Le cours de chimie dans les écoles commence en 8e année par l'étude des fondements généraux de la science: les types de liaisons possibles entre les atomes, les types de réseaux cristallins et les mécanismes de réaction les plus courants sont décrits. Cela devient la base de l'étude d'une section importante, mais plus spécifique - les inorganiques.
Qu'est-ce que c'est
La chimie inorganique est une science qui considère les principes de structure, les propriétés de base et la réactivité de tous les éléments du tableau périodique. Un rôle important dans l'inorganique est joué par la loi périodique, qui rationalise la classification systématique des substances en modifiant leur masse, leur nombre et leur type.
Le cours couvre également les composés formés lors de l'interaction des éléments du tableau (la seule exception est le domaine des hydrocarbures, qui est considéré dans les chapitres des matières organiques). Les tâches en chimie inorganique vous permettent de mettre en pratique les connaissances théoriques acquises dans la pratique.
La science dans l'histoireaspect
Le nom "inorganique" est né de l'idée qu'il couvre une partie des connaissances chimiques qui n'est pas liée aux activités des organismes biologiques.
Au fil du temps, il a été prouvé que la majeure partie du monde organique peut produire des composés "non vivants", et des hydrocarbures de tout type sont synthétisés en laboratoire. Ainsi, à partir du cyanate d'ammonium, qui est un sel dans la chimie des éléments, le scientifique allemand Wehler a pu synthétiser l'urée.
Pour éviter toute confusion avec la nomenclature et la classification des types de recherche dans les deux sciences, le programme des cours scolaires et universitaires, après la chimie générale, implique l'étude de l'inorganique comme discipline fondamentale. Le monde scientifique maintient une séquence similaire.
Classes de substances inorganiques
La chimie prévoit une telle présentation du matériau, dans laquelle les chapitres d'introduction des inorganiques considèrent la loi périodique des éléments. Il s'agit d'une classification d'un type spécial, basée sur l'hypothèse que les charges atomiques des noyaux affectent les propriétés des substances et que ces paramètres changent de manière cyclique. Initialement, le tableau a été construit comme un reflet de l'augmentation des masses atomiques des éléments, mais bientôt cette séquence a été rejetée en raison de son incohérence dans l'aspect dans lequel les substances inorganiques nécessitent l'examen de cette question.
La chimie, en plus du tableau périodique, suggère la présence d'une centaine de figures, groupes et diagrammes qui reflètent la périodicité des propriétés.
Actuellement, une version consolidée de la prise en compte de telsconcepts comme classes de chimie inorganique. Les colonnes du tableau indiquent les éléments en fonction des propriétés physiques et chimiques, dans les lignes - périodes similaires les unes aux autres.
Substances simples dans les inorganiques
Un signe dans le tableau périodique et une substance simple à l'état libre sont le plus souvent des choses différentes. Dans le premier cas, seul un type spécifique d'atomes est reflété, dans le second - le type de connexion des particules et leur influence mutuelle sous des formes stables.
La liaison chimique des substances simples détermine leur division en familles. Ainsi, deux grands types de groupes d'atomes peuvent être distingués - les métaux et les non-métaux. La première famille comprend 96 éléments sur 118 étudiés.
Métaux
Le type de métal implique la présence d'une connexion du même nom entre les particules. L'interaction est basée sur la socialisation des électrons du réseau, qui se caractérise par la non-directionnalité et l'insaturation. C'est pourquoi les métaux conduisent bien la chaleur et se chargent bien, ont un éclat métallique, une malléabilité et une ductilité.
Conventionnellement, les métaux sont à gauche dans le tableau périodique lorsqu'une ligne droite est tracée du bore à l'astatine. Les éléments proches de cette ligne sont le plus souvent de nature limite et présentent une dualité de propriétés (par exemple, le germanium).
Les métaux forment principalement des composés basiques. Les états d'oxydation de ces substances ne dépassent généralement pas deux. Dans un groupe, la métallicité augmente, alors que dans une période elle diminue. Par exemple, le francium radioactif présente des propriétés plus basiques que le sodium, et enDans la famille des halogènes, l'iode a même un éclat métallique.
Sinon, la situation est dans la période - les gaz inertes complètent les sous-niveaux, avant lesquels il y a des substances aux propriétés opposées. Dans l'espace horizontal du tableau périodique, la réactivité manifestée des éléments passe de basique à amphotère à acide. Les métaux sont de bons agents réducteurs (ils acceptent les électrons lorsque des liaisons se forment).
Non-métaux
Ce type d'atomes est inclus dans les principales classes de la chimie inorganique. Les non-métaux occupent le côté droit du tableau périodique, montrant des propriétés typiquement acides. Le plus souvent, ces éléments se présentent sous forme de composés les uns avec les autres (par exemple, borates, sulfates, eau). A l'état moléculaire libre, l'existence de soufre, d'oxygène et d'azote est connue. Il existe également plusieurs gaz diatomiques non métalliques - en plus des deux ci-dessus, ceux-ci incluent l'hydrogène, le fluor, le brome, le chlore et l'iode.
Ce sont les substances les plus courantes sur terre - le silicium, l'hydrogène, l'oxygène et le carbone sont particulièrement courants. L'iode, le sélénium et l'arsenic sont très rares (cela inclut également les configurations radioactives et instables, qui se situent dans les dernières périodes du tableau).
Dans les composés, les non-métaux se comportent principalement comme des acides. Ce sont de puissants agents oxydants en raison de leur capacité à attacher un nombre supplémentaire d'électrons pour compléter le niveau.
Substances complexes dans les inorganiques
En plus des substances qui sont représentées par un groupe d'atomes,on distingue les composés comportant plusieurs configurations différentes. Ces substances peuvent être binaires (constituées de deux particules différentes), à trois, quatre éléments, etc.
Substances à deux éléments
La chimie attache une importance particulière à la binarité des liaisons dans les molécules. Les classes de composés inorganiques sont également considérées du point de vue de la liaison formée entre les atomes. Il peut être ionique, métallique, covalent (polaire ou non polaire) ou mixte. En règle générale, ces substances présentent clairement des qualités basiques (en présence de métal), amfortériques (duales - particulièrement caractéristiques de l'aluminium) ou acides (s'il existe un élément avec un état d'oxydation de +4 et plus).
Associés à trois éléments
Les thèmes de la chimie inorganique prévoient la prise en compte de ce type d'amalgame d'atomes. Les composés constitués de plus de deux groupes d'atomes (le plus souvent, les composés inorganiques traitent d'espèces à trois éléments) sont généralement formés avec la participation de composants qui diffèrent considérablement les uns des autres par leurs paramètres physicochimiques.
Les types de liaisons possibles sont covalentes, ioniques et mixtes. En règle générale, les substances à trois éléments ont un comportement similaire aux binaires en raison du fait que l'une des forces d'interaction interatomique est beaucoup plus forte que l'autre: la faible se forme secondairement et a la capacité de se dissocier plus rapidement en solution.
Classes de chimie inorganique
La grande majorité des substances étudiées dans le cours inorganique peut être considérée par une simple classification en fonction de leur composition etPropriétés. Ainsi, les hydroxydes, les acides, les oxydes et les sels sont distingués. L'examen de leur relation est préférable de commencer par une connaissance du concept de formes oxydées, dans lesquelles presque toutes les substances inorganiques peuvent apparaître. La chimie de ces associés est discutée dans les chapitres sur les oxydes.
Oxydes
L'oxyde est un composé de tout élément chimique avec de l'oxygène à l'état d'oxydation égal à -2 (dans les peroxydes -1, respectivement). La formation de liaisons se produit en raison du recul et de la fixation des électrons avec la réduction de O2 (lorsque l'oxygène est l'élément le plus électronégatif).
Peut présenter à la fois des propriétés acides, amphotères et basiques, en fonction du deuxième groupe d'atomes. S'il s'agit d'un métal, dans l'oxyde, il ne dépasse pas l'état d'oxydation de +2, s'il s'agit d'un non-métal - de +4 et plus. Dans les échantillons avec la double nature des paramètres, la valeur +3.
Acides inorganiques
Les composés acides ont une réaction moyenne inférieure à 7 en raison de la teneur en cations hydrogène, qui peuvent passer en solution et être ensuite remplacés par un ion métallique. Par classification, ce sont des substances complexes. La plupart des acides peuvent être obtenus en diluant les oxydes correspondants avec de l'eau, par exemple lors de la formation d'acide sulfurique après hydratation de SO3.
Chimie inorganique de base
Les propriétés de ce type de composés sont dues à la présence du radical hydroxyle OH, qui donne la réaction du milieu au-dessus de 7. Les bases solubles sont appeléesalcalins, ils sont les plus forts de cette classe de substances en raison de leur dissociation complète (désintégration en ions dans un liquide). Le groupe OH dans la formation de sels peut être remplacé par des résidus acides.
La chimie inorganique est une double science qui peut décrire des substances sous différents angles. Dans la théorie protolytique, les bases sont considérées comme des accepteurs de cations hydrogène. Cette approche élargit le concept de cette classe de substances, appelant alcali toute substance pouvant accepter un proton.
Sels
Ce type de composés se situe entre les bases et les acides, car il est le produit de leur interaction. Ainsi, un ion métallique (parfois ammonium, phosphonium ou hydroxonium) agit généralement comme un cation et un résidu acide agit comme une substance anionique. Lorsqu'un sel se forme, l'hydrogène est remplacé par une autre substance.
Selon le rapport du nombre de réactifs et de leur force les uns par rapport aux autres, il est rationnel d'envisager plusieurs types de produits d'interaction:
- les sels basiques sont obtenus si les groupes hydroxyle ne sont pas complètement substitués (ces substances ont un environnement de réaction alcalin);
- des sels acides se forment dans le cas contraire - en l'absence de base réactive, l'hydrogène reste partiellement dans le composé;
- Les plus connus et les plus faciles à comprendre sont les échantillons moyens (ou normaux) - ils sont le produit de la neutralisation complète des réactifs avec formation d'eau et d'une substance ne contenant qu'un cation métallique ou son analogue et un résidu acide.
La chimie inorganique est une science qui impliquela division de chacune des classes en fragments qui sont considérés à des moments différents: certains - plus tôt, d'autres - plus tard. Avec une étude plus approfondie, 4 autres types de sels sont distingués:
- Double contient un seul anion en présence de deux cations. Habituellement, ces substances sont obtenues en fusionnant deux sels avec le même résidu acide, mais des métaux différents.
- Le type mixte est l'opposé du précédent: sa base est un cation avec deux anions différents.
- Hydrates cristallins - sels, dans la formule desquels il y a de l'eau à l'état cristallisé.
- Les complexes sont des substances dans lesquelles un cation, un anion ou les deux se présentent sous la forme de grappes avec un élément formant. Ces sels peuvent être obtenus principalement à partir d'éléments du sous-groupe B.
D'autres substances incluses dans l'atelier de chimie inorganique qui peuvent être classées comme des sels ou comme des chapitres de connaissances distincts comprennent les hydrures, les nitrures, les carbures et les intermétallides (composés de plusieurs métaux qui ne sont pas un alliage).
Résultats
La chimie inorganique est une science qui intéresse tout spécialiste dans ce domaine, quels que soient ses centres d'intérêt. Il comprend les premiers chapitres étudiés à l'école dans cette matière. Le cours de chimie inorganique prévoit la systématisation de grandes quantités d'informations selon une classification compréhensible et simple.
