Chimie anorganică este ce? Chimie anorganică în curriculumul școlar

curs de chimie în școli începe în clasa a 8-a studia principiile generale ale științei: descriu posibilele tipuri de legături între atomi, tipuri barilor de cristal și mecanismele de reacție cele mai comune. Aceasta devine fundamentul studierii unei secțiuni importante, dar mai specifice - anorganică.

Ce este?

Chimia anorganică este o știință care ia în considerare principiile structurii, proprietăților de bază și reactivității tuturor elementelor din tabelul periodic. Un rol important în anorganice îl are Legea periodică, care reglementează clasificarea sistematică a substanțelor prin schimbarea masei, numărului și tipului lor.

Cursul cuprinde, de asemenea, compușii formați în timpul interacțiunii elementelor din tabel (singura excepție fiind regiunea de hidrocarburi considerată în capitolele materialelor organice). Problemele chimiei anorganice fac posibilă rafinarea cunoștințelor teoretice obținute în practică.

Știința în aspectul istoric

Denumirea "anorganic" a apărut în conformitate cu noțiunea că acoperă o parte din cunoștințele chimice care nu sunt legate de activitatea organismelor biologice.

De-a lungul timpului, sa dovedit că cea mai mare parte a lumii organice poate produce compuși "neveniți" și hidrocarburi de orice tip sunt sintetizate în laborator. Deci, din cianatul de amoniu, care este o sare în chimia elementelor, omul de știință german Wöhler a reușit să sintetizeze ureea.

Pentru a evita confuzia cu nomenclatura și clasificarea tipurilor de cercetare în ambele științe, programul de cursuri școlare și universitare care urmează chimia generală presupune studiul anorganicii ca disciplină fundamentală. În lumea științifică, aceeași secvență este păstrată.

Clase de substanțe anorganice

Chimia oferă o astfel de prezentare a materialului, în care capitolele introductive ale anorganicilor iau în considerare Legea Periodică a Elementelor. Acesta este un tip special de clasificare, care se bazează pe presupunerea că sarcinile atomice ale nucleelor ​​au un efect proprietățile substanțelor, acești parametri se modifică ciclic. Inițial, masa a fost construită ca o reflectare a creșterii masei atomice a elementelor, dar în curând această secvență a fost respinsă din cauza inadvertenței sale în aspectul în care substanțele anorganice necesită luarea în considerare a acestei probleme.

Chimia, pe lângă masa periodică, presupune prezența a aproximativ o sută de cifre, grupuri și diagrame care reflectă periodicitatea proprietăților.

În prezent, o versiune consolidată a considerației unui astfel de concept ca clasele de chimie anorganică este populară. În coloanele tabelului, elementele sunt indicate în funcție de proprietățile fizico-chimice, în liniile - similare perioadelor.

Substanțe simple în anorganic

Semnul în tabelul periodic și substanță simplă într-o stare liberă - adesea lucruri diferite. În primul caz, numai un anumit tip de atomi se reflectă, în al doilea caz, tipul de compoziție a particulelor și influența lor reciprocă în forme stabile.

Legătura chimică în substanțe simple determină divizarea lor în familii. Astfel, putem distinge două tipuri largi de grupuri de atomi - metale și nemetalice. Prima familie este formată din 96 de elemente din 118 studiate.

metale

Tipul metalic presupune existența aceleiași legături între particule. Interacțiunea se bazează pe socializarea electronilor de zăbrele, care se caracterizează prin non-direcționalitate și nesaturare. Acesta este motivul pentru care metalele efectuează căldură bine, încărcări, au luciu metalic, ductilitate și ductilitate.

Condiționat, metalele sunt la stânga în tabelul periodic atunci când se execută o linie dreaptă de la bor la astatină. Elementele apropiate în locație până la acest punct sunt cel mai adesea limitate și prezintă o dualitate de proprietăți (de exemplu, germaniu).

Metalele se formează în majoritatea compușilor bazici. Gradul de oxidare a acestor substanțe nu depășește de obicei două. În grup, metalicitatea crește, dar scade în perioada respectivă. De exemplu, franceza radioactivă prezintă mai multe proprietăți de bază decât sodiul, iar în familia de halogeni, iodul are chiar și un luciu metalic.

Situația este diferită în perioada - subsolurile gaze inerte, în fața cărora există substanțe cu proprietăți opuse. În spațiul orizontal al mesei periodice, reactivitatea elementelor variază de la principiul amfoteric la acidul. Metalele sunt agenți de reducere buni (ei iau electroni în formarea legăturilor).

Nemetale

Acest tip de atomi este inclus în clasele principale de chimie anorganică. Non-metalele ocupă partea dreaptă a mesei lui Mendeleev, care se manifestă în mod tipic proprietăți acide. Cel mai adesea aceste elemente se găsesc sub formă de compuși unul cu celălalt (de exemplu, borați, sulfați, apă). În starea moleculară liberă, existența sulfului, a oxigenului și a azotului este cunoscută. Există, de asemenea, câteva gaze nemetalice diatomice - pe lângă cele de mai sus, pot fi atribuite hidrogen, fluor, brom, clor și iod.

Acestea sunt cele mai comune substanțe de pe pământ - siliciul, oxigenul și carbonul de hidrogen sunt deosebit de frecvente. Iodul, seleniul și arsenul sunt foarte rare (aici sunt incluse și configurațiile radioactive și instabile care se află în ultimele perioade ale tabelului).

În compuși, nemetalele se comportă preferabil ca acizi. Sunt oxidanți puternici datorită posibilității de a atașa un număr suplimentar de electroni pentru a termina nivelul.

Substanțe complexe în anorganicele

În plus față de substanțele care sunt reprezentate de un grup de atomi, se disting compușii, incluzând mai multe configurații diferite. Astfel de substanțe pot fi binare (constând din două particule diferite), trei, patru elemente și așa mai departe.

Substanțe cu două elemente

Semnificația specială a binitudinii legăturilor în molecule este atașată prin chimie. Clasele de compuși anorganici sunt, de asemenea, luate în considerare din punctul de vedere al legăturii formate între atomi. Poate fi ionic, metalic, covalent (polar sau nepolar), sau amestecat. De obicei, astfel de substanțe prezintă în mod clar baza (în prezența metalului), amfoterică (dublă - în special caracteristică aluminiu) sau acidă (dacă există un element cu grad de oxidare de +4 sau mai mare).

Asociații cu trei elemente

Temele de chimie anorganică asigură luarea în considerare a unui anumit tip de asociere de atomi. Compușii constau din mai mult de două grupe de atomi (de obicei afacere anorganică cu tipurile trei piese) sunt formate în mod tipic cu participarea componentelor care diferă semnificativ unele de altele în parametrii fizico-chimici.

Modurile posibile de comunicare sunt covalente, ionice și mixte. De obicei, substanța cu trei elemente de comportament similar cu binar prin faptul că una dintre forțele interatomice mult mai puternic o alta: ușor generată și are în al doilea rând capacitatea de a disocia în soluție mai rapidă.

Clasele de chimie anorganică

Marea majoritate a substanțelor studiate în cursul substanțelor anorganice poate fi considerată printr-o simplă clasificare, în funcție de compoziția și proprietățile lor. Astfel se disting hidroxizi, acizi, oxizi și săruri. Luarea în considerare a relației lor este mai bine să începem cu familiarizarea cu conceptul de forme oxidate, în care pot exista aproape orice substanțe anorganice. Chimia acestor asociați este discutată în capitole despre oxizi.

oxizi

Oxidul este combinația oricărui element chimic cu oxigen într-o stare de oxidare de -2 (în peroxizi -1, respectiv). Formarea unei legături apare datorită reculului și atașării electronilor cu reducerea lui O₂ (când elementul cel mai electronegativ este oxigenul).

Ele pot prezenta proprietăți acide, amfoterice și bazice, în funcție de cel de-al doilea grup de atomi. Dacă este metal, în oxid nu depășește gradul de oxidare +2, dacă este nemetalic - de la +4 și mai mult. În probele cu o natură dublă a parametrilor, se obține o valoare de +3.

Acizi anorganici

Compușii acidici au o reacție mai mică de 7 medii datorită conținutului de cationi de hidrogen care pot pătrunde în soluție și ulterior pot fi înlocuiți cu un ion metalic. Prin clasificare sunt substanțe complexe. Majoritatea acizilor pot fi obținuți prin diluarea oxizilor corespunzători cu apă, de exemplu prin formarea acidului sulfuric după hidratarea SO₃.

Chimie anorganică de bază

Proprietățile compușilor de acest tip datorită prezenței radicalului OH hidroxil, ceea ce permite mediului de reacție de mai sus 7. Bazele alcaline solubile sunt numite, ele sunt cele mai puternice în această clasă de substanțe, din cauza disociere completă (descompunere în ioni în lichid). Grupa OH poate fi înlocuită cu resturi acide atunci când se formează săruri.

Chimia anorganică este o știință duală care poate descrie substanțe din diferite puncte de vedere. În teoria protolitică, bazele sunt considerate ca acceptori ai cationului de hidrogen. Această abordare extinde conceptul acestei clase de substanțe, numind alcaline orice substanță capabilă să ia un proton.

sare

Acest tip de compuși este localizat între baze și acizi, deoarece este produsul interacțiunii lor. Astfel, de obicei, un ion metalic (uneori amoniu, fosfoniu sau hidroxioniu) acționează ca un cation și un reziduu acid este o substanță anionică. Când se formează sarea, hidrogenul este înlocuit cu o altă substanță.

În funcție de raportul dintre numărul de reactivi și puterea lor relativă, este rațional să se ia în considerare mai multe tipuri de produse de interacțiune:

• sărurile de bază sunt obținute dacă grupările hidroxil nu sunt complet înlocuite (astfel de substanțe au un mediu de reacție alcalin);
• sărurile acide sunt formate în caz contrar - cu lipsa unei baze de reacție, hidrogen rămâne parțial în compus;
• cele mai cunoscute și ușor de înțeles sunt medii (sau normal) proba - acestea sunt produsul reactivilor complet de neutralizare, pentru a forma apă și o substanță cu numai un cation metalic sau un analog al acestuia și un rest de acid.

Chimia anorganică este o știință care presupune divizarea fiecărei clase în fragmente care sunt considerate în momente diferite: una - mai devreme, altele - mai târziu. Cu un studiu mai aprofundat, există încă 4 tipuri de săruri:

• Dublul conține un singur anion în prezența a două cationi. De obicei, astfel de substanțe se obțin ca urmare a fuziunii a două săruri cu același reziduu acid, dar cu metale diferite.
• Tipul mixt este opus celui anterior: baza sa este o cation cu doi anioni diferiți.
• Hidrații cristalini sunt săruri, în formula cărora există apă în stare cristalizată.
• Complexele sunt substanțe în care un cation, un anion sau ambele sunt reprezentate ca grupuri cu un element de formare. Astfel de săruri pot fi obținute predominant printre elementele din subgrupul B.

Ca alte substanțe într-un atelier despre chimie anorganică, care pot fi clasificate ca săruri sau hidruri ca cunoștințe individuale capitole pot fi menționate, nitruri, carburi și compuși intermetalici (compuși ai mai multor metale, nealiat).

rezultate

Chimia anorganică este o știință care prezintă interes pentru fiecare specialist în domeniu, indiferent de interesele sale. Cuprinde primele capitole studiate în școală pe această temă. Cursul chimiei anorganice asigură sistematizarea unor cantități mari de informații în conformitate cu o clasificare inteligibilă și simplă.