Nastava hemije u školama počinje u 8. razredu izučavanjem opštih osnova nauke: opisani su mogući tipovi veza između atoma, tipovi kristalnih rešetki i najčešći reakcioni mehanizmi. Ovo postaje temelj za proučavanje važnog, ali specifičnijeg odjeljka - neorganske.
Šta je ovo
Neorganska hemija je nauka koja razmatra principe strukture, osnovnih svojstava i reaktivnosti svih elemenata periodnog sistema. Važnu ulogu u neorganskom igra Periodični zakon, koji pojednostavljuje sistematsku klasifikaciju supstanci promjenom njihove mase, broja i vrste.
Kod kursa su obuhvaćena i jedinjenja nastala tokom interakcije elemenata tabele (jedini izuzetak je oblast ugljovodonika koja se razmatra u poglavljima organske materije). Zadaci iz neorganske hemije vam omogućavaju da razradite teorijska znanja stečena u praksi.
Nauka u istorijskomaspekt
Naziv "anorganski" nastao je u skladu sa idejom da pokriva dio hemijskog znanja koji nije vezan za aktivnosti bioloških organizama.
Vremenom je dokazano da većina organskog svijeta može proizvesti "nežive" spojeve, a ugljovodonici bilo koje vrste sintetiziraju se u laboratoriji. Dakle, iz amonijum cijanata, koji je so u hemiji elemenata, nemački naučnik Wehler je uspeo da sintetiše ureu.
Da bi se izbjegla zabuna s nomenklaturom i klasifikacijom vrsta istraživanja u obje nauke, program školskih i univerzitetskih kurseva, koji prate opštu hemiju, uključuje proučavanje neorganike kao fundamentalne discipline. Naučni svijet održava sličan slijed.
Klase neorganskih supstanci
Hemija omogućava takav prikaz materijala, u kojem uvodna poglavlja neorganike razmatraju periodični zakon elemenata. Ovo je klasifikacija posebnog tipa, koja se zasniva na pretpostavci da atomski naboji jezgara utiču na svojstva supstanci, a ti se parametri ciklički menjaju. U početku, tabela je napravljena kao odraz povećanja atomskih masa elemenata, ali je ubrzo ovaj niz odbačen zbog svoje nedosljednosti u aspektu u kojem anorganske supstance zahtijevaju razmatranje ovog pitanja.
Hemija, pored periodnog sistema, sugeriše prisustvo oko stotinu figura, klastera i dijagrama koji odražavaju periodičnost svojstava.
Trenutno, konsolidovana verzija razmatranja takvihkoncepti kao klase neorganske hemije. Kolone tabele ukazuju na elemente u zavisnosti od fizičkih i hemijskih svojstava, u redovima - periodi slični jedni drugima.
Jednostavne supstance u anorganskim sastojcima
Znak u periodnom sistemu i jednostavna supstanca u slobodnom stanju najčešće su različite stvari. U prvom slučaju se odražava samo određena vrsta atoma, u drugom - vrsta povezanosti čestica i njihov međusobni uticaj u stabilnim oblicima.
Hemijska veza u jednostavnim supstancama određuje njihovu podelu na porodice. Dakle, mogu se razlikovati dvije široke vrste grupa atoma - metali i nemetali. Prva porodica uključuje 96 elemenata od 118 proučavanih.
Metali
Tip metala implicira prisustvo istoimene veze između čestica. Interakcija se zasniva na socijalizaciji elektrona rešetke, koju karakteriše neusmjerenost i nezasićenost. Zato metali dobro provode toplotu i naboje, imaju metalni sjaj, savitljivost i duktilnost.
Konvencionalno, metali su na lijevoj strani periodnog sistema kada se povuče prava linija od bora do astatina. Elementi bliski ovoj liniji su najčešće granične prirode i pokazuju dualnost svojstava (na primjer, germanij).
Metali uglavnom formiraju osnovna jedinjenja. Oksidacijsko stanje takvih tvari obično ne prelazi dva. U grupi metalnost raste, dok u periodu opada. Na primjer, radioaktivni francij pokazuje više osnovnih svojstava od natrijuma, i inU porodici halogena, jod ima čak i metalni sjaj.
Inače, situacija je u periodu - inertni gasovi zaokružuju podnivoe, ispred kojih se nalaze supstance suprotnih svojstava. U horizontalnom prostoru periodnog sistema ispoljena reaktivnost elemenata se menja od bazične preko amfoterne u kiselu. Metali su dobri redukcioni agensi (prihvataju elektrone kada se formiraju veze).
Nemetali
Ova vrsta atoma je uključena u glavne klase neorganske hemije. Nemetali zauzimaju desnu stranu periodnog sistema, pokazujući tipično kisela svojstva. Najčešće se ovi elementi javljaju u obliku spojeva jedni s drugima (na primjer, borati, sulfati, voda). U slobodnom molekularnom stanju poznato je postojanje sumpora, kiseonika i azota. Postoji i nekoliko dvoatomskih nemetalnih plinova - pored dva gornja, oni uključuju vodonik, fluor, brom, hlor i jod.
Ovo su najčešće supstance na zemlji - posebno su česti silicijum, vodonik, kiseonik i ugljenik. Jod, selen i arsen su vrlo rijetki (ovo također uključuje radioaktivne i nestabilne konfiguracije, koje se nalaze u zadnjim periodima tabele).
U jedinjenjima, nemetali se ponašaju pretežno kao kiseline. Oni su moćni oksidirajući agensi zbog sposobnosti da pridruže dodatni broj elektrona za završetak nivoa.
Složene supstance u anorganskim sastojcima
Pored supstanci koje su predstavljene jednom grupom atoma,pravi se razlika između spojeva koji se sastoje od nekoliko različitih konfiguracija. Takve supstance mogu biti binarne (sastoje se od dvije različite čestice), tro-, četveroelementne i tako dalje.
Tvari sa dva elementa
Hemija pridaje poseban značaj binarnosti veza u molekulima. Klase neorganskih jedinjenja se takođe razmatraju sa stanovišta veze formirane između atoma. Može biti jonski, metalni, kovalentni (polarni ili nepolarni) ili mješoviti. Tipično, takve supstance jasno pokazuju bazične (u prisustvu metala), amforterične (dvostruke - posebno karakteristične za aluminijum) ili kisele (ako postoji element sa stepenom oksidacije od +4 i više) kvalitete.
Saradnici od tri elementa
Teme neorganske hemije omogućavaju razmatranje ove vrste amalgamacije atoma. Jedinjenja koja se sastoje od više od dvije grupe atoma (najčešće neorganski imaju posla sa vrstama od tri elementa) obično nastaju uz učešće komponenti koje se međusobno značajno razlikuju po fizičko-hemijskim parametrima.
Moguće vrste veza su kovalentne, jonske i mješovite. Tipično, troelementne supstance su po ponašanju slične binarnim zbog činjenice da je jedna od sila međuatomske interakcije mnogo jača od druge: slaba se formira sekundarno i ima sposobnost da se brže disocira u rastvoru.
Klase neorganske hemije
Ogromna većina supstanci proučavanih na neorganskom kursu može se smatrati jednostavnom klasifikacijom u zavisnosti od njihovog sastava isvojstva. Dakle, razlikuju se hidroksidi, kiseline, oksidi i soli. Razmatranje njihovog odnosa bolje je započeti upoznavanjem s konceptom oksidiranih oblika, u kojima se može pojaviti gotovo svaka anorganska tvar. O hemiji takvih saradnika govori se u poglavljima o oksidima.
Oksidi
Oksid je spoj bilo kojeg hemijskog elementa sa kiseonikom u oksidacionom stanju jednakom -2 (u peroksidima -1, respektivno). Formiranje veze nastaje usled trzanja i vezivanja elektrona sa smanjenjem O2 (kada je kiseonik najelektronegativniji element).
Može pokazati i kisela, i amfoterna, i bazična svojstva, u zavisnosti od druge grupe atoma. Ako je metal, u oksidu ne prelazi oksidaciono stanje od +2, ako je nemetal - od +4 i više. U uzorcima sa dvostrukom prirodom parametara, vrijednost +3.
Anorganske kiseline
Kisela jedinjenja imaju srednju reakciju manju od 7 zbog sadržaja vodonikovih katjona, koji mogu preći u rastvor i naknadno biti zamenjeni jonom metala. Po klasifikaciji su složene supstance. Većina kiselina se može dobiti razrjeđivanjem odgovarajućih oksida vodom, na primjer, u formiranju sumporne kiseline nakon hidratacije SO3.
Osnovna anorganska hemija
Svojstva ove vrste jedinjenja su zbog prisustva hidroksilnog radikala OH, koji daje reakciju medijuma iznad 7. Rastvorljive baze se nazivajualkalije, one su najjače u ovoj klasi supstanci zbog potpune disocijacije (raspadanje na jone u tečnosti). OH grupa u formiranju soli može se zamijeniti kiselim ostacima.
Neorganska hemija je dvojna nauka koja može opisati supstance iz različitih perspektiva. U protolitičkoj teoriji, baze se smatraju akceptorima vodikovih katjona. Ovaj pristup proširuje koncept ove klase supstanci, nazivajući alkalnom svaku supstancu koja može prihvatiti proton.
Soli
Ova vrsta jedinjenja je između baza i kiselina, jer je proizvod njihove interakcije. Dakle, ion metala (ponekad amonijum, fosfonijum ili hidroksonijum) obično deluje kao kation, a kiselinski ostatak deluje kao anjonska supstanca. Kada se formira sol, vodonik se zamjenjuje drugom supstancom.
U zavisnosti od omjera broja reagensa i njihove jačine u odnosu jedan na drugi, racionalno je razmotriti nekoliko vrsta proizvoda interakcije:
- bazne soli se dobijaju ako hidroksilne grupe nisu potpuno supstituisane (takve supstance imaju alkalnu reakcijsku sredinu);
- kiselinske soli nastaju u suprotnom slučaju - s nedostatkom reagujuće baze, vodik djelomično ostaje u spoju;
- Najpoznatiji i najlakši za razumijevanje su prosječni (ili normalni) uzorci - oni su proizvod potpune neutralizacije reagensa sa stvaranjem vode i supstance sa samo katjonom metala ili njegovim analogom i kiselim ostatkom.
Neorganska hemija je nauka koja uključujepodjela svake od klasa na fragmente koji se razmatraju u različito vrijeme: neki - ranije, drugi - kasnije. Uz dublju studiju, razlikuju se još 4 vrste soli:
- Double sadrži jedan anjon u prisustvu dva katjona. Obično se takve supstance dobijaju spajanjem dve soli sa istim kiselim ostatkom, ali različitim metalima.
- Mješoviti tip je suprotan od prethodnog: njegova osnova je jedan kation sa dva različita anjona.
- Kristalni hidrati - soli, u čijoj se formuli nalazi voda u kristalizovanom stanju.
- Kompleksi su supstance u kojima su kation, anion ili oboje predstavljeni u obliku klastera sa elementom koji formira. Takve soli mogu se dobiti uglavnom iz elemenata podgrupe B.
Druge supstance uključene u radionicu neorganske hemije koje se mogu klasifikovati kao soli ili kao posebna poglavlja znanja uključuju hidride, nitride, karbide i intermetalide (spojeve nekoliko metala koji nisu legure)..
Rezultati
Neorganska hemija je nauka koja je od interesa za svakog specijaliste u ovoj oblasti, bez obzira na njegova interesovanja. Uključuje prva poglavlja koja se izučavaju u školi iz ovog predmeta. Kurs neorganske hemije omogućava sistematizaciju velikih količina informacija u skladu sa razumljivom i jednostavnom klasifikacijom.
