Generell uorganisk kjemi. Grunnleggende om uorganisk kjemi. Tegne formler for valens

På dette stadiet av evolusjonen kan ikke en eneste person forestille seg livet sitt uten kjemi. Tross alt, hver dag over hele verden forekommer forskjellige kjemiske reaksjoner, uten hvilke eksistensen av alle levende ting er ganske enkelt umulig. Generelt er det to seksjoner i kjemi: uorganisk og organisk kjemi. For å forstå hovedforskjellene deres, må du først forstå hva disse delene er.

Uorganisk kjemi

Det er kjent at dette området av kjemistudier alle fysiske og kjemiske egenskaper til uorganiske stoffer, så vel som deres forbindelser, under hensyntagen til deres sammensetning, struktur, så vel som deres evne til å gjennomgå forskjellige reaksjoner med bruk av reagenser og i deres fravær.

De kan være både enkle og komplekse. Ved hjelp av uorganiske stoffer skapes nye teknisk viktige materialer som er etterspurt blant befolkningen. For å være presis, omhandler denne delen av kjemi studiet av de elementene og forbindelsene som ikke er skapt av levende natur og ikke er biologisk materiale, men er oppnådd ved syntese fra andre stoffer.

I løpet av noen eksperimenter viste det seg at levende vesener er i stand til å produsere mye uorganiske stoffer, og det er også mulig å syntetisere organiske stoffer i laboratoriet. Men til tross for dette, er det fortsatt bare nødvendig å skille disse to områdene fra hverandre, siden det er noen forskjeller i reaksjonsmekanismene, strukturen og egenskapene til stoffer i disse områdene som ikke lar alt kombineres i en seksjon.

Fremheve enkle og komplekse uorganiske stoffer. Enkle stoffer inkluderer to grupper av forbindelser - metaller og ikke-metaller. Metaller er grunnstoffer som har alle metalliske egenskaper, og som også har en metallisk binding mellom seg. Denne gruppen inkluderer følgende typer elementer: alkalimetaller, jordalkalimetaller, overgangsmetaller, lettmetaller, halvmetaller, lantanider, aktinider, samt magnesium og beryllium. Av alle de offisielt anerkjente elementene i det periodiske systemet, er nittiseks av hundre og åttien mulige elementer klassifisert som metaller, det vil si mer enn halvparten.

De mest kjente grunnstoffene fra de ikke-metalliske gruppene er oksygen, silisium og hydrogen, mens de som er mindre vanlige er arsen, selen og jod. Enkle ikke-metaller inkluderer også helium og hydrogen.

Komplekse uorganiske stoffer er delt inn i fire grupper:

• Oksider.
• Hydroksyder.
• Salt.
• Syrer.

Organisk kjemi

Dette området av kjemi studerer stoffer som består av karbon og andre elementer som kommer i kontakt med det, det vil si at de lager såkalte organiske forbindelser. Dette kan også være stoffer av uorganisk karakter, siden et hydrokarbon kan knytte mange forskjellige kjemiske grunnstoffer til seg selv.

Oftest handler organisk kjemi med syntese og prosessering av stoffer og deres forbindelser fra råvarer av plante-, animalsk eller mikrobiologisk opprinnelse, selv om denne vitenskapen, spesielt nylig, har vokst langt utenfor den angitte rammen.

Hovedklassene av organiske forbindelser inkluderer: hydrokarboner, alkoholer, fenoler, halogenholdige forbindelser, etere og estere, aldehyder, ketoner, kinoner, nitrogenholdige og svovelholdige forbindelser, karboksylsyrer, heterosykliske, organometalliske forbindelser og polymerer.

Stoffer studert av organisk kjemi er ekstremt varierte fordi, på grunn av tilstedeværelsen av hydrokarboner i deres sammensetning, kan de assosieres med mange andre forskjellige elementer. Naturligvis er organiske stoffer også en del av levende organismer i form av fett, proteiner og karbohydrater, som utfører ulike vitale funksjoner. De viktigste er energi, regulatoriske, strukturelle, beskyttende og andre. De er en del av hver celle, hvert vev og organ til enhver levende skapning. Uten dem er normal funksjon av kroppen som helhet, nervesystemet, reproduksjonssystemet og andre umulig. Dette betyr at alle organiske stoffer spiller en enorm rolle i eksistensen av alt liv på jorden.

Hovedforskjellene mellom dem

I prinsippet henger disse to delene sammen, men de har også noen forskjeller. Først av alt inkluderer sammensetningen av organiske stoffer nødvendigvis karbon, i motsetning til uorganiske, som kanskje ikke inneholder det. Det er også forskjeller i struktur, i evnen til å reagere på ulike reagenser og skapte forhold, i struktur, i grunnleggende fysiske og kjemiske egenskaper, i opprinnelse, i molekylvekt, og så videre.

I organisk materiale molekylstrukturen er mye mer kompleks enn uorganiske. Sistnevnte kan bare smelte ved ganske høye temperaturer og er ekstremt vanskelige å dekomponere, i motsetning til organiske, som har et relativt lavt smeltepunkt. Organiske stoffer har en ganske voluminøs molekylvekt.

En annen viktig forskjell er at kun organiske stoffer har evnen danner forbindelser med samme sett av molekyler og atomer, men som har forskjellige layoutalternativer. Dermed oppnås helt forskjellige stoffer, som skiller seg fra hverandre i fysiske og kjemiske egenskaper. Det vil si at organiske stoffer er utsatt for en slik egenskap som isomerisme.

"Begreper endres, ord forblir." Hvor sant dette er! Hvor ofte hører du: «Tenn strømmen», «Stopp strømmen», selv om høyttaleren godt vet at en elektrisk lyspære ikke tennes eller slukkes, men slås av og på i en strømkrets.

Ord som har overlevd konseptene som tidligere var innebygd i dem inkluderer betegnelsene på to avdelinger for kjemi, tradisjonelt kalt uorganisk og organisk kjemi.

I lang tid forklarte kjemikere, som ikke var i stand til å produsere de fleste av de komplekse kjemiske forbindelsene som er en del av organene til planter og dyr, deres manglende evne med det faktum at disse stoffene dannes i planter og dyr under påvirkning av en spesiell "vital force" og kan ikke syntetiseres i kolber og retorter.

Den berømte tyske kjemikeren Weller hadde også det samme synet, og gjennom personlig erfaring ble han overbevist om feilen i dette synet. Fra utvilsomt uorganiske forbindelser av nitrogen og karbon med oksygen, oppnådde han et komplekst stoff, som viste seg å være en tidligere kjent typisk "organisk" forbindelse - urea.

Nå vet vi med sikkerhet at ingen "vital kraft" er nødvendig for å få stoff som er en del av planter og dyr, at alle kan bygges fra deres bestanddeler. At ikke alle ennå er kunstig skaffet, plager oss ikke i det hele tatt. De som ikke oppnås med moderne syntesemidler vil bli oppnådd når disse midlene er forbedret.

I virkeligheten er alle såkalte "organiske" forbindelser karbonforbindelser. I motsetning til andre grunnstoffer er karbon i stand til å danne mange titusenvis av forbindelser med andre enkle stoffer. Rent for enkelhets skyld reduseres alle de forskjellige karbonforbindelsene til en disiplin atskilt fra kjemien til andre grunnstoffer, "fra gammel hukommelse" kalt organisk kjemi

Den viktigste kuriositeten er at de nå i "organiske" kjemikurs studerer et stort antall karbonforbindelser som ikke finnes i noen plante eller dyr.

Begynnelsen på en slik syntetisk konstruksjon av "organiske" stoffer som ikke eksisterer i naturen, skapt av en kjemiker i hans kolber, replikker og fabrikkapparater, ble lagt ved en tilfeldig oppdagelse av en 18 år gammel student Perkins.

Perkins unnfanget ideen om å produsere et syntetisk medisinsk stoff, kinin, ekstrahert fra barken på cinchona-treet. Etter å ha mottatt en ny forbindelse under forskningen, ønsket han å studere dens løselighet, og etter å ha oppløst den i alkohol, så han at løsningen hadde en fantastisk lilla farge.

"Kan den ikke brukes som maling?" - tenkte Perkins. Det viste seg at det er veldig mulig at løsningen perfekt farger ull og silke en vakker lilla farge.

Perkins ga opp vitenskapen, droppet ut av universitetet og grunnla verdens første fabrikk for kunstig "organisk" maling. Etter ham begynte hundrevis av andre kjemikere å syntetisere flere og flere nye karbonforbindelser, som ikke bare ble brukt som maling, men også som desinfeksjonsmidler, anestetika (smertestillende), medisinske, giftige og eksplosive stoffer.

UORGANISK KJEMI

Opplærings- og metodikkkompleks

Del en. Kursprogram for forelesninger

Nizhny Novgorod, 2006

UDC 546 (073,8)

Uorganisk kjemi: Pedagogisk og metodisk kompleks. Del en. Forelesningsprogram / A.A. Sibirkin. - Nizhny Novgorod: Nizhny Novgorod State University, 2006. - 34 s.

Den første delen av det pedagogiske og metodologiske komplekset inneholder en plan for et kurs med forelesninger om uorganisk kjemi for førsteårsstudenter ved Det kjemiske fakultet ved Nizhny Novgorod State University. N.I. Lobachevsky.

For 1. års studenter ved Det kjemiske fakultet som studerer et emne i uorganisk kjemi.

© A.A.Sibirkin, 2006

© Nizhny Novgorod State University

dem. N.I. Lobachevsky, avdeling

uorganisk kjemi

Forklarende merknad

Kurset i uorganisk kjemi, undervist ved Det kjemiske fakultet ved UNN, har som mål å sikre at studentene behersker det grunnleggende om uorganisk kjemi som en av de grunnleggende disiplinene i systemet for kjemisk kunnskap.

Hovedmålene for kurset er: studentenes mestring av de grunnleggende lovene for kjemiske transformasjoner; kunnskap om faktamateriale knyttet til utbredelse og former for forekomst av kjemiske elementer i naturen, prinsipper for bearbeiding av mineralske råvarer, produksjonsmetoder, struktur, fysiske egenskaper og reaktivitet, praktisk bruk av uorganiske stoffer; utvikle evnen til å løse standard og kombinerte beregningsproblemer knyttet til egenskapene til uorganiske stoffer; mestring i praksis av det grunnleggende om kjemisk eksperimentering, de viktigste metodene for å oppnå og rense uorganiske stoffer.

Innholdet i kurset gir en forklaring av de viktigste begrepene innen fysisk kjemi og materiens struktur, utvikling av evnen til å anvende lærte mønstre for å løse praktiske problemer, som implementerer ideen om konsentrisitet i kjemisk utdanning i høyere utdanning. Å forstå lovene for reaksjoner og stoffers reaktivitet er grunnlaget for dannelsen av omfattende og dyp kunnskap om faktamateriale om kjemien til grunnstoffer og deres forbindelser.

Som et resultat av å studere det uorganiske kjemikurset, bør studentene:

Kjenne til hvordan vitenskapelige teorier forklarer prosessene for interaksjon av stoffer, beskrive de kvantitative relasjonene mellom deltakere i en kjemisk transformasjon, indikerer muligheten for spontan forekomst av prosessen, karakteriserer transformasjonshastigheten, vurdere tilstanden til et stoff og dets transformasjoner i løsninger .

Kjenne til faktamateriale knyttet til utbredelse og former for forekomst av kjemiske grunnstoffer i naturen, prinsipper for bearbeiding av mineralske råvarer, fremstillingsmetoder, struktur, fysiske egenskaper og reaktivitet, praktisk bruk av uorganiske stoffer.

Kunne analysere egenskapene til kjemiske elementer basert på deres plassering i det periodiske systemet, forklare trender i endringer i egenskaper i en rekke lignende stoffer, basert på teorien om atomstruktur og kjemisk binding, avdekke avhengigheten av egenskapene til stoffer på deres sammensetning og struktur, forutsi egenskapene til stoffer, forutsi de sannsynlige produktene av kjemiske transformasjoner under spesifikke forhold, koble egenskapene til et stoff med mulige anvendelsesområder.

Kunne bruke kjemiske symboler, nomenklatur for uorganiske stoffer, terminologi for fysisk og uorganisk kjemi.

Kunne komponere kjemiske ligninger, ordne støkiometriske koeffisienter, løse standard- og kombinerte beregningsoppgaver basert på dem knyttet til egenskapene til uorganiske stoffer og lovene for deres transformasjon.

Ha ferdigheter til å arbeide med pedagogisk, referanse- og monografisk litteratur, selvstendig finne nødvendig informasjon om kjemien til grunnstoffer og deres forbindelser, kunne kombinere, analysere og systematisere litterære data.

Ha praktiske ferdigheter i laboratoriekjemiske eksperimenter, metoder for sikkert arbeid i et kjemisk laboratorium, implementere metoder for syntese og rensing av uorganiske stoffer, kunne formulere en konklusjon om et stoffs beskaffenhet basert på totalen av innhentede eksperimentelle data.

Ha forståelse for den elektroniske strukturen til atomer, molekyler, faste stoffer, komplekse forbindelser og metoder for å studere uorganiske stoffer.

Det teoretiske grunnlaget som er nødvendig for å lykkes med å mestre kurset i uorganisk kjemi er:

1. Kurs i kjemi, matematikk og fysikk undervist i videregående skoler eller i videregående spesialiserte utdanningsinstitusjoner med kjemisk profil.

2. Emner om stoffets struktur og krystallkjemi, undervist parallelt med emnet i uorganisk kjemi ved Kjemisk fakultet ved UNN.

3. Kunnskap om hoveddelene av fysisk kjemi gitt i dette programmet, hvor studiet går foran presentasjonen av det grunnleggende materialet i uorganisk kjemi.

Forelesningskurset om uorganisk kjemi og programmet består av fire deler. Avsnittet "Theoretical Foundations of Inorganic Chemistry" kombinerer undervisningsmateriale om kjemisk terminologi, symbolikk og nomenklatur, gasslover og støkiometri, det grunnleggende om kjemisk termodynamikk, teorien om løsninger og faselikevekter, elektrokjemi, kjemisk kinetikk og studiet av koordinasjonsforbindelser . Å mestre disse konseptene er nødvendig slik at etterfølgende studier av det faktiske materialet i uorganisk kjemi kan utføres på et moderne teoretisk grunnlag og legge grunnlaget for å løse beregningsproblemer.

Avsnittene "Kjemi av grunnstoffer - ikke-metaller" og "Kjemi av elementer - metaller" avslører hovedinnholdet i kurset - det faktiske materialet i uorganisk kjemi, som er systematisert på grunnlag av den periodiske loven. Informasjon om kjemiske elementer presenteres i en viss rekkefølge: forekomst i naturen, isotopsammensetning, plassering i det periodiske systemet, atomstruktur og valensmuligheter, biologisk rolle. Kunnskap om forbindelser av kjemiske grunnstoffer dannes i følgende logiske rekkefølge: fremstilling, struktur, fysiske og kjemiske egenskaper, anvendelse, sikre arbeidsteknikker. Programmet gir en komparativ beskrivelse av egenskapene til grunnstoffer og deres forbindelser basert på deres posisjon i det periodiske systemet (stabilitet av oksidasjonstilstander, endringer i syre-base og redoksegenskaper til forbindelser), som oppsummerer undervisningsmaterialet på et gitt grunnstoff eller undergruppe.

I "Konklusjonen", på grunnlag av den periodiske loven, er de generelle egenskapene til ikke-metaller og metaller systematisert, noen spørsmål om geokjemi og radiokjemi avsløres, og metoder for å studere uorganiske forbindelser dekkes kort. Studiet av disse delene bidrar til å konsolidere de logiske sammenhengene som dannes under behandlingen av det faktiske kursmaterialet.

Forelesningskurset i uorganisk kjemi er lagt opp til 140 timer i første og andre akademiske semester. Kurset er ledsaget av praktiske timer (70 timer), hvor studentene blir kjent med teknikker for å løse beregningsoppgaver, og et laboratorieverksted (140 timer). Å studere emnet i uorganisk kjemi innebærer studentens selvstendige arbeid (150 timer), bestått kollokvier og skriving av prøver. I hvert semester tar studentene en laboratoriepraktisk prøve og en teoretisk emneeksamen.

Teoretisk grunnlag for uorganisk kjemi

Grunnleggende begreper og kjemilover. Atom-molekylær vitenskap. Klassisk og moderne konsept av atomet. Strukturen til atomet. Atomkjerne, nukleoner, elektroner, elektronskall. Atomnummer og massenummer. Isotoper. Kjemiske elementer. Kjemisk forbindelse. Ioniske og kovalente bindinger. Molekyler og formelenheter.

Mol. Avogadros konstant. Mengde stoff. Masse, volum og tetthet av materie. Atommasser og molare masser. Molar volum. Atommasseenhet. Relative atom- og molekylmasser.

Kjemisk individ og dets egenskaper. Homogenitet av materie, begreper om fase og region homogenitet. Karakteristisk struktur. Molekylær og krystallkjemisk struktur. Grunnleggende begreper i faststoffkjemi. Enhetscelle. Kringkaste. Lang rekkefølge. Begrepet polymorfisme og isomorfisme. Bestemmelse av sammensetning og loven om sammensetningens konstanthet. Lov om flere forhold. Kjemisk individuell og ren substans. Sammensatt stoff og kjemisk forbindelse. Enkelt stoff og kjemisk element. Allotropi og polymorfisme.

Kjemisk symbolikk. Nomenklatur for uorganiske forbindelser.

System og miljø. Lukkede, åpne og isolerte systemer. Homogene og heterogene systemer. Systemstatus og statusparametere. Stasjonære og likevektstilstander i systemet. Prosesser i systemet og deres klassifisering. Intensive og omfattende parametere av staten.

Konseptet med en komponent. Måter å uttrykke sammensetningen av systemer. Masse og molfraksjoner. Molare og molale konsentrasjoner. Titer. Løselighet. Loven om bevaring av masse og tilstanden for materialbalanse. Molar masse av blandingen.

Variasjon av systemet. Konseptet med en uavhengig komponent. Faseregel. Angi diagram av et enkelt stoff. Figurative poeng. Faseoverganger. Anvendelse av faseregelen for å analysere tilstandsdiagrammer.

Metoder for å bestemme atom- og molekylmasser. Eksperimentelle metoder for å bestemme molmassene til flyktige stoffer. Metoder for Regnault, Mayer og Dumas. Beregning av molare masser fra gasslover. Bestemmelse av de molare massene av ikke-flyktige stoffer fra de kolligative egenskapene til løsninger. Eksperimentell bestemmelse av atommasser. Metoder basert på loven om enkle volumetriske relasjoner. Cannizzaro-metoden. Massespektrometrisk metode. Estimering av atommasser fra Dulong og Petit-regelen.

Gasslover. Konseptet med en ideell gass. Tilstandsligning for en ideell gass. Den universelle gasskonstanten og dens fysiske betydning. Volummålingsforhold. Molar volum av en ideell gass. Avogadros lov. Tetthet og relativ tetthet av gasser. Ligninger av Clapeyron, Boyle og Mariotte, Gay-Lussac, Charles.

Blandinger av ideelle gasser. Deltrykk av komponenten. Loven om partialtrykk. Volumfraksjon av en gassblandingskomponent. Mettet damptrykk. Matematisk beskrivelse av eudiometeret.

Støkiometri. Kjemisk variabel og dens sammenheng med andre omfattende mengder. Overskudd og mangel på reagenser. Utbytte av reaksjonsprodukt. Massefraksjon av et grunnstoff i en forbindelse og etablering av formler for stoffer. Den enkleste og sanne formelen. Etablere sammensetningen av blandinger. Støkiometri av reaksjoner som involverer gassformige stoffer. Loven om enkle volumetriske relasjoner.

Begrepet ekvivalent. Tilsvarende reaksjonsnummer. Ekvivalent nummer av et stoff og dets fysiske betydning. Loven om ekvivalenter. Ekvivalent masse og ekvivalent volum. Ekvivalent masse av en binær forbindelse. Ekvivalent (normal) konsentrasjon. Støkiometri av redoksreaksjoner og elektrokjemiske prosesser. Faradays lover. Faradays konstant.

Grunnleggende om termodynamikk. Emnet termodynamikk og dets muligheter. Energi og dens typer. Mekanisk og indre energi. Varme og arbeid er former for energioverføring. Tegn på elementær varme og elementært arbeid. Avhengighet av varme og arbeid på prosessens vei. Forutsetninger for varmeoverføring og arbeid. Representasjon av varme og arbeid gjennom faktorene intensitet og kapasitet. Nyttig arbeid og utvidelsesarbeid. Kjemisk affinitet. Entropi. Entropi og termodynamisk sannsynlighet. Boltzmanns postulat.

Termodynamikkens første lov, dens innhold og matematiske uttrykk. Entalpi. Termisk effekt. Termisk effekt ved konstant trykk og konstant volum. Varmekapasitet. Varmekapasitet ved konstant trykk og konstant volum. Temperaturavhengighet av entalpi. Kirchhoffs ligning. Spesifikk og molar varmekapasitet.

Termodynamikkens andre lov, dens innhold. Grunnleggende ligning for termodynamikk. Kriterium for spontan forekomst av en prosess i isolerte og lukkede systemer.

Gibbs funksjon og dens differensial. Gibbs fungerer som et kriterium for spontan forekomst av en reaksjon. Gibbs og Helmholtz ligning og dens typer. Den fysiske betydningen av begrepene i Gibbs og Helmholtz-ligningen.

Gibbs-funksjonens avhengighet av trykk. Kjemisk potensial. Standard kjemisk potensial. Relativt partiell trykk. Standard tilstand for gass. Standard betingelser.

Kjemisk termodynamikk. Anvendelse av termodynamikk på kjemiske prosesser. Endring i omfattende eiendom under en reaksjon. Sammenheng mellom endringer i termodynamiske funksjoner under reaksjonen. Termokjemiske ligninger og deres lineære transformasjoner.

Laws of Lavoisier - Laplace og Hess. Beregning av endringer i termodynamiske funksjoner under reaksjonen av deres molare verdier av disse funksjonene og funksjonene til dannelse og forbrenning. Entalpi av dannelse og entalpi av forbrenning av stoffer. Følger fra Hess' lov. Anvendelse av verdiene av energieffekter av fasetransformasjoner og gjennomsnittsenergier av kjemiske bindinger i termokjemiske beregninger. Eksperimentell bestemmelse av termiske effekter ved hjelp av den kalorimetriske metoden. Termisk balansetilstand.

Kjemisk affinitet. Kjemisk reaksjon isoterm ligning. Termodynamisk konstant for kjemisk likevekt. Reaksjonsisobarligning. Avhengighet av likevektskonstanten av temperatur. Uttrykke likevektskonstanten i form av partialtrykk og konsentrasjoner. Sammenheng mellom kjemiske likevektskonstanter. Forutsi retningen til en prosess fra reaksjonens isoterm og isobar-ligninger. Le Chateliers prinsipp om dynamisk likevekt. Beregning av sammensetningen av en likevektsblanding fra tabulerte verdier av termodynamiske funksjoner.

Termodynamikk av faseoverganger. Avhengighet av damptrykk på temperatur. Entropi av faseovergang. Avhengighet av entropien til et stoff av temperatur. Absolutt entropi av materie.

Løsninger. Ekte og kolloidale løsninger. Mettede og umettede løsninger. Konsentrerte og fortynnede løsninger.

Oppløsning som en fysisk og kjemisk prosess. Løselighet av stoffer og deres temperaturavhengighet. Entalpi av oppløsning, gitterenergi og entalpi av oppløsning.

Kolligative egenskaper til løsninger. Isotonisk koeffisient, dens forhold til graden av dissosiasjon. Damptrykk over løsningen. Tonoskopisk lov. Øker kokepunktet til løsningen. Ebulioskopisk lov. Senke startpunktet for løsningsmiddelkrystallisering. Kryoskopisk lov. Osmose. Osmotisk trykk. Anvendelse av kolligative egenskaper for å bestemme molarmassene til stoffer.

Kjemisk potensial for oppløst stoff og løsemiddel. Asymmetrisk system av standardtilstander. Ekte gasser og ekte løsninger. Volatilitet og aktivitet. Et enhetlig system av standardtilstander.

Gass-væske likevekt. Henrys lov og dens termodynamiske begrunnelse. Henry er konstant. Ostwald løselighetskoeffisient. Bunsen absorpsjonskoeffisient.

Væske-væske likevekt. Nernsts distribusjonslov og dens termodynamiske begrunnelse. Fordelingskoeffisient. Startløsning, ekstraksjonsmiddel, ekstraher og raffiner. Ekstraksjonskoeffisient. Fraksjon av uekstrahert stoff. Enkelt- og multippelekstraksjon, deres karakteristiske ligninger.

Fast-væske likevekt. Fusjonsdiagrammer av tokomponentsystemer. Figurative punkter og deres betydning. Fusjonsdiagram av et system som danner en kontinuerlig serie med faste løsninger. Fusjonsdiagrammer av eutektisk type med fullstendig gjensidig uløselighet og begrenset løselighet av komponenter i fast tilstand. Fusjonsdiagram av et system hvis komponenter danner en kjemisk forbindelse. Området med homogenitet til en kjemisk forbindelse. Anvendelse av faseregelen til analyse av fusjonsdiagrammer. Beregning av mengder av likevektsfaser og deler av systemet. Kjølekurver som kilde til fusjonsdiagrammer.

Elektrolytisk dissosiasjon. Elektrolytter. Elektrolytisk dissosiasjon og dens termodynamiske beskrivelse. Konstant og grad av dissosiasjon. Sterke og svake elektrolytter.

Grunnleggende ideer om teoriene om syrer og baser. Arrhenius' teori om elektrolytisk dissosiasjon, Franklins teori om solvosystemer, Bronsted og Lowrys protonteori, Usanovichs teori, Pearsons teori om harde og myke syrer og baser. Løsemiddelautoprotolyse. Hydrogenindeks.

Syre-base balanse. Nøyaktig og omtrentlig beregning av ioniske likevekter. Ionelikevekter i løsninger av sterke syrer og baser. Ionelikevekter i løsninger av svake syrer og baser. Ostwalds fortynningslov. Hydrolyse. Metoder for å forsterke og undertrykke hydrolyse. Ionelikevekter i løsninger av hydrolyserende salter. Konstant og grad av hydrolyse. Bufferløsninger. Ionelikevekter i bufferløsninger.

Nedbør-oppløsningslikevekt og dens termodynamiske beskrivelse. Produkt av løselighet. Forhold for nedbør og oppløsning av bunnfall.

Kompleksasjonslikevekt. Komplekseringsmiddel og ligander. Koordinasjonsnummer. Generelle og trinnvise formasjonskonstanter. Ustabilitet konstant.

Anvendelse av dissosiasjonskonstanter, løselighetsprodukter og komplekseringskonstanter for å forutsi muligheten for ioniske reaksjoner.

Redoksreaksjoner. Oksidasjon og reduksjon. Oksydasjonsmiddel og reduksjonsmiddel. De viktigste oksidasjons- og reduksjonsmidlene, produkter av deres kjemiske transformasjon i ulike miljøer. Ordne koeffisienter i reaksjonsligninger ved hjelp av elektronisk balanse og halvreaksjonsmetoder.

Elektrokjemi. Dirigenter av den første og andre typen. Konseptet med elektrode og elektrodereaksjon. Klassifisering av elektroder. Elektrodepotensial. Avhengighet av elektrodepotensial av konsentrasjon. Nernst-ligningen.

Elektrokjemisk celle. Galvanisk celle og dens termodynamiske beskrivelse. EMF av en galvanisk celle. Bestemmelse av termodynamiske funksjoner fra elektrokjemiske data. Elektrolyse. Dekomponeringsspenning. Tegne ligninger for elektrolyseprosesser. Praktisk anvendelse av elektrolyse.

Kjemisk kinetikk og katalyse. Hastigheten til en kjemisk reaksjon. Reaksjonsmekanisme. Enkle og komplekse reaksjoner.

Reaksjonshastighetens avhengighet av konsentrasjonen av reagenser. Lov om masseaksjon. Kinetisk ligning. Hastighetskonstant for en kjemisk reaksjon. Reaksjonsrekkefølge og molekylæritet. Kinetiske kurver og deres ligninger.

Avhengighet av reaksjonshastighet på temperatur. Van't Hoff og Arrhenius ligninger. Temperaturkoeffisient for reaksjonshastighet. Aktiveringsenergi og dens fysiske betydning. Energidiagram av en reaksjon. Pre-eksponentiell faktor. Frekvens og romlige faktorer.

Katalyse og katalysatorer. Homogen og heterogen katalyse. Inhibitorer. Arrangører. Eksempler på katalytiske reaksjoner.

Komplekse forbindelser. Grunnleggende begreper og definisjoner. Kompleks forbindelse. Ytre sfære. Indre sfære. Kompleksdannende middel (sentralatom). Ligander (legger til). Koordinasjonsnummer. Tannlege. Brodannende ligander. Klynger.

Grunnleggende bestemmelser i koordineringsteorien til A. Werner. Hoved- og sekundærvalens.

Klassifisering av komplekse forbindelser. Klassifisering i henhold til ladningen til den indre sfæren. Nøytrale, kationiske og anioniske komplekser. Klassifisering i henhold til arten av liganden. Vannkomplekser, ammoniakkforbindelser, hydroksykomplekser, syrekomplekser, karbonyler, blandede ligandkomplekser. Klassifisering etter antall sentrale atomer i den indre sfæren. Mononukleære og multinukleære komplekser. Spesielle grupper av komplekse forbindelser. Chelater, dobbeltsalter, isopolforbindelser, heteropolyforbindelser.

Isomerisme av komplekse forbindelser. Strukturell isomeri. Intersfære-isomerisme (ionisering, hydrering, molekylær (solvat) isomerisme). Ligandisomerisme (ligandisomerisme, bindings(salt)isomerisme). Koordinasjonsisomerisme (metamerisme og polymerisering). Romlig isomeri (geometrisk og optisk isomerisme).

Nomenklatur av komplekse forbindelser. Triviell og systematisk nomenklatur. Regler for dannelse av navn på kationiske, nøytrale og anioniske komplekser. Angivelse av antall ligander, arten av liganden og oksidasjonstilstanden til sentralatomet. Indikasjon på antall komplekse ligander. Indikasjon på brodannende ligander og ligander koordinert av flere atomer. Sammenstilling av systematiske navn på komplekse forbindelser.

Termodynamisk og kinetisk stabilitet av komplekser. Stabile og ustabile komplekser. Inerte og labile komplekser. Diskusjon av kompleksers termodynamiske stabilitet fra teorien om harde og myke syrer og baser.

Naturen til kjemiske bindinger i komplekse forbindelser. Grunnleggende ideer om valensbindingsmetoden, krystallfeltteori, molekylær orbitalmetode og ligandfeltteori. Metodologisk betydning av teorien om strukturen til komplekse forbindelser.

Forutsigelse av strukturen og egenskapene til komplekse forbindelser fra synspunktet til valensbindingsmetoden. Bestemmelse av den elektroniske konfigurasjonen av sentralatomet. Eksterne orbitale og intraorbitale komplekser. Høyspinn og lavspinn komplekser. Rollen til ligandens natur i dannelsen av ytre orbitale og intraorbitale komplekser. Prediksjon av kinetisk stabilitet av komplekser. Klassifisering av kompleksforbindelsen i ytre orbitale og intraorbitale komplekser. Prediksjon av koordinasjonsnummer, type hybridisering og geometrisk form av komplekset og dets magnetiske egenskaper.

Forutsigelse av strukturen og egenskapene til komplekse forbindelser fra krystallfeltteoriens ståsted. Prediksjon av det relative arrangementet av orbitalene til sentralatomet i feltet av ligander med oktaedrisk, tetraedrisk og kvadratisk plan symmetri. Delingsparameter. Spektrokjemisk serie. Estimat av spaltningens størrelse d- undernivå av sentralatomet. Fylling av et delt nivå med elektroner ved sterke og svake feltligander. Forutsi fargen til en kompleks forbindelse fra verdien av spaltningsparameteren. Forutsigelse av oppførselen til komplekset i et magnetfelt. Krystallfeltstabiliseringsenergi (CFE). Beregning av ESC for oktaedriske og tetraedriske komplekser dannet av høy- og svakfeltsligander. Prediksjon av den kinetiske stabiliteten til komplekser fra krystallfeltteoriens ståsted.

Chelatkomplekser. Kelasjonseffekt. Regel for sykluser. Eksempler på chelaterende ligander. Intrakomplekse forbindelser.

π-komplekser. Dannelse av koordinasjonsbindinger i π-komplekser. Eksempler på π-komplekser. π-Dativ interaksjon ved å bruke eksemplet med ferrocen og bis-(benzen)krom.

Kjemiske reaksjoner som involverer komplekse forbindelser. Reaksjoner av bevegelse av ligander mellom ytre og indre sfærer. Dissosiasjon av komplekse forbindelser i ytre og indre sfærer. Trinnvise og generelle (fulle) formasjonskonstanter. Ustabilitet konstant. Beregning av ioniske likevekter i løsninger av komplekse forbindelser. Ligandsubstitusjonsreaksjoner. Dissosiative og assosiative mekanismer for substitusjon. Representasjon av komplekse dissosiasjonsprosesser som prosesser for erstatning av ligander med vannmolekyler. Stereokjemi av substitusjonsprosesser i kvadratiske og oktaedriske komplekser. Fenomenet transpåvirkning. En rekke transpåvirkninger. Forutsigelse av strukturen til substitusjonsprodukter fra perspektivet til ideer om trans-påvirkning. Omfordeling av ligander og dannelse av blandede komplekser. Intramolekylære transformasjoner av en kompleks forbindelse. Kjemiske transformasjoner av koordinerte ligander. Ligandprotonering og deprotonering. Hydroksolering og dens konsekvenser. Overvinner hydroksolering i sure og alkaliske miljøer. Isomerisering av ligander. Addisjons-, innsettings- og kondensasjonsreaksjoner med en organisk koordinert ligand. Metallkomplekskatalyse. Redokstransformasjoner av sentralatomet. Påvirkning av ligandens natur på verdiene av redokspotensialer for transformasjoner av sentralatomet.

Betydningen av komplekse forbindelser i natur, teknologi, landbruk, medisin.

Uorganisk kjemi beskriver egenskapene og oppførselen til uorganiske forbindelser, inkludert metaller, mineraler og organometalliske forbindelser. Mens organisk kjemi studerer alle karbonholdige forbindelser, dekker uorganisk kjemi de resterende undergruppene av andre forbindelser. Det er også stoffer som studeres av begge grener av kjemi samtidig, for eksempel organometalliske forbindelser, som inneholder et metall eller metalloid bundet til karbon.

Uorganisk kjemi kan deles inn i flere underseksjoner:

• studier av uorganiske forbindelser, for eksempel salter eller deres ioniske forbindelser;
• geokjemi - studiet av kjemien til jordens naturlige miljø, som er av stor betydning for å forstå planeten eller forvalte ressursene;
• utvinning av uorganiske stoffer (metallmalm) for industri;
• biouorganisk kjemi - studiet av individuelle elementer (naturlige fossiler) som er nødvendige for liv og danner viktige biologiske molekyler involvert i biologiske systemer, samt forståelse av kjemien til giftige stoffer;
• syntetisk kjemi studerer stoffer som kan oppnås eller renses uten naturens deltagelse gjennom syntese i industrianlegg eller laboratorier;
• Industriell kjemi er arbeidet med stoffer i ulike storskala prosesser eller forskningsområder.

Hvor brukes uorganisk kjemi?

Uorganiske forbindelser brukes som katalysatorer, pigmenter, belegg, overflateaktive stoffer, medikamenter, drivstoff og andre produkter vi bruker hver dag. De har ofte høye smeltepunkter og spesifikke høy eller lav elektrisk ledningsevne egenskaper som gjør dem nyttige for visse formål.

For eksempel:

• Ammoniakk er en kilde til nitrogen i gjødsel og er også et viktig uorganisk kjemikalie som brukes i produksjon av nylon, fibre, plast, polyuretaner (brukes i tøffe kjemikaliebestandige belegg, lim, skum), hydrazin (brukes til å lage rakettdrivstoff) og eksplosiver ;
• klor brukes i produksjonen av polyvinylklorid (for å lage rør, klær, møbler), agrokjemikalier (gjødsel, insektmidler), samt legemidler og kjemikalier for vannrensing eller sterilisering;
• Titandioksid brukes i form av et hvitt pulver til fremstilling av malingspigment, belegg, plast, papir, blekk, fiber, mat og kosmetikk. Titandioksid har også gode UV-motstandsegenskaper, noe som gjør det nyttig i produksjonen av fotokatalysatorer.

Uorganisk kjemi er en veldig praktisk vitenskapelig og husholdningsgren. Spesielt viktig for landets økonomi er produksjonen av svovelsyre, som er et av de viktigste elementene som brukes som industrielle råvarer.

Hva studerer du i uorganisk kjemi?

Eksperter innen uorganisk kjemi har et bredt spekter av aktiviteter, fra utvinning av råvarer til opprettelse av mikrobrikker. Arbeidet deres er basert på å forstå atferden og søke etter analoger til uorganiske elementer. Hovedoppgaven er å lære hvordan disse materialene kan endres, deles og brukes. Arbeidet til uorganiske kjemikere inkluderer å utvikle metoder for å gjenvinne metaller fra avfall og analysere utvunnet malm på molekylært nivå. Den overordnede vekten er på å mestre sammenhengene mellom fysiske egenskaper og funksjoner.

Individuell tilnærming til prissetting for hver kunde!

Uorganisk kjemi- en gren av kjemi knyttet til studiet av strukturen, reaktiviteten og egenskapene til alle kjemiske elementer og deres uorganiske forbindelser. Dette området dekker alle kjemiske forbindelser unntatt organiske stoffer (en klasse forbindelser som inkluderer karbon, med unntak av noen få enkle forbindelser, vanligvis klassifisert som uorganiske). Skillet mellom organiske og uorganiske forbindelser som inneholder karbon er, ifølge noen ideer, vilkårlig.Uorganisk kjemi studerer kjemiske elementer og de enkle og komplekse stoffene de danner (unntatt organiske forbindelser). Gir oppretting av materialer med den nyeste teknologien. Antall kjente uorganiske stoffer i 2013 nærmer seg 400 tusen.

Det teoretiske grunnlaget for uorganisk kjemi er den periodiske loven og det periodiske systemet til D.I. Mendeleev basert på den. Den viktigste oppgaven til uorganisk kjemi er utvikling og vitenskapelig underbyggelse av metoder for å lage nye materialer med de egenskapene som er nødvendige for moderne teknologi.

I Russland utføres forskning innen uorganisk kjemi av Institute of Inorganic Chemistry oppkalt etter. A. V. Nikolaev SB RAS (Institute of Chemistry SB RAS, Novosibirsk), Institutt for generell og uorganisk kjemi oppkalt etter. N. S. Kurnakova (IGNKh RAS, Moskva), Institutt for fysisk-kjemiske problemer med keramiske materialer (IFKhPKM, Moskva), Vitenskapelig og teknisk senter "Superhard Materials" (STC SM, Troitsk) og en rekke andre institusjoner. Forskningsresultatene er publisert i tidsskrifter (Journal of Inorganic Chemistry, etc.).

Definisjonshistorie

Historisk sett kommer navnet uorganisk kjemi fra ideen om den delen av kjemien som omhandler studiet av elementer, forbindelser og reaksjoner av stoffer som ikke er dannet av levende vesener. Siden syntesen av urea fra den uorganiske forbindelsen ammoniumcyanat (NH 4 OCN), som ble utført i 1828 av den fremragende tyske kjemikeren Friedrich Wöhler, har imidlertid grensene mellom stoffer av livløs og levende natur blitt slettet. Dermed produserer levende vesener mye uorganiske stoffer. På den annen side kan nesten alle organiske forbindelser syntetiseres i laboratoriet. Inndelingen i ulike kjemiområder er imidlertid relevant og nødvendig som før, siden reaksjonsmekanismer og strukturen til stoffer i uorganisk og organisk kjemi er forskjellige. Dette gjør det lettere å systematisere forskningsmetoder og metoder i hver bransje.