Khóa học Hóa học trong trường học bắt đầu từ lớp 8 với việc nghiên cứu các cơ sở chung của khoa học: các loại liên kết có thể có giữa các nguyên tử, các loại mạng tinh thể và các cơ chế phản ứng phổ biến nhất được mô tả. Điều này trở thành nền tảng cho việc nghiên cứu một phần quan trọng, nhưng cụ thể hơn - vô tổ chức.
Đây là gì
Hóa học vô cơ là một môn khoa học xem xét các nguyên tắc cấu tạo, tính chất cơ bản và khả năng phản ứng của tất cả các nguyên tố trong bảng tuần hoàn. Quy luật tuần hoàn đóng một vai trò quan trọng trong chất vô cơ, giúp hợp lý hóa việc phân loại một cách có hệ thống các chất bằng cách thay đổi khối lượng, số lượng và loại của chúng.
Khóa học cũng bao gồm các hợp chất được hình thành trong quá trình tương tác của các nguyên tố trong bảng (ngoại lệ duy nhất là khu vực của hydrocacbon, được xem xét trong các chương của chất hữu cơ). Các nhiệm vụ trong hóa học vô cơ cho phép bạn tìm hiểu kiến thức lý thuyết thu được trong thực tế.
Khoa học trong lịch sửkhía cạnh
Cái tên "vô cơ" ra đời phù hợp với ý tưởng rằng nó bao hàm một phần kiến thức hóa học không liên quan đến hoạt động của các sinh vật sinh học.
Theo thời gian, người ta đã chứng minh rằng hầu hết thế giới hữu cơ có thể tạo ra các hợp chất "không sống", và các hydrocacbon thuộc bất kỳ loại nào đều được tổng hợp trong phòng thí nghiệm. Vì vậy, từ amoni cyanate, là một muối trong hóa học của các nguyên tố, nhà khoa học người Đức Wehler đã có thể tổng hợp urê.
Để tránh nhầm lẫn với danh pháp và phân loại của các loại hình nghiên cứu trong cả hai ngành khoa học, chương trình của các khóa học ở trường học và đại học, sau hóa học đại cương, liên quan đến việc nghiên cứu các chất vô tổ chức như một ngành cơ bản. Giới khoa học duy trì một trình tự tương tự.
Các lớp chất vô cơ
Hóa học cung cấp cách trình bày tài liệu như vậy, trong đó các chương giới thiệu về vô tổ chức xem xét Quy luật tuần hoàn của các nguyên tố. Đây là cách phân loại thuộc loại đặc biệt, dựa trên giả thiết rằng các điện tích nguyên tử của hạt nhân ảnh hưởng đến tính chất của các chất, và các thông số này thay đổi theo chu kỳ. Ban đầu, bảng được xây dựng để phản ánh sự gia tăng khối lượng nguyên tử của các nguyên tố, nhưng nhanh chóng dãy này bị bác bỏ do không thống nhất về khía cạnh mà các chất vô cơ cần xem xét vấn đề này.
Hóa học, ngoài bảng tuần hoàn, đề xuất sự hiện diện của khoảng một trăm hình, cụm và sơ đồ phản ánh tính tuần hoàn của các tính chất.
Hiện tại, một phiên bản hợp nhất của việc xem xét như vậycác khái niệm như các lớp của hóa học vô cơ. Các cột của bảng cho biết các nguyên tố phụ thuộc vào tính chất vật lý và hóa học, theo các hàng - tiết tương tự nhau.
Các chất đơn giản trong vô tổ chức
Một dấu hiệu trong bảng tuần hoàn và một chất đơn giản ở trạng thái tự do thường là những thứ khác nhau. Trong trường hợp đầu tiên, chỉ một loại nguyên tử cụ thể được phản ánh, trong trường hợp thứ hai - loại liên kết của các hạt và ảnh hưởng lẫn nhau của chúng ở dạng ổn định.
Liên kết hóa học trong các chất đơn giản xác định sự phân chia của chúng thành họ. Do đó, có thể phân biệt hai loại nhóm nguyên tử - kim loại và phi kim loại. Họ đầu tiên bao gồm 96 phần tử trong số 118 phần tử được nghiên cứu.
Kim loại
Loại kim loại ngụ ý sự hiện diện của kết nối cùng tên giữa các hạt. Tương tác dựa trên sự xã hội hóa của các electron của mạng tinh thể, được đặc trưng bởi tính không định hướng và không bão hòa. Đó là lý do tại sao kim loại dẫn nhiệt và tích điện tốt, có ánh kim loại, tính dễ uốn và độ dẻo.
Thông thường, các kim loại nằm ở bên trái trong bảng tuần hoàn khi một đường thẳng được vẽ từ boron đến astatine. Các phần tử gần vị trí với đường này thường có tính chất ranh giới và thể hiện tính chất hai mặt (ví dụ, germani).
Kim loại hầu hết tạo thành hợp chất cơ bản. Các trạng thái oxy hóa của các chất này thường không vượt quá hai. Trong một nhóm, tính kim loại tăng lên, trong khi trong một giai đoạn, nó giảm xuống. Ví dụ, franxi phóng xạ thể hiện nhiều tính chất cơ bản hơn natri, và trongTrong họ halogen, iốt thậm chí còn có ánh kim loại.
Nếu không, tình hình đang ở giai đoạn - khí trơ hoàn thành các cấp độ lại, trước đó có các chất có tính chất đối lập. Trong không gian nằm ngang của bảng tuần hoàn, khả năng phản ứng của các nguyên tố chuyển từ cơ bản đến lưỡng tính thành axit. Kim loại là chất khử tốt (nhận electron khi liên kết được hình thành).
Phi kim
Loại nguyên tử này được bao gồm trong các lớp chính của hóa học vô cơ. Các phi kim loại chiếm phía bên phải của bảng tuần hoàn, thể hiện các tính chất thường có tính axit. Thông thường, các nguyên tố này xảy ra ở dạng hợp chất với nhau (ví dụ, borat, sunfat, nước). Ở trạng thái phân tử tự do, sự tồn tại của lưu huỳnh, oxy và nitơ đã được biết đến. Ngoài ra còn có một số khí phi kim loại điatomic - ngoài hai khí ở trên, chúng bao gồm hydro, flo, brom, clo và iot.
Đây là những chất phổ biến nhất trên trái đất - silicon, hydro, oxy và carbon đặc biệt phổ biến. Iốt, selen và asen rất hiếm (điều này cũng bao gồm các cấu hình phóng xạ và không ổn định, nằm ở các giai đoạn cuối của bảng).
Trong các hợp chất, phi kim loại chủ yếu hoạt động như axit. Chúng là chất oxy hóa mạnh do có khả năng gắn thêm một số electron để hoàn thành mức độ.
Chất phức tạp trong vô tổ chức
Ngoài các chất được đại diện bởi một nhóm nguyên tử,Sự phân biệt được thực hiện giữa các hợp chất bao gồm một số cấu hình khác nhau. Những chất như vậy có thể là dạng nhị phân (bao gồm hai phần tử khác nhau), ba phần tử, bốn phần tử, v.v.
Chất hai nguyên tố
Hóa học đặc biệt coi trọng tính chất lưỡng tính của các liên kết trong phân tử. Các loại hợp chất vô cơ cũng được xem xét theo quan điểm của liên kết hình thành giữa các nguyên tử. Nó có thể là ion, kim loại, cộng hóa trị (phân cực hoặc không phân cực), hoặc hỗn hợp. Thông thường, các chất như vậy thể hiện rõ ràng tính bazơ (khi có mặt của kim loại), bền vững (kép - đặc biệt là đặc trưng của nhôm) hoặc có tính axit (nếu có một nguyên tố có trạng thái oxi hóa từ +4 trở lên).
Cộng sự ba nguyên tố
Các chủ đề của hóa học vô cơ cung cấp để xem xét loại hỗn hợp của các nguyên tử. Các hợp chất bao gồm nhiều hơn hai nhóm nguyên tử (hầu hết các chất vô tổ chức liên quan đến các loài ba nguyên tố) thường được hình thành với sự tham gia của các thành phần khác biệt đáng kể với nhau về các thông số hóa lý.
Các loại liên kết có thể có là cộng hóa trị, ion và hỗn hợp. Thông thường, các chất ba nguyên tố có hành vi tương tự như các chất nhị phân do một trong các lực tương tác giữa các nguyên tử mạnh hơn nhiều so với lực còn lại: chất yếu được hình thành lần thứ hai và có khả năng phân ly nhanh hơn trong dung dịch.
Lớp học hóa vô cơ
Đại đa số các chất được nghiên cứu trong khóa học vô cơ có thể được xem xét bằng cách phân loại đơn giản tùy thuộc vào thành phần của chúng vàtính chất. Vậy có thể phân biệt được hiđroxit, axit, oxit và muối. Tốt hơn hết là nên bắt đầu xem xét mối quan hệ của chúng với việc làm quen với khái niệm về các dạng oxy hóa, trong đó hầu như bất kỳ chất vô cơ nào cũng có thể xuất hiện. Hóa học của các chất liên kết như vậy được thảo luận trong các chương về oxit.
Ôxít
Oxit là hợp chất của bất kỳ nguyên tố hóa học nào với oxi ở trạng thái số oxi hóa bằng -2 (trong các peroxit tương ứng là -1). Sự hình thành liên kết xảy ra do sự giật và liên kết của các electron với sự khử O2(khi oxy là nguyên tố âm điện nhất).
Có thể thể hiện cả tính axit, lưỡng tính và tính bazơ, tùy thuộc vào nhóm nguyên tử thứ hai. Nếu là kim loại thì trong oxit không vượt quá trạng thái oxi hóa +2, nếu là phi kim - từ +4 trở lên. Trong các mẫu có tính chất kép của các tham số, giá trị + 3.
Axit trong vô tổ chức
Các hợp chất có tính axit có phản ứng trung bình nhỏ hơn 7 do hàm lượng cation hydro, có thể đi vào dung dịch và sau đó bị thay thế bởi một ion kim loại. Theo phân loại, chúng là những chất phức tạp. Hầu hết các axit có thể thu được bằng cách pha loãng các oxit tương ứng với nước, ví dụ, trong quá trình tạo thành axit sunfuric sau khi thủy hóa SO3.
Hóa học vô cơ cơ bản
Tính chất của loại hợp chất này là do sự có mặt của gốc hydroxyl OH, tạo ra phản ứng của môi trường trên 7. Bazơ tan được gọi làkiềm, chúng mạnh nhất trong nhóm chất này do phân ly hoàn toàn (phân rã thành ion trong chất lỏng). Nhóm OH trong quá trình tạo muối có thể được thay thế bằng dư lượng axit.
Hóa học vô cơ là một môn khoa học kép có thể mô tả các chất từ các khía cạnh khác nhau. Trong lý thuyết proton, bazơ được coi là chất nhận cation hydro. Cách tiếp cận này mở rộng khái niệm về loại chất này, gọi kiềm là bất kỳ chất nào có thể chấp nhận một proton.
Muối
Loại hợp chất này là giữa bazơ và axit, vì nó là sản phẩm của sự tương tác giữa chúng. Do đó, một ion kim loại (đôi khi là amoni, photphonium hoặc hydroxonium) thường hoạt động như một cation, và dư axit đóng vai trò là một chất anion. Khi một muối được tạo thành, hydro được thay thế bằng một chất khác.
Tùy thuộc vào tỷ lệ giữa số lượng thuốc thử và độ mạnh của chúng với nhau, có thể cân nhắc hợp lý một số loại sản phẩm tương tác:
- muối bazơ thu được nếu nhóm hydroxyl không thay thế hoàn toàn (các chất này có môi trường phản ứng kiềm);
- muối axit được tạo thành trong trường hợp ngược lại - khi thiếu bazơ phản ứng, một phần hydro vẫn còn trong hợp chất;
- Nổi tiếng nhất và dễ hiểu nhất là các mẫu trung bình (hoặc bình thường) - chúng là sản phẩm của sự trung hòa hoàn toàn các thuốc thử với sự tạo thành nước và một chất chỉ có cation kim loại hoặc chất tương tự của nó và dư lượng axit.
Hóa học vô cơ là một ngành khoa học liên quan đếnsự phân chia của mỗi lớp thành các phân đoạn được xem xét tại các thời điểm khác nhau: một số - sớm hơn, những lớp khác - muộn hơn. Với một nghiên cứu chuyên sâu hơn, 4 loại muối nữa được phân biệt:
- Đôi chứa một anion duy nhất với sự hiện diện của hai cation. Thông thường những chất như vậy thu được bằng cách trộn hai muối với cùng một lượng dư axit, nhưng khác kim loại.
- Loại hỗn hợp ngược lại với loại trước: cơ sở của nó là một cation với hai anion khác nhau.
- Tinh thể hydrat - muối, trong công thức có nước ở trạng thái kết tinh.
- Phức chất là những chất trong đó một cation, anion hoặc cả hai chúng được trình bày dưới dạng cụm với thành phần tạo thành. Các muối như vậy có thể thu được chủ yếu từ các nguyên tố thuộc phân nhóm B.
Các chất khác có trong hội thảo hóa học vô cơ có thể được phân loại thành muối hoặc thành các chương kiến thức riêng biệt bao gồm hiđrua, nitrua, cacbua và liên kim loại (hợp chất của một số kim loại không phải là hợp kim).
Kết quả
Hóa học vô cơ là một ngành khoa học được mọi chuyên gia trong lĩnh vực này quan tâm, bất kể sở thích của họ là gì. Nó bao gồm các chương đầu tiên được học ở trường về chủ đề này. Khóa học hóa học vô cơ cung cấp cho việc hệ thống hóa một lượng lớn thông tin theo cách phân loại dễ hiểu và đơn giản.
