Kimia tak organik- satu cabang kimia yang dikaitkan dengan kajian struktur, kereaktifan dan sifat semua unsur kimia dan sebatian tak organiknya. Cabang kimia ini merangkumi semua sebatian kecuali bahan organik (kelas sebatian yang termasuk karbon, dengan pengecualian beberapa sebatian ringkas yang biasanya dikelaskan sebagai tak organik). Perbezaan antara sebatian organik dan bukan organik, mengandungi , adalah, mengikut beberapa perwakilan, sewenang-wenangnya. Kimia tak organik mengkaji unsur kimia dan bahan ringkas dan kompleks yang terbentuk (kecuali organik). Bilangan bahan bukan organik yang diketahui hari ini menghampiri 500 ribu.
Asas teori kimia tak organik ialah undang-undang berkala dan berdasarkannya jadual berkala D. I. Mendeleev. Tugas utama kimia bukan organik ialah pembangunan dan pengesahan saintifik kaedah untuk mencipta bahan baru dengan sifat yang diperlukan untuk teknologi moden.
Pengelasan unsur kimia
Jadual berkala unsur kimia ( jadual berkala) - klasifikasi unsur kimia, yang mewujudkan pergantungan pelbagai sifat unsur kimia pada caj nukleus atom. Sistem ialah ungkapan grafik bagi undang-undang berkala, . Versi asalnya dibangunkan oleh D.I. Mendeleev pada tahun 1869-1871 dan dipanggil "Sistem Unsur Semulajadi," yang mewujudkan pergantungan sifat unsur kimia pada jisim atomnya. Secara keseluruhan, beberapa ratus pilihan untuk menggambarkan sistem berkala telah dicadangkan, tetapi dalam versi moden sistem, diandaikan bahawa unsur-unsur dikurangkan kepada jadual dua dimensi, di mana setiap lajur (kumpulan) mentakrifkan fizikal utama. dan sifat kimia, dan baris mewakili tempoh yang agak serupa antara satu sama lain.
Bahan mudah
Mereka terdiri daripada atom satu unsur kimia (ia adalah satu bentuk kewujudannya dalam keadaan bebas). Bergantung kepada ikatan kimia antara atom, semua bahan ringkas dalam kimia tak organik dibahagikan kepada dua kumpulan utama: dan. Yang pertama dicirikan oleh ikatan logam, yang kedua oleh ikatan kovalen. Terdapat juga dua kumpulan bersebelahan - bahan seperti logam dan bukan seperti logam. Terdapat fenomena seperti alotropi, yang terdiri daripada kemungkinan pembentukan beberapa jenis bahan mudah daripada atom unsur yang sama, tetapi dengan struktur kekisi kristal yang berbeza; setiap jenis ini dipanggil pengubahsuaian alotropik.
logam
(dari Latin metallum - lombong, lombong) - sekumpulan unsur dengan sifat logam ciri, seperti kekonduksian haba dan elektrik yang tinggi, pekali rintangan suhu positif, kemuluran tinggi dan kilauan logam. Daripada 118 unsur kimia yang ditemui setakat ini, logam termasuk:
- 38 dalam kumpulan logam peralihan,
- 11 dalam kumpulan logam ringan,
- 7 dalam kumpulan semilogam,
- 14 dalam kumpulan lantanida + lantanum,
- 14 dalam kumpulan actinides + actinium,
- di luar kumpulan tertentu.
Oleh itu, 96 daripada semua unsur yang ditemui tergolong dalam logam.
Bukan logam
Unsur kimia dengan sifat bukan logam biasanya, menduduki sudut kanan atas Jadual Unsur Berkala. Berlaku dalam bentuk molekul sebagai bahan ringkas dalam alam semula jadi.
Kimia- sains bahan, undang-undang perubahannya (sifat fizikal dan kimia) dan aplikasi.
Pada masa ini, lebih daripada 100 ribu bukan organik dan lebih daripada 4 juta sebatian organik diketahui.
Fenomena kimia: sesetengah bahan berubah menjadi bahan lain yang berbeza daripada bahan asal dalam komposisi dan sifat, manakala komposisi nukleus atom tidak berubah.
Fenomena fizikal: keadaan fizikal bahan berubah (pengewapan, lebur, kekonduksian elektrik, sinaran haba dan cahaya, kebolehtempaan, dll.) atau bahan baru terbentuk dengan perubahan dalam komposisi nukleus atom.
Sains atom-molekul.
1. Semua bahan terdiri daripada molekul.
Molekul - zarah terkecil bahan yang mempunyai sifat kimianya.
2. Molekul terdiri daripada atom.
Atom - zarah terkecil unsur kimia yang mengekalkan semua sifat kimianya. Unsur yang berbeza mempunyai atom yang berbeza.
3. Molekul dan atom berada dalam gerakan berterusan; terdapat daya tarikan dan tolakan antara mereka.
Unsur kimia ialah sejenis atom yang dicirikan oleh cas nuklear tertentu dan struktur kulit elektron. Pada masa ini, 118 unsur diketahui: 89 daripadanya terdapat di alam semula jadi (di Bumi), selebihnya diperoleh secara buatan. Atom wujud dalam keadaan bebas, dalam sebatian dengan atom unsur yang sama atau unsur lain, membentuk molekul. Keupayaan atom untuk berinteraksi dengan atom lain dan membentuk sebatian kimia ditentukan oleh strukturnya. Atom terdiri daripada nukleus bercas positif dan elektron bercas negatif yang bergerak di sekelilingnya, membentuk sistem neutral elektrik yang mematuhi ciri-ciri undang-undang mikrosistem.
Nukleus atom - bahagian tengah atom, yang terdiri daripada Zproton dan N neutron, di mana sebahagian besar atom tertumpu.
Caj teras - positif, sama nilainya dengan bilangan proton dalam nukleus atau elektron dalam atom neutral dan bertepatan dengan nombor atom unsur dalam jadual berkala.
Jumlah proton dan neutron bagi nukleus atom dipanggil nombor jisim A = Z+N.
Isotop
- unsur kimia dengan cas nuklear yang sama, tetapi nombor jisim berbeza kerana bilangan neutron yang berbeza dalam nukleus.
|
Mass |
A |
63 |
Cu dan |
65 |
35 |
Cl dan |
37 |
Formula kimia - ini ialah tatatanda konvensional bagi komposisi bahan menggunakan simbol kimia (dicadangkan pada tahun 1814 oleh J. Berzelius) dan indeks (indeks ialah nombor di bahagian bawah sebelah kanan simbol. Menunjukkan bilangan atom dalam molekul). Formula kimia menunjukkan atom mana unsur dan dalam nisbah apa yang disambungkan antara satu sama lain dalam molekul.
Alotropi - fenomena pembentukan oleh unsur kimia beberapa bahan mudah yang berbeza dalam struktur dan sifat. Bahan mudah - molekul, terdiri daripada atom unsur yang sama.
Cbahan palsu - molekul terdiri daripada atom pelbagai unsur kimia.
Pemalar jisim atom sama dengan 1/12 jisim isotop 12 C - isotop utama karbon semula jadi.
m u = 1 / 12 m (12 C ) =1 a.u.m = 1.66057 10 -24 g
Jisim atom relatif (A r) - kuantiti tanpa dimensi sama dengan nisbah jisim purata atom unsur (dengan mengambil kira peratusan isotop dalam alam semula jadi) kepada 1/12 jisim atom 12 C.
Purata jisim atom mutlak (m) sama dengan jisim atom relatif dengan amu.
Ar(Mg) = 24.312
m(Mg) = 24.312 1.66057 10 -24 = 4.037 10 -23 g
Berat molekul relatif (M r) - kuantiti tanpa dimensi yang menunjukkan berapa kali jisim molekul bahan tertentu lebih besar daripada 1/12 jisim atom karbon 12 C.
M g = m g / (1/12 m a (12 C))
m r - jisim molekul bahan tertentu;
m a (12 C) - jisim atom karbon 12 C.
M g = S A g (e). Jisim molekul relatif bahan adalah sama dengan jumlah jisim atom relatif semua unsur, dengan mengambil kira indeks.
Contoh.
M g (B 2 O 3) = 2 A r (B) + 3 A r (O) = 2 11 + 3 16 = 70
M g (KAl(SO 4) 2) = 1 A r (K) + 1 A r (Al) + 1 2 A r (S) + 2 4 A r (O) =
= 1 39 + 1 27 + 1 2 32 + 2 4
16 = 258
Jisim molekul mutlak sama dengan jisim molekul relatif didarab dengan amu. Bilangan atom dan molekul dalam sampel biasa bahan adalah sangat besar, oleh itu, apabila mencirikan jumlah bahan, unit ukuran khas digunakan - tahi lalat.
Jumlah bahan, mol . Bermaksud bilangan unsur struktur tertentu (molekul, atom, ion). Ditetapkann , diukur dalam tahi lalat. Mol ialah jumlah bahan yang mengandungi zarah sebanyak atom dalam 12 g karbon.
Nombor Avogadro (N A ). Bilangan zarah dalam 1 mol sebarang bahan adalah sama dan sama dengan 6.02 10 23. (Pemalar Avogadro mempunyai dimensi - mol -1).
Contoh.
Berapakah jumlah molekul yang terdapat dalam 6.4 g sulfur?
Berat molekul sulfur ialah 32 g/mol. Kami menentukan jumlah g/mol bahan dalam 6.4 g sulfur:
n (s) = m(s)/M(s ) = 6.4 g / 32 g/mol = 0.2 mol
Mari kita tentukan bilangan unit struktur (molekul) menggunakan pemalar Avogadro N A
N(s) = n (s)N A = 0.2 6.02 10 23 = 1.2 10 23
Jisim molar menunjukkan jisim 1 mol bahan (ditandakanM).
M = m / n
Jisim molar bahan adalah sama dengan nisbah jisim bahan dengan jumlah bahan yang sepadan.
Jisim molar bahan secara berangka sama dengan jisim molekul relatifnya, bagaimanapun, kuantiti pertama mempunyai dimensi g/mol, dan yang kedua tidak berdimensi.
M = N A m (1 molekul) = N A M g 1 amu = (N A 1 amu) M g = M g
Ini bermakna jika jisim molekul tertentu adalah, sebagai contoh, 80 amu. ( JADI 3 ), maka jisim satu mol molekul adalah sama dengan 80 g pemalar Avogadro ialah pekali kekadaran yang memastikan peralihan daripada hubungan molekul kepada molar. Semua pernyataan mengenai molekul kekal sah untuk tahi lalat (dengan penggantian, jika perlu, amu dengan g Sebagai contoh, persamaan tindak balas: 2 Na + Cl 2 2 NaCl , bermakna dua atom natrium bertindak balas dengan satu molekul klorin atau, iaitu perkara yang sama, dua mol natrium bertindak balas dengan satu mol klorin.
Kimia tak organik mengkaji unsur kimia, bahan ringkas dan kompleksnya (kecuali sebatian karbon organik), serta corak perubahan bahan ini. Pada masa ini, terdapat kira-kira 400,000 bahan bukan organik di dunia.
Dari segi sejarah, nama kimia tak organik berasal dari idea bahagian kimia yang berkaitan dengan kajian unsur, sebatian, dan tindak balas bahan yang tidak dibentuk oleh makhluk hidup. Walau bagaimanapun, sejak sintesis urea daripada sebatian tak organik Ammonium Cyanate (NH4OCN), yang dicapai pada tahun 1828 oleh ahli kimia Jerman yang cemerlang Friedrich Wöhler, sempadan antara bahan alam semula jadi tidak bernyawa dan hidup telah menjadi kabur, kerana makhluk hidup menghasilkan banyak bahan bukan organik. , dan hampir semua sebatian organik boleh disintesis dalam makmal. Walau bagaimanapun, pembahagian kepada pelbagai bidang kimia adalah relevan dan perlu seperti dahulu, kerana mekanisme tindak balas dan struktur bahan dalam kimia bukan organik dan organik berbeza. Ini memudahkan kaedah dan kaedah penyelidikan secara sistematik dalam setiap industri.
Tugas yang paling penting dalam kimia bukan organik ialah pembangunan dan pengesahan saintifik kaedah untuk mencipta bahan baru dengan sifat yang diperlukan untuk teknologi moden. Asas teori kimia bukan organik ialah hukum berkala dan sistem berkala unsur kimia berdasarkannya.
Teks kuliah mencerminkan idea moden tentang struktur bahan dan sifatnya. Perhatian khusus diberikan untuk mewujudkan hubungan antara struktur bahan dan transformasinya dalam sistem tak organik untuk pelbagai unsur jadual berkala. Nota kuliah terlebih dahulu mengkaji kimia hidrogen dan p-elemen subkumpulan utama VII – III kumpulan sistem berkala D.I. Mendeleev, maka ciri-ciri umum logam diberikan dan unsur-s kumpulan IA dan PA dipertimbangkan, kemudian sifat-sifat peralihan d- dan unsur-f. Nota kuliah diakhiri dengan penerangan tentang sifat kimia gas lengai.
Setiap bahagian bermula dengan ciri umum subkumpulan - analisis konfigurasi elektronik, keadaan pengoksidaan yang mungkin dan pengenalpastian corak umum dalam perubahan dalam sifat redoks dan asid-bes sebatian, kemudian ciri-ciri bahan mudah dan sebatian unsur ini. kumpulan diberikan. Perhatian terperinci diberikan kepada penggunaan bahan (yang disistemkan oleh industri); peranan biologi dan toksikologi. Setiap bahagian diakhiri dengan senarai soalan ujian kendiri yang membantu pelajar mensistematikkan dan menyamaratakan pengetahuan yang telah mereka perolehi.
Bahan daripada Uncyclopedia
Sains ini juga mempunyai nama lain, kini hampir dilupakan: kimia mineral. Ia dengan jelas mentakrifkan kandungan sains: kajian tentang bahan, terutamanya bahan pepejal, yang membentuk dunia alam semula jadi. Analisis bahan bukan organik semula jadi, terutamanya mineral, menjadikannya mungkin pada abad ke-18-19. menemui sejumlah besar unsur yang wujud di Bumi. Dan setiap penemuan sedemikian memberikan bahan baharu kimia bukan organik dan memperluaskan bilangan objek untuk penyelidikannya.
Nama "tak organik" menjadi kukuh dalam bahasa saintifik apabila kimia organik, yang mengkaji bahan organik semula jadi dan sintetik, mula berkembang secara intensif. Bilangan mereka pada abad ke-19. meningkat dengan pesat setiap tahun, kerana lebih mudah dan mudah untuk mensintesis sebatian organik baharu daripada sebatian bukan organik. Dan asas teori kimia organik untuk masa yang lama adalah lebih kukuh: sudah cukup untuk menamakan teori Butlerov tentang struktur kimia sebatian organik. Akhirnya, kepelbagaian bahan organik telah terbukti lebih mudah untuk diklasifikasikan dengan jelas.
Semua ini pada mulanya membawa kepada pembezaan objek penyelidikan antara dua cabang utama sains kimia. Kimia organik mula ditakrifkan sebagai bidang kimia yang mengkaji bahan yang mengandungi karbon. Nasib bukan organik adalah pengetahuan tentang sifat semua sebatian kimia lain. Perbezaan ini telah dikekalkan dalam takrif moden kimia tak organik: sains unsur kimia dan sebatian kimia ringkas dan kompleks yang terbentuk. Semua unsur kecuali karbon. Benar, mereka sentiasa membuat tempahan bahawa beberapa sebatian karbon ringkas - oksida dan terbitannya, karbida dan beberapa yang lain - harus dikelaskan sebagai bahan bukan organik.
Walau bagaimanapun, menjadi jelas bahawa tidak ada perbezaan yang ketara antara bukan organik dan organik. Malah, kelas bahan yang begitu luas dikenali sebagai organoelemen (terutamanya organologam) dan sebatian koordinasi (kompleks), yang tidak mudah untuk dikaitkan dengan kimia organik atau bukan organik.
Sejarah kimia saintifik bermula dengan bukan organik. Oleh itu, tidak menghairankan bahawa dalam arus perdana kimia bukan organik, konsep dan idea teori yang paling penting timbul yang menyumbang kepada pembangunan kimia secara keseluruhan. Berdasarkan bahan kimia tak organik, teori pembakaran oksigen telah dibangunkan, undang-undang stoikiometrik asas telah ditubuhkan (lihat Stoikiometri), dan akhirnya, teori atom-molekul dicipta. Kajian perbandingan sifat unsur dan sebatiannya serta corak perubahan sifat ini apabila jisim atom meningkat membawa kepada penemuan hukum berkala dan pembinaan sistem berkala unsur kimia, yang menjadi asas teori yang paling penting bagi kimia tak organik. Kemajuannya juga difasilitasi oleh pembangunan pengeluaran banyak bahan penting yang praktikal - asid, soda, baja mineral. Prestij kimia tak organik meningkat dengan ketara selepas pelaksanaan sintesis industri ammonia.
Brek pembangunan kimia secara amnya, dan kimia bukan organik khususnya, adalah kekurangan idea yang tepat tentang struktur atom. Penciptaan teori struktur atom adalah sangat penting baginya. Teori ini menjelaskan sebab perubahan berkala dalam sifat unsur, menyumbang kepada kemunculan teori valensi dan idea tentang sifat ikatan kimia dalam sebatian tak organik, konsep ikatan ionik dan kovalen. Pemahaman yang lebih mendalam tentang sifat ikatan kimia telah dicapai dalam rangka kerja kimia kuantum.
Oleh itu, kimia bukan organik menjadi disiplin teori yang ketat. Tetapi teknik eksperimen sentiasa diperbaiki. Peralatan makmal baru memungkinkan untuk menggunakan suhu beberapa ribu darjah dan hampir kepada sifar mutlak untuk sintesis kimia sebatian bukan organik; menggunakan tekanan ratusan ribu atmosfera dan, sebaliknya, melakukan tindak balas di bawah keadaan vakum dalam. Kesan nyahcas elektrik dan sinaran berintensiti tinggi juga diterima pakai oleh ahli kimia bukan organik. Sintesis bukan organik pemangkin telah mencapai kejayaan besar.
Hampir semua unsur kimia yang diketahui, bukan sahaja wujud di Bumi, tetapi juga diperoleh dalam tindak balas nuklear, mencari aplikasi praktikal. Sebagai contoh, plutonium telah menjadi bahan api nuklear utama, dan kimianya telah dikaji, mungkin, lebih lengkap daripada banyak unsur lain dalam sistem Mendeleev. Tetapi agar amalan mendapati kemungkinan menggunakan mana-mana unsur kimia, ahli kimia bukan organik terlebih dahulu harus memahami sifatnya secara menyeluruh. Ini adalah benar terutamanya untuk apa yang dipanggil unsur jarang.
Kimia bukan organik moden menghadapi dua cabaran utama. Objek kajian yang pertama ialah atom dan molekul: adalah penting untuk mengetahui bagaimana sifat bahan berkaitan dengan struktur atom dan molekul. Di sini, pelbagai kaedah penyelidikan fizikal memberikan bantuan yang tidak ternilai (lihat Kimia fizikal). Idea dan konsep kimia fizikal telah lama digunakan oleh ahli kimia bukan organik.
Tugas kedua ialah membangunkan asas saintifik untuk mendapatkan bahan dan bahan bukan organik dengan sifat yang telah ditetapkan. Sebatian bukan organik sedemikian diperlukan untuk teknologi baru. Ia memerlukan bahan yang tahan haba, mempunyai kekuatan mekanikal yang tinggi, tahan terhadap reagen kimia yang paling agresif, serta bahan dengan tahap ketulenan yang sangat tinggi, bahan semikonduktor, dll. Eksperimen di sini didahului oleh pengiraan teori yang ketat dan kompleks, dan sering digunakan untuk membawanya keluar. Dalam banyak kes dalam kimia tak organik adalah mungkin untuk meramalkan dengan betul sama ada produk sintesis yang dimaksudkan akan mempunyai sifat yang diingini.
Jumlah penyelidikan dalam kimia tak organik kini begitu besar sehingga bahagian bebas telah terbentuk di dalamnya: kimia unsur individu (contohnya, kimia nitrogen, kimia fosforus, kimia uranium, kimia plutonium) atau gabungan khusus mereka (kimia logam peralihan, kimia unsur nadir bumi, kimia unsur transuranium). Pelbagai kelas sebatian tak organik (contohnya, kimia hidrida, kimia karbida) boleh dianggap sebagai objek penyelidikan bebas. Monograf khas kini ditumpukan kepada "cabang" dan "ranting" individu "pokok" kimia tak organik ini. Dan sudah tentu, bahagian baru sains kuno dan sentiasa muda ini muncul dan akan terus muncul. Oleh itu, dalam beberapa dekad kebelakangan ini, kimia semikonduktor dan kimia gas lengai telah muncul.
UDC 546(075) BBK 24.1 i 7 0-75
Disusun oleh: calon Klimenko B.I. teknologi Sains, Profesor Madya Volodchsnko A N., Ph.D. teknologi Sains, Profesor Madya Pavlenko V. I., Doktor Kejuruteraan. sains, prof.
Pengulas Gikunova I.V., Ph.D. teknologi Sains, Profesor Madya
Asas kimia tak organik: Garis Panduan untuk pelajar 0-75 pendidikan sepenuh masa. - Belgorod: Rumah penerbitan BelGTASM, 2001. - 54 p.
Arahan metodologi mengkaji secara terperinci, dengan mengambil kira bahagian utama kimia umum, sifat-sifat kelas bahan tak organik yang paling penting Kerja ini mengandungi generalisasi, rajah, jadual, contoh, yang akan memudahkan asimilasi bahan fakta yang luas. Perhatian khusus, baik dalam bahagian teori dan praktikal, diberikan kepada perkaitan antara kimia tak organik dan konsep asas kimia am.
Buku ini ditujukan untuk pelajar tahun satu dari semua kepakaran.
UDC 546(075) BBK 24.1 i 7
© Akademi Bahan Pembinaan Teknologi Negeri Belgorod (BelGTASM), 2001
PENGENALAN
Pengetahuan tentang asas mana-mana sains dan masalah yang dihadapi adalah minimum yang perlu diketahui oleh mana-mana orang untuk mengemudi dengan bebas dunia di sekeliling mereka. Sains semula jadi memainkan peranan penting dalam proses ini. Sains semula jadi adalah satu set sains tentang alam semula jadi. Semua sains dibahagikan kepada tepat (semula jadi) dan halus (kemanusiaan). Yang pertama mengkaji undang-undang pembangunan dunia material, yang kedua - undang-undang pembangunan dan manifestasi minda manusia. Dalam kerja yang dibentangkan, kita akan membiasakan diri dengan asas salah satu sains semula jadi, 7 kimia tak organik. Kajian kimia tak organik yang berjaya hanya mungkin jika anda mengetahui komposisi dan sifat kelas utama sebatian tak organik. Mengetahui ciri-ciri kelas sebatian, adalah mungkin untuk mencirikan sifat-sifat wakil individu mereka.
Apabila mempelajari mana-mana sains, termasuk kimia, persoalan selalu timbul: di mana untuk bermula? Dari kajian bahan fakta: penerangan tentang sifat sebatian, petunjuk keadaan kewujudannya, menyenaraikan tindak balas di mana ia masuk; atas dasar ini, mereka memperoleh undang-undang yang mengawal tingkah laku bahan atau, sebaliknya, mula-mula memberikan undang-undang, dan kemudian, berdasarkan mereka, membincangkan sifat bahan. Dalam buku ini kita akan menggunakan kedua-dua kaedah penyampaian bahan fakta.
1. KONSEP ASAS KIMIA BUKAN ORGANIK
Apakah subjek kimia, apakah yang dipelajari oleh sains ini? Terdapat beberapa definisi kimia.
Di satu pihak, kimia ialah sains bahan, sifat dan transformasinya. Sebaliknya, kimia adalah salah satu sains semula jadi yang mengkaji bentuk kimia pergerakan jirim. Bentuk kimia gerakan jirim ialah proses perkaitan atom kepada molekul dan pemisahan molekul. Organisasi kimia jirim boleh diwakili oleh rajah berikut (Rajah 1).
nasi. 1. Organisasi kimia jirim
Jirim adalah realiti objektif yang diberikan kepada seseorang dalam sensasinya, yang disalin, difoto, dipaparkan oleh sensasi kita, wujud secara bebas daripada kita. Jirim sebagai realiti objektif wujud dalam dua bentuk: dalam bentuk jirim dan dalam bentuk medan.
Medan (daya graviti, elektromagnet, intranuklear) ialah satu bentuk kewujudan jirim, yang dicirikan dan dimanifestasikan terutamanya oleh tenaga, bukan jisim, walaupun ia juga mempunyai yang terakhir. Tenaga ialah ukuran kuantitatif pergerakan, menyatakan keupayaan objek material untuk melakukan kerja.
Jisim (lat. massa - ketulan, ketulan, sekeping) adalah kuantiti fizikal, salah satu ciri utama jirim, menentukan sifat inersia dan gravitinya.
Atom ialah peringkat terendah bagi organisasi kimia jirim. Atom ialah zarah terkecil unsur yang mengekalkan sifatnya. Ia terdiri daripada nukleus bercas positif dan elektron bercas negatif; Secara umum, atom adalah neutral elektrik. Unsur kimia - Ini adalah sejenis atom dengan cas nuklear yang sama. Terdapat 109 unsur yang diketahui, di mana 90 daripadanya wujud dalam alam semula jadi.
Molekul ialah zarah terkecil bahan yang mempunyai sifat kimia bahan tersebut.
Bilangan unsur kimia adalah terhad, dan gabungan mereka memberikan segala-galanya
pelbagai bahan.
Apakah bahan?
Dalam erti kata yang luas, jirim ialah sejenis jirim tertentu yang mempunyai jisim rehat dan dicirikan dalam keadaan tertentu oleh sifat fizikal dan kimia tertentu. Kira-kira 600 ribu bahan bukan organik dan kira-kira 5 juta bahan organik diketahui.
Dalam erti kata yang lebih sempit, bahan ialah set zarah atom dan molekul tertentu, sekutu dan agregatnya, yang terletak dalam mana-mana tiga keadaan pengagregatan.
Sesuatu bahan ditakrifkan sepenuhnya oleh tiga ciri: 1) ia menduduki sebahagian daripada ruang; 2) mempunyai jisim rehat;
3) dibina daripada zarah asas.
Semua bahan boleh dibahagikan kepada mudah dan kompleks.
membentuk bukan satu, tetapi beberapa bahan mudah. Fenomena ini dipanggil alotropi, dan setiap bahan ringkas ini dipanggil pengubahsuaian alotropik (pengubahsuaian) unsur tertentu. Alotropi diperhatikan dalam karbon, oksigen, sulfur, fosforus dan beberapa unsur lain. Oleh itu, grafit, berlian, karbin dan fullerena ialah pengubahsuaian alotropik bagi unsur kimia karbon; fosforus merah, putih, hitam - pengubahsuaian alotropik bagi unsur kimia fosforus. Kira-kira 400 bahan mudah diketahui.
Bahan ringkas ialah satu bentuk kewujudan bahan kimia
unsur dalam keadaan bebas
Bahan mudah dibahagikan kepada logam dan bukan logam. Sama ada unsur kimia ialah logam atau bukan logam boleh ditentukan menggunakan jadual berkala unsur oleh D.I. Mendeleev. Sebelum kita melakukan ini, mari kita ingat sedikit tentang struktur jadual berkala.
1.1. Undang-undang berkala dan sistem berkala D.I.Mendeleev
Jadual berkala unsur - ini adalah ungkapan grafik undang-undang berkala, yang ditemui oleh D.I. Mendeleev pada 18 Februari 1869. Undang-undang berkala berbunyi seperti ini: sifat bahan mudah, serta sifat sebatian, secara berkala bergantung pada caj nukleus daripada atom unsur itu.
Terdapat lebih daripada 400 pilihan untuk menggambarkan jadual berkala. Varian selular yang paling biasa (varian pendek - 8 sel dan varian panjang - 18 dan 32 sel). Sistem berkala jangka pendek terdiri daripada 7 tempoh dan 8 kumpulan.
Unsur-unsur yang mempunyai struktur yang sama pada tahap tenaga luaran digabungkan ke dalam kumpulan. Terdapat utama (A) dan sekunder (B)
kumpulan. Kumpulan utama terdiri daripada s- dan p-elemen, dan kumpulan sekunder terdiri daripada d-elemen.
Tempoh ialah satu siri unsur berturut-turut yang atomnya bilangan lapisan elektron yang sama dengan aras tenaga yang sama diisi. Perbezaan dalam urutan pengisian lapisan elektronik menerangkan sebab panjang tempoh yang berbeza. Dalam hal ini, tempoh mengandungi bilangan unsur yang berbeza: tempoh pertama - 2 unsur; Tempoh ke-2 dan ke-3 - 8 elemen setiap satu; ke-4 dan ke-5
tempoh - 18 unsur setiap satu dan tempoh ke-6 - 32 unsur.
Unsur-unsur kala kecil (ke-2 dan ke-3) diklasifikasikan ke dalam subkumpulan unsur biasa. Oleh kerana elemen d- dan / diisi dengan elgk luar ke-2 dan ke-3
lokasi atom mereka, dan oleh itu, keupayaan yang lebih besar untuk melampirkan elektron (keupayaan pengoksidaan), dihantar oleh nilai tinggi elektronegativiti mereka. Unsur dengan sifat bukan logam menduduki sudut kanan atas jadual berkala
D.I. Mendeleev. Bukan logam boleh menjadi gas (F2, O2, CI2), pepejal (B, C, Si, S) dan cecair (Br2).
Unsur hidrogen menduduki tempat yang istimewa dalam jadual berkala
sistem dan tidak mempunyai analog kimia. Hidrogen mempamerkan logam
dan sifat bukan logam, dan oleh itu dalam jadual berkala ia
diletakkan serentak dalam kumpulan IA dan VIIA.
Oleh kerana kepelbagaian besar sifat kimia, mereka dibezakan daripada
cekap gas mulia(aerogen) - unsur kumpulan VIIIA |
|||||
dic |
sistem. Penyelidikan dalam beberapa tahun kebelakangan ini membolehkan, walau bagaimanapun, |
||||
adalah mungkin untuk mengelaskan sebahagian daripadanya (Kr, Xe, Rn) sebagai bukan logam. |
|||||
Sifat ciri logam ialah valensi |
|||||
takhta terikat lemah kepada atom tertentu, dan |
dalam setiap orang |
||||
ada yang dipanggil elektronik |
Oleh itu segala-galanya |
||||
mempunyai |
kekonduksian elektrik yang tinggi, |
kekonduksian haba |
|||
ketepatan. Walaupun terdapat juga logam rapuh (zink, antimoni, bismut). Logam, sebagai peraturan, mempamerkan sifat pengurangan.
Bahan kompleks(sebatian kimia) ialah bahan yang molekulnya dibentuk oleh atom pelbagai unsur kimia (molekul heteroatomik atau heteronuklear). Contohnya, C 02, CON. Lebih daripada 10 juta bahan kompleks diketahui.
Bentuk tertinggi organisasi kimia jirim ialah sekutu dan agregat. Associates ialah gabungan molekul atau ion ringkas kepada bahan yang lebih kompleks yang tidak menyebabkan perubahan dalam sifat kimia. Bersekutu wujud terutamanya dalam keadaan cecair dan gas, dan agregat wujud dalam keadaan pepejal.
Campuran ialah sistem yang terdiri daripada beberapa sebatian teragih sama rata, saling berkaitan dengan nisbah tetap dan tidak berinteraksi antara satu sama lain.
1.2. Keadaan valensi dan pengoksidaan
Penyusunan formula empirikal dan pembentukan nama sebatian kimia adalah berdasarkan pengetahuan dan penggunaan yang betul bagi konsep keadaan pengoksidaan dan valensi.
Keadaan pengoksidaan- ini ialah caj bersyarat bagi unsur dalam sebatian, dikira daripada andaian bahawa sebatian itu terdiri daripada ion. Nilai ini bersyarat, formal, kerana hampir tiada sebatian ionik semata-mata. Tahap pengoksidaan dalam nilai mutlak boleh menjadi nombor bulat atau pecahan; dan dari segi cas ia boleh menjadi positif, negatif dan sama dengan sifar.
Valensi ialah kuantiti yang ditentukan oleh bilangan elektron tidak berpasangan pada tahap tenaga luar atau bilangan orbital atom bebas yang mampu mengambil bahagian dalam pembentukan ikatan kimia.
Beberapa peraturan untuk menentukan keadaan pengoksidaan unsur kimia
1. Keadaan pengoksidaan unsur kimia dalam bahan ringkas
sama dengan 0.
2. Jumlah keadaan pengoksidaan atom dalam molekul (ion) ialah 0
(cas ion).
3. Unsur kumpulan I-III A mempunyai keadaan pengoksidaan positif sepadan dengan bilangan kumpulan di mana unsur itu terletak.
4. Unsur kumpulan IV -V IIA, kecuali bagi keadaan pengoksidaan positif yang sepadan dengan nombor kumpulan; dan keadaan pengoksidaan negatif yang sepadan dengan perbezaan antara nombor kumpulan dan nombor 8, mempunyai keadaan pengoksidaan perantaraan yang sama dengan perbezaan antara nombor kumpulan dan nombor 2 (Jadual 1).
Jadual 1
Keadaan pengoksidaan unsur IV -V IIA subkumpulan
Keadaan pengoksidaan |
||||
Pertengahan |
||||
5. Keadaan pengoksidaan hidrogen ialah +1 jika sebatian mengandungi sekurang-kurangnya satu bukan logam; - 1 dalam sebatian dengan logam (hidrida); 0 dalam H2.
Hidrida beberapa unsur
BeH2 |
||||||
NaH MgH2 АШ3 |
||||||
CaH2 |
GaH3 |
GeH4 |
AsH3 |
|||
SrH2 |
InH3 |
SnH4 |
SbH3 |
|||
VaN2 |
||||||
sambungan H |
Pertengahan |
Sambungan i t |
||||
sambungan |
||||||
6. Keadaan pengoksidaan oksigen, sebagai peraturan, ialah -2, dengan pengecualian peroksida (-1), superoksida (-1/2), ozonida (-1/3), ozon (+4), oksigen fluorida (+ 2).
7. Keadaan pengoksidaan fluorin dalam semua sebatian kecuali F2> ialah -1. Dalam sebatian dengan fluorin, bentuk pengoksidaan yang lebih tinggi daripada banyak unsur kimia direalisasikan (BiF5, SF6, IF?, OsFg).
8. Dalam tempoh, jejari orbit atom berkurangan dengan peningkatan nombor siri, dan tenaga pengionan meningkat. Pada masa yang sama, sifat berasid dan pengoksidaan dipertingkatkan; lebih tinggi ste
Penalti pengoksidaan unsur menjadi kurang stabil.
9. Unsur kumpulan ganjil sistem berkala dicirikan oleh darjah ganjil, dan unsur kumpulan genap dicirikan oleh darjah genap
pengoksidaan.
10. Dalam subkumpulan utama, apabila nombor atom unsur meningkat, saiz atom secara amnya meningkat, dan tenaga pengionan berkurangan. Sehubungan itu, sifat asas dipertingkatkan dan sifat pengoksidaan menjadi lemah. Dalam subkumpulan ^-elemen dengan peningkatan nombor atom, penyertaan ^-elektron dalam pembentukan ikatan
berkurangan, dan oleh itu berkurangan |
nilai mutlak |
||||||
tiada pengoksidaan (Jadual 2). |
|||||||
Jadual 2 |
|||||||
Nilai keadaan pengoksidaan unsur subkumpulan VA |
|||||||
Keadaan pengoksidaan |
|||||||
Li, K, Fe, Ba |
Asid C 02, S 0 3 |
||||||
Bukan logam |
|||||||
Amfoterik ZnO BeO |
|||||||
Amfigenes |
Berganda Fe304 |
||||||
Jadilah, AL Zn |
|||||||
pembentuk ole |
|||||||
Aerogen |
CO, NO, SiO, N20 |
||||||
Bes Ba(OH)2 |
|||||||
Asid HNO3 |
HIDROKSIDA |
||||||
Amfolit Zti(OH)2 |
|||||||
KagSOz sederhana, |
|||||||
ManKUz masam, |
|||||||
Asas (SiOH)gCO3, 4-------- |
|||||||
CaMg(COs) Berganda2 |
|||||||
Campuran SaSGSU |
|||||||
> w h o w J 3 w »
Rajah 2. Skim kelas bahan tak organik yang paling penting