Všetko o anorganickej chémii. Anorganická chémia

Chemické reakcie- sú to procesy, v dôsledku ktorých vznikajú z niektorých látok iné, ktoré sa od nich líšia zložením a (alebo) štruktúrou.

Klasifikácia reakcií:

ja Podľa počtu a zloženia reaktantov a reakčných produktov:

1) Reakcie, ktoré sa vyskytujú bez zmeny zloženia látky:

V č organická chémia Ide o reakcie transformácie niektorých alotropných modifikácií na iné:

C (grafit) → C (diamant); P (biela) → P (červená).

V organickej chémii ide o izomerizačné reakcie - reakcie, ktorých výsledkom je vznik molekúl iných látok rovnakého kvalitatívneho a kvantitatívneho zloženia z molekúl jednej látky, t.j. s rovnakým molekulovým vzorcom, ale odlišnou štruktúrou.

CH2-CH2-CH3 -> CH3-CH-CH3

n-bután 2-metylpropán (izobután)

2) Reakcie, ktoré sa vyskytujú pri zmene zloženia látky:

a) Zložené reakcie (v organickej chémii adície) - reakcie, počas ktorých dve alebo viac látok vytvorí jednu zložitejšiu: S + O 2 → SO 2

V organickej chémii sú to reakcie hydrogenácie, halogenácie, hydrohalogenácie, hydratácie, polymerizácie.

CH 2 = CH 2 + HOH → CH 3 – CH 2 OH

b) Rozkladné reakcie (v organickej chémii eliminácia, eliminácia) - reakcie, pri ktorých z jednej komplexnej látky vzniká niekoľko nových látok:

CH 3 – CH 2 OH → CH 2 = CH 2 + H20

2KNO3 →2KNO2 + O2

V organickej chémii sú príkladmi eliminačných reakcií dehydrogenácia, dehydratácia, dehydrohalogenácia a krakovanie.

c) Substitučné reakcie - reakcie, pri ktorých atómy jednoduchej látky nahradia atómy niektorého prvku v zložitej látke (v organickej chémii sú často reaktantmi a produktmi reakcie dve zložité látky).

CH4+CI2 -> CH3CI + HCl; 2Na+ 2H20 -> 2NaOH + H2

Príkladov substitučných reakcií, ktoré nie sú sprevádzané zmenou oxidačných stavov atómov, je extrémne málo. Treba poznamenať reakciu oxidu kremičitého so soľami kyselín obsahujúcich kyslík, ktoré zodpovedajú plynným alebo prchavým oxidom:

CaC03 + Si02 = CaSi03 + C02

Ca3(PO4)2 + 3Si02 = 3СаSi03 + P205

d) Výmenné reakcie - reakcie, počas ktorých si dve zložité látky vymieňajú svoje zložky:

NaOH + HCl → NaCl + H20,
2CH 3 COOH + CaCO 3 → (CH 3 COO) 2 Ca + CO 2 + H 2 O

II. Zmenou oxidačných stavov chemických prvkov tvoriacich látky

1) Reakcie, ktoré sa vyskytujú pri zmene oxidačných stavov alebo ORR:

∙2| N +5 + 3e – → N +2 (redukčný proces, prvok – oxidačné činidlo),

∙3| Cu 0 – 2e – → Cu +2 (oxidačný proces, prvok – redukčné činidlo),

8HN03 + 3Cu -> 3Cu(N03)2 + 2NO + 4H20.

V organickej chémii:

C2H4 + 2KMnO4 + 2H20 → CH2OH–CH2OH + 2MnO2 + 2KOH

2) Reakcie, ktoré prebiehajú bez zmeny oxidačných stavov chemických prvkov:

Li20 + H20 → 2LiOH,
HCOOH + CH30H → HCOOCH3 + H20

III. Tepelným efektom

1) Exotermické reakcie sa vyskytujú pri uvoľňovaní energie:

C + O 2 → CO 2 + Q,
CH4 + 202 -> C02 + 2H20 + Q

2) Endotermické reakcie sa vyskytujú pri absorpcii energie:

СaCO 3 → CaO + CO 2 - Q

C12H26 -> C6H14 + C6H12 - Q

IV. Podľa stavu agregácie reagujúcich látok

1) Heterogénne reakcie - reakcie, počas ktorých sú reaktanty a reakčné produkty v rôznych stavoch agregácie:

Fe(sol) + CuSO 4 (sol) → Cu(sol) + FeSO 4 (sol),
CaC2 (tuhá látka) + 2H20 (1) → Ca(OH)2 (roztok) + C2H2 (g)

2) Homogénne reakcie - reakcie, počas ktorých sú reaktanty a reakčné produkty v rovnakom stave agregácie:

H2 (g) + Cl2 (g) -> 2HCl (g),
2C2H2 (g) + 502 (g) -> 4C02 (g) + 2H20 (g)

V. Účasťou katalyzátora

1) Nekatalytické reakcie prebiehajúce bez účasti katalyzátora:

2H2 + 02 → 2H20, C2H4 + 302 → 2C02 + 2H20

2) Katalytické reakcie zahŕňajúce katalyzátory:

2H202 -> 2H20 + 02

VI. Smerom k

1) Ireverzibilné reakcie prebiehajú za daných podmienok iba jedným smerom:

C2H4 + 302 -> 2C02 + 2H20

2) Reverzibilné reakcie za týchto podmienok prebiehajú súčasne v dvoch opačných smeroch: N 2 + 3H 2 ↔2NH 3

VII. Podľa prietokového mechanizmu

1) Radikálny mechanizmus.

A: B → A· + ·B

Dochádza k homolytickému (rovnakému) štiepeniu väzby. Pri hemolytickom štiepení sa pár elektrónov tvoriacich väzbu rozdelí tak, že každá z výsledných častíc dostane jeden elektrón. V tomto prípade vznikajú radikály – nenabité častice s nespárovanými elektrónmi. Radikály sú veľmi reaktívne častice, ktoré sa vyskytujú v plynnej fáze pri vysokej rýchlosti a často s výbuchom.

Medzi radikálmi a molekulami vznikajúcimi počas reakcie dochádza k radikálovým reakciám:

2H202 -> 2H20 + 02

CH4 + Cl2 -> CH3CI + HCl

Príklady: spaľovacie reakcie organických a neorganických organickej hmoty, syntéza vody, amoniaku, halogenačné a nitračné reakcie alkánov, izomerizácia a aromatizácia alkánov, katalytická oxidácia alkánov, polymerizácia alkénov, vinylchlorid atď.

2) Iónový mechanizmus.

A: B → :A - + B +

Dochádza k heterolytickému (nerovnakému) štiepeniu väzby, pričom obidva väzbové elektróny zostávajú s jednou z predtým viazaných častíc. Vznikajú nabité častice (katióny a anióny).

Iónové reakcie prebiehajú v roztokoch medzi iónmi, ktoré sú už prítomné alebo sa tvoria počas reakcie.

Napríklad v anorganickej chémii ide o interakciu elektrolytov v roztoku v organickej chémii sú to adičné reakcie na alkény, oxidácia a dehydrogenácia alkoholov, substitúcia alkoholovej skupiny a iné reakcie, ktoré charakterizujú vlastnosti aldehydov a karboxylových kyselín.

VIII. Podľa typu energie spúšťajúcej reakciu:

1) Pri vystavení svetelným kvantám dochádza k fotochemickým reakciám. Napríklad syntéza chlorovodíka, interakcia metánu s chlórom, tvorba ozónu v prírode, procesy fotosyntézy atď.

2) Radiačné reakcie sú iniciované vysokoenergetickým žiarením ( röntgenových lúčovγ-lúče).

3) Elektrochemické reakcie sú iniciované elektrickým prúdom, napríklad pri elektrolýze.

4) Termochemické reakcie sú iniciované tepelnou energiou. Patria sem všetky endotermické reakcie a mnohé exotermické reakcie, ktoré vyžadujú na spustenie teplo.

Anorganická chémia v reakciách. Adresár. Lidin R.A., Molochko V.A., Andreeva L.L.

2. vyd., prepracované. a dodatočné - M.: 2007 - 637 s.

Adresár obsahuje 1100 anorganické látky, pre ktoré sú uvedené rovnice najdôležitejšie reakcie. Výber látok bol odôvodnený ich teoretickým a laboratórno-priemyselným významom. Adresár je usporiadaný podľa abecedného princípu chemických vzorcov a jasne vyvinutej štruktúry, vybavený predmetovým indexom, ktorý uľahčuje nájdenie požadovanej látky. V domácej a zahraničnej chemickej literatúre nemá obdoby. Pre študentov chemických a chemicko-technologických vysokých škôl. Môžu ho používať vysokoškolskí učitelia, postgraduálni študenti, vedci, inžinieri a technici chemický priemysel, ako aj pedagógovia a študenti vyšších stredných škôl.

Formát: pdf

Veľkosť: 36,2 MB

Sledujte, sťahujte:drive.google

Referenčná kniha predstavuje chemické vlastnosti (reakčné rovnice) najdôležitejších zlúčenín 109 prvkov periodickej tabuľky od vodíka po meitnérium. Podrobne je popísaných viac ako 1 100 anorganických látok vybraných podľa ich priemyselného významu (východiskové materiály pre chemické procesy, nerastné suroviny), široké využitie v strojárskej, technickej, vzdelávacej a laboratórnej praxi (modelové rozpúšťadlá a činidlá, činidlá pre kvalitatívnu analýzu) a aplikácie v najnovších odvetviach chemickej technológie.
Referenčný materiál je rozdelený do sekcií, z ktorých každá je venovaná jednému prvku, prvky sú zoradené abecedne podľa ich symbolov (od aktínia Ac po zirkónium Zr).
Každá sekcia pozostáva z niekoľkých položiek, z ktorých prvá sa týka jednoduchej látky a všetky nasledujúce položky sa týkajú komplexných látok v chemické vzorce v ktorom je prvok sekcie na prvom (ľavom) mieste. Látky každej sekcie sú zoradené abecedne podľa ich nomenklatúrnych vzorcov (s jednou výnimkou: na konci sekcií kyselinotvorných prvkov sú všetky kyseliny, ktoré im zodpovedajú). Napríklad v časti „Aktinium“ sú nadpisy Ac, AcC13, AcF3, Ac(N03)3, Ac203, Ac(OH)3. Vzorce zlúčenín s komplexným aniónom sú uvedené v prevrátenej forme, t.j.
Každá sekcia obsahuje Stručný opis látky, kde je uvedená jej farba, tepelná stabilita, rozpustnosť, interakcia (alebo jej nedostatok) s bežnými činidlami a pod., ako aj spôsoby získania tejto látky, prezentované vo forme odkazov na nadpisy iných látok. Odkazy obsahujú symbol prvku sekcie, číslo sekcie a číslo horného indexu reakčnej rovnice.
Ďalej v časti je očíslovaný súbor reakčných rovníc, ktorý odráža hlavné chemické vlastnosti danej látky. IN všeobecný prípad Poradie rovníc je nasledovné:
- tepelný rozklad látky;
- dehydratácia alebo rozklad kryštalického hydrátu;
- postoj k vode;
- interakcia s bežnými kyselinami (ak sú reakcie rovnakého typu, rovnica je uvedená len pre kyselinu chlorovodíkovú);
- interakcia s alkáliami (zvyčajne hydroxid sodný);
- interakcia s hydrátom amoniaku;
- interakcia s jednoduchými látkami;
- metabolické reakcie s komplexnými látkami;
- redoxné reakcie;
- komplexačné reakcie;
- elektrochemické reakcie (elektrolýza taveniny a/alebo roztoku).
Reakčné rovnice označujú podmienky pre ich priebeh a výskyt, keď je to dôležité pre pochopenie chémie a stupňa reverzibility procesu. Tieto podmienky zahŕňajú:
- stav agregáciečinidlá a/alebo produkty;
- farbenie činidiel a/alebo produktov;
- stav roztoku alebo jeho charakteristiky (zriedený, koncentrovaný, nasýtený);
- pomalá reakcia;
- teplotný rozsah, tlak (vysoký alebo vákuum), katalyzátor;
- tvorba sedimentu alebo plynu;
- použité rozpúšťadlo, ak sa líši od vody;
- prostredie inertného alebo iného špeciálneho plynu.
Na konci príručky je pod nadpismi zoznam odkazov a predmetový zoznam látok.

Klasifikácia chemických reakcií v anorganickej a organickej chémii sa vykonáva na základe rôznych klasifikačných charakteristík, ktorých informácie sú uvedené v tabuľke nižšie.

Zmenou oxidačného stavu prvkov

Prvý znak klasifikácie je založený na zmene oxidačného stavu prvkov, ktoré tvoria reaktanty a produkty.
a) redoxný
b) bez zmeny oxidačného stavu
Redox sa nazývajú reakcie sprevádzané zmenou oxidačných stavov chemických prvkov, ktoré tvoria činidlá. Redoxné reakcie v anorganickej chémii zahŕňajú všetky substitučné reakcie a tie rozkladné a kombinované reakcie, na ktorých sa podieľa aspoň jedna jednoduchá látka. Reakcie, ktoré prebiehajú bez zmeny oxidačných stavov prvkov tvoriacich reaktanty a reakčné produkty zahŕňajú všetky výmenné reakcie.

Podľa počtu a zloženia činidiel a produktov

Chemické reakcie sú klasifikované podľa povahy procesu, to znamená podľa počtu a zloženia činidiel a produktov.

Reakcie zlúčenín sú chemické reakcie, v dôsledku ktorých sa získajú zložité molekuly z niekoľkých jednoduchších, napríklad:
4Li + 02 = 2Li20

Reakcie rozkladu sa nazývajú chemické reakcie, v dôsledku ktorých sa jednoduché molekuly získavajú zo zložitejších, napríklad:
CaC03 = CaO + C02

Reakcie rozkladu možno považovať za reverzné procesy kombinácie.

Substitučné reakcie sú chemické reakcie, v dôsledku ktorých je atóm alebo skupina atómov v molekule látky nahradená iným atómom alebo skupinou atómov, napríklad:
Fe + 2HCl = FeCl2 + H2

ich punc- interakcia jednoduchej látky so zložitou. Takéto reakcie existujú aj v organickej chémii.
Pojem „substitúcia“ v organickej chémii je však širší ako v anorganickej chémii. Ak je v molekule východiskovej látky ktorýkoľvek atóm resp funkčná skupina sú nahradené iným atómom alebo skupinou, ide tiež o substitučné reakcie, hoci z hľadiska anorganickej chémie proces vyzerá ako výmenná reakcia.
- výmena (vrátane neutralizácie).
Výmenné reakcie sú chemické reakcie, ktoré prebiehajú bez zmeny oxidačných stavov prvkov a vedú k výmene zložiek reaktantov, napríklad:
AgN03 + KBr = AgBr + KN03

Ak je to možné, prúdte v opačnom smere

Ak je to možné, prúdte do opačný smer– vratné a nezvratné.

Reverzibilné sú chemické reakcie prebiehajúce pri danej teplote súčasne v dvoch opačných smeroch s porovnateľnou rýchlosťou. Pri písaní rovníc pre takéto reakcie je znamienko rovnosti nahradené opačne orientovanými šípkami. Najjednoduchším príkladom reverzibilnej reakcie je syntéza amoniaku interakciou dusíka a vodíka:

N2+3H2↔2NH3

Nezvratné sú reakcie, ktoré sa vyskytujú iba v smere dopredu, výsledkom čoho je tvorba produktov, ktoré navzájom neinteragujú. Ireverzibilné reakcie zahŕňajú chemické reakcie, ktoré vedú k tvorbe mierne disociovaných zlúčenín a uvoľneniu veľká kvantita energie, ako aj tie, v ktorých konečné produkty opúšťajú reakčnú sféru v plynnej forme alebo vo forme zrazeniny, napr.

HCl + NaOH = NaCl + H2O

2Ca + O2 = 2CaO

BaBr2 + Na2S04 = BaS04↓ + 2NaBr

Tepelným efektom

Exotermický sa nazývajú chemické reakcie, ku ktorým dochádza pri uvoľňovaní tepla. Symbol zmena entalpie (tepelný obsah) ΔH, a tepelný účinok reakcie Q. Pre exotermické reakcie Q > 0, a ΔH< 0.

Endotermický sú chemické reakcie, pri ktorých dochádza k absorpcii tepla. Pre endotermické reakcie Q< 0, а ΔH > 0.

Reakcie zlúčenín budú vo všeobecnosti exotermické reakcie a rozkladné reakcie budú endotermické. Zriedkavou výnimkou je reakcia dusíka s kyslíkom - endotermická:
N2 + O2 → 2NO – Q

Podľa fázy

Homogénne sa nazývajú reakcie prebiehajúce v homogénnom prostredí (homogénne látky v jednej fáze, napr. g-g, reakcie v roztokoch).

Heterogénne sú reakcie, ktoré prebiehajú v heterogénnom prostredí, na kontaktnom povrchu reagujúcich látok nachádzajúcich sa v rôzne fázy napríklad tuhá látka a plyn, kvapalina a plyn, v dvoch nemiešateľných kvapalinách.

Podľa použitia katalyzátora

Katalyzátor je látka, ktorá urýchľuje chemickú reakciu.

Katalytické reakcie sa vyskytujú iba v prítomnosti katalyzátora (vrátane enzymatických).

Nekatalytické reakcieísť v neprítomnosti katalyzátora.

Podľa typu odstupného

Na základe typu štiepenia chemickej väzby vo východiskovej molekule sa rozlišujú homolytické a heterolytické reakcie.

homolytický sa nazývajú reakcie, pri ktorých v dôsledku rozbitia väzieb vznikajú častice, ktoré majú nepárový elektrón – voľné radikály.

Heterolytická sú reakcie, ku ktorým dochádza tvorbou iónových častíc – katiónov a aniónov.

• homolytický (rovnaká medzera, každý atóm dostane 1 elektrón)
• heterolytický (nerovnaká medzera - jeden dostane pár elektrónov)

Radikálny(reťazec) sú chemické reakcie zahŕňajúce radikály, napríklad:

CH4 + Cl2 hv ->CH3CI + HCl

Iónový sa nazývajú chemické reakcie, ktoré sa vyskytujú za účasti iónov, napríklad:

KCl + AgN03 = KNO3 + AgCl↓

Elektrofilné reakcie sú heterolytické reakcie organických zlúčenín s elektrofilmi - časticami, ktoré nesú celý alebo zlomkový kladný náboj. Delia sa na elektrofilné substitučné a elektrofilné adičné reakcie, napríklad:

C6H6 + Cl2FeCl3 -> C6H5Cl + HCl

H2C =CH2 + Br2 -> BrCH2-CH2Br

Nukleofilné reakcie sú heterolytické reakcie organických zlúčenín s nukleofilmi - časticami, ktoré nesú celý alebo zlomkový negatívny náboj. Delia sa na nukleofilné substitučné a nukleofilné adičné reakcie, napríklad:

CH3Br + NaOH → CH3OH + NaBr

CH3C(O)H + C2H5OH → CH3CH(OC2H5)2 + H20

Klasifikácia organických reakcií

Klasifikácia organických reakcií je uvedená v tabuľke:

TUTORIAL

V disciplíne "Všeobecná a anorganická chémia"

Zborník prednášok zo všeobecnej a anorganickej chémie

Všeobecná a anorganická chémia: tutoriál/ autor E.N.

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

Zverejnené rozhodnutím redakčnej a vydavateľskej rady Štátnej autonómnej vzdelávacej inštitúcie ďalšieho odborného vzdelávania „Inštitút rozvoja vzdelávania a sociálnych technológií“

Recenzent: NIE. Gorshkova - kandidátka biologických vied, zástupkyňa riaditeľa pre IMR, Kurgan Basic Medical College

Vysvetľujúca poznámka

V súčasnej fáze vývoja spoločnosti je prvoradou úlohou starostlivosť o zdravie človeka. Liečba mnohých chorôb je možná vďaka pokroku v chémii pri vytváraní nových látok a materiálov.

Bez hlbokých a komplexných znalostí v oblasti chémie, bez poznania významu pozitívneho či negatívneho vplyvu chemických faktorov na životné prostredie, nebudete môcť byť kompetentným zdravotníckym pracovníkom. Študenti lekárskej vysokej školy musia mať požadované minimálne znalosti z chémie.

Tento kurz prednášok je určený pre študentov študujúcich základy všeobecnej a anorganickej chémie.

Účelom tohto kurzu je študovať princípy anorganickej chémie prezentované na súčasnej úrovni vedomostí; rozšírenie vedomostí s prihliadnutím profesijná orientácia. Dôležitým smerom je vytvorenie pevnej základne, na ktorej sa bude budovať výučba ďalších chemických špeciálnych disciplín (organické a analytická chémia, farmakológia, technológia liečiv).

Navrhovaný materiál poskytuje odbornú orientáciu študentov o prepojení teoretickej anorganickej chémie so špeciálnymi a medicínskymi odbormi.

Hlavné ciele výcvikový kurz táto disciplína spočíva v zvládnutí základných princípov všeobecnej chémie; v študentskej asimilácii obsahu anorganickej chémie ako vedy, ktorá vysvetľuje súvislosť medzi vlastnosťami anorganických zlúčenín a ich štruktúrou; pri formovaní predstáv o anorganickej chémii ako základnej disciplíne, na ktorej sú založené odborné poznatky.

Kurz prednášok z disciplíny „Všeobecná a anorganická chémia“ je vybudovaný v súlade s požiadavkami štátu vzdelávací štandard(FSES-4) na minimálnu úroveň prípravy absolventov v odbore 060301 „Farmácia“ a je vypracovaný na základe učebných osnov tohto odboru.

Kurz prednášok obsahuje dve sekcie;

1. Teoretické základy chémie.

2. Chémia prvkov a ich zlúčenín: (p-prvky, s-prvky, d-prvky).

Prezentácia vzdelávací materiál prezentované vo vývoji: od najjednoduchších konceptov po komplexné, holistické, zovšeobecňujúce.

Sekcia „Teoretické základy chémie“ pokrýva tieto problémy:

1. Periodický zákon a periodická sústava chemických prvkov D.I. Mendelejev a teória štruktúry látok.

2. Triedy anorganických látok, vzťah medzi všetkými triedami anorganických látok.

3. Komplexné zlúčeniny, ich využitie v kvalitatívnej analýze.

4. Riešenia.

5. Teória elektrolytickej disociácie.

6. Chemické reakcie.

Pri štúdiu časti „Chémia prvkov a ich zlúčenín“ sa berú do úvahy tieto otázky:

1. Charakteristika skupiny a podskupiny, v ktorej sa tento prvok nachádza.

2. Charakteristika prvku na základe jeho polohy v periodickej tabuľke z hľadiska teórie štruktúry atómu.

3. Fyzikálne vlastnosti a distribúcia v prírode.

4. Spôsoby získavania.

5. Chemické vlastnosti.

6. Dôležité spojenia.

7. Biologická úloha prvku a jeho využitie v medicíne.

Osobitná pozornosť sa venuje liekom anorganickej povahy.

V dôsledku štúdia tejto disciplíny by študent mal vedieť:

1. Periodický zákon a charakteristika prvkov periodického systému D.I. Mendelejev.

2. Základy teórie chemických procesov.

3. Štruktúra a reaktivita látok anorganickej povahy.

4. Klasifikácia a nomenklatúra anorganických látok.

5. Príprava a vlastnosti anorganických látok.

6. Aplikácia v medicíne.

1. Klasifikujte anorganické zlúčeniny.

2. Vymysli názvy zlúčenín.

3. Stanovte genetický vzťah medzi anorganickými zlúčeninami.

4. Pomocou chemických reakcií dokážte chemické vlastnosti anorganických látok vrátane liečivých.

Prednáška č.1

Téma: Úvod.

1. Predmet a úlohy chémie

2. Metódy všeobecnej a anorganickej chémie

3. Základné teórie a zákony chémie:

a) atómovo-molekulárna teória.

b) zákon zachovania hmoty a energie;

c) periodický zákon;

d) teória chemická štruktúra.

anorganická chémia.

1. Predmet a úlohy chémie

Moderná chémia je jednou z nich prírodné vedy a je sústavou jednotlivých odborov: všeobecná a anorganická chémia, analytická chémia, organická chémia, fyzikálna a koloidná chémia, geochémia, kozmochémia atď.

Chémia je veda, ktorá študuje procesy premeny látok sprevádzané zmenami v zložení a štruktúre, ako aj vzájomné prechody medzi týmito procesmi a inými formami pohybu hmoty.

Hlavným predmetom chémie ako vedy sú teda látky a ich premeny.

V súčasnej fáze rozvoja našej spoločnosti je starostlivosť o zdravie ľudí prvoradou úlohou. Liečba mnohých chorôb je možná vďaka pokroku v chémii pri vytváraní nových látok a materiálov: lieky, krvné náhrady, polyméry a polymérne materiály.

Bez hlbokých a komplexných znalostí v oblasti chémie, bez pochopenia významu pozitívneho či negatívneho vplyvu rôznych chemických faktorov na ľudské zdravie a životné prostredie nie je možné stať sa kompetentným zdravotníkom.

všeobecná chémia. Anorganická chémia.

Anorganická chémia je veda o prvkoch periodickej tabuľky a o jednoduchých a zložitých látkach, ktoré tvoria.

Anorganická chémia je neoddeliteľná od všeobecnej chémie. Historicky, pri štúdiu chemickej interakcie prvkov medzi sebou, boli formulované základné zákony chémie, všeobecné vzorce chemických reakcií, teória chemických väzieb, doktrína roztokov a oveľa viac, ktoré tvoria predmet všeobecnej chémie.

Všeobecná chémia teda študuje teoretické myšlienky a koncepty, ktoré tvoria základ celého systému chemických znalostí.

Anorganická chémia už dávno prekročila štádium deskriptívnej vedy a v súčasnosti zažíva svoje „znovuzrodenie“ v dôsledku rozsiahleho používania kvantových chemických metód, pásového modelu energetického spektra elektrónov, objavu valenčných chemických zlúčenín vzácnych plynov. a cielená syntéza materiálov so špeciálnymi fyzikálnymi a chemickými vlastnosťami. Na základe hĺbkového štúdia vzťahu chemickej štruktúry a vlastností úspešne rieši hlavný problém – tvorbu nových anorganických látok so špecifikovanými vlastnosťami.

2. Metódy všeobecnej a anorganickej chémie.

Z experimentálnych metód chémie je najdôležitejšia metóda chemických reakcií. Chemická reakcia je premena jednej látky na druhú zmenou zloženia a chemickej štruktúry. Chemické reakcie umožňujú študovať chemické vlastnosti látok. Podľa chemických reakcií skúmanej látky možno nepriamo posúdiť jej chemickú štruktúru. Priame metódy na určenie chemickej štruktúry sú väčšinou založené na využití fyzikálnych javov.

Anorganická syntéza sa uskutočňuje aj na základe chemických reakcií, ktoré V poslednej dobe dosiahol veľký úspech najmä pri získavaní vysoko čistých zlúčenín vo forme monokryštálov. To bolo uľahčené použitím vysokých teplôt a tlakov, vysokého vákua, zavedením metód čistenia bez nádob atď.

Pri vykonávaní chemických reakcií, ako aj pri izolácii látok zo zmesi v ich čistej forme dôležitá úloha Svoju úlohu zohrávajú preparatívne metódy: zrážanie, kryštalizácia, filtrácia, sublimácia, destilácia atď. V súčasnosti sa mnohé z týchto klasických preparatívnych metód ďalej rozvíjali a vedú v technológii získavania vysoko čistých látok a monokryštálov. Ide o metódy riadenej kryštalizácie, zónovej rekryštalizácie, vákuovej sublimácie a frakčnej destilácie. Jednou z čŕt modernej anorganickej chémie je syntéza a štúdium vysoko čistých látok na monokryštáloch.

Metódy fyzikálno-chemickej analýzy sú široko používané pri štúdiu roztokov a zliatin, keď zlúčeniny v nich vytvorené je ťažké alebo prakticky nemožné izolovať v individuálnom stave. Potom preskúmajte fyzikálne vlastnosti systémov v závislosti od zmien v zložení. V dôsledku toho sa vytvorí diagram zloženia a vlastností, ktorého analýza umožňuje vyvodiť záver o povahe chemickej interakcie zložiek, tvorbe zlúčenín a ich vlastnostiach.

Na pochopenie podstaty javu samotné experimentálne metódy nestačia, preto Lomonosov povedal, že skutočný chemik musí byť teoretikom. Len myslením, vedeckou abstrakciou a zovšeobecňovaním sa učia prírodné zákony a vytvárajú sa hypotézy a teórie.

Teoretické pochopenie experimentálneho materiálu a vytvorenie koherentného systému chemických poznatkov v modernej všeobecnej a anorganickej chémii vychádza z: 1) kvantovej mechanickej teórie štruktúry atómov a periodickej sústavy prvkov od D.I. Mendelejev; 2) kvantovochemická teória chemickej štruktúry a náuka o závislosti vlastností látky na „jej chemickej štruktúre; 3) doktrína chemickej rovnováhy, založená na konceptoch chemickej termodynamiky.

3. Základné teórie a zákony chémie.

Medzi základné zovšeobecnenia chémie a prírodných vied patrí atómovo-molekulárna teória, zákon zachovania hmoty a energie,

Periodická tabuľka a teória chemickej štruktúry.

a) Atómovo-molekulárna teória.

Tvorca atómovo-molekulárnych štúdií a objaviteľ zákona o zachovaní hmotnosti látok M.V. Lomonosov je právom považovaný za zakladateľa vedeckej chémie. Lomonosov jasne rozlíšil dva stupne v štruktúre hmoty: prvky (v našom chápaní - atómy) a telieska (molekuly). Podľa Lomonosova molekuly jednoduché látky pozostávajú z rovnakých atómov a molekuly zložitých látok pozostávajú z rôznych atómov. Atómovo-molekulárna teória získala všeobecné uznanie na začiatku 19. storočia po tom, čo sa v chémii presadil Daltonov atomizmus. Odvtedy sa molekuly stali hlavným objektom chemického výskumu.

b) Zákon zachovania hmoty a energie.

V roku 1760 sformuloval Lomonosov jednotný zákon hmoty a energie. Ale pred začiatkom 20. storočia. tieto zákony sa posudzovali nezávisle od seba. Chémia sa zaoberala hlavne zákonom zachovania hmotnosti látky (hmotnosť látok, ktoré vstúpili do chemickej reakcie, sa rovná hmotnosti látok vzniknutých v dôsledku reakcie).

Napríklad: 2K103 = 2 KCl + 3O2

Vľavo: 2 atómy draslíka Vpravo: 2 atómy draslíka

2 atómy chlóru 2 atómy chlóru

6 atómov kyslíka 6 atómov kyslíka

Fyzika sa zaoberala zákonom zachovania energie. V roku 1905 zakladateľ modernej fyziky A. Einstein ukázal, že medzi hmotnosťou a energiou existuje vzťah, vyjadrený rovnicou E = mс 2, kde E je energia, m je hmotnosť; c je rýchlosť svetla vo vákuu.

c) Periodický zákon.

Najdôležitejšou úlohou anorganickej chémie je študovať vlastnosti prvkov, identifikovať všeobecné vzory ich vzájomná chemická interakcia. Najväčšie vedecké zovšeobecnenie pri riešení tohto problému urobil D.I. Mendelejev, ktorý objavil Periodický zákon a jeho grafické vyjadrenie – Periodický systém. Až vďaka tomuto objavu sa stala možná chemická prognóza, predpovedanie nových skutočností. Mendelejev je preto zakladateľom modernej chémie.

Mendelejevov periodický zákon je základom prirodzeného
taxonómia chemických prvkov. Chemický prvok - zber
atómy s rovnakým jadrovým nábojom. Vzory zmien vlastníctva
chemické prvky sú určené periodickým zákonom. Doktrína o
štruktúra atómov vysvetlila fyzikálny význam periodického zákona.
Ukázalo sa, že frekvencia zmien vlastností prvkov a ich zlúčenín
závisí od periodicky sa opakujúcej podobnej elektronickej štruktúry
obaly ich atómov. Chemické a niektoré fyzikálne vlastnosti závisia od
štruktúra elektronického obalu, najmä jeho vonkajších vrstiev. Preto
Periodický zákon je vedecký základštudovať najdôležitejšie vlastnosti prvky a ich zlúčeniny: acidobázické, redoxné, katalytické, komplexotvorné, polovodičové, metalochemické, kryštalochemické, rádiochemické atď.

Periodická tabuľka tiež zohrala kolosálnu úlohu pri štúdiu prirodzenej a umelej rádioaktivity a uvoľňovania vnútrojadrovej energie.

Periodický zákon a periodický systém sa neustále vyvíjajú a zdokonaľujú. Dôkazom toho je moderná formulácia periodického zákona: vlastnosti prvkov, ako aj formy a vlastnosti ich zlúčenín sú periodicky závislé od veľkosti náboja jadra ich atómov. Presnejším argumentom, od ktorého závisia vlastnosti prvkov a ich zlúčenín, sa teda ukázal skôr kladný náboj jadra než atómová hmotnosť.

d) Teória chemickej štruktúry.

Základnou úlohou chémie je študovať vzťah medzi chemickou štruktúrou látky a jej vlastnosťami. Vlastnosti látky sú funkciou jej chemickej štruktúry. Pred A.M. Butlerov veril, že vlastnosti látky sú určené jej kvalitatívnym a kvantitatívnym zložením. Najprv sformuloval základné princípy svojej teórie chemickej štruktúry. Teda: chemická povaha komplexnej častice je určená povahou elementárnych častíc, ich množstvom a chemickou štruktúrou. Preložené do moderného jazyka to znamená, že vlastnosti molekuly sú určené povahou atómov, z ktorých pozostáva, ich množstvom a chemickou štruktúrou molekuly. Pôvodne teória chemickej štruktúry odkazovala na chemické zlúčeniny, ktoré mali molekulárnu štruktúru. V súčasnosti sa teória, ktorú vytvoril Butlerov, považuje za všeobecnú chemickú teóriu štruktúry chemických zlúčenín a závislosti ich vlastností od ich chemickej štruktúry. Táto teória je pokračovaním a rozvojom Lomonosovho atómovo-molekulárneho učenia.

4. Úloha domácich a zahraničných vedcov pri rozvoji všeobecných a

anorganická chémia.

Otázky na sebaovládanie:

1. Hlavné úlohy všeobecnej a anorganickej chémie.

2. Metódy chemických reakcií.

3. Prípravné metódy.

4. Metódy fyzikálnej a chemickej analýzy.

5. Základné zákony.

6. Základné teórie.

Prednáška č.2

Téma: „Štruktúra atómu a periodický zákon D.I. Mendelejev"

Plán

1. Atómová štruktúra a izotopy.

2. Kvantové čísla. Pauliho princíp.

3. Periodická tabuľka chemických prvkov vo svetle teórie atómovej štruktúry.

4. Závislosť vlastností prvkov od štruktúry ich atómov.

Periodický zákon D.I. Mendelejev objavil vzájomný vzťah chemických prvkov. Štúdium periodického zákona vyvolalo niekoľko otázok:

1. Aký je dôvod podobností a rozdielov medzi prvkami?

2. Čo vysvetľuje periodickú zmenu vlastností prvkov?

3. Prečo sa susedné prvky toho istého obdobia výrazne líšia vo vlastnostiach, hoci sa ich atómové hmotnosti líšia v malom množstve a naopak, v podskupinách je rozdiel v atómových hmotnostiach susedných prvkov veľký, ale vlastnosti sú podobné?

4. Prečo je usporiadanie prvkov podľa rastúcich atómových hmotností porušené prvkami argón a draslík; kobalt a nikel; telúr a jód?

Väčšina vedcov uznávala skutočnú existenciu atómov, ale pridŕžala sa metafyzických názorov (atóm je najmenšia nedeliteľná častica hmoty).

IN koniec XIX bola stanovená zložitá štruktúra atómu a možnosť premeny niektorých atómov na iné za určitých podmienok. Prvé častice objavené v atóme boli elektróny.

Bolo známe, že pri silnom žiarení a UV žiarení z povrchu kovov sa záporné elektróny a kovy nabijú kladne. Pri objasňovaní podstaty tejto elektriny veľký význam mal diela ruského vedca A.G. Stoletov a anglický vedec W. Crookes. V roku 1879 Crookes skúmal javy elektrónových lúčov v magnetických a elektrických poliach pod vplyvom elektrický prúd vysoké napätie. Vlastnosť katódových lúčov uvádzať telesá do pohybu a zažívať odchýlky v magnetických a elektrických poliach umožnila dospieť k záveru, že ide o hmotné častice, ktoré nesú najmenší záporný náboj.

V roku 1897 J. Thomson (Anglicko) skúmal tieto častice a nazval ich elektróny. Keďže elektróny možno získať bez ohľadu na látku, z ktorej sú elektródy zložené, dokazuje to, že elektróny sú súčasťou atómov akéhokoľvek prvku.

V roku 1896 objavil A. Becquerel (Francúzsko) fenomén rádioaktivity. Zistil, že zlúčeniny uránu majú schopnosť vyžarovať neviditeľné lúče, ktoré pôsobia na fotografickú platňu zabalenú v čiernom papieri.

V roku 1898, pokračujúc v Becquerelovom výskume, M. Curie-Skladovskaya a P. Curie objavili v uránovej rude dva nové prvky – rádium a polónium, ktoré majú veľmi vysokú radiačnú aktivitu.

rádioaktívny prvok

Vlastnosť atómov rôznych prvkov spontánne sa premieňať na atómy iných prvkov, sprevádzaná emisiou lúčov alfa, beta a gama neviditeľných voľným okom, sa nazýva rádioaktivita.

V dôsledku toho je fenomén rádioaktivity priamym dôkazom komplexnej štruktúry atómov.

Elektróny sú neoddeliteľnou súčasťou atómov všetkých prvkov. Ale elektróny sú záporne nabité a atóm ako celok je elektricky neutrálny, potom je samozrejme vo vnútri atómu kladne nabitá časť, ktorá svojim nábojom kompenzuje záporný náboj elektrónov.

Experimentálne údaje o prítomnosti kladne nabitého jadra a jeho umiestnení v atóme získal v roku 1911 E. Rutherford (Anglicko), ktorý navrhol planetárny model štruktúry atómu. Podľa tohto modelu sa atóm skladá z kladne nabitého jadra, ktoré má veľmi malú veľkosť. Takmer všetka hmotnosť atómu je sústredená v jadre. Atóm ako celok je elektricky neutrálny, preto sa celkový náboj elektrónov musí rovnať náboju jadra.

Výskum G. Moseleyho (Anglicko, 1913) ukázal, že kladný náboj atómu sa číselne rovná sériové číslo prvok v periodickej tabuľke D.I. Mendelejev.

Sériové číslo prvku teda udáva počet kladných nábojov atómového jadra, ako aj počet elektrónov pohybujúcich sa v poli jadra. Toto je fyzický význam sériového čísla prvku.

Podľa jadrového modelu má atóm vodíka najjednoduchšiu štruktúru: jadro nesie jeden elementárny kladný náboj a hmotnosť blízku jednotke. Nazýva sa protón („najjednoduchší“).

V roku 1932 fyzik D.N. Chadwick (Anglicko) zistil, že lúče vyžarované pri bombardovaní atómu časticami alfa majú obrovskú penetračnú schopnosť a predstavujú prúd elektricky neutrálnych častíc - neutrónov.

Na základe štúdie jadrových reakcií D.D. Ivanenko (fyzik, ZSSR, 1932) a zároveň W. Heisenberg (Nemecko) sformulovali protón-neutrónovú teóriu štruktúry atómových jadier, podľa ktorej atómové jadrá pozostávajú z kladne nabitých častíc-protónov a neutrálnych častíc-neutrónov ( 1 P) - protón má relatívna hmotnosť 1 a relatívny poplatok + 1. 1

(1 n) – neutrón má relatívnu hmotnosť 1 a náboj 0.

Kladný náboj jadra je teda určený počtom protónov v ňom a rovná sa atómovému číslu prvku v PS; hmotnostné číslo – A (relatívna hmotnosť jadra) sa rovná súčtu protónov (Z) neutrónov (N):

A = Z + N; N=A-Z

Izotopy

Atómy toho istého prvku, ktoré majú rovnaký jadrový náboj a rôzne hmotnostné čísla, sú izotopy. Izotopy toho istého prvku majú rovnaký počet protónov, ale rôzny počet neutrónov.

Izotopy vodíka:

1 H 2 H 3 H 3 – hmotnostné číslo

1 - jadrová nálož

protium deutérium trícium

Z = 1 Z = 1 Z = 1

N=0 N=1 N=2

1 protón 1 protón 1 protón

0 neutrónov 1 neutrón 2 neutróny

Izotopy toho istého prvku majú rovnaké chemické vlastnosti a sú označené rovnakým chemickým symbolom a zaberajú jedno miesto v P.S. Keďže hmotnosť atómu sa prakticky rovná hmotnosti jadra (hmotnosť elektrónov je zanedbateľná), každý izotop prvku je charakterizovaný, podobne ako jadro, hmotnostným číslom a prvok atómovou hmotnosťou. Atómová hmotnosť prvku je aritmetický priemer medzi hmotnostnými číslami izotopov prvku, berúc do úvahy percentá každý izotop v prírode.

Jadrová teória atómovej štruktúry navrhnutá Rutherfordom sa rozšírila, no neskorší výskumníci narazili na množstvo zásadných ťažkostí. Podľa klasickej elektrodynamiky by mal elektrón vyžarovať energiu a pohybovať sa nie v kruhu, ale po špirálovej krivke a nakoniec spadnúť na jadro.

V 20-tych rokoch XX storočia. Vedci zistili, že elektrón má duálnu povahu a má vlastnosti vlny a častice.

Hmotnosť elektrónu je 1 ___ hmotnosť vodíka, relatívny náboj

sa rovná (-1). Počet elektrónov v atóme sa rovná atómovému číslu prvku. Elektrón sa pohybuje v celom objeme atómu a vytvára elektrónový oblak s nerovnomernou zápornou hustotou náboja.

Myšlienka duálnej povahy elektrónu viedla k vytvoreniu kvantovej mechanickej teórie štruktúry atómu (1913, dánsky vedec N. Bohr). Hlavnou tézou kvantovej mechaniky je, že mikročastice majú vlnovú povahu a vlny majú vlastnosti častíc. Kvantová mechanika zvažuje pravdepodobnosť prítomnosti elektrónu v priestore okolo jadra. Oblasť, kde sa s najväčšou pravdepodobnosťou nachádza elektrón v atóme (≈ 90 %), sa nazýva atómový orbitál.

Každý elektrón v atóme zaberá špecifický orbitál a tvorí elektrónový oblak, ktorý je súborom rôznych polôh rýchlo sa pohybujúceho elektrónu.

Chemické vlastnosti prvkov sú určené štruktúrou elektronických obalov ich atómov.

Súvisiace informácie.

Anorganická chémia- odvetvie chémie spojené so štúdiom štruktúry, reaktivity a vlastností všetkých chemických prvkov a ich anorganických zlúčenín. Táto oblasť zahŕňa všetky chemické zlúčeniny okrem organických látok (trieda zlúčenín, ktorá zahŕňa uhlík, s výnimkou niekoľkých jednoduchých zlúčenín, zvyčajne klasifikovaných ako anorganické). Rozdiel medzi organickými a anorganickými zlúčeninami obsahujúcimi uhlík je podľa niektorých predstáv svojvoľný Anorganická chémia študuje chemické prvky a jednoduché a komplexné látky(okrem organických zlúčenín). Zabezpečuje tvorbu materiálov najnovšiu technológiu. Počet známych anorganických látok v roku 2013 sa blíži k 400 tis.

Teoretickým základom anorganickej chémie je periodický zákon a na ňom založený periodický systém D.I. Najdôležitejšou úlohou anorganickej chémie je rozvíjať a vedecký základ spôsoby vytvárania nových materiálov s potrebnými pre moderná technológia vlastnosti.

V Rusku výskum v oblasti anorganickej chémie vykonáva Inštitút anorganickej chémie pomenovaný po ňom. A. V. Nikolaev SB RAS (Chemický ústav SB RAS, Novosibirsk), Ústav všeobecnej a anorganickej chémie pomenovaný po. N. S. Kurnakova (IGNKh RAS, Moskva), Inštitút fyzikálno-chemických problémov keramických materiálov (IFKhPKM, Moskva), Vedecké a technické centrum „Superhard Materials“ (STC SM, Troitsk) a množstvo ďalších inštitúcií. Výsledky výskumu sú publikované v časopisoch (Journal of Anorganic Chemistry a pod.).

História definície

Historicky názov anorganická chémia pochádza z myšlienky časti chémie, ktorá sa zaoberá štúdiom prvkov, zlúčenín a reakcií látok, ktoré nie sú tvorené živými bytosťami. Od syntézy močoviny z anorganickej zlúčeniny kyanátu amónneho (NH 4 OCN), ktorú v roku 1828 zrealizoval vynikajúci nemecký chemik Friedrich Wöhler, sa však hranice medzi látkami neživej a živej prírody zotreli. Živé bytosti teda produkujú veľa anorganických látok. Na druhej strane, takmer všetky organické zlúčeniny sa dajú syntetizovať v laboratóriu. Rozdelenie do rôznych oblastí chémie je však rovnako ako predtým relevantné a nevyhnutné, keďže reakčné mechanizmy a štruktúra látok v anorganickej a organickej chémii sa líšia. To uľahčuje systematizáciu výskumných metód a metód v každom odvetví.