Kimia tak organik ialah sebahagian daripada kimia am. Ia berkaitan dengan kajian sifat dan tingkah laku sebatian tak organik - struktur dan keupayaannya untuk bertindak balas dengan bahan lain. Arah ini meneroka semua bahan, kecuali bahan yang dibina daripada rantai karbon (yang terakhir adalah subjek kajian kimia organik).
Penerangan
Kimia ialah sains yang kompleks. Pembahagiannya kepada kategori adalah sewenang-wenangnya. Sebagai contoh, kimia bukan organik dan organik dikaitkan dengan sebatian yang dipanggil bioinorganik. Ini termasuk hemoglobin, klorofil, vitamin B12 dan banyak enzim.
Selalunya, apabila mengkaji bahan atau proses, seseorang itu perlu mengambil kira pelbagai hubungan dengan sains lain. Kimia am dan bukan organik meliputi bahan mudah dan kompleks, yang jumlahnya menghampiri 400,000. Kajian sifatnya selalunya melibatkan pelbagai kaedah kimia fizik, kerana ia boleh menggabungkan ciri ciri sains sepertifizik. Kualiti bahan dipengaruhi oleh kekonduksian, aktiviti magnetik dan optik, kesan pemangkin dan faktor "fizikal" lain.
Secara amnya, sebatian tak organik dikelaskan mengikut fungsinya:
- asid;
- tanah;
- oksida;
- garam.
Oksida selalunya dibahagikan kepada logam (oksida asas atau anhidrida asas) dan oksida bukan logam (oksida berasid atau anhidrida asid).
Asalusul
Sejarah kimia tak organik terbahagi kepada beberapa tempoh. Pada peringkat awal, pengetahuan terkumpul melalui pemerhatian rawak. Sejak zaman purba, percubaan telah dibuat untuk mengubah logam asas kepada yang berharga. Idea alkimia telah dipromosikan oleh Aristotle melalui doktrinnya tentang kebolehtukaran unsur.
Pada separuh pertama abad kelima belas, wabak merebak. Terutamanya penduduk menghidap cacar dan wabak. Aesculapius mengandaikan bahawa penyakit disebabkan oleh bahan tertentu, dan perjuangan menentangnya harus dilakukan dengan bantuan bahan lain. Ini membawa kepada permulaan tempoh yang dipanggil medico-chemical. Pada masa itu, kimia menjadi sains bebas.
Kemunculan sains baharu
Semasa Renaissance, kimia dari bidang pengajian praktikal semata-mata mula "memperoleh" konsep teori. Para saintis cuba menjelaskan proses asas yang berlaku dengan bahan. Pada tahun 1661, Robert Boyle memperkenalkan konsep "unsur kimia". Pada tahun 1675 Nicholas Lemmer memisahkan unsur kimiamineral daripada tumbuhan dan haiwan, dengan itu menetapkan kajian kimia sebatian tak organik secara berasingan daripada sebatian organik.
Kemudian, ahli kimia cuba menerangkan fenomena pembakaran. Saintis Jerman Georg Stahl mencipta teori phlogiston, mengikut mana badan mudah terbakar menolak zarah bukan graviti phlogiston. Pada tahun 1756, Mikhail Lomonosov secara eksperimen membuktikan bahawa pembakaran logam tertentu dikaitkan dengan zarah udara (oksigen). Antoine Lavoisier juga menyangkal teori phlogiston, menjadi pengasas teori pembakaran moden. Beliau juga memperkenalkan konsep "sebatian unsur kimia".
Pembangunan
Tempoh seterusnya bermula dengan karya John D alton dan cuba menerangkan hukum kimia melalui interaksi bahan pada peringkat atom (mikroskopik). Kongres kimia pertama di Karlsruhe pada tahun 1860 mentakrifkan konsep atom, valensi, setara, dan molekul. Terima kasih kepada penemuan undang-undang berkala dan penciptaan sistem berkala, Dmitry Mendeleev membuktikan bahawa teori atom-molekul dikaitkan bukan sahaja dengan hukum kimia, tetapi juga dengan sifat fizikal unsur.
Peringkat seterusnya dalam pembangunan kimia tak organik dikaitkan dengan penemuan pereputan radioaktif pada tahun 1876 dan penjelasan reka bentuk atom pada tahun 1913. Kajian oleh Albrecht Kessel dan Gilbert Lewis pada tahun 1916 menyelesaikan masalah sifat ikatan kimia. Berdasarkan teori keseimbangan heterogen oleh Willard Gibbs dan Henrik Roszeb, pada tahun 1913 Nikolai Kurnakov mencipta salah satu kaedah utama kimia bukan organik moden -analisis fizikal dan kimia.
Asas kimia tak organik
Kompaun tak organik berlaku secara semula jadi dalam bentuk mineral. Tanah mungkin mengandungi besi sulfida seperti pirit atau kalsium sulfat dalam bentuk gipsum. Sebatian tak organik juga berlaku sebagai biomolekul. Ia disintesis untuk digunakan sebagai pemangkin atau reagen. Sebatian tak organik tiruan pertama yang penting ialah ammonium nitrat, digunakan untuk menyuburkan tanah.
Garam
Banyak sebatian tak organik ialah sebatian ionik yang terdiri daripada kation dan anion. Ini adalah garam yang dipanggil, yang merupakan objek penyelidikan dalam kimia bukan organik. Contoh sebatian ionik ialah:
- Magnesium klorida (MgCl2), yang mengandungi Mg2+ kation dan Cl- anion.
- Natrium oksida (Na2O), yang terdiri daripada kation Na+ dan anion O2- .
Dalam setiap garam, perkadaran ion adalah sedemikian rupa sehingga cas elektrik berada dalam keseimbangan, iaitu, sebatian secara keseluruhan adalah neutral elektrik. Ion diterangkan oleh keadaan pengoksidaannya dan kemudahan pembentukan yang berikutan daripada potensi pengionan (kation) atau pertalian elektron (anion) unsur dari mana ia terbentuk.
Garam tak organik termasuk oksida, karbonat, sulfat dan halida. Banyak sebatian dicirikan oleh takat lebur yang tinggi. Garam bukan organik biasanya merupakan pembentukan kristal pepejal. Satu lagi ciri penting ialah merekaketerlarutan dalam air dan kemudahan penghabluran. Sesetengah garam (cth NaCl) sangat larut dalam air, manakala yang lain (cth SiO2) hampir tidak larut.
Logam dan aloi
Logam seperti besi, kuprum, gangsa, loyang, aluminium ialah sekumpulan unsur kimia di bahagian bawah sebelah kiri jadual berkala. Kumpulan ini termasuk 96 elemen yang dicirikan oleh kekonduksian haba dan elektrik yang tinggi. Mereka digunakan secara meluas dalam metalurgi. Logam boleh dibahagikan secara bersyarat kepada ferus dan bukan ferus, berat dan ringan. Ngomong-ngomong, unsur yang paling banyak digunakan ialah besi, ia menduduki 95% pengeluaran dunia antara semua jenis logam.
Alloy ialah bahan kompleks yang diperoleh dengan mencairkan dan mencampurkan dua atau lebih logam dalam keadaan cair. Ia terdiri daripada asas (elemen dominan dari segi peratusan: besi, kuprum, aluminium, dll.) dengan penambahan kecil komponen pengaloian dan pengubahsuaian.
Manusia menggunakan kira-kira 5000 jenis aloi. Mereka adalah bahan utama dalam pembinaan dan industri. By the way, terdapat juga aloi antara logam dan bukan logam.
Klasifikasi
Dalam jadual kimia tak organik, logam dibahagikan kepada beberapa kumpulan:
- 6 unsur berada dalam kumpulan alkali (lithium, kalium, rubidium, natrium, fransium, cesium);
- 4 - dalam tanah beralkali (radium, barium, strontium, kalsium);
- 40 - dalam peralihan (titanium, emas, tungsten, tembaga, mangan,skandium, besi, dll.);
- 15 – lantanida (lantanum, serium, erbium, dll.);
- 15 – aktinida (uranium, aktinium, torium, fermium, dll.);
- 7 – semilogam (arsenik, boron, antimoni, germanium, dll.);
- 7 - logam ringan (aluminium, timah, bismut, plumbum, dll.).
Bukan Logam
Bukan logam boleh menjadi unsur kimia dan sebatian kimia. Dalam keadaan bebas, mereka membentuk bahan mudah dengan sifat bukan logam. Dalam kimia tak organik, 22 unsur dibezakan. Ini ialah hidrogen, boron, karbon, nitrogen, oksigen, fluorin, silikon, fosforus, sulfur, klorin, arsenik, selenium, dll.
Bukan logam yang paling tipikal ialah halogen. Dalam tindak balas dengan logam, mereka membentuk sebatian yang ikatannya terutamanya ionik, seperti KCl atau CaO. Apabila berinteraksi antara satu sama lain, bukan logam boleh membentuk sebatian terikat kovalen (Cl3N, ClF, CS2, dll.).
Bes dan asid
Bes ialah bahan kompleks, yang paling penting ialah hidroksida larut air. Apabila dibubarkan, ia terurai dengan kation logam dan anion hidroksida, dan pHnya lebih besar daripada 7. Bes boleh dianggap secara kimia bertentangan dengan asid kerana asid pencerai air meningkatkan kepekatan ion hidrogen (H3O+) sehingga bes berkurangan.
Asid ialah bahan yang mengambil bahagian dalam tindak balas kimia dengan bes, mengambil elektron daripadanya. Kebanyakan asid yang mempunyai kepentingan praktikal adalah larut air. Apabila dibubarkan, mereka berpisah daripada kation hidrogen(Н+) dan anion berasid, dan pHnya kurang daripada 7.
