Soorten chemische reacties in de anorganische chemie. algemene scheikunde

UDC 546(075) LBC 24,1 i 7 0-75

Samengesteld door: Klimenko B.I. Ph.D. techniek. Wetenschappen, Assoc. Volodchsenko A.N., Ph.D. techniek. Wetenschappen, Assoc. Pavlenko VI, doctor in de ingenieurswetenschappen wetenschappen, prof.

Beoordelaar Gikunova I.V., Ph.D. techniek. Wetenschappen, Assoc.

Grondbeginselen van anorganische chemie: Richtlijnen voor leerlingen 0-75 voltijds onderwijs. - Belgorod: Uitgeverij BelGTASM, 2001. - 54 p.

In de richtlijnen, rekening houdend met de hoofdsecties van de algemene chemie, worden de eigenschappen van de belangrijkste klassen van anorganische stoffen in detail beschouwd. Dit werk bevat veralgemeningen, diagrammen, tabellen, voorbeelden, die zullen bijdragen aan een betere assimilatie van uitgebreide feitelijke materiaal. Bijzondere aandacht, zowel in het theoretische als in het praktische gedeelte, wordt besteed aan het verband tussen anorganische chemie en de basisbegrippen van de algemene chemie.

Het boek is bedoeld voor eerstejaarsstudenten van alle specialismen.

UDC 546 (075) LBC 24,1 i 7

© Belgorod State Technological Academy of Building Materials (BelGTASM), 2001

INVOERING

Kennis van de fundamenten van elke wetenschap en de problemen waarmee hij wordt geconfronteerd, is het minimum dat een persoon moet kennen om vrij te kunnen navigeren in de wereld om hem heen. De natuurwetenschap speelt een belangrijke rol in dit proces. Natuurwetenschappen - een reeks wetenschappen over de natuur. Alle wetenschappen zijn onderverdeeld in exact (natuur) en gracieus (geesteswetenschappen). De eerste bestuderen de ontwikkelingswetten van de materiële wereld, de laatste - de ontwikkelingswetten en manifestaties van de menselijke geest. In het gepresenteerde werk zullen we kennis maken met de fundamenten van een van de natuurwetenschappen, 7 anorganische chemie. Succesvolle studie van anorganische chemie is alleen mogelijk als de samenstelling en eigenschappen van de belangrijkste klassen van anorganische verbindingen bekend zijn. Als u de kenmerken van de klassen van verbindingen kent, is het mogelijk om de eigenschappen van hun individuele vertegenwoordigers te karakteriseren.

Bij het bestuderen van een wetenschap, inclusief scheikunde, rijst altijd de vraag: waar te beginnen? Uit de studie van feitelijk materiaal: beschrijvingen van de eigenschappen van verbindingen, indicatie van de voorwaarden voor hun bestaan, opsomming van de reacties waarin ze binnenkomen; op basis hiervan worden wetten afgeleid die het gedrag van stoffen bepalen, of omgekeerd worden eerst wetten gegeven en vervolgens worden de eigenschappen van stoffen besproken. In dit boek zullen we beide methoden gebruiken om feitenmateriaal te presenteren.

1. BASISBEGRIPPEN VAN ANORGANISCHE CHEMIE

Wat is het vak scheikunde, wat bestudeert deze wetenschap? Er zijn verschillende definities van chemie.

Aan de ene kant is chemie de wetenschap van stoffen, hun eigenschappen en transformaties. Aan de andere kant is scheikunde een van de natuurwetenschappen die de chemische vorm van de beweging van materie bestudeert. De chemische vorm van de beweging van materie is de processen van associatie van atomen in moleculen en dissociatie van moleculen. De chemische organisatie van materie kan worden weergegeven door het volgende schema (Fig. 1).

Rijst. 1. Chemische organisatie van materie

Materie is een objectieve realiteit die aan een persoon wordt gegeven in zijn gewaarwordingen, die wordt gekopieerd, gefotografeerd, weergegeven door onze gewaarwordingen, die onafhankelijk van ons bestaan. Materie als objectieve werkelijkheid bestaat in twee vormen: in de vorm van substantie en in de vorm van een veld.

Een veld (zwaartekracht, elektromagnetische, intranucleaire krachten) is een vorm van bestaan ​​van materie, die voornamelijk wordt gekenmerkt en gemanifesteerd door energie, en niet door massa, hoewel het deze laatste heeft.Energie is een kwantitatieve maat voor beweging, die het vermogen van materiële voorwerpen om werk te doen.

Massa (lat. massa - blok, klont, stuk) is een fysieke hoeveelheid, een van de belangrijkste kenmerken van materie, die de traagheids- en zwaartekrachtseigenschappen bepaalt.

Een atoom is het laagste niveau van de chemische organisatie van materie Een atoom is het kleinste deeltje van een element dat zijn eigenschappen behoudt. Het bestaat uit een positief geladen kern en negatief geladen elektronen; het atoom als geheel is elektrisch neutraal. Chemish element - Een type atoom met dezelfde kernlading. Er zijn 109 elementen bekend, waarvan er 90 in de natuur voorkomen.

Een molecuul is het kleinste deeltje van een stof dat de chemische eigenschappen van die stof heeft.

Het aantal chemische elementen is beperkt en hun combinaties geven alles

verscheidenheid aan stoffen.

Wat is een stof?

Materie is in brede zin een specifiek type materie dat een rustmassa heeft en onder bepaalde omstandigheden wordt gekenmerkt door bepaalde fysische en chemische eigenschappen. Er zijn ongeveer 600 duizend anorganische stoffen en ongeveer 5 miljoen organische stoffen bekend.

In engere zin is een stof een bepaalde reeks atomaire en moleculaire deeltjes, hun medewerkers en aggregaten die zich in een van de drie aggregatietoestanden bevinden.

De stof wordt vrij volledig bepaald door drie kenmerken: 1) neemt een deel van de ruimte in beslag, 2) heeft een rustmassa;

3) opgebouwd uit elementaire deeltjes.

Alle stoffen zijn onder te verdelen in eenvoudig en complex.

agenten vormen niet één, maar meerdere eenvoudige stoffen. Een dergelijk fenomeen wordt allotropie genoemd en elk van deze eenvoudige stoffen wordt een allotrope modificatie (modificatie) van een bepaald element genoemd. Allotropie wordt waargenomen in koolstof, zuurstof, zwavel, fosfor en een aantal andere elementen. Dus grafiet, diamant, karabijn en fullerenen zijn allotrope modificaties van het chemische element koolstof; rode, witte, zwarte fosfor - allotrope modificaties van het chemische element fosfor. Er zijn ongeveer 400 eenvoudige stoffen bekend.

Een eenvoudige stof is een vorm van bestaan ​​van een chemische stof

elementen in een vrije staat

Elementen zijn onderverdeeld in metalen en niet-metalen. Het behoren van een chemisch element tot metalen of niet-metalen kan worden bepaald met behulp van het periodiek systeem van elementen van D.I. Mendelejev. Laten we, voordat we dit doen, een beetje de structuur van het periodiek systeem in herinnering brengen.

1.1. Periodiek recht en periodiek systeem van DI Mendelejev

Periodiek systeem van elementen - dit is een grafische uitdrukking van de periodieke wet, ontdekt door D.I. Mendelejev op 18 februari 1869. De periodieke wet klinkt als volgt: de eigenschappen van eenvoudige stoffen, evenals de eigenschappen van verbindingen, zijn in een periodieke afhankelijkheid van de lading van de kern van de atomen van het element.

Er zijn meer dan 400 varianten van de weergave van het periodiek systeem. De meest voorkomende cellulaire varianten (korte versie - 8-cels en lange varianten - 18- en 32-cels). Het korte periode periodiek systeem bestaat uit 7 periodes en 8 groepen.

Elementen met een vergelijkbare structuur van het externe energieniveau worden gecombineerd tot groepen. Er zijn hoofd (A) en zijkant (B)

groepen. De hoofdgroepen zijn s- en p-elementen en secundaire - d-elementen.

Een periode is een opeenvolgende reeks elementen in wiens atomen hetzelfde aantal elektronenlagen van hetzelfde energieniveau is gevuld. Het verschil in de volgorde waarin de elektronenlagen zijn gevuld, verklaart de reden voor de verschillende lengtes van de perioden. In dit opzicht bevatten de perioden een ander aantal elementen: 1e periode - 2 elementen; 2e en 3e periode - elk 8 elementen; 4e en 5e

perioden - elk 18 elementen en de 6e periode - 32 elementen.

Elementen van kleine perioden (2e en 3e) worden gescheiden in een subgroep van typische elementen. Aangezien de d- en / elementen zijn gevuld met de 2e en 3e buiten elgk-

een klein beetje van hun atomen, en bijgevolg een groter vermogen om elektronen toe te voegen (oxiderend vermogen), overgedragen door hoge waarden van hun elektronegativiteit. Elementen met niet-metalen eigenschappen bezetten de rechterbovenhoek van het periodiek systeem

DI Mendelejev. Niet-metalen kunnen gasvormig (F2, O2, CI2), vast (B, C, Si, S) en vloeibaar (Br2) zijn.

Het element waterstof neemt een speciale plaats in in het periodiek systeem.

stam en heeft geen chemische analogen. Waterstof vertoont metaalachtig

en niet-metalen eigenschappen, en dus in het periodieke systeem van zijn

gelijktijdig in de IA- en VIIA-groepen geplaatst.

Door de grote originaliteit van chemische eigenschappen onderscheiden ze zich van:

nauwkeurigheid. Hoewel er brosse metalen zijn (zink, antimoon, bismut). Metalen vertonen in de regel reducerende eigenschappen.

Complexe stoffen(chemische verbindingen) zijn stoffen waarvan de moleculen worden gevormd door atomen van verschillende chemische elementen (hetero-atomaire of heteronucleaire moleculen). Bijvoorbeeld C02, CON. Er zijn meer dan 10 miljoen complexe stoffen bekend.

De hoogste vorm van chemische organisatie van materie zijn metgezellen en aggregaten. Associates zijn combinaties van eenvoudige moleculen of ionen tot complexere moleculen die geen veranderingen in de chemische aard van de stof veroorzaken. Associates bestaan ​​voornamelijk in vloeibare en gasvormige toestand, terwijl aggregaten in vaste toestand voorkomen.

Mengsels zijn systemen die bestaan ​​uit verschillende gelijkmatig verdeelde verbindingen die onderling zijn verbonden door constante verhoudingen en die geen interactie met elkaar hebben.

1.2. Valentie en oxidatietoestand

De samenstelling van empirische formules en de vorming van de namen van chemische verbindingen is gebaseerd op de kennis en het juiste gebruik van de begrippen oxidatietoestand en valentie.

Oxidatie toestand- dit is de voorwaardelijke lading van het element in de verbinding, berekend vanuit de aanname dat de verbinding uit ionen bestaat. Deze waarde is voorwaardelijk, formeel, omdat er praktisch geen puur ionische verbindingen zijn. De mate van oxidatie in absolute waarde kan een geheel getal of een fractioneel getal zijn; en in termen van lading kan het positief, negatief en gelijk aan nul zijn.

Valentie is een waarde die wordt bepaald door het aantal ongepaarde elektronen in het buitenste energieniveau of het aantal vrije atomaire orbitalen dat kan deelnemen aan de vorming van chemische bindingen.

Enkele regels voor het bepalen van de oxidatietoestanden van chemische elementen

1. De oxidatietoestand van een chemisch element in een eenvoudige stof

gelijk aan 0 .

2. De som van de oxidatietoestanden van atomen in een molecuul (ion) is 0

(ionenlading).

3. Elementen van de groepen I-III A hebben een positieve oxidatietoestand die overeenkomt met het nummer van de groep waarin dit element zich bevindt.

4. Elementen IV-V van IIA-groepen, behalve de positieve oxidatietoestand die overeenkomt met het groepsnummer; en een negatieve oxidatietoestand die overeenkomt met het verschil tussen het groepsnummer en nummer 8 heeft een tussenliggende oxidatietoestand die gelijk is aan het verschil tussen het groepsnummer en nummer 2 (tabel 1).

tafel 1

Oxidatietoestanden van elementen IV-V IIA subgroepen

5. De oxidatietoestand van waterstof is +1 als er ten minste één niet-metaal in de verbinding zit; - 1 in verbindingen met metalen (hydriden); 0 tot H2.

Hydraden van sommige elementen

6. De oxidatietoestand van zuurstof is meestal -2, behalve voor peroxiden (-1), superoxiden (-1/2), ozoniden (-1/3), ozon (+4), zuurstoffluoride (+2).

7. De oxidatietoestand van fluor in alle verbindingen behalve F2> is -1. Hogere vormen van oxidatie van veel chemische elementen (BiF5, SF6, IF?, OsFg) worden gerealiseerd in verbindingen met fluor.

acht . In perioden nemen de omloopstralen van atomen af ​​met toenemend serienummer, terwijl de ionisatie-energie toeneemt. Tegelijkertijd worden zure en oxiderende eigenschappen verbeterd; hoger niveau

elementoxidatieschuimen worden minder stabiel.

9. Voor elementen van oneven groepen van het periodiek systeem zijn oneven graden kenmerkend, en voor elementen van even groepen even graden

oxidatie.

10. In de hoofdsubgroepen, met een toename van het rangnummer van een element, nemen de afmetingen van atomen in het algemeen toe en neemt de ionisatie-energie af. Dienovereenkomstig worden de basiseigenschappen verbeterd en de oxiderende eigenschappen verzwakt. In subgroepen van ^-elementen, met toenemend atoomnummer, de deelname van n^-elektronen aan de vorming van bindingen

> w h o w J 3 w »

Fig, 2. Schema van de belangrijkste klassen van anorganische stoffen

In de anorganische chemie worden chemische reacties geclassificeerd volgens verschillende criteria.

1. Door de oxidatietoestand te veranderen tot redox, die gepaard gaan met een verandering in de oxidatietoestand van de elementen en zuur-base, die doorgaan zonder de oxidatietoestanden te veranderen.

2. Door de aard van het proces.

Ontledingsreacties zijn chemische reacties waarbij eenvoudige moleculen worden gevormd uit complexere.

Verbindingsreacties chemische reacties worden genoemd, waarbij complexe verbindingen worden verkregen uit verschillende eenvoudigere.

Substitutie reacties zijn chemische reacties waarbij een atoom of groep atomen in een molecuul wordt vervangen door een ander atoom of een groep atomen.

Reacties uitwisselen zogenaamde chemische reacties die plaatsvinden zonder de oxidatietoestand van de elementen te veranderen en die leiden tot de uitwisseling van samenstellende delen van de reagentia.

3. Ga indien mogelijk in de tegenovergestelde richting van omkeerbaar en onomkeerbaar te werk.

Sommige reacties, zoals de verbranding van ethanol, zijn praktisch onomkeerbaar, d.w.z. het is onmogelijk om voorwaarden te scheppen om het in de tegenovergestelde richting te laten stromen.

Er zijn echter veel reacties die, afhankelijk van de procesomstandigheden, zowel in voorwaartse als achterwaartse richting kunnen verlopen. Reacties die zowel in voorwaartse als achterwaartse richting kunnen verlopen, worden genoemd omkeerbaar.

4. Volgens het type bindingsbreuk - homolytisch(gelijke opening, elk atoom krijgt één elektron) en heterolytisch(ongelijke kloof - men krijgt een elektronenpaar).

5. Volgens het thermische effect, exotherm(warmteopwekking) en endotherm(warmteopname).

Combinatiereacties zullen in het algemeen exotherme reacties zijn, terwijl ontledingsreacties endotherm zullen zijn. Een zeldzame uitzondering is de endotherme reactie van stikstof met zuurstof N 2 + O 2 = 2NO - Q.

6. Volgens de staat van aggregatie van de fasen.

homogeen(de reactie vindt plaats in één fase, zonder grensvlakken; reacties in gassen of in oplossingen).

Heterogeen(reacties die plaatsvinden op de fasegrens).

7. Door een katalysator te gebruiken.

Een katalysator is een stof die een chemische reactie versnelt, maar chemisch onveranderd blijft.

katalytisch praktisch niet zonder het gebruik van een katalysator en niet-katalytisch.

Classificatie van organische reacties

Elektrofiel verwijst naar heterolytische reacties van organische verbindingen met elektrofielen - deeltjes die een hele of gedeeltelijke positieve lading dragen. Ze zijn onderverdeeld in elektrofiele substitutie- en elektrofiele additiereacties. Bijvoorbeeld,

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

Nucleofiel verwijst naar heterolytische reacties van organische verbindingen met nucleofielen - deeltjes die een geheel of gedeeltelijk negatieve lading dragen. Ze zijn onderverdeeld in nucleofiele substitutie- en nucleofiele additiereacties. Bijvoorbeeld,

CH 3 Br + NaOH  CH 3 OH + NaBr

Radicale (ketting)reacties worden bijvoorbeeld chemische reacties genoemd waarbij radicalen betrokken zijn

De cursus scheikunde op scholen begint in de 8e klas met de studie van de algemene grondslagen van de wetenschap: mogelijke soorten bindingen tussen atomen, soorten kristalroosters en de meest voorkomende reactiemechanismen worden beschreven. Dit wordt de basis voor de studie van een belangrijke, maar meer specifieke sectie - anorganische stoffen.

Wat het is

Dit is een wetenschap die rekening houdt met de principes van structuur, basiseigenschappen en reactiviteit van alle elementen van het periodiek systeem. Een belangrijke rol in anorganische stoffen wordt gespeeld door de periodieke wet, die de systematische classificatie van stoffen stroomlijnt op basis van veranderingen in massa, aantal en type.

De cursus behandelt ook verbindingen die worden gevormd tijdens de interactie van de elementen van de tabel (de enige uitzondering is het gebied van koolwaterstoffen, dat wordt besproken in de hoofdstukken van organische stoffen). Taken in de anorganische chemie stellen je in staat om de opgedane theoretische kennis in de praktijk uit te werken.

Wetenschap in het historische aspect

De naam "anorganisch" verscheen in overeenstemming met het idee dat het een deel van de chemische kennis dekt dat niet gerelateerd is aan de activiteiten van biologische organismen.

In de loop van de tijd is bewezen dat het grootste deel van de organische wereld ook "niet-levende" verbindingen kan produceren, en koolwaterstoffen van elk type worden in het laboratorium gesynthetiseerd. Dus uit ammoniumcyanaat, een zout in de chemie van de elementen, kon de Duitse wetenschapper Wehler ureum synthetiseren.

Om verwarring met de nomenclatuur en classificatie van soorten onderzoek in beide wetenschappen te voorkomen, omvat het programma van school- en universitaire cursussen, na algemene scheikunde, de studie van anorganische stoffen als een fundamentele discipline. In de wetenschappelijke wereld wordt een vergelijkbare volgorde aangehouden.

Klassen van anorganische stoffen

De scheikunde voorziet in zo'n presentatie van materiaal waarin de inleidende hoofdstukken van anorganische stoffen de periodieke wet van de elementen beschouwen. van een speciaal type, dat is gebaseerd op de veronderstelling dat de atomaire ladingen van kernen de eigenschappen van stoffen beïnvloeden, en deze parameters veranderen cyclisch. Aanvankelijk werd de tabel gebouwd als een weerspiegeling van de toename van de atomaire massa's van de elementen, maar al snel werd deze volgorde verworpen vanwege de inconsistentie in het aspect waarin anorganische stoffen aandacht nodig hebben voor dit probleem.

Chemie suggereert, naast het periodiek systeem, de aanwezigheid van ongeveer honderd cijfers, clusters en diagrammen die de periodiciteit van eigenschappen weerspiegelen.

Op dit moment is een geconsolideerde versie van de overweging van een dergelijk concept als klassen van anorganische chemie populair. De kolommen van de tabel geven de elementen aan, afhankelijk van de fysisch-chemische eigenschappen, in de rijen - perioden die op elkaar lijken.

Eenvoudige stoffen in de anorganische

Een teken in het periodiek systeem en een eenvoudige substantie in een vrije staat zijn meestal verschillende dingen. In het eerste geval wordt alleen een specifiek type atomen weerspiegeld, in het tweede geval - het type verbinding van deeltjes en hun wederzijdse invloed in stabiele vormen.

De chemische binding in eenvoudige stoffen bepaalt hun indeling in families. Er kunnen dus twee brede soorten groepen atomen worden onderscheiden - metalen en niet-metalen. De eerste familie omvat 96 elementen van de 118 bestudeerde.

metalen

Het metallische type veronderstelt de aanwezigheid van een gelijknamige binding tussen de deeltjes. De interactie is gebaseerd op de socialisatie van de elektronen van het rooster, dat wordt gekenmerkt door niet-gerichtheid en onverzadiging. Daarom geleiden metalen warmte en laden ze goed op, hebben ze een metaalglans, kneedbaarheid en plasticiteit.

Conventioneel staan ​​metalen aan de linkerkant in het periodiek systeem wanneer een rechte lijn wordt getrokken van boor naar astatine. Elementen die dicht bij deze lijn liggen, hebben meestal een grenskarakter en vertonen een dualiteit van eigenschappen (bijvoorbeeld germanium).

De meeste metalen vormen basische verbindingen. De oxidatietoestanden van dergelijke stoffen zijn meestal niet hoger dan twee. In een groep neemt de metalliciteit toe, terwijl deze in een periode afneemt. Radioactief francium heeft bijvoorbeeld meer basiseigenschappen dan natrium, en in de halogeenfamilie heeft jodium zelfs een metaalachtige glans.

Anders is de situatie in de periode - ze voltooien de subniveaus waarvoor er stoffen zijn met tegengestelde eigenschappen. In de horizontale ruimte van het periodiek systeem verandert de gemanifesteerde reactiviteit van elementen van basisch via amfoteer naar zuur. Metalen zijn goede reductiemiddelen (accepteren elektronen wanneer bindingen worden gevormd).

niet-metalen

Dit type atomen is opgenomen in de hoofdklassen van de anorganische chemie. Niet-metalen bezetten de rechterkant van het periodiek systeem en vertonen typisch zure eigenschappen. Meestal komen deze elementen voor in de vorm van verbindingen met elkaar (bijvoorbeeld boraten, sulfaten, water). In de vrije moleculaire toestand is het bestaan ​​van zwavel, zuurstof en stikstof bekend. Er zijn ook verschillende diatomische niet-metalen gassen - naast de twee bovengenoemde, omvatten deze waterstof, fluor, broom, chloor en jodium.

Het zijn de meest voorkomende stoffen op aarde - vooral silicium, waterstof, zuurstof en koolstof komen veel voor. Jodium, selenium en arseen zijn zeer zeldzaam (dit omvat ook radioactieve en onstabiele configuraties, die zich in de laatste perioden van de tabel bevinden).

In verbindingen gedragen niet-metalen zich voornamelijk als zuren. Het zijn krachtige oxidatiemiddelen vanwege de mogelijkheid om een ​​extra aantal elektronen toe te voegen om het niveau te voltooien.

in anorganisch

Naast stoffen die worden weergegeven door één groep atomen, zijn er verbindingen met verschillende configuraties. Dergelijke stoffen kunnen binair zijn (bestaande uit twee verschillende deeltjes), drie-, vier-elementen, enzovoort.

Twee elementen stoffen

Chemie hecht bijzonder belang aan de binariteit van bindingen in moleculen. Klassen van anorganische verbindingen worden ook beschouwd vanuit het oogpunt van de gevormde binding tussen de atomen. Het kan ionisch, metallisch, covalent (polair of niet-polair) of gemengd zijn. Gewoonlijk vertonen dergelijke stoffen duidelijk basische (in aanwezigheid van metaal), amforterische (dual - vooral kenmerkend voor aluminium) of zure (als er een element is met een oxidatietoestand van +4 en hoger) eigenschappen.

Drie elementen geassocieerden

Onderwerpen van anorganische chemie omvatten de overweging van dit type associatie van atomen. Verbindingen die uit meer dan twee groepen atomen bestaan ​​(meestal hebben anorganische stoffen te maken met soorten met drie elementen) worden meestal gevormd met de deelname van componenten die aanzienlijk van elkaar verschillen in fysisch-chemische parameters.

Mogelijke bindingstypen zijn covalent, ionisch en gemengd. Gewoonlijk vertonen stoffen met drie elementen hetzelfde gedrag als binaire, omdat een van de krachten van interatomaire interactie veel sterker is dan de andere: de zwakke wordt op de tweede plaats gevormd en heeft het vermogen om sneller te dissociëren in oplossing .

Klassen van anorganische chemie

De overgrote meerderheid van de stoffen die in de anorganische cursus worden bestudeerd, kan worden beschouwd volgens een eenvoudige classificatie, afhankelijk van hun samenstelling en eigenschappen. Er wordt dus onderscheid gemaakt tussen oxiden en zouten. Overweging van hun relatie is beter om te beginnen met een kennismaking met het concept van geoxideerde vormen, waarin bijna elke anorganische stof kan voorkomen. De chemie van dergelijke medewerkers wordt besproken in de hoofdstukken over oxiden.

oxiden

Een oxide is een verbinding van elk chemisch element met zuurstof in een oxidatietoestand van -2 (respectievelijk in peroxiden -1). De vorming van een binding vindt plaats door de terugkeer en aanhechting van elektronen met de reductie van O 2 (wanneer zuurstof het meest elektronegatieve element is).

Ze kunnen zowel zure als amfotere en basische eigenschappen vertonen, afhankelijk van de tweede groep atomen. Als het in het oxide de oxidatietoestand +2 niet overschrijdt, als het niet-metaal - van +4 en hoger. In monsters met een dubbele aard van de parameters wordt een waarde van +3 bereikt.

Zuren in de anorganische

Zure verbindingen hebben een gemiddelde reactie van minder dan 7 vanwege het gehalte aan waterstofkationen, die in oplossing kunnen gaan en vervolgens worden vervangen door een metaalion. Door classificatie zijn het complexe stoffen. De meeste zuren kunnen worden verkregen door de overeenkomstige oxiden te verdunnen met water, bijvoorbeeld bij de vorming van zwavelzuur na hydratatie van S03.

Basis anorganische chemie

De eigenschappen van dit type verbindingen zijn te wijten aan de aanwezigheid van de OH-hydroxylradicaal, die de reactie van het medium boven 7 geeft. Oplosbare basen worden alkaliën genoemd, ze zijn de sterkste in deze klasse van stoffen vanwege volledige dissociatie (ontleding in ionen in een vloeistof). De OH-groep bij de vorming van zouten kan worden vervangen door zure resten.

Anorganische chemie is een tweeledige wetenschap die stoffen vanuit verschillende perspectieven kan beschrijven. In de protolytische theorie worden basen beschouwd als waterstofkationacceptoren. Deze benadering breidt het concept van deze klasse van stoffen uit en noemt alkali elke stof die een proton kan accepteren.

zout

Dit type verbindingen bevindt zich tussen basen en zuren, omdat het het product is van hun interactie. Zo werkt een metaalion (soms ammonium, fosfonium of hydroxonium) gewoonlijk als een kation en werkt een zuurresidu als een anionische stof. Wanneer een zout wordt gevormd, wordt waterstof vervangen door een andere stof.

Afhankelijk van de verhouding van het aantal reagentia en hun sterkte ten opzichte van elkaar, is het rationeel om verschillende soorten interactieproducten te overwegen:

• basische zouten worden verkregen als de hydroxylgroepen niet volledig gesubstitueerd zijn (dergelijke stoffen hebben een alkalisch milieu);
• zure zouten worden in het tegenovergestelde geval gevormd - bij gebrek aan een reagerende base blijft waterstof gedeeltelijk in de verbinding achter;
• de bekendste en gemakkelijkst te begrijpen zijn de gemiddelde (of normale) monsters - ze zijn het product van volledige neutralisatie van de reagentia met de vorming van water en een stof met alleen een metaalkation of zijn analoog en een zuurresidu.

Anorganische chemie is een wetenschap die de verdeling van elk van de klassen in fragmenten omvat die op verschillende tijdstippen worden bekeken: sommige eerder, andere later. Bij een meer diepgaande studie worden nog 4 soorten zouten onderscheiden:

• Binaries bevatten een enkel anion in aanwezigheid van twee kationen. Dergelijke stoffen worden typisch verkregen door twee zouten samen te voegen met hetzelfde zuurresidu, maar met verschillende metalen.
• Het gemengde type is het tegenovergestelde van het vorige: de basis is één kation met twee verschillende anionen.
• Kristallijne hydraten - zouten, in de formule waarvan er water in gekristalliseerde toestand is.
• Complexen zijn stoffen waarin een kation, anion of beide worden gepresenteerd in de vorm van clusters met een vormend element. Dergelijke zouten kunnen voornamelijk worden verkregen uit elementen van subgroep B.

Zoals andere stoffen die deel uitmaken van de praktijk van de anorganische chemie, die kunnen worden geclassificeerd als zouten of als afzonderlijke hoofdstukken van kennis, kan men hydriden, nitriden, carbiden en intermetalliden noemen (verbindingen van verschillende metalen die geen legering zijn).

Resultaten

Anorganische chemie is een wetenschap die van belang is voor elke specialist op dit gebied, ongeacht zijn interesses. Het bevat de eerste hoofdstukken die op school over dit onderwerp zijn bestudeerd. De cursus anorganische chemie voorziet in de systematisering van grote hoeveelheden informatie volgens een begrijpelijke en eenvoudige classificatie.

Lezing: Classificatie van chemische reacties in de anorganische en organische chemie

Soorten chemische reacties in de anorganische chemie

A) Indeling naar het aantal oorspronkelijke stoffen:

Ontleding - als gevolg van deze reactie worden uit één bestaande complexe stof twee of meer eenvoudige, maar ook complexe stoffen gevormd.

Verbinding - dit is zo'n reactie waarbij twee of meer eenvoudige, maar ook complexe stoffen één vormen, maar complexer.

Voorbeeld: 4Al+3O 2 → 2Al 2 O 3

Voorbeeld: 2КI + Cl2 → 2КCl + I 2

Voorbeeld: HCl + KNO 2 → KCl + HNO 2

B) Classificatie door thermisch effect:

S + O 2 → SO 2 + Q

2C 2 H 6 + 7O 2 → 4CO 2 + 6H 2 O + Q

Endotherme reacties zijn bepaalde chemische reacties waarbij warmte wordt geabsorbeerd. In de regel zijn dit ontledingsreacties.

Voorbeelden:

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

De warmte die vrijkomt of wordt geabsorbeerd bij een chemische reactie wordt genoemd thermische werking.

Chemische vergelijkingen waarin het warmte-effect van een reactie wordt aangegeven, worden genoemd thermochemisch.

C) Classificatie door omkeerbaarheid:

Voorbeeld: 3H 2 + N 2 ⇌ 2NH 3

D) Indeling volgens de verandering in de oxidatiegraad:

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

Voorbeeld: HNO 3 + KOH → KNO 3 + H 2 O.

E) Faseclassificatie:

Voorbeeld: H 2 (gas) + Cl 2 (gas) → 2HCL

Indeling naar katalysatorgebruik:

Een katalysator is een stof die een reactie versnelt. Een katalytische reactie verloopt in aanwezigheid van een katalysator, een niet-katalytische reactie zonder katalysator.
Voorbeeld: 2H 2 0 2 MnO2 → 2H 2 O + O 2 katalysator MnO 2

De interactie van alkali met zuur verloopt zonder katalysator.
Voorbeeld: KOH + HCl → KCl + H2O

Remmers zijn stoffen die een reactie vertragen.
Katalysatoren en remmers zelf worden niet verbruikt tijdens de reactie.

Soorten chemische reacties in de organische chemie

Toetreding zijn reacties waarbij meerdere moleculen van een stof samensmelten tot één. Toevoegingsreacties zijn onder meer:

• Hydrogenering is een reactie waarbij waterstof wordt toegevoegd aan een meervoudige binding.

Voorbeeld: CH 3 -CH \u003d CH 2 (propeen) + H 2 → CH 3 -CH 2-CH 3 (propaan)

Hydrohalogenering is een reactie waarbij een waterstofhalogenide wordt toegevoegd.

Voorbeeld: CH 2 \u003d CH 2 (etheen) + Hcl → CH 3-CH 2-Cl (chloorethaan)

Alkynen reageren met waterstofhalogeniden (waterstofchloride, waterstofbromide) op dezelfde manier als alkenen. Aanhechting in een chemische reactie vindt plaats in 2 fasen en wordt bepaald door de Markovnikov-regel:

Wanneer protische zuren en water worden toegevoegd aan asymmetrische alkenen en alkynen, wordt een waterstofatoom gehecht aan het meest gehydrogeneerde koolstofatoom.

Het mechanisme van deze chemische reactie. Gevormd in de 1e, snelle fase, verandert het p-complex in de 2e langzame fase geleidelijk in een s-complex - een carbokation. In de 3e fase vindt de stabilisatie van het carbokation plaats - dat wil zeggen, de interactie met het broomanion:

I1, I2 - koolhydraten. P1, P2 - bromiden.

Halogeenbevattende organische derivaten worden beschouwd als de belangrijkste verbindingen die zowel in de organische synthese als als doelproducten worden gebruikt. Halogeenderivaten van koolwaterstoffen worden beschouwd als de uitgangsproducten in een groot aantal nucleofiele substitutiereacties. Met betrekking tot het praktische gebruik van verbindingen die halogeen bevatten, worden ze gebruikt in de vorm van oplosmiddelen, zoals chloorhoudende verbindingen, koelmiddelen - chloorfluorderivaten, freonen, pesticiden, farmaceutische producten, weekmakers, monomeren voor kunststoffen.

polymerisatie - dit is een speciaal type reactie waarbij moleculen van een stof met een relatief klein molecuulgewicht zich bij elkaar voegen en vervolgens moleculen vormen van een stof met een hoog molecuulgewicht.

Anorganische chemie in reacties. Directory. Lidin RA, Molochko VA, Andreeva L.L.

2e druk, herzien. en extra - M.: 2007 - 637 d.

De directory bevat 1100 anorganische stoffen, waarvoor de vergelijkingen van de belangrijkste reacties worden gegeven. De keuze van stoffen werd gerechtvaardigd door hun theoretische en laboratorium-industriële belang. De directory is georganiseerd volgens het alfabetische principe van chemische formules en een goed ontwikkelde structuur, voorzien van een onderwerpindex die het gemakkelijk maakt om de juiste stof te vinden. Het heeft geen analogen in de binnenlandse en buitenlandse chemische literatuur. Voor studenten van chemische en chemisch-technologische universiteiten. Het kan worden gebruikt door universiteitsprofessoren, afgestudeerde studenten, wetenschappers en ingenieurs in de chemische industrie, maar ook door docenten en middelbare scholieren.

Formaat: pdf

De grootte: 36,2 MB

Kijk, download:drive.google

Het naslagwerk presenteert de chemische eigenschappen (reactievergelijkingen) van de belangrijkste verbindingen van 109 elementen van het periodiek systeem van waterstof tot meitnerium. Meer dan 1100 anorganische stoffen worden in detail beschreven, waarvan de selectie werd uitgevoerd op basis van hun industrieel belang (uitgangsstoffen voor chemische processen, minerale grondstoffen), brede prevalentie in engineering en onderwijs en laboratoriumpraktijk (modeloplosmiddelen en reagentia, kwalitatieve analysereagentia) en gebruik in de nieuwste takken van chemische technologie.
Het referentiemateriaal is verdeeld in secties, die elk aan één element zijn gewijd, de elementen zijn alfabetisch gerangschikt op hun symbolen (van actinium Ac tot zirkonium Zr).
Elke sectie bestaat uit een aantal kopjes, waarvan de eerste verwijst naar een eenvoudige stof, en alle volgende - naar complexe stoffen, in de chemische formules waarvan het sectie-element op de eerste (linkse) plaats staat. Stoffen van elke sectie zijn alfabetisch gerangschikt volgens hun nomenclatuurformules (met één uitzondering: alle overeenkomstige zuren worden aan het einde van secties van zuurvormende elementen geplaatst). In de sectie Actinium zijn er bijvoorbeeld kopjes Ac, AcC13, AcF3, Ac(N03)3, Ac203, Ac(OH)3. De formules van verbindingen met een complex anion worden gegeven in omgekeerde vorm, d.w.z. .
Elke rubriek bevat een korte beschrijving van de stof, die de kleur, thermische stabiliteit, oplosbaarheid, interactie (of het ontbreken ervan) met gewone reagentia enz. aangeeft, evenals methoden om deze stof te verkrijgen, ontworpen als koppelingen naar andere stoffen rubrieken . Referenties bevatten het symbool van het sectie-element, het rubrieknummer en het superscriptnummer van de reactievergelijking.
Verderop in de rubriek volgt een genummerde reeks reactievergelijkingen, die de belangrijkste chemische eigenschappen van een bepaalde stof weergeven. In het algemeen is de volgorde van de vergelijkingen als volgt:
- thermische ontleding van de stof;
- uitdroging of ontleding van kristallijn hydraat;
- houding ten opzichte van water;
- interactie met gewone zuren (bij hetzelfde type reacties wordt de vergelijking alleen gegeven voor zoutzuur);
- interactie met alkaliën (in de regel met natriumhydroxide);
- interactie met ammoniakhydraat;
- interactie met eenvoudige stoffen;
- uitwisselingsreacties met complexe stoffen;
- redoxreacties;
- reacties van complexatie;
- elektrochemische reacties (elektrolyse van smelt en/of oplossing).
De reactievergelijkingen geven de voorwaarden voor hun gedrag en verloop aan, wanneer dit van belang is voor het begrijpen van de chemie en de mate van omkeerbaarheid van het proces. Deze voorwaarden omvatten:
- aggregatietoestand van reagentia en/of producten;
- inkleuren van reagentia en/of producten;
- de toestand van de oplossing of de kenmerken ervan (verdund, geconcentreerd, verzadigd);
- langzame reactie;
- temperatuurbereik, druk (hoog of vacuüm), katalysator;
- vorming van een neerslag of gas;
- het gebruikte oplosmiddel, indien verschillend van water;
- inert of ander speciaal gasvormig medium.
Aan het einde van de gids is er een lijst met referenties en een onderwerpindex van kopjes.