Il corso di chimica nelle scuole inizia in terza media con lo studio dei fondamenti generali della scienza: vengono descritti i possibili tipi di legami tra atomi, i tipi di reticoli cristallini e i meccanismi di reazione più comuni. Questo diventa la base per lo studio di una sezione importante, ma più specifica: gli inorganici.
Cos'è questo
La chimica inorganica è una scienza che considera i principi di struttura, proprietà di base e reattività di tutti gli elementi della tavola periodica. Un ruolo importante nell'inorganico è svolto dalla Legge Periodica, che snellisce la classificazione sistematica delle sostanze modificandone massa, numero e tipo.
Il corso copre anche i composti formatisi durante l'interazione degli elementi della tavola (l'unica eccezione è l'area degli idrocarburi, che è considerata nei capitoli della organica). I compiti di chimica inorganica ti consentono di elaborare le conoscenze teoriche acquisite nella pratica.
La scienza nello storicoaspetto
Il nome "inorganico" è nato in accordo con l'idea che copre una parte della conoscenza chimica che non è correlata alle attività degli organismi biologici.
Nel tempo, è stato dimostrato che la maggior parte del mondo organico può produrre composti "non viventi" e in laboratorio vengono sintetizzati idrocarburi di qualsiasi tipo. Quindi, dal cianato di ammonio, che è un sale nella chimica degli elementi, lo scienziato tedesco Wehler è stato in grado di sintetizzare l'urea.
Per evitare confusione con la nomenclatura e la classificazione dei tipi di ricerca in entrambe le scienze, il programma dei corsi scolastici e universitari, seguendo la chimica generale, prevede lo studio degli inorganici come disciplina fondamentale. Il mondo scientifico mantiene una sequenza simile.
Classi di sostanze inorganiche
La chimica prevede tale presentazione del materiale, in cui i capitoli introduttivi degli inorganici considerano la legge periodica degli elementi. Questa è una classificazione di tipo speciale, che si basa sul presupposto che le cariche atomiche dei nuclei influenzino le proprietà delle sostanze e questi parametri cambiano ciclicamente. Inizialmente, la tabella è stata costruita come riflesso dell'aumento delle masse atomiche degli elementi, ma presto questa sequenza è stata rifiutata a causa della sua incoerenza nell'aspetto in cui le sostanze inorganiche richiedono una considerazione di questo problema.
La chimica, oltre alla tavola periodica, suggerisce la presenza di un centinaio di figure, gruppi e diagrammi che riflettono la periodicità delle proprietà.
Attualmente, una versione consolidata di considerare taleconcetti come classi di chimica inorganica. Le colonne della tabella indicano gli elementi a seconda delle proprietà fisiche e chimiche, nelle righe - periodi simili tra loro.
Sostanze semplici negli inorganici
Un segno nella tavola periodica e una sostanza semplice allo stato libero sono spesso cose diverse. Nel primo caso, si riflette solo un tipo specifico di atomi, nel secondo - il tipo di connessione delle particelle e la loro influenza reciproca in forme stabili.
Il legame chimico nelle sostanze semplici determina la loro divisione in famiglie. Pertanto, si possono distinguere due grandi tipi di gruppi di atomi: metalli e non metalli. La prima famiglia comprende 96 elementi su 118 studiati.
Metalli
Il tipo metallo implica la presenza dell'omonima connessione tra le particelle. L'interazione si basa sulla socializzazione degli elettroni del reticolo, caratterizzato da non direzionalità e insaturazione. Ecco perché i metalli conducono bene il calore e le cariche, hanno lucentezza metallica, malleabilità e duttilità.
Convenzionalmente, i metalli si trovano a sinistra nella tavola periodica quando si traccia una linea retta dal boro all'astato. Gli elementi vicini nella posizione a questa linea sono molto spesso di natura limite e mostrano una dualità di proprietà (ad esempio, germanio).
I metalli formano principalmente composti di base. Gli stati di ossidazione di tali sostanze di solito non superano i due. In un gruppo la metallicità aumenta, mentre in un periodo diminuisce. Ad esempio, il francio radioattivo mostra proprietà più basilari del sodio e inNella famiglia degli alogeni, lo iodio ha persino una lucentezza metallica.
Altrimenti, la situazione è nel periodo: i gas inerti completano i sottolivelli, prima dei quali ci sono sostanze con proprietà opposte. Nello spazio orizzontale della tavola periodica, la reattività manifestata degli elementi cambia da basica ad anfotera ad acida. I metalli sono buoni agenti riducenti (accettano elettroni quando si formano legami).
Non metalli
Questo tipo di atomi è incluso nelle classi principali della chimica inorganica. I non metalli occupano il lato destro della tavola periodica, mostrando proprietà tipicamente acide. Molto spesso, questi elementi si presentano sotto forma di composti tra loro (ad esempio borati, solfati, acqua). Allo stato molecolare libero è nota l'esistenza di zolfo, ossigeno e azoto. Esistono anche diversi gas biatomici non metallici - oltre ai due precedenti, questi includono idrogeno, fluoro, bromo, cloro e iodio.
Queste sono le sostanze più comuni sulla terra: silicio, idrogeno, ossigeno e carbonio sono particolarmente comuni. Iodio, selenio e arsenico sono molto rari (questo include anche le configurazioni radioattive e instabili, che si trovano negli ultimi periodi della tabella).
Nei composti, i non metalli si comportano prevalentemente come acidi. Sono potenti agenti ossidanti grazie alla capacità di attaccare un numero aggiuntivo di elettroni per completare il livello.
Sostanze complesse negli inorganici
Oltre alle sostanze rappresentate da un gruppo di atomi,viene fatta una distinzione tra composti comprendenti diverse configurazioni diverse. Tali sostanze possono essere binarie (costituite da due particelle diverse), tre, quattro elementi e così via.
Sostanze a due elementi
La chimica attribuisce particolare importanza alla binarità dei legami nelle molecole. Le classi di composti inorganici sono considerate anche dal punto di vista del legame formato tra gli atomi. Può essere ionico, metallico, covalente (polare o non polare) o misto. Tipicamente, tali sostanze mostrano chiaramente qualità basiche (in presenza di metallo), amforteriche (doppie - caratteristiche soprattutto dell'alluminio) o acide (se è presente un elemento con uno stato di ossidazione di +4 e superiore).
Soci a tre elementi
Gli argomenti di chimica inorganica prevedono la considerazione di questo tipo di amalgama di atomi. I composti costituiti da più di due gruppi di atomi (il più delle volte gli inorganici si occupano di specie a tre elementi) sono solitamente formati con la partecipazione di componenti che differiscono significativamente l'uno dall' altro nei parametri fisico-chimici.
I possibili tipi di legame sono covalenti, ionici e misti. Tipicamente, le sostanze a tre elementi hanno un comportamento simile a quelle binarie a causa del fatto che una delle forze di interazione interatomica è molto più forte dell' altra: quella debole si forma secondariamente e ha la capacità di dissociarsi più velocemente in soluzione.
Classi di chimica inorganica
La stragrande maggioranza delle sostanze studiate nel corso inorganico può essere considerata da una semplice classificazione a seconda della loro composizione eproprietà. Quindi si distinguono idrossidi, acidi, ossidi e sali. La considerazione della loro relazione è meglio iniziare con la conoscenza del concetto di forme ossidate, in cui può apparire quasi ogni sostanza inorganica. La chimica di tali associati è discussa nei capitoli sugli ossidi.
Ossidi
L'ossido è un composto di qualsiasi elemento chimico con ossigeno nello stato di ossidazione pari a -2 (in perossidi -1, rispettivamente). La formazione del legame avviene a causa del rinculo e dell'attaccamento degli elettroni con la riduzione di O2 (quando l'ossigeno è l'elemento più elettronegativo).
Può mostrare proprietà sia acide che anfotere e basiche, a seconda del secondo gruppo di atomi. Se è un metallo, nell'ossido non supera lo stato di ossidazione di +2, se è un non metallo - da +4 e oltre. Nei campioni con la doppia natura dei parametri, il valore +3.
Acidi negli inorganici
I composti acidi hanno una reazione media inferiore a 7 a causa del contenuto di cationi idrogeno, che possono andare in soluzione e successivamente essere sostituiti da uno ione metallico. Per classificazione, sono sostanze complesse. La maggior parte degli acidi può essere ottenuta diluendo gli ossidi corrispondenti con acqua, ad esempio nella formazione di acido solforico dopo l'idratazione di SO3.
Chimica inorganica di base
Le proprietà di questo tipo di composti sono dovute alla presenza del radicale ossidrile OH, che dà la reazione del mezzo superiore a 7. Si chiamano basi solubilialcali, sono i più forti in questa classe di sostanze a causa della completa dissociazione (decadimento in ioni in un liquido). Il gruppo OH nella formazione dei sali può essere sostituito da residui acidi.
La chimica inorganica è una scienza duale che può descrivere le sostanze da diverse prospettive. Nella teoria protolitica, le basi sono considerate accettori di cationi idrogeno. Questo approccio espande il concetto di questa classe di sostanze, chiamando alcali qualsiasi sostanza che possa accettare un protone.
Sali
Questo tipo di composti si trova tra basi e acidi, in quanto è il prodotto della loro interazione. Pertanto, uno ione metallico (a volte ammonio, fosfonio o idroxonio) agisce solitamente come catione e un residuo acido funge da sostanza anionica. Quando si forma un sale, l'idrogeno viene sostituito da un' altra sostanza.
A seconda del rapporto tra il numero di reagenti e la loro forza in relazione tra loro, è razionale considerare diversi tipi di prodotti di interazione:
- I sali basici si ottengono se i gruppi ossidrile non sono completamente sostituiti (tali sostanze hanno un ambiente di reazione alcalino);
- I sali acidi si formano nel caso opposto - in mancanza di una base reattiva, l'idrogeno rimane parzialmente nel composto;
- I più famosi e di facile comprensione sono i campioni medi (o normali): sono il prodotto della completa neutralizzazione dei reagenti con la formazione di acqua e di una sostanza con solo un catione metallico o un suo analogo e un residuo acido.
La chimica inorganica è una scienza che coinvolgela divisione di ciascuna delle classi in frammenti che vengono considerati in tempi diversi: alcuni - prima, altri - dopo. Con uno studio più approfondito si distinguono altre 4 tipologie di sali:
- Doppio contiene un singolo anione in presenza di due cationi. Solitamente tali sostanze si ottengono fondendo due sali con lo stesso residuo acido, ma metalli diversi.
- Il tipo misto è l'opposto del precedente: la sua base è un catione con due differenti anioni.
- Crystal idrata - sali, nella cui formula è presente acqua allo stato cristallizzato.
- I complessi sono sostanze in cui un catione, un anione o entrambi si presentano sotto forma di grappoli con un elemento formante. Tali sali possono essere ottenuti principalmente da elementi del sottogruppo B.
Altre sostanze incluse nel seminario di chimica inorganica che possono essere classificate come sali o come capitoli separati di conoscenza includono idruri, nitruri, carburi e intermetallidi (composti di diversi metalli che non sono una lega).
Risultati
La chimica inorganica è una scienza che interessa a ogni specialista in questo campo, indipendentemente dai suoi interessi. Comprende i primi capitoli studiati a scuola in questa materia. Il corso di chimica inorganica prevede la sistematizzazione di grandi quantità di informazioni secondo una classificazione comprensibile e semplice.
