Ang inorganic na chemistry ay bahagi ng pangkalahatang chemistry. Tinatalakay nito ang pag-aaral ng mga katangian at pag-uugali ng mga inorganikong compound - ang kanilang istraktura at kakayahang tumugon sa iba pang mga sangkap. Sinasaliksik ng direksyong ito ang lahat ng substance, maliban sa mga nabuo mula sa mga carbon chain (ang huli ay ang paksa ng pag-aaral ng organic chemistry).
Paglalarawan
Ang
Chemistry ay isang kumplikadong agham. Ang paghahati nito sa mga kategorya ay puro arbitrary. Halimbawa, ang inorganic at organic na chemistry ay pinag-uugnay ng mga compound na tinatawag na bioinorganic. Kabilang dito ang hemoglobin, chlorophyll, bitamina B12 at maraming enzymes.
Kadalasan, kapag nag-aaral ng mga substance o proseso, kailangang isaalang-alang ang iba't ibang ugnayan sa ibang mga agham. Ang pangkalahatan at di-organikong kimika ay sumasaklaw sa simple at kumplikadong mga sangkap, na ang bilang ng mga ito ay lumalapit sa 400,000. Ang pag-aaral ng kanilang mga katangian ay kadalasang nagsasangkot ng isang malawak na hanay ng mga pamamaraan ng pisikal na kimika, dahil maaari nilang pagsamahin ang mga katangiang katangian ng isang agham tulad ngpisika. Ang kalidad ng mga sangkap ay apektado ng conductivity, magnetic at optical na aktibidad, ang epekto ng mga catalyst at iba pang "pisikal" na mga kadahilanan.
Sa pangkalahatan, inuri ang mga inorganic compound ayon sa kanilang function:
- acid;
- grounds;
- oxides;
- asin.
Ang mga oxide ay kadalasang nahahati sa mga metal (basic oxides o basic anhydride) at non-metal oxides (acidic oxides o acid anhydride).
Origination
Ang kasaysayan ng inorganic na kimika ay nahahati sa ilang panahon. Sa paunang yugto, ang kaalaman ay naipon sa pamamagitan ng mga random na obserbasyon. Mula noong sinaunang panahon, ang mga pagtatangka ay ginawa upang baguhin ang mga base metal sa mga mahalagang. Ang ideyang alchemical ay itinaguyod ni Aristotle sa pamamagitan ng kanyang doktrina ng convertibility ng mga elemento.
Sa unang kalahati ng ikalabinlimang siglo, sumiklab ang mga epidemya. Lalo na ang populasyon ay dumanas ng bulutong at salot. Ipinapalagay ni Aesculapius na ang mga sakit ay sanhi ng ilang mga sangkap, at ang paglaban sa kanila ay dapat isagawa sa tulong ng iba pang mga sangkap. Ito ay humantong sa pagsisimula ng tinatawag na medico-chemical period. Noong panahong iyon, naging malayang agham ang chemistry.
Ang paglitaw ng isang bagong agham
Sa panahon ng Renaissance, ang kimika mula sa isang praktikal na larangan ng pag-aaral ay nagsimulang "makakuha" ng mga teoretikal na konsepto. Sinubukan ng mga siyentipiko na ipaliwanag ang mga pinagbabatayan na proseso na nangyayari sa mga sangkap. Noong 1661, ipinakilala ni Robert Boyle ang konsepto ng "elementong kemikal". Noong 1675, hiniwalay ni Nicholas Lemmer ang mga elemento ng kemikalmineral mula sa mga halaman at hayop, sa gayo'y itinatakda ang pag-aaral ng kimika ng mga inorganic na compound nang hiwalay sa mga organic.
Mamaya, sinubukan ng mga chemist na ipaliwanag ang phenomenon ng combustion. Ang Aleman na siyentipiko na si Georg Stahl ay lumikha ng teorya ng mga phlogiston, ayon sa kung saan ang isang nasusunog na katawan ay tumatanggi sa isang non-gravitational particle ng phlogiston. Noong 1756, pinatunayan ng eksperimento ni Mikhail Lomonosov na ang pagkasunog ng ilang mga metal ay nauugnay sa mga particle ng hangin (oxygen). Pinabulaanan din ni Antoine Lavoisier ang teorya ng mga phlogiston, na naging tagapagtatag ng modernong teorya ng pagkasunog. Ipinakilala rin niya ang konsepto ng "compound of chemical elements".
Development
Ang susunod na yugto ay magsisimula sa gawain ni John D alton at sinusubukang ipaliwanag ang mga batas ng kemikal sa pamamagitan ng interaksyon ng mga sangkap sa antas ng atomic (microscopic). Ang unang kemikal na kongreso sa Karlsruhe noong 1860 ay tinukoy ang mga konsepto ng atom, valency, katumbas, at molekula. Dahil sa pagtuklas ng periodic law at sa paglikha ng periodic system, pinatunayan ni Dmitry Mendeleev na ang atomic-molecular theory ay konektado hindi lamang sa mga batas ng kemikal, kundi pati na rin sa mga pisikal na katangian ng mga elemento.
Ang susunod na yugto sa pagbuo ng inorganic na kimika ay nauugnay sa pagtuklas ng radioactive decay noong 1876 at ang pagpapaliwanag ng disenyo ng atom noong 1913. Ang isang pag-aaral nina Albrecht Kessel at Gilbert Lewis noong 1916 ay lumulutas sa problema ng likas na katangian ng mga bono ng kemikal. Batay sa teorya ng heterogenous equilibrium nina Willard Gibbs at Henrik Roszeb, noong 1913 nilikha ni Nikolai Kurnakov ang isa sa mga pangunahing pamamaraan ng modernong inorganic chemistry -pisikal at kemikal na pagsusuri.
Mga Batayan ng inorganic na kimika
Ang mga inorganic na compound ay natural na nangyayari sa anyo ng mga mineral. Ang lupa ay maaaring maglaman ng iron sulfide tulad ng pyrite o calcium sulfate sa anyo ng gypsum. Ang mga di-organikong compound ay nangyayari rin bilang mga biomolecule. Ang mga ito ay synthesize para magamit bilang mga catalyst o reagents. Ang unang mahalagang artificial inorganic compound ay ammonium nitrate, na ginagamit upang patabain ang lupa.
S alts
Maraming inorganic compound ay ionic compounds na binubuo ng mga cation at anion. Ito ang mga tinatawag na s alts, na siyang object ng pananaliksik sa inorganic chemistry. Ang mga halimbawa ng ionic compound ay:
- Magnesium chloride (MgCl2), na naglalaman ng Mg2+ cations at Cl- anion.
- Sodium oxide (Na2O), na binubuo ng mga cations Na+ at anions O2- .
Sa bawat asin, ang mga proporsyon ng mga ion ay tulad na ang mga singil sa kuryente ay nasa equilibrium, ibig sabihin, ang tambalan sa kabuuan ay neutral sa kuryente. Ang mga ions ay inilalarawan sa pamamagitan ng kanilang oxidation state at ang kadalian ng pagbuo na sumusunod mula sa ionization potential (cations) o electron affinity (anions) ng mga elemento kung saan sila nabuo.
Ang mga inorganic na asin ay kinabibilangan ng mga oxide, carbonate, sulfate at halides. Maraming mga compound ang nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na mga punto ng pagkatunaw. Ang mga di-organikong asing-gamot ay karaniwang mga solidong kristal na pormasyon. Ang isa pang mahalagang tampok ay ang kanilangsolubility sa tubig at kadalian ng crystallization. Ang ilang mga asin (hal. NaCl) ay lubhang natutunaw sa tubig, habang ang iba naman (hal. SiO2) ay halos hindi matutunaw.
Mga metal at haluang metal
Ang mga metal gaya ng bakal, tanso, tanso, tanso, aluminyo ay isang pangkat ng mga elemento ng kemikal sa kaliwang ibaba ng periodic table. Kasama sa pangkat na ito ang 96 na elemento na nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na thermal at electrical conductivity. Malawakang ginagamit ang mga ito sa metalurhiya. Ang mga metal ay maaaring kondisyon na nahahati sa ferrous at non-ferrous, mabigat at magaan. Sa pamamagitan ng paraan, ang pinaka ginagamit na elemento ay bakal, sinasakop nito ang 95% ng produksyon sa mundo sa lahat ng uri ng mga metal.
Ang
Alloys ay mga kumplikadong sangkap na nakuha sa pamamagitan ng pagtunaw at paghahalo ng dalawa o higit pang mga metal sa isang likidong estado. Binubuo ang mga ito ng isang base (mga nangingibabaw na elemento sa mga terminong porsyento: bakal, tanso, aluminyo, atbp.) na may maliliit na karagdagan ng alloying at modifying na mga bahagi.
Gumagamit ang sangkatauhan ng humigit-kumulang 5000 uri ng mga haluang metal. Sila ang mga pangunahing materyales sa konstruksiyon at industriya. Oo nga pala, mayroon ding mga haluang metal sa pagitan ng mga metal at hindi metal.
Pag-uuri
Sa talahanayan ng inorganic chemistry, ang mga metal ay nahahati sa ilang grupo:
- 6 na elemento ang nasa alkaline group (lithium, potassium, rubidium, sodium, francium, cesium);
- 4 - sa alkaline earth (radium, barium, strontium, calcium);
- 40 - nasa paglipat (titanium, ginto, tungsten, tanso, mangganeso,scandium, iron, atbp.);
- 15 – lanthanides (lanthanum, cerium, erbium, atbp.);
- 15 – actinides (uranium, actinium, thorium, fermium, atbp.);
- 7 – semimetal (arsenic, boron, antimony, germanium, atbp.);
- 7 - magagaan na metal (aluminum, lata, bismuth, lead, atbp.).
Nonmetals
Ang mga hindi metal ay maaaring parehong mga elemento ng kemikal at mga compound ng kemikal. Sa libreng estado, bumubuo sila ng mga simpleng sangkap na may mga di-metal na katangian. Sa inorganic na kimika, 22 elemento ang nakikilala. Ito ay hydrogen, boron, carbon, nitrogen, oxygen, fluorine, silicon, phosphorus, sulfur, chlorine, arsenic, selenium, atbp.
Ang pinakakaraniwang non-metal ay mga halogens. Bilang reaksyon sa mga metal, bumubuo sila ng mga compound na ang bono ay pangunahing ionic, tulad ng KCl o CaO. Kapag nakikipag-ugnayan sa isa't isa, ang mga hindi metal ay maaaring bumuo ng mga covalently bonded compound (Cl3N, ClF, CS2, atbp.).
Mga base at acid
Ang mga base ay mga kumplikadong sangkap, ang pinakamahalaga sa mga ito ay mga hydroxide na nalulusaw sa tubig. Kapag natunaw, naghihiwalay ang mga ito sa mga metal na cation at hydroxide anion, at ang kanilang pH ay mas mataas sa 7. Ang mga base ay maaaring ituring na kemikal na kabaligtaran ng mga acid dahil ang mga water-dissociating acid ay nagpapataas ng konsentrasyon ng hydrogen ions (H3O+) hanggang sa bumaba ang base.
Ang mga acid ay mga sangkap na nakikilahok sa mga reaksiyong kemikal na may mga base, kumukuha ng mga electron mula sa kanila. Karamihan sa mga acid na may praktikal na kahalagahan ay nalulusaw sa tubig. Kapag natunaw, humiwalay sila sa mga hydrogen cation(Н+) at acidic anion, at ang kanilang pH ay mas mababa sa 7.
