Chemiecursus op scholen begint in de 8e klas met de studie van de algemene grondslagen van de wetenschap: mogelijke soorten bindingen tussen atomen, soorten kristalroosters en de meest voorkomende reactiemechanismen worden beschreven. Dit wordt de basis voor de studie van een belangrijke, maar meer specifieke sectie - anorganische stoffen.
Wat is dit
Anorganische chemie is een wetenschap die rekening houdt met de principes van structuur, basiseigenschappen en reactiviteit van alle elementen van het periodiek systeem. Een belangrijke rol in het anorganische wordt gespeeld door de periodieke wet, die de systematische classificatie van stoffen stroomlijnt door hun massa, aantal en type te veranderen.
De cursus behandelt ook verbindingen die worden gevormd tijdens de interactie van de elementen van de tabel (de enige uitzondering is het gebied van koolwaterstoffen, dat wordt besproken in de hoofdstukken van organische stoffen). Taken in de anorganische chemie stellen je in staat om de theoretische kennis die je hebt opgedaan in de praktijk uit te werken.
Wetenschap in de geschiedenisaspect
De naam "anorganisch" is ontstaan in overeenstemming met het idee dat het een deel van de chemische kennis omvat dat niet gerelateerd is aan de activiteiten van biologische organismen.
In de loop van de tijd is bewezen dat het grootste deel van de organische wereld "niet-levende" verbindingen kan produceren, en alle soorten koolwaterstoffen worden in het laboratorium gesynthetiseerd. Dus uit ammoniumcyanaat, een zout in de chemie van de elementen, kon de Duitse wetenschapper Wehler ureum synthetiseren.
Om verwarring met de nomenclatuur en classificatie van soorten onderzoek in beide wetenschappen te voorkomen, omvat het programma van school- en universitaire cursussen, na algemene scheikunde, de studie van anorganische stoffen als een fundamentele discipline. De wetenschappelijke wereld handhaaft een vergelijkbare volgorde.
Klassen van anorganische stoffen
Chemie zorgt voor een dergelijke presentatie van het materiaal, waarin de inleidende hoofdstukken van anorganische stoffen de periodieke wet van de elementen beschouwen. Dit is een classificatie van een speciaal type, die is gebaseerd op de veronderstelling dat de atomaire ladingen van kernen de eigenschappen van stoffen beïnvloeden, en deze parameters veranderen cyclisch. Aanvankelijk werd de tabel gebouwd als een weerspiegeling van de toename van de atomaire massa's van elementen, maar al snel werd deze volgorde verworpen vanwege de inconsistentie in het aspect waarin anorganische stoffen aandacht nodig hebben voor dit probleem.
Chemie suggereert, naast het periodiek systeem, de aanwezigheid van ongeveer honderd cijfers, clusters en diagrammen die de periodiciteit van eigenschappen weerspiegelen.
Momenteel een geconsolideerde versie van het overwegen van dergelijkeconcepten als klassen van anorganische chemie. De kolommen van de tabel geven de elementen aan, afhankelijk van de fysische en chemische eigenschappen, in de rijen - perioden die op elkaar lijken.
Eenvoudige stoffen in anorganische stoffen
Een teken in het periodiek systeem en een eenvoudige stof in een vrije staat zijn meestal verschillende dingen. In het eerste geval wordt alleen een specifiek type atomen weerspiegeld, in het tweede geval - het type verbinding van deeltjes en hun wederzijdse invloed in stabiele vormen.
De chemische binding in eenvoudige stoffen bepa alt hun indeling in families. Er kunnen dus twee brede soorten groepen atomen worden onderscheiden - metalen en niet-metalen. De eerste familie omvat 96 elementen van de 118 bestudeerde.
Metalen
Meta altype impliceert de aanwezigheid van een gelijknamige verbinding tussen de deeltjes. De interactie is gebaseerd op de socialisatie van de elektronen van het rooster, dat wordt gekenmerkt door niet-gerichtheid en onverzadiging. Dat is de reden waarom metalen warmte geleiden en goed opladen, een metaalglans, kneedbaarheid en vervormbaarheid hebben.
Conventioneel staan metalen aan de linkerkant in het periodiek systeem wanneer een rechte lijn wordt getrokken van boor naar astatine. Elementen die dicht bij deze lijn liggen, hebben meestal een grenskarakter en vertonen een dualiteit van eigenschappen (bijvoorbeeld germanium).
Metalen vormen meestal basische verbindingen. De oxidatietoestanden van dergelijke stoffen zijn meestal niet hoger dan twee. In een groep neemt de metalliciteit toe, terwijl deze in een periode afneemt. Radioactief francium heeft bijvoorbeeld meer basiseigenschappen dan natrium, en inIn de halogeenfamilie heeft jodium zelfs een metaalachtige glans.
Anders is de situatie in de periode - inerte gassen voltooien de subniveaus, waarvoor er stoffen zijn met tegengestelde eigenschappen. In de horizontale ruimte van het periodiek systeem verandert de gemanifesteerde reactiviteit van elementen van basisch via amfoteer naar zuur. Metalen zijn goede reductiemiddelen (accepteren elektronen wanneer bindingen worden gevormd).
Niet-metalen
Dit type atomen is opgenomen in de hoofdklassen van de anorganische chemie. Niet-metalen bezetten de rechterkant van het periodiek systeem en vertonen typisch zure eigenschappen. Meestal komen deze elementen voor in de vorm van verbindingen met elkaar (bijvoorbeeld boraten, sulfaten, water). In de vrije moleculaire toestand is het bestaan van zwavel, zuurstof en stikstof bekend. Er zijn ook verschillende diatomische niet-metalen gassen - naast de twee hierboven, omvatten deze waterstof, fluor, broom, chloor en jodium.
Dit zijn de meest voorkomende stoffen op aarde - vooral silicium, waterstof, zuurstof en koolstof. Jodium, selenium en arseen zijn zeer zeldzaam (dit omvat ook radioactieve en onstabiele configuraties, die zich in de laatste perioden van de tabel bevinden).
In verbindingen gedragen niet-metalen zich voornamelijk als zuren. Het zijn krachtige oxidatiemiddelen vanwege het vermogen om een extra aantal elektronen te hechten om het niveau te voltooien.
Complexe stoffen in anorganische stoffen
Naast stoffen die worden weergegeven door één groep atomen,er wordt onderscheid gemaakt tussen verbindingen met verschillende configuraties. Dergelijke stoffen kunnen binair zijn (bestaande uit twee verschillende deeltjes), drie-, vier-elementen enzovoort.
Twee-elementenstoffen
Chemie hecht bijzonder belang aan de binariteit van bindingen in moleculen. Klassen van anorganische verbindingen worden ook beschouwd vanuit het oogpunt van de gevormde binding tussen de atomen. Het kan ionisch, metallisch, covalent (polair of niet-polair) of gemengd zijn. Typisch vertonen dergelijke stoffen duidelijk basische (in aanwezigheid van metaal), amforterische (dubbele - vooral kenmerkend voor aluminium) of zure (als er een element is met een oxidatietoestand van +4 en hoger) eigenschappen.
Associates met drie elementen
De onderwerpen van anorganische chemie voorzien in de overweging van dit type samensmelting van atomen. Verbindingen die uit meer dan twee groepen atomen bestaan (meestal hebben anorganische stoffen te maken met soorten met drie elementen) worden meestal gevormd met de deelname van componenten die aanzienlijk van elkaar verschillen in fysisch-chemische parameters.
Mogelijke soorten bindingen zijn covalent, ionisch en gemengd. Doorgaans vertonen stoffen met drie elementen hetzelfde gedrag als binaire, vanwege het feit dat een van de krachten van interatomaire interactie veel sterker is dan de andere: de zwakke wordt secundair gevormd en heeft het vermogen om sneller te dissociëren in oplossing.
Lessen anorganische chemie
De overgrote meerderheid van de stoffen die in de anorganische cursus worden bestudeerd, kan worden beschouwd door een eenvoudige classificatie, afhankelijk van hun samenstelling eneigenschappen. Er wordt dus onderscheid gemaakt tussen hydroxiden, zuren, oxiden en zouten. Overweging van hun relatie is beter om te beginnen met een kennismaking met het concept van geoxideerde vormen, waarin bijna elke anorganische stof kan voorkomen. De chemie van dergelijke medewerkers wordt besproken in de hoofdstukken over oxiden.
Oxiden
Oxide is een verbinding van elk chemisch element met zuurstof in de oxidatietoestand gelijk aan -2 (respectievelijk in peroxiden -1). Bindingsvorming vindt plaats als gevolg van de terugslag en aanhechting van elektronen met de reductie van O2 (wanneer zuurstof het meest elektronegatieve element is).
Kan zowel zure als amfotere en basische eigenschappen vertonen, afhankelijk van de tweede groep atomen. Als het een metaal is, overschrijdt het in het oxide de oxidatietoestand van +2 niet, als het een niet-metaal is - vanaf +4 en hoger. In steekproeven met de dubbele aard van de parameters, is de waarde +3.
Zuren in anorganische stoffen
Zure verbindingen hebben een gemiddelde reactie van minder dan 7 vanwege het geh alte aan waterstofkationen, die in oplossing kunnen gaan en vervolgens kunnen worden vervangen door een metaalion. Volgens classificatie zijn het complexe stoffen. De meeste zuren kunnen worden verkregen door de overeenkomstige oxiden te verdunnen met water, bijvoorbeeld door de vorming van zwavelzuur na hydratatie van SO3.
Basis anorganische chemie
De eigenschappen van dit type verbindingen zijn te wijten aan de aanwezigheid van de hydroxylradicaal OH, die de reactie van het medium boven 7 geeft. Oplosbare basen worden genoemdalkaliën, zijn ze de sterkste in deze klasse van stoffen vanwege volledige dissociatie (verval in ionen in een vloeistof). De OH-groep bij de vorming van zouten kan worden vervangen door zure resten.
Anorganische chemie is een tweeledige wetenschap die stoffen vanuit verschillende perspectieven kan beschrijven. In de protolytische theorie worden basen beschouwd als waterstofkationacceptoren. Deze benadering breidt het concept van deze klasse van stoffen uit en noemt alkali elke stof die een proton kan accepteren.
Zouten
Dit type verbindingen bevindt zich tussen basen en zuren, omdat het het product is van hun interactie. Zo werkt een metaalion (soms ammonium, fosfonium of hydroxonium) gewoonlijk als een kation en werkt een zuurresidu als een anionische stof. Wanneer een zout wordt gevormd, wordt waterstof vervangen door een andere stof.
Afhankelijk van de verhouding van het aantal reagentia en hun sterkte ten opzichte van elkaar, is het rationeel om verschillende soorten interactieproducten te overwegen:
- basiszouten worden verkregen als de hydroxylgroepen niet volledig gesubstitueerd zijn (dergelijke stoffen hebben een alkalische reactieomgeving);
- zuurzouten worden in het tegenovergestelde geval gevormd - bij gebrek aan een reagerende base blijft waterstof gedeeltelijk in de verbinding achter;
- De bekendste en gemakkelijkst te begrijpen zijn de gemiddelde (of normale) monsters - ze zijn het product van volledige neutralisatie van reagentia met de vorming van water en een stof met alleen een metaalkation of zijn analoog en een zuurresidu.
Anorganische chemie is een wetenschap waarbijde verdeling van elk van de klassen in fragmenten die op verschillende tijdstippen worden bekeken: sommige - eerder, andere - later. Bij een meer diepgaande studie worden nog 4 soorten zouten onderscheiden:
- Double bevat een enkel anion in aanwezigheid van twee kationen. Gewoonlijk worden dergelijke stoffen verkregen door twee zouten samen te voegen met hetzelfde zuurresidu, maar met verschillende metalen.
- Het gemengde type is het tegenovergestelde van het vorige: de basis is één kation met twee verschillende anionen.
- Kristalhydraten - zouten, in de formule waarvan er water in gekristalliseerde toestand is.
- Complexen zijn stoffen waarin een kation, anion of beide worden gepresenteerd in de vorm van clusters met een vormend element. Dergelijke zouten kunnen voornamelijk worden verkregen uit elementen van subgroep B.
Andere stoffen in de workshop anorganische chemie die kunnen worden geclassificeerd als zouten of als afzonderlijke hoofdstukken van kennis, zijn hydriden, nitriden, carbiden en intermetalliden (verbindingen van verschillende metalen die geen legering zijn).
Resultaten
Anorganische chemie is een wetenschap die van belang is voor elke specialist op dit gebied, ongeacht zijn interesses. Het bevat de eerste hoofdstukken die op school over dit onderwerp zijn bestudeerd. De cursus anorganische chemie voorziet in de systematisering van grote hoeveelheden informatie volgens een begrijpelijke en eenvoudige classificatie.
