقسيم الكيمياء غير العضوية إلى عدة أقسام فرعية:

• مجالات دراسة المركبات غير العضوية، على سبيل المثال، الأملاح أو مركباتها الأيونية؛
• الجيوكيمياء - دراسة كيمياء البيئة الطبيعية للأرض، والتي لها أهمية كبيرة لفهم الكوكب أو إدارة موارده؛
• استخراج المواد غير العضوية (خامات المعادن) للصناعة؛
• الكيمياء الحيوية غير العضوية - دراسة العناصر الفردية (الحفريات الطبيعية) الضرورية للحياة وتشكل جزيئات بيولوجية مهمة تشارك في النظم البيولوجية، وكذلك فهم كيمياء المواد السامة؛
• تدرس الكيمياء الاصطناعية المواد التي يمكن الحصول عليها أو تنقيتها دون مشاركة الطبيعة من خلال التوليف في المنشآت الصناعية أو المختبرات؛
• الكيمياء الصناعية هي العمل مع المواد في مختلف العمليات واسعة النطاق أو مجالات البحث.

أين تستخدم الكيمياء غير العضوية؟

تُستخدم المركبات غير العضوية كمحفزات، وأصباغ، وطلاءات، ومواد خافضة للتوتر السطحي، وأدوية، ووقود، وغيرها من المنتجات التي نستخدمها يوميًا. غالبًا ما تحتوي على نقاط انصهار عالية وخصائص توصيل كهربائي عالية أو منخفضة تجعلها مفيدة لأغراض معينة.

على سبيل المثال:

• الأمونيا هي مصدر للنيتروجين في الأسمدة وهي أيضًا مادة كيميائية غير عضوية رئيسية تستخدم في إنتاج النايلون والألياف والبلاستيك والبولي يوريثان (المستخدم في الطلاءات الصلبة المقاومة للمواد الكيميائية والمواد اللاصقة والرغاوي)، والهيدرازين (المستخدم في صنع وقود الصواريخ) و المتفجرات ;
• ويستخدم الكلور في إنتاج كلوريد البوليفينيل (لصناعة الأنابيب والملابس والأثاث)، والكيماويات الزراعية (الأسمدة والمبيدات الحشرية)، وكذلك المستحضرات الصيدلانية والمواد الكيميائية لتنقية المياه أو تعقيمها؛
• ويستخدم ثاني أكسيد التيتانيوم على شكل مسحوق أبيض في صناعة أصباغ الطلاء والطلاء والبلاستيك والورق والحبر والألياف والمواد الغذائية ومستحضرات التجميل. يتمتع ثاني أكسيد التيتانيوم أيضًا بخصائص مقاومة جيدة للأشعة فوق البنفسجية، مما يجعله مفيدًا في إنتاج المحفزات الضوئية.

الكيمياء غير العضوية هي فرع علمي ومنزلي عملي للغاية. أهمية خاصة لاقتصاد البلاد هو إنتاج حامض الكبريتيك، وهو أحد أهم العناصر المستخدمة كمواد خام صناعية.

ماذا تدرس في الكيمياء غير العضوية؟

لدى الخبراء في مجال الكيمياء غير العضوية مجموعة واسعة من الأنشطة، بدءًا من استخراج المواد الخام وحتى إنشاء الرقائق الدقيقة. يعتمد عملهم على فهم السلوك والبحث عن نظائرها للعناصر غير العضوية. وتتمثل المهمة الرئيسية في معرفة كيفية تغيير هذه المواد وتقسيمها واستخدامها. يتضمن عمل الكيميائيين غير العضويين تطوير طرق لاستعادة المعادن من النفايات وتحليل الخامات المستخرجة على المستوى الجزيئي. وينصب التركيز العام على إتقان العلاقات بين الخصائص الفيزيائية والوظائف.

النهج الفردي للتسعير لكل عميل!