تبدأ دورة الكيمياء في المدارس في الصف الثامن بدراسة الأسس العامة للعلوم: يتم وصف الأنواع المحتملة من الروابط بين الذرات وأنواع المشابك البلورية وآليات التفاعل الأكثر شيوعًا. يصبح هذا هو الأساس لدراسة قسم مهم ولكنه أكثر تحديدًا - المواد غير العضوية.
ما هذا
الكيمياء غير العضوية هي علم يأخذ في الاعتبار مبادئ البنية والخصائص الأساسية والتفاعلية لجميع عناصر الجدول الدوري. يلعب القانون الدوري دورًا مهمًا في المواد غير العضوية ، والذي يبسط التصنيف المنهجي للمواد عن طريق تغيير كتلتها وعددها ونوعها.
يغطي المساق أيضًا المركبات التي تكونت أثناء تفاعل عناصر الجدول (الاستثناء الوحيد هو منطقة الهيدروكربونات ، والتي يتم أخذها في الاعتبار في فصول المواد العضوية). تتيح لك المهام في الكيمياء غير العضوية العمل على المعرفة النظرية المكتسبة في الممارسة.
العلم في التاريخجانب
جاء اسم "غير عضوي" وفقًا لفكرة أنه يغطي جزءًا من المعرفة الكيميائية لا علاقة له بأنشطة الكائنات الحية.
بمرور الوقت ، ثبت أن معظم العالم العضوي يمكن أن ينتج مركبات "غير حية" ، ويتم تصنيع الهيدروكربونات من أي نوع في المختبر. لذلك ، من سيانات الأمونيوم ، وهو ملح في كيمياء العناصر ، تمكن العالم الألماني ويهلر من تصنيع اليوريا.
لتجنب الالتباس مع تسمية وتصنيف أنواع البحث في كل من العلوم ، يتضمن برنامج الدورات المدرسية والجامعية ، بعد الكيمياء العامة ، دراسة المواد غير العضوية كنظام أساسي. يحافظ العالم العلمي على تسلسل مشابه.
أصناف المواد غير العضوية
تقدم الكيمياء لمثل هذا العرض التقديمي للمادة ، حيث تتناول الفصول التمهيدية للمواد غير العضوية القانون الدوري للعناصر. هذا تصنيف من نوع خاص ، يعتمد على افتراض أن الشحنات الذرية للنواة تؤثر على خصائص المواد ، وهذه المعلمات تتغير دوريًا. في البداية ، تم بناء الجدول على أنه انعكاس للزيادة في الكتل الذرية للعناصر ، ولكن سرعان ما تم رفض هذا التسلسل بسبب عدم تناسقه في الجانب الذي تتطلب فيه المواد غير العضوية النظر في هذه المشكلة.
الكيمياء ، بالإضافة إلى الجدول الدوري ، تشير إلى وجود حوالي مائة من الأرقام والعناقيد والرسوم البيانية التي تعكس دورية الخصائص.
حاليا ، نسخة موحدة من النظر في مثل هذاالمفاهيم كفئات من الكيمياء غير العضوية. تشير أعمدة الجدول إلى العناصر بناءً على الخصائص الفيزيائية والكيميائية ، في الصفوف - فترات متشابهة مع بعضها البعض.
مواد بسيطة في المواد غير العضوية
غالبًا ما تكون الإشارة في الجدول الدوري ومادة بسيطة في حالة حرة أشياء مختلفة. في الحالة الأولى ، ينعكس نوع معين فقط من الذرات ، في الحالة الثانية - نوع اتصال الجسيمات وتأثيرها المتبادل في أشكال مستقرة.
تحدد الرابطة الكيميائية في المواد البسيطة تقسيمها إلى عائلات. وهكذا ، يمكن التمييز بين نوعين عريضين من مجموعات الذرات - الفلزات واللافلزات. الأسرة الأولى تضم 96 عنصرًا من أصل 118 تمت دراستها.
معادن
نوع المعدن يدل على وجود نفس الاسم اتصال بين الجسيمات. يعتمد التفاعل على التنشئة الاجتماعية لإلكترونات الشبكة ، والتي تتميز بعدم الاتجاهية وعدم التشبع. هذا هو السبب في أن المعادن توصل الحرارة والشحن بشكل جيد ، ولها بريق معدني ، وقابلية للتأقلم ، وليونة.
بشكل تقليدي ، توجد المعادن على اليسار في الجدول الدوري عند رسم خط مستقيم من البورون إلى الأستاتين. غالبًا ما تكون العناصر القريبة من هذا الخط ذات طبيعة حدية وتظهر ازدواجية في الخصائص (على سبيل المثال ، الجرمانيوم).
تشكل المعادن في الغالب مركبات أساسية. عادة لا تتجاوز حالات الأكسدة لهذه المواد اثنين. في مجموعة ، تزداد المعدنية ، بينما تتناقص في فترة. على سبيل المثال ، يُظهر الفرانسيوم المشع خصائص أساسية أكثر من الصوديوم وفيفي عائلة الهالوجين ، يحتوي اليود حتى على لمعان معدني.
خلاف ذلك ، فإن الوضع في الفترة - الغازات الخاملة تكمل المستويات الفرعية ، والتي قبلها توجد مواد ذات خصائص معاكسة. في الفراغ الأفقي للجدول الدوري ، يتغير التفاعل الظاهر للعناصر من الأساسي إلى المذبذب إلى الحمضي. المعادن عوامل اختزال جيدة (تقبل الإلكترونات عند تكوين الروابط).
اللافلزات
يتم تضمين هذا النوع من الذرات في الفئات الرئيسية للكيمياء غير العضوية. تحتل اللافلزات الجانب الأيمن من الجدول الدوري ، وتظهر الخصائص الحمضية عادةً. في أغلب الأحيان ، تحدث هذه العناصر في شكل مركبات مع بعضها البعض (على سبيل المثال ، بورات ، كبريتات ، ماء). في الحالة الجزيئية الحرة ، يُعرف وجود الكبريت والأكسجين والنيتروجين. هناك أيضًا العديد من الغازات غير المعدنية ثنائية الذرة - بالإضافة إلى الغازات المذكورة أعلاه ، تشمل الهيدروجين والفلور والبروم والكلور واليود.
هذه هي المواد الأكثر شيوعًا على وجه الأرض - السيليكون والهيدروجين والأكسجين والكربون شائعة بشكل خاص. اليود والسيلينيوم والزرنيخ نادرة جدًا (وهذا يشمل أيضًا التكوينات المشعة وغير المستقرة ، والتي توجد في الفترات الأخيرة من الجدول).
في المركبات ، تتصرف اللافلزات في الغالب كأحماض. إنها عوامل مؤكسدة قوية بسبب القدرة على ربط عدد إضافي من الإلكترونات لإكمال المستوى.
المواد المعقدة في المواد غير العضوية
بالإضافة إلى المواد التي تمثلها مجموعة واحدة من الذرات ،يتم التمييز بين المركبات التي تشتمل على عدة تكوينات مختلفة. يمكن أن تكون هذه المواد ثنائية (تتكون من جسيمين مختلفين) ، وثلاثة ، وأربعة عناصر ، وما إلى ذلك.
المواد المكونة من عنصرين
الكيمياء تعلق أهمية خاصة على ثنائية الروابط في الجزيئات. تعتبر فئات المركبات غير العضوية أيضًا من وجهة نظر الرابطة المتكونة بين الذرات. يمكن أن تكون أيونية أو معدنية أو تساهمية (قطبية أو غير قطبية) أو مختلطة. عادةً ما تُظهر هذه المواد بوضوح صفات أساسية (في وجود المعدن) ، أمفورتريك (مزدوج - خاص بالألمنيوم) أو حمضية (إذا كان هناك عنصر بحالة أكسدة +4 وما فوق).
شركاء ثلاثي العناصر
توفر موضوعات الكيمياء غير العضوية للنظر في هذا النوع من اندماج الذرات. تتكون المركبات التي تتكون من أكثر من مجموعتين من الذرات (غالبًا ما تتعامل المواد غير العضوية مع الأنواع المكونة من ثلاثة عناصر) بمشاركة مكونات تختلف اختلافًا كبيرًا عن بعضها البعض في المعلمات الفيزيائية والكيميائية.
الأنواع الممكنة من الروابط تساهمية وأيونية ومختلطة. عادة ، تتشابه المواد المكونة من ثلاثة عناصر في السلوك مع المواد الثنائية نظرًا لحقيقة أن إحدى قوى التفاعل بين الذرات أقوى بكثير من الأخرى: تتشكل المادة الضعيفة بشكل ثانوي ولديها القدرة على الانفصال بشكل أسرع في الحل.
أصناف الكيمياء غير العضوية
يمكن اعتبار الغالبية العظمى من المواد التي تمت دراستها في الدورة غير العضوية من خلال تصنيف بسيط اعتمادًا على تكوينها وملكيات. لذلك ، تتميز الهيدروكسيدات والأحماض والأكاسيد والأملاح. من الأفضل البدء في النظر في علاقتهم بالتعرف على مفهوم الأشكال المؤكسدة ، حيث يمكن أن تظهر أي مادة غير عضوية تقريبًا. تمت مناقشة كيمياء هؤلاء المنتسبين في فصول الأكاسيد.
أكاسيد
أكسيد هو مركب من أي عنصر كيميائي مع الأكسجين في حالة الأكسدة يساوي -2 (في بيروكسيدات -1 ، على التوالي). يحدث تكوين الرابطة بسبب ارتداد الإلكترونات وتعلقها مع تقليل O2(عندما يكون الأكسجين هو العنصر الأكثر كهرسلبية).
يمكن أن تظهر الخصائص الحمضية والمذبذبة والأساسية ، اعتمادًا على المجموعة الثانية من الذرات. إذا كان معدنًا ، في أكسيد لا يتجاوز حالة الأكسدة +2 ، إذا كان غير فلز - من +4 وما فوق. في العينات ذات الطبيعة المزدوجة للمعلمات ، القيمة + 3.
أحماض غير عضوية
المركبات الحمضية لها تفاعل متوسط أقل من 7 بسبب محتوى كاتيونات الهيدروجين ، والتي يمكن أن تتحول إلى محلول ثم يتم استبدالها بأيون معدني. حسب التصنيف ، فهي مواد معقدة. يمكن الحصول على معظم الأحماض عن طريق تخفيف الأكاسيد المقابلة بالماء ، على سبيل المثال ، في تكوين حمض الكبريتيك بعد ترطيب SO3.
كيمياء أساسية غير عضوية
خصائص هذا النوع من المركبات ناتجة عن وجود الهيدروكسيل الجذري OH ، والذي يعطي تفاعل الوسط أعلاه 7. تسمى القواعد القابلة للذوبانالقلويات ، هي الأقوى في هذه الفئة من المواد بسبب التفكك الكامل (التحلل إلى أيونات في سائل). يمكن استبدال مجموعة OH في تكوين الأملاح بمخلفات حمضية.
الكيمياء غير العضوية هي علم مزدوج يمكنه وصف المواد من وجهات نظر مختلفة. في نظرية التحلل البدائي ، تعتبر القواعد متقبلات الكاتيون الهيدروجين. يوسع هذا النهج مفهوم هذه الفئة من المواد ، ويطلق على القلويات أي مادة يمكنها قبول البروتون.
أملاح
هذا النوع من المركبات يكون بين القواعد والأحماض ، فهو نتاج تفاعلها. وهكذا ، فإن أيون المعدن (أحيانًا الأمونيوم أو الفوسفونيوم أو الهيدروكسونيوم) يعمل عادةً كاتيون ، وتعمل بقايا الحمض كمادة أنيونية. عندما يتكون الملح ، يتم استبدال الهيدروجين بمادة أخرى.
اعتمادًا 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 بيئة تفاعل قلوية) ؛
- تتشكل الأملاح الحمضية في الحالة المعاكسة - مع عدم وجود قاعدة تفاعلية ، يبقى الهيدروجين جزئيًا في المركب ؛
- أشهرها وأسهلها في الفهم هي العينات المتوسطة (أو العادية) - فهي نتاج تحييد كامل للكواشف بتكوين الماء ومادة بها كاتيون معدني فقط أو نظيرها وبقايا حمضية
الكيمياء غير العضوية هي علم يتضمنتقسيم كل فئة إلى أجزاء يتم اعتبارها في أوقات مختلفة: بعضها - في وقت سابق ، والبعض الآخر - لاحقًا. مع دراسة أكثر تعمقًا ، تم تمييز 4 أنواع أخرى من الأملاح:
- مزدوج يحتوي على أنيون واحد في وجود اثنين من الكاتيونات. عادة يتم الحصول على هذه المواد عن طريق دمج أملاحين مع نفس بقايا الحمض ، ولكن معادن مختلفة.
- النوع المختلط هو عكس النوع السابق: أساسه هو كاتيون واحد مع أنيونيين مختلفين.
- هيدرات الكريستال - أملاح ، في صيغتها يوجد ماء في حالة تبلور.
- المجمعات عبارة عن مواد يتم فيها تقديم الكاتيون أو الأنيون أو كليهما في شكل عناقيد مع عنصر تشكيل. يمكن الحصول على هذه الأملاح بشكل أساسي من عناصر المجموعة الفرعية B.
المواد الأخرى المدرجة في ورشة الكيمياء غير العضوية والتي يمكن تصنيفها على أنها أملاح أو فصول منفصلة من المعرفة تشمل الهيدريد والنتريد والكربيدات والفلزات (مركبات من عدة معادن ليست سبيكة).
النتائج
الكيمياء غير العضوية هي علم يهم كل متخصص في هذا المجال ، بغض النظر عن اهتماماته. يتضمن الفصول الأولى التي تمت دراستها في المدرسة في هذا الموضوع. يوفر مسار الكيمياء غير العضوية لتنظيم كميات كبيرة من المعلومات وفقًا لتصنيف مفهوم وبسيط.
