Neorganinė chemija

Paskaita: klasifikacija cheminės reakcijos neorganinėje ir organinėje chemijoje

Cheminių reakcijų tipai neorganinė chemija

A) Klasifikavimas pagal pradinių medžiagų kiekį:

Skilimas – dėl šios reakcijos iš vienos esamos sudėtingos medžiagos susidaro dvi ar daugiau paprastų ir taip pat sudėtingų medžiagų.

Pavyzdys: 2H 2 O 2 → 2H 2 O + O 2

Junginys - tai reakcija, kurios metu dvi ar daugiau paprastų, taip pat sudėtingų medžiagų sudaro vieną, bet sudėtingesnę.

Pavyzdys: 4Al+3O2 → 2Al 2O3

Pakeitimas - tai tam tikra cheminė reakcija, vykstanti tarp kai kurių paprastų ir sudėtingų medžiagų. Paprastos medžiagos atomai šioje reakcijoje pakeičiami vieno iš sudėtingoje medžiagoje esančių elementų atomais.

Pavyzdys: 2КI + Cl2 → 2КCl + I 2

Mainai - Tai reakcija, kurios metu dvi sudėtingos struktūros medžiagos keičiasi savo dalimis.

Pavyzdys: HCl + KNO 2 → KCl + HNO 2

B) Klasifikavimas pagal šiluminį poveikį:

Egzoterminės reakcijos – Tai tam tikros cheminės reakcijos, kurių metu išsiskiria šiluma.
Pavyzdžiai:

S + O 2 → SO 2 + Q

2C 2 H 6 + 7O 2 → 4CO 2 + 6H 2 O + Q

Endoterminės reakcijos – Tai tam tikros cheminės reakcijos, kurių metu sugeriama šiluma. Paprastai tai yra skilimo reakcijos.

Pavyzdžiai:

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

Šiluma, kuri išsiskiria arba absorbuojama dėl cheminės reakcijos, vadinama šiluminis efektas.

Vadinamos cheminės lygtys, rodančios reakcijos šiluminį poveikį termocheminis.

B) Klasifikavimas pagal grįžtamumą:

Grįžtamos reakcijos - tai reakcijos, vykstančios tomis pačiomis sąlygomis viena kitai priešingomis kryptimis.

Pavyzdys: 3H2 + N2⇌ 2NH3

Negrįžtamos reakcijos - tai reakcijos, kurios vyksta tik viena kryptimi ir baigiasi visišku visų pradinių medžiagų suvartojimu. Šiose reakcijose atleiskite yra dujos, nuosėdos, vanduo.
Pavyzdys: 2KClO 3 → 2KCl + 3O 2

D) Klasifikavimas pagal oksidacijos būsenos pasikeitimą:

Redokso reakcijos – šių reakcijų metu pasikeičia oksidacijos būsena.

Pavyzdys: Cu + 4HNO 3 → Cu(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O.

Ne redoksas – reakcijos nekeičiant oksidacijos būsenos.

Pavyzdys: HNO 3 + KOH → KNO 3 + H 2 O.

D) Klasifikavimas pagal fazes:

Homogeninės reakcijos – reakcijos, vykstančios vienoje fazėje, kai pradinės medžiagos ir reakcijos produktai turi tą pačią agregacijos būseną.

Pavyzdys: H 2 (dujos) + Cl 2 (dujos) → 2HCL

Heterogeninės reakcijos – reakcijos, vykstančios sąsajoje, kai reakcijos produktai ir pradinės medžiagos turi skirtingas agregacijos būsenas.
Pavyzdys: CuO+ H2 → Cu+H2O

Klasifikavimas pagal katalizatoriaus naudojimą:

Katalizatorius yra medžiaga, kuri pagreitina reakciją. Katalizinė reakcija vyksta esant katalizatoriui, nekatalizinė reakcija vyksta be katalizatoriaus.
Pavyzdys: 2H 2 0 2 MnO2 → 2H 2 O + O 2 katalizatorius MnO 2

Šarminė sąveika su rūgštimi vyksta be katalizatoriaus.
Pavyzdys: KOH + HCl → KCl + H2O

Inhibitoriai yra medžiagos, lėtinančios reakciją.
Patys katalizatoriai ir inhibitoriai reakcijos metu nesunaudojami.

Cheminių reakcijų rūšys organinėje chemijoje

Pakeitimas yra reakcija, kurios metu vienas atomas/atomų grupė pradinėje molekulėje pakeičiami kitais atomais/atomų grupėmis.
Pavyzdys: CH 4 + Cl 2 → CH 3 Cl + HCl

Įstojimas – Tai reakcijos, kurių metu kelios medžiagos molekulės susijungia į vieną. Papildomos reakcijos apima:

• Hidrinimas yra reakcija, kurios metu vandenilis pridedamas prie daugialypės jungties.

Pavyzdys: CH3 -CH = CH2 (propenas) + H2 → CH3 -CH2 -CH3 (propanas)

Hidrohalogeninimas– reakcija, kurios metu pridedamas vandenilio halogenidas.

Pavyzdys: CH2 = CH2 (etenas) + HCl → CH3 -CH2 -Cl (chloretanas)

Alkinai su vandenilio halogenidais (vandenilio chloridu, vandenilio bromidu) reaguoja taip pat kaip alkenai. Papildymas cheminėje reakcijoje vyksta 2 etapais ir nustatomas pagal Markovnikovo taisyklę:

Kai proto rūgštys ir vanduo pridedami prie nesimetrinių alkenų ir alkinų, vandenilio atomas pridedamas prie labiausiai hidrinto anglies atomo.

Šios cheminės reakcijos mechanizmas. Susidaręs 1-oje, greitojoje stadijoje, p-kompleksas 2-oje lėtoje stadijoje palaipsniui virsta s-kompleksu – karbokacija. 3-iame etape stabilizuojamas karbokacija - tai yra sąveika su bromo anijonu:

I1, I2 yra karbokationai. P1, P2 – bromidai.

Halogeninimas - reakcija, kurios metu pridedamas halogenas. Halogeninimas taip pat reiškia visus procesus, kurie sukelia organiniai junginiaiįvedami halogeno atomai. Ši sąvoka vartojama „plačiąja prasme“. Pagal šią koncepciją išskiriamos šios halogeninimu pagrįstos cheminės reakcijos: fluorinimas, chlorinimas, brominimas, jodinimas.

Nagrinėjami halogenų turintys organiniai dariniai svarbiausi ryšiai, kurie naudojami tiek organinėje sintezėje, tiek kaip tiksliniai produktai. Angliavandenilių halogeniniai dariniai laikomi pradiniais produktais dideli kiekiai nukleofilinės pakeitimo reakcijos. Kalbant apie praktinį halogenų turinčių junginių panaudojimą, jie naudojami tirpiklių pavidalu, pavyzdžiui, chloro turintys junginiai, šaltnešiai - chlorfluoro dariniai, freonai, pesticidai, vaistai, plastifikatoriai, monomerai plastikų gamybai.

Hidratacija– vandens molekulės pridėjimo per daugybinę jungtį reakcijos.

Polimerizacija yra ypatingas reakcijos tipas, kurio metu santykinai mažos molekulinės masės medžiagos molekulės jungiasi viena su kita, vėliau suformuodamos didelės molekulinės masės medžiagos molekules.

Kataloge yra 1100 neorganinių medžiagų, kuriai pateiktos svarbiausių reakcijų lygtys. Medžiagų pasirinkimas buvo pagrįstas jų teorine ir laboratorine-pramonine svarba.

Katalogas sutvarkytas pagal abėcėlinį cheminių formulių principą ir aiškiai išvystytą struktūrą, aprūpintą dalykine rodykle, leidžiančia lengvai rasti norimą medžiagą. Jis neturi analogų vidaus ir užsienio chemijos literatūroje.

Chemijos ir chemijos-technologijos universitetų studentams. Gali naudotis universitetų dėstytojai, magistrantai, mokslo ir inžinerijos darbuotojai chemijos pramonėje, taip pat mokytojai ir aukštųjų mokyklų studentai vidurinė mokykla.

Al - aliuminis.

Baltas, lengvas, kalus metalas. Pasyvuoja vandenyje, koncentruotoje azoto rūgštyje ir kalio dichromato tirpale, nes susidaro stabili oksido plėvelė; susijungęs metalas reaguoja su vandeniu. Reaktyvus, stiprus reduktorius. Pasižymi amfoterinėmis savybėmis; reaguoja su atskiestomis rūgštimis ir šarmais.

AIN - aliuminio nitridas.

Baltas, labai kietas, atsparus ugniai, atsparus karščiui. Nereaguoja su skystu vandeniu, yra visiškai hidrolizuojamas vandens garų. Netirpus etanolyje. Reaguoja su rūgštimis ir šarmais, tačiau kompaktiška forma yra atspari rūgštims.

ZnS – cinko(II) sulfidas.

Balta, amorfinė (nusėdusi iš tirpalo) arba kristalinė – kubinė a modifikacija ir šešiakampė B modifikacija. Jautrus UV spinduliuotei. Amorfinėje formoje jis yra reaktyvesnis. Peptizuotas (virsta į koloidinis tirpalas) ilgalaikio apdorojimo metu vandenilio sulfido vanduo. Netirpus vandenyje, nereaguoja su šarmais ar amoniako hidratu. Reaguoja su stipriomis rūgštimis, kai drėgna, 02 oro lėtai oksiduojasi.

Nemokamas atsisiuntimas e-knyga patogiu formatu, žiūrėkite ir skaitykite:
Atsisiųskite knygą Neorganinių medžiagų reakcijos, žinyną, Molochko V.A., Andreeva L.L., Lidin R.A., 2007 - fileskachat.com, greitai ir nemokamai atsisiųskite.

• Neorganinių medžiagų konstantos, vadovas, Lidin R.A., Andreeva L.L., Molochko V.A., 2008 m.
• Chemija, Gimnazistams ir stojantiems į universitetus, Teoriniai pagrindai, Klausimai, Užduotys, Testai, Vadovėlis, Lidin R.A., Molochko V.A., Andreeva L.L., 2001 m.

Neorganinės chemijos kurse yra daug specialių terminų, reikalingų kiekybiniams skaičiavimams atlikti. Leiskite mums išsamiai apsvarstyti kai kuriuos pagrindinius jo skyrius.

Ypatumai

Neorganinė chemija buvo sukurta siekiant nustatyti mineralinės kilmės medžiagų savybes.

Tarp pagrindinių šio mokslo skyrių yra:

• struktūros, fizikinių ir cheminių savybių analizė;
• struktūros ir reaktyvumo ryšys;
• naujų medžiagų sintezės metodų kūrimas;
• mišinių valymo technologijų kūrimas;
• neorganinių medžiagų gamybos būdai.

klasifikacija

Neorganinė chemija suskirstyta į keletą skyrių, kuriuose nagrinėjami tam tikrų fragmentų tyrimai:

• cheminiai elementai;
• neorganinių medžiagų klasės;
• puslaidininkinės medžiagos;
• tam tikri (pereinamieji) junginiai.

Santykiai

Neorganinė chemija yra tarpusavyje susijusi su fizikine ir analitine chemija, kuri turi galingą įrankių rinkinį, leidžiantį atlikti matematinius skaičiavimus. Šiame skyriuje aptariama teorinė medžiaga naudojama radiochemijoje, geochemijoje, agrochemijoje, taip pat branduolinėje chemijoje.

Neorganinė chemija savo taikomąja forma yra susijusi su metalurgija, cheminė technologija, elektronika, mineralų kasyba ir perdirbimas, struktūriniai ir Statybinės medžiagos, pramoninių nuotekų valymas.

Vystymosi istorija

Bendroji ir neorganinė chemija vystėsi kartu su žmogaus civilizacija, todėl apima keletą nepriklausomų skyrių. Devynioliktojo amžiaus pradžioje Berzelijus paskelbė atominių masių lentelę. Būtent šiuo laikotarpiu prasidėjo šio mokslo raida.

Neorganinės chemijos pagrindas buvo Avogadro ir Gay-Lussac tyrimai, susiję su dujų ir skysčių charakteristikomis. Hessas sugebėjo išvesti matematinį ryšį tarp šilumos kiekio ir agregacijos būsena medžiagų, kurios gerokai praplėtė neorganinės chemijos akiratį. Pavyzdžiui, buvo atominė-molekulinė teorija, kuris atsakė į daugelį klausimų.

Devynioliktojo amžiaus pradžioje Deivis sugebėjo elektrochemiškai skaidyti natrio ir kalio hidroksidus, atverdamas naujas galimybes paprastų medžiagų gamybai elektrolizės būdu. Faradėjus, remdamasis Davy'io darbu, išvedė elektrochemijos dėsnius.

Nuo XIX amžiaus antrosios pusės neorganinės chemijos kursas gerokai išsiplėtė. Van't Hoffo, Arrheniuso ir Osvaldo atradimai įvedė naujas sprendimų teorijos tendencijas. Būtent per šį laikotarpį buvo suformuluotas masinio veikimo dėsnis, kuris leido atlikti įvairius kokybinius ir kiekybinius skaičiavimus.

Wurtzo ir Kekulės sukurta valentingumo doktrina leido rasti atsakymus į daugelį neorganinės chemijos klausimų, susijusių su egzistavimu. skirtingos formos oksidai, hidroksidai. Devynioliktojo amžiaus pabaigoje buvo atrasti nauji cheminiai elementai: rutenis, aliuminis, litis: vanadis, toris, lantanas ir kt. Tai tapo įmanoma pradėjus naudoti spektrinės analizės metodus. Tuo laikotarpiu moksle pasirodžiusios naujovės ne tik paaiškino chemines reakcijas neorganinėje chemijoje, bet ir leido numatyti gaunamų produktų savybes bei jų panaudojimo sritis.

Iki XIX amžiaus pabaigos buvo žinoma apie 63 skirtingų elementų egzistavimą ir informacijos apie įvairius chemikalai. Tačiau dėl to, kad nėra išsamios jų mokslinės klasifikacijos, ne visos neorganinės chemijos problemos buvo išspręstos.

Mendelejevo dėsnis

Dmitrijaus Ivanovičiaus sukurtas periodinis įstatymas tapo visų elementų sisteminimo pagrindu. Mendelejevo atradimo dėka chemikai galėjo pakoreguoti savo idėjas apie elementų atomines mases ir numatyti dar neatrastų medžiagų savybes. Moseley, Rutherfordo ir Bohro teorija suteikė fizinį pagrindą Mendelejevo periodiniam dėsniui.

Neorganinė ir teorinė chemija

Norėdami suprasti, kokios chemijos dėstomos, turite peržiūrėti pagrindines į kursą įtrauktas sąvokas.

Pagrindinis šiame skyriuje nagrinėjamas teorinis klausimas yra periodinė teisė Mendelejevas. Mokykliniame kurse pristatoma neorganinė chemija lentelėse supažindina jaunuosius mokslininkus su pagrindinėmis neorganinių medžiagų klasėmis ir jų ryšiais. Cheminio ryšio teorijoje atsižvelgiama į ryšio pobūdį, jo ilgį, energiją ir poliškumą. Molekulinių orbitalių metodas, valentiniai ryšiai, kristalų lauko teorija yra pagrindiniai klausimai, leidžiantys paaiškinti neorganinių medžiagų struktūrinius ypatumus ir savybes.

Cheminė termodinamika ir kinetika, atsakant į klausimus apie sistemos energijos pokyčius, aprašant jonų ir atomų elektronines konfigūracijas, jų transformaciją į sudėtingos medžiagos, remiantis superlaidumo teorija, atsirado nauja sekcija – puslaidininkinių medžiagų chemija.

Taikomoji gamta

Neorganinė chemija, skirta manekenams, apima teorinių klausimų naudojimą pramonėje. Būtent ši chemijos dalis tapo pagrindu įvairioms pramonės šakoms, susijusioms su amoniako, sieros rūgšties gamyba, anglies dioksidas, mineralinių trąšų, metalai ir lydiniai. Naudojant cheminiai metodai Mechaninėje inžinerijoje gaunami lydiniai su nurodytomis savybėmis ir charakteristikomis.

Dalykas ir užduotys

Ką tiria chemija? Tai mokslas apie medžiagas, jų transformacijas, taip pat taikymo sritis. Šiuo metu yra patikimos informacijos apie apie šimtą tūkstančių įvairių neorganinių junginių. Cheminių virsmų metu kinta molekulių sudėtis, susidaro naujų savybių turinčios medžiagos.

Jei studijuojate neorganinę chemiją nuo nulio, pirmiausia turite susipažinti su jos teoriniais skyriais ir tik po to galite pradėti praktinis naudojimasįgytų žinių. Tarp daugelio šioje chemijos mokslo dalyje nagrinėjamų klausimų būtina paminėti atominę-molekulinę teoriją.

Molekule laikoma mažiausia medžiagos dalelė, turinti savo chemines savybes. Jis dalijasi iki atomų, kurie yra mažiausios medžiagos dalelės. Molekulės ir atomai nuolat juda ir jiems būdingos elektrostatinės atstūmimo ir traukos jėgos.

Neorganinė chemija nuo nulio turėtų būti pagrįsta cheminio elemento apibrėžimu. Paprastai tai reiškia atomų, turinčių tam tikrą branduolinį krūvį, tipą, elektroninių apvalkalų struktūrą. Priklausomai nuo jų struktūros, jie gali įeiti į įvairias sąveikas, sudarydami medžiagas. Mylinčioji molekulė yra elektriškai neutrali sistema, tai yra, ji visiškai paklūsta visiems mikrosistemose egzistuojantiems dėsniams.

Kiekvienam gamtoje egzistuojančiam elementui galima nustatyti protonų, elektronų ir neutronų skaičių. Paimkime natrį kaip pavyzdį. Protonų skaičius jo branduolyje atitinka serijos numerį, tai yra 11, ir yra lygus elektronų skaičiui. Norint apskaičiuoti neutronų skaičių, reikia jį atimti iš santykinės natrio atominės masės (23). serijos numeris, gauname 12. Kai kuriems elementams buvo nustatyti izotopai, kurie skiriasi neutronų skaičiumi atomo branduolyje.

Valencijos formulių sudarymas

Kas dar būdinga neorganinei chemijai? Šiame skyriuje aptariamos temos, susijusios su medžiagų formulių sudarymu ir kiekybinių skaičiavimų atlikimu.

Pirmiausia išanalizuokime formulių sudarymo pagal valentiškumą ypatybes. Priklausomai nuo to, kurie elementai bus įtraukti į medžiagos sudėtį, yra tam tikros valentingumo nustatymo taisyklės. Pradėkime nuo dvejetainių junginių sudarymo. Šis klausimas aptariamas mokyklos neorganinės chemijos kurse.

Metalų, esančių pagrindiniuose periodinės lentelės pogrupiuose, valentingumo indeksas atitinka grupės numerį ir yra pastovi vertė. Antriniuose pogrupiuose esantys metalai gali turėti skirtingą valentumą.

Yra keletas ypatumų nustatant nemetalų valentingumą. Jei junginyje jis yra formulės pabaigoje, jo valentingumas yra mažesnis. Skaičiuojant jį, grupės, kurioje yra šis elementas, skaičius atimamas iš aštuonių. Pavyzdžiui, oksiduose deguonies valentingumas yra du.

Jei nemetalas yra formulės pradžioje, jo maksimalus valentingumas yra lygus jo grupės numeriui.

Kaip sudaryti medžiagos formulę? Yra tam tikras algoritmas, kurį žino net moksleiviai. Pirmiausia reikia užrašyti ryšio pavadinime minimų elementų ženklus. Elementas, kuris pavadinime nurodytas paskutinis, formulėje dedamas pirmas. Toliau, naudojant taisykles, virš kiekvieno iš jų dedamas valentingumo indikatorius. Tarp reikšmių nustatomas mažiausias bendras kartotinis. Dalijant jį iš valentingumo, gaunami indeksai, esantys po elementų ženklais.

Paimkime kaip pavyzdį anglies monoksido (4) formulės sudarymo variantą. Pirma, vienas šalia kito dedame anglies ir deguonies ženklus, kurie yra šio neorganinio junginio dalis, gauname CO. Kadangi pirmasis elementas turi kintamą valentingumą, jis nurodomas deguonies skliausteliuose, jis apskaičiuojamas atėmus šešis iš aštuonių (grupės numeris), gausite du. Galutinė siūlomo oksido formulė bus CO 2.

Tarp daugelio neorganinėje chemijoje vartojamų mokslinių terminų ypač domina alotropija. Tai paaiškina kelių paprastų medžiagų, pagrįstų vienu cheminiu elementu, kurios skiriasi savybėmis ir struktūra, egzistavimą.

Neorganinių medžiagų klasės

Yra keturios pagrindinės neorganinių medžiagų klasės, kurias verta išsamiai apsvarstyti. Pradėkime nuo Trumpas aprašymas oksidai Ši klasė apima dvejetainius junginius, kuriuose būtinai yra deguonies. Priklausomai nuo to, kuris elementas pradeda formulę, jie skirstomi į tris grupes: bazinius, rūgštinius, amfoterinius.

Metalai, kurių valentingumas didesnis nei keturi, taip pat visi nemetalai su deguonimi sudaro rūgštinius oksidus. Tarp pagrindinių jų cheminių savybių pastebime gebėjimą sąveikauti su vandeniu (išimtis yra silicio oksidas), reakcijas su baziniais oksidais ir šarmais.

Metalai, kurių valentingumas neviršija dviejų, sudaro bazinius oksidus. Tarp pagrindinių šio porūšio cheminių savybių išskiriame šarmų susidarymą su vandeniu, druskų su rūgščių oksidai ir rūgštys.

Pereinamiesiems metalams (cinkui, beriliui, aliuminiui) būdingas amfoterinių junginių susidarymas. Pagrindinis jų skirtumas – savybių dvilypumas: reakcijos su šarmais ir rūgštimis.

Bazės yra didelė neorganinių junginių klasė, kuri turi panašią struktūrą ir savybes. Tokių junginių molekulėse yra viena ar daugiau hidroksilo grupių. Pats terminas buvo taikomas toms medžiagoms, kurios dėl sąveikos sudaro druskas. Šarmai yra bazės, turinčios šarminę aplinką. Tai apima periodinės lentelės pagrindinių pogrupių pirmosios ir antrosios grupių hidroksidus.

IN rūgščių druskos, be metalo ir rūgšties liekanos, yra ir vandenilio katijonų. Pavyzdžiui, natrio bikarbonatas ( kepimo soda) yra geidžiamas junginys konditerijos pramonėje. Bazinėse druskose vietoj vandenilio katijonų yra hidroksido jonų. Dvigubos druskos yra daugelio natūralių mineralų sudedamoji dalis. Taigi, natrio ir kalio chloridas (silvinitas) randamas Žemės pluta. Būtent šis junginys pramonėje naudojamas šarminiams metalams izoliuoti.

Neorganinėje chemijoje yra specialus skyrius, skirtas sudėtingų druskų tyrimams. Šie junginiai aktyviai dalyvauja medžiagų apykaitos procesuose, vykstančiuose gyvuose organizmuose.

Termochemija

Šiame skyriuje aptariami visi cheminiai virsmai energijos praradimo ar padidėjimo požiūriu. Hessas sugebėjo nustatyti ryšį tarp entalpijos ir entropijos ir išvesti dėsnį, paaiškinantį bet kokios reakcijos temperatūros pokytį. Šiluminis efektas, apibūdinantis tam tikros reakcijos metu išsiskiriančios arba sugertos energijos kiekį, apibrėžiamas kaip reakcijos produktų ir pradinių medžiagų entalpijų sumos skirtumas, atsižvelgiant į stereocheminius koeficientus. Heso dėsnis yra esminis termochemijoje ir leidžia atlikti kiekybinius kiekvienos cheminės transformacijos skaičiavimus.

Koloidinė chemija

Tik dvidešimtajame amžiuje ši chemijos dalis tapo atskiru mokslu, nagrinėjančiu įvairias skystų, kietų ir dujinių sistemų sritis. Suspensijos, suspensijos, emulsijos, besiskiriančios dalelių dydžiais ir cheminiais parametrais, išsamiai tiriamos koloidų chemijoje. Daugelio tyrimų rezultatai aktyviai įgyvendinami farmacijos, medicinos ir chemijos pramonėje, todėl mokslininkai ir inžinieriai gali sintetinti medžiagas, turinčias tam tikrų cheminių ir fizinių savybių.

Išvada

Neorganinė chemija šiuo metu yra viena didžiausių chemijos šakų joje yra didžiulis kiekis teorinių ir praktiniais klausimais, leidžiantis pasisemti idėjų apie medžiagų sudėtį, jų fizines savybes, cheminės transformacijos, pagrindinės pramonės šakos. Jei žinote pagrindinius terminus ir dėsnius, galite sudaryti cheminių reakcijų lygtis ir pagal jas atlikti įvairius matematinius skaičiavimus. Per baigiamąjį egzaminą studentams siūlomi visi neorganinės chemijos skyriai, susiję su formulių sudarymu, reakcijų lygčių rašymu ir sprendinių uždavinių sprendimu.

Chemija- mokslas apie medžiagas, jų virsmo dėsnius (fizines ir chemines savybes) ir taikymą.

Šiuo metu žinoma daugiau nei 100 tūkstančių neorganinių ir daugiau nei 4 milijonai organinių junginių.

Cheminiai reiškiniai: vienos medžiagos virsta kitomis, kurios sudėtimi ir savybėmis skiriasi nuo pradinių, o atomo branduolių sudėtis nekinta.

Fiziniai reiškiniai: skiriasi fizinė būklė pakitus atomų branduolių sudėčiai susidaro medžiagos (garinimas, lydymasis, elektrinis laidumas, šilumos ir šviesos spinduliavimas, lankstumas ir kt.) arba naujos medžiagos.

Atominis-molekulinis mokslas.

1. Visos medžiagos yra sudarytos iš molekulių.

Molekulė - mažiausia medžiagos dalelė, turinti savo chemines savybes.

2. Molekulės sudarytos iš atomų.

Atom – mažiausia cheminio elemento dalelė, išlaikanti visas savo chemines savybes. Skirtingi elementai turi skirtingus atomus.

3. Molekulės ir atomai nuolat juda; tarp jų yra traukos ir atstūmimo jėgos.

Cheminis elementas - tai atomų tipas, kuriam būdingi tam tikri branduoliniai krūviai ir elektroninių apvalkalų struktūra. Šiuo metu žinoma 118 elementų: 89 iš jų randami gamtoje (Žemėje), likusieji gauti dirbtiniu būdu. Atomai egzistuoja laisvoje būsenoje, junginiuose su tų pačių ar kitų elementų atomais, sudarydami molekules. Atomų gebėjimas sąveikauti su kitais atomais ir formuotis cheminiai junginiai lemia jo struktūra. Atomai susideda iš teigiamai įkrauto branduolio ir aplink jį judančių neigiamo krūvio elektronų, kurie sudaro elektriškai neutralią sistemą, kuri paklūsta mikrosistemoms būdingiems dėsniams.

Atomo branduolys - centrinė atomo dalis, susidedanti iš Zprotonai ir N neutronai, kuriuose sutelkta didžioji dalis atomų.

Pagrindinis mokestis - teigiamas, savo reikšme lygus protonų skaičiui branduolyje arba elektronų skaičiui neutraliame atome ir sutampa su elemento atominiu skaičiumi periodinėje lentelėje.

Protonų ir neutronų suma atomo branduolys vadinamas masės skaičiumi A = Z+ N.

Izotopai - cheminiai elementai, turintys vienodus branduolio krūvius, bet skirtingus masės skaičius dėl skirtingo neutronų skaičiaus branduolyje.

Mišios numeris ® Įkrovimas ® branduoliai

A Z

63 29

Cu ir

65 29

35 17

Cl ir

37 17

Cheminė formulė - tai sutartinis medžiagos sudėties žymėjimas naudojant cheminius simbolius (1814 m. pasiūlė J. Berzelius) ir indeksus (indeksas yra simbolio apačioje dešinėje esantis skaičius. Nurodo atomų skaičių molekulėje). Cheminė formulė parodo, kurie kurių elementų atomai ir kokiu santykiu yra tarpusavyje susiję molekulėje.

Allotropija - kelių paprastų medžiagų, kurios skiriasi struktūra ir savybėmis, susidarymo cheminiu elementu reiškinys. Paprastos medžiagos – molekulės, susideda iš to paties elemento atomų.

Cnetikros medžiagos - molekulės susideda iš įvairių cheminių elementų atomų.

Atominės masės konstanta lygus 1/12 izotopo 12 masės C - pagrindinis natūralios anglies izotopas.

m u = 1/12 m (12 C ) =1 a.v.m = 1,66057 10 -24 g

Santykinė atominė masė (A r) - bematis dydis, lygus vidutinės elemento atomo masės (atsižvelgiant į izotopų procentą gamtoje) ir 1/12 atomo masės santykiui 12 C.

Vidutinė absoliuti atominė masė (m) lygi santykinei atominei masei padauginti iš amu.

Ar(Mg) = 24,312

m (Mg) = 24,312 1,66057 10 -24 = 4,037 10 -23 g

Santykinė molekulinė masė (Ponas) - bematis dydis, rodantis, kiek kartų tam tikros medžiagos molekulės masė yra didesnė nei 1/12 anglies atomo masės 12 C.

M g = m g / (1/12 m a (12 C))

Ponas - tam tikros medžiagos molekulės masė;

m a (12 C) - anglies atomo masė 12 C.

M g = S A g (e). Medžiagos santykinė molekulinė masė yra lygi visų elementų santykinių atominių masių sumai, atsižvelgiant į indeksus.

Pavyzdžiai.

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

Absoliuti molekulinė masė lygi santykinei molekulinei masei, padaugintai iš amu. Atomų ir molekulių skaičius įprastuose medžiagų mėginiuose yra labai didelis, todėl charakterizuojant medžiagos kiekį naudojamas specialus matavimo vienetas - molis.

Medžiagos kiekis, mol . Reiškia tam tikrą skaičių struktūrinių elementų (molekulių, atomų, jonų). Paskirtan , matuojamas moliais. Molis – tai medžiagos kiekis, kuriame yra tiek dalelių, kiek atomų yra 12 g anglies.

Avogadro numeris (NA ). Dalelių skaičius 1 molyje bet kurios medžiagos yra toks pat ir lygus 6,02 10 23. (Avogadro konstanta turi matmenį - mol -1).

Pavyzdys.

Kiek molekulių yra 6,4 g sieros?

Sieros molekulinė masė yra 32 g/mol. Nustatome g/mol medžiagos kiekį 6,4 g sieros:

n (s) = m(s)/M(s ) = 6,4 g / 32 g/mol = 0,2 mol

Naudodamiesi konstanta nustatykime struktūrinių vienetų (molekulių) skaičių Avogadro N A

N = n (s)N A = 0,2 6,02 10 23 = 1,2 10 23

Molinė masė rodo 1 molio medžiagos masę (žymimaM).

M = m / n

Medžiagos molinė masė yra lygi medžiagos masės ir atitinkamo medžiagos kiekio santykiui.

Medžiagos molinė masė skaitine prasme lygi jos santykinei molekulinei masei, tačiau pirmasis dydis yra g/mol, o antrasis yra bematis.

M = N A m (1 molekulė) = N A M g 1 amu = (N A 1 amu) M g = M g

Tai reiškia, kad jei tam tikros molekulės masė yra, pavyzdžiui, 80 amu. ( SO 3 ), tada vieno molio molekulių masė lygi 80 g Avogadro konstanta yra proporcingumo koeficientas, užtikrinantis perėjimą nuo molekulinių ryšių prie molinių. Visi teiginiai apie molekules galioja moliams (jei reikia, amu pakeičiant g. Pavyzdžiui, reakcijos lygtis: 2 Na + Cl 2 2 NaCl , reiškia, kad du natrio atomai reaguoja su viena chloro molekule arba, kas yra tas pats, du moliai natrio reaguoja su vienu moliu chloro.

Neorganinėje chemijoje cheminės reakcijos klasifikuojamos pagal skirtingus kriterijus.

1. Pasikeitus oksidacijos būsenaiį redoksą, atsirandantį pasikeitus elementų oksidacijos būsenai, ir rūgščių-šarmų, kurie vyksta nekeičiant oksidacijos būsenos.

2. Pagal proceso pobūdį.

Skilimo reakcijos yra cheminės reakcijos, kurių metu paprastos molekulės susidaro iš sudėtingesnių.

Sudėtinės reakcijos yra cheminės reakcijos, kurių metu sudėtingi junginiai gaunami iš kelių paprastesnių.

Pakeitimo reakcijos yra cheminės reakcijos, kurių metu atomas arba atomų grupė molekulėje pakeičiami kitu atomu ar atomų grupe.

Keitimosi reakcijos yra cheminės reakcijos, kurios vyksta nekeičiant elementų oksidacijos būsenos ir sukelia mainus komponentai reagentai.

3. Jei įmanoma, tekėti priešinga kryptimi į grįžtamąją ir negrįžtamąją.

Kai kurios reakcijos, pavyzdžiui, etanolio degimo reakcija yra praktiškai negrįžtamos, t.y. neįmanoma sudaryti sąlygų jam tęsti atvirkštinė kryptis.

Tačiau yra daug reakcijų, kurios, priklausomai nuo proceso sąlygų, gali vykti tiek pirmyn, tiek atgal. Reakcijos, kurios gali vykti tiek pirmyn, tiek atgal, vadinamos grįžtamasis.

4. Pagal ryšio skilimo tipą – homolizinis(vienodas tarpas, kiekvienas atomas gauna po vieną elektroną) ir heterolitinis(nelygus tarpas – gaunama elektronų pora).

5. Egzoterminis šiluminio poveikio(šilumos išsiskyrimas) ir endoterminis(šilumos sugėrimas).

Sujungimo reakcijos paprastai būna egzoterminės, o skilimo reakcijos – endoterminės. Reta išimtis yra endoterminė azoto reakcija su deguonimi N 2 + O 2 = 2NO – Q.

6. Pagal fazių agregacijos būseną.

Homogeniškas(reakcija vyksta vienoje fazėje, be sąsajų; reakcijos dujose arba tirpaluose).

Nevienalytis(reakcijos vyksta sąsajoje).

7. Dėl katalizatoriaus naudojimo.

Katalizatorius yra medžiaga, kuri pagreitina cheminę reakciją, tačiau chemiškai išlieka nepakitusi.

Katalizinis nenaudojant katalizatoriaus jie praktiškai neina ir nekatalizinis.

Organinių reakcijų klasifikacija

Reakcijos tipas	Radikalus	Nukleofilinis (N)	elektrofilinis (E)
Pakeitimas (S)	Radikalus pakaitalas (S R)	Nukleofilinis pakaitalas (S N)	Elektrofilinis pakaitalas (S E)
Jungtis (A)	Radikalus jungtis (A R)	Nukleofilinis pridėjimas (AN)	Elektrofilinė jungtis (A E)
Eliminacija (E) (eliminacija)	Radikalus atsiskyrimas (E R)	Nukleofilinis pašalinimas (EN)	Elektrofilinis pašalinimas (E E)

Elektrofilai yra heterolitinės organinių junginių reakcijos su elektrofilais – dalelėmis, turinčiomis visą arba dalinį teigiamą krūvį. Jie skirstomi į elektrofilines pakaitų ir elektrofilines sudėjimo reakcijas. Pavyzdžiui,

H 2 C = CH 2 + Br 2  BrCH 2 – CH 2 Br

Nukleofilinės reakcijos – tai heterolitinės organinių junginių reakcijos su nukleofilais – dalelėmis, turinčiomis visą arba dalinį neigiamą krūvį. Jos skirstomos į nukleofilines pakaitų ir nukleofilines sudėjimo reakcijas. Pavyzdžiui,

CH 3 Br + NaOH  CH 3 OH + NaBr

Radikalios (grandininės) reakcijos yra cheminės reakcijos, kuriose, pavyzdžiui, dalyvauja radikalai

Grįžti