أنواع التفاعل الكيميائي في الكيمياء غير العضوية. كيمياء عامة

UDC 546 (075) LBC 24.1 i 7 0-75

بقلم: Klimenko B.I Ph.D. تقنية. العلوم ، مساعد. فولودتشينكو أ. ن. ، دكتوراه. تقنية. العلوم ، مساعد. بافلينكو في ، دكتور في الهندسة العلوم ، أ.

المراجع Gikunova I.V. ، Ph.D. تقنية. العلوم ، مساعد.

أساسيات الكيمياء غير العضوية: إرشادات للطلاب 0-75 التعليم بدوام كامل. - بيلغورود: دار النشر BelGTASM ، 2001. - 54 ص.

في المبادئ التوجيهية ، مع الأخذ في الاعتبار الأقسام الرئيسية للكيمياء العامة ، يتم النظر في خصائص أهم فئات المواد غير العضوية بالتفصيل. يحتوي هذا العمل على تعميمات ومخططات وجداول وأمثلة ، والتي ستسهم في استيعاب أفضل للحقائق الواقعية الشاملة. مواد. يتم إيلاء اهتمام خاص ، سواء في الجانب النظري أو العملي ، للعلاقة بين الكيمياء غير العضوية والمفاهيم الأساسية للكيمياء العامة.

الكتاب مخصص لطلاب السنة الأولى من جميع التخصصات.

UDC 546 (075) LBC 24.1 ط 7

© أكاديمية بيلغورود الحكومية التكنولوجية لمواد البناء (BelGTASM) ، 2001

المقدمة

معرفة أسس أي علم والمشاكل التي تواجهه هي الحد الأدنى الذي يجب أن يعرفه أي شخص من أجل التنقل بحرية في العالم من حوله. يلعب العلم الطبيعي دورًا مهمًا في هذه العملية. العلوم الطبيعية - مجموعة من العلوم عن الطبيعة. تنقسم جميع العلوم إلى علوم إنسانية دقيقة (طبيعية) ورشيقة. الأول يدرس قوانين تطور العالم المادي ، والأخير - قوانين التطور ومظاهر العقل البشري. في العمل المقدم ، سوف نتعرف على أساسيات أحد العلوم الطبيعية ، 7 الكيمياء غير العضوية. لا يمكن إجراء دراسة ناجحة للكيمياء غير العضوية إلا إذا كانت تركيبة وخصائص الفئات الرئيسية للمركبات غير العضوية معروفة. من خلال معرفة ميزات فئات المركبات ، من الممكن وصف خصائص ممثليهم الفرديين.

عند دراسة أي علم ، بما في ذلك الكيمياء ، فإن السؤال الذي يطرح نفسه دائمًا: من أين نبدأ؟ من دراسة المواد الواقعية: أوصاف خصائص المركبات ، وبيان شروط وجودها ، وتعداد التفاعلات التي تدخل فيها ؛ على هذا الأساس ، يتم اشتقاق القوانين التي تحكم سلوك المواد ، أو على العكس من ذلك ، يتم إعطاء القوانين أولاً ، ثم تتم مناقشة خصائص المواد على أساسها. في هذا الكتاب ، سوف نستخدم كلتا الطريقتين لتقديم المواد الواقعية.

1. المفاهيم الأساسية للكيمياء غير العضوية

ما هو موضوع الكيمياء ، ماذا يدرس هذا العلم؟ هناك عدة تعريفات للكيمياء.

من ناحية أخرى ، الكيمياء هي علم المواد وخصائصها وتحولاتها. من ناحية أخرى ، الكيمياء هي أحد العلوم الطبيعية التي تدرس الشكل الكيميائي لحركة المادة. الشكل الكيميائي لحركة المادة هو عمليات اتحاد الذرات في جزيئات وتفكك الجزيئات. يمكن تمثيل التنظيم الكيميائي للمادة بالمخطط التالي (الشكل 1).

أرز. 1. التنظيم الكيميائي للمادة

المادة هي حقيقة موضوعية تُعطى للشخص في أحاسيسه ، والتي يتم نسخها وتصويرها وعرضها من خلال أحاسيسنا الموجودة بشكل مستقل عنا. توجد المادة كواقع موضوعي في شكلين: في شكل مادة وفي شكل حقل.

المجال (قوى الجاذبية ، الكهرومغناطيسية ، داخل النواة) هو شكل من أشكال وجود المادة ، والتي تتميز وتتجلى في المقام الأول بالطاقة ، وليس بالكتلة ، على الرغم من أنها تحتوي على الأخيرة. الطاقة هي مقياس كمي للحركة ، معبراً عن قدرة الأشياء المادية للقيام بالعمل.

الكتلة (lat. massa - block ، block ، piece) هي كمية فيزيائية ، واحدة من الخصائص الرئيسية للمادة ، والتي تحدد خصائصها بالقصور الذاتي والجاذبية.

الذرة هي أدنى مستوى من التنظيم الكيميائي للمادة ، والذرة هي أصغر جسيم في العنصر يحتفظ بخصائصه. يتكون من نواة موجبة الشحنة وإلكترونات سالبة الشحنة ؛ الذرة ككل محايدة كهربائيا. عنصر كيميائي -نوع من الذرات بنفس الشحنة النووية. يوجد 109 عنصرًا معروفًا ، يوجد 90 منها في الطبيعة.

الجزيء هو أصغر جزء من مادة له الخصائص الكيميائية لتلك المادة.

عدد العناصر الكيميائية محدود ، ومجموعاتها تعطي كل شيء

مجموعة متنوعة من المواد.

ما هي المادة؟

بالمعنى الواسع ، المادة هي نوع معين من المادة لها كتلة سكونية وتتميز في ظل ظروف معينة بخصائص فيزيائية وكيميائية معينة. حوالي 600 ألف مادة غير عضوية وحوالي 5 ملايين مادة عضوية معروفة.

بمعنى أضيق ، المادة عبارة عن مجموعة معينة من الجزيئات الذرية والجزيئية ، وشركاتها ومجموعاتها الموجودة في أي من حالات التجميع الثلاث.

يتم تحديد المادة تمامًا من خلال ثلاث ميزات: 1) تحتل جزءًا من الفضاء ؛ 2) لها كتلة راحة ؛

3) مبني من الجسيمات الأولية.

يمكن تقسيم جميع المواد إلى بسيطة ومعقدة.

لا يشكل رجال الشرطة مادة واحدة ، بل عدة مواد بسيطة. تسمى هذه الظاهرة التآصل ، ويطلق على كل من هذه المواد البسيطة تعديل (تعديل) متآثر لعنصر معين. لوحظ التآصل في الكربون والأكسجين والكبريت والفوسفور وعدد من العناصر الأخرى. لذا ، فإن الجرافيت والماس والكاربين والفوليرين هي تعديلات متآصلة لعنصر الكربون الكيميائي ؛ الفوسفور الأحمر والأبيض والأسود - تعديلات متآصلة للعنصر الكيميائي الفوسفور. حوالي 400 مادة بسيطة معروفة.

المادة البسيطة هي شكل من أشكال وجود مادة كيميائية

عناصر في حالة حرة

العناصر مقسمة إلى معادن وغير فلزية. يمكن تحديد انتماء عنصر كيميائي إلى معادن أو غير فلزات باستخدام النظام الدوري لعناصر D.I. مندليف. قبل القيام بذلك ، لنتذكر قليلاً بنية الجدول الدوري.

1.1 القانون الدوري والنظام الدوري من D.I. Mendeleev

النظام الدوري للعناصر -هذا تعبير بياني عن القانون الدوري ، اكتشفه D.I. Mendeleev في 18 فبراير 1869. يبدو القانون الدوري على هذا النحو: خصائص المواد البسيطة ، وكذلك خصائص المركبات ، تعتمد بشكل دوري على شحنة نواة ذرات العنصر.

هناك أكثر من 400 نوع مختلف من تمثيل النظام الدوري. المتغيرات الخلوية الأكثر شيوعًا (إصدار قصير - 8 خلايا ومتغيرات طويلة - 18 و 32 خلية). يتكون النظام الدوري لفترة قصيرة من 7 فترات و 8 مجموعات.

يتم دمج العناصر التي لها هيكل مماثل لمستوى الطاقة الخارجية في مجموعات. يوجد رئيسي (أ) وجانب (ب)

مجموعات. المجموعات الرئيسية هي عناصر s- و p ، والثانوية - عناصر d.

الفترة هي سلسلة متتالية من العناصر يتم ملء ذراتها بنفس العدد من طبقات الإلكترون من نفس مستوى الطاقة. يفسر الاختلاف في الترتيب الذي تمتلئ به طبقات الإلكترون سبب اختلاف أطوال الفترات. في هذا الصدد ، تحتوي الفترات على عدد مختلف من العناصر: الفترة الأولى - عنصرين ؛ الفترتان الثانية والثالثة - 8 عناصر لكل منهما ؛ الرابع والخامس

الفترات - 18 عنصرًا في كل فترة والفترة السادسة - 32 عنصرًا.

يتم فصل عناصر الفترات الصغيرة (الثانية والثالثة) في مجموعة فرعية من العناصر النموذجية. منذ أن تمتلئ d- و / العناصر مع 2 و 3 خارج elgk-

القليل من ذراتهم ، وبالتالي ، قدرة أكبر على إضافة إلكترونات (قدرة مؤكسدة) ، تنتقل بقيم عالية من سلبيتها الكهربية. العناصر ذات الخصائص غير المعدنية تحتل الزاوية اليمنى العليا من الجدول الدوري

دي مندليف. يمكن أن تكون اللافلزات غازية (F2 ، O2 ، CI2) ، صلبة (B ، C ، Si ، S) وسائلة (Br2).

يحتل عنصر الهيدروجين مكانة خاصة في الجدول الدوري.

الجذعية وليس لها نظائر كيميائية. يعرض الهيدروجين المعدني

والخواص غير المعدنية ، وبالتالي في النظام الدوري لها

وضعت في وقت واحد في مجموعات IA و VIIA.

نظرًا للأصالة الكبيرة للخصائص الكيميائية ، فهي تتميز عنها

صحة. على الرغم من وجود معادن هشة (الزنك والأنتيمون والبزموت). تظهر المعادن ، كقاعدة عامة ، خصائص مختزلة.

المواد المعقدة(المركبات الكيميائية) هي مواد تتكون جزيئاتها من ذرات عناصر كيميائية مختلفة (جزيئات غير متجانسة أو جزيئات غير متجانسة). على سبيل المثال ، C 02 ، CON. أكثر من 10 مليون مادة معقدة معروفة.

أعلى شكل من أشكال التنظيم الكيميائي للمادة هي الزميلة والتجمعات. المنتسبات عبارة عن مجموعات من الجزيئات أو الأيونات البسيطة إلى جزيئات أكثر تعقيدًا لا تسبب تغيرات في الطبيعة الكيميائية للمادة. توجد الزميلات بشكل أساسي في الحالة السائلة والغازية ، بينما توجد الركام في الحالة الصلبة.

المخاليط عبارة عن أنظمة تتكون من عدة مركبات موزعة بالتساوي ومترابطة بنسب ثابتة ولا تتفاعل مع بعضها البعض.

1.2 التكافؤ وحالة الأكسدة

يعتمد تجميع الصيغ التجريبية وتشكيل أسماء المركبات الكيميائية على المعرفة والاستخدام الصحيح لمفاهيم حالة الأكسدة والتكافؤ.

حالة الأكسدة- هذه هي الشحنة الشرطية للعنصر في المركب ، محسوبة من افتراض أن المركب يتكون من أيونات. هذه القيمة مشروطة ، رسمية ، حيث لا يوجد عمليا أي مركبات أيونية بحتة. يمكن أن تكون درجة الأكسدة في القيمة المطلقة عددًا صحيحًا أو عددًا كسريًا ؛ ومن حيث الشحنة يمكن أن تكون موجبة وسالبة وتساوي صفرًا.

التكافؤ هو قيمة يحددها عدد الإلكترونات غير المزاوجة في مستوى الطاقة الخارجية أو عدد المدارات الذرية الحرة التي يمكن أن تشارك في تكوين الروابط الكيميائية.

بعض القواعد لتحديد حالات أكسدة العناصر الكيميائية

1. حالة أكسدة عنصر كيميائي في مادة بسيطة

يساوي 0.

2. مجموع حالات أكسدة الذرات في جزيء (أيون) هو 0

(شحنة أيون).

3. لعناصر المجموعات I-III A حالة أكسدة موجبة تقابل عدد المجموعة التي يقع فيها هذا العنصر.

4. العناصر IV-V من مجموعات IIA ، باستثناء حالة الأكسدة الإيجابية المقابلة لرقم المجموعة ؛ وحالة الأكسدة السلبية المقابلة للفرق بين رقم المجموعة والرقم 8 لها حالة أكسدة وسيطة تساوي الفرق بين رقم المجموعة والرقم 2 (الجدول 1).

الجدول 1

حالات الأكسدة لمجموعات فرعية من العناصر IV-V IIA

5. حالة أكسدة الهيدروجين هي +1 إذا كان هناك معدن واحد على الأقل في المركب ؛ - 1 في مركبات مع معادن (هيدرات) ؛ 0 إلى H2.

هيدرات بعض العناصر

6. تكون حالة أكسدة الأكسجين عادة -2 ، باستثناء البيروكسيدات (-1) ، الأكاسيد الفائقة (-1/2) ، الأوزون (-1/3) ، الأوزون (+4) ، فلوريد الأكسجين (+2).

7. حالة أكسدة الفلور في جميع المركبات باستثناء F2> هي -1. تتحقق الأشكال الأعلى من أكسدة العديد من العناصر الكيميائية (BiF5 ، SF6 ، IF؟ ، OsFg) في المركبات التي تحتوي على الفلور.

ثمانية . في فترات ، يتناقص نصف القطر المداري للذرات مع زيادة الرقم التسلسلي ، بينما تزداد طاقة التأين. في الوقت نفسه ، يتم تحسين الخصائص الحمضية والمؤكسدة ؛ أعلى ste

تصبح رغاوي أكسدة العناصر أقل استقرارًا.

9. بالنسبة لعناصر المجموعات الفردية في النظام الدوري ، تعتبر الدرجات الفردية مميزة ، وبالنسبة لعناصر المجموعات الزوجية ، تكون الدرجات الزوجية

أكسدة.

10. في المجموعات الفرعية الرئيسية ، مع زيادة العدد الترتيبي للعنصر ، تزداد أحجام الذرات بشكل عام ، وتقل طاقة التأين. وفقًا لذلك ، يتم تحسين الخصائص الأساسية وإضعاف خصائص الأكسدة. في مجموعات فرعية من ^ -elements ، مع زيادة العدد الذري ، مشاركة n ^ -electrons في تكوين الروابط

> w h o w j 3 w »

الشكل رقم 2. مخطط أهم أصناف المواد غير العضوية

في الكيمياء غير العضوية ، تُصنف التفاعلات الكيميائية وفقًا لمعايير مختلفة.

1. عن طريق تغيير حالة الأكسدةإلى الأكسدة والاختزال ، والتي تترافق مع تغيير في حالة أكسدة العناصر والقاعدة الحمضية ، والتي تستمر دون تغيير حالات الأكسدة.

2. حسب طبيعة العملية.

تفاعلات التحللهي تفاعلات كيميائية تتكون فيها جزيئات بسيطة من جزيئات أكثر تعقيدًا.

تفاعلات الاتصالتسمى التفاعلات الكيميائية ، حيث يتم الحصول على مركبات معقدة من عدة مركبات أبسط.

تفاعلات الاستبدالهي تفاعلات كيميائية يتم فيها استبدال ذرة أو مجموعة ذرات في جزيء بذرة أخرى أو مجموعة ذرات.

تبادل ردود الفعلتسمى التفاعلات الكيميائية التي تحدث دون تغيير حالة أكسدة العناصر وتؤدي إلى تبادل الأجزاء المكونة للكواشف.

3. إذا كان ذلك ممكنًا ، فانتقل في الاتجاه المعاكس إلى الاتجاه القابل للعكس والذي لا رجوع فيه.

بعض التفاعلات ، مثل احتراق الإيثانول ، لا رجوع فيها عمليًا ، أي من المستحيل تهيئة الظروف لها لكي تتدفق في الاتجاه المعاكس.

ومع ذلك ، هناك العديد من ردود الفعل التي يمكن أن تستمر في الاتجاهين الأمامي والخلفي وفقًا لظروف العملية. يتم استدعاء ردود الفعل التي يمكن أن تستمر في كلا الاتجاهين الأمامي والخلفي تفريغ.

4. حسب نوع تمزق السندات - متجانسة(فجوة متساوية ، كل ذرة تحصل على إلكترون واحد) و غير متجانس(فجوة غير متكافئة - يحصل المرء على زوج من الإلكترونات).

5. وفقا للتأثير الحراري ، طاردة للحرارة(إطلاق نار) و ماص للحرارة(امتصاص الحرارة).

ستكون التفاعلات المركبة بشكل عام تفاعلات طاردة للحرارة ، بينما تكون تفاعلات التحلل ماصة للحرارة. استثناء نادر هو التفاعل الماص للحرارة للنيتروجين مع الأكسجين N 2 + O 2 = 2NO - Q.

6. حسب حالة تجميع المراحل.

متجانس(يحدث التفاعل في مرحلة واحدة ، بدون واجهات ؛ تفاعلات في الغازات أو في المحاليل).

غير متجانسة(ردود الفعل تحدث عند حدود المرحلة).

7. باستخدام محفز.

المحفز هو مادة تسرع التفاعل الكيميائي لكنها تظل دون تغيير كيميائيًا.

المحفزعمليا لا تذهب دون استخدام محفز و غير محفز.

تصنيف التفاعلات العضوية

يشير الإلكتروفيلي إلى تفاعلات الحالة غير المتجانسة للمركبات العضوية مع المواد الكهربائية - وهي جزيئات تحمل شحنة موجبة كاملة أو جزئية. تنقسم إلى تفاعلات الاستبدال الإلكتروفيلي وتفاعلات الإضافة المحبة للكهرباء. فمثلا،

H 2 C \ u003d CH 2 + Br 2  BrCH 2 - CH 2 Br

تشير Nucleophilic إلى تفاعلات الحالة غير المتجانسة للمركبات العضوية مع nucleophiles - وهي جزيئات تحمل عددًا صحيحًا أو شحنة سالبة جزئية. تنقسم إلى تفاعلات الاستبدال nucleophilic وتفاعلات الإضافة nucleophilic. فمثلا،

CH 3 Br + NaOH CH 3 OH + NaBr

التفاعلات الجذرية (المتسلسلة) تسمى التفاعلات الكيميائية التي تتضمن الجذور ، على سبيل المثال

يبدأ مقرر 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

هذا علم يأخذ في الاعتبار مبادئ الهيكل والخصائص الأساسية والتفاعلية لجميع عناصر الجدول الدوري. يلعب القانون الدوري دورًا مهمًا في المواد غير العضوية ، والذي يبسط التصنيف المنهجي للمواد وفقًا للتغيرات في كتلتها وعددها ونوعها.

كما يغطي المساق 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 المتلقاة في الممارسة العملية.

العلم في الجانب التاريخي

ظهر الاسم "غير العضوي" وفقًا لفكرة أنه يغطي جزءًا من المعرفة الكيميائية لا علاقة له بأنشطة الكائنات الحية.

بمرور الوقت ، ثبت أن معظم العالم العضوي يمكنه أيضًا إنتاج 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 كلا العلمين ، فإن برنامج الدورات المدرسية والجامعية ، بعد الكيمياء العامة ، يتضمن دراسة المواد غير العضوية كنظام أساسي. في العالم العلمي ، يتم الحفاظ على تسلسل مماثل.

فئات المواد غير العضوية

توفر الكيمياء لمثل هذا العرض التقديمي للمواد التي تتناول فيها الفصول التمهيدية للمواد غير العضوية القانون الدوري للعناصر. من نوع خاص ، والذي 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 المسألة.

تقترح الكيمياء ، بالإضافة إلى الجدول الدوري ، وجود حوالي مائة من الأشكال والعناقيد والرسوم البيانية التي تعكس دورية الخصائص.

في الوقت الحاضر ، تحظى النسخة الموحدة من اعتبار مفهوم مثل فئات الكيمياء غير العضوية بشعبية. تشير أعمدة الجدول إلى العناصر اعتمادًا على الخصائص الفيزيائية الكيميائية ، في الصفوف - فترات متشابهة مع بعضها البعض.

مواد بسيطة غير عضوية

غالبًا ما تكون علامة 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. وبالتالي ، يمكن التمييز بين نوعين عريضين من مجموعات الذرات - الفلزات واللافلزات. تضم الأسرة الأولى 96 عنصرًا من أصل 118 تمت دراستها.

المعادن

يفترض النوع المعدني وجود رابطة تحمل نفس الاسم 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 للتطويع واللدونة.

بشكل تقليدي ، توجد المعادن على اليسار في الجدول الدوري عندما يتم رسم خط مستقيم من البورون إلى الأستاتين. غالبًا ما تكون العناصر القريبة من هذا الخط ذات طبيعة حدية وتظهر ازدواجية الخصائص (على سبيل المثال ، الجرمانيوم).

تشكل معظم المعادن مركبات أساسية. عادة لا تتجاوز حالات الأكسدة لهذه المواد اثنين. في المجموعة ، تزداد الفلزية ، بينما تتناقص في فترة. على سبيل المثال ، يُظهر الفرانسيوم المشع خصائص أساسية أكثر من الصوديوم ، وفي عائلة الهالوجين ، يحتوي اليود حتى على لمعان معدني.

خلاف ذلك ، فإن الوضع في الفترة - يكملون المستويات الفرعية التي توجد أمامها 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).

غير المعادن

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.

إنها أكثر المواد شيوعًا على وجه الأرض - السليكون والهيدروجين والأكسجين والكربون شائعة بشكل خاص. اليود والسيلينيوم والزرنيخ نادرة جدًا (وهذا يشمل أيضًا التكوينات المشعة وغير المستقرة ، الموجودة في الفترات الأخيرة من الجدول).

في المركبات ، تتصرف اللافلزات في الغالب كأحماض. إنها عوامل مؤكسدة قوية بسبب إمكانية إضافة عدد إضافي من الإلكترونات لإكمال المستوى.

في غير عضوي

بالإضافة إلى المواد التي يتم تمثيلها بمجموعة واحدة من الذرات ، هناك مركبات تشتمل على عدة تكوينات مختلفة. يمكن أن تكون هذه المواد ثنائية (تتكون من جسيمين مختلفين) ، وثلاثة ، وأربعة عناصر ، وما إلى ذلك.

عنصرين

تعلق الكيمياء 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).

ثلاثة عناصر المنتسبين

تشمل موضوعات الكيمياء غير العضوية النظر في هذا النوع من الترابط بين 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.

أنواع الروابط الممكنة هي التساهمية والأيونية والمختلطة. عادة ، تتشابه المواد المكونة من ثلاثة عناصر في السلوك مع المواد الثنائية نظرًا لحقيقة أن إحدى قوى التفاعل بين الذرات أقوى بكثير من الأخرى: تتكون المادة الضعيفة في المرتبة الثانية ولديها القدرة على الانفصال بشكل أسرع في الحل .

فئات الكيمياء غير العضوية

يمكن اعتبار الغالبية العظمى من المواد التي تمت دراستها في الدورة غير العضوية وفقًا لتصنيف بسيط اعتمادًا على تكوينها وخصائصها. لذلك ، تتميز الأكاسيد والأملاح. من الأفضل البدء في النظر في علاقتهم بمفهوم الأشكال المؤكسدة ، حيث يمكن أن تظهر أي مادة غير عضوية تقريبًا. تمت مناقشة كيمياء هؤلاء المنتسبين في فصول الأكاسيد.

أكاسيد

الأكسيد هو مركب من أي عنصر كيميائي به أكسجين في حالة أكسدة -2 (في بيروكسيدات -1 ، على التوالي). يحدث تكوين الرابطة بسبب عودة الإلكترونات وربطها مع تقليل O 2 (عندما يكون الأكسجين هو العنصر الأكثر كهرسلبية).

يمكن أن تظهر الخصائص الحمضية والمتذبذبة والأساسية ، اعتمادًا على المجموعة الثانية من الذرات. إذا كان في الأكسيد لا يتجاوز حالة الأكسدة +2 ، إذا كان غير المعدني - من +4 وما فوق. في العينات ذات الطبيعة المزدوجة للمعلمات ، يتم تحقيق قيمة +3.

الأحماض غير العضوية

تحتوي المركبات الحمضية على 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 SO 3.

الكيمياء الأساسية غير العضوية

تعود خصائص هذا النوع من المركبات إلى وجود شق هيدروكسيل الهيدروكسيل ، والذي يعطي تفاعل الوسط فوق 7. تسمى القواعد القابلة للذوبان القلويات ، وهي الأقوى في هذه الفئة من المواد بسبب التفكك الكامل (التحلل إلى أيونات في سائل). يمكن استبدال مجموعة OH في تكوين الأملاح بالمخلفات الحمضية.

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.

ملح

هذا النوع من المركبات يقع بين القواعد والأحماض ، لأنه نتاج تفاعلها. وهكذا ، فإن أيون المعدن (أحيانًا الأمونيوم أو الفوسفونيوم أو الهيدرونيوم) يعمل عادةً كاتيون ، وتعمل بقايا الحمض كمادة أنيونية. عندما يتكون الملح ، يتم استبدال الهيدروجين بمادة أخرى.

اعتمادًا على نسبة عدد الكواشف وقوتها فيما يتعلق ببعضها البعض ، من المنطقي النظر في عدة أنواع من منتجات التفاعل:

• يتم الحصول على الأملاح الأساسية إذا لم يتم استبدال مجموعات الهيدروكسيل بالكامل (مثل هذه المواد لها تفاعل قلوي للبيئة) ؛
• تتشكل الأملاح الحمضية في الحالة المعاكسة - مع عدم وجود قاعدة تفاعلية ، يبقى الهيدروجين جزئيًا في المركب ؛
• الأكثر شهرة وأسهل للفهم 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 يتضمن تقسيم كل فئة إلى أجزاء يتم أخذها في الاعتبار في أوقات مختلفة: بعضها سابقًا ، والبعض الآخر لاحقًا. مع دراسة أكثر تعمقًا ، تم تمييز 4 أنواع أخرى من الأملاح:

• تحتوي الثنائيات على أنيون واحد في وجود اثنين من الكاتيونات. عادة ، يتم الحصول على هذه المواد عن طريق دمج أملاحين مع نفس بقايا الحمض ، ولكن مع معادن مختلفة.
• النوع المختلط هو عكس النوع السابق: أساسه كاتيون واحد مع أنيونيين مختلفين.
• هيدرات بلورية - أملاح ، يوجد في صيغتها ماء في حالة متبلورة.
• المجمعات عبارة عن مواد يتم فيها تقديم الكاتيون أو الأنيون أو كليهما في شكل مجموعات مع عنصر تشكيل. يمكن الحصول على هذه الأملاح بشكل أساسي من عناصر المجموعة الفرعية B.

مثل المواد الأخرى المدرجة في ممارسة الكيمياء غير العضوية ، والتي يمكن تصنيفها على أنها أملاح أو فصول منفصلة من المعرفة ، يمكن للمرء تسمية الهيدريد ، والنتريد ، والكربيدات ، والفلزات (مركبات من عدة معادن ليست سبيكة).

نتائج

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 بسيط ومفهوم.

محاضرة: تصنيف التفاعلات الكيميائية في الكيمياء العضوية وغير العضوية

أنواع التفاعلات الكيميائية في الكيمياء غير العضوية

أ) التصنيف حسب عدد المواد الأولية:

تقسيم - نتيجة لهذا التفاعل ، يتم تكوين مادتين أو أكثر بسيطة ومعقدة من مادة معقدة موجودة.

مُجَمَّع - هذا رد فعل تكون فيه اثنتان أو أكثر من المواد البسيطة والمعقدة واحدة ، ولكنها أكثر تعقيدًا.

مثال: 4Al + 3O 2 → 2Al 2 O 3

مثال: 2КI + Cl2 → 2КCl + I 2

مثال: HCl + KNO 2 → KCl + HNO 2

ب) التصنيف حسب التأثير الحراري:

S + O 2 → SO 2 + Q

2C 2 H 6 + 7O 2 → 4CO 2 + 6H 2 O + Q

تفاعلات ماصة للحرارة هي تفاعلات كيميائية معينة يتم فيها امتصاص الحرارة. كقاعدة عامة ، هذه تفاعلات تحلل.

أمثلة:

كربونات الكالسيوم 3 → CaO + CO 2 - Q
2KClO 3 → 2KCl + 3O 2 - س

تسمى الحرارة المنبعثة أو الممتصة في تفاعل كيميائي التأثير الحراري.

يتم استدعاء المعادلات الكيميائية التي يشار فيها إلى التأثير الحراري للتفاعل حرارية.

ج) التصنيف عن طريق الانعكاس:

مثال: 3H 2 + N 2 ⇌ 2NH 3

د) التصنيف حسب التغير في درجة الأكسدة:

مثال: Сu + 4HNO 3 → Cu (NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O.

مثال: HNO 3 + KOH → KNO 3 + H 2 O.

هـ) تصنيف المرحلة:

مثال: H 2 (غاز) + Cl 2 (غاز) → 2HCL

التصنيف حسب استخدام المحفز:

المحفز هو مادة تسرع التفاعل. يحدث التفاعل التحفيزي في وجود محفز ، تفاعل غير تحفيزي بدون محفز.
مثال: 2H 2 0 2 MnO2 → 2H 2 O + O 2 محفز MnO 2

يستمر تفاعل القلويات مع الحمض بدون محفز.
مثال: KOH + حمض الهيدروكلوريك → بوكل + H 2 O

الموانع هي المواد التي تبطئ التفاعل.
لا يتم استهلاك المحفزات والمثبطات نفسها أثناء التفاعل.

أنواع التفاعلات الكيميائية في الكيمياء العضوية

انضمام هي تفاعلات تتحد فيها عدة جزيئات من مادة ما في جزيء واحد.تشمل تفاعلات الإضافة ما يلي:

• الهدرجة هي تفاعل يضاف فيه الهيدروجين إلى رابطة متعددة.

مثال: CH 3 -CH \ u003d CH 2 (بروبين) + H 2 → CH 3 -CH 2 -CH 3 (بروبان)

الهالوجين المائيهو تفاعل يضيف هاليد الهيدروجين.

مثال: CH 2 \ u003d CH 2 (إيثين) + Hcl → CH 3 -CH 2 -Cl (كلورو إيثان)

تتفاعل الألكينات مع هاليدات الهيدروجين (كلوريد الهيدروجين ، بروميد الهيدروجين) بنفس طريقة تفاعل الألكينات. يحدث التعلق في تفاعل كيميائي على مرحلتين ، وتحدده قاعدة ماركوفنيكوف:

عند إضافة الأحماض البروتينية والماء إلى الألكينات والألكينات غير المتماثلة ، يتم ربط ذرة الهيدروجين بأكثر ذرات الكربون المهدرجة.

آلية هذا التفاعل الكيميائي. يتكون المركب p في المرحلة الأولى السريعة ، ويتحول تدريجياً في المرحلة البطيئة الثانية إلى مركب s - وهو carbocation. في المرحلة الثالثة ، يحدث استقرار الكربوهيدرات - أي التفاعل مع أنيون البروم:

I1 ، I2 - الكربوهيدرات. P1 ، P2 - البروميدات.

تعتبر المشتقات العضوية المحتوية على الهالوجين من أهم المركبات التي تستخدم في كل من التخليق العضوي وكمنتجات مستهدفة. تعتبر مشتقات الهالوجين للهيدروكربونات من المنتجات الأولية في عدد كبير من تفاعلات الإحلال النووي. فيما يتعلق بالاستخدام العملي للمركبات المحتوية على الهالوجين ، يتم استخدامها في شكل مذيبات ، مثل المركبات المحتوية على الكلور ، والمبردات - مشتقات الكلوروفلورو ، والفريونات ، ومبيدات الآفات ، والمستحضرات الصيدلانية ، والملدنات ، والمونومرات للبلاستيك.

البلمرة - هذا نوع خاص من التفاعل الذي تتحد فيه جزيئات مادة ذات وزن جزيئي صغير نسبيًا مع بعضها البعض ، وبالتالي تشكل جزيئات مادة ذات وزن جزيئي مرتفع.

الكيمياء غير العضوية في التفاعلات. الدليل. Lidin R.A. ، Molochko V.A. ، Andreeva L.L.

الطبعة الثانية ، المنقحة. وإضافية - م: 2007-637 ص.

يحتوي الدليل على 1100 مادة غير عضوية ، والتي تم تقديم معادلات أهم التفاعلات لها. تم تبرير اختيار المواد بأهميتها النظرية والصناعية المختبرية. تم تنظيم الدليل وفقًا للمبدأ الأبجدي للصيغ الكيميائية وهيكل متطور جيدًا ، مزودًا بمؤشر للموضوع يجعل من السهل العثور على المادة الصحيحة. ليس لها نظائر في الأدبيات الكيميائية المحلية والأجنبية. لطلاب الجامعات الكيميائية والتكنولوجية الكيميائية. يمكن استخدامه من قبل أساتذة الجامعات وطلاب الدراسات العليا والعلماء والمهندسين في الصناعة الكيميائية ، وكذلك المعلمين وطلاب المدارس الثانوية.

شكل:بي دي إف

الحجم: 36.2 م

مشاهدة ، تنزيل:drive.google

يعرض الكتاب المرجعي الخصائص الكيميائية (معادلات التفاعل) لأهم مركبات 109 عنصرًا من عناصر الجدول الدوري من الهيدروجين إلى الميتريوم. تم وصف أكثر من 1100 مادة غير عضوية بالتفصيل ، وتم اختيارها وفقًا لأهميتها الصناعية (المواد الأولية للعمليات الكيميائية ، المواد الخام المعدنية) ، واتساع الانتشار في الممارسة الهندسية والتعليمية والمخبرية (نموذج المذيبات والكواشف ، كواشف التحليل النوعي) واستخدامها في أحدث فروع التكنولوجيا الكيميائية.
تنقسم المادة المرجعية إلى أقسام ، كل منها مخصص لعنصر واحد ، ويتم ترتيب العناصر أبجديًا حسب رموزها (من الأكتينيوم Ac إلى الزركونيوم Zr).
يتكون أي قسم من عدد من العناوين ، يشير أولها إلى مادة بسيطة ، وجميع العناصر اللاحقة - إلى المواد المعقدة ، في الصيغ الكيميائية التي يوجد بها عنصر القسم في المكان الأول (الأيسر). يتم سرد مواد كل قسم أبجديًا حسب صيغ التسمية الخاصة بهم (مع استثناء واحد: يتم وضع جميع الأحماض المقابلة في نهاية أقسام العناصر المكونة للحمض). على سبيل المثال ، يوجد في قسم الأكتينيوم عناوين Ac ، AcC13 ، AcF3 ، Ac (N03) 3 ، Ac203 ، Ac (OH) 3. يتم إعطاء صيغ المركبات ذات الأنيون المركب في شكل مقلوب ، أي.
يحتوي كل عنوان على وصف موجز للمادة ، والذي يشير إلى لونها ، واستقرارها الحراري ، وقابليتها للذوبان ، والتفاعل (أو عدم وجودها) مع الكواشف الشائعة ، وما إلى ذلك ، بالإضافة إلى طرق الحصول على هذه المادة ، المصممة كروابط لعناوين المواد الأخرى . تحتوي المراجع على رمز عنصر القسم ورقم المعيار غير القياسي ورقم مرتفع لمعادلة التفاعل.
علاوة على ذلك ، يتبع نموذج التقييم مجموعة مرقمة من معادلات التفاعل ، مما يعكس الخصائص الكيميائية الرئيسية لمادة معينة. بشكل عام ، يكون ترتيب المعادلات كما يلي:
- التحلل الحراري للمادة ؛
- تجفاف أو تحلل هيدرات بلورية ؛
- الموقف من الماء ؛
- التفاعل مع الأحماض الشائعة (مع نفس النوع من التفاعلات ، تعطى المعادلة لحمض الهيدروكلوريك فقط) ؛
- التفاعل مع القلويات (كقاعدة عامة ، مع هيدروكسيد الصوديوم) ؛
- التفاعل مع هيدرات الأمونيا ؛
- التفاعل مع المواد البسيطة ؛
- تبادل التفاعلات مع المواد المعقدة ؛
- تفاعلات الأكسدة والاختزال؛
- تفاعلات التكوين المعقد.
- التفاعلات الكهروكيميائية (التحليل الكهربائي للذوبان و / أو المحلول).
تشير معادلات التفاعل إلى شروط سلوكها ومسارها ، عندما يكون ذلك مهمًا لفهم الكيمياء ودرجة انعكاس العملية. تشمل هذه الشروط:
- حالة تجمع الكواشف و / أو المنتجات ؛
- تلوين الكواشف و / أو المنتجات ؛
- حالة المحلول أو خصائصه (مخفف ، مركّز ، مشبع) ؛
- رد فعل بطيء
- نطاق درجة الحرارة ، الضغط (مرتفع أو فراغ) ، محفز ؛
- تكوين راسب أو غاز ؛
- المذيب المستخدم إذا كان مختلفًا عن الماء ؛
- خامل أو وسط غازي خاص آخر.
توجد في نهاية الدليل قائمة بالمراجع وفهرس لموضوعات العناوين.