Неорганічна хімія

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
Chemicals in flasks.jpg

Неоргані́чна хі́мія — галузь науки про хімічні елементи, їх прості та складні сполуки (крім органічних), а також закономірності перетворення цих речовин. Неорганічна хімія вивчає хімічні елементи і утворені ними прості і складні речовини (крім органічних сполук вуглецю). Забезпечує створення матеріалів новітньої техніки. На даний момент у світі нараховується близько 400 000 неорганічних речовин.

Теоретичним фундаментом неорганічної хімії є періодичний закон і заснована на ньому періодична система хімічних елементів. Найважливіше завдання неорганічної хімії полягає в розробці та науковому обґрунтуванні способів створення нових матеріалів з потрібними для сучасної техніки властивостями.

Історичне визначення[ред.ред. код]

Історично назва неорганічна хімія походить від уявлення про частину хімії, яка займається дослідженням елементів, сполук, а також реакцій речовинами неживої та живої природи, оскільки живі істоти продукують багато неорганічних речовин, а майже всі органічні сполуки можна синтезувати в лабораторії. Проте розподіл на різні галузі хімії є актуальним та потрібним як і раніше, оскільки механізми реакцій, структура речовин у неорганічній та органічній хімії розрізняються. Це дозволяє простіше систематизувати методи та способи дослідження у кожній із галузей.

Основні напрямки досліджень[ред.ред. код]

Прості речовини[ред.ред. код]

Докладніше у статті Прості речовини

Оскільки прості речовини дуже широко використовуються у хімічній промисловості, неорганічна хімія вивчає будову простих речовин, їх хімічні та фізичні властивості, методи отримання.

Сполуки елементів основних груп[ред.ред. код]

Неорганічна хімія вивчає методи отримання сполук елементів основних груп періодичної таблиці, їх властивості, поширення в природі та використання. Також неорганічна хімія вивчає загальні правила та закони, які витікають із порівняння властивостей різних речовин, а також шукає пояснення цих правил та законів.

Сполуки перехідних металів[ред.ред. код]

Докладніше у статті Перехідні метали

Сполуки металів 4-11 груп в довгоперіодному варіанті таблиці називають сполуками перехідних металів.

Сполуки перехідних металів можуть утворювати дуже велику кількість координаційних сполук з різноманітною геометрією: від тетраедра для Титану, планарного квадрату для деяких комплексів Ніколу до октаедру для комплексних сполук Кобальту. Багато перехідних металів виконують важливу роль у біологічних процесах (Ферум в гемоглобіні).

Металоорганічні сполуки[ред.ред. код]

Докладніше у статті Металоорганічні сполуки

До металоорганічних сполук належать сполуки, в яких метал безпосередньо зв'язаний з органічним Карбоном. Метал може бути як з основної групи, так і перехідним металом.

Металоорганічні сполуки виділяють в окрему категорію, оскільки органічні ліганди часто є чутливими до гідролізу або окиснення, що вимагає від металоорганічної хімії використання особливих препаративних засобів та методів.

Хімічні реакції[ред.ред. код]

Докладніше у статті Хімічна реакція

У неорганічній хімії важливу роль відіграють хімічні реакції. Найважливішими з них є Кислотно-основні реакції та Окисно-відновні реакції. Як правило ці реакції є рівноважними та з високою ентальпією. Через це хімічні реакції у неорганічній хімії є дуже швидкими і з високим виходом продуктів реакції. На противагу, хімічні реакції у органічній хімії є часто повільними і не завжди з високим виходом продуктів реакції.

У процесі окисно-відновної реакції відновник віддає електрони, тобто окиснюється; окисник приєднує електрони, тобто відновлюється. Причому будь-яка окисно-відновна реакція є єдність двох протилежних перетворень — окиснення та відновлення, що відбуваються одночасно та без відриву одне від одного. Типовими і найпростішими окисно-відновними реакціями є утворення сполук з окремих елементів: наприклад утворення води з кисню і водню, чи корозія металів коли, наприклад, Ферум реагує з киснем з утворенням оксидів.

У кислотно-основних реакціях відбувається перенесення протону. Кислота передає основі протон. При цих реакціях в основному утворюється вода і сіль. Наприклад:

\mathrm{H_3O^{+}_{(aq)} + Cl^{-}_{(aq)} + Na^{+}_{(aq)} + OH^{-}_{(aq)} \longrightarrow\  Na^+_{(aq)} + Cl^-_{(aq)} + 2 \ H_2O}
Хлоридна кислота + Гідроксид натрію реагують у водному розчині з утворенням Хлориду натрію та води.

Такі реакції протікають також швидко і легко контролюються за допомогою індикатора, що дозволяє використовувати їх у аналітичній хімії.

Утворення нерозчинних чи газоподібних продуктів реакції є їх важливою рушійною силою. При цьому ці продукти залишають зону реакції і при цьому зрушують рівновагу у сторону утворення цих продуктів так, що реакція протікає до кінця. Так наприклад при реакції розчинів хлориду барію та сульфату натрію, утворюється важкорозчинний сульфат барію. При його відфільтруванні у розчині, що залишився не знаходять більше йонів барію.

\mathrm{BaCl_2 + Na_2SO_4 \longrightarrow BaSO_4 + 2 \ NaCl}

Реакції такого типу відіграють також важливу роль у аналітичній хімії. Різномнітні неорганічні сполуки можуть при високих температурах розкладатися з виділенням газів. Так при нагріванні карбонат кальцію, не плавлячись, розкладається з утворенням оксиду кальцію і діоксиду вуглецю:

\mathrm{CaCO_3 \longrightarrow CaO + CO_2}

Методи дослідження неорганічних сполук[ред.ред. код]

З погляду на велику різноманітність неорганічних сполук та їх властивостей у неорганічній хімії використовують багато методів аналізу для їх характеристики. Старішими методами є визначенення загальних властивостей речовини, таких як температура плавлення, електрична провідність, розчинність чи кислотність тощо. З приходом квантової теорії та розвитком електронного обладнання у вжиток входять нові інструменти для дослідження будови, властивостей неорганічної речовини чи перебігу процесів. Часто паралельно з описом експериментальних данних використовують також і відповідно розраховані теоретичні моделі.

Часто використовуються такі методи дослідження неорганічних сполук:

та ін.

Галузі неорганічної хімії[ред.ред. код]

Технічне застосування[ред.ред. код]

Неорганічна хімія є основою для багатьох хімічних процесів і використовується у:

Неорганічна хімія в Україні[ред.ред. код]

В Україні дослідження з неорганічної хімії проводяться в Інституті загальної та неорганічної хімії ім. В.I.Вернадського НАН України та в інших науково-дослідних і науково-технічних інститутах, на хімічних факультетах університетів.

Провідні наукові журнали[ред.ред. код]

Див. також[ред.ред. код]

Примітки[ред.ред. код]

Джерела[ред.ред. код]

  • ВАК України. Паспорт спеціальності. N 17-09/1 від 29.01.98
  • Капустинский А. Ф. Очерки по истории неорганической и физической химии в России. М.-Л., 1949
  • Жамбулова М. Ш. Развитие неорганической химии (Историко-методологический аспект). Алма-Ата, 1981.- 187 с.
  • Неорганическое материаловедение в СССР. Под ред. И. В. Тананаева — Киев: Наукова думка, 1983. — 720 с.
  • Популярная библиотека химических элементов. Т. 1,2. / Под ред. И. В. Петрянова-Соколова — М.: Наука, 1983. — 575 с., — 572 с.
  • Реми Г. Курс неорганической химии. Т. 1. М.: Изд-во иностранной ли-тературы, 1963. — 920 с.
  • Реми Г. Курс неорганической химии. Т. 2. М.: Мир, 1974. — 775 с.
  • Шрайвер Э. Неорганическая химия. Т. 1,2. / Э. Шрайвер, П. Эткинс — М.: Мир, 2004. — 679 с., — 486 с.
  • Энциклопедия неорганических материалов / Под ред. И. М. Федорчен-ко. В 2-х т. — Киев: Укр. сов. энциклопедия, 1977. — 1652 с.
  • Аблесимов Н. Е. Синопсис химии: Справочно-учебное пособие по общей химии — Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2005. — 84 с. — http://www.neablesimov.narod.ru/pub04c.html
  • Аблесимов Н. Е. Сколько химий на свете? ч. 1. // Химия и жизнь — XXI век. — 2009. — № 5. — С. 49-52.