İnorganik kimya genel kimyanın bir parçasıdır. İnorganik bileşiklerin özellikleri ve davranışları, yapıları ve diğer maddelerle reaksiyona girme kabiliyetleri ile ilgilenir. Bu yön, karbon zincirlerinden yapılanlar (ikincisi organik kimya çalışmasının konusudur) dışında tüm maddeleri araştırır.
Açıklama
Kimya karmaşık bir bilimdir. Kategorilere ayrılması tamamen keyfidir. Örneğin, inorganik ve organik kimya, biyoinorganik adı verilen bileşiklerle bağlantılıdır. Bunlara hemoglobin, klorofil, B vitamini12 ve birçok enzim dahildir.
Çoğu zaman, maddeler veya süreçler incelenirken, diğer bilimlerle olan çeşitli ilişkileri hesaba katmak gerekir. Genel ve inorganik kimya, sayısı 400.000'e yaklaşan basit ve karmaşık maddeleri kapsar. Özelliklerinin incelenmesi, genellikle bir bilimin karakteristik özelliklerini birleştirebildikleri için, genellikle çok çeşitli fiziksel kimya yöntemlerini içerir.fizik. Maddelerin kalitesi iletkenlik, manyetik ve optik aktivite, katalizörlerin etkisi ve diğer "fiziksel" faktörlerden etkilenir.
Genel olarak inorganik bileşikler işlevlerine göre sınıflandırılır:
- asitler;
- zemin;
- oksitler;
- tuz.
Oksitler genellikle metallere (bazik oksitler veya bazik anhidritler) ve metal olmayan oksitlere (asidik oksitler veya asit anhidritler) ayrılır.
Origination
İnorganik kimyanın tarihi birkaç döneme ayrılır. İlk aşamada, rastgele gözlemler yoluyla bilgi toplandı. Antik çağlardan beri, adi metalleri değerli metallere dönüştürmek için girişimlerde bulunulmuştur. Simya fikri, Aristoteles tarafından elementlerin dönüştürülebilirliği doktrini aracılığıyla desteklendi.
On beşinci yüzyılın ilk yarısında salgınlar şiddetlendi. Özellikle nüfus çiçek hastalığı ve vebadan muzdaripti. Aesculapius, hastalıklara belirli maddelerin neden olduğunu ve bunlarla mücadelenin başka maddeler yardımıyla yapılması gerektiğini varsayıyordu. Bu, sözde mediko-kimyasal dönemin başlangıcına yol açtı. O zamanlar kimya bağımsız bir bilim oldu.
Yeni bir bilimin ortaya çıkışı
Rönesans sırasında, tamamen pratik bir çalışma alanından kimya, teorik kavramları "edinmeye" başladı. Bilim adamları, maddelerle meydana gelen altta yatan süreçleri açıklamaya çalıştılar. 1661'de Robert Boyle "kimyasal element" kavramını tanıttı. 1675'te Nicholas Lemmer kimyasal elementleri ayırdı.bitki ve hayvanlardan elde edilen mineraller, böylece inorganik bileşiklerin kimyasının organik olanlardan ayrı çalışmasını şart koşar.
Daha sonra kimyacılar yanma olgusunu açıklamaya çalıştılar. Alman bilim adamı Georg Stahl, yanıcı bir cismin yerçekimi olmayan bir flojiston parçacığını reddettiği flojiston teorisini yarattı. 1756'da Mikhail Lomonosov, belirli metallerin yanmasının hava parçacıkları (oksijen) ile ilişkili olduğunu deneysel olarak kanıtladı. Antoine Lavoisier de flojiston teorisini çürüterek modern yanma teorisinin kurucusu oldu. Ayrıca "kimyasal elementlerin bileşimi" kavramını da tanıttı.
Geliştirme
Bir sonraki dönem John D alton'un çalışmasıyla başlar ve kimyasal yasaları atom (mikroskobik) düzeydeki maddelerin etkileşimi yoluyla açıklamaya çalışır. 1860 yılında Karlsruhe'deki ilk kimya kongresi atom, değerlik, eşdeğer ve molekül kavramlarını tanımladı. Periyodik yasanın keşfi ve periyodik sistemin yaratılması sayesinde Dmitry Mendeleev, atomik-moleküler teorinin sadece kimyasal yasalarla değil, aynı zamanda elementlerin fiziksel özellikleriyle de bağlantılı olduğunu kanıtladı.
İnorganik kimyanın gelişimindeki bir sonraki aşama, 1876'da radyoaktif bozunmanın keşfi ve 1913'te atom tasarımının aydınlatılmasıyla ilişkilidir. Albrecht Kessel ve Gilbert Lewis tarafından 1916'da yapılan bir araştırma, kimyasal bağların doğası sorununu çözüyor. Willard Gibbs ve Henrik Roszeb'in heterojen denge teorisine dayanarak, 1913'te Nikolai Kurnakov modern inorganik kimyanın ana yöntemlerinden birini yarattı -fiziksel ve kimyasal analiz.
İnorganik kimyanın temelleri
İnorganik bileşikler doğal olarak mineraller şeklinde oluşur. Toprak, alçı formunda pirit veya kalsiyum sülfat gibi demir sülfür içerebilir. İnorganik bileşikler de biyomoleküller olarak ortaya çıkar. Katalizör veya reaktif olarak kullanılmak üzere sentezlenirler. İlk önemli yapay inorganik bileşik, toprağı gübrelemek için kullanılan amonyum nitrattır.
Tuz
Birçok inorganik bileşik, katyonlar ve anyonlardan oluşan iyonik bileşiklerdir. Bunlar, inorganik kimyada araştırma konusu olan sözde tuzlardır. İyonik bileşiklere örnekler:
- Magnezyum klorür (MgCl2), Mg2+ katyonları ve Cl- anyonları içerir.
- Sodyum oksit (Na2O), Na+ katyonlarından ve O2- anyonlarından oluşur .
Her tuzda, iyon oranları öyledir ki elektrik yükleri dengededir, yani bileşik bir bütün olarak elektriksel olarak nötrdür. İyonlar, oksidasyon durumları ve oluştukları elementlerin iyonizasyon potansiyelinden (katyonlar) veya elektron afinitesinden (anyonlar) kaynaklanan oluşum kolaylığı ile tanımlanır.
İnorganik tuzlar arasında oksitler, karbonatlar, sülfatlar ve halojenürler bulunur. Birçok bileşik, yüksek erime noktaları ile karakterize edilir. İnorganik tuzlar genellikle katı kristal oluşumlardır. Bir diğer önemli özelliği de onlarınsuda çözünürlük ve kristalleşme kolaylığı. Bazı tuzlar (örneğin NaCl) suda çok çözünürken diğerleri (örneğin SiO2) hemen hemen çözünmez.
Metaller ve alaşımlar
Demir, bakır, bronz, pirinç, alüminyum gibi metaller, periyodik tablonun sol alt kısmında yer alan bir grup kimyasal elementtir. Bu grup, yüksek termal ve elektriksel iletkenlik ile karakterize edilen 96 element içerir. Metalurjide yaygın olarak kullanılırlar. Metaller şartlı olarak demir ve demir dışı, ağır ve hafif olarak ayrılabilir. Bu arada, en çok kullanılan element demirdir, tüm metal türleri arasında dünya üretiminin %95'ini oluşturur.
Alaşımlar, iki veya daha fazla metalin sıvı halde eritilip karıştırılmasıyla elde edilen karmaşık maddelerdir. Küçük alaşım ilaveleri ve modifiye edici bileşenler içeren bir bazdan (yüzde olarak baskın elementler: demir, bakır, alüminyum, vb.) oluşurlar.
İnsanlık yaklaşık 5000 çeşit alaşım kullanır. İnşaat ve sanayide ana malzemelerdir. Bu arada metaller ve metal olmayanlar arasında da alaşımlar var.
Sınıflandırma
İnorganik kimya tablosunda metaller birkaç gruba ayrılır:
- 6 element alkali grubundadır (lityum, potasyum, rubidyum, sodyum, fransiyum, sezyum);
- 4 - alkali toprakta (radyum, baryum, stronsiyum, kalsiyum);
- 40 - geçişte (titanyum, altın, tungsten, bakır, manganez,skandiyum, demir vb.);
- 15 – lantanitler (lantan, seryum, erbiyum, vb.);
- 15 – aktinitler (uranyum, aktinyum, toryum, fermiyum, vb.);
- 7 – yarı metaller (arsenik, bor, antimon, germanyum vb.);
- 7 - hafif metaller (alüminyum, kalay, bizmut, kurşun vb.).
Ametaller
Metal olmayanlar hem kimyasal elementler hem de kimyasal bileşikler olabilir. Serbest halde, metalik olmayan özelliklere sahip basit maddeler oluştururlar. İnorganik kimyada 22 element ayırt edilir. Bunlar hidrojen, bor, karbon, azot, oksijen, flor, silikon, fosfor, kükürt, klor, arsenik, selenyum vb.
En tipik metal olmayanlar halojenlerdir. Metallerle reaksiyonda, bağı esas olarak KCl veya CaO gibi iyonik olan bileşikler oluştururlar. Birbirleriyle etkileşime girdiğinde, metal olmayanlar kovalent olarak bağlı bileşikler oluşturabilir (Cl3N, ClF, CS2, vb.).
Bazlar ve asitler
Bazlar, en önemlileri suda çözünür hidroksitler olan karmaşık maddelerdir. Çözündüklerinde metal katyonları ve hidroksit anyonları ile ayrışırlar ve pH'ları 7'den büyüktür. Bazlar kimyasal olarak asitlerin zıttı olarak kabul edilebilir çünkü suda ayrışan asitler baz indirgenene kadar hidrojen iyonlarının (H3O+) konsantrasyonunu arttırır.
Asitler, bazlardan elektron alarak bazlarla kimyasal reaksiyonlara katılan maddelerdir. Pratik öneme sahip asitlerin çoğu suda çözünürdür. Çözündüklerinde hidrojen katyonlarından ayrışırlar.(Н+) ve asidik anyonlar ve pH'ları 7'den az
