Jenis tindak balas kimia dalam kimia tak organik. kimia am

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

Disusun oleh: calon Klimenko B.I. teknologi Sains, Profesor Madya Volodchsnko A N., Ph.D. teknologi Sains, Profesor Madya Pavlenko V.I., Doktor Kejuruteraan. sains, prof.

Pengulas Gikunova I.V., Ph.D. teknologi Sains, Profesor Madya

Asas kimia tak organik: Garis panduan untuk pelajar 0-75 pendidikan sepenuh masa. - Belgorod: Rumah penerbitan BelGTASM, 2001. - 54 p.

DALAM garis panduan metodologi Sifat-sifat kelas bahan tak organik yang paling penting diperiksa secara terperinci, dengan mengambil kira bahagian utama kimia am. Kerja ini mengandungi generalisasi, rajah, jadual, contoh, yang akan memudahkan asimilasi bahan fakta yang meluas dengan lebih baik. Perhatian istimewa Kedua-dua dalam bahagian teori dan praktikal perkaitan antara kimia tak organik dan konsep asas kimia am ditumpukan.

Buku ini ditujukan untuk pelajar tahun satu dari semua kepakaran.

UDC 546(075) BBK 24.1 i 7

© Akademi Teknologi Negeri Belgorod bahan binaan(BelGTASM), 2001

PENGENALAN

Pengetahuan tentang asas mana-mana sains dan masalah yang dihadapi adalah minimum yang perlu diketahui oleh mana-mana orang untuk mengemudi dengan bebas dunia di sekeliling mereka. Peranan penting Sains semula jadi memainkan peranan dalam proses ini. Sains semula jadi adalah satu set sains tentang alam semula jadi. Semua sains dibahagikan kepada tepat (semula jadi) dan halus (kemanusiaan). Yang pertama mengkaji undang-undang pembangunan dunia material, yang kedua - undang-undang pembangunan dan manifestasi minda manusia. Dalam kerja yang dibentangkan kita akan berkenalan dengan asas-asas salah satu daripada Sains semula jadi 7 kimia tak organik. Kajian kimia tak organik yang berjaya hanya mungkin jika anda mengetahui komposisi dan sifat kelas utama sebatian tak organik. Mengetahui ciri-ciri kelas sebatian, adalah mungkin untuk mencirikan sifat-sifat wakil individu mereka.

Apabila mempelajari mana-mana sains, termasuk kimia, persoalan selalu timbul: di mana untuk bermula? Dari kajian bahan fakta: penerangan tentang sifat sebatian, petunjuk keadaan kewujudannya, menyenaraikan tindak balas di mana ia masuk; Atas dasar ini, undang-undang yang mengawal tingkah laku bahan diterbitkan atau, sebaliknya, undang-undang pertama kali diberikan, dan kemudian sifat bahan dibincangkan berdasarkan asasnya. Dalam buku ini kita akan menggunakan kedua-dua kaedah penyampaian bahan fakta.

1. KONSEP ASAS KIMIA BUKAN ORGANIK

Apakah subjek kimia, apakah yang dipelajari oleh sains ini? Terdapat beberapa definisi kimia.

Di satu pihak, kimia ialah sains bahan, sifat dan transformasinya. Sebaliknya, kimia adalah salah satu sains semula jadi yang mengkaji bentuk kimia pergerakan jirim. Bentuk kimia pergerakan jirim ialah proses perkaitan atom kepada molekul dan pemisahan molekul. Organisasi kimia jirim boleh diwakili oleh rajah berikut (Rajah 1).

nasi. 1. Organisasi kimia jirim

Perkara adalah realiti objektif, diberikan kepada seseorang dalam sensasinya, yang disalin, difoto, dipaparkan oleh sensasi kita, wujud secara bebas daripada kita. Jirim sebagai realiti objektif wujud dalam dua bentuk: dalam bentuk jirim dan dalam bentuk medan.

Medan (daya graviti, elektromagnet, intranuklear) ialah satu bentuk kewujudan jirim, yang dicirikan dan dimanifestasikan terutamanya oleh tenaga, bukan jisim, walaupun ia mempunyai yang terakhir. Tenaga ialah ukuran pergerakan kuantitatif, menyatakan keupayaan objek material untuk buat kerja.

Jisim (lat. massa - ketulan, ketulan, ketulan) - kuantiti fizikal, salah satu ciri utama jirim, menentukan sifat inersia dan gravitinya.

Atom ialah peringkat terendah organisasi kimia jirim.Atom ialah zarah terkecil unsur yang mengekalkan sifatnya. Ia terdiri daripada nukleus bercas positif dan elektron bercas negatif; Secara umum, atom adalah neutral elektrik. Unsur kimia - Ini adalah sejenis atom dengan cas nuklear yang sama. Terdapat 109 unsur yang diketahui, di mana 90 daripadanya wujud dalam alam semula jadi.

Molekul ialah zarah terkecil bahan yang mempunyai sifat kimia bahan tersebut.

Bilangan unsur kimia adalah terhad, dan gabungan mereka memberikan segala-galanya

pelbagai bahan.

Apakah bahan?

Dalam erti kata yang luas, jirim ialah sejenis jirim tertentu yang mempunyai jisim rehat dan dicirikan dalam keadaan tertentu oleh sifat fizikal dan kimia tertentu. Kira-kira 600 ribu bahan bukan organik dan kira-kira 5 juta bahan organik diketahui.

Dalam erti kata yang lebih sempit, bahan ialah set zarah atom dan molekul tertentu, sekutu dan agregatnya, yang terletak dalam mana-mana tiga keadaan pengagregatan.

Sesuatu bahan ditakrifkan sepenuhnya oleh tiga ciri: 1) menduduki sebahagian ruang, 2) mempunyai jisim rehat;

3) dibina daripada zarah asas.

Semua bahan boleh dibahagikan kepada mudah dan kompleks.

membentuk bukan satu, tetapi beberapa bahan mudah. Fenomena ini dipanggil alotropi, dan setiap bahan ringkas ini dipanggil pengubahsuaian alotropik (pengubahsuaian) unsur tertentu. Alotropi diperhatikan dalam karbon, oksigen, sulfur, fosforus dan beberapa unsur lain. Oleh itu, grafit, berlian, karbin dan fullerena ialah pengubahsuaian alotropik unsur kimia karbon; fosforus merah, putih, hitam - pengubahsuaian alotropik unsur kimia fosforus. Kira-kira 400 bahan mudah diketahui.

Bahan ringkas ialah satu bentuk kewujudan bahan kimia

unsur dalam keadaan bebas

Bahan mudah dibahagikan kepada logam dan bukan logam. Sama ada unsur kimia adalah logam atau bukan logam boleh ditentukan menggunakan jadual berkala unsur oleh D.I. Mendeleev. Sebelum kita melakukan ini, mari kita ingat sedikit tentang struktur jadual berkala.

1.1. Undang-undang berkala dan sistem berkala D.I.Mendeleev

Jadual berkala unsur - ini adalah ungkapan grafik undang-undang berkala, yang ditemui oleh D.I. Mendeleev pada 18 Februari 1869. Undang-undang berkala berbunyi seperti ini: sifat bahan mudah, serta sifat sebatian, secara berkala bergantung pada caj nukleus daripada atom unsur itu.

Terdapat lebih daripada 400 pilihan untuk menggambarkan sistem berkala. Varian selular yang paling biasa ( versi pendek- 8-sel dan varian panjang - 18- dan 32-sel). Sistem berkala jangka pendek terdiri daripada 7 tempoh dan 8 kumpulan.

Unsur-unsur yang mempunyai struktur yang sama pada tahap tenaga luaran digabungkan ke dalam kumpulan. Terdapat utama (A) dan sekunder (B)

kumpulan. Kumpulan utama ialah s- dan p-elemen, dan kumpulan sekunder ialah d-elemen.

Tempoh ialah siri unsur berturut-turut yang di dalamnya atom bilangan lapisan elektron yang sama dengan aras tenaga yang sama diisi. Perbezaan dalam urutan pengisian lapisan elektronik menerangkan sebab panjang tempoh yang berbeza. Dalam hal ini, tempoh mengandungi bilangan unsur yang berbeza: tempoh pertama - 2 unsur; Tempoh ke-2 dan ke-3 - 8 elemen setiap satu; ke-4 dan ke-5

tempoh - 18 unsur setiap satu dan tempoh ke-6 - 32 unsur.

Unsur-unsur kala kecil (ke-2 dan ke-3) diklasifikasikan ke dalam subkumpulan unsur biasa. Oleh kerana unsur yd- dan / diisi dengan elgk luar ke-2 dan ke-3

lokus atom mereka, dan oleh itu, keupayaan yang lebih besar untuk melekat elektron (keupayaan pengoksidaan) dipindahkan nilai yang tinggi keelektronegatifan mereka. Unsur dengan sifat bukan logam menduduki sudut kanan atas jadual berkala

D.I. Mendeleev. Bukan logam boleh menjadi gas (F2, O2, CI2), pepejal (B, C, Si, S) dan cecair (Br2).

Unsur hidrogen menduduki tempat istimewa dalam si berkala

sistem dan tidak mempunyai analog kimia. Hidrogen mempamerkan logam

dan sifat bukan logam, dan oleh itu dalam jadual berkala ia

diletakkan serentak dalam kumpulan IA dan VIIA.

Oleh kerana kepelbagaian besar sifat kimia, mereka dibezakan daripada

ketepatan. Walaupun terdapat juga logam rapuh (zink, antimoni, bismut). Logam, sebagai peraturan, mempamerkan sifat pengurangan.

Bahan kompleks(sebatian kimia) ialah bahan yang molekulnya dibentuk oleh atom pelbagai unsur kimia (molekul heteroatomik atau heteronuklear). Contohnya, C 02, CON. Lebih daripada 10 juta bahan kompleks diketahui.

Bentuk tertinggi organisasi kimia jirim ialah sekutu dan agregat. Associates ialah gabungan molekul ringkas atau ion menjadi bahan yang lebih kompleks yang tidak menyebabkan perubahan dalam sifat kimia. Bersekutu wujud terutamanya dalam keadaan cecair dan gas, dan agregat wujud dalam keadaan pepejal.

Campuran ialah sistem yang terdiri daripada beberapa sebatian teragih sama rata, saling berkaitan dengan nisbah tetap dan tidak berinteraksi antara satu sama lain.

1.2. Valensi dan keadaan pengoksidaan

Penyusunan formula empirikal dan pembentukan nama sebatian kimia adalah berdasarkan pengetahuan dan penggunaan yang betul konsep keadaan pengoksidaan dan valens.

Keadaan pengoksidaan- ini ialah caj bersyarat bagi unsur dalam sebatian, dikira daripada andaian bahawa sebatian itu terdiri daripada ion. Nilai ini bersyarat, formal, kerana hampir tiada sebatian ionik semata-mata. Keadaan pengoksidaan dalam nilai mutlak boleh menjadi integer atau nombor pecahan; dan cas boleh positif, negatif dan sama dengan sifar saiz.

Valensi ialah kuantiti yang ditentukan oleh bilangan elektron tidak berpasangan pada tahap tenaga luar atau bilangan orbital atom bebas yang mampu mengambil bahagian dalam pembentukan ikatan kimia.

Beberapa peraturan untuk menentukan keadaan pengoksidaan unsur kimia

1. Keadaan pengoksidaan unsur kimia dalam bahan ringkas

sama dengan 0.

2. Jumlah keadaan pengoksidaan atom dalam molekul (ion) ialah 0

(cas ion).

3. Unsur kumpulan I-III A mempunyai keadaan pengoksidaan positif sepadan dengan bilangan kumpulan di mana unsur itu terletak.

4. Unsur kumpulan IV -V IIA, kecuali bagi keadaan pengoksidaan positif yang sepadan dengan nombor kumpulan; Dan darjah negatif pengoksidaan yang sepadan dengan perbezaan antara nombor kumpulan dan nombor8, mempunyai keadaan pengoksidaan pertengahan yang sama dengan perbezaan antara nombor kumpulan dan nombor2 (Jadual 1).

Jadual 1

Keadaan pengoksidaan unsur IV -V IIA subkumpulan

5. Keadaan pengoksidaan hidrogen ialah +1 jika sebatian mengandungi sekurang-kurangnya satu bukan logam; - 1 dalam sebatian dengan logam (hidrida); 0 dalam H2.

Hidrida beberapa unsur

6. Keadaan pengoksidaan oksigen, sebagai peraturan, ialah -2, dengan pengecualian peroksida (-1), superoksida (-1/2), ozonida (-1/3), ozon (+4), oksigen fluorida (+ 2).

7. Keadaan pengoksidaan fluorin dalam semua sebatian kecuali F2> ialah -1. Dalam sebatian dengan fluorin mereka direalisasikan bentuk yang lebih tinggi pengoksidaan banyak unsur kimia (BiF5, SF6, IF?, OsFg).

8 . Dalam tempoh, jejari orbit atom berkurangan dengan peningkatan nombor siri, dan tenaga pengionan meningkat. Pada masa yang sama, sifat berasid dan pengoksidaan dipertingkatkan; lebih tinggi ste

Penalti pengoksidaan unsur menjadi kurang stabil.

9. Unsur kumpulan ganjil sistem berkala dicirikan oleh darjah ganjil, dan unsur kumpulan genap dicirikan oleh darjah genap

pengoksidaan.

10. Dalam subkumpulan utama dengan peningkatan nombor siri unsur, saiz atom secara amnya meningkat, dan tenaga pengionan berkurangan. Sehubungan itu, sifat asas dipertingkatkan dan sifat pengoksidaan menjadi lemah. Dalam subkumpulan ^-elemen dengan peningkatan nombor atom, penyertaan ^-elektron dalam pembentukan ikatan

> w h o w J 3 w »

Rajah 2. Skim kelas bahan tak organik yang paling penting

Dalam kimia tak organik, tindak balas kimia dikelaskan mengikut kriteria yang berbeza.

1. Dengan perubahan dalam keadaan pengoksidaan menjadi redoks, yang berlaku dengan perubahan dalam keadaan pengoksidaan unsur, dan asid-bes, yang berjalan tanpa perubahan dalam keadaan pengoksidaan.

2. Dengan sifat proses.

Tindak balas penguraian ialah tindak balas kimia di mana molekul ringkas terbentuk daripada molekul yang lebih kompleks.

Tindak balas kompaun adalah tindak balas kimia di mana sebatian kompleks diperoleh daripada beberapa yang lebih mudah.

Tindak balas penggantian ialah tindak balas kimia di mana atom atau kumpulan atom dalam molekul digantikan oleh atom atau kumpulan atom lain.

Bertukar reaksi ialah tindak balas kimia yang berlaku tanpa mengubah keadaan pengoksidaan unsur dan membawa kepada pertukaran komponen reagen.

3. Jika boleh, mengalir ke arah yang bertentangan menjadi boleh balik dan tidak boleh balik.

Sesetengah tindak balas, seperti tindak balas pembakaran etanol, boleh dikatakan tidak boleh diterbalikkan, i.e. adalah mustahil untuk mewujudkan keadaan untuk meneruskannya arah terbalik.

Walau bagaimanapun, terdapat banyak tindak balas yang, bergantung kepada keadaan proses, boleh berlaku dalam kedua-dua arah ke hadapan dan ke belakang. Tindak balas yang boleh berlaku dalam kedua-dua arah hadapan dan belakang dipanggil boleh balik.

4. Mengikut jenis belahan ikatan - homolitik(jurang yang sama, setiap atom mendapat satu elektron) dan heterolitik(jurang tidak sama - seseorang mendapat sepasang elektron).

5. Eksotermik dalam kesan haba(pelepasan haba) dan endotermik(penyerapan haba).

Tindak balas pengkompaunan secara amnya akan menjadi tindak balas eksotermik, manakala tindak balas penguraian akan menjadi endotermik. Pengecualian yang jarang berlaku ialah tindak balas endotermik nitrogen dengan oksigen N 2 + O 2 = 2NO – Q.

6. Mengikut keadaan pengagregatan fasa.

homogen(tindak balas berlaku dalam satu fasa, tanpa antara muka; tindak balas dalam gas atau dalam larutan).

Heterogen(tindak balas yang berlaku di antara muka).

7. Mengenai penggunaan mangkin.

Mangkin ialah bahan yang mempercepatkan tindak balas kimia tetapi kekal secara kimia tidak berubah.

Pemangkin tanpa menggunakan pemangkin mereka boleh dikatakan tidak pergi dan bukan pemangkin.

Klasifikasi tindak balas organik

Tindak balas elektrofilik ialah tindak balas heterolitik sebatian organik dengan elektrofil - zarah yang membawa cas positif keseluruhan atau pecahan. Mereka dibahagikan kepada penggantian elektrofilik dan tindak balas penambahan elektrofilik. Sebagai contoh,

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

Tindak balas nukleofilik ialah tindak balas heterolitik sebatian organik dengan nukleofil - zarah yang membawa cas negatif keseluruhan atau pecahan. Mereka dibahagikan kepada penggantian nukleofilik dan tindak balas penambahan nukleofilik. Sebagai contoh,

CH 3 Br + NaOH  CH 3 OH + NaBr

Tindak balas kimia (rantai) radikal yang melibatkan radikal dipanggil, sebagai contoh

Kursus kimia di sekolah bermula pada gred 8 dengan kajian prinsip umum sains: diterangkan jenis yang mungkin ikatan antara atom, jenis kekisi kristal dan mekanisme tindak balas yang paling biasa. Ini menjadi asas untuk kajian bahagian penting, tetapi lebih khusus - bukan organik.

Apa ini

Ini adalah sains yang mengkaji prinsip struktur, sifat asas dan kereaktifan semua unsur jadual berkala. Peranan penting dalam bukan organik dimainkan oleh Undang-undang Berkala, yang mengatur pengelasan sistematik bahan mengikut perubahan dalam jisim, nombor dan jenisnya.

Kursus ini juga merangkumi sebatian yang dibentuk oleh interaksi unsur jadual (satu-satunya pengecualian ialah kawasan hidrokarbon, dibincangkan dalam bab organik). Masalah dalam kimia tak organik membolehkan anda mempraktikkan pengetahuan teori anda dalam amalan.

Sains dalam perspektif sejarah

Nama "inorganics" muncul sesuai dengan idea bahawa ia merangkumi sebahagian daripada pengetahuan kimia yang tidak berkaitan dengan aktiviti organisma biologi.

Lama kelamaan ia telah terbukti kebanyakan daripada Dunia organik juga boleh menghasilkan sebatian "tidak hidup", dan sebarang jenis hidrokarbon disintesis di makmal. Oleh itu, daripada ammonium cyanate, yang merupakan garam dalam kimia unsur, saintis Jerman Wöhler dapat mensintesis urea.

Untuk mengelakkan kekeliruan dengan tatanama dan klasifikasi jenis penyelidikan dalam kedua-dua sains, kurikulum kursus sekolah dan universiti, mengikut kimia am, melibatkan kajian bukan organik sebagai disiplin asas. DALAM dunia sains urutan yang serupa dikekalkan.

Kelas bahan bukan organik

Kimia menyediakan pembentangan bahan sedemikian di mana bab pengenalan bukan organik mempertimbangkan Hukum Berkala Unsur. jenis khas, yang berdasarkan andaian bahawa cas atom nukleus mempengaruhi sifat bahan, dan parameter ini berubah secara kitaran. Pada mulanya, meja itu dibina sebagai gambaran peningkatan jisim atom elemen, tetapi tidak lama kemudian urutan ini ditolak kerana ketidakkonsistenannya dalam aspek di mana isu ini memerlukan pertimbangan bahan bukan organik.

Kimia, sebagai tambahan kepada jadual berkala, mengandaikan kehadiran kira-kira seratus angka, kelompok dan gambar rajah yang mencerminkan keberkalaan sifat.

Pada masa ini, versi yang disatukan untuk mempertimbangkan konsep sedemikian sebagai kelas kimia bukan organik adalah popular. Lajur jadual menunjukkan elemen bergantung pada sifat fizikal dan kimia, dalam baris - tempoh yang serupa antara satu sama lain.

Bahan mudah dalam bukan organik

Tanda dalam jadual berkala dan bahan ringkas dalam keadaan bebas adalah perkara yang paling kerap berbeza. Dalam kes pertama, hanya jenis atom tertentu yang dicerminkan, dalam yang kedua - jenis sambungan zarah dan pengaruh bersama mereka dalam bentuk yang stabil.

Ikatan kimia dalam bahan mudah menentukan pembahagiannya kepada keluarga. Oleh itu, dua jenis kumpulan atom yang luas boleh dibezakan - logam dan bukan logam. Keluarga pertama mengandungi 96 elemen daripada 118 yang dikaji.

logam

Jenis logam menganggap kehadiran ikatan dengan nama yang sama antara zarah. Interaksi adalah berdasarkan perkongsian elektron kekisi, yang dicirikan oleh tidak berarah dan tidak tepu. Itulah sebabnya logam mengalirkan haba dan mengecas dengan baik, mempunyai kilauan logam, kebolehtempaan dan kemuluran.

Secara konvensional, logam berada di sebelah kiri dalam jadual berkala apabila melukis garis lurus dari boron ke astatin. Elemen yang hampir di lokasi dengan ciri ini selalunya bersifat sempadan dan mempamerkan sifat dwi (contohnya, germanium).

Logam kebanyakannya membentuk sebatian asas. Keadaan pengoksidaan bahan tersebut biasanya tidak melebihi dua. Metallicity meningkat dalam kumpulan dan berkurangan dalam tempoh. Sebagai contoh, francium radioaktif mempamerkan lebih banyak sifat asas daripada natrium, dan dalam keluarga halogen, iodin juga mempamerkan kilauan logam.

Keadaannya berbeza dalam satu tempoh - subperingkat selesai di hadapan yang terdapat bahan dengan sifat bertentangan. Dalam ruang mendatar jadual berkala, kereaktifan nyata unsur berubah daripada asas melalui amfoterik kepada berasid. Logam adalah agen penurun yang baik (ia menerima elektron apabila membentuk ikatan).

Bukan logam

Atom jenis ini termasuk dalam kelas utama kimia tak organik. Bukan logam menduduki sebelah kanan jadual berkala, mempamerkan sifat biasanya berasid. Selalunya, unsur-unsur ini terdapat dalam bentuk sebatian antara satu sama lain (contohnya, borat, sulfat, air). Dalam keadaan molekul bebas, kewujudan sulfur, oksigen dan nitrogen diketahui. Terdapat juga beberapa gas bukan logam diatomik - sebagai tambahan kepada dua yang disebutkan di atas, ini termasuk hidrogen, fluorin, bromin, klorin dan iodin.

Mereka adalah bahan yang paling biasa di bumi - silikon, hidrogen, oksigen dan karbon adalah perkara biasa. Iodin, selenium dan arsenik sangat jarang berlaku (ini juga termasuk konfigurasi radioaktif dan tidak stabil yang terletak di tempoh terkini jadual).

Dalam sebatian, bukan logam bertindak terutamanya sebagai asid. Mereka adalah agen pengoksidaan yang kuat kerana keupayaan untuk menambah bilangan elektron tambahan untuk melengkapkan tahap.

dalam bahan bukan organik

Sebagai tambahan kepada bahan yang diwakili oleh satu kumpulan atom, terdapat sebatian yang merangkumi beberapa konfigurasi yang berbeza. Bahan tersebut boleh menjadi binari (terdiri daripada dua zarah berbeza), tiga, empat unsur, dan sebagainya.

Bahan dua unsur

Kimia mementingkan sifat binari ikatan dalam molekul. Kelas sebatian tak organik juga dipertimbangkan dari sudut pandangan ikatan yang terbentuk antara atom. Ia boleh menjadi ionik, logam, kovalen (polar atau nonpolar) atau bercampur. Biasanya, bahan tersebut jelas menunjukkan kualiti asas (dengan kehadiran logam), amfoterik (dwi - terutamanya ciri aluminium) atau berasid (jika terdapat unsur dengan keadaan pengoksidaan +4 dan lebih tinggi).

Rakan sekutu tiga elemen

Topik dalam kimia tak organik termasuk pertimbangan jenis gabungan atom ini. Sebatian yang terdiri daripada lebih daripada dua kumpulan atom (bukan organik paling kerap berurusan dengan spesies tiga unsur) biasanya terbentuk dengan penyertaan komponen yang berbeza dengan ketara antara satu sama lain dalam parameter fizikokimia.

Jenis ikatan yang mungkin adalah kovalen, ionik dan campuran. Lazimnya, bahan tiga unsur adalah serupa dalam tingkah laku kepada bahan binari kerana fakta bahawa salah satu daya interaksi interatomik jauh lebih kuat daripada yang lain: yang lemah terbentuk secara kedua dan mempunyai keupayaan untuk berpisah dalam larutan dengan lebih cepat.

Kelas Kimia Tak Organik

Sebahagian besar bahan yang dikaji dalam kursus bukan organik boleh dipertimbangkan mengikut klasifikasi mudah bergantung pada komposisi dan sifatnya. Oleh itu, perbezaan dibuat antara oksida dan garam. Adalah lebih baik untuk mula mempertimbangkan hubungan mereka dengan membiasakan diri dengan konsep bentuk teroksida, di mana hampir semua bahan bukan organik boleh muncul. Kimia sekutu tersebut dibincangkan dalam bab-bab mengenai oksida.

Oksida

Oksida ialah sebatian mana-mana unsur kimia dengan oksigen dalam keadaan pengoksidaan -2 (dalam peroksida -1, masing-masing). Pembentukan ikatan berlaku kerana pendermaan dan penambahan elektron dengan pengurangan O 2 (apabila unsur paling elektronegatif ialah oksigen).

Mereka boleh mempamerkan sifat berasid, amfoterik, dan asas bergantung pada kumpulan kedua atom. Jika dalam oksida ia tidak melebihi keadaan pengoksidaan +2, jika bukan logam - dari +4 dan ke atas. Dalam sampel dengan dua sifat parameter, nilai +3 dicapai.

Asid dalam bukan organik

Sebatian berasid mempunyai tindak balas alam sekitar kurang daripada 7 disebabkan oleh kandungan kation hidrogen, yang boleh masuk ke dalam larutan dan seterusnya digantikan dengan ion logam. Menurut klasifikasi, mereka adalah bahan yang kompleks. Kebanyakan asid boleh disediakan dengan mencairkan oksida yang sepadan dengan air, contohnya dengan membentuk asid sulfurik selepas penghidratan SO 3 .

Kimia tak organik asas

Sifat sebatian jenis ini adalah disebabkan oleh kehadiran radikal hidroksil OH, yang memberikan tindak balas medium di atas 7. Bes larut dipanggil alkali, ia adalah yang paling kuat dalam kelas bahan ini kerana penceraian lengkap (pecahan kepada ion dalam cecair). Kumpulan OH boleh digantikan dengan sisa berasid apabila membentuk garam.

Kimia tak organik ialah sains dwi yang boleh menerangkan bahan dari sudut pandangan yang berbeza. Dalam teori protolitik, bes dianggap sebagai penerima kation hidrogen. Pendekatan ini memperluaskan konsep kelas bahan ini, memanggil mana-mana bahan yang mampu menerima proton sebagai alkali.

Garam

Jenis sebatian ini adalah antara bes dan asid, kerana ia adalah hasil interaksi mereka. Oleh itu, kation biasanya merupakan ion logam (kadangkala ammonium, fosfonium atau hidronium), dan bahan anionik adalah sisa berasid. Apabila garam terbentuk, hidrogen digantikan oleh bahan lain.

Bergantung pada nisbah bilangan reagen dan kekuatannya berbanding satu sama lain, adalah rasional untuk mempertimbangkan beberapa jenis produk interaksi:

• garam asas diperoleh jika kumpulan hidroksil tidak diganti sepenuhnya (bahan tersebut mempunyai tindak balas alkali);
• garam asid terbentuk dalam kes yang bertentangan - apabila terdapat kekurangan asas tindak balas, hidrogen sebahagiannya kekal dalam sebatian;
• yang paling terkenal dan paling mudah difahami ialah sampel purata (atau biasa) - ia adalah hasil peneutralan lengkap bahan tindak balas dengan pembentukan air dan bahan dengan hanya kation logam atau analognya dan sisa asid.

Kimia tak organik ialah sains yang melibatkan pembahagian setiap kelas kepada serpihan yang dianggap dalam masa yang berbeza: beberapa - lebih awal, yang lain - kemudian. Dengan kajian yang lebih mendalam, 4 lagi jenis garam dibezakan:

• Gandaan mengandungi satu anion dengan kehadiran dua kation. Biasanya, bahan tersebut diperoleh dengan menggabungkan dua garam dengan sisa asid yang sama, tetapi logam yang berbeza.
• Jenis campuran adalah bertentangan dengan yang sebelumnya: asasnya adalah satu kation dengan dua anion yang berbeza.
• Hidrat kristal ialah garam yang formulanya mengandungi air dalam keadaan terhablur.
• Kompleks adalah bahan di mana kation, anion, atau kedua-duanya dibentangkan dalam bentuk kelompok dengan unsur pembentuk. Garam tersebut boleh didapati terutamanya daripada unsur subkumpulan B.

Bahan lain yang termasuk dalam bengkel kimia tak organik yang boleh dikelaskan sebagai garam atau sebagai bab pengetahuan yang berasingan termasuk hidrida, nitrida, karbida dan sebatian antara logam (sebatian beberapa logam yang bukan aloi).

Keputusan

Kimia tak organik adalah sains yang menarik minat setiap pakar dalam bidang ini, tanpa mengira minatnya. Ia termasuk bab pertama yang dipelajari di sekolah mengenai subjek ini. Kursus dalam kimia tak organik menyediakan sistematisasi sejumlah besar maklumat mengikut klasifikasi yang jelas dan mudah.

Syarahan: Pengelasan tindak balas kimia dalam kimia bukan organik dan organik

Jenis tindak balas kimia dalam kimia tak organik

A) Pengelasan mengikut jumlah bahan awal:

Penguraian – akibat daripada tindak balas ini, daripada satu bahan kompleks sedia ada, dua atau lebih bahan mudah dan juga kompleks terbentuk.

Kompaun - ini adalah tindak balas di mana dua atau lebih bahan mudah, serta kompleks, membentuk satu, tetapi lebih kompleks.

Contoh: 4Al+3O 2 → 2Al 2 O 3

Contoh: 2КI + Cl2 → 2КCl + I 2

Contoh: HCl + KNO 2 → KCl + HNO 2

B) Pengelasan mengikut kesan haba:

S + O 2 → SO 2 + Q

2C 2 H 6 + 7O 2 → 4CO 2 +6H 2 O + Q

Tindak balas endotermik - Ini adalah tindak balas kimia tertentu di mana haba diserap. Sebagai peraturan, ini adalah tindak balas penguraian.

Contoh:

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

Haba yang dibebaskan atau diserap akibat tindak balas kimia dipanggil kesan haba.

Persamaan kimia yang menunjukkan kesan haba tindak balas dipanggil termokimia.

B) Pengelasan mengikut keterbalikan:

Contoh: 3H 2 + N 2 ⇌ 2NH 3

D) Pengelasan mengikut perubahan dalam keadaan pengoksidaan:

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

Contoh: HNO 3 + KOH → KNO 3 + H 2 O.

D) Pengelasan mengikut fasa:

Contoh: H 2 (gas) + Cl 2 (gas) → 2HCL

Pengelasan mengikut penggunaan mangkin:

Mangkin ialah bahan yang mempercepatkan tindak balas. Tindak balas pemangkin berlaku dengan kehadiran mangkin, tindak balas bukan mangkin berlaku tanpa mangkin.
Contoh: 2H 2 0 2 MnO2 → 2H 2 O + O 2 mangkin MnO 2

Interaksi alkali dengan asid berlaku tanpa mangkin.
Contoh: KOH + HCl → KCl + H 2 O

Inhibitor ialah bahan yang melambatkan tindak balas.
Pemangkin dan perencat sendiri tidak digunakan semasa tindak balas.

Jenis tindak balas kimia dalam kimia organik

Kesertaan - Ini adalah tindak balas di mana beberapa molekul bahan bergabung menjadi satu. Reaksi penambahan termasuk:

• Hidrogenasi ialah tindak balas semasa hidrogen ditambah kepada ikatan berganda.

Contoh: CH 3 -CH = CH 2 (propena) + H 2 → CH 3 -CH 2 -CH 3 (propana)

Hidrohalogenasi– tindak balas yang menambah hidrogen halida.

Contoh: CH 2 = CH 2 (etena) + HCl → CH 3 -CH 2 -Cl (kloroetana)

Alkuna bertindak balas dengan hidrogen halida (hidrogen klorida, hidrogen bromida) dengan cara yang sama seperti alkena. Penambahan dalam tindak balas kimia berlaku dalam 2 peringkat, dan ditentukan oleh peraturan Markovnikov:

Apabila asid protik dan air menambah kepada alkena dan alkuna yang tidak simetri, atom hidrogen ditambah kepada atom karbon yang paling terhidrogenasi.

Mekanisme tindak balas kimia ini. Dibentuk pada peringkat pertama, cepat, kompleks-p dalam peringkat perlahan ke-2 secara beransur-ansur bertukar menjadi kompleks-s - karbokation. Pada peringkat ke-3, penstabilan karbokation berlaku - iaitu, interaksi dengan anion bromin:

I1, I2 ialah karbokation. P1, P2 - bromida.

Derivatif organik yang mengandungi halogen dianggap sebagai sebatian terpenting yang digunakan dalam sintesis organik dan sebagai produk sasaran. Derivatif halogen hidrokarbon dianggap sebagai produk permulaan dalam kuantiti yang besar tindak balas penggantian nukleofilik. Berkenaan kegunaan praktikal sebatian yang mengandungi halogen, ia digunakan dalam bentuk pelarut, contohnya sebatian yang mengandungi klorin, penyejuk - derivatif klorofluoro, freon, racun perosak, farmaseutikal, pemplastik, monomer untuk pengeluaran plastik.

Pempolimeran - Ini jenis istimewa tindak balas di mana molekul bahan mempunyai agak kecil berat molekul, melekat antara satu sama lain, seterusnya membentuk molekul bahan dengan berat molekul yang tinggi.

Kimia tak organik dalam tindak balas. Direktori. Lidin R.A., Molochko V.A., Andreeva L.L.

ed. ke-2, disemak. dan tambahan - M.: 2007 - 637 p.

Direktori mengandungi 1100 bahan bukan organik, yang mana persamaan diberikan tindak balas yang paling penting. Pemilihan bahan dibenarkan oleh kepentingan teori dan makmal-industri mereka. Direktori ini disusun mengikut prinsip abjad formula kimia dan struktur yang dibangunkan dengan jelas, dilengkapi dengan indeks subjek yang memudahkan untuk mencari bahan yang dikehendaki. Ia tidak mempunyai analog dalam kesusasteraan kimia domestik dan asing. Bagi pelajar universiti kimia dan kimia-teknologi. Boleh digunakan oleh guru universiti, pelajar siswazah, saintis, jurutera dan juruteknik industri kimia, serta guru dan pelajar sekolah menengah atas.

Format: pdf

Saiz: 36.2 MB

Tonton, muat turun:drive.google

Buku rujukan membentangkan sifat kimia (persamaan tindak balas) bagi sebatian terpenting 109 unsur Jadual Berkala daripada hidrogen kepada meitnerium. Lebih daripada 1,100 bahan bukan organik diterangkan secara terperinci, dipilih mengikut kepentingan industrinya (bahan permulaan untuk proses kimia, bahan mentah mineral), penggunaan meluas dalam kejuruteraan, teknikal, pendidikan dan amalan makmal (model pelarut dan reagen, reagen analisis kualitatif) dan aplikasi dalam cabang teknologi kimia terkini.
Bahan rujukan dibahagikan kepada bahagian, setiap satunya dikhaskan untuk satu unsur, unsur-unsur disusun mengikut abjad oleh simbolnya (dari actinium Ac hingga zirkonium Zr).
Mana-mana bahagian terdiri daripada beberapa tajuk, yang pertama berkaitan dengan bahan mudah, dan semua yang berikutnya - untuk bahan kompleks, V formula kimia di mana elemen bahagian berada di tempat pertama (kiri). Bahan bagi setiap bahagian disenaraikan mengikut abjad mengikut formula tatanama mereka (dengan satu pengecualian: di hujung bahagian unsur pembentuk asid semua asid yang sepadan dengannya diletakkan). Sebagai contoh, dalam bahagian "Actinium" terdapat tajuk Ac, AcC13, AcF3, Ac(N03)3, Ac203, Ac(OH)3. Formula sebatian dengan anion kompleks diberikan dalam bentuk terbalik, i.e.
Setiap bahagian mengandungi Penerangan Ringkas bahan, di mana warnanya, kestabilan terma, keterlarutan, interaksi (atau kekurangannya) dengan reagen biasa, dll. ditunjukkan, serta kaedah untuk mendapatkan bahan ini, dibentangkan dalam bentuk pautan ke tajuk bahan lain. Pautan mengandungi simbol unsur bahagian, nombor bahagian dan nombor superskrip persamaan tindak balas.
Seterusnya dalam bahagian berikut set bernombor persamaan tindak balas, mencerminkan yang utama Sifat kimia daripada bahan ini. DALAM kes am Urutan persamaan adalah seperti berikut:
- penguraian haba bahan;
- dehidrasi atau penguraian hidrat kristal;
- sikap terhadap air;
- interaksi dengan asid sepunya (jika tindak balas adalah jenis yang sama, persamaan diberikan hanya untuk asid hidroklorik);
- interaksi dengan alkali (biasanya natrium hidroksida);
- interaksi dengan ammonia hidrat;
- interaksi dengan bahan mudah;
- tindak balas metabolik dengan bahan kompleks;
- tindak balas redoks;
- tindak balas pengkompleksan;
- tindak balas elektrokimia (elektrolisis leburan dan/atau larutan).
Persamaan tindak balas menunjukkan keadaan untuk kelakuan dan kejadiannya, apabila ini penting untuk memahami kimia dan tahap keterbalikan proses. Syarat-syarat ini termasuk:
- keadaan pengagregatan reagen dan/atau produk;
- pewarna reagen dan/atau produk;
- keadaan penyelesaian atau ciri-cirinya (dicairkan, pekat, tepu);
- tindak balas perlahan;
- julat suhu, tekanan (tinggi atau vakum), pemangkin;
- pembentukan sedimen atau gas;
- pelarut yang digunakan, jika ia berbeza daripada air;
- persekitaran gas lengai atau khas lain.
Di penghujung buku rujukan terdapat senarai rujukan dan indeks subjek bahan di bawah tajuk.