شیمی معدنی - چی هست؟ شیمی معدنی در برنامه درسی مدرسه

دوره شیمی در مدارس در کلاس هشتم با مطالعه پایه های عمومی علم آغاز می شود: انواع مختلفی از پیوند بین اتم ها، انواع کریستال ها و شایع ترین مکانیزم های واکنش را توصیف می کند. این مبنایی برای مطالعه بخش مهمی، اما خاصتر - معدنی است.

آن چیست؟

شیمی معدنی یک علم است که اصول ساختار، خواص اساسی و واکنش پذیری همه عناصر جدول تناوبی را در نظر می گیرد. نقش مهمی در غیر معدنی توسط قانون تناوبی بازی می شود که طبقه بندی سیستماتیک مواد را با تغییر جرم، تعداد و نوع آنها تنظیم می کند.

البته این ترکیبات نیز ترکیبات تشکیل شده در اثر تعامل عناصر جدول را دارند (تنها استثنا، منطقه هیدروکربنی در فصل های ارگانیک است). مشکلات شیمی معدنی باعث می شود که دانش تئوری به دست آمده در عمل اصلاح شود.

علم در جنبه تاریخی آن

نام "غیر معدنی" مطابق با مفهوم ظاهر شد که بخشی از دانش شیمیایی است که مربوط به فعالیت های موجودات زنده نیست.

با گذشت زمان ثابت شد که بیشتر جهان آلی می تواند ترکیبات غیر زنده تولید کند و هیدروکربن های هر نوع در شرایط آزمایشگاهی تولید می شوند. بنابراین دانشمند آلمانی آلمانی ویلر از سینات آمونیوم، که نمک در شیمی عناصر است، قادر به تولید اوره است.

به منظور اجتناب از سردرگمی با طبقه بندی و دسته بندی انواع تحقیق در هر دو علم، برنامه دوره های مدرسه و دانشگاه در زمینه شیمی عمومی، مطالعه علم مواد معدنی را به عنوان یک نظریه اساسی پیش بینی می کند. در دنیای علمی، همین ترتیب حفظ شده است.

کلاس های مواد معدنی

شیمی برای چنین ارائه مطالبی را فراهم می کند که فصل مقدماتی معادن آن دوره قانون عناصر را در نظر می گیرد. این طبقه بندی نوع خاصی است که بر پایه این فرض است که اتم های هسته بر خواص مواد تأثیر می گذارند و این پارامترها به صورت چرخه ای متفاوت هستند. در ابتدا، جدول به عنوان بازتابی از افزایش توده های اتمی عناصر ساخته شد، اما به زودی این توالی به دلیل ناکافی بودن آن در این زمینه که مواد معدنی نیازمند بررسی این ماده است، رد شد.

شیمی، علاوه بر جدول تناوبی، حضور حدود صد ارقام، خوشه ها و نمودارها را نشان می دهد که نشان دهنده ی دوره ی خواص است.

در حال حاضر، یک نسخه تلفیقی از این مفهوم به عنوان کلاس شیمی معدنی محبوب است. در ستون های جدول، عناصر بسته به خواص فیزیکی و شیمیایی، در خطوط - دوره هایی شبیه به یکدیگر نشان داده شده است.

مواد ساده در معدن غیر آلی

علامت در جدول تناوبی و یک ماده ساده در یک حالت آزاد اغلب چیزهای مختلف است. در مورد اول، تنها نوع خاصی از اتم ها در مورد دوم، نوع ترکیب ذرات و تاثیر متقابل آنها در فرم های پایدار منعکس می شود.

پیوند شیمیایی مواد ساده باعث تقسیم آنها به خانواده ها می شود. بنابراین، ما می توانیم دو نوع گسترده از گروه های اتم - فلزات و غیر فلزات را تشخیص دهیم. اولین خانواده شامل 96 عنصر از 118 مورد مطالعه شده است.

فلزات

نوع فلزی بر این اساس وجود یک پیوند مشابه با ذرات دارد. تعامل براساس اجتماعی شدن الکترون های شبکه ای است که با عدم هدایت و عدم اشباع مشخص می شود. به همین دلیل است که فلزات گرما، اتهامات، بلندی فلزی، انعطاف پذیری و انعطاف پذیری دارند.

در صورت انجام یک خط مستقیم از بور به آستاتین، فلزات به صورت متعادل در جدول تناوبی در سمت چپ قرار دارند. عناصر نزدیک به محل به این نقطه اغلب مرزی هستند و دارای دوگانگی خواص (به عنوان مثال، ژرمانیوم).

فلزات بیشترین ترکیبات اساسی را تشکیل می دهند. میزان اکسیداسیون این مواد معمولا دو برابر نیست. در گروه، فلزیت افزایش می یابد، اما در دوره کاهش می یابد. به عنوان مثال، رادیو اکتیو فرانسه دارای خواص اساسی بیشتر نسبت به سدیم است، و در خانواده هالوژن، ید حتی یک بلستر فلزی.

در غیر این صورت، وضعیت در دوره است - سطوح پایین با گازهای بی اثر خاتمه می یابد ، در مقابل آنها مواد با خواص مخالف وجود دارد. در فضای افقی جدول تناوبی، واکنش پذیری عناصر از اصلی از طریق آمفوتریک به اسید تغییر می کند. فلزات عوامل کاهش دهنده ی خوب هستند (الکترونها در تشکیل اوراق بهادار).

غیر فلزات

این نوع اتم ها در کلاس های اصلی شیمی معدنی قرار دارد. غیر فلزات در سمت راست میز مندلیف را اشغال می کنند و خواص اسیدی دارند. اغلب این عناصر در فرم ترکیبات با یکدیگر یافت می شوند (به عنوان مثال، بورات ها، سولفات ها، آب). در حالت مولکولی آزاد، وجود گوگرد، اکسیژن و نیتروژن شناخته شده است. همچنین چندین گاز غیر متالیک دیاتومیک وجود دارد - علاوه بر موارد فوق می توان هیدروژن، فلوئور، برم، کلر و ید را شامل شود.

آنها شایع ترین مواد روی زمین هستند - سیلیکون، اکسیژن هیدروژن و کربن به ویژه شایع هستند. ید، سلنیم و آرسنیک بسیار نادر هستند (در اینجا نیز شامل تنظیمات رادیواکتیو و ناپایدار است که در آخرین دوره های جدول قرار دارند).

در ترکیبات، غیر فلزات به طور اساسی رفتار می کنند. آنها به دلیل امکان اتصال یک عدد اضافی از الکترونها برای تکمیل سطح، اکسیدانهای قدرتمندی هستند.

مواد جامد غیر معدنی

علاوه بر موادی که توسط یک گروه از اتم ها نشان داده شده است، ترکیبات، از جمله چندین پیکربندی متفاوت، متمایز می شوند. چنین مواد می تواند دوتایی (متشکل از دو ذره متفاوت)، سه، چهار عنصر و غیره.

مواد دو عنصر

اهمیت ویژه اتصال دوتایی در مولکول ها توسط شیمی تعبیه شده است. کلاس های ترکیبات معدنی نیز از دیدگاه پیوند بین اتم تشکیل شده اند. این می تواند یونی، فلزی، کووالانتی (قطبی یا غیر قطبی) یا مخلوط باشد. به طور معمول، این مواد به وضوح نشان می دهد که پایه (در حضور فلز)، آمفوتریک (دوگانه - به خصوص ویژگی های آلومینیوم) و یا اسیدی (اگر یک عنصر با درجه اکسیداسیون +4 و یا بالاتر) کیفیت.

همکاران سه عنصر

تم های شیمی معدنی برای در نظر گرفتن این نوع از اتحاد اتم ها را فراهم می کند. ترکیبات متشکل از بیش از دو گروه از اتم (اغلب مواد معدنی معامله با گونه های سه عنصر) معمولا با مشارکت اجزای تشکیل دهنده که به طور قابل توجهی در پارامترهای فیزیکی و شیمیایی متفاوت هستند تشکیل می شود.

انواع مختلف ارتباطات کوانتومی، یونیک و مخلوط هستند. به طور معمول مواد سه عنصر رفتار مشابه با دوتایی به علت این واقعیت است که یکی از نیروهای تعامل بین اتمی بسیار قوی تر از دیگر: ضعیف در نوبت دوم تشکیل شده است و امکان تجزیه در راه حل سریع تر.

کلاس های شیمی معدنی

اکثریت وسیع مواد مورد مطالعه در طول مواد معدنی را می توان با طبقه بندی ساده با توجه به ترکیب و خواص آنها مورد توجه قرار داد. بنابراین، هیدروکسید، اسید، اکسید و نمک متمایز می شوند. در نظر گرفتن رابطه آنها بهتر است با آشنایی با مفهوم اکسیداسیون فرم، که در آن ممکن است تقریبا هر گونه مواد معدنی وجود دارد. شیمی از چنین همکاران در فصل های در مورد اکسید بحث شده است.

اکسید

اکسید ترکیبی از هر عنصر شیمیایی با اکسیژن در حالت اکسیداسیون -2 (به ترتیب در پراکسید -1) است. تشکیل پیوندها به دلیل بازده و پیوستن الکترون ها با کاهش O ₂ رخ می دهد (زمانی که اکثر عنصر الکترونگاتیو اکسیژن است).

آنها بسته به گروه دوم اتمها می توانند خواص اسیدی، آمفوتریک و اساسی خود را نشان دهند. اگر فلز است، در اکسید از درجه اکسیداسیون +2، اگر غیر فلزی - از +4 و بالاتر نباشد. در نمونه هایی با ماهیت دوگانه پارامتر ها، مقدار +3 حاصل می شود.

اسیدهای معدنی

ترکیبات اسیدی، به دلیل محتوای کاتدی هیدروژن که می تواند به محلول برسد، واکنش کمتر از 7 محرک دارند و سپس توسط یک یون فلز جایگزین می شوند. با طبقه بندی مواد پیچیده است. اکثر اسیدها را می توان با رقیق کردن اکسید های مربوط با آب بدست آورد، به عنوان مثال، با تشکیل اسید سولفوریک پس از هیدراتاسیون SO ₃ .

شیمی معدنی پایه

خواص این نوع ترکیبات به دلیل حضور هیدروکسیل رادیکال OH است که واکنش متوسطی را به خود می گیرد. پایه های محلول قلیایی نامیده می شود؛ آنها در اثر این جداسازی کامل (افتادن به یون ها در مایع) قویترین آنها هستند. هنگام تشکیل نمکها، گروه OH می تواند جایگزین اسید شود.

شیمی معدنی یک علم دوگانه است که می تواند مواد را از دیدگاه های مختلف توصیف کند. در نظریه پرولتوتیک، پایه ها به عنوان پذیرنده های کاتیون هیدروژنی در نظر گرفته می شوند. این رویکرد مفهوم این طبقه از مواد را گسترش می دهد، هر ماده ای را که قادر به جذب پروتون است، قلیایی می کند.

نمک

این نوع ترکیبات بین پایه ها و اسیدها قرار گرفته است، زیرا محصول تعامل آنها است. بنابراین، معمولا یون فلزی (گاهی اوقات آمونیاک، فسفونیوم یا هیدروکسیونیم) به عنوان کاتیونی ظاهر می شود و یک ماده ی غیر آلی باقی مانده اسیدی است. هنگامی که نمک تشکیل می شود، هیدروژن با یک ماده دیگر جایگزین می شود.

بسته به نسبت تعداد واکنشگرها و قدرت آنها نسبت به یکدیگر، منطقی است که انواع مختلفی از محصولات تعامل را در نظر بگیریم:

• اگر گروه های هیدروکسیل به طور کامل جایگزین نمی شوند، نمک های پایه ای به دست می آیند (چنین مواد دارای یک محیط واکنش قلیایی)؛
• نمکهای اسیدی در مورد مخالف شکل می گیرند - با کمبود یک واکنش پایدار، هیدروژن بخشی از ترکیب آن است.
• معروف ترین و آسان برای درک نمونه های متوسط (و یا نرمال) هستند - آنها محصول خنثی سازی کامل از واکنش های با تشکیل آب و ماده تنها با کاتیون فلز یا آنالوگ و اسید باقی مانده است.

شیمی معدنی یک علم است که تقسیم هر یک از کلاس ها را به قطعاتی که در زمان های متفاوت در نظر گرفته می شوند، فرض می کند: بعضی اوقات، بعضی دیگر. با مطالعه بیشتر در عمق، 4 نوع نمک دیگر وجود دارد:

• این دو شامل یک آنیون تک در حضور دو کاتدی هستند. معمولا این مواد به دلیل ترکیب دو نمک با همان اسید باقی مانده، اما فلزات مختلف به دست می آیند.
• نوع مخلوط مخالف قبلی است: پایه آن یک کاتیون با دو آنیون متفاوت است.
• هیدراتهای بلورین نمک هستند، در فرمول آب در حالت بلوری وجود دارد.
• مجتمع ها مواد هستند که در آن کاتيون، آنيون يا هر دو آنها به عنوان خوشه اي با عنصر شکل دهنده نمايش داده مي شوند. چنین نمک ها می توانند عمدتا در میان عناصر زیر گروه B به دست آیند.

به عنوان مواد دیگر موجود در کارگاه شیمی شیمی معدنی، که می تواند به عنوان نمک یا فصل جداگانه دانش طبقه بندی شود، می توان هیدرید، نیترید، کاربید و اینترتیاللیدها (ترکیبات چند فلز غیر آلیاژ) نامید.

نتایج

شیمی معدنی یک علم است که برای هر متخصص در این زمینه، صرف نظر از منافع او، علاقه مند است. این شامل فصل های اول مطالعه شده در مدرسه در این موضوع است. دوره شیمیایی معدنی برای ساماندهی مقادیر زیادی اطلاعات مطابق با طبقه بندی قابل فهم و ساده ارائه می دهد.