Ümumi qeyri-üzvi kimya. Qeyri-üzvi kimyanın əsasları. Valentlik üçün düsturların tərtib edilməsi

Təkamülün bu mərhələsində heç bir insan öz həyatını kimyasız təsəvvür edə bilməz. Axı, hər gün bütün dünyada müxtəlif kimyəvi reaksiyalar baş verir, onlar olmadan bütün canlıların mövcudluğu sadəcə mümkün deyil. Ümumiyyətlə, kimyada iki bölmə var: qeyri-üzvi və üzvi kimya. Onların əsas fərqlərini başa düşmək üçün əvvəlcə bu bölmələrin nə olduğunu başa düşməlisiniz.

Qeyri-üzvi kimya

Məlumdur ki, kimya bu sahəni öyrənir qeyri-üzvi maddələrin bütün fiziki və kimyəvi xassələri, habelə onların tərkibini, quruluşunu, habelə reagentlərin istifadəsi ilə və onlar olmadıqda müxtəlif reaksiyalara məruz qalma qabiliyyətini nəzərə alaraq onların birləşmələri.

Onlar həm sadə, həm də mürəkkəb ola bilər. Qeyri-üzvi maddələrin köməyi ilə əhali arasında tələbat olan yeni texniki əhəmiyyətli materiallar yaradılır. Dəqiq desək, kimyanın bu bölməsi canlı təbiət tərəfindən yaradılmayan və bioloji material olmayan, lakin əldə edilən element və birləşmələrin öyrənilməsi ilə məşğul olur. digər maddələrdən sintez yolu ilə.

Bəzi təcrübələr zamanı məlum oldu ki, canlılar çoxlu qeyri-üzvi maddələr istehsal etmək qabiliyyətinə malikdirlər və laboratoriya şəraitində üzvi maddələri sintez etmək də mümkündür. Ancaq buna baxmayaraq, bu iki sahəni bir-birindən ayırmaq hələ də sadəcə lazımdır, çünki bu sahələrdə hər şeyi bir bölmədə birləşdirməyə imkan verməyən reaksiya mexanizmlərində, quruluşunda və xüsusiyyətlərində bəzi fərqlər var.

Vurğulayın sadə və mürəkkəb qeyri-üzvi maddələr. Sadə maddələrə iki qrup birləşmə daxildir - metallar və qeyri-metallar. Metallar bütün metal xassələrə malik olan, həmçinin aralarında metal bağı olan elementlərdir. Bu qrupa aşağıdakı element növləri daxildir: qələvi metallar, qələvi torpaq metalları, keçid metalları, yüngül metallar, semimetallar, lantanidlər, aktinidlər, həmçinin maqnezium və berillium. Dövri cədvəlin bütün rəsmi tanınan elementlərindən yüz səksən bir mümkün elementdən doxsan altısı metallar kimi təsnif edilir, yəni yarıdan çoxu.

Qeyri-metal qruplardan ən məşhur elementlər oksigen, silisium və hidrogen, daha az yayılmış elementlər isə arsen, selen və yoddur. Sadə qeyri-metallara helium və hidrogen də daxildir.

Kompleks qeyri-üzvi maddələr dörd qrupa bölünür:

• Oksidlər.
• Hidroksidlər.
• Duz.
• Turşular.

Üzvi kimya

Kimyanın bu sahəsi karbondan və onunla təmasda olan digər elementlərdən ibarət olan maddələri öyrənir, yəni üzvi birləşmələr yaradır. Bunlar həm də qeyri-üzvi təbiətli maddələr ola bilər, çünki bir karbohidrogen özünə çoxlu müxtəlif kimyəvi elementlər bağlaya bilər.

Çox vaxt üzvi kimya ilə məşğul olur maddələrin sintezi və emalı və onların birləşmələri bitki, heyvan və ya mikrobioloji mənşəli xammaldan, baxmayaraq ki, xüsusilə son vaxtlar bu elm təyin olunmuş çərçivədən xeyli irəliləmişdir.

Üzvi birləşmələrin əsas siniflərinə aşağıdakılar daxildir: karbohidrogenlər, spirtlər, fenollar, halogen tərkibli birləşmələr, efirlər və efirlər, aldehidlər, ketonlar, xinonlar, azot tərkibli və kükürdlü birləşmələr, karboksilik turşular, heterosikliklər, orqanometal birləşmələr və polimerlər.

Üzvi kimya tərəfindən öyrənilən maddələr son dərəcə müxtəlifdir, çünki onların tərkibində karbohidrogenlərin olması səbəbindən bir çox başqa müxtəlif elementlərlə əlaqələndirilə bilər. Təbii ki, üzvi maddələr də müxtəlif həyati funksiyaları yerinə yetirən yağlar, zülallar və karbohidratlar şəklində canlı orqanizmlərin bir hissəsidir. Ən vacibləri enerji, tənzimləyici, struktur, qoruyucu və s. Onlar hər bir canlının hər hüceyrəsinin, hər toxumasının və orqanının bir hissəsidir. Onlarsız bütövlükdə orqanizmin, sinir sisteminin, reproduktiv sistemin və başqalarının normal fəaliyyəti mümkün deyil. Bu o deməkdir ki, bütün üzvi maddələr yer üzündə bütün həyatın mövcudluğunda böyük rol oynayır.

Aralarındakı əsas fərqlər

Prinsipcə, bu iki bölmə əlaqəlidir, lakin onların bəzi fərqləri də var. İlk növbədə, üzvi maddələrin tərkibinə mütləq daxildir karbon, tərkibində olmayan qeyri-üzvi olanlardan fərqli olaraq. Quruluşda, müxtəlif reagentlərə və yaradılmış şəraitə reaksiya vermək qabiliyyətində, quruluşunda, əsas fiziki-kimyəvi xassələrində, mənşəyində, molekulyar çəkisində və s. fərqlər vardır.

Üzvi maddədə molekulyar quruluş daha mürəkkəbdir qeyri-üzvi olanlara nisbətən. Sonuncu yalnız kifayət qədər yüksək temperaturda əriyə bilər və nisbətən aşağı ərimə nöqtəsinə malik olan üzvi olanlardan fərqli olaraq parçalanması olduqca çətindir. Üzvi maddələr kifayət qədər böyük molekulyar çəkiyə malikdir.

Digər mühüm fərq, yalnız üzvi maddələrin qabiliyyətinə sahib olmasıdır eyni molekul və atom dəsti ilə birləşmələr əmələ gətirir, lakin müxtəlif tərtibat seçimləri olan. Beləliklə, bir-birindən fiziki və kimyəvi xassələri ilə fərqlənən tamamilə fərqli maddələr alınır. Yəni, üzvi maddələr izomerizm kimi bir xüsusiyyətə meyllidirlər.

"Anlayışlar dəyişir, sözlər qalır." Bu nə qədər doğrudur! Nə qədər tez-tez eşidirsiniz: "Elektrik enerjisini yandırın", "Elektriği dayandırın", baxmayaraq ki, natiq elektrik lampasının yanmadığını və ya sönmədiyini, lakin cərəyan dövrəsində yandırıldığını və söndürüldüyünü çox yaxşı bilir.

Əvvəllər onlara daxil edilmiş anlayışları geridə qoymuş sözlərə ənənəvi olaraq qeyri-üzvi və üzvi kimya adlanan iki kimya şöbəsinin təyinatları daxildir.

Uzun müddətdir ki, kimyaçılar bitki və heyvanların orqanlarına daxil olan mürəkkəb kimyəvi birləşmələrin əksəriyyətini istehsal edə bilməyərək, onların acizliyini bu maddələrin bitki və heyvanlarda xüsusi bir elementin təsiri altında əmələ gəlməsi ilə izah edirdilər. "həyati güc" və şüşələrdə və retortlarda sintez edilə bilməz.

Məşhur alman kimyaçısı Veler də eyni fikirdə idi və şəxsi təcrübəsi ilə bu fikrin yanlışlığına əmin oldu. Şübhəsiz ki, azot və karbonun oksigen ilə qeyri-üzvi birləşmələrindən əvvəllər məlum olan tipik bir "üzvi" birləşmə - karbamid olduğu ortaya çıxan mürəkkəb bir maddə əldə etdi.

İndi biz dəqiq bilirik ki, bitki və heyvanların bir hissəsi olan hər hansı bir maddəni əldə etmək üçün heç bir “həyati gücə” ehtiyac yoxdur, onların hamısını onların tərkib elementlərindən qurmaq olar. Onların hamısının hələ də süni yolla əldə edilməməsi bizi qətiyyən narahat etmir. Müasir sintez vasitələri ilə alınmayanlar bu vasitələr təkmilləşdikdə alınacaq.

Əslində, bütün sözdə "üzvi" birləşmələr karbon birləşmələridir. Digər elementlərdən fərqli olaraq, karbon digər sadə maddələrlə on minlərlə birləşmə əmələ gətirməyə qadirdir. Sırf öyrənmə rahatlığı üçün karbonun bütün müxtəlif birləşmələri üzvi kimya adlanan “köhnə yaddaşdan” digər elementlərin kimyasından ayrı bir intizam səviyyəsinə endirilir.

Ən vacib maraq odur ki, indi "üzvi" kimya kurslarında heç bir bitki və ya heyvanda tapılmayan çoxlu sayda karbon birləşmələrini öyrənirlər.

Təbiətdə mövcud olmayan "üzvi" maddələrin bu cür sintetik konstruksiyasının başlanğıcı 18 yaşlı tələbə Perkinsin təsadüfən kəşfi ilə qoyuldu.

Perkins cinchona ağacının qabığından çıxarılan sintetik dərman maddəsi olan xinin istehsal etmək ideyasını irəli sürdü. Tədqiqat zamanı bəzi yeni birləşmələr aldıqdan sonra onun həllolma qabiliyyətini öyrənmək istədi və onu spirtdə həll etdikdən sonra məhlulun möhtəşəm bənövşəyi rəngə sahib olduğunu gördü.

"Boya kimi istifadə etmək olmazmı?" – Perkins düşündü. Məlum oldu ki, məhlulun yun və ipəyi gözəl bənövşəyi rəngə mükəmməl boyaması çox mümkündür.

Perkins elmdən vaz keçdi, universiteti atdı və dünyada ilk süni "üzvi" boyalar fabrikini qurdu. Onun ardınca yüzlərlə digər kimyaçı getdikcə daha çox yeni karbon birləşmələrini sintez etməyə başladılar ki, bu birləşmələr təkcə boyalar kimi deyil, həm də dezinfeksiyaedici, anestezik (ağrı kəsici), dərman, zəhərli və partlayıcı maddələr kimi istifadə olunmağa başladı.

QEYRİQANİK KİMYA

Tədris-metodika kompleksi

Birinci hissə. Mühazirə kursu proqramı

Nijni Novqorod, 2006

UDC 546 (073.8)

Qeyri-üzvi kimya: Tədris-metodiki kompleks. Birinci hissə. Mühazirə kursu proqramı / A.A. Sibirkin.- Nijni Novqorod: Nijni Novqorod Dövlət Universiteti, 2006. - 34 s.

Tədris-metodiki kompleksin birinci hissəsində Nijni Novqorod Dövlət Universitetinin Kimya fakültəsinin birinci kurs tələbələri üçün qeyri-üzvi kimyadan mühazirə kursunun planı var. N.I.Lobaçevski.

Kimya fakültəsinin qeyri-üzvi kimya kursunda təhsil alan 1-ci kurs tələbələri üçün.

© A.A.Sibirkin, 2006

© Nijni Novqorod Dövlət Universiteti

onlar. N.I. Lobaçevski, şöbə

qeyri-üzvi kimya

İzahlı qeyd

UNN-in Kimya fakültəsində tədris olunan qeyri-üzvi kimya kursu tələbələrin kimyəvi biliklər sistemində fundamental fənlərdən biri kimi qeyri-üzvi kimyanın əsaslarını mənimsəmələrini təmin etmək məqsədi daşıyır.

Kursun əsas məqsədləri: tələbələrin kimyəvi çevrilmələrin əsas qanunlarını mənimsəməsi; kimyəvi elementlərin təbiətdə yayılması və baş vermə formaları, mineral xammalın emalı prinsipləri, alınma üsulları, quruluşu, fiziki xassələri və reaktivliyi, qeyri-üzvi maddələrin praktiki istifadəsi ilə bağlı faktiki materialı bilmək; qeyri-üzvi maddələrin xassələri ilə bağlı standart və kombinə edilmiş hesablama məsələlərini həll etmək bacarığını inkişaf etdirmək; kimyəvi təcrübənin əsaslarını, qeyri-üzvi maddələrin alınması və təmizlənməsinin ən mühüm üsullarını praktikada mənimsəmək.

Kursun məzmunu fiziki kimyanın ən vacib anlayışlarının və maddənin quruluşunun izahını, kimyəvi təhsilin konsentrikliyi ideyasını həyata keçirən praktiki məsələlərin həlli üçün öyrənilmiş nümunələri tətbiq etmək bacarığının inkişaf etdirilməsini nəzərdə tutur. Ali təhsil. Reaksiyaların və maddələrin reaktivliyinin qanunlarını başa düşmək elementlərin və onların birləşmələrinin kimyasına dair faktiki materialın geniş və dərin biliklərinin formalaşması üçün əsasdır.

Qeyri-üzvi kimya kursunu öyrənmək nəticəsində tələbələr:

Elmi nəzəriyyələrin maddələrin qarşılıqlı təsir proseslərini necə izah etdiyini bilmək, kimyəvi çevrilmə iştirakçıları arasında kəmiyyət əlaqəsini təsvir etmək, prosesin kortəbii baş vermə ehtimalını göstərmək, çevrilmə sürətini xarakterizə etmək, maddənin vəziyyətini və məhlullarda onun çevrilmələrini nəzərə almaq. .

Təbiətdə kimyəvi elementlərin yayılması və baş vermə formaları, mineral xammalın emalı prinsipləri, alınma üsulları, quruluşu, fiziki xassələri və reaksiya qabiliyyəti, qeyri-üzvi maddələrin praktiki istifadəsi ilə bağlı faktiki materialı bilmək.

Kimyəvi elementlərin dövri sistemdəki mövqeyinə görə xassələrini təhlil etməyi, bir sıra oxşar maddələrin xassələrinin dəyişmə meyllərini atom quruluşu və kimyəvi əlaqə nəzəriyyəsinə əsaslanaraq izah etməyi, maddələrin xassələrinin asılılığını aşkar etməyi bacarır. onların tərkibi və quruluşu haqqında, maddələrin xassələrini proqnozlaşdırmaq, konkret şəraitdə kimyəvi çevrilmələrin ehtimal olunan məhsullarını proqnozlaşdırmaq, maddənin xassələrini onların mümkün tətbiq sahələri ilə əlaqələndirmək.

Kimyəvi simvollardan, qeyri-üzvi maddələrin nomenklaturasından, fiziki və qeyri-üzvi kimya terminologiyasından istifadə etməyi bacarmalıdır.

Qeyri-üzvi maddələrin xassələri və onların çevrilmə qanunları ilə bağlı kimyəvi tənliklər tərtib etməyi, stexiometrik əmsalları təşkil etməyi, onların əsasında standart və birləşmiş hesablama məsələlərini həll etməyi bacarmalıdır.

Tədris, arayış və monoqrafik ədəbiyyatla işləmək, elementlərin və onların birləşmələrinin kimyasına dair lazımi məlumatları müstəqil tapmaq, ədəbi məlumatları birləşdirməyi, təhlil etməyi və sistemləşdirməyi bacarmaq bacarıqlarına sahib olmaq.

Laboratoriya kimyəvi təcrübələrində praktiki bacarıqlara, kimyəvi laboratoriyada təhlükəsiz iş üsullarına malik olmalı, qeyri-üzvi maddələrin sintezi və təmizlənməsi üsullarını həyata keçirməli, alınan eksperimental məlumatların məcmusuna əsasən maddənin təbiəti haqqında nəticə çıxarmağı bacarmalıdır.

Atomların, molekulların, bərk cisimlərin, kompleks birləşmələrin elektron quruluşu və qeyri-üzvi maddələrin öyrənilməsi üsulları haqqında anlayışa malik olmaq.

Qeyri-üzvi kimya kursunu uğurla mənimsəmək üçün zəruri olan nəzəri əsaslar:

1. Ümumtəhsil məktəblərində və ya kimyəvi profilli orta ixtisas təhsili müəssisələrində tədris olunan kimya, riyaziyyat və fizika kursları.

2. UNN-nin Kimya fakültəsində qeyri-üzvi kimya kursu ilə paralel tədris olunan maddənin quruluşu və kristal kimyası kursları.

3. Bu proqramda nəzərdə tutulmuş fiziki kimyanın əsas bölmələri üzrə biliklər, onların öyrənilməsi qeyri-üzvi kimyanın əsas materialının təqdimatından əvvəl həyata keçirilir.

Qeyri-üzvi kimya üzrə mühazirə kursu və onun proqramı dörd bölmədən ibarətdir. “Qeyri-üzvi kimyanın nəzəri əsasları” bölməsi kimyəvi terminologiya, simvolizm və nomenklatura, qaz qanunları və stexiometriya, kimyəvi termodinamikanın əsasları, məhlullar nəzəriyyəsi və faza tarazlığı, elektrokimya, kimyəvi kinetika, koordinasiya birləşmələrinin öyrənilməsi üzrə tədris materiallarını birləşdirir. . Bu anlayışların mənimsənilməsi zəruridir ki, qeyri-üzvi kimyanın faktiki materialının sonrakı tədqiqi müasir nəzəri əsasda aparılsın və hesablama məsələlərinin həlli üçün zəmin yaradılsın.

“Elementlər kimyası - qeyri-metallar” və “Elementlər kimyası - metallar” bölmələri kursun əsas məzmununu - dövri qanun əsasında sistemləşdirilmiş qeyri-üzvi kimyanın aktual materialını açır. Kimyəvi elementlər haqqında məlumatlar müəyyən ardıcıllıqla təqdim olunur: təbiətdə baş verməsi, izotop tərkibi, dövri sistemdəki mövqeyi, atom quruluşu və valentlik imkanları, bioloji rol. Kimyəvi elementlərin birləşmələri haqqında biliklər aşağıdakı məntiqi ardıcıllıqla formalaşır: hazırlanması, quruluşu, fiziki-kimyəvi xassələri, tətbiqi, təhlükəsiz iş üsulları. Proqram elementlərin və onların birləşmələrinin xassələrinin dövri sistemdəki mövqeyinə (oksidləşmə vəziyyətlərinin sabitliyi, birləşmələrin turşu-əsas və redoks xassələrindəki dəyişikliklər) müqayisəli təsvirini təqdim edir, bu da verilmiş element və ya tədris materialını ümumiləşdirir. alt qrup.

“Nəticə”də dövri qanun əsasında qeyri-metalların və metalların ümumi xassələri sistemləşdirilmiş, geokimya və radiokimyanın bəzi məsələləri açıqlanmış, qeyri-üzvi birləşmələrin tədqiqi üsulları qısa şəkildə işıqlandırılmışdır. Bu bölmələrin öyrənilməsi faktiki kurs materialının nəzərdən keçirilməsi zamanı yaranan məntiqi əlaqələrin möhkəmlənməsinə kömək edir.

Qeyri-üzvi kimya üzrə mühazirə kursu birinci və ikinci akademik semestrlərdə 140 saat nəzərdə tutulmuşdur. Kurs praktiki məşğələlər (70 saat) ilə müşayiət olunur, bu müddət ərzində tələbələr hesablama məsələlərinin həlli üsulları ilə tanış olurlar və laboratoriya seminarı (140 saat). Qeyri-üzvi kimya kursunun öyrənilməsi tələbənin müstəqil işini (150 saat), kollokviumların keçməsini və yazı testlərini əhatə edir. Hər semestrdə tələbələr laboratoriya praktiki testi və nəzəri kurs imtahanı verirlər.

Qeyri-üzvi kimyanın nəzəri əsasları

Kimyanın əsas anlayışları və qanunları. Atom-molekulyar elm. Atomun klassik və müasir konsepsiyası. Atomun quruluşu. Atom nüvəsi, nuklonlar, elektronlar, elektron qabıqları. Atom nömrəsi və kütlə sayı. İzotoplar. Kimyəvi elementlər. Kimyəvi bağ. İon və kovalent bağlar. Molekullar və formula vahidləri.

Mol. Avoqadro sabiti. Maddənin miqdarı. Maddənin kütləsi, həcmi və sıxlığı. Atom və molyar kütlələr. Molar həcm. Atom kütlə vahidi. Nisbi atom və molekulyar kütlələr.

Kimyəvi fərdi və onun xüsusiyyətləri. Maddənin homojenliyi, faza və bircinslik regionu anlayışları. Xarakterik quruluş. Molekulyar və kristal kimyəvi quruluşu. Bərk cisim kimyasının əsas anlayışları. Vahid hüceyrə. Yayım. Uzunmüddətli sifariş. Polimorfizm və izomorfizm anlayışı. Tərkibinin təyini və tərkibin sabitlik qanunu. Çoxsaylı nisbətlər qanunu. Kimyəvi fərdi və təmiz maddə. Mürəkkəb maddə və kimyəvi birləşmə. Sadə maddə və kimyəvi element. Allotropiya və polimorfizm.

Kimyəvi simvolizm. Qeyri-üzvi birləşmələrin nomenklaturası.

Sistem və ətraf mühit. Qapalı, açıq və təcrid olunmuş sistemlər. Homojen və heterojen sistemlər. Sistem statusu və status parametrləri. Sistemin stasionar və tarazlıq halları. Sistemdəki proseslər və onların təsnifatı. Dövlətin intensiv və ekstensiv parametrləri.

Komponent anlayışı. Sistemlərin tərkibini ifadə etmə yolları. Kütləvi və mol fraksiyaları. Molar və molal konsentrasiyalar. Titr. Həlledicilik. Kütlənin saxlanması qanunu və maddi tarazlığın şərti. Qarışığın molar kütləsi.

Sistemin dəyişkənliyi. Müstəqil komponent anlayışı. Faza qaydası. Fərdi maddənin dövlət diaqramı. Obrazlı nöqtələr. Faza keçidləri. Vəziyyət diaqramlarının təhlili üçün faza qaydasının tətbiqi.

Atom və molekulyar kütlələrin təyini üsulları. Uçucu maddələrin molyar kütlələrinin təyini üçün eksperimental üsullar. Regnault, Mayer və Dumas metodları. Qaz qanunlarından molyar kütlələrin hesablanması. Məhlulların kolliqativ xassələrindən uçucu olmayan maddələrin molyar kütlələrinin təyini. Atom kütlələrinin eksperimental təyini. Sadə həcm münasibətləri qanununa əsaslanan üsullar. Cannizzaro üsulu. Kütləvi spektrometrik üsul. Dulong və Petit qaydasından atom kütlələrinin hesablanması.

Qaz qanunları.İdeal qaz anlayışı. İdeal qazın vəziyyət tənliyi. Universal qaz sabiti və onun fiziki mənası. Həcmi ölçmə şərtləri. İdeal qazın molar həcmi. Avoqadro qanunu. Qazların sıxlığı və nisbi sıxlığı. Clapeyron, Boyle və Mariotte, Gay-Lussac, Charles tənlikləri.

İdeal qazların qarışıqları. Komponentin qismən təzyiqi. Qismən təzyiqlər qanunu. Qaz qarışığı komponentinin həcm hissəsi. Doymuş buxar təzyiqi. Eudiometerin riyazi təsviri.

Stokiometriya. Kimyəvi dəyişən və onun digər geniş kəmiyyətlərlə əlaqəsi. Reagentlərin artıqlığı və çatışmazlığı. Reaksiya məhsulunun məhsuldarlığı. Bir birləşmədə elementin kütlə payı və maddələrin düsturlarının qurulması. Ən sadə və doğru düstur. Qarışıqların tərkibinin qurulması. Qaz halında olan maddələrin iştirak etdiyi reaksiyaların stokiometriyası. Sadə həcm münasibətləri qanunu.

Ekvivalent anlayışı. Ekvivalent reaksiya nömrəsi. Maddənin ekvivalent sayı və onun fiziki mənası. Ekvivalentlər qanunu. Ekvivalent kütlə və ekvivalent həcm. İkili birləşmənin ekvivalent kütləsi. Ekvivalent (normal) konsentrasiya. Redoks reaksiyalarının və elektrokimyəvi proseslərin stokiometriyası. Faradeyin qanunları. Faradeyin sabiti.

Termodinamikanın əsasları. Termodinamikanın mövzusu və onun imkanları. Enerji və onun növləri. Mexanik və daxili enerji. İstilik və iş enerji ötürmə formalarıdır. Elementar istiliyin və elementar işin əlamətləri. İstiliyin və işin prosesin yolundan asılılığı. İstilik ötürülməsi və iş üçün şərtlər. İstiliyin və işin intensivlik və tutum amilləri vasitəsilə təmsil edilməsi. Faydalı iş və genişləndirmə işləri. Kimyəvi yaxınlıq. Entropiya. Entropiya və termodinamik ehtimal. Boltzmanın postulatı.

Termodinamikanın birinci qanunu, onun məzmunu və riyazi ifadəsi. Entalpiya. Termal effekt. Sabit təzyiq və sabit həcmdə istilik effekti. İstilik tutumu. Sabit təzyiq və sabit həcmdə istilik tutumu. Entalpiyanın temperaturdan asılılığı. Kirchhoff tənliyi. Xüsusi və molar istilik tutumları.

Termodinamikanın ikinci qanunu, onun məzmunu. Termodinamikanın əsas tənliyi. İzolyasiya olunmuş və qapalı sistemlərdə prosesin kortəbii baş verməsinin meyarı.

Gibbs funksiyası və onun diferensialı. Gibbs reaksiyanın kortəbii baş verməsi üçün meyar rolunu oynayır. Gibbs və Helmholtz tənliyi və onun növləri. Gibbs və Helmholtz tənliyindəki terminlərin fiziki mənası.

Gibbs funksiyasının təzyiqdən asılılığı. Kimyəvi potensial. Standart kimyəvi potensial. Nisbi qismən təzyiq. Qazın standart vəziyyəti. Standart şərtlər.

Kimyəvi termodinamika. Termodinamikanın kimyəvi proseslərə tətbiqi. Reaksiya zamanı geniş xüsusiyyətdə dəyişiklik. Reaksiya zamanı termodinamik funksiyaların dəyişməsi arasında əlaqə. Termokimyəvi tənliklər və onların xətti çevrilmələri.

Lavuazye qanunları - Laplas və Hess. Bu funksiyaların molar qiymətlərinin reaksiyası zamanı termodinamik funksiyalardakı dəyişikliklərin və əmələ gəlmə və yanma funksiyalarının hesablanması. Maddələrin əmələ gəlmə entalpiyası və yanma entalpiyası. Hess qanunundan nəticələr. Faza çevrilmələrinin enerji effektlərinin qiymətlərinin və kimyəvi bağların orta enerjilərinin termokimyəvi hesablamalarda tətbiqi. Kalorimetrik üsulla istilik effektlərinin eksperimental təyini. Termal balans vəziyyəti.

Kimyəvi yaxınlıq. Kimyəvi reaksiyanın izoterm tənliyi. Kimyəvi tarazlığın termodinamik sabiti. Reaksiya izobar tənliyi. Tarazlıq sabitinin temperaturdan asılılığı. Tarazlıq sabitinin qismən təzyiqlər və konsentrasiyalarla ifadə edilməsi. Kimyəvi tarazlıq sabitləri arasında əlaqə. Reaksiya izotermi və izobar tənliklərindən prosesin istiqamətinin proqnozlaşdırılması. Le Şatelyenin dinamik tarazlıq prinsipi. Termodinamik funksiyaların cədvəl qiymətlərindən tarazlıq qarışığının tərkibinin hesablanması.

Faza keçidlərinin termodinamiği. Buxar təzyiqinin temperaturdan asılılığı. Faza keçidinin entropiyası. Maddənin entropiyasının temperaturdan asılılığı. Maddənin mütləq entropiyası.

Həll yolları. Həqiqi və kolloid məhlullar. Doymuş və doymamış məhlullar. Konsentratlaşdırılmış və seyreltilmiş məhlullar.

Fiziki-kimyəvi proses kimi ərimə. Maddələrin həllolma qabiliyyəti və onun temperaturdan asılılığı. Həlletmə entalpiyası, qəfəs enerjisi və həlletmə entalpiyası.

Məhlulların kolliqativ xassələri. İzotonik əmsal, onun dissosiasiya dərəcəsi ilə əlaqəsi. Məhluldan yuxarı buxar təzyiqi. Tonoskopik qanun. Məhlulun qaynama nöqtəsinin artırılması. Ebulioskopik qanun. Solventin kristallaşmasının başlanğıc nöqtəsinin aşağı salınması. Krioskopik qanun. Osmos. Osmotik təzyiq. Maddələrin molyar kütlələrini təyin etmək üçün kolliqativ xassələrin tətbiqi.

Məhlulun və həlledicinin kimyəvi potensialı. Standart vəziyyətlərin asimmetrik sistemi. Həqiqi qazlar və real həllər. Dəyişkənlik və aktivlik. Standart dövlətlərin vahid sistemi.

Qaz-maye tarazlığı. Henri qanunu və onun termodinamik əsaslandırılması. Henri daimidir. Ostwald həlledicilik əmsalı. Bunsen udma əmsalı.

Maye-maye tarazlığı. Nernst paylama qanunu və onun termodinamik əsaslandırılması. Paylanma əmsalı. İlkin məhlul, ekstraktor, ekstrakt və raffinat. Çıxarma əmsalı. Çıxarılmamış maddənin hissəsi. Tək və çoxalma, onların xarakterik tənlikləri.

Bərk-maye tarazlığı. İki komponentli sistemlərin ərimə diaqramları. Obrazlı məqamlar və onların mənası. Davamlı bərk məhlullar seriyasını təşkil edən sistemin ərimə qabiliyyəti diaqramı. Komponentlərin bərk vəziyyətdə tam qarşılıqlı həll edilməməsi və məhdud həllolma qabiliyyəti ilə evtektik tipli ərimə diaqramları. Komponentləri kimyəvi birləşmə əmələ gətirən sistemin ərimə qabiliyyəti diaqramı. Kimyəvi birləşmənin homojenlik bölgəsi. Faza qaydasının ərimə diaqramlarının təhlilinə tətbiqi. Sistemin tarazlıq fazalarının və hissələrinin kəmiyyətlərinin hesablanması. Soyutma əyriləri ərimə diaqramlarının mənbəyi kimi.

Elektrolitik dissosiasiya. Elektrolitlər. Elektrolitik dissosiasiya və onun termodinamik təsviri. Sabit və dissosiasiya dərəcəsi. Güclü və zəif elektrolitlər.

Turşular və əsaslar nəzəriyyələrinin əsas ideyaları. Arreniusun elektrolitik dissosiasiya nəzəriyyəsi, Franklinin solvo sistemlər nəzəriyyəsi, Bronsted və Lourinin proton nəzəriyyəsi, Usanoviç nəzəriyyəsi, Pirsonun bərk və yumşaq turşular və əsaslar nəzəriyyəsi. Solventin avtoprotolizi. Hidrogen göstəricisi.

Turşu-əsas balansı. İon tarazlığının dəqiq və təxmini hesablanması. Güclü turşuların və əsasların məhlullarında ion tarazlığı. Zəif turşuların və əsasların məhlullarında ion tarazlığı. Ostvaldın seyreltmə qanunu. Hidroliz. Hidrolizin gücləndirilməsi və yatırılması üsulları. Hidroliz edən duzların məhlullarında ion tarazlığı. Hidroliz sabiti və dərəcəsi. Bufer həlləri. Bufer məhlullarında ion tarazlığı.

Yağıntı-həlletmə tarazlığı və onun termodinamik təsviri. Həlledicilik məhsulu. Çöküntülərin əmələ gəlməsi və əriməsi şərtləri.

Kompleksləşmə tarazlığı. Kompleksləşdirici agent və liqandlar. Koordinasiya nömrəsi. Ümumi və pilləli formalaşma sabitləri. Qeyri-sabitlik sabiti.

İon reaksiyalarının mümkünlüyünü proqnozlaşdırmaq üçün dissosiasiya sabitlərinin, həll məhsullarının və kompleksləşmə sabitlərinin tətbiqi.

Redoks reaksiyaları. Oksidləşmə və reduksiya. Oksidləşdirici və azaldıcı agent. Ən vacib oksidləşdirici və reduksiyaedici maddələr, onların müxtəlif mühitlərdə kimyəvi çevrilmə məhsulları. Elektron tarazlıq və yarım reaksiya üsullarından istifadə etməklə reaksiya tənliklərində əmsalların təşkili.

Elektrokimya. Birinci və ikinci növ dirijorlar. Elektrod və elektrod reaksiyası anlayışı. Elektrodların təsnifatı. Elektrod potensialı. Elektrod potensialının konsentrasiyadan asılılığı. Nernst tənliyi.

Elektrokimyəvi hüceyrə. Galvanik element və onun termodinamik təsviri. Qalvanik elementin EMF. Elektrokimyəvi məlumatlardan termodinamik funksiyaların təyini. Elektroliz. Parçalanma gərginliyi. Elektroliz prosesləri üçün tənliklərin tərtib edilməsi. Elektrolizin praktik tətbiqi.

Kimyəvi kinetika və kataliz. Kimyəvi reaksiyanın sürəti. Reaksiya mexanizmi. Sadə və mürəkkəb reaksiyalar.

Reaksiya sürətinin reagentlərin konsentrasiyasından asılılığı. Kütləvi hərəkət qanunu. Kinetik tənlik. Kimyəvi reaksiyanın sürət sabiti. Reaksiyaların nizamı və molekulyarlığı. Kinetik əyrilər və onların tənlikləri.

Reaksiya sürətinin temperaturdan asılılığı. Vant Hoff və Arrhenius tənlikləri. Reaksiya sürətinin temperatur əmsalı. Aktivləşdirmə enerjisi və onun fiziki mənası. Reaksiyanın enerji diaqramı. Preeksponensial amil. Tezlik və məkan amilləri.

Katalizatorlar və katalizatorlar. Homojen və heterojen kataliz. İnhibitorlar. Promouterlər. Katalitik reaksiyaların nümunələri.

Kompleks əlaqələr.Əsas anlayışlar və təriflər. Kompleks əlaqə. Xarici kürə. Daxili sfera. Kompleksləşdirici agent (mərkəzi atom). Liqandlar (əlavə edir). Koordinasiya nömrəsi. Dişçilik. Körpü ligandları. Klasterlər.

A.Vernerin koordinasiya nəzəriyyəsinin əsas müddəaları. Əsas və ikinci dərəcəli valentliklər.

Kompleks birləşmələrin təsnifatı. Daxili sferanın yükünə görə təsnifat. Neytral, kationik və anion kompleksləri. Liqandın təbiətinə görə təsnifat. Aqua kompleksləri, ammonyak birləşmələri, hidroksi kompleksləri, turşu kompleksləri, karbonillər, qarışıq liqand kompleksləri. Daxili sferada mərkəzi atomların sayına görə təsnifat. Birnüvəli və çoxnüvəli komplekslər. Kompleks birləşmələrin xüsusi qrupları. Xelatlar, qoşa duzlar, izopoliyalı birləşmələr, heteropoliyalı birləşmələr.

Kompleks birləşmələrin izomeriyası. Struktur izomerizmi. Sferalararası izomeriya (ionlaşma, hidratlaşma, molekulyar (solvat) izomeriya). Liqand izomeriyası (liqand izomeriyası, bağ (duz) izomeriyası). Koordinasiya izomeriyası (metamerizm və polimerləşmə). Məkan izomerizmi (həndəsi və optik izomerizm).

Kompleks birləşmələrin nomenklaturası. Trivial və sistemli nomenklatura. Kation, neytral və anion komplekslərinin adlarının əmələ gəlməsi qaydaları. Liqandların sayının, liqandın təbiətinin və mərkəzi atomun oksidləşmə vəziyyətinin göstəricisi. Kompleks liqandların sayının göstəricisi. Bir neçə atom tərəfindən əlaqələndirilmiş körpü liqandlarının və ligandların göstəricisi. Kompleks birləşmələrin sistematik adlarının tərtibi.

Komplekslərin termodinamik və kinetik sabitliyi. Stabil və qeyri-sabit komplekslər. İnert və labil komplekslər. Sərt və yumşaq turşular və əsaslar nəzəriyyəsi baxımından komplekslərin termodinamik dayanıqlığının müzakirəsi.

Kompleks birləşmələrdə kimyəvi bağların təbiəti. Valentlik bağı metodunun əsas ideyaları, kristal sahə nəzəriyyəsi, molekulyar orbital metod və liqand sahə nəzəriyyəsi. Kompleks birləşmələrin quruluşu nəzəriyyəsinin metodoloji əhəmiyyəti.

Valentlik bağı metodu nöqteyi-nəzərindən kompleks birləşmələrin quruluşu və xassələrinin proqnozlaşdırılması. Mərkəzi atomun elektron konfiqurasiyasının təyini. Xarici orbital və intraorbital komplekslər. Yüksək fırlanma və aşağı fırlanma kompleksləri. Xarici-orbital və intraorbital komplekslərin əmələ gəlməsində liqandın təbiətinin rolu. Komplekslərin kinetik sabitliyinin proqnozlaşdırılması. Kompleks birləşmənin xarici orbital və intraorbital komplekslərə təsnifatı. Kompleksin koordinasiya nömrəsinin, hibridləşmə növünün və həndəsi formasının və onun maqnit xassələrinin proqnozlaşdırılması.

Kristal sahə nəzəriyyəsi nöqteyi-nəzərindən kompleks birləşmələrin quruluşu və xassələrinin proqnozlaşdırılması. Oktaedral, tetraedral və kvadrat müstəvi simmetriya liqandları sahəsində mərkəzi atomun orbitallarının nisbi düzülməsinin proqnozlaşdırılması. Bölmə parametri. Spektrokimyəvi seriyalar. Parçalanmanın böyüklüyünün qiymətləndirilməsi d- mərkəzi atomun alt səviyyəsi. Güclü və zəif sahə liqandları halında bölünmüş səviyyənin elektronlarla doldurulması. Parçalanma parametrinin dəyərindən mürəkkəb birləşmənin rənginin proqnozlaşdırılması. Kompleksin maqnit sahəsində davranışının proqnozlaşdırılması. Kristal sahənin sabitləşmə enerjisi (CFE). Yüksək və zəif sahəli liqandların əmələ gətirdiyi oktaedral və tetraedral komplekslər üçün ESC-nin hesablanması. Kristal sahə nəzəriyyəsi nöqteyi-nəzərindən komplekslərin kinetik sabitliyinin proqnozlaşdırılması.

Xelat kompleksləri. Xelasiya effekti. Dövrlərin qaydası. Xelatlaşdırıcı liqandların nümunələri. Kompleksdaxili əlaqələr.

π-komplekslər. π-komplekslərdə koordinasiya bağlarının formalaşması. π-komplekslərin nümunələri. Ferrosen və bis-(benzol)xrom nümunəsindən istifadə edərək π-Dativ qarşılıqlı əlaqə.

Kompleks birləşmələrin iştirak etdiyi kimyəvi reaksiyalar. Xarici və daxili sferalar arasında liqandların hərəkət reaksiyaları. Kompleks birləşmələrin xarici və daxili sferalarda dissosiasiyası. Addım-addım və ümumi (tam) formalaşma sabitləri. Qeyri-sabitlik sabiti. Kompleks birləşmələrin məhlullarında ion tarazlığının hesablanması. Liqanda əvəzetmə reaksiyaları. Əvəzetmənin dissosiativ və assosiativ mexanizmləri. Mürəkkəb dissosiasiya proseslərinin liqandların su molekulları ilə əvəzlənməsi prosesləri kimi təqdim edilməsi. Kvadrat və oktaedral komplekslərdə əvəzetmə proseslərinin stereokimyası. Trans təsiri fenomeni. Bir sıra trans təsirləri. Trans-təsir haqqında fikirlər nöqteyi-nəzərindən əvəzedici məhsulların strukturunun proqnozlaşdırılması. Liqandların yenidən bölüşdürülməsi və qarışıq komplekslərin əmələ gəlməsi. Kompleks birləşmənin molekuldaxili çevrilmələri. Koordinasiya olunmuş liqandların kimyəvi çevrilmələri. Liqand protonasiyası və deprotonasiyası. Hidroksolasiya və onun nəticələri. Turşu və qələvi mühitlərdə hidroksolasiyanın aradan qaldırılması. Liqandların izomerləşməsi. Üzvi koordinasiyalı liqandla əlavə, daxil etmə və kondensasiya reaksiyaları. Metal kompleks kataliz. Mərkəzi atomun redoks çevrilmələri. Mərkəzi atomun çevrilmələrinin redoks potensialının dəyərlərinə liqandın təbiətinin təsiri.

Kompleks birləşmələrin təbiətdə, texnologiyada, kənd təsərrüfatında, tibbdə əhəmiyyəti.

Qeyri-üzvi kimya qeyri-üzvi birləşmələrin, o cümlədən metallar, minerallar və orqanometal birləşmələrin xassələrini və davranışını təsvir edir. Üzvi kimya bütün karbon tərkibli birləşmələri öyrənərkən, qeyri-üzvi kimya digər birləşmələrin qalan alt qruplarını əhatə edir. Kimyanın hər iki sahəsi tərəfindən bir anda öyrənilən maddələr də var, məsələn, karbonla birləşdirilmiş metal və ya metaloid olan orqanometalik birləşmələr.

Qeyri-üzvi kimya bir neçə alt bölməyə bölünə bilər:

• qeyri-üzvi birləşmələrin, məsələn, duzların və ya onların ion birləşmələrinin öyrənilməsi sahələri;
• geokimya - planeti dərk etmək və ya onun resurslarını idarə etmək üçün böyük əhəmiyyət kəsb edən Yerin təbii mühitinin kimyasını öyrənən elm;
• sənaye üçün qeyri-üzvi maddələrin (metal filizlərinin) çıxarılması;
• bioqeyri-üzvi kimya - həyat üçün zəruri olan və bioloji sistemlərdə iştirak edən mühüm bioloji molekulları əmələ gətirən ayrı-ayrı elementlərin (təbii qalıqların) öyrənilməsi, habelə zəhərli maddələrin kimyasını başa düşmək;
• sintetik kimya sənaye müəssisələrində və ya laboratoriyalarda sintez yolu ilə təbiətin iştirakı olmadan əldə edilə və ya təmizlənə bilən maddələri öyrənir;
• Sənaye kimyası müxtəlif irimiqyaslı proseslərdə və ya tədqiqat sahələrində maddələrlə işdir.

Qeyri-üzvi kimya harada istifadə olunur?

Qeyri-üzvi birləşmələr katalizatorlar, piqmentlər, örtüklər, səthi aktiv maddələr, dərmanlar, yanacaqlar və hər gün istifadə etdiyimiz digər məhsullar kimi istifadə olunur. Çox vaxt yüksək ərimə nöqtələrinə və müəyyən məqsədlər üçün faydalı olan xüsusi yüksək və ya aşağı elektrik keçiricilik xüsusiyyətlərinə malikdirlər.

Misal üçün:

• Ammonyak gübrədə azot mənbəyidir və eyni zamanda neylon, liflər, plastiklər, poliuretanlar (kimyəvi təsirlərə davamlı örtüklərdə, yapışdırıcılarda, köpüklərdə istifadə olunur), hidrazin (raket yanacağının hazırlanmasında istifadə olunur) və istehsalında istifadə olunan əsas qeyri-üzvi kimyəvi maddədir. partlayıcı maddələr;
• xlor polivinilxlorid (borular, geyim, mebel hazırlamaq üçün), aqrokimyəvi maddələrin (gübrələr, insektisidlər), həmçinin suyun təmizlənməsi və ya sterilizasiyası üçün əczaçılıq və kimyəvi maddələrin istehsalında istifadə olunur;
• Titan dioksid ağ toz şəklində boya piqmenti, örtüklər, plastik, kağız, mürəkkəb, lif, qida və kosmetika istehsalında istifadə olunur. Titan dioksid də yaxşı UV müqavimət xüsusiyyətlərinə malikdir, bu da onu fotokatalizatorların istehsalında faydalı edir.

Qeyri-üzvi kimya çox praktiki elmi və məişət sahəsidir. Sənaye xammalı kimi istifadə olunan ən mühüm elementlərdən biri olan sulfat turşusunun istehsalı ölkə iqtisadiyyatı üçün xüsusilə mühüm əhəmiyyət kəsb edir.

Qeyri-üzvi kimyada nə öyrənirsiniz?

Qeyri-üzvi kimya sahəsində mütəxəssislər xammalın çıxarılmasından mikroçiplərin yaradılmasına qədər geniş fəaliyyət spektrinə malikdirlər. Onların işi davranışı anlamaq və qeyri-üzvi elementlərin analoqlarının axtarışına əsaslanır. Əsas vəzifə bu materialların necə dəyişdirilə, bölünə və istifadə oluna biləcəyini öyrənməkdir. Qeyri-üzvi kimyaçıların işinə tullantılardan metalların çıxarılması və qazılmış filizlərin molekulyar səviyyədə təhlili üsullarının işlənib hazırlanması daxildir. Ümumi diqqət fiziki xassələr və funksiyalar arasındakı əlaqələrin mənimsənilməsinə yönəldilir.

Hər bir müştəri üçün qiymətə fərdi yanaşma!

Qeyri-üzvi kimya- bütün kimyəvi elementlərin və onların qeyri-üzvi birləşmələrinin quruluşunu, reaktivliyini və xassələrini öyrənməklə əlaqəli kimya sahəsi. Bu sahə üzvi maddələrdən başqa bütün kimyəvi birləşmələri əhatə edir (adətən qeyri-üzvi kimi təsnif edilən bir neçə sadə birləşmə istisna olmaqla, karbonu ehtiva edən birləşmələr sinfi). Tərkibində karbon olan üzvi və qeyri-üzvi birləşmələr arasında fərq, bəzi fikirlərə görə, ixtiyaridir.Qeyri-üzvi kimya kimyəvi elementləri və onların əmələ gətirdiyi sadə və mürəkkəb maddələri (üzvi birləşmələrdən başqa) öyrənir. Ən son texnologiyalı materialların yaradılmasını təmin edir. 2013-cü ildə məlum olan qeyri-üzvi maddələrin sayı 400 minə yaxınlaşır.

Qeyri-üzvi kimyanın nəzəri əsasını D.İ.Mendeleyevin dövri qanunu və ona əsaslanan dövri sistemi təşkil edir. Qeyri-üzvi kimyanın ən mühüm vəzifəsi müasir texnologiya üçün zəruri olan xassələrə malik yeni materialların yaradılması üsullarının işlənib hazırlanması və elmi əsaslandırılmasıdır.

Rusiyada qeyri-üzvi kimya sahəsində tədqiqatları Qeyri-üzvi Kimya adına İnstitutu həyata keçirir. A. V. Nikolaev SB RAS (RAS SB Kimya İnstitutu, Novosibirsk), adına Ümumi və Qeyri-üzvi Kimya İnstitutu. N. S. Kurnakova (IGNKh RAS, Moskva), Keramika Materiallarının Fiziki-Kimyəvi Problemləri İnstitutu (IFKhPKM, Moskva), "Supersert Materials" Elmi-Texniki Mərkəzi (STC SM, Troitsk) və bir sıra digər qurumlar. Tədqiqatın nəticələri jurnallarda dərc olunur (Journal of Inorganic Chemistry və s.).

Tərif tarixi

Tarixən qeyri-üzvi kimya adı canlılar tərəfindən əmələ gəlməyən elementlərin, birləşmələrin və maddələrin reaksiyalarının öyrənilməsi ilə məşğul olan kimya hissəsinin ideyasından irəli gəlir. Lakin 1828-ci ildə görkəmli alman kimyaçısı Fridrix Wöhler tərəfindən həyata keçirilən qeyri-üzvi birləşmə ammonium siyanatdan (NH 4 OCN) karbamid sintezindən sonra cansız və canlı təbiətin maddələri arasındakı sərhədlər silindi. Beləliklə, canlılar çoxlu qeyri-üzvi maddələr istehsal edirlər. Digər tərəfdən, demək olar ki, bütün üzvi birləşmələr laboratoriya şəraitində sintez edilə bilər. Bununla belə, kimyanın müxtəlif sahələrinə bölmə əvvəlki kimi aktual və zəruridir, çünki qeyri-üzvi və üzvi kimyada reaksiya mexanizmləri və maddələrin quruluşu fərqlidir. Bu, hər bir sənayedə tədqiqat metod və metodlarının sistemləşdirilməsini asanlaşdırır.