ქიმიის კურსი სკოლებში იწყება მე-8 კლასში მეცნიერების ზოგადი საფუძვლების შესწავლით: აღწერილია ატომებს შორის კავშირის შესაძლო ტიპები, კრისტალური გისოსების ტიპები და ყველაზე გავრცელებული რეაქციის მექანიზმები. ეს ხდება მნიშვნელოვანი, მაგრამ უფრო კონკრეტული ნაწილის - არაორგანული ნივთიერებების შესწავლის საფუძველი.
რა არის ეს
არაორგანული ქიმია არის მეცნიერება, რომელიც ითვალისწინებს პერიოდული ცხრილის ყველა ელემენტის სტრუქტურის, ძირითადი თვისებების და რეაქტიულობის პრინციპებს. არაორგანულში მნიშვნელოვან როლს ასრულებს პერიოდული კანონი, რომელიც აუმჯობესებს ნივთიერებების სისტემატურ კლასიფიკაციას მათი მასის, რაოდენობისა და ტიპის შეცვლით.
კურსი ასევე მოიცავს ცხრილის ელემენტების ურთიერთქმედების დროს წარმოქმნილ ნაერთებს (გამონაკლისია მხოლოდ ნახშირწყალბადების ფართობი, რომელიც განხილულია ორგანულ თავებში). არაორგანული ქიმიის ამოცანები საშუალებას გაძლევთ შეიმუშაოთ პრაქტიკაში მიღებული თეორიული ცოდნა.
მეცნიერება ისტორიულშიასპექტი
სახელი "არაორგანული" გაჩნდა იმ იდეის შესაბამისად, რომ იგი მოიცავს ქიმიური ცოდნის ნაწილს, რომელიც არ არის დაკავშირებული ბიოლოგიური ორგანიზმების საქმიანობასთან.
დროთა განმავლობაში დადასტურდა, რომ ორგანული სამყაროს უმეტესობას შეუძლია "არაცოცხალი" ნაერთების წარმოება და ნებისმიერი ტიპის ნახშირწყალბადები სინთეზირდება ლაბორატორიაში. ამრიგად, ამონიუმის ციანატისგან, რომელიც არის მარილი ელემენტების ქიმიაში, გერმანელმა მეცნიერმა ველერმა შეძლო შარდოვანას სინთეზირება.
ორივე მეცნიერებაში კვლევის სახეობების ნომენკლატურასთან და კლასიფიკაციასთან დაბნევის თავიდან ასაცილებლად, სასკოლო და საუნივერსიტეტო კურსების პროგრამა, ზოგადი ქიმიის შემდეგ, მოიცავს არაორგანული ნივთიერებების, როგორც ფუნდამენტური დისციპლინის შესწავლას. მეცნიერული სამყარო ინარჩუნებს მსგავს თანმიმდევრობას.
არაორგანული ნივთიერებების კლასები
ქიმია ითვალისწინებს მასალის ასეთ პრეზენტაციას, რომელშიც არაორგანული ნივთიერებების შესავალი თავები განიხილავს ელემენტების პერიოდულ კანონს. ეს არის სპეციალური ტიპის კლასიფიკაცია, რომელიც ემყარება ვარაუდს, რომ ბირთვების ატომური მუხტები გავლენას ახდენენ ნივთიერებების თვისებებზე და ეს პარამეტრები ციკლურად იცვლება. თავდაპირველად, ცხრილი აშენდა ელემენტების ატომური მასების ზრდის ასახვით, მაგრამ მალე ეს თანმიმდევრობა უარყოფილ იქნა მისი შეუსაბამობის გამო იმ ასპექტში, რომელშიც არაორგანული ნივთიერებები მოითხოვს ამ საკითხის განხილვას.
ქიმია, გარდა პერიოდული ცხრილისა, ვარაუდობს დაახლოებით ასი ფიგურის, მტევნისა და დიაგრამის არსებობას, რომლებიც ასახავს თვისებების პერიოდულობას.
ამჟამად, ასეთის განხილვის კონსოლიდირებული ვერსიაცნებები, როგორც არაორგანული ქიმიის კლასები. ცხრილის სვეტები მიუთითებს ელემენტებს, რომლებიც დამოკიდებულია ფიზიკურ და ქიმიურ თვისებებზე, რიგებში - ერთმანეთის მსგავსი პერიოდები.
მარტივი ნივთიერებები არაორგანულებში
ნიშანი პერიოდულ სისტემაში და მარტივი სუბსტანცია თავისუფალ მდგომარეობაში ყველაზე ხშირად სხვადასხვა რამეა. პირველ შემთხვევაში აისახება მხოლოდ კონკრეტული ტიპის ატომები, მეორეში - ნაწილაკების შეერთების ტიპი და მათი ურთიერთზემოქმედება სტაბილურ ფორმებში.
ქიმიური ბმა მარტივ ნივთიერებებში განსაზღვრავს მათ დაყოფას ოჯახებად. ამრიგად, შეიძლება განვასხვავოთ ატომების ორი ფართო ტიპი - ლითონები და არალითონები. პირველი ოჯახი მოიცავს 96 ელემენტს შესწავლილი 118-დან.
მეტალები
მეტალის ტიპი გულისხმობს ნაწილაკებს შორის ერთიდაიმავე სახელის კავშირის არსებობას. ურთიერთქმედება ეფუძნება გისოსის ელექტრონების სოციალიზაციას, რომელიც ხასიათდება არამიმართულობითა და უჯერობით. ამიტომ ლითონები კარგად ატარებენ სითბოს და მუხტს, აქვთ მეტალის ბზინვარება, ელასტიურობა და დრეკადობა.
პირობითად, ლითონები მარცხნივ არის პერიოდულ სისტემაში, როდესაც სწორი ხაზი დგება ბორონიდან ატატინამდე. ამ ხაზთან ახლოს მდებარე ელემენტები ყველაზე ხშირად საზღვრის ხასიათს ატარებენ და ავლენენ თვისებების ორმაგობას (მაგალითად, გერმანიუმი).
მეტალები ძირითადად ქმნიან ძირითად ნაერთებს. ასეთი ნივთიერებების ჟანგვის მდგომარეობა ჩვეულებრივ არ აღემატება ორს. ჯგუფში მეტალისობა მატულობს, პერიოდში კი მცირდება. მაგალითად, რადიოაქტიური ფრანციუმი უფრო მეტ ძირითად თვისებებს ავლენს, ვიდრე ნატრიუმს და შიჰალოგენების ოჯახში იოდს მეტალის ბზინვარებაც კი აქვს.
თორემ ვითარება იმ პერიოდშია - ინერტული აირები ავსებენ ქვედონეებს, რომელთა წინაშეც საპირისპირო თვისებების მქონე ნივთიერებებია. პერიოდული ცხრილის ჰორიზონტალურ სივრცეში ელემენტების გამოვლენილი რეაქტიულობა იცვლება ძირითადიდან ამფოტერულიდან მჟავემდე. ლითონები კარგი შემცირების აგენტებია (მიიღება ელექტრონები, როდესაც ბმები წარმოიქმნება).
არამეტალები
ამ ტიპის ატომები შედის არაორგანული ქიმიის ძირითად კლასებში. არამეტალები იკავებენ პერიოდული ცხრილის მარჯვენა მხარეს და აჩვენებენ ჩვეულებრივ მჟავე თვისებებს. ყველაზე ხშირად, ეს ელემენტები გვხვდება ერთმანეთთან ნაერთების სახით (მაგალითად, ბორატები, სულფატები, წყალი). თავისუფალ მოლეკულურ მდგომარეობაში ცნობილია გოგირდის, ჟანგბადის და აზოტის არსებობა. ასევე არსებობს რამდენიმე დიატომური არალითონური აირები - ზემოთ აღნიშნული ორის გარდა, მათ შორისაა წყალბადი, ფტორი, ბრომი, ქლორი და იოდი.
ეს არის ყველაზე გავრცელებული ნივთიერებები დედამიწაზე - განსაკუთრებით გავრცელებულია სილიციუმი, წყალბადი, ჟანგბადი და ნახშირბადი. იოდი, სელენი და დარიშხანი ძალიან იშვიათია (ამაში ასევე შედის რადიოაქტიური და არასტაბილური კონფიგურაციები, რომლებიც განლაგებულია ცხრილის ბოლო პერიოდებში).
ნაერთებში არამეტალები იქცევიან ძირითადად მჟავებად. ისინი წარმოადგენენ მძლავრ ჟანგვის აგენტებს იმის გამო, რომ აქვთ დამატებითი რაოდენობის ელექტრონების მიმაგრება დონის დასასრულებლად.
კომპლექსური ნივთიერებები არაორგანულებში
გარდა ნივთიერებებისა, რომლებიც წარმოდგენილია ატომების ერთი ჯგუფით,განასხვავებენ ნაერთებს, რომლებიც შეიცავენ რამდენიმე სხვადასხვა კონფიგურაციას. ასეთი ნივთიერებები შეიძლება იყოს ორობითი (ორი განსხვავებული ნაწილაკისგან შემდგარი), სამ-, ოთხელემენტიანი და ასე შემდეგ.
ორელემენტიანი ნივთიერებები
ქიმია განსაკუთრებულ მნიშვნელობას ანიჭებს მოლეკულებში ბმების ორობითობას. არაორგანული ნაერთების კლასები ასევე განიხილება ატომებს შორის წარმოქმნილი ბმის თვალსაზრისით. ეს შეიძლება იყოს იონური, მეტალის, კოვალენტური (პოლარული ან არაპოლარული) ან შერეული. როგორც წესი, ასეთი ნივთიერებები აშკარად აჩვენებენ ძირითად (მეტალის თანდასწრებით), ამფორტერულ (ორმაგი - განსაკუთრებით ალუმინის დამახასიათებელი) ან მჟავე (თუ არსებობს ელემენტი +4 და მეტი ჟანგვის მდგომარეობით) თვისებებს.
სამი ელემენტიანი ასოციაციები
არაორგანული ქიმიის თემები ითვალისწინებს ამ ტიპის ატომების გაერთიანების განხილვას. ნაერთები, რომლებიც შედგება ატომების ორზე მეტი ჯგუფისგან (ყველაზე ხშირად არაორგანული ნივთიერებები ეხება სამ ელემენტიან სახეობებს) ჩვეულებრივ წარმოიქმნება კომპონენტების მონაწილეობით, რომლებიც მნიშვნელოვნად განსხვავდებიან ერთმანეთისგან ფიზიკურ-ქიმიური პარამეტრებით.
ბმების შესაძლო ტიპებია კოვალენტური, იონური და შერეული. როგორც წესი, სამი ელემენტისგან შემდგარი ნივთიერებები ქცევით ჰგავს ორობითს, იმის გამო, რომ ატომთაშორისი ურთიერთქმედების ერთ-ერთი ძალა მეორეზე ბევრად ძლიერია: სუსტი წარმოიქმნება მეორად და აქვს ხსნარში უფრო სწრაფად დისოციაციის უნარი..
არაორგანული ქიმიის კლასები
არაორგანულ კურსში შესწავლილი ნივთიერებების აბსოლუტური უმრავლესობა შეიძლება ჩაითვალოს მარტივი კლასიფიკაციით, მათი შემადგენლობისა და მიხედვით.თვისებები. ასე რომ, განასხვავებენ ჰიდროქსიდებს, მჟავებს, ოქსიდებს და მარილებს. მათი ურთიერთობის განხილვა უმჯობესია დაიწყოს დაჟანგული ფორმების კონცეფციის გაცნობით, რომელშიც თითქმის ნებისმიერი არაორგანული ნივთიერება შეიძლება გამოჩნდეს. ასეთი ასოციაციების ქიმია განხილულია ოქსიდების თავებში.
ოქსიდები
ოქსიდი არის ნებისმიერი ქიმიური ელემენტის ნაერთი, რომლის ჟანგბადი ჟანგვის მდგომარეობაშია -2 (შესაბამისად, პეროქსიდებში -1). ბმის წარმოქმნა ხდება ელექტრონების უკუქცევისა და მიმაგრების გამო O2-ის შემცირებით (როდესაც ჟანგბადი ყველაზე ელექტროუარყოფითი ელემენტია).
შეუძლია გამოავლინოს როგორც მჟავე, ასევე ამფოტერული და ძირითადი თვისებები, ატომების მეორე ჯგუფის მიხედვით. თუ ლითონია, ოქსიდში არ აღემატება +2 ჟანგვის მდგომარეობას, თუ არალითონი - +4-დან და ზევით. პარამეტრებში ორმაგი ბუნების მქონე ნიმუშებში, მნიშვნელობა +3.
მჟავები არაორგანულებში
მჟავე ნაერთებს აქვთ საშუალო რეაქცია 7-ზე ნაკლები წყალბადის კათიონების შემცველობის გამო, რომელიც შეიძლება შევიდეს ხსნარში და შემდგომში შეიცვალოს ლითონის იონი. კლასიფიკაციის მიხედვით, ისინი რთული ნივთიერებებია. მჟავების უმეტესობის მიღება შესაძლებელია შესაბამისი ოქსიდების წყლით განზავით, მაგალითად, გოგირდმჟავას წარმოქმნისას SO3.
..
ძირითადი არაორგანული ქიმია
ამ ტიპის ნაერთების თვისებები განპირობებულია ჰიდროქსილის რადიკალის OH არსებობით, რომელიც იძლევა გარემოს რეაქციას 7-ზე ზემოთ. ხსნად ფუძეებს ე.წ.ტუტეები, ისინი ყველაზე ძლიერია ნივთიერებების ამ კლასში სრული დისოციაციის გამო (იონებად დაშლა სითხეში). OH ჯგუფი მარილების წარმოქმნაში შეიძლება შეიცვალოს მჟავე ნარჩენებით.
არაორგანული ქიმია არის ორმაგი მეცნიერება, რომელსაც შეუძლია აღწეროს ნივთიერებები სხვადასხვა პერსპექტივიდან. პროტოლიზურ თეორიაში ფუძეები განიხილება, როგორც წყალბადის კათიონის მიმღები. ეს მიდგომა აფართოებს ნივთიერებების ამ კლასის კონცეფციას, ტუტეს უწოდებს ნებისმიერ ნივთიერებას, რომელსაც შეუძლია პროტონის მიღება.
მარილები
ამ ტიპის ნაერთები არის ფუძეებსა და მჟავებს შორის, რადგან ეს არის მათი ურთიერთქმედების პროდუქტი. ამრიგად, ლითონის იონი (ზოგჯერ ამონიუმი, ფოსფონიუმი ან ჰიდროქსონიუმი) ჩვეულებრივ მოქმედებს როგორც კატიონი, ხოლო მჟავის ნარჩენი მოქმედებს როგორც ანიონური ნივთიერება. როდესაც მარილი წარმოიქმნება, წყალბადი იცვლება სხვა ნივთიერებით.
რეაგენტების რაოდენობის და მათი სიძლიერის თანაფარდობიდან გამომდინარე, რაციონალურია განვიხილოთ ურთიერთქმედების პროდუქტის რამდენიმე ტიპი:
- ძირითადი მარილები მიიღება, თუ ჰიდროქსილის ჯგუფები სრულად არ არის ჩანაცვლებული (ასეთ ნივთიერებებს აქვთ ტუტე რეაქციის გარემო);
- მჟავა მარილები წარმოიქმნება საპირისპირო შემთხვევაში - რეაქტიული ფუძის ნაკლებობით წყალბადი ნაწილობრივ რჩება ნაერთში;
- ყველაზე ცნობილი და ადვილად გასაგები არის საშუალო (ან ნორმალური) ნიმუშები - ისინი წარმოადგენენ რეაგენტების სრული ნეიტრალიზაციის პროდუქტს წყლის წარმოქმნით და ნივთიერებით მხოლოდ ლითონის კატიონით ან მისი ანალოგით და მჟავა ნარჩენებით..
არაორგანული ქიმია არის მეცნიერება, რომელიც მოიცავსთითოეული კლასის დაყოფა ფრაგმენტებად, რომლებიც განიხილება სხვადასხვა დროს: ზოგი - ადრე, ზოგი - მოგვიანებით. უფრო სიღრმისეული შესწავლით გამოიყოფა კიდევ 4 სახის მარილები:
- Double შეიცავს ერთ ანიონს ორი კატიონის თანდასწრებით. ჩვეულებრივ, ასეთი ნივთიერებები მიიღება ორი მარილის შერწყმით ერთი და იგივე მჟავის ნარჩენებთან, მაგრამ სხვადასხვა ლითონებთან.
- შერეული ტიპი წინას საპირისპიროა: მისი საფუძველია ერთი კატიონი ორი განსხვავებული ანიონით.
- კრისტალის ჰიდრატები - მარილები, რომელთა ფორმულაში არის წყალი კრისტალიზებულ მდგომარეობაში.
- კომპლექსები არის ნივთიერებები, რომლებშიც კატიონი, ანიონი ან ორივე მათგანი წარმოდგენილია ფორმირების ელემენტის მქონე გროვების სახით. ასეთი მარილების მიღება შესაძლებელია ძირითადად B ქვეჯგუფის ელემენტებიდან.
არაორგანული ქიმიის სახელოსნოში შემავალი სხვა ნივთიერებები, რომლებიც შეიძლება კლასიფიცირდეს მარილებად ან ცოდნის ცალკეულ თავებად, მოიცავს ჰიდრიდებს, ნიტრიდებს, კარბიდებს და ინტერმეტალიდებს (რამდენიმე ლითონის ნაერთები, რომლებიც არ არიან შენადნობები).
შედეგები
არაორგანული ქიმია არის მეცნიერება, რომელიც დაინტერესებულია ამ დარგის ყველა სპეციალისტისთვის, განურჩევლად მისი ინტერესებისა. იგი მოიცავს ამ საგანში სკოლაში შესწავლილ პირველ თავებს. არაორგანული ქიმიის კურსი ითვალისწინებს დიდი რაოდენობით ინფორმაციის სისტემატიზაციას გასაგები და მარტივი კლასიფიკაციის შესაბამისად.
