Semua tentang kimia tak organik. Kimia tak organik

Tindak balas kimia- ini adalah proses akibat daripada beberapa bahan yang lain terbentuk yang berbeza daripada mereka dalam komposisi dan (atau) struktur.

Klasifikasi tindak balas:

saya. Mengikut bilangan dan komposisi bahan tindak balas dan hasil tindak balas:

1) Tindak balas yang berlaku tanpa mengubah komposisi bahan:

Dalam no kimia organik Ini adalah tindak balas transformasi beberapa pengubahsuaian alotropik kepada yang lain:

C (grafit) → C (berlian); P (putih) → P (merah).

Dalam kimia organik, ini adalah tindak balas isomerisasi - tindak balas yang mengakibatkan pembentukan molekul bahan lain dengan komposisi kualitatif dan kuantitatif yang sama daripada molekul satu bahan, i.e. dengan formula molekul yang sama tetapi struktur yang berbeza.

CH 2 -CH 2 -CH 3 → CH 3 -CH-CH 3

n-butana 2-metilpropana (isobutana)

2) Tindak balas yang berlaku dengan perubahan dalam komposisi bahan:

a) Tindak balas sebatian (dalam kimia organik penambahan) - tindak balas di mana dua atau lebih bahan membentuk satu bahan yang lebih kompleks: S + O 2 → SO 2

Dalam kimia organik ini adalah tindak balas penghidrogenan, halogenasi, hidrohalogenasi, penghidratan, pempolimeran.

CH 2 = CH 2 + HOH → CH 3 – CH 2 OH

b) Tindak balas penguraian (dalam kimia organik, penyingkiran, penyingkiran) - tindak balas di mana beberapa bahan baru terbentuk daripada satu bahan kompleks:

CH 3 – CH 2 OH → CH 2 = CH 2 + H 2 O

2KNO 3 →2KNO 2 + O 2

Dalam kimia organik, contoh tindak balas penyingkiran ialah penyahhidrogenan, penyahhidratan, penyahhidrohalogenan, dan keretakan.

c) Tindak balas penggantian - tindak balas semasa atom bahan ringkas menggantikan atom beberapa unsur dalam bahan kompleks (dalam kimia organik, bahan tindak balas dan hasil tindak balas selalunya dua bahan kompleks).

CH 4 + Cl 2 → CH 3 Cl +HCl; 2Na+ 2H 2 O→ 2NaOH + H 2

Contoh tindak balas penggantian yang tidak disertai dengan perubahan dalam keadaan pengoksidaan atom adalah sangat sedikit. Perlu diperhatikan tindak balas silikon oksida dengan garam asid yang mengandungi oksigen, yang sepadan dengan oksida gas atau meruap:

CaCO 3 + SiO 2 = CaSiO 3 + CO 2

Ca 3 (PO 4) 2 + 3SiO 2 = 3СаSiO 3 + P 2 O 5

d) Tindak balas pertukaran - tindak balas semasa dua bahan kompleks menukar komponennya:

NaOH + HCl → NaCl + H 2 O,
2CH 3 COOH + CaCO 3 → (CH 3 COO) 2 Ca + CO 2 + H 2 O

II. Dengan menukar keadaan pengoksidaan unsur kimia membentuk bahan

1) Tindak balas yang berlaku dengan perubahan dalam keadaan pengoksidaan, atau ORR:

∙2| N +5 + 3e – → N +2 (proses pengurangan, unsur – agen pengoksida),

∙3| Cu 0 – 2e – → Cu +2 (proses pengoksidaan, unsur – ​​ejen penurunan),

8HNO 3 + 3Cu → 3Cu(NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O.

Dalam kimia organik:

C 2 H 4 + 2KMnO 4 + 2H 2 O → CH 2 OH–CH 2 OH + 2MnO 2 + 2KOH

2) Tindak balas yang berlaku tanpa mengubah keadaan pengoksidaan unsur kimia:

Li 2 O + H 2 O → 2LiOH,
HCOOH + CH 3 OH → HCOOCH 3 + H 2 O

III. Dengan kesan haba

1) Tindak balas eksotermik berlaku dengan pembebasan tenaga:

C + O 2 → CO 2 + Q,
CH 4 + 2O 2 → CO 2 + 2H 2 O + Q

2) Tindak balas endotermik berlaku dengan penyerapan tenaga:

СaCO 3 → CaO + CO 2 - Q

C 12 H 26 → C 6 H 14 + C 6 H 12 - Q

IV. Mengikut keadaan pengagregatan bahan bertindak balas

1) Tindak balas heterogen - tindak balas semasa bahan tindak balas dan hasil tindak balas berada dalam keadaan pengagregatan yang berbeza:

Fe(sol) + CuSO 4 (sol) → Cu(sol) + FeSO 4 (sol),
CaC 2 (pepejal) + 2H 2 O (l) → Ca(OH) 2 (larutan) + C 2 H 2 (g)

2) Tindak balas homogen - tindak balas di mana bahan tindak balas dan hasil tindak balas berada dalam keadaan pengagregatan yang sama:

H 2 (g) + Cl 2 (g) → 2HCl (g),
2C 2 H 2 (g) + 5O 2 (g) → 4CO 2 (g) + 2H 2 O (g)

V. Dengan penyertaan pemangkin

1) Tindak balas bukan pemangkin yang berlaku tanpa penyertaan pemangkin:

2H 2 + O 2 → 2H 2 O, C 2 H 4 + 3O 2 → 2CO 2 + 2H 2 O

2) Tindak balas pemangkin yang melibatkan pemangkin:

2H 2 O 2 → 2H 2 O + O 2

VI. Ke arah

1) Tindak balas tidak boleh balik berlaku dalam keadaan tertentu dalam satu arah sahaja:

C 2 H 4 + 3O 2 → 2CO 2 + 2H 2 O

2) Tindak balas boleh balik di bawah keadaan ini berlaku serentak dalam dua arah yang bertentangan: N 2 + 3H 2 ↔2NH 3

VII. Mengikut mekanisme aliran

1) Mekanisme radikal.

A: B → A· + ·B

Pembelahan ikatan homolitik (sama) berlaku. Semasa pembelahan hemolitik, pasangan elektron yang membentuk ikatan dibahagikan sedemikian rupa sehingga setiap zarah yang terhasil menerima satu elektron. Dalam kes ini, radikal terbentuk - zarah tidak bercas dengan elektron tidak berpasangan. Radikal adalah zarah yang sangat reaktif; tindak balas yang melibatkannya berlaku dalam fasa gas pada kelajuan tinggi dan selalunya dengan letupan.

Tindak balas radikal berlaku antara radikal dan molekul yang terbentuk semasa tindak balas:

2H 2 O 2 → 2H 2 O + O 2

CH 4 + Cl 2 → CH 3 Cl +HCl

Contoh: tindak balas pembakaran organik dan bukan organik bahan organik, sintesis air, ammonia, tindak balas halogenasi dan penitratan alkana, pengisomeran dan aromatisasi alkana, pengoksidaan pemangkin alkana, pempolimeran alkena, vinil klorida, dsb.

2) Mekanisme ionik.

A: B → :A - + B +

Pembelahan ikatan heterolitik (tidak sama rata) berlaku, dengan kedua-dua elektron ikatan kekal dengan salah satu zarah yang terikat sebelumnya. Zarah bercas (kation dan anion) terbentuk.

Tindak balas ionik berlaku dalam larutan antara ion yang sedia ada atau terbentuk semasa tindak balas.

Sebagai contoh, dalam kimia tak organik ini adalah interaksi elektrolit dalam larutan; dalam kimia organik ini adalah tindak balas penambahan kepada alkena, pengoksidaan dan penyahhidrogenan alkohol, penggantian kumpulan alkohol dan tindak balas lain yang mencirikan sifat aldehid dan asid karboksilik.

VIII. Mengikut jenis tenaga yang memulakan tindak balas:

1) Tindak balas fotokimia berlaku apabila terdedah kepada kuanta cahaya. Sebagai contoh, sintesis hidrogen klorida, interaksi metana dengan klorin, pengeluaran ozon dalam alam semula jadi, proses fotosintesis, dll.

2) Tindak balas sinaran dimulakan oleh sinaran tenaga tinggi ( x-ray, sinar-γ).

3) Tindak balas elektrokimia dimulakan oleh arus elektrik, contohnya, semasa elektrolisis.

4) Tindak balas termokimia dimulakan oleh tenaga haba. Ini termasuk semua tindak balas endotermik dan banyak tindak balas eksotermik yang memerlukan haba untuk dimulakan.

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 - kepada bahan kompleks, dalam 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 itu ialah satu set persamaan tindak balas bernombor, mencerminkan sifat kimia utama bahan tertentu. 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.

Pengelasan tindak balas kimia dalam kimia bukan organik dan organik dijalankan berdasarkan pelbagai ciri pengelasan, maklumat mengenainya diberikan dalam jadual di bawah.

Dengan mengubah keadaan pengoksidaan unsur

Tanda pertama pengelasan adalah berdasarkan perubahan dalam keadaan pengoksidaan unsur-unsur yang membentuk bahan tindak balas dan produk.
a) redoks
b) tanpa mengubah keadaan pengoksidaan
Redoks dipanggil tindak balas yang disertai dengan perubahan dalam keadaan pengoksidaan unsur-unsur kimia yang membentuk reagen. Tindak balas redoks dalam kimia tak organik termasuk semua tindak balas penggantian dan tindak balas penguraian dan gabungan di mana sekurang-kurangnya satu bahan mudah terlibat. Tindak balas yang berlaku tanpa mengubah keadaan pengoksidaan unsur-unsur yang membentuk bahan tindak balas dan hasil tindak balas termasuk semua tindak balas pertukaran.

Mengikut bilangan dan komposisi reagen dan produk

Tindak balas kimia dikelaskan mengikut sifat proses, iaitu dengan bilangan dan komposisi reagen dan produk.

Tindak balas kompaun adalah tindak balas kimia akibatnya molekul kompleks diperoleh daripada beberapa yang lebih mudah, contohnya:
4Li + O 2 = 2Li 2 O

Tindak balas penguraian dipanggil tindak balas kimia akibatnya molekul mudah diperoleh daripada yang lebih kompleks, contohnya:
CaCO 3 = CaO + CO 2

Tindak balas penguraian boleh dianggap sebagai proses terbalik gabungan.

Tindak balas penggantian ialah tindak balas kimia akibatnya atom atau kumpulan atom dalam molekul bahan digantikan oleh atom atau kumpulan atom lain, contohnya:
Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2 

mereka ciri khas- interaksi bahan mudah dengan bahan kompleks. Tindak balas sedemikian juga wujud dalam kimia organik.
Walau bagaimanapun, konsep "penggantian" dalam kimia organik adalah lebih luas daripada dalam kimia bukan organik. Jika dalam molekul bahan permulaan sebarang atom atau kumpulan berfungsi digantikan oleh atom atau kumpulan lain, ini juga merupakan tindak balas penggantian, walaupun dari sudut pandangan kimia tak organik prosesnya kelihatan seperti tindak balas pertukaran.
- pertukaran (termasuk peneutralan).
Bertukar reaksi ialah tindak balas kimia yang berlaku tanpa mengubah keadaan pengoksidaan unsur dan membawa kepada pertukaran bahagian konstituen bahan tindak balas, contohnya:
AgNO 3 + KBr = AgBr + KNO 3

Jika boleh, mengalir ke arah yang bertentangan

Jika boleh, mengalir ke dalam arah terbalik– boleh balik dan tidak boleh balik.

Boleh diterbalikkan ialah tindak balas kimia yang berlaku pada suhu tertentu secara serentak dalam dua arah bertentangan dengan kelajuan yang setanding. Apabila menulis persamaan untuk tindak balas sedemikian, tanda sama digantikan dengan anak panah berlawanan arah. Contoh paling mudah bagi tindak balas boleh balik ialah sintesis ammonia melalui interaksi nitrogen dan hidrogen:

N 2 +3H 2 ↔2NH 3

Tak boleh balik adalah tindak balas yang berlaku hanya ke arah hadapan, mengakibatkan pembentukan produk yang tidak berinteraksi antara satu sama lain. Tindak balas tak boleh balik termasuk tindak balas kimia yang mengakibatkan pembentukan sebatian yang sedikit tercerai dan pembebasan Kuantiti yang besar tenaga, serta produk akhir yang meninggalkan sfera tindak balas dalam bentuk gas atau dalam bentuk mendakan, sebagai contoh:

HCl + NaOH = NaCl + H2O

2Ca + O2 = 2CaO

BaBr 2 + Na 2 SO 4 = BaSO 4 ↓ + 2NaBr

Dengan kesan haba

Eksotermik dipanggil tindak balas kimia yang berlaku dengan pembebasan haba. Simbol perubahan dalam entalpi (kandungan haba) ΔH, dan kesan haba tindak balas Q. Untuk tindak balas eksotermik Q > 0, dan ΔH< 0.

Endotermik ialah tindak balas kimia yang melibatkan penyerapan haba. Untuk tindak balas endotermik Q< 0, а ΔH > 0.

Tindak balas pengkompaunan secara amnya akan menjadi tindak balas eksotermik dan tindak balas penguraian akan menjadi endotermik. Pengecualian yang jarang berlaku ialah tindak balas nitrogen dengan oksigen - endotermik:
N2 + O2 → 2NO – Q

Mengikut fasa

homogen dipanggil tindak balas yang berlaku dalam medium homogen (bahan homogen dalam satu fasa, contohnya g-g, tindak balas dalam larutan).

Heterogen ialah tindak balas yang berlaku dalam medium heterogen, pada permukaan sentuhan bahan bertindak balas yang terletak di fasa yang berbeza, sebagai contoh, pepejal dan gas, cecair dan gas, dalam dua cecair tidak bercampur.

Mengikut penggunaan mangkin

Mangkin ialah bahan yang mempercepatkan tindak balas kimia.

Tindak balas pemangkin berlaku hanya dengan kehadiran pemangkin (termasuk yang berenzimatik).

Tindak balas bukan pemangkin pergi tanpa ketiadaan pemangkin.

Mengikut jenis pemecatan

Tindak balas homolitik dan heterolitik dibezakan berdasarkan jenis belahan ikatan kimia dalam molekul permulaan.

Homolitik dipanggil tindak balas di mana, akibat pemecahan ikatan, zarah terbentuk yang mempunyai elektron tidak berpasangan - radikal bebas.

Heterolitik adalah tindak balas yang berlaku melalui pembentukan zarah ionik - kation dan anion.

• homolitik (jurang yang sama, setiap atom menerima 1 elektron)
• heterolitik (jurang tidak sama - seseorang mendapat sepasang elektron)

Radikal(rantai) ialah tindak balas kimia yang melibatkan radikal, contohnya:

CH 4 + Cl 2 hv →CH 3 Cl + HCl

ionik adalah tindak balas kimia yang berlaku dengan penyertaan ion, contohnya:

KCl + AgNO 3 = KNO 3 + AgCl↓

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, contohnya:

C 6 H 6 + Cl 2 FeCl3 → C 6 H 5 Cl + HCl

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, contohnya:

CH 3 Br + NaOH → CH 3 OH + NaBr

CH 3 C(O)H + C 2 H 5 OH → CH 3 CH(OC 2 H 5) 2 + H 2 O

Klasifikasi tindak balas organik

Klasifikasi tindak balas organik diberikan dalam jadual:

TUTORIAL

Dalam disiplin "Kimia am dan bukan organik"

Koleksi syarahan tentang kimia am dan bukan organik

Kimia am dan bukan organik: tutorial/ pengarang E.N.Mozzhukhina;

GBPOU "Kurgan Basic Medical College". - Kurgan: KBMK, 2014. - 340 p.

Diterbitkan oleh keputusan majlis editorial dan penerbitan Institusi Pendidikan Autonomi Negeri Pendidikan Profesional Lanjutan "Institut Pembangunan Pendidikan dan Teknologi Sosial"

Pengulas: TIDAK. Gorshkova - Calon Sains Biologi, Timbalan Pengarah IMR, Kolej Perubatan Asas Kurgan

Nota penjelasan

Pada peringkat pembangunan masyarakat sekarang, tugas utama adalah menjaga kesihatan manusia. Rawatan banyak penyakit telah menjadi mungkin berkat kemajuan dalam kimia dalam penciptaan bahan dan bahan baru.

Tanpa pengetahuan yang mendalam dan menyeluruh dalam bidang kimia, tanpa mengetahui kepentingan pengaruh positif atau negatif faktor kimia terhadap persekitaran, anda tidak akan dapat menjadi pekerja perubatan yang cekap. Pelajar kolej perubatan mesti mempunyai pengetahuan minimum kimia yang diperlukan.

Kursus bahan kuliah ini bertujuan untuk pelajar yang mempelajari asas kimia am dan bukan organik.

Tujuan kursus ini adalah untuk mengkaji prinsip-prinsip kimia tak organik yang dipersembahkan pada tahap pengetahuan semasa; pengembangan ilmu dengan mengambil kira orientasi profesional. Satu hala tuju penting ialah penciptaan asas yang kukuh untuk membina pengajaran disiplin khusus kimia lain (organik dan kimia Analisis, farmakologi, teknologi ubat).

Bahan yang dicadangkan menyediakan orientasi profesional untuk pelajar tentang hubungan antara kimia tak organik teori dan disiplin khas dan perubatan.

Matlamat utama kursus latihan disiplin ini terdiri daripada menguasai prinsip asas kimia am; dalam asimilasi pelajar terhadap kandungan kimia tak organik sebagai sains yang menerangkan perkaitan antara sifat sebatian tak organik dan strukturnya; dalam pembentukan idea tentang kimia tak organik sebagai satu disiplin asas yang berasaskan pengetahuan profesional.

Kursus kuliah mengenai disiplin "Kimia Am dan Bukan Organik" dibina mengikut keperluan Negara taraf pendidikan(FSES-4) ke tahap minimum latihan graduan dalam kepakaran 060301 "Farmasi" dan dibangunkan berdasarkan kurikulum kepakaran ini.

Kursus kuliah merangkumi dua bahagian;

1. Asas teori kimia.

2. Kimia unsur dan sebatiannya: (elemen-p, unsur-s, unsur-d).

Persembahan bahan pendidikan dibentangkan dalam pembangunan: daripada konsep yang paling mudah kepada yang kompleks, holistik, generalisasi.

Bahagian "Asas Teori Kimia" merangkumi isu-isu berikut:

1. Undang-undang berkala dan jadual berkala unsur kimia D.I. Mendeleev dan teori struktur bahan.

2. Kelas bahan bukan organik, hubungan antara semua kelas bahan bukan organik.

3. Sebatian kompleks, penggunaannya dalam analisis kualitatif.

4. Penyelesaian.

5. Teori pemisahan elektrolitik.

6. Tindak balas kimia.

Apabila mengkaji bahagian "Kimia unsur dan sebatiannya" soalan berikut dipertimbangkan:

1. Ciri-ciri kumpulan dan subkumpulan di mana unsur ini terletak.

2. Ciri-ciri unsur, berdasarkan kedudukannya dalam jadual berkala, dari sudut pandangan teori struktur atom.

3. Sifat fizikal dan taburan dalam alam semula jadi.

4. Kaedah mendapatkan.

5. Sifat kimia.

6. Sambungan penting.

7. Peranan biologi unsur dan penggunaannya dalam perubatan.

Perhatian khusus diberikan kepada ubat-ubatan yang bersifat bukan organik.

Hasil daripada mempelajari disiplin ini, pelajar harus mengetahui:

1. Undang-undang berkala dan ciri-ciri unsur sistem berkala D.I. Mendeleev.

2. Asas teori proses kimia.

3. Struktur dan kereaktifan bahan yang bersifat tak organik.

4. Pengelasan dan tatanama bahan bukan organik.

5. Penyediaan dan sifat bahan bukan organik.

6. Permohonan dalam bidang perubatan.

1. Kelaskan sebatian tak organik.

2. Bina nama sebatian.

3. Wujudkan hubungan genetik antara sebatian tak organik.

4. Menggunakan tindak balas kimia, buktikan sifat kimia bahan bukan organik, termasuk bahan perubatan.

Kuliah No 1

Topik: Pengenalan.

1. Mata pelajaran dan tugasan kimia

2. Kaedah kimia am dan bukan organik

3. Teori asas dan undang-undang kimia:

a) teori atom-molekul.

b) undang-undang pemuliharaan jisim dan tenaga;

c) undang-undang berkala;

d) teori struktur kimia.

kimia tak organik.

1. Mata pelajaran dan tugasan kimia

Kimia moden adalah salah satu daripada Sains semula jadi dan merupakan sistem disiplin individu: kimia am dan bukan organik, kimia analitik, kimia organik, kimia fizikal dan koloid, geokimia, kosmokimia, dsb.

Kimia ialah sains yang mengkaji proses transformasi bahan, disertai dengan perubahan dalam komposisi dan struktur, serta peralihan bersama antara proses ini dan bentuk pergerakan jirim yang lain.

Oleh itu, objek utama kimia sebagai sains adalah bahan dan transformasinya.

Pada peringkat perkembangan masyarakat kita sekarang, menjaga kesihatan manusia adalah tugas yang paling penting. Rawatan banyak penyakit telah menjadi mungkin berkat kemajuan dalam kimia dalam penciptaan bahan dan bahan baru: ubat-ubatan, pengganti darah, polimer dan bahan polimer.

Tanpa pengetahuan yang mendalam dan menyeluruh dalam bidang kimia, tanpa memahami kepentingan kesan positif atau negatif pelbagai faktor kimia terhadap kesihatan manusia dan alam sekitar, adalah mustahil untuk menjadi seorang profesional perubatan yang cekap.

kimia am. Kimia tak organik.

Kimia tak organik ialah sains unsur jadual berkala dan bahan mudah dan kompleks yang dibentuk olehnya.

Kimia tak organik tidak dapat dipisahkan daripada kimia am. Dari segi sejarah, apabila mengkaji interaksi kimia unsur antara satu sama lain, undang-undang asas kimia, pola umum tindak balas kimia, teori ikatan kimia, doktrin penyelesaian, dan banyak lagi telah dirumuskan, yang membentuk subjek kimia am.

Oleh itu, kimia am mengkaji idea dan konsep teori yang membentuk asas kepada keseluruhan sistem pengetahuan kimia.

Kimia tak organik telah lama bergerak melangkaui peringkat sains deskriptif dan kini sedang mengalami "kelahiran semula" hasil daripada penggunaan meluas kaedah kimia kuantum, model jalur spektrum tenaga elektron, penemuan sebatian kimia valens gas mulia. , dan sintesis bahan yang disasarkan dengan sifat fizikal dan kimia khas. Berdasarkan kajian mendalam tentang hubungan antara struktur dan sifat kimia, ia berjaya menyelesaikan masalah utama - penciptaan bahan bukan organik baru dengan sifat tertentu.

2. Kaedah kimia am dan bukan organik.

Daripada kaedah eksperimen kimia, yang paling penting ialah kaedah tindak balas kimia. Tindak balas kimia ialah perubahan satu bahan kepada bahan lain dengan mengubah komposisi dan struktur kimia. Tindak balas kimia membolehkan untuk mengkaji sifat kimia bahan. Dengan tindak balas kimia bahan yang dikaji, seseorang secara tidak langsung boleh menilai struktur kimianya. Kaedah langsung untuk menentukan struktur kimia kebanyakannya berdasarkan penggunaan fenomena fizikal.

Sintesis bukan organik juga dijalankan berdasarkan tindak balas kimia, yang Kebelakangan ini mencapai kejayaan besar, terutamanya dalam mendapatkan sebatian yang sangat tulen dalam bentuk kristal tunggal. Ini difasilitasi oleh penggunaan suhu dan tekanan tinggi, vakum tinggi, pengenalan kaedah pembersihan tanpa bekas, dsb.

Apabila menjalankan tindak balas kimia, serta apabila mengasingkan bahan daripada campuran dalam bentuk tulennya peranan penting Kaedah persediaan memainkan peranan: pemendakan, penghabluran, penapisan, pemejalwapan, penyulingan, dll. Pada masa ini, kebanyakan kaedah penyediaan klasik ini telah dibangunkan lagi dan menerajui teknologi untuk mendapatkan bahan yang sangat tulen dan kristal tunggal. Ini adalah kaedah penghabluran terarah, penghabluran semula zon, sublimasi vakum dan penyulingan pecahan. Salah satu ciri kimia tak organik moden ialah sintesis dan kajian bahan yang sangat tulen pada kristal tunggal.

Kaedah analisis fizikokimia digunakan secara meluas dalam kajian larutan dan aloi, apabila sebatian yang terbentuk di dalamnya sukar atau hampir mustahil untuk diasingkan dalam keadaan individu. Kemudian meneroka ciri-ciri fizikal sistem bergantung kepada perubahan dalam komposisi. Akibatnya, gambarajah sifat komposisi dibina, analisis yang membolehkan seseorang membuat kesimpulan tentang sifat interaksi kimia komponen, pembentukan sebatian dan sifatnya.

Untuk memahami intipati sesuatu fenomena, kaedah eksperimen sahaja tidak mencukupi, jadi Lomonosov berkata bahawa seorang ahli kimia sejati mestilah seorang ahli teori. Hanya melalui pemikiran, abstraksi saintifik dan generalisasi barulah hukum alam dipelajari dan hipotesis dan teori dicipta.

Pemahaman teori bahan eksperimen dan penciptaan sistem pengetahuan kimia yang koheren dalam kimia am dan bukan organik moden adalah berdasarkan: 1) teori mekanik kuantum struktur atom dan sistem berkala unsur oleh D.I. Mendeleev; 2) teori kimia kuantum struktur kimia dan doktrin pergantungan sifat-sifat bahan pada "struktur kimianya; 3) doktrin keseimbangan kimia, berdasarkan konsep termodinamik kimia.

3. Teori asas dan undang-undang kimia.

Generalisasi asas kimia dan sains semula jadi termasuk teori atom-molekul, undang-undang pemuliharaan jisim dan tenaga,

Jadual berkala dan teori struktur kimia.

a) Teori atom-molekul.

Pencipta kajian atom-molekul dan penemu undang-undang pemuliharaan jisim bahan M.V. Lomonosov berhak dianggap sebagai pengasas kimia saintifik. Lomonosov dengan jelas membezakan dua peringkat dalam struktur jirim: unsur (dalam pemahaman kita - atom) dan corpuscles (molekul). Menurut Lomonosov, molekul bahan mudah terdiri daripada atom yang sama, dan molekul bahan kompleks terdiri daripada atom yang berbeza. Teori atom-molekul menerima pengiktirafan umum pada awal abad ke-19 selepas atomisme Dalton ditubuhkan dalam kimia. Sejak itu, molekul telah menjadi objek utama penyelidikan kimia.

b) Hukum kekekalan jisim dan tenaga.

Pada tahun 1760, Lomonosov merumuskan undang-undang jisim dan tenaga bersatu. Tetapi sebelum permulaan abad ke-20. undang-undang ini dianggap bebas antara satu sama lain. Kimia terutamanya berurusan dengan undang-undang pemuliharaan jisim bahan (jisim bahan yang memasuki tindak balas kimia adalah sama dengan jisim bahan yang terbentuk akibat tindak balas).

Contohnya: 2KlO 3 = 2 KCl + 3O 2

Kiri: 2 atom kalium Kanan: 2 atom kalium

2 atom klorin 2 atom klorin

6 atom oksigen 6 atom oksigen

Fizik berurusan dengan undang-undang pemuliharaan tenaga. Pada tahun 1905, pengasas fizik moden A. Einstein menunjukkan bahawa terdapat hubungan antara jisim dan tenaga, dinyatakan oleh persamaan E = mс 2, di mana E ialah tenaga, m ialah jisim; c ialah kelajuan cahaya dalam vakum.

c) Undang-undang berkala.

Tugas terpenting kimia tak organik ialah mengkaji sifat unsur, mengenal pasti corak umum interaksi kimia mereka antara satu sama lain. Generalisasi saintifik terbesar dalam menyelesaikan masalah ini dibuat oleh D.I. Mendeleev, yang menemui Undang-undang Berkala dan ungkapan grafiknya - Sistem Berkala. Hanya hasil daripada penemuan ini, pandangan jauh kimia, ramalan fakta baru, menjadi mungkin. Oleh itu, Mendeleev adalah pengasas kimia moden.

Undang-undang berkala Mendeleev adalah asas semula jadi
taksonomi unsur kimia. Unsur kimia - pengumpulan
atom dengan cas nuklear yang sama. Corak perubahan harta
unsur kimia ditentukan oleh Undang-undang Berkala. Doktrin tentang
struktur atom menerangkan maksud fizikal Undang-undang Berkala.
Ternyata kekerapan perubahan sifat unsur dan sebatiannya
bergantung pada struktur elektronik serupa yang berulang secara berkala
cangkerang atom mereka. Kimia dan beberapa sifat fizikal bergantung kepada
struktur cangkerang elektronik, terutamanya lapisan luarnya. sebab tu
Hukum berkala ialah asas saintifik belajar sifat yang paling penting unsur dan sebatiannya: asid-bes, redoks, pemangkin, pengkompleksan, semikonduktor, metalokimia, kristalkimia, radiokimia, dsb.

Jadual berkala juga memainkan peranan besar dalam kajian radioaktiviti semula jadi dan buatan dan pembebasan tenaga intranuklear.

Undang-undang berkala dan sistem berkala terus berkembang dan diperhalusi. Buktinya ialah rumusan moden Undang-undang Berkala: sifat unsur, serta bentuk dan sifat sebatiannya, secara berkala bergantung pada magnitud cas nukleus atomnya. Oleh itu, caj positif nukleus, bukannya jisim atom, ternyata menjadi hujah yang lebih tepat di mana sifat unsur dan sebatiannya bergantung.

d) Teori struktur kimia.

Tugas asas kimia adalah untuk mengkaji hubungan antara struktur kimia bahan dan sifatnya. Sifat bahan adalah fungsi struktur kimianya. Sebelum A.M. Butlerov percaya bahawa sifat sesuatu bahan ditentukan oleh komposisi kualitatif dan kuantitatifnya. Beliau mula-mula merumuskan prinsip asas teori struktur kimianya. Oleh itu: sifat kimia zarah kompleks ditentukan oleh sifat zarah konstituen asas, kuantiti dan struktur kimianya. Diterjemahkan ke dalam bahasa moden, ini bermakna sifat-sifat molekul ditentukan oleh sifat atom-atom konstituennya, kuantitinya dan struktur kimia molekul tersebut. Pada asalnya, teori struktur kimia merujuk kepada sebatian kimia yang mempunyai struktur molekul. Pada masa ini, teori yang dicipta oleh Butlerov dianggap sebagai teori kimia umum tentang struktur sebatian kimia dan pergantungan sifatnya pada struktur kimianya. Teori ini adalah kesinambungan dan perkembangan ajaran atom-molekul Lomonosov.

4. Peranan saintis dalam dan luar negara dalam pembangunan umum dan

kimia tak organik.

Soalan untuk mengawal diri:

1. Tugas utama kimia am dan bukan organik.

2. Kaedah tindak balas kimia.

3. Kaedah persediaan.

4. Kaedah analisis fizikal dan kimia.

5. Undang-undang asas.

6. Teori asas.

Kuliah Bil 2

Topik: “Struktur atom dan hukum berkala D.I. Mendeleev"

Rancang

1. Struktur atom dan isotop.

2. Nombor kuantum. prinsip Pauli.

3. Jadual berkala unsur kimia berdasarkan teori struktur atom.

4. Kebergantungan sifat unsur pada struktur atomnya.

Undang-undang berkala D.I. Mendeleev menemui hubungan bersama unsur kimia. Kajian undang-undang berkala menimbulkan beberapa persoalan:

1. Apakah sebab persamaan dan perbezaan antara unsur-unsur tersebut?

2. Apakah yang menerangkan perubahan berkala dalam sifat unsur?

3. Mengapakah unsur jiran dalam tempoh yang sama berbeza dengan ketara dalam sifat, walaupun jisim atomnya berbeza dengan jumlah yang kecil, dan sebaliknya, dalam subkumpulan perbezaan jisim atom unsur jiran adalah besar, tetapi sifatnya adalah serupa?

4. Mengapakah susunan unsur mengikut pertambahan jisim atom dilanggar oleh unsur argon dan kalium; kobalt dan nikel; telurium dan iodin?

Kebanyakan saintis mengiktiraf kewujudan sebenar atom, tetapi berpegang kepada pandangan metafizik (atom ialah zarah jirim terkecil yang tidak boleh dibahagikan).

DALAM lewat XIX struktur kompleks atom dan kemungkinan mengubah beberapa atom kepada yang lain dalam keadaan tertentu telah ditubuhkan. Zarah pertama yang ditemui dalam atom ialah elektron.

Telah diketahui bahawa dengan pijar yang kuat dan pencahayaan UV dari permukaan logam, elektron negatif dan logam menjadi bercas positif. Dalam menjelaskan sifat elektrik ini sangat penting mempunyai karya oleh saintis Rusia A.G. Stoletov dan saintis Inggeris W. Crookes. Pada tahun 1879, Crookes menyiasat fenomena sinar elektron dalam medan magnet dan elektrik di bawah pengaruh arus elektrik voltan tinggi. Sifat sinar katod untuk mengeset jasad bergerak dan mengalami penyelewengan dalam medan magnet dan elektrik memungkinkan untuk membuat kesimpulan bahawa ini adalah zarah bahan yang membawa cas negatif terkecil.

Pada tahun 1897, J. Thomson (England) menyiasat zarah ini dan memanggilnya elektron. Memandangkan elektron boleh diperolehi tanpa mengira bahan yang mana elektrodnya tersusun, ini membuktikan bahawa elektron adalah sebahagian daripada atom mana-mana unsur.

Pada tahun 1896, A. Becquerel (Perancis) menemui fenomena radioaktiviti. Beliau mendapati bahawa sebatian uranium mempunyai keupayaan untuk memancarkan sinar yang tidak kelihatan yang bertindak pada plat fotografi yang dibalut dengan kertas hitam.

Pada tahun 1898, meneruskan penyelidikan Becquerel, M. Curie-Skladovskaya dan P. Curie menemui dua unsur baru dalam bijih uranium - radium dan polonium, yang mempunyai aktiviti sinaran yang sangat tinggi.

unsur radioaktif

Sifat atom pelbagai unsur untuk secara spontan berubah menjadi atom unsur lain, disertai dengan pancaran sinar alfa, beta dan gamma yang tidak dapat dilihat dengan mata kasar, dipanggil radioaktiviti.

Akibatnya, fenomena radioaktiviti adalah bukti langsung struktur kompleks atom.

Elektron ialah sebahagian atom semua unsur. Tetapi elektron bercas negatif, dan atom secara keseluruhannya neutral secara elektrik, maka, jelas, di dalam atom terdapat bahagian bercas positif, yang dengan cajnya mengimbangi caj negatif elektron.

Data eksperimen tentang kehadiran nukleus bercas positif dan lokasinya dalam atom diperoleh pada tahun 1911 oleh E. Rutherford (England), yang mencadangkan model planet struktur atom. Menurut model ini, atom terdiri daripada nukleus bercas positif, bersaiz sangat kecil. Hampir semua jisim atom tertumpu di dalam nukleus. Atom secara keseluruhan adalah neutral elektrik, oleh itu, jumlah cas elektron mestilah sama dengan cas nukleus.

Penyelidikan oleh G. Moseley (England, 1913) menunjukkan bahawa cas positif atom secara numerik sama dengan nombor siri unsur dalam jadual berkala D.I. Mendeleev.

Jadi, nombor siri unsur menunjukkan bilangan caj positif nukleus atom, serta bilangan elektron yang bergerak dalam medan nukleus. Ini ialah makna fizikal nombor siri elemen.

Menurut model nuklear, atom hidrogen mempunyai struktur yang paling mudah: nukleus membawa satu cas positif asas dan jisim yang hampir kepada perpaduan. Ia dipanggil proton (“paling mudah”).

Pada tahun 1932, ahli fizik D.N. Chadwick (England) mendapati bahawa sinar yang dipancarkan apabila atom dihujani dengan zarah alfa mempunyai keupayaan penembusan yang sangat besar dan mewakili aliran zarah neutral elektrik - neutron.

Berdasarkan kajian tindak balas nuklear oleh D.D. Ivanenko (ahli fizik, USSR, 1932) dan pada masa yang sama W. Heisenberg (Jerman) merumuskan teori proton-neutron struktur nukleus atom, mengikut mana nukleus atom terdiri daripada zarah-proton bercas positif dan zarah neutral-neutron ( 1 P) - proton mempunyai jisim relatif 1 dan caj relatif + 1. 1

(1 n) – neutron mempunyai jisim relatif 1 dan cas 0.

Oleh itu, cas positif nukleus ditentukan oleh bilangan proton di dalamnya dan sama dengan nombor atom unsur dalam PS; nombor jisim – A (jisim relatif nukleus) adalah sama dengan jumlah proton (Z) neutron (N):

A = Z + N; N=A-Z

Isotop

Atom unsur yang sama yang mempunyai cas nuklear yang sama dan nombor jisim yang berbeza ialah isotop. Isotop unsur yang sama mempunyai bilangan proton yang sama, tetapi bilangan neutron yang berbeza.

Isotop hidrogen:

1 H 2 H 3 H 3 – nombor jisim

1 - caj nuklear

protium deuterium tritium

Z = 1 Z = 1 Z =1

N=0 N=1 N=2

1 proton 1 proton 1 proton

0 neutron 1 neutron 2 neutron

Isotop unsur yang sama mempunyai sifat kimia yang sama dan ditetapkan oleh simbol kimia yang sama dan menduduki satu tempat dalam P.S. Oleh kerana jisim atom boleh dikatakan sama dengan jisim nukleus (jisim elektron boleh diabaikan), setiap isotop unsur dicirikan, seperti nukleus, dengan nombor jisim, dan unsur dengan jisim atom. Jisim atom unsur ialah min aritmetik antara nombor jisim isotop unsur, dengan mengambil kira peratusan setiap isotop di alam semula jadi.

Teori nuklear struktur atom yang dicadangkan oleh Rutherford menjadi meluas, tetapi penyelidik kemudiannya menghadapi beberapa kesukaran asas. Menurut elektrodinamik klasik, elektron harus memancarkan tenaga dan tidak bergerak dalam bulatan, tetapi sepanjang lengkung lingkaran dan akhirnya jatuh ke nukleus.

Pada 20-an abad XX. Para saintis telah menetapkan bahawa elektron mempunyai sifat dwi, ​​memiliki sifat gelombang dan zarah.

Jisim elektron ialah 1 ___ jisim hidrogen, cas relatif

adalah sama dengan (-1) . Bilangan elektron dalam atom adalah sama dengan nombor atom unsur. Elektron bergerak ke seluruh isipadu atom, mewujudkan awan elektron dengan ketumpatan cas negatif yang tidak sekata.

Idea sifat dwi elektron membawa kepada penciptaan teori mekanik kuantum struktur atom (1913, saintis Denmark N. Bohr). Tesis utama mekanik kuantum ialah mikrozarah mempunyai sifat gelombang, dan gelombang mempunyai sifat zarah. Mekanik kuantum mempertimbangkan kebarangkalian elektron berada dalam ruang di sekeliling nukleus. Kawasan di mana elektron berkemungkinan besar terdapat dalam atom (≈ 90%) dipanggil orbital atom.

Setiap elektron dalam atom menduduki orbital tertentu dan membentuk awan elektron, yang merupakan himpunan kedudukan berbeza bagi elektron yang bergerak pantas.

Sifat kimia unsur ditentukan oleh struktur cangkerang elektronik atomnya.

Maklumat berkaitan.

Kimia tak organik- satu cabang kimia yang berkaitan dengan kajian struktur, kereaktifan dan sifat semua unsur kimia dan sebatian tak organiknya. Kawasan ini meliputi semua sebatian kimia kecuali bahan organik (kelas sebatian yang termasuk karbon, kecuali beberapa sebatian ringkas, biasanya dikelaskan sebagai tak organik). Perbezaan antara sebatian organik dan tak organik yang mengandungi karbon adalah, menurut beberapa idea, sewenang-wenangnya. Kimia tak organik mengkaji unsur kimia dan unsur mudah dan bahan kompleks(kecuali sebatian organik). Menyediakan penciptaan bahan teknologi terkini. Bilangan bahan bukan organik yang diketahui pada tahun 2013 menghampiri 400 ribu.

Asas teori kimia tak organik ialah hukum berkala dan sistem berkala D.I. Mendeleev berdasarkannya. Tugas paling penting kimia tak organik adalah untuk membangunkan dan asas saintifik cara untuk mencipta bahan baharu dengan keperluan untuk Teknologi moden harta benda.

Di Rusia, penyelidikan dalam bidang kimia bukan organik dijalankan oleh Institut Kimia Bukan Organik yang dinamakan sempena. A. V. Nikolaev SB RAS (Institut Kimia SB RAS, Novosibirsk), Institut Kimia Am dan Bukan Organik dinamakan sempena. N. S. Kurnakova (IGNKh RAS, Moscow), Institut Masalah Fiziko-Kimia Bahan Seramik (IFKhPKM, Moscow), Pusat Saintifik dan Teknikal "Bahan Superhard" (STC SM, Troitsk) dan beberapa institusi lain. Hasil penyelidikan diterbitkan dalam jurnal (Journal of Inorganic Chemistry, dsb.).

Sejarah definisi

Dari segi sejarah, nama kimia tak organik berasal dari idea bahagian kimia yang berkaitan dengan kajian unsur, sebatian, dan tindak balas bahan yang tidak dibentuk oleh makhluk hidup. Walau bagaimanapun, sejak sintesis urea daripada sebatian ammonium sianat tak organik (NH 4 OCN), yang dicapai pada tahun 1828 oleh ahli kimia Jerman yang cemerlang Friedrich Wöhler, sempadan antara bahan alam semula jadi dan hidupan telah dipadamkan. Oleh itu, makhluk hidup menghasilkan banyak bahan bukan organik. Sebaliknya, hampir semua sebatian organik boleh disintesis di makmal. Walau bagaimanapun, pembahagian kepada pelbagai bidang kimia adalah relevan dan perlu seperti dahulu, kerana mekanisme tindak balas dan struktur bahan dalam kimia bukan organik dan organik berbeza. Ini memudahkan kaedah dan kaedah penyelidikan secara sistematik dalam setiap industri.