İnorganik kimyada temel reaksiyonlar. İnorganik kimyada kimyasal reaksiyonların sınıflandırılması - belge

Ders: sınıflandırma kimyasal reaksiyonlar inorganik ve organik Kimya

İnorganik kimyada kimyasal reaksiyon türleri

A) Başlangıç ​​maddelerinin miktarına göre sınıflandırma:

Ayrışma – Bu reaksiyonun sonucunda mevcut bir karmaşık maddeden iki veya daha fazla basit ve aynı zamanda karmaşık madde oluşur.

Birleştirmek - bu, iki veya daha fazla basit ve karmaşık maddenin bir, ancak daha karmaşık bir madde oluşturduğu bir reaksiyondur.

Örnek: 4Al+3O 2 → 2Al 2 O 3

Örnek: 2КI + Cl2 → 2КCl + I2

Örnek: HCl + KNO 2 → KCl + HNO 2

B) Termal etkiye göre sınıflandırma:

S + Ö 2 → SO 2 + Q

2C 2 H 6 + 7O 2 → 4CO 2 +6H 2 O + Q

Endotermik reaksiyonlar - Bunlar ısının emildiği belirli kimyasal reaksiyonlardır. Kural olarak bunlar ayrışma reaksiyonlarıdır.

Örnekler:

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

Kimyasal reaksiyon sonucunda açığa çıkan veya absorbe edilen ısıya denir. termal etki.

Bir reaksiyonun termal etkisini gösteren kimyasal denklemlere denir. termokimyasal.

B) Tersinirliğe göre sınıflandırma:

Örnek: 3H 2 + N 2 ⇌ 2NH 3

D) Oksidasyon durumundaki değişikliğe göre sınıflandırma:

Örnek: Cu + 4HNO3 → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O.

Örnek: HNO3 + KOH → KNO3 + H2O.

D) Aşamaya göre sınıflandırma:

Örnek: H 2 (gaz) + Cl 2 (gaz) → 2HCL

Katalizör kullanımına göre sınıflandırma:

Katalizör, reaksiyonu hızlandıran bir maddedir. Katalitik bir reaksiyon, bir katalizör varlığında meydana gelir, katalitik olmayan bir reaksiyon, bir katalizör olmadan meydana gelir.
Örnek: 2H 2 0 2 MnO2 → 2H2O + O2 katalizörü MnO2

Alkali ile asitin etkileşimi katalizör olmadan gerçekleşir.
Örnek: KOH + HCl → KCl + H20

İnhibitörler reaksiyonu yavaşlatan maddelerdir.
Reaksiyon sırasında katalizörler ve inhibitörlerin kendileri tüketilmez.

Organik kimyada kimyasal reaksiyon türleri

Katılım - Bunlar, bir maddenin birkaç molekülünün birleşerek birleştiği reaksiyonlardır.İlave reaksiyonları şunları içerir:

• Hidrojenasyon, hidrojenin çoklu bir bağa eklendiği bir reaksiyondur.

Örnek: CH3-CH = CH2 (propen) + H2 → CH3-CH2-CH3 (propan)

Hidrohalojenasyon– hidrojen halojenürün eklendiği reaksiyon.

Örnek: CH2 = CH2 (eten) + HCl → CH3-CH2-Cl (kloroetan)

Alkinler, hidrojen halojenürlerle (hidrojen klorür, hidrojen bromür) alkenlerle aynı şekilde reaksiyona girer. Kimyasal reaksiyona katılma 2 aşamada gerçekleşir ve Markovnikov kuralına göre belirlenir:

Simetrik olmayan alkenlere ve alkinlere protik asitler ve su eklendiğinde, en fazla hidrojenlenmiş karbon atomuna bir hidrojen atomu eklenir.

Bu kimyasal reaksiyonun mekanizması. 1. hızlı aşamada oluşan 2. yavaş aşamadaki p-kompleksi, yavaş yavaş bir s-kompleksine, yani karbokasyona dönüşür. 3. aşamada, karbokasyonun stabilizasyonu, yani brom anyonuyla etkileşim meydana gelir:

I1, I2 karbokatyonlardır. P1, P2 - bromürler.

Halojen içeren organik türevler, hem organik sentezlerde hem de hedef ürün olarak kullanılan en önemli bileşikler olarak kabul edilmektedir. Hidrokarbonların halojen türevleri başlangıç ​​ürünleri olarak kabul edilir. Büyük miktarlar Nükleofilik yer değiştirme reaksiyonları. İlişkin pratik kullanım halojen içeren bileşikler, örneğin klor içeren bileşikler, soğutucular - klorofloro türevleri, freonlar, pestisitler gibi çözücüler formunda kullanılırlar, eczacılık plastik üretimi için plastikleştiriciler, monomerler.

Polimerizasyon - Bu özel çeşit bir maddenin moleküllerinin nispeten küçük olduğu bir reaksiyon moleküler ağırlık, birbirlerine bağlanırlar ve daha sonra yüksek moleküler ağırlığa sahip bir maddenin moleküllerini oluştururlar.

UDC 546(075) BBK 24.1 ve 7 0-75

Derleyen: Klimenko B.I adayı. teknoloji. Bilimler, Doçent Volodchsnko A N., Ph.D. teknoloji. Bilimler, Doçent Pavlenko V.I., Mühendislik Doktoru. bilimler, prof.

Hakem Gikunova I.V., Ph.D. teknoloji. Bilimler, Doçent

İnorganik kimyanın temelleri: 0-75 yaş arası öğrenciler için tam zamanlı eğitim yönergeleri. - Belgorod: Yayınevi BelGTASM, 2001. - 54 s.

İÇİNDE metodolojik yönergelerİnorganik maddelerin en önemli sınıflarının özellikleri, genel kimyanın ana bölümleri dikkate alınarak ayrıntılı olarak incelenmektedir.Bu çalışma, kapsamlı olgusal materyalin daha iyi özümsenmesini kolaylaştıracak genellemeler, diyagramlar, tablolar, örnekler içermektedir. Özel dikkat Hem teorik hem de pratik kısımda inorganik kimya ile genel kimyanın temel kavramları arasındaki bağlantıya yer verilmiştir.

Kitap tüm uzmanlık alanlarındaki birinci sınıf öğrencilerine yöneliktir.

UDC 546(075) BBK 24.1 ve 7

© Belgorod Devlet Teknoloji Akademisi Yapı malzemeleri(BelGTASM), 2001

GİRİİŞ

Herhangi bir bilimin temelleri ve karşılaştığı sorunlar hakkında bilgi, herhangi bir kişinin etrafındaki dünyada özgürce dolaşabilmesi için bilmesi gereken minimum bilgidir. Önemli rol Doğa bilimi bu süreçte rol oynar. Doğa bilimi, doğayla ilgili bir dizi bilimdir. Tüm bilimler kesin (doğal) ve ince (beşeri bilimler) olarak ikiye ayrılır. Birincisi maddi dünyanın gelişim yasalarını inceler, ikincisi ise insan zihninin gelişim ve tezahür yasalarını inceler. Sunulan çalışmada bunlardan birinin temellerini tanıyacağız. Doğa Bilimleri 7 inorganik kimya. İnorganik kimyanın başarılı bir şekilde incelenmesi ancak ana sınıfların bileşimini ve özelliklerini biliyorsanız mümkündür inorganik bileşikler. Bileşik sınıflarının özelliklerini bilerek, bireysel temsilcilerinin özelliklerini karakterize etmek mümkündür.

Kimya dahil herhangi bir bilimi incelerken her zaman şu soru ortaya çıkar: Nereden başlamalı? Gerçek materyalin incelenmesinden: bileşiklerin özelliklerinin tanımları, onların varoluş koşullarının göstergeleri, girdikleri reaksiyonların listelenmesi; Bu temelde, maddelerin davranışını düzenleyen yasalar türetilir veya tam tersine, önce yasalar verilir ve ardından maddelerin özellikleri bunlara göre tartışılır. Bu kitapta gerçek materyali sunmak için her iki yöntemi de kullanacağız.

1. ANORGANİK KİMYASININ TEMEL KAVRAMLARI

Kimyanın konusu nedir, bu bilim neyi inceler? Kimyanın çeşitli tanımları vardır.

Kimya bir yandan maddelerin, özelliklerinin ve dönüşümlerinin bilimidir. Kimya ise maddenin hareketinin kimyasal şeklini inceleyen doğa bilimlerinden biridir. Maddenin hareketinin kimyasal formu, atomların moleküllere bağlanması ve moleküllerin ayrışması süreçleridir. Maddenin kimyasal organizasyonu aşağıdaki diyagramla gösterilebilir (Şekil 1).

Pirinç. 1. Maddenin kimyasal organizasyonu

Madde Nesnel gerçeklik, bir kişiye verildi bizden bağımsız olarak var olan, bizim duyumlarımız tarafından kopyalanan, fotoğraflanan, sergilenen duyumlarında. Nesnel bir gerçeklik olarak madde iki biçimde bulunur: madde biçiminde ve alan biçiminde.

Bir alan (yerçekimi, elektromanyetik, çekirdek içi kuvvetler), kütleye sahip olmasına rağmen öncelikle enerji ile karakterize edilen ve ortaya çıkan, maddenin bir varoluş şeklidir, ancak ikincisine sahiptir Enerji, maddi nesnelerin yeteneğini ifade eden niceliksel bir hareket ölçüsüdür. iş yapmak.

Kütle (enlem. massa - yumru, yumru, parça) - fiziksel miktar Maddenin temel özelliklerinden biri, eylemsizlik ve yerçekimi özelliklerini belirlemek.

Atom en alt seviye Maddenin kimyasal organizasyonu: Atom, bir elementin özelliklerini koruyan en küçük parçacığıdır. Pozitif yüklü bir çekirdek ve negatif yüklü elektronlardan oluşur; Genel olarak atom elektriksel olarak nötrdür. Kimyasal element - Bu aynı nükleer yüke sahip bir atom türüdür. Bilinen 109 elementin 90'ı doğada bulunmaktadır.

Molekül, bir maddenin kimyasal özelliklerini taşıyan en küçük parçacığıdır.

Kimyasal elementlerin sayısı sınırlıdır ve bunların kombinasyonları her şeyi verir

çeşitli maddeler.

Madde nedir?

Geniş anlamda madde, sabit bir kütleye sahip olan ve belirli koşullar altında belirli fiziksel ve kimyasal özelliklerle karakterize edilen belirli bir madde türüdür. Yaklaşık 600 bin inorganik madde ve yaklaşık 5 milyon organik madde bilinmektedir.

Daha dar anlamda bir madde, üç toplanma durumundan herhangi birinde bulunan belirli bir dizi atomik ve moleküler parçacık, bunların ortakları ve kümeleridir.

Bir madde tam olarak üç özellik ile tanımlanır: 1) uzayın bir kısmını kaplar; 2) hareketsiz bir kütleye sahiptir;

3) temel parçacıklardan yapılmıştır.

Tüm maddeler basit ve karmaşık olarak ayrılabilir.

Bir değil birkaç basit maddeyi oluştururlar. Bu olaya allotropi denir ve bu basit maddelerin her birine, belirli bir elementin allotropik modifikasyonu (modifikasyonu) denir. Allotropi karbon, oksijen, kükürt, fosfor ve diğer bazı elementlerde gözlenir. Dolayısıyla grafit, elmas, karbin ve fullerenler allotropik modifikasyonlardır kimyasal element karbon; kırmızı, beyaz, siyah fosfor - kimyasal element fosforun allotropik modifikasyonları. Yaklaşık 400 basit madde bilinmektedir.

Basit bir madde kimyasalların bir varoluş şeklidir

serbest durumdaki unsurlar

Basit maddeler metaller ve metal olmayanlar olarak ikiye ayrılır. Bir kimyasal elementin metal mi yoksa metal olmayan mı olduğu, D.I.'nin periyodik tablosu kullanılarak belirlenebilir. Mendeleev. Bunu yapmadan önce periyodik tablonun yapısını biraz hatırlayalım.

1.1. Periyodik yasa ve D.I.Mendeleev'in periyodik sistemi

Elementlerin periyodik tablosu - bu, 18 Şubat 1869'da D.I. Mendeleev tarafından keşfedilen periyodik yasanın grafik bir ifadesidir. Periyodik yasa şuna benzer: basit maddelerin özellikleri ve bileşiklerin özellikleri periyodik olarak çekirdeğin yüküne bağlıdır elementin atomlarından oluşur.

Periyodik sistemi tasvir etmek için 400'den fazla seçenek vardır. En yaygın hücresel varyantlar ( kısa versiyon- 8 hücreli ve uzun varyantlar - 18 ve 32 hücreli). Kısa dönemli periyodik sistem 7 periyot ve 8 gruptan oluşur.

Dış enerji seviyesine benzer bir yapıya sahip olan elementler gruplar halinde birleştirilir. Ana (A) ve ikincil (B) vardır

gruplar. Ana gruplar s ve p elemanları, ikincil gruplar ise d elemanlarıdır.

Periyot, atomlarında aynı enerji düzeyinde aynı sayıda elektron katmanının bulunduğu ardışık bir element dizisidir. Elektronik katmanların doldurulma sırasındaki farklılık, farklı periyot uzunluklarının nedenini açıklamaktadır. Bu bağlamda dönemler farklı sayıda element içerir: 1. periyot - 2 element; 2. ve 3. periyotlar - her biri 8 element; 4. ve 5.

periyotlar - her biri 18 element ve 6. periyot - 32 element.

Küçük periyotların (2. ve 3.) elemanları, tipik elemanların bir alt grubuna sınıflandırılır. Yd- ve / elemanları 2. ve 3. dış elgk- ile doldurulduğundan

atomlarının lokusları ve dolayısıyla elektronları bağlama yeteneğinin (oksitleme yeteneği) daha büyük olması aktarılır yüksek değerler onların elektronegatifliği. Metalik olmayan özelliklere sahip elementler sağ üst köşeyi kaplar periyodik tablo

D.I. Mendeleev. Ametaller gaz halinde (F2, O2, CI2), katı (B, C, Si, S) ve sıvı (Br2) olabilir.

Hidrojenin kapladığı element özel mekan periyodik olarak

sistemdir ve kimyasal analogları yoktur. Hidrojen metalik sergiler

ve metalik olmayan özellikler ve dolayısıyla periyodik tabloda

eş zamanlı olarak grup IA ve VIIA'ya yerleştirildi.

Kimyasal özelliklerinin çok çeşitli olması nedeniyle diğerlerinden ayrılırlar.

kesinlik. Kırılgan metaller de olmasına rağmen (çinko, antimon, bizmut). Metaller kural olarak indirgeyici özellikler gösterirler.

Karmaşık maddeler(kimyasal bileşikler), molekülleri çeşitli kimyasal elementlerin (heteroatomik veya heteronükleer moleküller) atomları tarafından oluşturulan maddelerdir. Örneğin C 02, CON. 10 milyondan fazla karmaşık madde bilinmektedir.

Maddenin kimyasal organizasyonunun en yüksek biçimi, ortaklar ve agregatlardır. Ortaklar, basit moleküllerin veya iyonların, kimyasal yapıda değişikliğe neden olmayan daha karmaşık maddelere dönüşen kombinasyonlarıdır. İştirakler çoğunlukla sıvı ve gaz halinde bulunurken, agregalar katı hallerde bulunur.

Karışımlar, birbirine sabit oranlarda bağlanan ve birbirleriyle etkileşime girmeyen, eşit şekilde dağılmış birkaç bileşikten oluşan sistemlerdir.

1.2. Değerlik ve oksidasyon durumu

Ampirik formüllerin derlenmesi ve kimyasal bileşiklerin adlarının oluşturulması bilgi ve doğru kullanım Oksidasyon durumu ve değerlik kavramları.

Paslanma durumu- bu, bileşiğin iyonlardan oluştuğu varsayımına göre hesaplanan, bileşikteki elementin koşullu yüküdür. Bu değer koşullu ve resmidir, çünkü neredeyse hiç saf iyonik bileşik yoktur. Mutlak değerdeki oksidasyon durumu tam sayı olabilir veya kesirli sayı; ve yük pozitif, negatif olabilir ve sıfıra eşit boyut.

Değerlik, dış enerji seviyesindeki eşleşmemiş elektronların sayısı veya kimyasal bağların oluşumuna katılabilen serbest atomik yörüngelerin sayısı ile belirlenen bir miktardır.

Kimyasal elementlerin oksidasyon durumlarını belirlemek için bazı kurallar

1. Basit bir maddedeki kimyasal elementin oksidasyon durumu

0'a eşittir.

2. Bir moleküldeki (iyon) atomların oksidasyon durumlarının toplamı 0'dır

(iyon yükü).

3. I-III A gruplarının elemanları, elemanın bulunduğu grubun sayısına karşılık gelen pozitif bir oksidasyon durumuna sahiptir.

4. Grup numarasına karşılık gelen pozitif oksidasyon durumu hariç, IV-V IIA gruplarının elemanları; Ve negatif derece grup numarası ile sayı8 arasındaki farka karşılık gelen oksidasyon, grup numarası ile sayı2 arasındaki farka eşit bir ara oksidasyon durumuna sahiptir (Tablo 1).

tablo 1

Element IV -V IIA alt gruplarının oksidasyon durumları

5. Bileşik en az bir metal olmayan madde içeriyorsa hidrojenin oksidasyon durumu +1'dir; - 1 metalli bileşiklerde (hidrürler); H2'de 0.

Bazı elementlerin hidritleri

6. Oksijenin oksidasyon durumu, kural olarak, peroksitler (-1), süperoksitler (-1/2), ozonitler (-1/3), ozon (+4), oksijen florür (+) hariç -2'dir. 2).

7. F2> dışındaki tüm bileşiklerde florun oksidasyon durumu -1'dir. Florlu bileşiklerde gerçekleştirilirler daha yüksek formlar birçok kimyasal elementin (BiF5, SF6, IF?, OsFg) oksidasyonu.

8. Periyodik olarak seri numarası arttıkça atomların yörünge yarıçapları azalır ve iyonlaşma enerjisi artar. Aynı zamanda asidik ve oksitleyici özellikler de arttırılır; daha yüksek seviye

Element oksidasyon cezaları daha az kararlı hale gelir.

9. Periyodik sistemin tek gruplarının elemanları tek derecelerle, çift grupların elemanları ise çift derecelerle karakterize edilir.

oksidasyon.

10. Artan ana alt gruplarda seri numarası elementin atom boyutları genellikle artar ve iyonlaşma enerjisi azalır. Buna göre temel özellikler arttırılır ve oksitleyici özellikler zayıflatılır. Artan atom numarasına sahip ^-elementlerin alt gruplarında ^-elektronların bağ oluşumuna katılımı

> kim nasıl J 3 w »

Şekil 2. En önemli inorganik madde sınıflarının şeması

İnorganik kimya reaksiyonlarda. Dizin. Lidin R.A., Molochko V.A., Andreeva L.L.

2. baskı, revize edildi. ve ek - M.: 2007 - 637 s.

Dizin, denklemleri verilen 1100 inorganik maddeyi içermektedir. en önemli tepkiler. Maddelerin seçimi teorik ve laboratuvar-endüstriyel önemleriyle doğrulandı. Rehber, kimyasal formüllerin alfabetik prensibine göre düzenlenmiş olup, istenen maddeyi bulmayı kolaylaştıran bir konu dizini ile donatılmış, açıkça geliştirilmiş bir yapıya sahiptir. Yerli ve yabancı kimya literatüründe benzeri yoktur. Kimya ve kimya-teknoloji üniversitelerinin öğrencileri için. Üniversite öğretmenleri, yüksek lisans öğrencileri, bilim insanları, mühendisler ve teknisyenler tarafından kullanılabilir kimyasal endüstri yanı sıra üst düzey ortaöğretim okullarının öğretmenleri ve öğrencileri.

Biçim: pdf

Boyut: 36,2 MB

İzle, indir:Drive.google

Referans kitabı, Periyodik Tablonun hidrojenden meitneryuma kadar 109 elementinin en önemli bileşiklerinin kimyasal özelliklerini (reaksiyon denklemlerini) sunmaktadır. Endüstriyel önemlerine göre seçilen 1.100'den fazla inorganik madde ayrıntılı olarak açıklanmaktadır (başlangıç ​​malzemeleri) kimyasal süreçler, mineral hammaddeler), mühendislik, teknik, eğitim ve laboratuvar uygulamalarında yaygın kullanım (model solventler ve reaktifler, kalitatif analiz reaktifleri) ve kimya teknolojisinin en son dallarındaki uygulamalar.
Referans malzemesi her biri bir elemente ayrılmış bölümlere ayrılmıştır, elementler sembollerine göre alfabetik olarak düzenlenmiştir (aktinyum Ac'den zirkonyum Zr'ye).
Herhangi bir bölüm, ilki basit bir maddeyle ve sonraki tüm başlıklar - karmaşık maddelerle ilgili olan bir dizi başlıktan oluşur. kimyasal formüller burada bölüm öğesi ilk (sol) yerdedir. Her bölümün maddeleri terminoloji formüllerine göre alfabetik olarak listelenmiştir (bir istisna dışında: asit oluşturan elementlerin bölümlerinin sonuna onlara karşılık gelen tüm asitler yerleştirilmiştir). Örneğin “Aktinyum” bölümünde Ac, AcC13, AcF3, Ac(N03)3, Ac203, Ac(OH)3 başlıkları bulunmaktadır. Kompleks anyonlu bileşiklerin formülleri ters çevrilmiş biçimde verilmiştir;
Her bölüm içerir Kısa Açıklama renginin, termal kararlılığının, çözünürlüğünün, ortak reaktiflerle etkileşiminin (veya yokluğunun) vb. belirtildiği maddeler ve ayrıca bu maddenin elde edilmesine yönelik yöntemler, diğer maddelerin başlıklarına bağlantılar şeklinde sunulur. Bağlantılar bölüm elemanının sembolünü, bölüm numarasını ve reaksiyon denkleminin üst simge numarasını içerir.
Bu bölümün devamında ana denklemleri yansıtan numaralandırılmış bir dizi reaksiyon denklemi yer almaktadır. Kimyasal özellikler bu maddeden. İÇİNDE Genel dava Denklemlerin sırası aşağıdaki gibidir:
- maddenin termal ayrışması;
- kristalin hidratın dehidrasyonu veya ayrışması;
- suya karşı tutum;
- yaygın asitlerle etkileşim (reaksiyonlar aynı tipteyse denklem yalnızca hidroklorik asit için verilir);
- alkalilerle etkileşim (genellikle sodyum hidroksit);
- amonyak hidrat ile etkileşim;
- basit maddelerle etkileşim;
- karmaşık maddelerle metabolik reaksiyonlar;
- redoks reaksiyonları;
- kompleksleşme reaksiyonları;
- elektrokimyasal reaksiyonlar (eriyik ve/veya çözeltinin elektrolizi).
Reaksiyon denklemleri, prosesin kimyasını ve tersine çevrilebilirlik derecesini anlamak için önemli olduğunda, bunların yürütülmesi ve meydana gelmesine ilişkin koşulları gösterir. Bu koşullar şunları içerir:
- reaktiflerin ve/veya ürünlerin toplanma durumu;
- reaktiflerin ve/veya ürünlerin renklendirilmesi;
- çözeltinin durumu veya özellikleri (seyreltilmiş, konsantre, doymuş);
- yavaş reaksiyon;
- sıcaklık aralığı, basınç (yüksek veya vakum), katalizör;
- tortu veya gaz oluşumu;
- sudan farklı ise kullanılan solvent;
- inert veya diğer özel gaz ortamı.
Referans kitabının sonunda referans listesi ve başlıklar altında maddelere ilişkin konu indeksi bulunmaktadır.

Kimyasal reaksiyonlar- bunlar, bazı maddelerden, bileşim ve (veya) yapı bakımından kendilerinden farklı olan diğerlerinin oluştuğu süreçlerdir.

Reaksiyonların sınıflandırılması:

BEN. Reaktanların ve reaksiyon ürünlerinin sayısına ve bileşimine göre:

1) Maddenin bileşimi değişmeden meydana gelen reaksiyonlar:

İnorganik kimyada bunlar, bazı allotropik modifikasyonların diğerlerine dönüşüm reaksiyonlarıdır:

C (grafit) → C (elmas); P (beyaz) → P (kırmızı).

Organik kimyada bunlar izomerizasyon reaksiyonlarıdır - bir maddenin moleküllerinden aynı niteliksel ve niceliksel bileşime sahip diğer maddelerin moleküllerinin oluşmasıyla sonuçlanan reaksiyonlar, yani. aynısıyla Moleküler formül ama farklı bir yapıya sahip.

CH2 -CH2 -CH3 → CH3 -CH-CH3

n-bütan 2-metilpropan (izobütan)

2) Maddenin bileşiminin değişmesiyle oluşan reaksiyonlar:

a) Bileşik reaksiyonlar (organik kimyada katılma) - iki veya daha fazla maddenin bir tane daha karmaşık oluşturduğu reaksiyonlar: S + O 2 → SO 2

Organik kimyada bunlar hidrojenasyon, halojenasyon, hidrohalojenasyon, hidrasyon, polimerizasyon reaksiyonlarıdır.

CH2 = CH2 + HOH → CH3 – CH2OH

b) Ayrışma reaksiyonları (organik kimyada, eliminasyon, eliminasyon) - tek bir karmaşık maddeden birkaç yeni maddenin oluştuğu reaksiyonlar:

CH3 – CH2OH → CH2 = CH2 + H20

2KNO 3 →2KNO 2 + Ç 2

Organik kimyada eliminasyon reaksiyonlarının örnekleri dehidrojenasyon, dehidrasyon, dehidrohalojenasyon ve çatlamadır.

c) Yer değiştirme reaksiyonları - basit bir maddenin atomlarının, karmaşık bir maddedeki bazı elementlerin atomlarının yerini aldığı reaksiyonlar (organik kimyada, bir reaksiyonun reaktanları ve ürünleri genellikle iki karmaşık maddedir).

CH4 + Cl2 → CH3Cl +HCl; 2Na+ 2H2O→ 2NaOH + H2

Atomların oksidasyon durumlarında bir değişikliğin eşlik etmediği ikame reaksiyonlarının örnekleri son derece azdır. Silikon oksidin, gaz veya uçucu oksitlere karşılık gelen oksijen içeren asitlerin tuzlarıyla reaksiyonuna dikkat edilmelidir:

CaCO3 + SiO2 = CaSiO3 + CO2

Ca3 (PO4)2 + 3SiO2 = 3СаSiO3 + P2O5

d) Değişim reaksiyonları - iki karmaşık maddenin yer değiştirdiği reaksiyonlar bileşenler:

NaOH + HCl → NaCl + H20,
2CH3COOH + CaCO3 → (CH3COO) 2 Ca + CO2 + H2O

II. Maddeleri oluşturan kimyasal elementlerin oksidasyon durumlarını değiştirerek

1) Oksidasyon durumlarındaki değişiklik veya ORR ile ortaya çıkan reaksiyonlar:

∙2| N +5 + 3e – → N +2 (indirgeme işlemi, element – ​​oksitleyici ajan),

∙3| Cu 0 – 2e – → Cu +2 (oksidasyon işlemi, element – ​​indirgeyici ajan),

8HNO3 + 3Cu → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O.

İnorganik kimya:

C2H4 + 2KMnO4 + 2H2O → CH2OH–CH2OH + 2MnO2 + 2KOH

2) Kimyasal elementlerin oksidasyon durumları değişmeden meydana gelen reaksiyonlar:

Li 2 O + H 2 O → 2LiOH,
HCOOH + CH3OH → HCOOCH3 + H20

III. Termal etki ile

1) Ekzotermik reaksiyonlar enerjinin açığa çıkmasıyla meydana gelir:

C + O 2 → C02 + Q,
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O + Q

2) Enerjinin emilmesiyle endotermik reaksiyonlar meydana gelir:

СaCO 3 → CaO + CO 2 - Q

C 12 H 26 → C 6 H 14 + C 6 H 12 - Q

IV. Reaksiyona giren maddelerin toplanma durumuna göre

1) Heterojen reaksiyonlar - reaktanların ve reaksiyon ürünlerinin farklı toplanma durumlarında olduğu reaksiyonlar:

Fe(sol) + CuS04 (sol) → Cu(sol) + FeS04 (sol),
CaC2 (katı) + 2H20 (l) → Ca(OH)2 (çözelti) + C2H2 (g)

2) Homojen reaksiyonlar - reaktanların ve reaksiyon ürünlerinin aynı olduğu reaksiyonlar toplama durumu:

H2 (g) + Cl2 (g) → 2HCl (g),
2C 2 H 2 (g) + 5O 2 (g) → 4CO 2 (g) + 2H 2 O (g)

V. Katalizör katılımıyla

1) Katalizörün katılımı olmadan meydana gelen katalitik olmayan reaksiyonlar:

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

2) Katalizörleri içeren katalitik reaksiyonlar:

2H 2 Ö 2 → 2H 2 Ö + Ö 2

VI. Karşı

1) Geri dönüşü olmayan reaksiyonlar belirli koşullar altında yalnızca bir yönde meydana gelir:

C2H4 + 3O2 → 2CO2 + 2H2O

2) Bu koşullar altında tersinir reaksiyonlar aynı anda iki zıt yönde meydana gelir: N 2 + 3H 2 ↔2NH 3

VII. Akış mekanizmasına göre

1) Radikal mekanizma.

A: B → A· + ·B

Homolitik (eşit) bir bağ bölünmesi meydana gelir. Hemolitik bölünme sırasında bağı oluşturan elektron çifti, sonuçta ortaya çıkan parçacıkların her biri bir elektron alacak şekilde bölünür. Bu durumda radikaller oluşur - eşleşmemiş elektronlara sahip yüksüz parçacıklar. Radikaller çok reaktif parçacıklardır; onları içeren reaksiyonlar gaz fazında yüksek hızda ve sıklıkla patlamayla meydana gelir.

Reaksiyon sırasında oluşan radikaller ve moleküller arasında radikal reaksiyonlar meydana gelir:

2H 2 Ö 2 → 2H 2 Ö + Ö 2

CH4 + Cl2 → CH3Cl +HCl

Örnekler: organik ve inorganik maddelerin yanma reaksiyonları, su sentezi, amonyak, alkanların halojenleme ve nitrasyon reaksiyonları, alkanların izomerizasyonu ve aromatizasyonu, alkanların katalitik oksidasyonu, alkenlerin polimerizasyonu, vinil klorür vb.

2) İyonik mekanizma.

A: B → :A - + B +

Heterolitik (eşit olmayan) bir bağ bölünmesi meydana gelir ve her iki bağ elektronu da önceden bağlanmış parçacıklardan birinde kalır. Yüklü parçacıklar (katyonlar ve anyonlar) oluşur.

İyonik reaksiyonlar, reaksiyon sırasında halihazırda mevcut olan veya oluşan iyonlar arasındaki çözeltilerde meydana gelir.

Örneğin, inorganik kimyada bu, elektrolitlerin çözelti içindeki etkileşimidir; organik kimyada bunlar alkenlere katılma reaksiyonları, alkollerin oksidasyonu ve dehidrojenasyonu, bir alkol grubunun ikamesi ve aldehitlerin ve karboksilik asitlerin özelliklerini karakterize eden diğer reaksiyonlardır.

VIII. Reaksiyonu başlatan enerji türüne göre:

1) Işık kuantumuna maruz kaldığında fotokimyasal reaksiyonlar meydana gelir. Örneğin hidrojen klorürün sentezi, metanın klor ile etkileşimi, doğada ozon üretimi, fotosentez işlemleri vb.

2) Radyasyon reaksiyonları yüksek enerjili radyasyonla başlatılır ( röntgen, γ-ışınları).

3) Elektrokimyasal reaksiyonlar başlatılır elektrikörneğin elektroliz sırasında.

4) Termokimyasal reaksiyonlar termal enerji ile başlatılır. Bunlar, tüm endotermik reaksiyonları ve başlatılması için ısı gerektiren birçok ekzotermik reaksiyonu içerir.

Okullarda kimya dersi 8. sınıfta çalışmayla başlıyor Genel İlkeler bilimler: tanımlandı olası türler atomlar arasındaki bağlar, kristal kafes türleri ve en yaygın reaksiyon mekanizmaları. Bu, önemli ama daha spesifik bir bölümün - inorganiklerin - incelenmesinin temelini oluşturur.

Ne olduğunu

Periyodik tablonun tüm elemanlarının yapısal prensiplerini, temel özelliklerini ve reaktivitelerini inceleyen bir bilimdir. İnorganiklerde önemli bir rol, maddelerin kütle, sayı ve türlerindeki değişikliklere göre sistematik olarak sınıflandırılmasını düzenleyen Periyodik Kanun tarafından oynanır.

Ders ayrıca tablodaki elementlerin etkileşimi ile oluşan bileşikleri de kapsar (tek istisna, organik bölümlerde tartışılan hidrokarbon alanıdır). Anorganik kimyadaki problemler teorik bilgilerinizi pratikte uygulamanıza olanak tanır.

Tarihsel perspektifte bilim

"İnorganikler" adı, kimyasal bilginin biyolojik organizmaların faaliyetleriyle ilgili olmayan bir kısmını kapsadığı düşüncesine uygun olarak ortaya çıkmıştır.

Zamanla kanıtlandı ki çoğu Organik dünya aynı zamanda "cansız" bileşikler de üretebilir ve her türden hidrokarbon laboratuvarda sentezlenir. Böylece Alman bilim adamı Wöhler, elementlerin kimyasında yer alan bir tuz olan amonyum siyanattan üre sentezlemeyi başardı.

Her iki bilimdeki araştırma türlerinin isimlendirilmesi ve sınıflandırılması ile ilgili karışıklığı önlemek için okul ve üniversite dersleri programı aşağıdaki gibidir: Genel Kimya Temel bir disiplin olarak inorganiklerin incelenmesini içerir. İÇİNDE bilim dünyası benzer bir sıra korunur.

İnorganik madde sınıfları

Kimya, inorganiklerin giriş bölümlerinin Elementlerin Periyodik Yasasını ele aldığı böyle bir materyal sunumu sağlar. özel Tipçekirdeklerin atomik yüklerinin maddelerin özelliklerini etkilediği ve bu parametrelerin döngüsel olarak değiştiği varsayımına dayanmaktadır. Başlangıçta tablo artışın bir yansıması olarak inşa edildi. atom kütleleri ancak çok geçmeden bu sıra, bu konunun dikkate alınması gereken yönüyle tutarsızlığı nedeniyle reddedildi. inorganik maddeler.

Kimya, periyodik tabloya ek olarak, özelliklerin periyodikliğini yansıtan yaklaşık yüz rakam, küme ve diyagramın varlığını varsayar.

Şu anda, böyle bir kavramı inorganik kimya sınıfları olarak düşünmenin birleştirilmiş bir versiyonu popülerdir. Tablo sütunları, aşağıdakilere bağlı olarak öğeleri gösterir: fiziksel ve kimyasal özellikler, satırlarda - birbirine benzer dönemler.

İnorganiklerdeki basit maddeler

Periyodik tablodaki bir işaret ile serbest durumdaki basit bir madde çoğunlukla farklı şeylerdir. İlk durumda, yalnızca belirli atom türleri yansıtılır, ikincisinde ise parçacık bağlantı türü ve bunların kararlı formlardaki karşılıklı etkileri yansıtılır.

Kimyasal bağ basit maddeler ailelere bölünmelerini belirler. Böylece iki geniş atom grubu türü ayırt edilebilir: metaller ve metal olmayanlar. İlk aile, incelenen 118 elementten 96'sını içerir.

Metaller

Metal tipi, parçacıklar arasında aynı isimde bir bağın varlığını varsayar. Etkileşim, yönsüzlük ve doymamışlık ile karakterize edilen kafes elektronlarının paylaşımına dayanmaktadır. Bu nedenle metaller ısıyı ve yükleri iyi iletir, metalik bir parlaklığa, işlenebilirliğe ve sünekliğe sahiptir.

Geleneksel olarak bordan astatine doğru düz bir çizgi çizildiğinde metaller periyodik tabloda soldadır. Bu özelliğe yakın konumdaki elementler çoğunlukla sınırda niteliktedir ve ikili özellikler sergiler (örneğin, germanyum).

Metaller çoğunlukla bazik bileşikler oluşturur. Bu tür maddelerin oksidasyon durumları genellikle ikiyi geçmez. Metallik bir grup içinde artar ve bir periyot içinde azalır. Örneğin radyoaktif francium, sodyumdan daha temel özellikler sergiler ve halojen ailesinde iyot bile metalik bir parlaklık sergiler.

Bir dönemde durum farklıdır - önünde zıt özelliklere sahip maddelerin bulunduğu alt düzeyler tamamlanır. Periyodik tablonun yatay uzayında elementlerin gösterilen reaktivitesi bazikten amfoterik ve asidik arasında değişir. Metaller iyi indirgeyici maddelerdir (bağ oluştururken elektronları kabul ederler).

Ametaller

Bu atom türü inorganik kimyanın ana sınıflarına dahildir. Ametaller işgal eder Sağ Taraf Tipik olarak asidik özellikler sergileyen periyodik tablo. Çoğu zaman bu elementler birbirleriyle bileşikler halinde bulunur (örneğin boratlar, sülfatlar, su). Serbest moleküler halde kükürt, oksijen ve nitrojenin varlığı bilinmektedir. Ayrıca birkaç atomlu metal olmayan gaz da vardır; yukarıda bahsedilenlere ek olarak bunlar arasında hidrojen, flor, brom, klor ve iyot bulunur.

Bunlar dünyadaki en yaygın maddelerdir; özellikle silikon, hidrojen, oksijen ve karbon yaygındır. İyot, selenyum ve arsenik çok nadirdir (bu aynı zamanda radyoaktif ve kararsız konfigürasyonları da içerir). son dönemler tablolar).

Bileşiklerde ametaller öncelikle asit gibi davranır. Seviyeyi tamamlamak için ek sayıda elektron ekleme yeteneklerinden dolayı güçlü oksitleyici maddelerdirler.

inorganiklerde

Bir grup atomla temsil edilen maddelere ek olarak, birçok farklı konfigürasyon içeren bileşikler de vardır. Bu tür maddeler ikili (iki farklı parçacıktan oluşan), üç, dört elementli vb. olabilir.

İki elementli maddeler

Kimya, moleküllerdeki bağların ikili yapısına özel önem verir. İnorganik bileşik sınıfları aynı zamanda atomlar arasında oluşan bağlar açısından da değerlendirilir. İyonik, metalik, kovalent (polar veya polar olmayan) veya karışık olabilir. Tipik olarak, bu tür maddeler açıkça bazik (metal varlığında), amfoterik (çift - özellikle alüminyumun karakteristiği) veya asidik (+4 ve daha yüksek oksidasyon durumuna sahip bir element varsa) nitelikleri sergiler.

Üç elementli ortaklar

İnorganik kimyadaki konular bu tür atom kombinasyonlarının dikkate alınmasını içerir. İkiden fazla atom grubundan oluşan bileşikler (inorganikler çoğunlukla üç elementli türlerle ilgilidir) genellikle fizikokimyasal parametreler açısından birbirinden önemli ölçüde farklı olan bileşenlerin katılımıyla oluşturulur.

Olası bağ türleri kovalent, iyonik ve karışıktır. Tipik olarak, üç elementli maddeler, atomlar arası etkileşim kuvvetlerinden birinin diğerinden çok daha güçlü olması nedeniyle davranış olarak ikili maddelere benzer: zayıf olan ikincil olarak oluşur ve çözeltide daha hızlı ayrışma yeteneğine sahiptir.

İnorganik Kimya Dersleri

İnorganik dersinde incelenen maddelerin büyük çoğunluğu, bileşimlerine ve özelliklerine bağlı olarak basit bir sınıflandırmaya göre değerlendirilebilir. Böylece oksitler ve tuzlar arasında bir ayrım yapılır. Hemen hemen her inorganik maddenin görünebileceği oksitlenmiş formlar kavramına aşina olarak aralarındaki ilişkiyi düşünmeye başlamak daha iyidir. Bu tür bileşenlerin kimyası oksitlerle ilgili bölümlerde tartışılmaktadır.

Oksitler

Bir oksit, -2 oksidasyon durumunda (sırasıyla peroksitlerde -1) oksijen içeren herhangi bir kimyasal elementin bir bileşiğidir. Bağ oluşumu, O2'nin indirgenmesiyle (en elektronegatif element oksijen olduğunda) elektronların bağışlanması ve eklenmesi nedeniyle oluşur.

İkinci grup atomlara bağlı olarak asidik, amfoterik ve bazik özellikler gösterebilirler. Oksit halinde ise oksidasyon durumu +2'yi geçmiyorsa, metal değilse - +4 ve üstü. Parametrelerin ikili doğasına sahip numunelerde +3 değerine ulaşılır.

İnorganiklerdeki asitler

Asidik bileşikler, çözeltiye girebilen ve daha sonra bir metal iyonu ile değiştirilebilen hidrojen katyonlarının içeriği nedeniyle 7'den daha düşük bir çevresel reaksiyona sahiptir. Sınıflandırmaya göre karmaşık maddelerdir. Asitlerin çoğu, karşılık gelen oksitlerin suyla seyreltilmesiyle, örneğin S03'ün hidrasyonundan sonra sülfürik asit oluşturularak hazırlanabilir.

Temel inorganik kimya

Bu tip bileşiğin özellikleri, ortamın 7'nin üzerinde reaksiyonunu veren hidroksil radikali OH'nin varlığından kaynaklanmaktadır. Çözünür bazlar Alkaliler olarak adlandırılanlar, tam ayrışma (sıvı içinde iyonlara parçalanma) nedeniyle bu sınıftaki maddeler arasında en güçlü olanlardır. Tuz oluştururken OH grubu asidik kalıntılarla değiştirilebilir.

İnorganik kimya, maddeleri farklı bakış açılarından tanımlayabilen ikili bir bilimdir. Protolitik teoride bazlar hidrojen katyonu alıcıları olarak kabul edilir. Bu yaklaşım, proton kabul edebilen herhangi bir maddeyi alkali olarak adlandırarak bu madde sınıfı kavramını genişletir.

Tuzlar

Bu tür bileşikler bazlar ve asitler arasındadır, çünkü bunların etkileşiminin bir ürünüdür. Bu nedenle katyon genellikle bir metal iyonudur (bazen amonyum, fosfonyum veya hidronyum) ve anyonik madde ise asidik bir kalıntıdır. Tuz oluştuğunda hidrojenin yerini başka bir madde alır.

Reaktif sayısının oranına ve birbirlerine göre güçlerine bağlı olarak, çeşitli etkileşim ürünlerini dikkate almak mantıklıdır:

• hidroksil grupları tamamen değiştirilmezse bazik tuzlar elde edilir (bu tür maddeler alkalin reaksiyonuna sahiptir);
• ters durumda asit tuzları oluşur - reaksiyona giren baz eksikliği olduğunda, bileşikte hidrojen kısmen kalır;
• en ünlüsü ve anlaşılması en kolay olanı ortalama (veya normal) numunelerdir - bunlar, su ve yalnızca bir metal katyonu veya bunun analogu ve bir asit kalıntısı içeren bir maddenin oluşumuyla reaktanların tamamen nötrleştirilmesinin ürünüdür.

İnorganik kimya, sınıfların her birini ayrı ayrı ele alınan parçalara ayırmayı içeren bir bilimdir. farklı zaman: bazıları - daha önce, diğerleri - daha sonra. Daha derinlemesine bir çalışma ile 4 tür tuz daha ayırt edilir:

• Çiftler, iki katyonun varlığında tek bir anyon içerir. Tipik olarak bu tür maddeler, iki tuzun aynı asit kalıntısıyla ancak farklı metallerle birleştirilmesiyle elde edilir.
• Karışık tip öncekinin tam tersidir: temeli iki farklı anyon içeren bir katyondur.
• Kristalin hidratlar, formülü kristalize halde su içeren tuzlardır.
• Kompleksler, katyon, anyon veya her ikisinin bir oluşturucu elementle birlikte kümeler halinde sunulduğu maddelerdir. Bu tür tuzlar esas olarak alt grup B'nin elementlerinden elde edilebilir.

İnorganik kimya atölyesinde yer alan ve tuzlar olarak veya ayrı bilgi bölümleri olarak sınıflandırılabilen diğer maddeler arasında hidritler, nitrürler, karbürler ve intermetalik bileşikler (alaşım olmayan çeşitli metallerin bileşikleri) yer alır.

Sonuçlar

İnorganik kimya, ilgi alanlarına bakılmaksızın bu alandaki her uzmanın ilgisini çeken bir bilimdir. Okulda bu konuyla ilgili çalışılan ilk bölümleri içerir. İnorganik kimya dersi, büyük miktardaki bilginin açık ve basit bir sınıflandırmaya uygun olarak sistemleştirilmesini sağlar.