Qeyri-üzvi kimyada bütün kimyəvi reaksiyalar. Qeyri-üzvi kimya

Vahid Dövlət İmtahanının kodifikatorunun mövzuları: Təsnifat kimyəvi reaksiyalarüzvi və qeyri üzvi kimya.

Kimyəvi reaksiyalar - bu, bir kimyəvi maddənin xassələri və quruluşu ilə onlardan fərqlənən digərlərini əmələ gətirdiyi zaman hissəciklərin qarşılıqlı təsir növüdür. Maddələr ki daxil edin reaksiyada - reagentlər. Maddələr ki formalaşırlar kimyəvi reaksiya zamanı - məhsullar.

Kimyəvi reaksiya zamanı kimyəvi bağlar qırılır və yeniləri əmələ gəlir.

Kimyəvi reaksiyalar zamanı reaksiyada iştirak edən atomlar dəyişmir. Yalnız molekullarda atomların birləşmə sırası dəyişir. Beləliklə, kimyəvi reaksiya zamanı eyni maddənin atomlarının sayı dəyişmir.

Kimyəvi reaksiyalar aşağıdakılara görə təsnif edilir müxtəlif əlamətlər. Kimyəvi reaksiyaların təsnifatının əsas növlərini nəzərdən keçirək.

Reaksiyaya girən maddələrin sayına və tərkibinə görə təsnifat

Reaksiyaya girən maddələrin tərkibinə və sayına əsasən, maddələrin tərkibini dəyişdirmədən baş verən reaksiyalar maddələrin tərkibindəki dəyişiklik ilə baş verən reaksiyalara bölünür:

1. Maddələrin tərkibini dəyişmədən baş verən reaksiyalar (A → B)

Belə reaksiyalara qeyri-üzvi kimyada Sadə maddələrin bir modifikasiyadan digərinə allotropik keçidlərinə aid edilə bilər:

S ortorombik → S monoklinik.

IN üzvi kimya kimi reaksiyalar daxildir izomerləşmə reaksiyaları , katalizatorun təsiri altında bir izomerdən olduqda və xarici amillər fərqlisi (adətən struktur izomeri) alınır.

Misal üçün, butanın 2-metilpropana (izobutana) izomerləşməsi:

CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 3 → CH 3 -CH(CH 3) -CH 3.

2. Tərkibinin dəyişməsi ilə baş verən reaksiyalar

• Mürəkkəb reaksiyalar (A + B + ... → D)- bunlar iki və ya daha çox maddədən bir yeni kompleks maddənin əmələ gəldiyi reaksiyalardır. IN qeyri-üzvi kimya Mürəkkəb reaksiyalara sadə maddələrin yanma reaksiyaları, əsas oksidlərin turşularla qarşılıqlı təsiri və s. Üzvi kimyada belə reaksiyalara reaksiyalar deyilir qoşulmalar Əlavə reaksiyalar — Bunlar sözügedən üzvi molekula başqa bir molekulun əlavə olunduğu reaksiyalardır. Əlavə reaksiyalara reaksiyalar daxildir hidrogenləşmə(hidrogenlə qarşılıqlı təsir), nəmləndirmə(su bağlantısı), hidrohalogenləşmə(hidrogen halidin əlavə edilməsi), polimerləşmə(uzun zəncir əmələ gətirmək üçün molekulların bir-birinə bağlanması) və s.

Misal üçün, nəmləndirici:

CH 2 =CH 2 + H 2 O → CH 3 -CH 2 -OH

• Parçalanma reaksiyaları (A → B+C+…)- bunlar bir mürəkkəb molekuldan bir neçə daha az mürəkkəb və ya sadə maddələrin əmələ gəldiyi reaksiyalardır. Bu halda həm sadə, həm də mürəkkəb maddələr əmələ gələ bilər.

Misal üçün, parçalanma zamanı hidrogen peroksid:

2H2O2→ 2H 2 O + O 2 .

Üzvi kimyada ayrı-ayrı parçalanma reaksiyaları və aradan qaldırılması reaksiyaları . Eliminasiya reaksiyaları — Bunlar atomların və ya atom qruplarının karbon skeletini saxlayaraq orijinal molekuldan ayrıldığı reaksiyalardır.

Misal üçün, hidrogen abstraksiyasının reaksiyası (dehidrogenləşmə). propan:

C 3 H 8 → C 3 H 6 + H 2

Bir qayda olaraq, bu cür reaksiyaların adında "de" prefiksi var. Üzvi kimyada parçalanma reaksiyaları adətən bir karbon zəncirinin qırılmasını əhatə edir.

Misal üçün, reaksiya butan krekinqi(qızdırmaqla və ya katalizatorun təsiri altında daha sadə molekullara bölünür):

C 4 H 10 → C 2 H 4 + C 2 H 6

• Əvəzetmə reaksiyaları - bunlar bir maddənin atomları və ya atom qruplarının başqa bir maddənin atomları və ya atom qrupları ilə əvəz olunduğu reaksiyalardır. Qeyri-üzvi kimyada Bu reaksiyalar aşağıdakı sxem üzrə baş verir:

AB + C = AC + B.

Misal üçün, daha aktiv halogenlər birləşmələrdən daha az aktiv olanları sıxışdırın. Qarşılıqlı əlaqə kalium yodid ilə xlor:

2KI + Cl 2 → 2KCl + I 2.

Həm fərdi atomlar, həm də molekullar dəyişdirilə bilər.

Misal üçün, birləşmə üzərində daha az uçucu oksidlər sıxışdırırlar daha uçucu duzlardan. Bəli, uçucu deyil silisium oksidi dəm qazını çıxarır natrium karbonat birləşdirildikdə:

Na 2 CO 3 + SiO 2 → Na 2 SiO 3 + CO 2

IN üzvi kimya Əvəzetmə reaksiyaları hansı reaksiyalardır üzvi molekulun bir hissəsidir əvəz etdi digər hissəciklərə. Bu halda, əvəzlənmiş hissəcik, bir qayda olaraq, əvəzedici molekulun bir hissəsi ilə birləşir.

Misal üçün, reaksiya metan xlorlaması:

CH 4 + Cl 2 → CH 3 Cl + HCl

Hissəciklərin sayına və qarşılıqlı təsir məhsullarının tərkibinə görə bu reaksiya mübadilə reaksiyasına daha çox bənzəyir. Buna baxmayaraq, mexanizmlə belə reaksiya əvəzedici reaksiyadır.

• Mübadilə reaksiyaları - bunlar ikisi zamanı reaksiyalardır mürəkkəb maddələr və onların komponentlərini dəyişdirin:

AB + CD = AC + BD

Mübadilə reaksiyalarına daxildir ion mübadiləsi reaksiyaları, məhlullarda axan; maddələrin turşu-əsas xassələrini göstərən reaksiyalar və başqaları.

Misal qeyri-üzvi kimyada mübadilə reaksiyaları - neytrallaşma xlorid turşusu qələvi:

NaOH + HCl = NaCl + H2O

Misalüzvi kimyada mübadilə reaksiyaları xloretanın qələvi hidrolizi:

CH 3 -CH 2 -Cl + KOH = CH 3 -CH 2 -OH + KCl

Maddələr əmələ gətirən elementlərin oksidləşmə vəziyyətinin dəyişməsinə görə kimyəvi reaksiyaların təsnifatı

Elementlərin oksidləşmə vəziyyətini dəyişdirərək kimyəvi reaksiyalara bölünür redoks reaksiyaları, və reaksiyalar davam edir oksidləşmə vəziyyətini dəyişmədən kimyəvi elementlər.

• Redoks reaksiyaları (ORR) zamanı reaksiyalardır oksidləşmə vəziyyətləri maddələr dəyişmək. Bu halda mübadilə baş verir elektronlar.

IN qeyri-üzvi kimya Belə reaksiyalara adətən parçalanma, əvəzetmə, birləşmə reaksiyaları və sadə maddələrin iştirak etdiyi bütün reaksiyalar daxildir. ORR-ni bərabərləşdirmək üçün metoddan istifadə olunur elektron balans (verilən elektronların sayı alınan sayına bərabər olmalıdır) və ya elektron-ion balansı üsulu.

IN üzvi kimya üzvi molekula nə baş verdiyindən asılı olaraq ayrı oksidləşmə və reduksiya reaksiyaları.

Oksidləşmə reaksiyaları üzvi kimyada zamanı reaksiyalardır hidrogen atomlarının sayı azalır ya da orijinal üzvi molekulda oksigen atomlarının sayı artır.

Misal üçün, mis oksidin təsiri altında etanolun oksidləşməsi:

CH 3 -CH 2 -OH + CuO → CH 3 -CH=O + H 2 O + Cu

Bərpa reaksiyaları üzvi kimyada bunlar baş verən reaksiyalardır hidrogen atomlarının sayı artır və ya oksigen atomlarının sayı azalırüzvi molekulda.

Misal üçün, bərpa asetaldehid hidrogen:

CH 3 -CH=O + H 2 → CH 3 -CH 2 -OH

• Protolitik və metabolik reaksiyalar - Bunlar atomların oksidləşmə dərəcələrinin dəyişmədiyi reaksiyalardır.

Misal üçün, zərərsizləşdirmə kaustik soda azot turşusu:

NaOH + HNO 3 = H 2 O + NaNO 3

Termik effektə görə reaksiyaların təsnifatı

İstilik effektinə görə reaksiyalar bölünür ekzotermik Və endotermik.

Ekzotermik reaksiyalar - bunlar istilik şəklində enerjinin ayrılması ilə müşayiət olunan reaksiyalardır (+ Q). Belə reaksiyalara demək olar ki, bütün mürəkkəb reaksiyalar daxildir.

İstisnalar- reaksiya azot ilə oksigen təhsillə azot oksidi (II) - endotermik:

N 2 + O 2 = 2NO – Q

Qaz reaksiyası hidrogen ağır ilə yod Həmçinin endotermik:

H 2 + I 2 = 2HI – Q

İşıq yaradan ekzotermik reaksiyalara reaksiyalar deyilir yanma.

Misal üçün, metan yanması:

CH 4 + O 2 = CO 2 + H 2 O

Həmçinin ekzotermik bunlardır:

Endotermik reaksiyalar ilə müşayiət olunan reaksiyalardır enerji udma istilik şəklində ( —Q ). Bir qayda olaraq, reaksiyaların çoxu istiliyin udulması ilə baş verir parçalanma(uzun müddət isitmə tələb edən reaksiyalar).

Misal üçün, parçalanma əhəngdaşı:

CaCO 3 → CaO + CO 2 – Q

Həmçinin endotermik bunlardır:

• hidroliz reaksiyaları;
• yalnız qızdırıldıqda baş verən reaksiyalar;
• yalnız baş verən reaksiyalarçox yüksək temperatur və ya elektrik boşalmasının təsiri altında.

Misal üçün, oksigenin ozona çevrilməsi:

3O 2 = 2O 3 - Q

IN üzvi kimya İstiliyin udulması ilə parçalanma reaksiyaları baş verir. Misal üçün, çatlama pentan:

C 5 H 12 → C 3 H 6 + C 2 H 6 – Q.

Kimyəvi reaksiyaların reaksiya verən maddələrin birləşmə vəziyyətinə görə təsnifatı (faza tərkibinə görə)

Maddələr üç əsas birləşmə vəziyyətində mövcud ola bilər - çətin, maye Və qazlı. Faza vəziyyətinə görə reaksiyaları paylaşın homojen Və heterojen.

• Homojen reaksiyalar - bunlar reaktivlərin və məhsulların olduğu reaksiyalardır bir mərhələdə, və reaksiya verən hissəciklərin toqquşması reaksiya qarışığının bütün həcmi boyunca baş verir. Homojen reaksiyalara qarşılıqlı təsirlər daxildir maye-maye Və qaz-qaz.

Misal üçün, oksidləşmə kükürd dioksidi:

2SO 2 (q) + O 2 (q) = 2SO 3 (q)

• Heterojen reaksiyalar - bunlar reaktivlərin və məhsulların olduğu reaksiyalardır V müxtəlif fazalar . Bu halda, reaksiya verən hissəciklərin toqquşması yalnız baş verir faza əlaqə sərhədində. Belə reaksiyalara qarşılıqlı təsirlər daxildir qaz-maye, qaz-bərk, bərk-bərk və bərk-maye.

Misal üçün, qarşılıqlı əlaqə karbon qazı Və kalsium hidroksid:

CO 2 (g) + Ca (OH) 2 (məhlul) = CaCO 3 (tv) + H 2 O

Reaksiyaları faza vəziyyətinə görə təsnif etmək üçün müəyyən edə bilmək faydalıdır maddələrin faza halları. Bunu maddənin quruluşu, xüsusən də haqqında biliklərdən istifadə edərək etmək olduqca asandır.

olan maddələr ion, atom və ya metal kristal qəfəs, adətən çətin saat normal şərait; olan maddələr molekulyar qəfəs, adətən, mayelər və ya qazlar normal şəraitdə.

Nəzərə alın ki, qızdırıldıqda və ya soyuduqda maddələr bir faza vəziyyətindən digərinə dəyişə bilər. Bu vəziyyətdə, xüsusi bir reaksiya üçün şərtlərə və maddənin fiziki xüsusiyyətlərinə diqqət yetirmək lazımdır.

Misal üçün, qəbul sintez qazıçox yüksək temperaturda baş verir ki, burada su - buxar:

CH 4 (g) + H2O (g) = CO (g) + 3H 2 (q)

Beləliklə, buxar islahatı metan — homojen reaksiya.

Katalizatorun iştirakına görə kimyəvi reaksiyaların təsnifatı

Katalizator reaksiyanı sürətləndirən, lakin reaksiya məhsullarının bir hissəsi olmayan bir maddədir. Katalizator reaksiyada iştirak edir, lakin reaksiya zamanı praktiki olaraq istehlak edilmir. Şərti olaraq, katalizatorun fəaliyyət diaqramı TO maddələr qarşılıqlı olduqda A+B aşağıdakı kimi təsvir edilə bilər: A + K = AK; AK + B = AB + K.

Katalizatorun mövcudluğundan asılı olaraq, katalitik və katalitik olmayan reaksiyalar fərqləndirilir.

• Katalitik reaksiyalar - bunlar katalizatorların iştirakı ilə baş verən reaksiyalardır. Məsələn, Berthollet duzunun parçalanması: 2KClO 3 → 2KCl + 3O 2.
• Katalitik olmayan reaksiyalar - Bunlar katalizatorun iştirakı olmadan baş verən reaksiyalardır. Məsələn, etanın yanması: 2C 2 H 6 + 5O 2 = 2CO 2 + 6H 2 O.

Canlı orqanizmlərin hüceyrələrində baş verən bütün reaksiyalar xüsusi protein katalizatorlarının - fermentlərin iştirakı ilə baş verir. Belə reaksiyalara enzimatik deyilir.

Katalizatorların fəaliyyət mexanizmi və funksiyaları ayrıca məqalədə daha ətraflı müzakirə olunur.

Reaksiyaların istiqamətə görə təsnifatı

Geri dönən reaksiyalar - bunlar həm birbaşa, həm də içəridə baş verə bilən reaksiyalardır əks istiqamət, yəni. verilən şəraitdə reaksiya məhsulları bir-biri ilə qarşılıqlı təsir göstərə bildikdə. Geri dönən reaksiyalara əksər homojen reaksiyalar, esterləşmə; hidroliz reaksiyaları; hidrogenləşmə-dehidrogenləşmə, hidratlaşma-susuzlaşdırma; sadə maddələrdən ammonyak istehsalı, kükürd dioksidin oksidləşməsi, hidrogen halidlərinin (hidrogen floriddən başqa) və hidrogen sulfidin istehsalı; metanol sintezi; karbonatların və bikarbonatların istehsalı və parçalanması və s.

Geri dönməz reaksiyalar - bunlar əsasən bir istiqamətdə gedən reaksiyalardır, yəni. Bu şərtlərdə reaksiya məhsulları bir-biri ilə reaksiya verə bilməz. Geri dönməz reaksiyaların nümunələri: yanma; partlayıcı reaksiyalar; məhlullarda qaz, çöküntü və ya suyun əmələ gəlməsi ilə baş verən reaksiyalar; qələvi metalların suda həll edilməsi; və s.

Qeyri-üzvi kimya kursunda bir çox şey var xüsusi şərtlər, kəmiyyət hesablamalarının aparılması üçün zəruridir. Onun bəzi əsas hissələrini ətraflı nəzərdən keçirək.

Xüsusiyyətlər

Qeyri-üzvi kimya mineral mənşəli maddələrin xüsusiyyətlərini müəyyən etmək üçün yaradılmışdır.

Bu elmin əsas bölmələri arasında:

• strukturunun təhlili, fiziki və kimyəvi xassələri;
• struktur və reaktivlik arasında əlaqə;
• maddələrin sintezi üçün yeni üsulların yaradılması;
• qarışıqların təmizlənməsi texnologiyalarının işlənib hazırlanması;
• qeyri-üzvi materialların alınması üsulları.

Təsnifat

Qeyri-üzvi kimya müəyyən fraqmentlərin öyrənilməsi ilə məşğul olan bir neçə bölməyə bölünür:

• kimyəvi elementlər;
• dərslər yoxdur üzvi maddələr;
• yarımkeçirici maddələr;
• müəyyən (keçid) birləşmələr.

Münasibət

Qeyri-üzvi kimya fiziki və kimya ilə qarşılıqlı əlaqədədir analitik kimya, riyazi hesablamalar aparmağa imkan verən güclü alətlər dəstinə malikdir. Bu bölmədə müzakirə olunan nəzəri material radiokimya, geokimya, aqrokimya, həmçinin nüvə kimyasında istifadə olunur.

Tətbiqi formada qeyri-üzvi kimya metallurgiya ilə əlaqədardır, kimyəvi texnologiya, elektronika, faydalı qazıntıların çıxarılması və emalı, struktur və Tikinti materiallari, sənaye çirkab sularının təmizlənməsi.

İnkişaf tarixi

Ümumi və qeyri-üzvi kimya bəşər sivilizasiyası ilə birlikdə inkişaf etmişdir və buna görə də bir neçə müstəqil bölməni əhatə edir. On doqquzuncu əsrin əvvəllərində Berzelius atom kütlələrinin cədvəlini nəşr etdi. Məhz bu dövr bu elmin inkişafının başlanğıcını qoydu.

Qeyri-üzvi kimyanın əsasını Avoqadro və Gay-Lussacın qazların və mayelərin xüsusiyyətlərinə dair tədqiqatları təşkil edirdi. Hess istilik miqdarı ilə riyazi əlaqəni əldə edə bildi aqreqasiya vəziyyəti qeyri-üzvi kimyanın üfüqlərini əhəmiyyətli dərəcədə genişləndirən maddələr. Məsələn, bir çox suallara cavab verən atom-molekulyar nəzəriyyə meydana çıxdı.

On doqquzuncu əsrin əvvəllərində Davy natrium və kalium hidroksidlərini elektrokimyəvi yolla parçalaya bildi, elektroliz yolu ilə sadə maddələrin istehsalı üçün yeni imkanlar açdı. Faraday, Davy-nin işinə əsaslanaraq, elektrokimya qanunlarını çıxardı.

On doqquzuncu əsrin ikinci yarısından etibarən qeyri-üzvi kimya kursu əhəmiyyətli dərəcədə genişləndi. Van't Hoff, Arrhenius və Oswaldın kəşfləri həllər nəzəriyyəsində yeni tendensiyalar təqdim etdi. Məhz bu dövrdə müxtəlif keyfiyyət və kəmiyyət hesablamalarını aparmağa imkan verən kütləvi hərəkət qanunu formalaşdı.

Vurts və Kekule tərəfindən yaradılan valentlik doktrinası qeyri-üzvi kimyada varlıq ilə bağlı bir çox suallara cavab tapmağa imkan verdi. müxtəlif formalar oksidlər, hidroksidlər. On doqquzuncu əsrin sonunda yeni kimyəvi elementlər kəşf edildi: rutenium, alüminium, litium: vanadium, torium, lantan və s. Bu, spektral analiz üsullarının praktikada tətbiqindən sonra mümkün oldu. Həmin dövrdə elmdə meydana çıxan yeniliklər qeyri-üzvi kimyada kimyəvi reaksiyaları izah etməklə yanaşı, yaranan məhsulların xassələrini və onların tətbiq sahələrini proqnozlaşdırmağa imkan verirdi.

On doqquzuncu əsrin sonunda 63 müxtəlif elementin mövcudluğu məlum idi və müxtəlif kimyəvi maddələr haqqında məlumatlar da meydana çıxdı. Lakin onların tam elmi təsnifatının olmaması səbəbindən qeyri-üzvi kimyadakı bütün problemləri həll etmək mümkün deyildi.

Mendeleyev qanunu

Dmitri İvanoviç tərəfindən yaradılmış dövri qanun bütün elementlərin sistemləşdirilməsi üçün əsas oldu. Mendeleyevin kəşfi sayəsində kimyaçılar elementlərin atom kütlələri haqqında fikirlərini düzəldə və hələ kəşf edilməmiş maddələrin xassələrini proqnozlaşdıra bildilər. Mozeley, Rezerford və Bor nəzəriyyəsi Mendeleyevin dövri qanununa fiziki əsas verdi.

Qeyri-üzvi və nəzəri kimya

Kimyanın nə öyrədildiyini başa düşmək üçün kursa daxil olan əsas anlayışları nəzərdən keçirmək lazımdır.

Bu bölmədə öyrənilən əsas nəzəri məsələ Mendeleyevin dövri qanunudur. Cədvəllərdə qeyri-üzvi kimya, təqdim olunur məktəb kursu, gənc tədqiqatçıları əsas siniflərlə tanış edir qeyri-üzvi maddələr, onların əlaqəsi. Kimyəvi birləşmə nəzəriyyəsi əlaqənin təbiətini, uzunluğunu, enerjisini və qütbünü nəzərə alır. Molekulyar orbitallar üsulu, valentlik bağları, kristal sahə nəzəriyyəsi qeyri-üzvi maddələrin struktur xüsusiyyətlərini və xassələrini izah etməyə imkan verən əsas məsələlərdir.

Kimyəvi termodinamika və kinetika, sistemin enerjisinin dəyişməsi, ionların və atomların elektron konfiqurasiyalarının təsviri, onların fövqəlkeçiricilik nəzəriyyəsi əsasında mürəkkəb maddələrə çevrilməsi ilə bağlı suallara cavab verməklə yeni bir bölmənin - yarımkeçirici materialların kimyasının yaranmasına səbəb oldu. .

Tətbiqi təbiət

Dummies üçün qeyri-üzvi kimya sənayedə nəzəri məsələlərin istifadəsini nəzərdə tutur. Məhz kimyanın bu bölməsi ammonyak, sulfat turşusu, karbon qazı, mineral gübrələr, metallar və ərintilər. İstifadə etməklə kimyəvi üsullar maşınqayırmada müəyyən xüsusiyyətlərə və xüsusiyyətlərə malik ərintilər alınır.

Mövzu və tapşırıqlar

Kimya nəyi öyrənir? Bu, maddələr, onların çevrilmələri, eləcə də tətbiq sahələri haqqında elmdir. Bu müddət üçün var etibarlı məlumat yüz minə yaxın müxtəlif qeyri-üzvi birləşmələrin mövcudluğu haqqında. Kimyəvi çevrilmələr zamanı molekulların tərkibi dəyişir və yeni xüsusiyyətlərə malik maddələr əmələ gəlir.

Qeyri-üzvi kimyanı sıfırdan öyrənirsinizsə, əvvəlcə onunla tanış olmalısınız nəzəri bölmələr, və yalnız bundan sonra əldə edilmiş bilikləri praktikada tətbiq etməyə başlaya bilərsiniz. Kimya elminin bu bölməsində nəzərdən keçirilən çoxsaylı məsələlər arasında atom-molekulyar nəzəriyyəni qeyd etmək lazımdır.

Molekul, kimyəvi xassələrə malik olan maddənin ən kiçik hissəciyi hesab olunur. Maddənin ən kiçik hissəcikləri olan atomlara qədər bölünür. Molekullar və atomlar daimi hərəkətdədir və elektrostatik itələmə və cazibə qüvvələri ilə xarakterizə olunur.

Sıfırdan qeyri-üzvi kimya kimyəvi elementin tərifinə əsaslanmalıdır. Bununla biz adətən müəyyən nüvə yükü olan atomların növünü, elektron qabıqların quruluşunu nəzərdə tuturuq. Quruluşundan asılı olaraq müxtəlif qarşılıqlı təsirlərə girərək maddələr əmələ gətirirlər. Sevgili molekul elektrik cəhətdən neytral sistemdir, yəni mikrosistemlərdə mövcud olan bütün qanunlara tam tabedir.

Təbiətdə mövcud olan hər bir element üçün protonların, elektronların və neytronların sayını təyin etmək olar. Nümunə olaraq natriumu götürək. Onun nüvəsindəki protonların sayı seriya nömrəsinə, yəni 11-ə uyğundur və elektronların sayına bərabərdir. Neytronların sayını hesablamaq üçün nisbidən çıxmaq lazımdır atom kütləsi natrium (23) o seriya nömrəsi, 12 alırıq. Bəzi elementlər üçün atom nüvəsindəki neytronların sayına görə fərqlənən izotoplar müəyyən edilmişdir.

Valentlik üçün düsturların tərtib edilməsi

Qeyri-üzvi kimya başqa nə ilə xarakterizə olunur? Bu bölmədə müzakirə olunan mövzulara maddələrin düsturlarının tərtib edilməsi və kəmiyyət hesablamalarının aparılması daxildir.

Əvvəlcə düsturların valentliyə görə tərtibinin xüsusiyyətlərini təhlil edək. Maddənin tərkibinə hansı elementlərin daxil olacağından asılı olaraq, var müəyyən qaydalar valentliyin təyini. İkili birləşmələri tərtib etməklə başlayaq. Bu məsələ məktəbdə qeyri-üzvi kimya kursunda müzakirə olunur.

Dövri cədvəlin əsas alt qruplarında yerləşən metallar üçün valentlik indeksi qrup nömrəsinə uyğundur, sabit dəyər. İkinci dərəcəli alt qruplarda olan metallar müxtəlif valentlik nümayiş etdirə bilər.

Qeyri-metalların valentliyinin müəyyən edilməsində bəzi xüsusiyyətlər vardır. Bir birləşmədə düsturun sonunda yerləşirsə, daha aşağı valentlik nümayiş etdirir. Onu hesablayarkən, bu elementin yerləşdiyi qrupun sayı səkkizdən çıxarılır. Məsələn, oksidlərdə oksigen iki valentlik nümayiş etdirir.

Qeyri-metal düsturun əvvəlində yerləşirsə, o, qrup nömrəsinə bərabər maksimum valentlik nümayiş etdirir.

Maddənin formulunu necə hazırlamaq olar? Hətta məktəblilərin də bildiyi müəyyən bir alqoritm var. Əvvəlcə əlaqənin adında qeyd olunan elementlərin əlamətlərini yazmalısınız. Adda sonuncu göstərilən element düsturda birinci yerləşdirilir. Sonra, qaydalardan istifadə edərək, hər birinin üstündə bir valentlik göstəricisi yerləşdirilir. Ən kiçik ümumi çoxluq dəyərlər arasında müəyyən edilir. Onu valentliyə bölərkən elementlərin işarələri altında yerləşən indekslər alınır.

Nümunə olaraq dəm qazının (4) formulunun tərtib edilməsi variantını götürək. Əvvəlcə bu qeyri-üzvi birləşmənin bir hissəsi olan karbon və oksigen əlamətlərini bir-birimizin yanına yerləşdiririk, CO əldə edirik. Birinci element dəyişən valentliyə malik olduğundan, mötərizədə göstərilir; oksigen üçün səkkizdən (qrup nömrəsi) altı çıxılmaqla hesablanır, iki alırsınız. Təklif olunan oksidin son formulası CO 2 olacaqdır.

Qeyri-üzvi kimyada istifadə olunan bir çox elmi terminlər arasında allotropiya xüsusi maraq doğurur. Bir kimyəvi elementə əsaslanan, xassələri və quruluşu ilə fərqlənən bir neçə sadə maddələrin mövcudluğunu izah edir.

Qeyri-üzvi maddələrin sinifləri

Ətraflı nəzərdən keçirməyə layiq olan qeyri-üzvi maddələrin dörd əsas sinfi var. ilə başlayaq qısa təsviri oksidlər Bu sinif oksigenin mütləq mövcud olduğu ikili birləşmələri əhatə edir. Düsturun hansı elementin başlamasından asılı olaraq, onlar üç qrupa bölünür: əsas, turşu, amfoter.

Valentliyi dörddən çox olan metallar, eləcə də bütün qeyri-metallar oksigenlə turşu oksidləri əmələ gətirir. Onların əsas kimyəvi xassələri arasında su ilə qarşılıqlı əlaqə (istisna silikon oksidi), əsas oksidlər və qələvilərlə reaksiyalar qabiliyyətini qeyd edirik.

Valentliyi ikidən çox olmayan metallar əsas oksidlər əmələ gətirir. Bu alt növün əsas kimyəvi xüsusiyyətləri arasında su ilə qələvilərin, turşu oksidləri və turşuları olan duzların əmələ gəlməsini vurğulayırıq.

Keçid metalları (sink, berillium, alüminium) amfoter birləşmələrin əmələ gəlməsi ilə xarakterizə olunur. Onların əsas fərqi xassələrin ikililiyidir: qələvilər və turşularla reaksiyalar.

Əsaslar oxşar quruluşa və xassələrə malik olan qeyri-üzvi birləşmələrin böyük bir sinfidir. Belə birləşmələrin molekullarında bir və ya bir neçə hidroksil qrupu var. Termin özü qarşılıqlı təsir nəticəsində duzlar əmələ gətirən maddələrə tətbiq edilmişdir. Qələvilər olan əsaslardır qələvi mühit. Bunlara dövri cədvəlin əsas alt qruplarının birinci və ikinci qruplarının hidroksidləri daxildir.

Turşu duzlarında metaldan və turşudan qalıqdan başqa hidrogen kationları da olur. Məsələn, natrium bikarbonat ( çörək soda) qənnadı sənayesində axtarılan birləşmədir. Əsas duzların tərkibində hidrogen kationları əvəzinə hidroksid ionları olur. İkiqat duzlar bir çox təbii mineralların tərkib hissəsidir. Beləliklə, natrium və kalium xlorid (silvinit) var yer qabığı. Məhz bu birləşmə sənayedə qələvi metalları təcrid etmək üçün istifadə olunur.

Qeyri-üzvi kimyada kompleks duzların öyrənilməsinə həsr olunmuş xüsusi bölmə var. Bu birləşmələr aktiv şəkildə iştirak edir metabolik proseslər canlı orqanizmlərdə baş verir.

Termokimya

Bu bölmə enerji itkisi və ya qazancı baxımından bütün kimyəvi çevrilmələrin nəzərdən keçirilməsini əhatə edir. Hess entalpiya və entropiya arasındakı əlaqəni qurmağa və istənilən reaksiya üçün temperaturun dəyişməsini izah edən qanun çıxarmağa nail oldu. Müəyyən bir reaksiya zamanı ayrılan və ya udulan enerjinin miqdarını xarakterizə edən istilik effekti, stereokimyəvi əmsallar nəzərə alınmaqla reaksiya məhsulları və başlanğıc maddələrin entalpiyalarının cəminin fərqi kimi müəyyən edilir. Hess qanunu termokimyada əsasdır və hər bir kimyəvi çevrilmə üçün kəmiyyət hesablamalarına imkan verir.

Kolloid kimya

Yalnız iyirminci əsrdə kimyanın bu bölməsi müxtəlif maye, bərk və qaz sistemləri ilə məşğul olan ayrıca bir elmə çevrildi. Hissəcik ölçülərinə və kimyəvi parametrlərinə görə fərqlənən süspansiyonlar, süspansiyonlar, emulsiyalar kolloid kimyada ətraflı öyrənilir. Çoxsaylı tədqiqatların nəticələri əczaçılıq, tibb, kimya sənayesi, elm adamlarına və mühəndislərə müəyyən kimyəvi və fiziki xüsusiyyətlərə malik maddələri sintez etməyə imkan verir.

Nəticə

Qeyri-üzvi kimya hazırda kimyanın ən böyük sahələrindən biridir, ehtiva edir böyük məbləğ maddələrin tərkibi haqqında təsəvvür əldə etməyə imkan verən nəzəri və praktiki məsələlər, onların fiziki xassələri, kimyəvi çevrilmələr, əsas sənaye sahələri. Əsas şərtləri və qanunları bilirsinizsə, kimyəvi reaksiyaların tənliklərini tərtib edə və onlardan istifadə edərək müxtəlif riyazi hesablamalar apara bilərsiniz. Buraxılış imtahanında tələbələrə düsturların tərtibi, reaksiya tənliklərinin yazılması və həlli ilə bağlı məsələlərin həlli ilə bağlı qeyri-üzvi kimyanın bütün bölmələri təklif olunur.

Qeyri-üzvi kimya- bütün kimyəvi elementlərin və onların qeyri-üzvi birləşmələrinin quruluşunu, reaktivliyini və xassələrini öyrənməklə əlaqəli kimya sahəsi. Kimyanın bu sahəsi üzvi maddələrdən başqa bütün birləşmələri əhatə edir (adətən qeyri-üzvi kimi təsnif edilən bir neçə sadə birləşmə istisna olmaqla, karbonu ehtiva edən birləşmələr sinfi). Üzvi və qeyri-üzvi birləşmələr arasındakı fərqlər, ehtiva edən, bəzi təqdimatlara görə, ixtiyaridir. Qeyri-üzvi kimya kimyəvi elementləri və onların əmələ gətirdiyi sadə və mürəkkəb maddələri (üzvi istisna olmaqla) öyrənir. Bu gün məlum olan qeyri-üzvi maddələrin sayı 500 minə yaxınlaşır.

Qeyri-üzvi kimyanın nəzəri əsası dövri qanun və ona əsaslanır D.I.Mendeleyevin dövri sistemi. Qeyri-üzvi kimyanın əsas vəzifəsi inkişaf və elmi əsasüçün zəruri olan yeni materialların yaradılması yolları müasir texnologiya xassələri.

Kimyəvi elementlərin təsnifatı

kimyəvi elementlərin dövri cədvəli ( Mendeleyev cədvəli) - asılılığı təyin edən kimyəvi elementlərin təsnifatı müxtəlif xassələri atom nüvəsinin yükündən kimyəvi elementlər. Sistem dövri qanunun qrafik ifadəsidir, . Onun orijinal versiyası 1869-1871-ci illərdə D.I.Mendeleyev tərəfindən işlənib hazırlanmış və “ Təbii sistem kimyəvi elementlərin xassələrinin onların atom kütləsindən asılılığını müəyyən edən elementlər. Ümumilikdə dövri cədvəli təsvir etmək üçün bir neçə yüz variant təklif edilmişdir, lakin sistemin müasir versiyasında elementlərin hər bir sütunun (qrupun) əsasını təyin etdiyi iki ölçülü cədvələ endirilməsi nəzərdə tutulur. fiziki-kimyəvi xüsusiyyətləri, və xətlər bir-birinə bir qədər oxşar dövrləri təmsil edir.

Sadə maddələr

Onlar bir kimyəvi elementin atomlarından ibarətdir (onlar onun sərbəst vəziyyətdə mövcudluğunun bir formasıdır). Atomlar arasındakı kimyəvi bağdan asılı olaraq qeyri-üzvi kimyada bütün sadə maddələr iki əsas qrupa bölünür: və. Birincilər metal bir əlaqə ilə, ikincilər kovalent bir əlaqə ilə xarakterizə olunur. Həm də iki bitişik qrup var - metal kimi və qeyri-metal kimi maddələr. Eyni elementin atomlarından, lakin kristal qəfəsin müxtəlif strukturlarına malik olan bir neçə növ sadə maddələrin əmələ gəlmə ehtimalından ibarət olan allotropiya kimi bir fenomen var; bu növlərin hər biri allotropik modifikasiya adlanır.

Metallar

(latınca metallum - mina, mina) - yüksək istilik və elektrik keçiriciliyi, müsbət kimi xarakterik metal xassələrə malik elementlər qrupu temperatur əmsalı müqavimət, yüksək çeviklik və metal parıltı. Aşkar edilmiş 118 kimyəvi elementdən Bu an, metallara daxildir:

• keçid metalları qrupunda 38,
• Yüngül metallar qrupunda 11,
• yarımmetallar qrupunda 7,
• 14 qrup lantanidlər + lantan,
• 14 qrupda aktinidlər + aktinium,
• müəyyən qruplar xaricində.

Beləliklə, aşkar edilmiş bütün elementlərin 96-sı metallara aiddir.

Qeyri-metallar

Yuxarı sağ küncü tutan adətən qeyri-metal xassələri olan kimyəvi elementlər Dövri Cədvəl elementləri. Təbiətdə sadə maddələr kimi molekulyar formada olur.

Qeyri-üzvi kimyada kimyəvi reaksiyalar müxtəlif meyarlara görə təsnif edilir.

1. Oksidləşmə vəziyyətinin dəyişməsi ilə elementlərin oksidləşmə vəziyyətinin dəyişməsi ilə baş verən redoksa və oksidləşmə vəziyyətində dəyişiklik olmadan baş verən turşu-əsas.

2. Prosesin təbiətinə görə.

Parçalanma reaksiyaları sadə molekulların daha mürəkkəb molekullardan əmələ gəldiyi kimyəvi reaksiyalardır.

Mürəkkəb reaksiyalar bir neçə sadə birləşmədən mürəkkəb birləşmələrin alındığı kimyəvi reaksiyalardır.

Əvəzetmə reaksiyaları bir molekuldakı bir atom və ya atom qrupunun başqa bir atom və ya atom qrupu ilə əvəz olunduğu kimyəvi reaksiyalardır.

Mübadilə reaksiyaları elementlərin oksidləşmə vəziyyətini dəyişmədən baş verən və mübadilə aparan kimyəvi reaksiyalardır komponentlər reagentlər.

3. Mümkünsə, əks istiqamətdə geri dönə bilən və geri dönməz şəkildə axın.

Bəzi reaksiyalar, məsələn, etanolun yanma reaksiyası praktiki olaraq geri dönməzdir, yəni. onun əks istiqamətdə axmasına şərait yaratmaq mümkün deyil.

Bununla belə, prosesin şərtlərindən asılı olaraq həm irəli, həm də tərs istiqamətdə baş verə bilən bir çox reaksiyalar var. Həm irəli, həm də tərs istiqamətdə baş verə bilən reaksiyalar deyilir geri çevrilə bilən.

4. Bağın parçalanması növünə görə - homolitik(bərabər boşluq, hər atom bir elektron alır) və heterolitik(qeyri-bərabər boşluq - bir cüt elektron alır).

5. Termal təsirdə ekzotermik(istilik buraxma) və endotermik(istilik udma).

Birləşmə reaksiyaları ümumiyyətlə ekzotermik, parçalanma reaksiyaları isə endotermik olacaqdır. Nadir bir istisna azotun oksigen N 2 + O 2 = 2NO – Q ilə endotermik reaksiyasıdır.

6. Fazaların yığılma vəziyyətinə görə.

Homojen(reaksiya bir fazada, interfeyssiz baş verir; reaksiyalar qazlarda və ya məhlullarda).

Heterojen(interfeysdə baş verən reaksiyalar).

7. Katalizatorun istifadəsi haqqında.

Katalizator kimyəvi reaksiyanı sürətləndirən, lakin kimyəvi cəhətdən dəyişməz qalan bir maddədir.

Katalitik katalizatordan istifadə etmədən onlar praktiki olaraq getmirlər və katalitik olmayan.

Üzvi reaksiyaların təsnifatı

Elektrofilik reaksiyalar üzvi birləşmələrin elektrofillərlə - bütöv və ya fraksiyalı müsbət yük daşıyan hissəciklərlə heterolitik reaksiyalarıdır. Onlar elektrofilik əvəzetmə və elektrofilik əlavə reaksiyalarına bölünür. Misal üçün,

H 2 C = CH 2 + Br 2  BrCH 2 – CH 2 Br

Nukleofil reaksiyalar üzvi birləşmələrin nukleofillərlə - tam və ya fraksiya mənfi yük daşıyan hissəciklərlə heterolitik reaksiyalarıdır. Onlar nukleofil əvəzetmə və nukleofilik əlavə reaksiyalarına bölünür. Misal üçün,

CH 3 Br + NaOH  CH 3 OH + NaBr

Məsələn, radikalların iştirak etdiyi radikal (zəncirvari) kimyəvi reaksiyalar deyilir

Mühazirə: Qeyri-üzvi və üzvi kimyada kimyəvi reaksiyaların təsnifatı

Qeyri-üzvi kimyada kimyəvi reaksiyaların növləri

A) İlkin maddələrin miqdarına görə təsnifat:

Parçalanma – bu reaksiya nəticəsində mövcud bir mürəkkəb maddədən iki və ya daha çox sadə, həm də mürəkkəb maddələr əmələ gəlir.

Qarışıq - bu, iki və ya daha çox sadə, eləcə də mürəkkəb maddələrin bir, lakin daha mürəkkəbini meydana gətirdiyi bir reaksiyadır.

Misal: 4Al+3O 2 → 2Al 2 O 3

Misal: 2КI + Cl2 → 2КCl + I 2

Nümunə: HCl + KNO 2 → KCl + HNO 2

B) İstilik effektinə görə təsnifat:

S + O 2 → SO 2 + Q

2C 2 H 6 + 7O 2 → 4CO 2 +6H 2 O + Q

Endotermik reaksiyalar - Bunlar istiliyin udulduğu müəyyən kimyəvi reaksiyalardır. Bir qayda olaraq, bunlar parçalanma reaksiyalarıdır.

Nümunələr:

CaCO 3 → CaO + CO 2 – Q
2KClO 3 → 2KCl + 3O 2 – Q

Kimyəvi reaksiya nəticəsində ayrılan və ya udulan istiliyə deyilir istilik effekti.

Bir reaksiyanın istilik effektini göstərən kimyəvi tənliklər deyilir termokimyəvi.

B) Geri çevrilmə qabiliyyətinə görə təsnifat:

Misal: 3H 2 + N 2 ⇌ 2NH 3

D) Oksidləşmə vəziyyətinin dəyişməsinə görə təsnifat:

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

Nümunə: HNO 3 + KOH → KNO 3 + H 2 O.

D) Fazalara görə təsnifat:

Misal: H 2 (qaz) + Cl 2 (qaz) → 2HCL

Katalizator istifadəsinə görə təsnifat:

Katalizator reaksiyanı sürətləndirən bir maddədir. Katalitik reaksiya katalizatorun iştirakı ilə baş verir, katalitik olmayan reaksiya katalizator olmadan baş verir.
Misal: 2H 2 0 2 MnO2 → 2H 2 O + O 2 katalizatoru MnO 2

Qələvi ilə turşunun qarşılıqlı təsiri katalizator olmadan baş verir.
Misal: KOH + HCl → KCl + H 2 O

İnhibitorlar reaksiyanı yavaşlatan maddələrdir.
Reaksiya zamanı katalizatorların və inhibitorların özləri istehlak edilmir.

Üzvi kimyada kimyəvi reaksiyaların növləri

Qoşulma - Bunlar bir maddənin bir neçə molekulunun birləşdiyi reaksiyalardır.Əlavə reaksiyalara aşağıdakılar daxildir:

• Hidrogenləşmə, hidrogenin çoxlu bağa əlavə olunduğu bir reaksiyadır.

Nümunə: CH 3 -CH = CH 2 (propen) + H 2 → CH 3 -CH 2 -CH 3 (propan)

Hidrohalogenləşmə– hidrogen halid əlavə edən reaksiya.

Nümunə: CH 2 = CH 2 (eten) + HCl → CH 3 -CH 2 -Cl (xloroetan)

Alkinlər alkenlərlə eyni şəkildə hidrogen halogenidləri (hidrogen xlorid, hidrogen bromid) ilə reaksiya verirlər. Kimyəvi reaksiyada əlavə 2 mərhələdə baş verir və Markovnikov qaydası ilə müəyyən edilir:

Protik turşular və su qeyri-simmetrik alkenlərə və alkinlərə əlavə edildikdə, ən çox hidrogenləşdirilmiş karbon atomuna bir hidrogen atomu əlavə olunur.

Bu kimyəvi reaksiyanın mexanizmi. 1-ci, sürətli mərhələdə əmələ gələn p-kompleks 2-ci yavaş mərhələdə tədricən s-kompleksə - karbokatasiyaya çevrilir. 3-cü mərhələdə karbokatonun sabitləşməsi baş verir - yəni brom anionu ilə qarşılıqlı əlaqə:

I1, I2 karbokationlardır. P1, P2 - bromidlər.

Halojen tərkibli üzvi törəmələr həm üzvi sintezdə, həm də hədəf məhsul kimi istifadə olunan ən vacib birləşmələr hesab olunur. Karbohidrogenlərin halogen törəmələri ilkin məhsullar hesab olunur böyük miqdarda nukleofilik əvəzetmə reaksiyaları. Haqqında praktik istifadə halogen tərkibli birləşmələr, onlar həlledicilər şəklində istifadə olunur, məsələn, xlor tərkibli birləşmələr, soyuducu maddələr - xlorofluoro törəmələri, freonlar, pestisidlər, əczaçılıq məhsulları, plastifikatorlar, plastiklərin istehsalı üçün monomerlər.

Polimerləşmə - Bu xüsusi növ bir maddənin molekullarının nisbətən kiçik olduğu reaksiya molekulyar çəki, bir-birinə bağlanır, sonradan yüksək molekulyar çəkiyə malik bir maddənin molekullarını əmələ gətirir.