Училищният курс по химия започва в 8-ми клас с изучаване на общите основи на науката: описани са възможните видове връзки между атомите, видовете кристални решетки и най-често срещаните реакционни механизми. Това се превръща в основата за изследване на важен, но по-специфичен раздел - неорганика.
Какво е това
Неорганичната химия е наука, която разглежда принципите на структурата, основните свойства и реактивността на всички елементи на периодичната таблица. Важна роля в неорганичното играе Периодичният закон, който рационализира систематичната класификация на веществата чрез промяна на тяхната маса, брой и вид.
Курсът също така обхваща съединения, образувани при взаимодействието на елементите на таблицата (единственото изключение е областта на въглеводородите, която се разглежда в главите за органични вещества). Задачите по неорганична химия ви позволяват да изработите теоретичните знания, придобити на практика.
Науката в историческотоаспект
Наименованието "неорганичен" се появи в съответствие с идеята, че обхваща част от химичното познание, което не е свързано с дейността на биологичните организми.
С течение на времето е доказано, че по-голямата част от органичния свят може да произвежда "неживи" съединения и въглеводороди от всякакъв вид се синтезират в лабораторията. И така, от амониевия цианат, който е сол в химията на елементите, немският учен Велер успява да синтезира урея.
За да се избегне объркване с номенклатурата и класификацията на видовете изследвания и в двете науки, програмата на училищните и университетските курсове, следващи обща химия, включва изучаването на неорганика като фундаментална дисциплина. Научният свят поддържа подобна последователност.
Класове неорганични вещества
Химията предвижда такова представяне на материала, в което уводните глави на неорганиката разглеждат Периодичния закон на елементите. Това е класификация от специален тип, която се основава на предположението, че атомните заряди на ядрата влияят върху свойствата на веществата и тези параметри се променят циклично. Първоначално таблицата е изградена като отражение на увеличаването на атомните маси на елементите, но скоро тази последователност е отхвърлена поради непоследователността й в аспекта, в който неорганичните вещества изискват разглеждане на този въпрос.
Химията, в допълнение към периодичната таблица, предполага наличието на около сто фигури, клъстери и диаграми, които отразяват периодичността на свойствата.
В момента има консолидирана версия за разглеждане на такивапонятия като класове по неорганична химия. В колоните на таблицата са посочени елементите в зависимост от физичните и химичните свойства, в редовете - периоди, подобни един на друг.
Прости вещества в неорганични вещества
Знакът в периодичната таблица и простото вещество в свободно състояние най-често са различни неща. В първия случай се отразява само определен вид атоми, във втория - видът на свързване на частиците и тяхното взаимно влияние в стабилни форми.
Химическата връзка в простите вещества определя тяхното разделяне на семейства. По този начин могат да се разграничат два широки типа групи от атоми - метали и неметали. Първото семейство включва 96 елемента от 118 изследвани.
Метали
Метален тип предполага наличието на едноименна връзка между частиците. Взаимодействието се основава на социализацията на електроните на решетката, която се характеризира с ненасоченост и ненаситеност. Ето защо металите провеждат топлината и се зареждат добре, имат метален блясък, ковкост и пластичност.
Обикновено металите са отляво в периодичната таблица, когато е начертана права линия от бор до астат. Елементите, близки по местоположение до тази линия, най-често имат гранично естество и проявяват двойственост на свойствата (например германий).
Металите образуват предимно основни съединения. Степента на окисление на такива вещества обикновено не надвишава две. В група металността се увеличава, докато в период намалява. Например, радиоактивният франций проявява повече основни свойства от натрия и вВ семейството на халогените йодът дори има метален блясък.
Иначе положението е в периода - инертните газове завършват поднивата, пред които има вещества с противоположни свойства. В хоризонталното пространство на периодичната таблица проявената реактивност на елементите се променя от основна през амфотерна към кисела. Металите са добри редуциращи агенти (приемат електрони, когато се образуват връзки).
Неметали
Този тип атоми са включени в основните класове на неорганичната химия. Неметалите заемат дясната страна на периодичната таблица, показвайки типично киселинни свойства. Най-често тези елементи се срещат под формата на съединения помежду си (например борати, сулфати, вода). В свободно молекулярно състояние е известно съществуването на сяра, кислород и азот. Съществуват и няколко двуатомни неметални газа - в допълнение към двата по-горе, те включват водород, флуор, бром, хлор и йод.
Това са най-разпространените вещества на земята - особено често срещани са силиций, водород, кислород и въглерод. Йод, селен и арсен са много редки (това включва и радиоактивни и нестабилни конфигурации, които се намират в последните точки на таблицата).
В съединенията неметалите се държат предимно като киселини. Те са мощни окислители поради способността си да прикачат допълнителен брой електрони за завършване на нивото.
Сложни вещества в неорганичните вещества
В допълнение към веществата, които са представени от една група атоми,се прави разлика между съединения, включващи няколко различни конфигурации. Такива вещества могат да бъдат бинарни (състоящи се от две различни частици), три-, четириелементни и т.н.
Двуелементни вещества
Химията придава особено значение на бинарността на връзките в молекулите. Класовете неорганични съединения също се разглеждат от гледна точка на връзката, образувана между атомите. Тя може да бъде йонна, метална, ковалентна (полярна или неполярна) или смесена. Обикновено такива вещества показват ясно основни (в присъствието на метал), амфортерни (двойни - особено характерни за алуминия) или киселинни (ако има елемент със степен на окисление +4 и по-висока) качества.
Сътрудници от три елемента
Темите на неорганичната химия предвиждат разглеждането на този тип амалгамиране на атоми. Съединения, състоящи се от повече от две групи атоми (най-често неорганичните се занимават с триелементни видове), обикновено се образуват с участието на компоненти, които се различават значително един от друг по физикохимични параметри.
Възможните видове връзки са ковалентни, йонни и смесени. Обикновено триелементните вещества са подобни по поведение на бинарните поради факта, че една от силите на междуатомното взаимодействие е много по-силна от другата: слабата се образува вторично и има способността да се дисоциира по-бързо в разтвор.
Класове по неорганична химия
По-голямата част от веществата, изучавани в неорганичния курс, могат да бъдат разгледани чрез проста класификация в зависимост от техния състав иИмоти. И така, се разграничават хидроксиди, киселини, оксиди и соли. Разглеждането на връзката им е по-добре да започне със запознаване с концепцията за окислени форми, в които може да се появи почти всяко неорганично вещество. Химията на такива сътрудници се обсъжда в главите за оксидите.
оксиди
Оксидът е съединение на всеки химичен елемент с кислород в степен на окисление равно на -2 (съответно в пероксиди -1). Образуването на връзка възниква поради отдръпването и прикрепването на електрони с намаляване на O2 (когато кислородът е най-електроотрицателният елемент).
Може да проявява както киселинни, така и амфотерни и основни свойства, в зависимост от втората група атоми. Ако е метал, в оксида не надвишава степента на окисление +2, ако е неметал - от +4 и по-горе. В проби с двойна природа на параметрите, стойността +3.
Неорганични киселини
Киселинните съединения имат средна реакция по-малка от 7 поради съдържанието на водородни катиони, които могат да преминат в разтвор и впоследствие да бъдат заменени с метален йон. По класификация те са сложни вещества. Повечето киселини могат да бъдат получени чрез разреждане на съответните оксиди с вода, например при образуването на сярна киселина след хидратиране на SO3.
Основна неорганична химия
Свойствата на този тип съединения се дължат на наличието на хидроксилния радикал OH, който дава реакцията на средата над 7. Разтворимите основи се наричаталкали, те са най-силните в този клас вещества поради пълна дисоциация (разпадане на йони в течност). OH групата при образуването на соли може да бъде заменена с киселинни остатъци.
Неорганичната химия е двойна наука, която може да опише вещества от различни гледни точки. В протолитичната теория основите се разглеждат като акцептори на водородни катиони. Този подход разширява концепцията за този клас вещества, наричайки алкално всяко вещество, което може да приеме протон.
Соли
Този тип съединения са между основи и киселини, тъй като е продукт на тяхното взаимодействие. Така метален йон (понякога амоний, фосфониев или хидроксоний) обикновено действа като катион, а киселинният остатък действа като анионно вещество. Когато се образува сол, водородът се заменя с друго вещество.
В зависимост от съотношението на броя на реагентите и тяхната сила един спрямо друг, рационално е да се разгледат няколко вида продукти на взаимодействие:
- основни соли се получават, ако хидроксилните групи не са напълно заместени (такива вещества имат алкална реакционна среда);
- киселинните соли се образуват в обратния случай - при липса на реагираща основа водородът частично остава в съединението;
- Най-известните и най-лесни за разбиране са средните (или нормалните) проби - те са продукт на пълна неутрализация на реагенти с образуване на вода и вещество само с метален катион или негов аналог и киселинен остатък.
Неорганичната химия е наука, която включваразделянето на всеки от класовете на фрагменти, които се разглеждат по различно време: някои - по-рано, други - по-късно. С по-задълбочено проучване се разграничават още 4 вида соли:
- Double съдържа единичен анион в присъствието на два катиона. Обикновено такива вещества се получават чрез сливане на две соли със същия киселинен остатък, но различни метали.
- Смесеният тип е противоположен на предишния: основата му е един катион с два различни аниона.
- Кристални хидрати - соли, в чиято формула има вода в кристализирано състояние.
- Комплексите са вещества, в които катион, анион или и двете са представени под формата на клъстери с образуващ елемент. Такива соли могат да бъдат получени главно от елементи от подгрупа B.
Други вещества, включени в семинара по неорганична химия, които могат да бъдат класифицирани като соли или като отделни глави от знания, включват хидриди, нитриди, карбиди и интерметалиди (съединения на няколко метала, които не са сплав)..
Резултати
Неорганичната химия е наука, която представлява интерес за всеки специалист в тази област, независимо от неговите интереси. Включва първите глави, изучавани в училище по този предмет. Курсът по неорганична химия предвижда систематизиране на големи количества информация в съответствие с разбираема и проста класификация.
