Všetky chemické reakcie anorganickej chémie. Anorganická chémia

Témy kodifikátora USE: Klasifikácia chemických reakcií v organickej a anorganickej chémii.

chemické reakcie - ide o typ interakcie častíc, keď sa z niektorých chemických látok získavajú iné, ktoré sa od nich líšia vlastnosťami a štruktúrou. Látky, ktoré vstúpiť v reakcii - činidlá. Látky, ktoré tvorené počas chemickej reakcie Produkty.

Pri chemickej reakcii dochádza k prerušeniu chemických väzieb a vzniku nových.

Počas chemických reakcií sa atómy zapojené do reakcie nemenia. Mení sa len poradie spojenia atómov v molekulách. teda počet atómov tej istej látky sa pri chemickej reakcii nemení.

Chemické reakcie sú klasifikované podľa rôznych kritérií. Zvážte hlavné typy klasifikácie chemických reakcií.

Klasifikácia podľa počtu a zloženia reaktantov

Podľa zloženia a počtu reagujúcich látok sa delia reakcie prebiehajúce bez zmeny zloženia látok a reakcie prebiehajúce so zmenou zloženia látok:

1. Reakcie prebiehajúce bez zmeny zloženia látok (A → B)

Na takéto reakcie v anorganickej chémii Alotropické prechody jednoduchých látok z jednej modifikácie na druhú možno pripísať:

S kosoštvorcový → S monoklinický.

AT organická chémia takéto reakcie sú izomerizačné reakcie , keď sa z jedného izoméru pôsobením katalyzátora a vonkajších faktorov získa ďalší izomér (spravidla štruktúrny izomér).

Napríklad izomerizácia butánu na 2-metylpropán (izobután):

CH3-CH2-CH2-CH3 -> CH3-CH(CH3)-CH3.

2. Reakcie vyskytujúce sa pri zmene zloženia

• Kopulačné reakcie (A + B + ... →D)- sú to reakcie, pri ktorých z dvoch alebo viacerých látok vzniká jedna nová komplexná látka. AT anorganická chémia Zložená reakcia zahŕňa spaľovacie reakcie jednoduchých látok, interakciu zásaditých oxidov s kyslými atď. V organickej chémii takéto reakcie sa nazývajú reakcie pristúpenie . Adičné reakcie — sú to reakcie, pri ktorých je na príslušnú organickú molekulu pripojená ďalšia molekula. Adičné reakcie zahŕňajú reakcie hydrogenácia(interakcia s vodíkom), hydratácia(vodovodná prípojka), hydrohalogenácia(prídavok halogenovodíka), polymerizácia(naviazanie molekúl na seba s vytvorením dlhého reťazca) atď.

Napríklad, hydratácia:

CH2 \u003d CH2 + H20 -> CH3-CH2-OH

• Reakcie rozkladu (A → B+C+…) Ide o reakcie, pri ktorých z jednej zložitej molekuly vzniká niekoľko menej zložitých alebo jednoduchých látok. V tomto prípade môžu byť vytvorené jednoduché aj zložité látky.

Napríklad, pri rozklade peroxid vodíka:

2H202→ 2H20 + 02.

V organickej chémii oddeľte skutočné rozkladné reakcie a štiepne reakcie . Štiepne (eliminačné) reakcie — ide o reakcie, pri ktorých sa odpájajú atómy alebo atómové skupiny od pôvodnej molekuly pri zachovaní jej uhlíkovej kostry.

Napríklad, reakcia odberu vodíka (dehydrogenácia) z propán:

C3H8 -> C3H6 + H2

V názve takýchto reakcií je spravidla predpona „de“. Rozkladné reakcie v organickej chémii sa spravidla vyskytujú s prerušením uhlíkového reťazca.

Napríklad, reakcia praskanie butánu(štiepenie na jednoduchšie molekuly pri zahrievaní alebo pôsobením katalyzátora):

C4H10 -> C2H4 + C2H6

• Substitučné reakcie - sú to reakcie, pri ktorých sú atómy alebo skupiny atómov jednej látky nahradené atómami alebo skupinami atómov inej látky. V anorganickej chémii Tieto reakcie prebiehajú podľa schémy:

AB+C=AC+B.

Napríklad, aktívnejšie halogény vytesňujú menej aktívne zlúčeniny. Interakcia jodid draselný s chlór:

2KI + Cl2 -> 2KCl + I2.

Jednotlivé atómy aj molekuly sa dajú nahradiť.

Napríklad, keď je zlúčený menej prchavé oxidy vystrčiť prchavejšia zo solí. Áno, neprchavé oxid kremičitý vytláča oxid uhoľnatý z uhličitan sodný pri tavení:

Na2C03 + Si02 → Na2Si03 + CO2

AT organická chémia substitučné reakcie sú reakcie, pri ktorých časť organickej molekuly vymenené na iné častice. V tomto prípade sa substituovaná častica spravidla spája s časťou molekuly substituenta.

Napríklad, reakcia chlórovanie metánu:

CH4 + Cl2 -> CH3CI + HCl

Z hľadiska počtu častíc a zloženia produktov interakcie sa táto reakcia viac podobá výmennej reakcii. Avšak, mechanizmom takáto reakcia je substitučnou reakciou.

• Výmenné reakcie - sú to reakcie, pri ktorých si dve zložité látky vymieňajú svoje zložky:

AB+CD=AC+BD

Výmenné reakcie sú iónomeničové reakcie prúdenie v roztokoch; reakcie ilustrujúce acidobázické vlastnosti látok a iné.

Príklad výmenné reakcie v anorganickej chémii – neutralizácia kyselina chlorovodíková zásada:

NaOH + HCl \u003d NaCl + H20

Príklad výmenné reakcie v organickej chémii — alkalická hydrolýza chlóretánu:

CH3-CH2-Cl + KOH \u003d CH3-CH2-OH + KCl

Klasifikácia chemických reakcií zmenou stupňa oxidácie prvkov, ktoré tvoria látky

Zmenou oxidačného stavu prvkov chemické reakcie sa delia na redoxné reakcie a reakcie pokračujú žiadna zmena oxidačných stavov chemické prvky.

• Redoxné reakcie (ORD) sú reakcie, v ktorých oxidačné stavy látok zmeniť. Pri tom dochádza k výmene elektróny.

AT anorganická chémia medzi takéto reakcie patria spravidla reakcie rozkladu, substitúcie, zlúčeniny a všetky reakcie zahŕňajúce jednoduché látky. Na vyrovnanie OVR sa používa metóda elektronické váhy(počet darovaných elektrónov sa musí rovnať počtu prijatých) príp metóda elektrón-iónovej rovnováhy.

AT organická chémia oddelené oxidačné a redukčné reakcie v závislosti od toho, čo sa deje s organickou molekulou.

Oxidačné reakcie v organickej chémii sú reakcie, v ktorých počet atómov vodíka klesá alebo sa zvyšuje počet atómov kyslíka v pôvodnej organickej molekule.

Napríklad oxidácia etanolu pôsobením oxidu medi:

CH3-CH2-OH + CuO → CH3-CH \u003d O + H20 + Cu

Reakcie na zotavenie v organickej chémii sú to reakcie, pri ktorých zvyšuje sa počet atómov vodíka alebo počet atómov kyslíka klesá v organickej molekule.

Napríklad, zotavenie acetaldehyd vodík:

CH3-CH \u003d O + H2 -> CH3-CH2-OH

• Protolytické reakcie a výmenné reakcie - sú to reakcie, pri ktorých sa nemenia oxidačné stavy atómov.

Napríklad, neutralizácia lúh sodný kyselina dusičná:

NaOH + HN03 \u003d H20 + NaN03

Klasifikácia reakcií podľa tepelného účinku

Podľa tepelného účinku sa reakcie delia na exotermický a endotermický.

exotermické reakcie sú reakcie sprevádzané uvoľňovaním energie vo forme tepla (+ Q). Tieto reakcie zahŕňajú takmer všetky zložené reakcie.

Výnimky- reakcia dusíka s kyslík so vzdelaním oxid dusnatý (II) - endotermické:

N2 + O2 \u003d 2NO - Q

Plynná reakcia vodík s tvrdým jód tiež endotermický:

H 2 + I 2 \u003d 2HI - Q

Exotermické reakcie, pri ktorých sa uvoľňuje svetlo, sa nazývajú reakcie. pálenie.

Napríklad, spaľovanie metánu:

CH4+02 \u003d CO2 + H20

Tiež exotermický sú:

Endotermické reakcie sú reakcie, ktoré absorpcia energie vo forme tepla ( — Q ). Väčšina reakcií spravidla prebieha absorpciou tepla. rozklad(reakcie vyžadujúce dlhodobé zahrievanie).

Napríklad, rozklad vápenec:

CaCO 3 → CaO + CO 2 - Q

Tiež endotermický sú:

• hydrolytické reakcie;
• reakcie, ktoré prebiehajú len pri zahrievaní;
• reakcie, ktoré prebiehajú ibapri veľmi vysokých teplotách alebo pod vplyvom elektrického výboja.

Napríklad premena kyslíka na ozón:

3O 2 \u003d 2O 3 - Q

AT organická chémia Pri absorpcii tepla prebiehajú rozkladné reakcie. Napríklad, praskanie pentán:

C5H12 -> C3H6 + C2H6 - Q.

Klasifikácia chemických reakcií podľa stavu agregácie reagujúcich látok (podľa zloženia fáz)

Látky môžu existovať v troch hlavných stavoch agregácie − pevný, kvapalina a plynný. Podľa fázového stavu zdieľať reakcie homogénne a heterogénne.

• Homogénne reakcie sú reakcie, v ktorých sú reaktanty a produkty v jednej fáze a kolízia reagujúcich častíc nastáva v celom objeme reakčnej zmesi. Homogénne reakcie zahŕňajú interakcie kvapalina-kvapalina a plyn-plyn.

Napríklad, oxidácia kyslý plyn:

2S02 (g) + O2 (g) \u003d 2S03 (g)

• heterogénne reakcie sú reakcie, v ktorých sú reaktanty a produkty v rôznych fázach. V tomto prípade nastáva iba zrážka reagujúcich častíc na fázovom rozhraní. Tieto reakcie zahŕňajú interakcie plyn-kvapalina, plyn-tuhá látka, tuhá látka-tuhá látka a tuhá látka-kvapalina.

Napríklad, interakcia oxid uhličitý a hydroxid vápenatý:

CO 2 (g) + Ca (OH) 2 (roztok) \u003d CaCO 3 (tv) + H20

Na klasifikáciu reakcií podľa fázového stavu je užitočné vedieť určiť fázové stavy látok. Je to celkom jednoduché, využívajúc znalosti o štruktúre hmoty, najmä o.

Látky s iónový, atómový alebo kovová kryštálová mriežka, zvyčajne pevný za normálnych podmienok; látky s molekulárna mriežka, zvyčajne, kvapaliny alebo plynov za normálnych podmienok.

Upozorňujeme, že pri zahrievaní alebo ochladzovaní sa látky môžu meniť z jedného fázového stavu do druhého. V tomto prípade je potrebné zamerať sa na podmienky pre konkrétnu reakciu a fyzikálne vlastnosti látky.

Napríklad, prijímanie syntézny plyn sa vyskytuje pri veľmi vysokých teplotách, pri ktorých voda - para:

CH4 (g) + H2O (g) \u003d CO (g) + 3H2 (g)

Takže parné reformovanie metán — homogénna reakcia.

Klasifikácia chemických reakcií podľa účasti katalyzátora

Katalyzátor je látka, ktorá urýchľuje reakciu, ale nie je súčasťou reakčných produktov. Katalyzátor sa zúčastňuje reakcie, ale prakticky sa počas reakcie nespotrebováva. Konvenčne schéma katalyzátora Komu v interakcii látok A+B môže byť znázornené nasledovne: A + K = AK; AK + B = AB + K.

V závislosti od prítomnosti katalyzátora sa rozlišujú katalytické a nekatalytické reakcie.

• katalytické reakcie sú reakcie, ktoré prebiehajú za účasti katalyzátorov. Napríklad rozklad Bertoletovej soli: 2KClO3 → 2KCl + 3O2.
• Nekatalytické reakcie sú reakcie, ktoré prebiehajú bez účasti katalyzátora. Napríklad spaľovanie etánu: 2C2H6 + 5O2 = 2CO2 + 6H20.

Všetky reakcie, ktoré sa vyskytujú za účasti živých organizmov v bunkách, prebiehajú za účasti špeciálnych proteínových katalyzátorov - enzýmov. Takéto reakcie sa nazývajú enzymatické.

Mechanizmus účinku a funkcie katalyzátorov sú podrobnejšie opísané v samostatnom článku.

Klasifikácia reakcií podľa smeru

Reverzibilné reakcie - sú to reakcie, ktoré môžu prebiehať v smere dopredu aj dozadu, t.j. keď za daných podmienok môžu produkty reakcie navzájom interagovať. Reverzibilné reakcie zahŕňajú väčšinu homogénnych reakcií, esterifikáciu; hydrolytické reakcie; hydrogenácia-dehydrogenácia, hydratácia-dehydratácia; výroba amoniaku z jednoduchých látok, oxidácia oxidu siričitého, výroba halogenovodíkov (okrem fluorovodíka) a sírovodíka; syntéza metanolu; získavanie a rozklad uhličitanov a hydrouhličitanov atď.

nezvratné reakcie sú reakcie, ktoré prebiehajú prevažne jedným smerom, t.j. reakčné produkty nemôžu za daných podmienok vzájomne interagovať. Príklady nevratných reakcií: horenie; výbušné reakcie; reakcie prebiehajúce s tvorbou plynu, zrazeniny alebo vody v roztokoch; rozpúšťanie alkalických kovov vo vode; atď.

Kurz anorganickej chémie obsahuje mnoho špeciálnych pojmov potrebných pre kvantitatívne výpočty. Pozrime sa bližšie na niektoré z jeho hlavných častí.

Zvláštnosti

Anorganická chémia bola vytvorená s cieľom určiť vlastnosti látok, ktoré sú minerálneho pôvodu.

Medzi hlavné časti tejto vedy patria:

• analýza štruktúry, fyzikálnych a chemických vlastností;
• vzťah medzi štruktúrou a reaktivitou;
• vytváranie nových metód syntézy látok;
• vývoj technológií na čistenie zmesí;
• Spôsoby výroby anorganických materiálov.

Klasifikácia

Anorganická chémia je rozdelená do niekoľkých častí, ktoré sa zaoberajú štúdiom určitých fragmentov:

• chemické prvky;
• triedy anorganických látok;
• polovodičové látky;
• určité (prechodné) zlúčeniny.

Vzťah

Anorganická chémia je prepojená s fyzikálnou a analytickou chémiou, ktorá má výkonnú sadu nástrojov umožňujúcich matematické výpočty. Teoretický materiál uvedený v tejto časti sa používa v rádiochémii, geochémii, agrochémii a tiež v jadrovej chémii.

Anorganická chémia v aplikovanej verzii je spojená s metalurgiou, chemickou technológiou, elektronikou, ťažbou a spracovaním nerastov, stavebnými a stavebnými materiálmi a čistením priemyselných odpadových vôd.

História vývoja

Všeobecná a anorganická chémia sa vyvíjala spolu s ľudskou civilizáciou, preto zahŕňa niekoľko samostatných častí. Začiatkom devätnásteho storočia zverejnil Berzelius tabuľku atómových hmotností. Toto obdobie bolo začiatkom rozvoja tejto vedy.

Základom anorganickej chémie bol výskum Avogadra a Gay-Lussaca týkajúci sa charakteristík plynov a kvapalín. Hessovi sa podarilo odvodiť matematický vzťah medzi množstvom tepla a stavom agregácie hmoty, čím sa výrazne rozšírili obzory anorganickej chémie. Objavila sa napríklad atómovo-molekulárna teória, ktorá odpovedala na mnohé otázky.

Začiatkom devätnásteho storočia sa Davymu podarilo elektrochemicky rozložiť hydroxid sodný a draselný, čím sa otvorili nové možnosti získavania jednoduchých látok elektrolýzou. Faraday na základe práce Davyho odvodil zákony elektrochémie.

Od druhej polovice devätnásteho storočia sa kurz anorganickej chémie výrazne rozšíril. Objavy van't Hoffa, Arrhenia, Oswalda zaviedli nové trendy do teórie riešení. Práve v tomto časovom období bol sformulovaný zákon hromadnej akcie, ktorý umožnil vykonávať rôzne kvalitatívne a kvantitatívne výpočty.

Doktrína valencie, ktorú vytvorili Würz a Kekule, umožnila nájsť odpovede na mnohé otázky anorganickej chémie súvisiace s existenciou rôznych foriem oxidov, hydroxidov. Na konci devätnásteho storočia boli objavené nové chemické prvky: ruténium, hliník, lítium: vanád, tórium, lantán atď. To sa stalo možným po zavedení techniky spektrálnej analýzy do praxe. Inovácie, ktoré sa v tom období objavili vo vede, nielen vysvetlili chemické reakcie v anorganickej chémii, ale umožnili aj predpovedať vlastnosti získaných produktov, oblasti ich použitia.

Do konca devätnásteho storočia bolo známych 63 rôznych prvkov, ako aj informácie o rôznych chemikáliách. Ale kvôli nedostatku ich úplnej vedeckej klasifikácie nebolo možné vyriešiť všetky problémy v anorganickej chémii.

Mendelejevov zákon

Periodický zákon, ktorý vytvoril Dmitrij Ivanovič, sa stal základom pre systematizáciu všetkých prvkov. Vďaka objavu Mendeleeva sa chemikom podarilo opraviť svoje predstavy o atómových hmotnostiach prvkov, predpovedať vlastnosti tých látok, ktoré ešte neboli objavené. Teória Moseleyho, Rutherforda, Bohra dala fyzikálne opodstatnenie periodickému zákonu Mendelejeva.

Anorganická a teoretická chémia

Aby ste pochopili, čo chémia študuje, je potrebné zopakovať si základné pojmy zahrnuté v tomto kurze.

Hlavnou teoretickou problematikou študovanou v tejto časti je Mendelejevov periodický zákon. Anorganická chémia v tabuľkách prezentovaných v školskom kurze predstavuje mladým výskumníkom hlavné triedy anorganických látok a ich vzťah. Teória chemickej väzby zvažuje povahu väzby, jej dĺžku, energiu, polaritu. Metóda molekulových orbitálov, valenčné väzby, teória kryštálového poľa sú hlavné otázky, ktoré umožňujú vysvetliť znaky štruktúry a vlastností anorganických látok.

Chemická termodynamika a kinetika, odpovedanie na otázky týkajúce sa zmien energie systému, popisovanie elektrónových konfigurácií iónov a atómov, ich premena na komplexné látky na základe teórie supravodivosti, dala vzniknúť novej sekcii - chémia polovodičových materiálov .

aplikovanej povahy

Anorganická chémia pre figuríny zahŕňa využitie teoretických otázok v priemysle. Práve tento úsek chémie sa stal základom pre celý rad priemyselných odvetví súvisiacich s výrobou čpavku, kyseliny sírovej, oxidu uhličitého, minerálnych hnojív, kovov a zliatin. Použitím chemických metód v strojárstve sa získajú zliatiny s požadovanými vlastnosťami a charakteristikami.

Predmet a úlohy

Čo študuje chémia? Toto je veda o látkach, ich premenách, ako aj o oblastiach použitia. Pre toto časové obdobie existujú spoľahlivé informácie o existencii asi stotisíc rôznych anorganických zlúčenín. Pri chemických premenách sa mení zloženie molekúl, vznikajú látky s novými vlastnosťami.

Ak študujete anorganickú chémiu od nuly, musíte sa najskôr zoznámiť s jej teoretickými časťami a až potom môžete pristúpiť k praktickému využitiu získaných vedomostí. Medzi početnými otázkami, o ktorých sa uvažuje v tejto časti chemickej vedy, je potrebné spomenúť atómovú a molekulárnu teóriu.

Molekula v nej sa považuje za najmenšiu časticu látky, ktorá má svoje chemické vlastnosti. Je deliteľné až na atómy, ktoré sú najmenšími časticami hmoty. Molekuly a atómy sú v neustálom pohybe, vyznačujú sa elektrostatickými silami odpudzovania a príťažlivosti.

Anorganická chémia od nuly by mala byť založená na definícii chemického prvku. Je zvykom myslieť na typ atómov, ktoré majú určitý jadrový náboj, štruktúru elektrónových obalov. V závislosti od štruktúry sú schopné vstúpiť do rôznych interakcií a vytvárať látky. Akákoľvek molekula je elektricky neutrálny systém, to znamená, že plne dodržiava všetky zákony, ktoré existujú v mikrosystémoch.

Pre každý prvok, ktorý existuje v prírode, môžete určiť počet protónov, elektrónov, neutrónov. Vezmime si ako príklad sodík. Počet protónov v jeho jadre zodpovedá poradovému číslu, teda 11, a rovná sa počtu elektrónov. Na výpočet počtu neutrónov je potrebné od relatívnej atómovej hmotnosti sodíka (23) odpočítať jeho poradové číslo, dostaneme 12. Pre niektoré prvky boli identifikované izotopy, ktoré sa líšia počtom neutrónov v atómovom jadre.

Zostavovanie vzorcov pre valenciu

Čo ešte charakterizuje anorganickú chémiu? Témy zahrnuté v tejto časti zahŕňajú formulovanie látok a kvantitatívne výpočty.

Na začiatok analyzujeme vlastnosti zostavovania vzorcov pre valenciu. V závislosti od toho, ktoré prvky budú zahrnuté do zloženia látky, existujú určité pravidlá na určenie valencie. Začnime vytváraním binárnych spojení. Táto otázka sa zvažuje v školskom kurze anorganickej chémie.

Pre kovy nachádzajúce sa v hlavných podskupinách periodickej tabuľky index valencie zodpovedá číslu skupiny, je konštantná hodnota. Kovy vo vedľajších podskupinách môžu vykazovať rôzne valencie.

Pri určovaní valencie nekovov existujú určité znaky. Ak sa v zlúčenine nachádza na konci vzorca, potom vykazuje nižšiu valenciu. Pri jej výpočte sa od ôsmich odpočítava číslo skupiny, v ktorej sa tento prvok nachádza. Napríklad v oxidoch má kyslík dvojmocnosť.

Ak sa nekov nachádza na začiatku vzorca, vykazuje maximálnu valenciu rovnajúcu sa číslu jeho skupiny.

Ako formulovať látku? Existuje určitý algoritmus, ktorý poznajú aj školáci. Najprv si musíte zapísať znaky prvkov uvedených v názve zlúčeniny. Prvok, ktorý je v názve uvedený ako posledný, je vo vzorci umiestnený na prvom mieste. Ďalej nad každý z nich umiestnite pomocou pravidiel index valencie. Medzi hodnotami sa určí najmenší spoločný násobok. Keď sa rozdelí na valencie, získajú sa indexy umiestnené pod znakmi prvkov.

Uveďme ako príklad variant zostavenia vzorca oxidu uhoľnatého (4). Najprv vedľa seba umiestnime znaky uhlíka a kyslíka, ktoré sú súčasťou tejto anorganickej zlúčeniny, dostaneme CO. Keďže prvý prvok má premenlivú valenciu, je uvedený v zátvorkách, uvažuje sa o kyslíku, odčítaním šesť (číslo skupiny) od ôsmich sa získajú dva. Konečný vzorec navrhovaného oxidu bude CO 2 .

Medzi mnohými vedeckými termínmi používanými v anorganickej chémii je alotropia obzvlášť zaujímavá. Vysvetľuje existenciu niekoľkých jednoduchých látok založených na jednom chemickom prvku, ktorý sa líši vlastnosťami a štruktúrou.

Triedy anorganických látok

Existujú štyri hlavné triedy anorganických látok, ktoré si zaslúžia podrobné zváženie. Začnime krátkym popisom oxidov. Táto trieda zahŕňa binárne zlúčeniny, v ktorých je nevyhnutne prítomný kyslík. V závislosti od toho, ktorý prvok začína vzorec, existuje rozdelenie do troch skupín: zásadité, kyslé, amfotérne.

Kovy s valenciou väčšou ako štyri, rovnako ako všetky nekovy, tvoria kyslé oxidy s kyslíkom. Medzi ich hlavné chemické vlastnosti patrí schopnosť interakcie s vodou (výnimkou je oxid kremičitý), reakcie so zásaditými oxidmi, zásadami.

Kovy, ktorých valencia nepresahuje dve, tvoria zásadité oxidy. Medzi hlavné chemické vlastnosti tohto poddruhu vyčleňujeme tvorbu zásad s vodou, solí s kyslými oxidmi a kyselinami.

Prechodné kovy (zinok, berýlium, hliník) sa vyznačujú tvorbou amfotérnych zlúčenín. Ich hlavným rozdielom je dualita vlastností: reakcie s alkáliami a kyselinami.

Zásady sú veľkou triedou anorganických zlúčenín, ktoré majú podobnú štruktúru a vlastnosti. Molekuly takýchto zlúčenín obsahujú jednu alebo viac hydroxylových skupín. Samotný termín bol aplikovaný na tie látky, ktoré tvoria soli v dôsledku interakcie. Alkálie sú zásady, ktoré majú zásadité prostredie. Patria sem hydroxidy prvej a druhej skupiny hlavných podskupín periodickej tabuľky.

V kyslých soliach sú okrem kovu a zvyšku z kyseliny aj vodíkové katióny. Napríklad hydrogénuhličitan sodný (sóda bikarbóna) je veľmi žiadaná zlúčenina v cukrárenskom priemysle. Zásadité soli obsahujú hydroxidové ióny namiesto vodíkových katiónov. Podvojné soli sú neoddeliteľnou súčasťou mnohých prírodných minerálov. Takže chlorid sodný, draslík (sylvinit) sa nachádza v zemskej kôre. Práve táto zlúčenina sa používa v priemysle na izoláciu alkalických kovov.

V anorganickej chémii existuje špeciálna časť zaoberajúca sa štúdiom komplexných solí. Tieto zlúčeniny sa aktívne podieľajú na metabolických procesoch prebiehajúcich v živých organizmoch.

Termochémia

Táto časť zahŕňa zváženie všetkých chemických premien z hľadiska straty alebo zisku energie. Hessovi sa podarilo stanoviť vzťah medzi entalpiou, entropiou a odvodiť zákon, ktorý vysvetľuje zmenu teploty pre akúkoľvek reakciu. Tepelný efekt, ktorý charakterizuje množstvo energie uvoľnenej alebo absorbovanej pri danej reakcii, je definovaný ako rozdiel medzi súčtom entalpií reakčných produktov a východiskových látok, berúc do úvahy stereochemické koeficienty. Hessov zákon je hlavný v termochémii, umožňuje vykonávať kvantitatívne výpočty pre každú chemickú transformáciu.

koloidná chémia

Až v dvadsiatom storočí sa toto odvetvie chémie stalo samostatnou vedou zaoberajúcou sa rôznymi kvapalnými, pevnými a plynnými systémami. V koloidnej chémii sa podrobne študujú suspenzie, suspenzie, emulzie, líšiace sa veľkosťou častíc, chemickými parametrami. Výsledky mnohých štúdií sa aktívne implementujú vo farmaceutickom, medicínskom a chemickom priemysle, čo umožňuje vedcom a inžinierom syntetizovať látky s požadovanými chemickými a fyzikálnymi vlastnosťami.

Záver

Anorganická chémia je v súčasnosti jedným z najväčších odvetví chémie, obsahuje obrovské množstvo teoretických a praktických problémov, ktoré umožňujú získať predstavu o zložení látok, ich fyzikálnych vlastnostiach, chemických premenách a hlavných oblastiach použitia. Pri zvládnutí základných pojmov, zákonov, môžete zostavovať rovnice chemických reakcií, vykonávať na nich rôzne matematické výpočty. Všetky časti anorganickej chémie súvisiace s formulovaním vzorcov, písaním reakčných rovníc, riešením úloh na riešenie sú deťom ponúknuté na záverečnej skúške.

Anorganická chémia- odvetvie chémie, ktoré je spojené so štúdiom štruktúry, reaktivity a vlastností všetkých chemických prvkov a ich anorganických zlúčenín. Táto oblasť chémie zahŕňa všetky zlúčeniny okrem organických látok (trieda zlúčenín, ktoré obsahujú uhlík, s výnimkou niekoľkých jednoduchých zlúčenín, zvyčajne klasifikovaných ako anorganické). Rozdiely medzi organickými a anorganickými zlúčeninami, obsahujúce , sú podľa niektorých reprezentácií ľubovoľné. Anorganická chémia študuje chemické prvky a jednoduché a zložité látky, ktoré tvoria (okrem organických). Počet dnes známych anorganických látok sa blíži k 500 000.

Teoretickým základom anorganickej chémie je periodický zákon a na jej základe periodický systém D. I. Mendelejeva. Hlavnou úlohou anorganickej chémie je vývoj a vedecké zdôvodnenie metód vytvárania nových materiálov s vlastnosťami požadovanými pre moderné technológie.

Klasifikácia chemických prvkov

Periodický systém chemických prvkov ( periodická tabuľka) - klasifikácia chemických prvkov, ktorá stanovuje závislosť rôznych vlastností chemických prvkov od náboja atómového jadra. Systém je grafickým vyjadrením periodického zákona, . Jeho pôvodná verzia bola vyvinutá D. I. Mendelejevom v rokoch 1869-1871 a bola nazvaná „Prírodný systém prvkov“, ktorý stanovil závislosť vlastností chemických prvkov od ich atómovej hmotnosti. Celkovo bolo navrhnutých niekoľko stoviek variantov obrazu periodického systému, ale v modernej verzii systému sa predpokladá, že prvky budú zredukované na dvojrozmernú tabuľku, v ktorej každý stĺpec (skupina) určuje hlavné fyzikálne a chemické vlastnosti a riadky predstavujú obdobia, ktoré sú si navzájom trochu podobné.

Jednoduché látky

Pozostávajú z atómov jedného chemického prvku (sú formou jeho existencie vo voľnom stave). V závislosti od toho, aká je chemická väzba medzi atómami, sú všetky jednoduché látky v anorganickej chémii rozdelené do dvoch hlavných skupín: a. Prvé sú charakterizované kovovou väzbou, zatiaľ čo druhé sú kovalentné. Rozlišujú sa aj dve susedné skupiny - kovové a nekovové látky. Existuje taký jav ako alotropia, ktorý spočíva v možnosti vytvorenia niekoľkých typov jednoduchých látok z atómov toho istého prvku, ale s inou štruktúrou kryštálovej mriežky; každý z týchto typov sa nazýva alotropická modifikácia.

Kovy

(z lat. metallum - baňa, baňa) - skupina prvkov s charakteristickými kovovými vlastnosťami, ako je vysoká tepelná a elektrická vodivosť, kladný teplotný koeficient odporu, vysoká ťažnosť a kovový lesk. Zo 118 doteraz objavených chemických prvkov kovy zahŕňajú:

• 38 v skupine prechodných kovov,
• 11 v skupine ľahkých kovov,
• 7 v skupine polokovov,
• 14 v skupine lantanoidy + lantán,
• 14 v skupine aktinidy + aktinium,
• mimo určitých skupín.

96 zo všetkých objavených prvkov teda patrí kovom.

nekovy

Chemické prvky s typicky nekovovými vlastnosťami, ktoré sa nachádzajú v pravom hornom rohu periodickej tabuľky prvkov. V molekulárnej forme vo forme jednoduchých látok nachádzajúcich sa v prírode

V anorganickej chémii sa chemické reakcie klasifikujú podľa rôznych kritérií.

1. Zmenou oxidačného stavu na redoxné, ktoré idú so zmenou oxidačného stavu prvkov a acidobázické, ktoré prebiehajú bez zmeny oxidačných stavov.

2. Podľa povahy procesu.

Reakcie rozkladu sú chemické reakcie, pri ktorých vznikajú jednoduché molekuly zo zložitejších.

Reakcie spojenia sa nazývajú chemické reakcie, pri ktorých sa z niekoľkých jednoduchších získavajú zložité zlúčeniny.

Substitučné reakcie sú chemické reakcie, pri ktorých je atóm alebo skupina atómov v molekule nahradená iným atómom alebo skupinou atómov.

Výmenné reakcie nazývané chemické reakcie, ktoré prebiehajú bez zmeny oxidačného stavu prvkov a vedú k výmene zložiek reagencií.

3. Ak je to možné, postupujte v opačnom smere ako zvratné a nezvratné.

Niektoré reakcie, ako napríklad spaľovanie etanolu, sú prakticky nevratné, t.j. nie je možné vytvoriť podmienky na to, aby prúdil opačným smerom.

Existuje však mnoho reakcií, ktoré v závislosti od podmienok procesu môžu prebiehať v smere dopredu aj dozadu. Reakcie, ktoré môžu prebiehať v doprednom aj spätnom smere, sa nazývajú reverzibilné.

4. Podľa typu pretrhnutia väzby - homolytické(rovnaká medzera, každý atóm dostane jeden elektrón) a heterolytický(nerovnaká medzera - jeden dostane pár elektrónov).

5. Podľa tepelného účinku exotermický(uvoľňovanie tepla) a endotermické(absorpcia tepla).

Kombinačné reakcie budú vo všeobecnosti exotermické reakcie, zatiaľ čo rozkladné reakcie budú endotermické. Vzácnou výnimkou je endotermická reakcia dusíka s kyslíkom N 2 + O 2 = 2NO - Q.

6. Podľa stavu agregácie fáz.

homogénne(reakcia prebieha v jednej fáze, bez rozhraní; reakcie v plynoch alebo v roztokoch).

Heterogénne(reakcie prebiehajúce na fázovom rozhraní).

7. Pomocou katalyzátora.

Katalyzátor je látka, ktorá urýchľuje chemickú reakciu, ale zostáva chemicky nezmenená.

katalytický prakticky nejdú bez použitia katalyzátora a nekatalytické.

Klasifikácia organických reakcií

Elektrofilné sa týkajú heterolytických reakcií organických zlúčenín s elektrofilmi - časticami, ktoré nesú celý alebo zlomkový kladný náboj. Delia sa na elektrofilné substitučné a elektrofilné adičné reakcie. Napríklad,

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

Nukleofilné sa týkajú heterolytických reakcií organických zlúčenín s nukleofilmi - časticami, ktoré nesú celočíselný alebo zlomkový záporný náboj. Delia sa na nukleofilné substitučné a nukleofilné adičné reakcie. Napríklad,

CH 3 Br + NaOH  CH 3 OH + NaBr

Radikálové (reťazové) reakcie sa nazývajú chemické reakcie zahŕňajúce napríklad radikály

Prednáška: Klasifikácia chemických reakcií v anorganickej a organickej chémii

Typy chemických reakcií v anorganickej chémii

A) Klasifikácia podľa počtu východiskových látok:

Rozklad - v dôsledku tejto reakcie z jednej existujúcej komplexnej látky vznikajú dve alebo viac jednoduchých, ako aj zložitých látok.

Zlúčenina - je to taká reakcia, pri ktorej dve alebo viac jednoduchých, ale aj zložitých látok tvoria jednu, ale zložitejšiu.

Príklad: 4Al+3O 2 → 2Al 2 O 3

Príklad: 2KI + Cl2 → 2KCl + I 2

Príklad: HCl + KNO 2 → KCl + HNO 2

B) Klasifikácia podľa tepelného účinku:

S + O2 → SO2 + Q

2C2H6 + 702 → 4C02 + 6H20 + Q

Endotermické reakcie sú určité chemické reakcie, pri ktorých dochádza k absorpcii tepla. Spravidla ide o rozkladné reakcie.

Príklady:

CaC03 → CaO + CO2 - Q
2KCl03 -> 2KCl + 302 - Q

Teplo uvoľnené alebo absorbované pri chemickej reakcii sa nazýva tepelný efekt.

Chemické rovnice, v ktorých je naznačený tepelný účinok reakcie, sa nazývajú termochemické.

C) Klasifikácia podľa reverzibility:

Príklad: 3H2 + N2⇌2NH3

D) Klasifikácia podľa zmeny stupňa oxidácie:

Príklad: Сu + 4HNO3 → Cu(N03)2 + 2NO2 + 2H20.

Príklad: HNO 3 + KOH → KNO 3 + H 2 O.

E) Klasifikácia fáz:

Príklad: H 2 (plyn) + Cl 2 (plyn) → 2HCL

Klasifikácia podľa použitia katalyzátora:

Katalyzátor je látka, ktorá urýchľuje reakciu. Katalytická reakcia prebieha v prítomnosti katalyzátora, nekatalytická reakcia bez katalyzátora.
Príklad: 2H202 MnO2 → 2H20 + O2 katalyzátor Mn02

Interakcia alkálie s kyselinou prebieha bez katalyzátora.
Príklad: KOH + HCl → KCI + H20

Inhibítory sú látky, ktoré spomaľujú reakciu.
Samotné katalyzátory a inhibítory sa počas reakcie nespotrebúvajú.

Typy chemických reakcií v organickej chémii

pristúpenie sú reakcie, pri ktorých sa niekoľko molekúl látky spája do jednej. Adičné reakcie zahŕňajú:

• Hydrogenácia je reakcia, pri ktorej sa vodík pridáva na násobnú väzbu.

Príklad: CH3-CH \u003d CH2 (propén) + H2 → CH3-CH2-CH3 (propán)

Hydrohalogenácia je reakcia, pri ktorej sa pridáva halogenovodík.

Príklad: CH2 \u003d CH2 (etén) + Hcl → CH3-CH2-Cl (chlóretán)

Alkíny reagujú s halogenovodíkmi (chlórovodík, bromovodík) rovnakým spôsobom ako alkény. Pripojenie v chemickej reakcii prebieha v 2 stupňoch a je určené Markovnikovovým pravidlom:

Keď sa k nesymetrickým alkénom a alkínom pridajú protické kyseliny a voda, k najviac hydrogenovanému atómu uhlíka sa pripojí atóm vodíka.

Mechanizmus tejto chemickej reakcie. Vzniknutý v 1., rýchlom štádiu sa p-komplex v 2. pomalom štádiu postupne mení na s-komplex - karbokation. V 3. štádiu nastáva stabilizácia karbokationu - teda interakcia s brómovým aniónom:

I1, I2 - karbokationy. P1, P2 - bromidy.

Organické deriváty obsahujúce halogén sa považujú za najdôležitejšie zlúčeniny, ktoré sa používajú v organickej syntéze aj ako cieľové produkty. Halogénderiváty uhľovodíkov sa považujú za východiskové produkty veľkého počtu nukleofilných substitučných reakcií. S ohľadom na praktické využitie zlúčenín s obsahom halogénu sa používajú vo forme rozpúšťadiel, ako sú zlúčeniny s obsahom chlóru, chladivá - chlórfluórderiváty, freóny, pesticídy, liečivá, zmäkčovadlá, monoméry na plasty.

Polymerizácia - ide o špeciálny typ reakcie, pri ktorej sa molekuly látky s relatívne malou molekulovou hmotnosťou navzájom spájajú a následne vytvárajú molekuly látky s vysokou molekulovou hmotnosťou.