Semua tindak balas kimia dalam kimia tak organik. Kimia tak organik

Topik Pengekod Peperiksaan Negeri Bersepadu: Klasifikasi tindak balas kimia secara organik dan bukan kimia organik.

Tindak balas kimia - ini adalah sejenis interaksi zarah apabila satu bahan kimia menghasilkan bahan lain yang berbeza daripada mereka dalam sifat dan struktur. Bahan yang masuk dalam reaksi - reagen. Bahan yang terbentuk semasa tindak balas kimia - produk.

Semasa tindak balas kimia, ikatan kimia terputus dan yang baru terbentuk.

Semasa tindak balas kimia, atom yang terlibat dalam tindak balas tidak berubah. Hanya susunan sambungan atom dalam molekul berubah. Oleh itu, bilangan atom bahan yang sama tidak berubah semasa tindak balas kimia.

Tindak balas kimia dikelaskan mengikut tanda yang berbeza. Mari kita pertimbangkan jenis utama klasifikasi tindak balas kimia.

Pengelasan mengikut bilangan dan komposisi bahan bertindak balas

Berdasarkan komposisi dan bilangan bahan bertindak balas, tindak balas yang berlaku tanpa mengubah komposisi bahan dibahagikan kepada tindak balas yang berlaku dengan perubahan dalam komposisi bahan:

1. Tindak balas yang berlaku tanpa mengubah komposisi bahan (A → B)

Kepada reaksi sedemikian dalam kimia tak organik Peralihan alotropik bahan mudah dari satu pengubahsuaian kepada yang lain boleh dikaitkan:

S ortorombik → S monoklinik.

DALAM kimia organik tindak balas tersebut termasuklah tindak balas pengisomeran , apabila daripada satu isomer di bawah pengaruh mangkin dan faktor luaran yang berbeza diperolehi (biasanya isomer struktur).

Sebagai contoh, pengisomeran butana kepada 2-metilpropana (isobutana):

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

2. Tindak balas yang berlaku dengan perubahan komposisi

• Tindak balas sebatian (A + B + ... → D)- ini adalah tindak balas di mana satu bahan kompleks baru terbentuk daripada dua atau lebih bahan. DALAM kimia tak organik Tindak balas kompaun termasuk tindak balas pembakaran bahan mudah, interaksi oksida asas dengan yang berasid, dsb. Dalam kimia organik tindak balas sedemikian dipanggil tindak balas kesertaan Tindak balas penambahan — Ini adalah tindak balas di mana molekul lain ditambahkan pada molekul organik yang dimaksudkan. Tindak balas penambahan termasuk tindak balas penghidrogenan(interaksi dengan hidrogen), penghidratan(sambungan air), hidrohalogenasi(penambahan hidrogen halida), pempolimeran(lekatan molekul antara satu sama lain untuk membentuk rantai panjang), dsb.

Sebagai contoh, penghidratan:

CH 2 =CH 2 + H 2 O → CH 3 -CH 2 -OH

• Tindak balas penguraian (A → B+C+…)- ini adalah tindak balas di mana beberapa bahan kurang kompleks atau mudah terbentuk daripada satu molekul kompleks. Dalam kes ini, kedua-dua bahan mudah dan kompleks boleh dibentuk.

Sebagai contoh, semasa penguraian hidrogen peroksida:

2H2O2→ 2H 2 O + O 2 .

Dalam kimia organik tindak balas penguraian dan tindak balas penyingkiran yang berasingan . Reaksi penyingkiran — Ini adalah tindak balas semasa atom atau kumpulan atom dipisahkan daripada molekul asal sambil mengekalkan rangka karbonnya.

Sebagai contoh, tindak balas pengabstrakan hidrogen (penyahhidrogenan) daripada propana:

C 3 H 8 → C 3 H 6 + H 2

Sebagai peraturan, nama tindak balas tersebut mengandungi awalan "de". Tindak balas penguraian dalam kimia organik biasanya melibatkan pemecahan rantai karbon.

Sebagai contoh, reaksi retak butana(berpecah kepada molekul yang lebih ringkas dengan memanaskan atau di bawah pengaruh mangkin):

C 4 H 10 → C 2 H 4 + C 2 H 6

• Tindak balas penggantian - ini adalah tindak balas semasa atom atau kumpulan atom bagi satu bahan digantikan oleh atom atau kumpulan atom bahan lain. Dalam kimia tak organik Tindak balas ini berlaku mengikut skema berikut:

AB + C = AC + B.

Sebagai contoh, lebih aktif halogen menggantikan yang kurang aktif daripada sebatian. Interaksi kalium iodida Dengan klorin:

2KI + Cl 2 → 2KCl + I 2.

Kedua-dua atom dan molekul individu boleh diganti.

Sebagai contoh, selepas gabungan oksida yang kurang meruap sedang bersesak-sesak keluar lebih tidak menentu daripada garam. Ya, tidak meruap silikon oksida menyesarkan karbon monoksida daripada natrium karbonat apabila bersatu:

Na 2 CO 3 + SiO 2 → Na 2 SiO 3 + CO 2

DALAM kimia organik Tindak balas penggantian ialah tindak balas di mana sebahagian daripada molekul organik diganti kepada zarah lain. Dalam kes ini, zarah yang digantikan, sebagai peraturan, bergabung dengan sebahagian daripada molekul pengganti.

Sebagai contoh, reaksi pengklorinan metana:

CH 4 + Cl 2 → CH 3 Cl + HCl

Dari segi bilangan zarah dan komposisi produk interaksi, tindak balas ini lebih serupa dengan tindak balas pertukaran. Namun begitu, melalui mekanisme tindak balas sedemikian adalah tindak balas penggantian.

• Bertukar reaksi - ini adalah tindak balas semasa dua bahan kompleks dan menukar komponen mereka:

AB + CD = AC + BD

Reaksi pertukaran termasuk tindak balas pertukaran ion mengalir dalam larutan; tindak balas yang menggambarkan sifat asid-bes bahan dan lain-lain.

Contoh tindak balas pertukaran dalam kimia tak organik - peneutralan daripada asid hidroklorik alkali:

NaOH + HCl = NaCl + H2O

Contoh tindak balas pertukaran dalam kimia organik - hidrolisis alkali klooetana:

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

Pengelasan tindak balas kimia mengikut perubahan dalam keadaan pengoksidaan unsur pembentuk bahan

Dengan mengubah keadaan pengoksidaan unsur tindak balas kimia terbahagi kepada tindak balas redoks, dan tindak balas yang berlaku tanpa mengubah keadaan pengoksidaan unsur kimia.

• Reaksi redoks (ORR) ialah tindak balas semasa keadaan pengoksidaan bahan-bahan ubah. Dalam kes ini pertukaran berlaku elektron.

DALAM kimia tak organik Tindak balas sedemikian biasanya termasuk tindak balas penguraian, penggantian, gabungan, dan semua tindak balas yang melibatkan bahan mudah. Untuk menyamakan ORR, kaedah digunakan imbangan elektronik (bilangan elektron yang diberi mestilah sama dengan bilangan yang diterima) atau kaedah keseimbangan elektron-ion.

DALAM kimia organik tindak balas pengoksidaan dan pengurangan yang berasingan, bergantung kepada apa yang berlaku kepada molekul organik.

Tindak balas pengoksidaan dalam kimia organik adalah tindak balas semasa bilangan atom hidrogen berkurangan atau bilangan atom oksigen dalam molekul organik asal bertambah.

Sebagai contoh, pengoksidaan etanol di bawah tindakan kuprum oksida:

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

Reaksi pemulihan dalam kimia organik, ini adalah tindak balas semasa bilangan atom hidrogen bertambah atau bilangan atom oksigen berkurangan dalam molekul organik.

Sebagai contoh, pemulihan asetaldehid hidrogen:

CH 3 -CH=O + H 2 → CH 3 -CH 2 -OH

• Reaksi protolitik dan metabolik - Ini adalah tindak balas semasa keadaan pengoksidaan atom tidak berubah.

Sebagai contoh, peneutralan Soda kaustik asid nitrik:

NaOH + HNO 3 = H 2 O + NaNO 3

Pengelasan tindak balas mengikut kesan haba

Mengikut kesan haba, tindak balas dibahagikan kepada eksotermik Dan endotermik.

Tindak balas eksotermik - ini adalah tindak balas yang disertai dengan pembebasan tenaga dalam bentuk haba (+ Q). Tindak balas sedemikian merangkumi hampir semua tindak balas kompaun.

Pengecualian- tindak balas nitrogen Dengan oksigen dengan pendidikan nitrik oksida (II) - endotermik:

N 2 + O 2 = 2NO – Q

Tindak balas gas hidrogen dengan keras iodin Juga endotermik:

H 2 + I 2 = 2HI – Q

Tindak balas eksotermik yang menghasilkan cahaya dipanggil tindak balas terbakar.

Sebagai contoh, pembakaran metana:

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

Juga eksotermik ialah:

Tindak balas endotermik adalah tindak balas yang disertai oleh penyerapan tenaga dalam bentuk haba ( —S ). Sebagai peraturan, kebanyakan tindak balas berlaku dengan penyerapan haba penguraian(tindak balas yang memerlukan pemanasan berpanjangan).

Sebagai contoh, penguraian Batu kapur:

CaCO 3 → CaO + CO 2 – Q

Juga endotermik ialah:

• tindak balas hidrolisis;
• tindak balas yang berlaku hanya apabila dipanaskan;
• tindak balas yang berlaku sahajapada sangat suhu tinggi atau di bawah pengaruh nyahcas elektrik.

Sebagai contoh, penukaran oksigen kepada ozon:

3O 2 = 2O 3 - Q

DALAM kimia organik Dengan penyerapan haba, tindak balas penguraian berlaku. Sebagai contoh, retak pentana:

C 5 H 12 → C 3 H 6 + C 2 H 6 – Q.

Pengelasan tindak balas kimia mengikut keadaan pengagregatan bahan bertindak balas (mengikut komposisi fasa)

Bahan boleh wujud dalam tiga keadaan pengagregatan utama - keras, cecair Dan bergas. Mengikut keadaan fasa berkongsi reaksi homogen Dan heterogen.

• Tindak balas homogen - ini adalah tindak balas di mana bahan tindak balas dan hasil berada dalam satu fasa, dan perlanggaran zarah bertindak balas berlaku sepanjang keseluruhan isipadu campuran tindak balas. Tindak balas homogen termasuk interaksi cecair-cecair Dan gas-gas.

Sebagai contoh, pengoksidaan sulfur dioksida:

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

• Tindak balas heterogen - ini adalah tindak balas di mana bahan tindak balas dan hasil berada V fasa yang berbeza . Dalam kes ini, perlanggaran zarah bertindak balas berlaku sahaja di sempadan hubungan fasa. Reaksi sedemikian termasuk interaksi gas-cecair, gas-pepejal, pepejal-pepejal, dan pepejal-cecair.

Sebagai contoh, interaksi karbon dioksida Dan kalsium hidroksida:

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

Untuk mengelaskan tindak balas mengikut keadaan fasa, adalah berguna untuk dapat menentukan keadaan fasa bahan. Ini agak mudah dilakukan menggunakan pengetahuan tentang struktur jirim, khususnya tentang.

Bahan dengan ionik, atom atau kekisi kristal logam, biasanya keras di keadaan biasa; bahan dengan kekisi molekul, biasanya, cecair atau gas dalam keadaan biasa.

Sila ambil perhatian bahawa apabila dipanaskan atau disejukkan, bahan boleh berubah dari satu keadaan fasa ke keadaan fasa yang lain. Dalam kes ini, adalah perlu untuk memberi tumpuan kepada keadaan untuk tindak balas tertentu dan sifat fizikal bahan.

Sebagai contoh, menerima gas sintesis berlaku pada suhu yang sangat tinggi di mana air - wap:

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

Oleh itu, pembaharuan wap metana — tindak balas homogen.

Pengelasan tindak balas kimia mengikut penyertaan mangkin

Mangkin ialah bahan yang mempercepatkan tindak balas, tetapi bukan sebahagian daripada hasil tindak balas. Mangkin mengambil bahagian dalam tindak balas, tetapi boleh dikatakan tidak digunakan semasa tindak balas. Secara konvensional, gambar rajah tindakan mangkin KEPADA apabila bahan berinteraksi A+B boleh digambarkan seperti berikut: A + K = AK; AK + B = AB + K.

Bergantung kepada kehadiran pemangkin, tindak balas pemangkin dan bukan pemangkin dibezakan.

• Tindak balas pemangkin - ini adalah tindak balas yang berlaku dengan penyertaan pemangkin. Sebagai contoh, penguraian garam Berthollet: 2KClO 3 → 2KCl + 3O 2.
• Tindak balas bukan pemangkin - Ini adalah tindak balas yang berlaku tanpa penyertaan pemangkin. Contohnya, pembakaran etana: 2C 2 H 6 + 5O 2 = 2CO 2 + 6H 2 O.

Semua tindak balas yang berlaku dalam sel organisma hidup berlaku dengan penyertaan pemangkin protein khas - enzim. Tindak balas sedemikian dipanggil enzimatik.

Mekanisme tindakan dan fungsi pemangkin dibincangkan dengan lebih terperinci dalam artikel berasingan.

Pengelasan tindak balas mengikut arah

Reaksi boleh balik - ini adalah tindak balas yang boleh berlaku secara langsung dan dalam arah terbalik, iaitu apabila, dalam keadaan tertentu, produk tindak balas boleh berinteraksi antara satu sama lain. Tindak balas boleh balik termasuk kebanyakan tindak balas homogen, pengesteran; tindak balas hidrolisis; penghidrogenan-penyahhidrogenan, penghidratan-penyahhidratan; pengeluaran ammonia daripada bahan ringkas, pengoksidaan sulfur dioksida, penghasilan hidrogen halida (kecuali hidrogen fluorida) dan hidrogen sulfida; sintesis metanol; pengeluaran dan penguraian karbonat dan bikarbonat, dsb.

Reaksi yang tidak dapat dipulihkan - ini adalah tindak balas yang berlaku terutamanya dalam satu arah, i.e. Hasil tindak balas tidak boleh bertindak balas antara satu sama lain di bawah keadaan ini. Contoh tindak balas tak boleh balik: pembakaran; tindak balas letupan; tindak balas yang berlaku dengan pembentukan gas, mendakan atau air dalam larutan; pembubaran logam alkali dalam air; dan lain-lain.

Kursus kimia tak organik mengandungi banyak terma khas, perlu untuk menjalankan pengiraan kuantitatif. Mari kita pertimbangkan secara terperinci beberapa bahagian utamanya.

Keanehan

Kimia tak organik dicipta untuk menentukan ciri-ciri bahan asal mineral.

Antara bahagian utama sains ini ialah:

• analisis struktur, fizikal dan sifat kimia;
• hubungan antara struktur dan kereaktifan;
• penciptaan kaedah baru untuk sintesis bahan;
• pembangunan teknologi untuk penulenan campuran;
• kaedah untuk menghasilkan bahan bukan organik.

Pengelasan

Kimia tak organik dibahagikan kepada beberapa bahagian yang berkaitan dengan kajian serpihan tertentu:

• unsur kimia;
• tiada kelas bahan organik;
• bahan semikonduktor;
• sebatian (peralihan) tertentu.

Perhubungan

Kimia tak organik saling berkaitan dengan fizikal dan kimia Analisis, yang mempunyai set alat berkuasa yang membolehkan anda melakukan pengiraan matematik. Bahan teori yang dibincangkan dalam bahagian ini digunakan dalam radiokimia, geokimia, agrokimia, dan juga dalam kimia nuklear.

Kimia tak organik dalam bentuk penggunaannya berkaitan dengan metalurgi, teknologi kimia, elektronik, perlombongan dan pemprosesan mineral, struktur dan bahan binaan, rawatan air sisa industri.

Sejarah perkembangan

Kimia am dan bukan organik dibangunkan bersama dengan tamadun manusia, dan oleh itu merangkumi beberapa bahagian bebas. Pada awal abad kesembilan belas, Berzelius menerbitkan jadual jisim atom. Tempoh inilah yang menandakan permulaan perkembangan sains ini.

Asas kimia tak organik ialah penyelidikan Avogadro dan Gay-Lussac mengenai ciri-ciri gas dan cecair. Hess dapat memperoleh hubungan matematik antara jumlah haba dan keadaan pengagregatan bahan, yang meluaskan ufuk kimia tak organik dengan ketara. Sebagai contoh, teori atom-molekul muncul, yang menjawab banyak soalan.

Pada awal abad kesembilan belas, Davy dapat menguraikan secara elektrokimia natrium dan kalium hidroksida, membuka kemungkinan baru untuk penghasilan bahan mudah melalui elektrolisis. Faraday, berdasarkan kerja Davy, memperoleh undang-undang elektrokimia.

Sejak separuh kedua abad kesembilan belas, kursus kimia tak organik telah berkembang dengan ketara. Penemuan van't Hoff, Arrhenius, dan Oswald memperkenalkan trend baharu dalam teori penyelesaian. Dalam tempoh masa inilah undang-undang tindakan massa dirumuskan, yang memungkinkan untuk menjalankan pelbagai pengiraan kualitatif dan kuantitatif.

Doktrin valensi, yang dicipta oleh Wurtz dan Kekule, memungkinkan untuk mencari jawapan kepada banyak soalan dalam kimia tak organik yang berkaitan dengan kewujudan bentuk yang berbeza oksida, hidroksida. Pada penghujung abad kesembilan belas, unsur kimia baru ditemui: ruthenium, aluminium, litium: vanadium, torium, lanthanum, dll. Ini menjadi mungkin selepas pengenalan teknik analisis spektrum ke dalam amalan. Inovasi yang muncul dalam sains dalam tempoh itu bukan sahaja menjelaskan tindak balas kimia dalam kimia tak organik, tetapi juga memungkinkan untuk meramalkan sifat-sifat produk yang terhasil dan kawasan penggunaannya.

Menjelang akhir abad kesembilan belas, kewujudan 63 unsur yang berbeza telah diketahui, dan maklumat tentang pelbagai bahan kimia juga telah muncul. Tetapi disebabkan kekurangan klasifikasi saintifik yang lengkap, tidak semua masalah dalam kimia tak organik dapat diselesaikan.

undang-undang Mendeleev

Undang-undang berkala, yang dicipta oleh Dmitry Ivanovich, menjadi asas untuk sistematisasi semua elemen. Terima kasih kepada penemuan Mendeleev, ahli kimia dapat membetulkan idea mereka tentang jisim atom unsur dan meramalkan sifat bahan yang belum ditemui. Teori Moseley, Rutherford, dan Bohr memberikan asas fizikal kepada undang-undang berkala Mendeleev.

Kimia tak organik dan teori

Untuk memahami kimia yang diajar, anda perlu menyemak konsep asas yang disertakan dalam kursus.

Isu teori utama yang dikaji dalam bahagian ini ialah undang-undang berkala Mendeleev. Kimia tak organik dalam jadual, dibentangkan dalam kursus sekolah, memperkenalkan penyelidik muda kepada kelas utama bahan bukan organik, hubungan mereka. Teori ikatan kimia mempertimbangkan sifat ikatan, panjang, tenaga, dan kekutuban. Kaedah orbital molekul, ikatan valens, teori medan kristal adalah isu utama yang memungkinkan untuk menerangkan ciri struktur dan sifat bahan bukan organik.

Termodinamik dan kinetik kimia, menjawab soalan mengenai perubahan dalam tenaga sistem, perihalan konfigurasi elektronik ion dan atom, perubahannya menjadi bahan kompleks berdasarkan teori superkonduktiviti, menimbulkan bahagian baru - kimia bahan semikonduktor .

Sifat terapan

Kimia tak organik untuk boneka melibatkan penggunaan isu teori dalam industri. Bahagian kimia inilah yang menjadi asas kepada pelbagai industri yang berkaitan dengan pengeluaran ammonia, asid sulfurik, karbon dioksida, baja mineral, logam dan aloi. Dengan menggunakan kaedah kimia dalam kejuruteraan mekanikal, aloi dengan sifat dan ciri tertentu diperolehi.

Subjek dan tugasan

Apakah kajian kimia? Ini adalah sains bahan, transformasinya, serta bidang aplikasi. Untuk tempoh masa ini ada maklumat yang boleh dipercayai tentang kewujudan kira-kira seratus ribu sebatian tak organik yang berbeza. Semasa transformasi kimia, komposisi molekul berubah dan bahan dengan sifat baru terbentuk.

Jika anda mempelajari kimia bukan organik dari awal, anda mesti membiasakannya terlebih dahulu bahagian teori, dan hanya selepas itu anda boleh mula mempraktikkan pengetahuan yang diperolehi. Di antara banyak isu yang dipertimbangkan dalam bahagian sains kimia ini, adalah perlu untuk menyebut teori atom-molekul.

Molekul dianggap sebagai zarah terkecil bahan yang mempunyai sifat kimianya. Ia boleh dibahagikan kepada atom, yang merupakan zarah terkecil jirim. Molekul dan atom sentiasa bergerak dan dicirikan oleh daya tolakan dan tarikan elektrostatik.

Kimia tak organik dari awal harus berdasarkan definisi unsur kimia. Oleh itu, kami biasanya bermaksud jenis atom yang mempunyai cas nuklear tertentu, struktur cengkerang elektronik. Bergantung pada struktur mereka, mereka dapat memasuki pelbagai interaksi, membentuk bahan. Molekul penyayang adalah sistem neutral elektrik, iaitu, ia mematuhi sepenuhnya semua undang-undang yang wujud dalam mikrosistem.

Bagi setiap unsur yang wujud di alam semula jadi, bilangan proton, elektron, dan neutron boleh ditentukan. Mari kita ambil natrium sebagai contoh. Bilangan proton dalam nukleusnya sepadan dengan nombor siri, iaitu, 11, dan sama dengan bilangan elektron. Untuk mengira bilangan neutron, adalah perlu untuk menolak daripada relatif jisim atom natrium (23) ia nombor siri, kita mendapat 12. Bagi sesetengah unsur, isotop telah dikenal pasti yang berbeza dalam bilangan neutron dalam nukleus atom.

Merangka formula untuk valency

Apa lagi yang dicirikan oleh kimia tak organik? Topik yang dibincangkan dalam bahagian ini melibatkan merangka formula bahan dan menjalankan pengiraan kuantitatif.

Mula-mula, mari kita analisa ciri-ciri penyusunan formula mengikut valens. Bergantung pada unsur mana yang akan dimasukkan ke dalam komposisi bahan, ada peraturan tertentu penentuan valensi. Mari kita mulakan dengan menyusun sebatian binari. Isu ini dibincangkan dalam kursus kimia tak organik sekolah.

Bagi logam yang terletak dalam subkumpulan utama jadual berkala, indeks valensi sepadan dengan nombor kumpulan, ialah nilai tetap. Logam yang terdapat dalam subkumpulan sekunder boleh mempamerkan valens yang berbeza.

Terdapat beberapa keanehan dalam menentukan valens bukan logam. Jika dalam sebatian ia terletak di hujung formula, ia mempamerkan valens yang lebih rendah. Apabila mengiranya, bilangan kumpulan di mana unsur ini terletak ditolak daripada lapan. Sebagai contoh, dalam oksida, oksigen mempamerkan valensi dua.

Jika bukan logam terletak pada permulaan formula, ia menunjukkan valensi maksimum yang sama dengan nombor kumpulannya.

Bagaimana untuk membuat formula untuk bahan? Terdapat algoritma tertentu yang walaupun pelajar sekolah tahu. Mula-mula anda perlu menulis tanda-tanda unsur-unsur yang disebutkan dalam nama sambungan. Elemen yang ditunjukkan terakhir dalam nama diletakkan dahulu dalam formula. Seterusnya, menggunakan peraturan, penunjuk valensi diletakkan di atas setiap satu. Gandaan sepunya terkecil ditentukan antara nilai. Apabila membahagikannya dengan valensi, indeks diperolehi terletak di bawah tanda unsur.

Mari kita ambil sebagai contoh varian untuk mengarang formula karbon monoksida (4). Pertama, kita letakkan bersebelahan antara satu sama lain tanda-tanda karbon dan oksigen yang merupakan sebahagian daripada sebatian tak organik ini, kita mendapat CO. Oleh kerana elemen pertama mempunyai valensi berubah, ia ditunjukkan dalam kurungan; untuk oksigen, ia dikira dengan menolak enam daripada lapan (nombor kumpulan), anda mendapat dua. Formula akhir oksida yang dicadangkan ialah CO 2.

Di antara banyak istilah saintifik yang digunakan dalam kimia tak organik, alotropi sangat diminati. Ia menerangkan kewujudan beberapa bahan ringkas berdasarkan satu unsur kimia, berbeza dari segi sifat dan struktur.

Kelas bahan bukan organik

Terdapat empat kelas utama bahan bukan organik yang patut dipertimbangkan secara terperinci. Mari kita mulakan dengan Penerangan ringkas oksida Kelas ini melibatkan sebatian binari di mana oksigen semestinya ada. Bergantung pada unsur mana yang memulakan formula, mereka dibahagikan kepada tiga kumpulan: asas, berasid, amfoterik.

Logam dengan valensi lebih besar daripada empat, serta semua bukan logam, membentuk oksida berasid dengan oksigen. Antara sifat kimia utamanya, kami perhatikan keupayaan untuk berinteraksi dengan air (kecuali silikon oksida), tindak balas dengan oksida asas, dan alkali.

Logam yang valensinya tidak melebihi dua membentuk oksida asas. Antara sifat kimia utama subspesies ini, kami menyerlahkan pembentukan alkali dengan air, garam dengan oksida dan asid berasid.

Logam peralihan (zink, berilium, aluminium) dicirikan oleh pembentukan sebatian amfoterik. Perbezaan utama mereka ialah dualiti sifat: tindak balas dengan alkali dan asid.

Bes ialah kelas besar sebatian tak organik yang mempunyai struktur dan sifat yang serupa. Molekul sebatian tersebut mengandungi satu atau lebih kumpulan hidroksil. Istilah itu sendiri digunakan untuk bahan-bahan yang, sebagai hasil interaksi, membentuk garam. Alkali ialah bes yang mempunyai persekitaran alkali. Ini termasuk hidroksida kumpulan pertama dan kedua subkumpulan utama jadual berkala.

Dalam garam asid, sebagai tambahan kepada logam dan sisa daripada asid, terdapat kation hidrogen. Contohnya, natrium bikarbonat ( serbuk penaik) adalah sebatian yang dicari dalam industri gula-gula. Garam asas mengandungi ion hidroksida dan bukannya kation hidrogen. Garam berganda adalah komponen daripada banyak mineral semula jadi. Oleh itu, natrium dan kalium klorida (sylvinite) ditemui dalam kerak bumi. Kompaun inilah yang digunakan dalam industri untuk mengasingkan logam alkali.

Dalam kimia bukan organik terdapat bahagian khas yang dikhaskan untuk kajian garam kompleks. Sebatian ini terlibat secara aktif dalam proses metabolik berlaku dalam organisma hidup.

Termokimia

Bahagian ini melibatkan pertimbangan semua transformasi kimia dari sudut kehilangan atau keuntungan tenaga. Hess berjaya mewujudkan hubungan antara entalpi dan entropi, dan memperoleh undang-undang yang menerangkan perubahan suhu untuk sebarang tindak balas. Kesan haba, yang mencirikan jumlah tenaga yang dibebaskan atau diserap dalam tindak balas tertentu, ditakrifkan sebagai perbezaan dalam jumlah entalpi produk tindak balas dan bahan permulaan, diambil kira pekali stereokimia. Undang-undang Hess adalah asas dalam termokimia dan membenarkan pengiraan kuantitatif untuk setiap transformasi kimia.

Kimia koloid

Hanya pada abad kedua puluh bahagian kimia ini menjadi sains yang berasingan, berurusan dengan pelbagai sistem cecair, pepejal, dan gas. Suspensi, ampaian, emulsi, berbeza dalam saiz zarah dan parameter kimia, dikaji secara terperinci dalam kimia koloid. Hasil daripada banyak kajian sedang giat dilaksanakan dalam bidang farmaseutikal, perubatan, industri kimia, membolehkan saintis dan jurutera mensintesis bahan dengan ciri kimia dan fizikal tertentu.

Kesimpulan

Kimia tak organik kini merupakan salah satu cabang terbesar kimia, yang mengandungi jumlah yang besar isu teori dan praktikal yang membolehkan seseorang memperoleh idea tentang komposisi bahan, mereka ciri-ciri fizikal, transformasi kimia, industri utama. Jika anda mengetahui terma dan undang-undang asas, anda boleh merangka persamaan tindak balas kimia dan menjalankan pelbagai pengiraan matematik menggunakannya. Semua bahagian kimia tak organik yang berkaitan dengan merangka formula, menulis persamaan tindak balas, dan menyelesaikan masalah yang melibatkan penyelesaian ditawarkan kepada pelajar pada peperiksaan akhir.

Kimia tak organik- satu cabang kimia yang dikaitkan dengan kajian struktur, kereaktifan dan sifat semua unsur kimia dan sebatian tak organiknya. Cabang kimia ini merangkumi semua sebatian kecuali bahan organik (kelas sebatian yang termasuk karbon, dengan pengecualian beberapa sebatian ringkas yang biasanya dikelaskan sebagai tak organik). Perbezaan antara sebatian organik dan bukan organik, mengandungi , adalah, mengikut beberapa perwakilan, sewenang-wenangnya. Kimia tak organik mengkaji unsur kimia dan bahan ringkas dan kompleks yang terbentuk (kecuali organik). Bilangan bahan bukan organik yang diketahui hari ini menghampiri 500 ribu.

Asas teori kimia tak organik ialah undang-undang berkala dan berdasarkannya jadual berkala D. I. Mendeleev. Tugas utama kimia tak organik ialah pembangunan dan asas saintifik cara untuk mencipta bahan baharu dengan keperluan untuk Teknologi moden hartanah.

Pengelasan unsur kimia

Jadual berkala unsur kimia ( meja Mendeleev) - pengelasan unsur kimia yang mewujudkan pergantungan pelbagai sifat unsur kimia daripada cas nukleus atom. Sistem ialah ungkapan grafik bagi undang-undang berkala, . Versi asalnya dibangunkan oleh D.I. Mendeleev pada 1869-1871 dan dipanggil " Sistem semula jadi unsur", yang mewujudkan pergantungan sifat unsur kimia pada jisim atomnya. Secara keseluruhan, beberapa ratus pilihan untuk menggambarkan jadual berkala telah dicadangkan, tetapi dalam versi moden sistem diandaikan bahawa unsur-unsur dikurangkan kepada jadual dua dimensi, di mana setiap lajur (kumpulan) mentakrifkan yang utama. ciri fizikokimia, dan garisan mewakili tempoh yang agak serupa antara satu sama lain.

Bahan mudah

Mereka terdiri daripada atom satu unsur kimia (ia adalah satu bentuk kewujudannya dalam keadaan bebas). Bergantung kepada ikatan kimia antara atom, semua bahan ringkas dalam kimia tak organik dibahagikan kepada dua kumpulan utama: dan. Yang pertama dicirikan oleh ikatan logam, yang kedua oleh ikatan kovalen. Terdapat juga dua kumpulan bersebelahan - bahan seperti logam dan bukan seperti logam. Terdapat fenomena seperti alotropi, yang terdiri daripada kemungkinan pembentukan beberapa jenis bahan mudah daripada atom unsur yang sama, tetapi dengan struktur kekisi kristal yang berbeza; setiap jenis ini dipanggil pengubahsuaian alotropik.

logam

(dari Latin metallum - lombong, lombong) - sekumpulan unsur dengan sifat logam ciri, seperti kekonduksian haba dan elektrik yang tinggi, positif pekali suhu rintangan, kemuluran tinggi dan kilauan logam. Daripada 118 unsur kimia yang ditemui dalam masa ini, logam termasuk:

• 38 dalam kumpulan logam peralihan,
• 11 dalam kumpulan logam ringan,
• 7 dalam kumpulan semilogam,
• 14 dalam kumpulan lantanida + lantanum,
• 14 dalam kumpulan actinides + actinium,
• di luar kumpulan tertentu.

Oleh itu, 96 daripada semua unsur yang ditemui tergolong dalam logam.

Bukan logam

Unsur kimia dengan sifat bukan logam biasanya menduduki sudut kanan atas Jadual berkala elemen. Berlaku dalam bentuk molekul sebagai bahan ringkas dalam alam semula jadi.

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 berlaku 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 ia mengalir ke arah yang bertentangan.

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 diterbalikkan.

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

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.