أنواع التفاعلات الكيميائية في الكيمياء غير العضوية. تصنيف ردود الفعل حسب الاتجاه. إذا كان ذلك ممكنا، تدفق في الاتجاه المعاكس

تصنيف التفاعلات الكيميائية إلى غير عضوية و الكيمياء العضويةيتم تنفيذها على أساس خصائص التصنيف المختلفة، وترد المعلومات عنها في الجدول أدناه.

عن طريق تغيير حالة الأكسدة للعناصر

تعتمد العلامة الأولى للتصنيف على التغير في حالة الأكسدة للعناصر التي تشكل المواد المتفاعلة والمنتجات.
أ) الأكسدة
ب) دون تغيير حالة الأكسدة
الأكسدة والاختزالتسمى تفاعلات مصحوبة بتغير في حالات الأكسدة العناصر الكيميائيةالمدرجة في الكواشف. تشمل تفاعلات الأكسدة والاختزال في الكيمياء غير العضوية جميع تفاعلات الاستبدال وتفاعلات التحلل والتفاعلات المركبة التي تتضمن مادة بسيطة واحدة على الأقل. التفاعلات التي تحدث دون تغيير حالات الأكسدة للعناصر التي تشكل المواد المتفاعلة ونواتج التفاعل تشمل جميع تفاعلات التبادل.

حسب عدد وتكوين الكواشف والمنتجات

يتم تصنيف التفاعلات الكيميائية حسب طبيعة العملية، أي حسب عدد الكواشف والمنتجات وتركيبها.

التفاعلات المركبةهي تفاعلات كيميائية يتم من خلالها الحصول على جزيئات معقدة من عدة جزيئات أبسط منها، على سبيل المثال:
4لي ​​+ يا 2 = 2لي 2 يا

تفاعلات التحللتسمى التفاعلات الكيميائية، حيث يتم الحصول على جزيئات بسيطة من جزيئات أكثر تعقيدا، على سبيل المثال:
كربونات الكالسيوم 3 = كربونات الكالسيوم + ثاني أكسيد الكربون 2

يمكن اعتبار تفاعلات التحلل بمثابة عمليات عكسية للجمع.

ردود الفعل الاستبدالهي تفاعلات كيميائية يتم نتيجة لها استبدال ذرة أو مجموعة ذرات في جزيء من المادة بذرة أو مجموعة ذرات أخرى، على سبيل المثال:
Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2 

هُم السمة المميزة- تفاعل مادة بسيطة مع مادة معقدة. توجد مثل هذه التفاعلات أيضًا في الكيمياء العضوية.
ومع ذلك، فإن مفهوم "الاستبدال" في الكيمياء العضوية أوسع منه في الكيمياء غير العضوية. إذا تم استبدال أي ذرة أو مجموعة وظيفية في جزيء المادة الأصلية بذرة أو مجموعة أخرى، فهذه أيضًا تفاعلات استبدال، على الرغم من أن العملية تبدو من وجهة نظر الكيمياء غير العضوية وكأنها تفاعل تبادل.
- التبادل (بما في ذلك التحييد).
تبادل ردود الفعلهي تفاعلات كيميائية تحدث دون تغيير في حالات أكسدة العناصر وتؤدي إلى تبادل الأجزاء المكونة للمواد المتفاعلة، على سبيل المثال:
AgNO3 + KBr = AgBr + KNO3

إذا كان ذلك ممكنا، تدفق في الاتجاه المعاكس

إذا كان ذلك ممكنا، تتدفق إلى غير إتجاه– قابل للعكس ولا رجعة فيه.

تفريغهي تفاعلات كيميائية تحدث عند درجة حرارة معينة في وقت واحد وفي اتجاهين متعاكسين وبسرعات مماثلة. عند كتابة معادلات لمثل هذه التفاعلات، يتم استبدال علامة التساوي بأسهم موجهة بشكل معاكس. أبسط مثال على التفاعل العكسي هو تخليق الأمونيا عن طريق تفاعل النيتروجين والهيدروجين:

ن 2 +3 ح 2 ↔2 نه 3

لا رجعة فيههي تفاعلات تحدث فقط في الاتجاه الأمامي وينتج عنها تكوين منتجات لا تتفاعل مع بعضها البعض. تشمل التفاعلات التي لا رجعة فيها التفاعلات الكيميائية التي ينتج عنها تكوين مركبات متفككة قليلاً، وإطلاق كمية كبيرة من الطاقة، وكذلك تلك التفاعلات التي تخرج فيها المنتجات النهائية من مجال التفاعل في صورة غازية أو في صورة راسب، على سبيل المثال :

حمض الهيدروكلوريك + NaOH = NaCl + H2O

2Ca + O2 = 2CaO

BaBr 2 + Na 2 SO 4 = BaSO 4 ↓ + 2NaBr

بالتأثير الحراري

طاردة للحرارةتسمى التفاعلات الكيميائية التي تحدث مع إطلاق الحرارة. رمزالتغير في المحتوى الحراري (المحتوى الحراري) ΔH، والتأثير الحراري للتفاعل Q. بالنسبة للتفاعلات الطاردة للحرارة Q > 0، وΔH< 0.

ماص للحرارةهي تفاعلات كيميائية تنطوي على امتصاص الحرارة. للتفاعلات الماصة للحرارة س< 0, а ΔH > 0.

ستكون التفاعلات المركبة عمومًا تفاعلات طاردة للحرارة وستكون تفاعلات التحلل ماصة للحرارة. الاستثناء النادر هو تفاعل النيتروجين مع الأكسجين - ماص للحرارة:
N2 + O2 → 2NO – س

حسب المرحلة

متجانستسمى التفاعلات التي تحدث في وسط متجانس (مواد متجانسة في مرحلة واحدة، على سبيل المثال g-g، التفاعلات في المحاليل).

غير متجانسةهي تفاعلات تحدث في وسط غير متجانس، على سطح التلامس للمواد المتفاعلة الموجودة فيه مراحل مختلفةعلى سبيل المثال، الصلبة والغازية، السائلة والغازية، في سائلين غير قابلين للامتزاج.

وفقا لاستخدام المحفز

المحفز هو مادة تعمل على تسريع التفاعل الكيميائي.

ردود الفعل المحفزةتحدث فقط في وجود محفز (بما في ذلك تلك الأنزيمية).

التفاعلات غير التحفيزيةتذهب في غياب المحفز.

حسب نوع الفصل

بناءً على نوع انقسام الرابطة الكيميائية في جزيء البداية، يتم التمييز بين التفاعلات المتجانسة والمغايرة.

متجانستسمى التفاعلات التي، نتيجة لكسر الروابط، يتم تشكيل جزيئات لها إلكترون غير متزاوج - الجذور الحرة.

غير متجانسهي تفاعلات تحدث من خلال تكوين الجزيئات الأيونية - الكاتيونات والأنيونات.

• متماثل (فجوة متساوية، كل ذرة تستقبل إلكترونًا واحدًا)
• متغاير (فجوة غير متساوية - يحصل المرء على زوج من الإلكترونات)

متطرف(السلسلة) هي تفاعلات كيميائية تتضمن الجذور، على سبيل المثال:

CH 4 + Cl 2 hv → CH 3 Cl + حمض الهيدروكلوريك

أيونيتسمى التفاعلات الكيميائية التي تحدث بمشاركة الأيونات، على سبيل المثال:

بوكل + AgNO3 = KNO3 + AgCl↓

التفاعلات الكهربية هي تفاعلات مغايرة للمركبات العضوية مع محبي الكهربية - وهي جزيئات تحمل شحنة موجبة كاملة أو جزئية. وهي مقسمة إلى تفاعلات الاستبدال الكهربي والإضافة الكهربي، على سبيل المثال:

C 6 H 6 + Cl 2 FeCl3 → C 6 H 5 Cl + حمض الهيدروكلوريك

H 2 C = CH 2 + Br 2 → BrCH 2 –CH 2 Br

التفاعلات المحبة للنواة هي تفاعلات مغايرة للمركبات العضوية مع النيوكليوفيلات - وهي جزيئات تحمل شحنة سالبة كاملة أو جزئية. وتنقسم إلى تفاعلات الاستبدال النيوكليوفيلية وتفاعلات الإضافة النيوكليوفيلية، على سبيل المثال:

CH3Br + NaOH → CH3OH + NaBr

CH 3 C(O)H + C 2 H 5 OH → CH 3 CH(OC 2 H 5) 2 + H 2 O

تصنيف التفاعلات العضوية

تصنيف التفاعلات العضويةويرد في الجدول:

الكيمياء غير العضوية في التفاعلات. الدليل. Lidin R.A.، Molochko V.A.، Andreeva L.L.

الطبعة الثانية، المنقحة. وإضافية - م: 2007 - 637 ص.

يحتوي الدليل على 1100 المواد غير العضوية، والتي يتم من خلالها إعطاء معادلات التفاعلات الأكثر أهمية. تم تبرير اختيار المواد بأهميتها النظرية والصناعية المخبرية. تم تنظيم الدليل وفقًا للمبدأ الأبجدي للصيغ الكيميائية وبنية متطورة بشكل واضح ومجهز بفهرس موضوعي يسهل العثور على المادة المطلوبة. ليس لها نظائرها في الأدبيات الكيميائية المحلية والأجنبية. لطلاب الجامعات الكيميائية والكيميائية التكنولوجية. يمكن استخدامها من قبل معلمي الجامعات وطلاب الدراسات العليا والعلماء والمهندسين والفنيين الصناعة الكيميائيةوكذلك معلمي وطلاب المدارس الثانوية العليا.

شكل:بي دي إف

مقاس: 36.2 ميجابايت

شاهد، حمل:Drive.google

يعرض الكتاب المرجعي الخواص الكيميائية (معادلات التفاعل) لأهم مركبات 109 عنصر من عناصر الجدول الدوري من الهيدروجين إلى الميتنريوم. يتم وصف أكثر من 1100 مادة غير عضوية بالتفصيل، ويتم اختيارها وفقًا لأهميتها الصناعية (المواد الأولية للتصنيع) العمليات الكيميائية، المواد الخام المعدنية)، والاستخدام على نطاق واسع في الممارسات الهندسية والتقنية والتعليمية والمخبرية (المذيبات والكواشف النموذجية، وكواشف التحليل النوعي) والتطبيق في أحدث فروع التكنولوجيا الكيميائية.
تنقسم المادة المرجعية إلى أقسام، كل منها مخصص لعنصر واحد، يتم ترتيب العناصر أبجديًا حسب رموزها (من الأكتينيوم Ac إلى الزركونيوم Zr).
ويتكون أي قسم من عدد من العناوين، أولها يتعلق بمادة بسيطة، وجميع العناوين اللاحقة - للمواد المعقدة، في الصيغ الكيميائيةحيث يكون عنصر القسم في المكان الأول (الأيسر). يتم سرد مواد كل قسم أبجديًا حسب صيغ تسمياتها (مع استثناء واحد: في نهاية أقسام العناصر المكونة للحمض، يتم وضع جميع الأحماض المقابلة لها). على سبيل المثال، في قسم "الأكتينيوم" توجد العناوين Ac، AcC13، AcF3، Ac(N03)3، Ac203، Ac(OH)3. يتم إعطاء صيغ المركبات ذات الأنيون المعقد في شكل مقلوب، أي.
يحتوي كل قسم وصف قصيرالمواد، حيث يشار إلى لونها، وثباتها الحراري، وقابليتها للذوبان، وتفاعلها (أو عدمه) مع الكواشف الشائعة، وما إلى ذلك، وكذلك طرق التحضير من هذه المادة، منسقة كروابط لعناوين المواد الأخرى. تحتوي الروابط على رمز عنصر القسم ورقم القسم والرقم المرتفع لمعادلة التفاعل.
التالي في القسم يتبع مجموعة مرقمة من معادلات التفاعل، مما يعكس الرئيسي الخواص الكيميائيةمن هذه المادة. بشكل عام، ترتيب المعادلات هو كما يلي:
- التحلل الحراري للمادة.
- الجفاف أو تحلل الهيدرات البلورية؛
- الموقف من الماء؛
- التفاعل مع الأحماض المشتركة (إذا كانت التفاعلات من نفس النوع، يتم إعطاء المعادلة لحمض الهيدروكلوريك فقط)؛
- التفاعل مع القلويات (عادة هيدروكسيد الصوديوم)؛
- التفاعل مع هيدرات الأمونيا.
- التفاعل مع المواد البسيطة.
- التفاعلات الأيضية مع المواد المعقدة.
- تفاعلات الأكسدة والاختزال؛
- ردود الفعل المعقدة.
- التفاعلات الكهروكيميائية (التحليل الكهربائي للمذاب و/أو المحلول).
تشير معادلات التفاعل إلى ظروف حدوثها ووقوعها، عندما يكون ذلك مهمًا لفهم كيمياء العملية ودرجة عكسها. تشمل هذه الشروط:
- حالة تجميع الكواشف و/أو المنتجات؛
- تلوين الكواشف و/أو المنتجات؛
- حالة المحلول أو خصائصه (مخفف، مركز، مشبع)؛
- رد فعل بطيء؛
- نطاق درجة الحرارة، الضغط (عالية أو فراغ)، محفز؛
- تكوين الرواسب أو الغاز.
- المذيب المستخدم إذا كان مختلفاً عن الماء؛
- بيئة غازية خاملة أو خاصة أخرى.
وفي نهاية الكتاب المرجعي توجد قائمة المراجع وفهرس موضوعات المواد تحت العناوين.

محاضرة: تصنيف التفاعلات الكيميائية في الكيمياء العضوية وغير العضوية

أنواع التفاعلات الكيميائية في الكيمياء غير العضوية

أ) التصنيف حسب كمية المواد الأولية:

تقسيم - نتيجة لهذا التفاعل، من مادة معقدة موجودة، يتم تشكيل مادتين أو أكثر بسيطة ومعقدة أيضا.

مُجَمَّع - هذا هو التفاعل الذي تشكل فيه مادتان أو أكثر من المواد البسيطة والمعقدة مادة واحدة ولكنها أكثر تعقيدًا.

مثال: 4Al+3O 2 → 2Al 2 O 3

مثال: 2KI + Cl2 → 2KCl + I 2

مثال: حمض الهيدروكلوريك + KNO 2 → بوكل + HNO 2

ب) التصنيف حسب التأثير الحراري:

س + س 2 → سو 2 + س

2C 2 H 6 + 7O 2 → 4CO 2 +6H 2 O + Q

ردود الفعل الماصة للحرارة - هذه تفاعلات كيميائية معينة يتم فيها امتصاص الحرارة. كقاعدة عامة، هذه هي تفاعلات التحلل.

أمثلة:

CaCO 3 → CaO + CO 2 - س
2KClO3 → 2KCl + 3O2 – س

تسمى الحرارة التي تنطلق أو تمتص نتيجة التفاعل الكيميائي التأثير الحراري.

تسمى المعادلات الكيميائية التي تشير إلى التأثير الحراري للتفاعل كيميائي حراري.

ب) التصنيف حسب الرجوعية:

مثال: 3H2 + N2 ⇌ 2NH3

د) التصنيف حسب التغير في حالة الأكسدة:

مثال: Cu + 4HNO 3 → Cu(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O.

مثال: HNO3 + KOH → KNO3 + H2O.

د) التصنيف حسب المرحلة:

مثال: H 2 (غاز) + Cl 2 (غاز) → 2HCL

التصنيف حسب استخدام المحفز:

المحفز هو مادة تعمل على تسريع التفاعل. يحدث التفاعل الحفاز في وجود محفز، ويحدث التفاعل غير الحفاز بدون وجود محفز.
مثال: 2H 2 0 2 منو2 → محفز 2H2O+O2 MnO2

يحدث تفاعل القلويات مع الحمض بدون وجود محفز.
مثال: كوه + حمض الهيدروكلوريك → بوكل + ح2يا

المثبطات هي مواد تعمل على إبطاء التفاعل.
لا يتم استهلاك المحفزات والمثبطات نفسها أثناء التفاعل.

أنواع التفاعلات الكيميائية في الكيمياء العضوية

الانضمام - هذه هي التفاعلات التي تتحد فيها عدة جزيئات من المادة في جزيء واحد.تشمل تفاعلات الإضافة ما يلي:

• الهدرجة هي تفاعل يتم خلاله إضافة الهيدروجين إلى روابط متعددة.

مثال: CH 3 -CH = CH 2 (البروبين) + H 2 → CH 3 -CH 2 -CH 3 (البروبان)

الهلجنة الهيدروجينية– التفاعل الذي يضيف هاليد الهيدروجين.

مثال: CH 2 = CH 2 (الإيثين) + حمض الهيدروكلوريك → CH 3 -CH 2 -Cl (كلوروإيثان)

تتفاعل الألكينات مع هاليدات الهيدروجين (كلوريد الهيدروجين، بروميد الهيدروجين) بنفس طريقة تفاعل الألكينات. تتم عملية الإضافة في التفاعل الكيميائي على مرحلتين، ويتم تحديدها بواسطة قاعدة ماركوفنيكوف:

عندما تضاف الأحماض البروتينية والماء إلى الألكينات والألكاينات غير المتماثلة، تتم إضافة ذرة هيدروجين إلى ذرة الكربون الأكثر هدرجة.

آلية هذا التفاعل الكيميائي. يتكون في المرحلة الأولى السريعة، ويتحول المركب p في المرحلة البطيئة الثانية تدريجيًا إلى المركب s - الكاتيون الكربوني. في المرحلة الثالثة، يحدث استقرار الكاربوكاتيون - أي التفاعل مع أنيون البروم:

I1، I2 عبارة عن كاربوكاتيونات. P1، P2 - البروميدات.

تعتبر المشتقات العضوية المحتوية على الهالوجين من أهم المركبات التي تستخدم في التخليق العضوي وكمنتجات مستهدفة. تعتبر مشتقات الهالوجين من الهيدروكربونات هي المنتجات الأولية في كميات كبيرةتفاعلات الاستبدال النيوكليوفيلية. بخصوص الاستخدام العمليالمركبات التي تحتوي على الهالوجين، يتم استخدامها على شكل مذيبات، على سبيل المثال المركبات المحتوية على الكلور، وغازات التبريد - مشتقات الكلوروفلورو، والفريون، والمبيدات الحشرية، والأدوية، والملدنات، والمونومرات لإنتاج البلاستيك.

البلمرة هو نوع خاص من التفاعل حيث تلتصق جزيئات المادة ذات الوزن الجزيئي المنخفض نسبيًا ببعضها البعض، وبالتالي تشكل جزيئات مادة ذات وزن جزيئي مرتفع.

تبدأ دورة الكيمياء في المدارس في الصف الثامن مع الدراسة المبادئ العامةالعلوم: موصوفة الأنواع الممكنةالروابط بين الذرات وأنواعها المشابك الكريستالوآليات التفاعل الأكثر شيوعا. يصبح هذا هو الأساس لدراسة قسم مهم، ولكن أكثر تحديدا - المواد غير العضوية.

ما هو عليه

هذا هو العلم الذي يدرس المبادئ الهيكلية والخصائص الأساسية والتفاعلية لجميع عناصر الجدول الدوري. دور مهموفي المواد غير العضوية يلعب القانون الدوري دورًا، حيث ينظم التصنيف المنهجي للمواد وفقًا للتغيرات في كتلتها وعددها ونوعها.

يغطي المقرر أيضًا المركبات المتكونة من تفاعل عناصر الجدول (الاستثناء الوحيد هو مساحة الهيدروكربونات، التي تمت مناقشتها في فصول المواد العضوية). تتيح لك المشكلات في الكيمياء غير العضوية ممارسة معرفتك النظرية عمليًا.

العلم من منظور تاريخي

وظهر اسم "المواد غير العضوية" على فكرة أنه يشمل جزءا من المعرفة الكيميائية التي لا تتعلق بأنشطة الكائنات الحية.

مع مرور الوقت ثبت أن معظم العالم العضوييمكن أن تنتج مركبات "غير حية"، ويتم تصنيع الهيدروكربونات من أي نوع في المختبر. وهكذا، من سيانات الأمونيوم، وهو ملح في كيمياء العناصر، تمكن العالم الألماني فولر من تصنيع اليوريا.

لتجنب الخلط مع تسميات وتصنيف أنواع البحوث في كلا العلمين، يتبع برنامج المقررات المدرسية والجامعية كيمياء عامةيتضمن دراسة المواد غير العضوية كنظام أساسي. في العالم العلمييتم الحفاظ على تسلسل مماثل.

فئات المواد غير العضوية

توفر الكيمياء مثل هذا العرض للمواد حيث تتناول الفصول التمهيدية للمواد غير العضوية القانون الدوري للعناصر. نوع خاص، والذي يقوم على افتراض ذلك الشحنات الذريةتؤثر النوى على خواص المواد، وتتغير هذه المعلمات بشكل دوري. في البداية تم بناء الجدول ليكون انعكاسا للزيادة في الكتل الذرية للعناصر، ولكن سرعان ما تم رفض هذا التسلسل بسبب عدم اتساقه في الجانب الذي يتطلب النظر فيه هذه المسألةالمواد غير العضوية.

تفترض الكيمياء، بالإضافة إلى الجدول الدوري، وجود حوالي مائة شكل ومجموعات ورسوم بيانية تعكس دورية الخصائص.

حاليًا، هناك نسخة موحدة من اعتبار هذا المفهوم كفئات من الكيمياء غير العضوية شائعة. تشير أعمدة الجدول إلى العناصر حسب خواصها الفيزيائية والكيميائية، وتشير الصفوف إلى الفترات المتشابهة.

المواد البسيطة في المواد غير العضوية

غالبًا ما تكون العلامة في الجدول الدوري والمادة البسيطة في الحالة الحرة شيئان مختلفان. في الحالة الأولى، ينعكس فقط نوع معين من الذرات، في الثانية - نوع اتصال الجسيمات وتأثيرها المتبادل في أشكال مستقرة.

تحدد الروابط الكيميائية في المواد البسيطة تقسيمها إلى عائلات. وبالتالي، يمكن التمييز بين نوعين واسعين من مجموعات الذرات - المعادن وغير المعادن. تحتوي العائلة الأولى على 96 عنصراً من أصل 118 عنصراً تمت دراستها.

المعادن

يفترض النوع المعدني وجود رابطة تحمل نفس الاسم بين الجزيئات. يعتمد التفاعل على مشاركة إلكترونات الشبكة، والتي تتميز بعدم الاتجاه وعدم التشبع. وهذا هو السبب في أن المعادن موصلة للحرارة والشحنات بشكل جيد، ولها تألق معدني، المرونة واللدونة.

تقليديًا، توجد المعادن على يسار الجدول الدوري عند رسم خط مستقيم من البورون إلى الأستاتين. العناصر القريبة من موقع هذه الميزة غالبًا ما تكون ذات طبيعة حدية وتظهر خصائص مزدوجة (على سبيل المثال، الجرمانيوم).

تشكل المعادن في الغالب مركبات أساسية. حالات الأكسدة لهذه المواد عادة لا تتجاوز اثنين. تزداد المعادن داخل المجموعة وتنخفض خلال فترة ما. على سبيل المثال، يُظهر الفرانسيوم المشع خصائص أساسية أكثر من الصوديوم، وفي عائلة الهالوجين، يُظهر اليود بريقًا معدنيًا.

يختلف الوضع في فترة ما - حيث تكتمل المستويات الفرعية التي توجد أمامها مواد ذات خصائص معاكسة. في الفضاء الأفقي للجدول الدوري، تتغير تفاعلية العناصر من الأساسية إلى المذبذبة إلى الحمضية. تعتبر المعادن عوامل اختزال جيدة (فهي تقبل الإلكترونات عند تكوين الروابط).

اللافلزات

يتم تضمين هذا النوع من الذرة في الفئات الرئيسية للكيمياء غير العضوية. تحتل اللافلزات الجانب الأيمن من الجدول الدوري، وتظهر عادةً خصائص حمضية. في معظم الأحيان، يتم العثور على هذه العناصر في شكل مركبات مع بعضها البعض (على سبيل المثال، البورات والكبريتات والماء). وفي الحالة الجزيئية الحرة يعرف وجود الكبريت والأكسجين والنيتروجين. هناك أيضًا العديد من الغازات غير المعدنية ثنائية الذرة - بالإضافة إلى الغازين المذكورين أعلاه، تشمل هذه الغازات الهيدروجين والفلور والبروم والكلور واليود.

إنها أكثر المواد شيوعًا على وجه الأرض - السيليكون والهيدروجين والأكسجين والكربون شائعة بشكل خاص. اليود والسيلينيوم والزرنيخ نادر جدًا (وهذا يشمل أيضًا التكوينات المشعة وغير المستقرة الموجودة في الفترات الأخيرةالجداول).

في المركبات، تتصرف اللافلزات في المقام الأول كأحماض. إنها عوامل مؤكسدة قوية نظرًا لقدرتها على إضافة عدد إضافي من الإلكترونات لإكمال المستوى.

في المواد غير العضوية

بالإضافة إلى المواد التي تمثلها مجموعة واحدة من الذرات، هناك مركبات تتضمن عدة تكوينات مختلفة. يمكن أن تكون هذه المواد ثنائية (تتكون من جزيئين مختلفين)، وثلاثية، وأربعة عناصر، وما إلى ذلك.

مواد ثنائية العنصر

تولي الكيمياء أهمية خاصة للطبيعة الثنائية للروابط في الجزيئات. يتم أيضًا أخذ فئات المركبات غير العضوية في الاعتبار من وجهة نظر الروابط المتكونة بين الذرات. يمكن أن تكون أيونية أو معدنية أو تساهمية (قطبية أو غير قطبية) أو مختلطة. عادةً ما تظهر هذه المواد بوضوح صفات أساسية (في وجود المعدن) أو مذبذبة (ثنائية - خاصة للألمنيوم) أو حمضية (إذا كان هناك عنصر بحالة أكسدة تبلغ +4 وما فوق).

شركاء ثلاثة عناصر

تشمل موضوعات الكيمياء غير العضوية النظر في هذا النوع من مزيج الذرات. عادة ما تتشكل المركبات التي تتكون من أكثر من مجموعتين من الذرات (المواد غير العضوية في أغلب الأحيان مع الأنواع المكونة من ثلاثة عناصر) بمشاركة مكونات تختلف بشكل كبير عن بعضها البعض في البارامترات الفيزيائية والكيميائية.

الأنواع المحتملة من الروابط هي التساهمية والأيونية والمختلطة. عادةً ما تتشابه المواد المكونة من ثلاثة عناصر في سلوكها مع المواد الثنائية نظرًا لحقيقة أن إحدى قوى التفاعل بين الذرات أقوى بكثير من الأخرى: تتشكل القوة الضعيفة بشكل ثانوي ولديها القدرة على الانفصال في المحلول بشكل أسرع.

دروس الكيمياء غير العضوية

يمكن اعتبار الغالبية العظمى من المواد التي يتم دراستها في مقرر المواد غير العضوية وفق تصنيف بسيط يعتمد على تركيبها وخصائصها. وهكذا يتم التمييز بين الأكاسيد والأملاح. من الأفضل البدء في النظر في علاقتهما من خلال التعرف على مفهوم الأشكال المؤكسدة، والتي يمكن أن تظهر فيها أي مادة غير عضوية تقريبًا. تمت مناقشة كيمياء هؤلاء الزملاء في الفصول المتعلقة بالأكاسيد.

أكاسيد

الأكسيد هو مركب لأي عنصر كيميائي مع الأكسجين في حالة أكسدة -2 (في البيروكسيدات -1، على التوالي). يحدث تكوين الرابطة بسبب التبرع وإضافة الإلكترونات مع اختزال O 2 (عندما يكون العنصر الأكثر سالبية كهربية هو الأكسجين).

يمكن أن تظهر خصائص حمضية ومذبذبة وأساسية اعتمادًا على المجموعة الثانية من الذرات. إذا كان في أكسيد فإنه لا يتجاوز حالة الأكسدة +2، إذا كان غير معدني - من +4 وما فوق. وفي العينات ذات الطبيعة المزدوجة للمعلمات، يتم تحقيق قيمة +3.

الأحماض في المواد غير العضوية

تتمتع المركبات الحمضية بتفاعل بيئي أقل من 7 بسبب محتوى كاتيونات الهيدروجين، والتي يمكن أن تدخل في المحلول ثم يتم استبدالها بأيون فلز. حسب التصنيف فهي مواد معقدة. يمكن تحضير معظم الأحماض عن طريق تخفيف الأكاسيد المقابلة لها بالماء، على سبيل المثال عن طريق تكوين حمض الكبريتيك بعد ترطيب SO 3 .

الكيمياء غير العضوية الأساسية

ترجع خصائص هذا النوع من المركبات إلى وجود جذر الهيدروكسيل OH، الذي يعطي تفاعل الوسط فوق 7. وتسمى القواعد القابلة للذوبان بالقلويات وهي الأقوى في هذه الفئة من المواد بسبب التفكك الكامل (التحلل إلى الأيونات في السائل). يمكن استبدال مجموعة OH بالمخلفات الحمضية عند تكوين الأملاح.

الكيمياء غير العضوية هي علم مزدوج يمكنه وصف المواد من وجهات نظر مختلفة. في النظرية التحللية، تعتبر القواعد بمثابة متقبلات لكاتيون الهيدروجين. يوسع هذا النهج مفهوم هذه الفئة من المواد، ويطلق على أي مادة قادرة على قبول البروتون اسم مادة قلوية.

أملاح

وهذا النوع من المركبات يقع بين القواعد والأحماض، فهو نتاج تفاعلهما. وبالتالي، فإن الكاتيون عادةً ما يكون أيونًا معدنيًا (أحيانًا أمونيوم أو فوسفونيوم أو هيدرونيوم)، وتكون المادة الأنيونية عبارة عن بقايا حمضية. عندما يتكون الملح، يتم استبدال الهيدروجين بمادة أخرى.

اعتمادا على نسبة عدد الكواشف وقوتها بالنسبة لبعضها البعض، فمن المنطقي النظر في عدة أنواع من منتجات التفاعل:

• يتم الحصول على الأملاح الأساسية إذا لم يتم استبدال مجموعات الهيدروكسيل بالكامل (مثل هذه المواد لها تفاعل قلوي)؛
• تتشكل الأملاح الحمضية في الحالة المعاكسة - عندما يكون هناك نقص في القاعدة المتفاعلة، يبقى الهيدروجين جزئيًا في المركب؛
• الأكثر شهرة وأسهل للفهم هي العينات المتوسطة (أو العادية) - فهي نتاج المعادلة الكاملة للمواد المتفاعلة مع تكوين الماء ومادة تحتوي فقط على كاتيون معدني أو نظيره وبقايا حمض.

الكيمياء غير العضوية هي علم يتضمن تقسيم كل فئة إلى أجزاء يتم النظر فيها وقت مختلف: بعض - في وقت سابق، والبعض الآخر - في وقت لاحق. وبدراسة أكثر تعمقا، يمكن التمييز بين 4 أنواع أخرى من الأملاح:

• يحتوي الزوجي على أنيون واحد في وجود كاتيونين. عادة، يتم الحصول على هذه المواد عن طريق الجمع بين أملاحين مع نفس بقايا الحمض، ولكن معادن مختلفة.
• النوع المختلط هو عكس النوع السابق: أساسه كاتيون واحد يحتوي على أنيونين مختلفين.
• الهيدرات البلورية هي أملاح تحتوي تركيبتها على الماء في حالة متبلورة.
• المجمعات هي مواد يتم فيها تقديم الكاتيون أو الأنيون أو كليهما على شكل مجموعات تحتوي على عنصر تشكيل. يمكن الحصول على هذه الأملاح بشكل رئيسي من عناصر المجموعة الفرعية B.

تشمل المواد الأخرى المدرجة في ورشة الكيمياء غير العضوية والتي يمكن تصنيفها على أنها أملاح أو كفصول منفصلة من المعرفة الهيدريدات والنيتريدات والكربيدات والمركبات المعدنية (مركبات من عدة معادن ليست سبائك).

نتائج

الكيمياء غير العضوية هو علم يهم كل متخصص في هذا المجال مهما كانت اهتماماته. ويتضمن الفصول الأولى التي تمت دراستها في المدرسة حول هذا الموضوع. توفر دورة الكيمياء غير العضوية تنظيم كميات كبيرة من المعلومات وفقًا لتصنيف واضح وبسيط.

التفاعلات الكيميائية- هذه عمليات تتشكل نتيجةً لها من بعض المواد مواد أخرى تختلف عنها في التركيب و (أو) البنية.

تصنيف ردود الفعل:

أنا. حسب عدد وتكوين المواد المتفاعلة ومنتجات التفاعل:

1) التفاعلات التي تحدث دون تغيير في تركيب المادة:

في الكيمياء غير العضوية، هذه هي تفاعلات تحويل بعض التعديلات المتآصلة إلى أخرى:

C (الجرافيت) → C (الماس)؛ ف (أبيض) → ف (أحمر).

في الكيمياء العضوية، هذه هي تفاعلات الأيزومرة - التفاعلات التي تؤدي إلى تكوين جزيئات مواد أخرى لها نفس التركيب النوعي والكمي من جزيئات مادة واحدة، أي. مع نفس الشيء الصيغة الجزيئية، ولكن ببنية مختلفة.

CH 2 -CH 2 -CH 3 → CH 3 -CH-CH 3

ن-بيوتان 2-ميثيل بروبان (أيزوبيوتان)

2) التفاعلات التي تحدث مع تغير تركيب المادة :

أ) التفاعلات المركبة (في الكيمياء العضوية للإضافة) - التفاعلات التي تشكل خلالها مادتان أو أكثر مادة أكثر تعقيدًا: S + O 2 → SO 2

في الكيمياء العضوية، هذه هي تفاعلات الهدرجة، الهلجنة، الهلجنة الهيدروجينية، الترطيب، البلمرة.

CH 2 = CH 2 + HOH → CH 3 – CH 2 OH

ب) تفاعلات التحلل (في الكيمياء العضوية، الإزالة، الإزالة) - تفاعلات يتم خلالها تكوين عدة مواد جديدة من مادة معقدة واحدة:

CH 3 – CH 2 OH → CH 2 = CH 2 + H 2 O

2كنو 3 →2كنو 2 + يا 2

في الكيمياء العضوية، من أمثلة تفاعلات الإزالة نزع الهيدروجين، والجفاف، وإزالة الهلجنة الهيدروجينية، والتكسير.

ج) تفاعلات الاستبدال - تفاعلات يتم خلالها استبدال ذرات مادة بسيطة بذرات عنصر ما في مادة معقدة (في الكيمياء العضوية، غالبًا ما تكون المواد المتفاعلة ومنتجات التفاعل مادتين معقدتين).

CH 4 + Cl 2 → CH 3 Cl + حمض الهيدروكلوريك؛ 2Na+ 2H 2 O→ 2NaOH + H 2

أمثلة تفاعلات الاستبدال التي لا يصاحبها تغير في حالات أكسدة الذرات قليلة للغاية. تجدر الإشارة إلى تفاعل أكسيد السيليكون مع أملاح الأحماض المحتوية على الأكسجين والتي تتوافق مع الأكاسيد الغازية أو المتطايرة:

CaCO 3 + SiO 2 = CaSiO 3 + CO 2

Ca 3 (PO 4) 2 + 3SiO 2 = 3СаSiO 3 + P 2 O 5

د) تفاعلات التبادل - تفاعلات يتم خلالها تبادل مادتين معقدتين مكوناتهما:

هيدروكسيد الصوديوم + حمض الهيدروكلوريك → كلوريد الصوديوم + H2O،
2CH 3 COOH + CaCO 3 → (CH 3 COO) 2 Ca + CO 2 + H 2 O

ثانيا. عن طريق تغيير حالات أكسدة العناصر الكيميائية المكونة للمواد

1) التفاعلات التي تحدث مع تغير حالات الأكسدة أو ORR:

∙2| N +5 + 3e – → N +2 (عملية الاختزال، عنصر – عامل مؤكسد)،

∙3| Cu 0 – 2e – → Cu +2 (عملية الأكسدة، العنصر – عامل الاختزال)،

8HNO3 + 3Cu → 3Cu(NO3) 2 + 2NO + 4H2O.

الكيمياء غير العضوية:

C 2 H 4 + 2KMnO 4 + 2H 2 O → CH 2 OH–CH 2 OH + 2MnO 2 + 2KOH

2) التفاعلات التي تحدث دون تغيير في حالات الأكسدة للعناصر الكيميائية:

لي 2 O + H 2 O → 2LiOH،
HCOOH + CH 3 أوه → HCOOCH 3 + H 2 O

ثالثا. بالتأثير الحراري

1) تحدث التفاعلات الطاردة للحرارة مع إطلاق الطاقة:

ج + يا 2 → ثاني أكسيد الكربون 2 + س،
CH 4 + 2O 2 → CO 2 + 2H 2 O + Q

2) تحدث تفاعلات ماصة للحرارة مع امتصاص الطاقة:

СaCO 3 → CaO + CO 2 - س

ج 12 ح 26 → ج 6 ح 14 + ج 6 ح 12 - س

رابعا. وفقا لحالة تجميع المواد المتفاعلة

1) التفاعلات غير المتجانسة - التفاعلات التي تكون خلالها المواد المتفاعلة ومنتجات التفاعل في حالات تجميع مختلفة:

Fe(sol) + CuSO4 (sol) → Cu(sol) + FeSO4 (sol)،
CaC 2 (صلب) + 2H2O (ل) → Ca(OH) 2 (محلول) + C2H2 (جم)

2) التفاعلات المتجانسة - التفاعلات التي تكون فيها المواد المتفاعلة ومنتجات التفاعل متماثلة حالة التجميع:

ح 2 (ز) + Cl 2 (ز) → 2HCl (ز)،
2C 2 H 2 (ز) + 5O 2 (ز) → 4CO 2 (ز) + 2H 2 O (ز)

الخامس. من خلال المشاركة المحفزة

1) التفاعلات غير التحفيزية التي تحدث دون مشاركة محفز:

2H2 + O2 → 2H2O, C2H4 + 3O2 → 2CO2 + 2H2O

2) التفاعلات التحفيزية التي تتضمن محفزات:

2H2O2 → 2H2O + O2

السادس. تجاه

1) تحدث تفاعلات لا رجعة فيها في ظل ظروف معينة وفي اتجاه واحد فقط:

C 2 H 4 + 3O 2 → 2CO 2 + 2H 2 O

2) تحدث التفاعلات العكسية في ظل هذه الظروف في وقت واحد في اتجاهين متعاكسين: N 2 + 3H 2 ↔2NH 3

سابعا. وفقا لآلية التدفق

1) آلية جذرية.

أ: ب → أ· + ·ب

يحدث انقسام الرابطة المتجانسة (المتساوية). أثناء الانقسام الانحلالي، ينقسم زوج الإلكترونات الذي يشكل الرابطة بطريقة بحيث يتلقى كل من الجسيمات الناتجة إلكترونًا واحدًا. في هذه الحالة، يتم تشكيل الجذور - جزيئات غير مشحونة مع إلكترونات غير متزاوجة. الجذور هي جسيمات شديدة التفاعل تحدث فيها التفاعلات في الطور الغازي بسرعة عالية وغالبًا ما تكون مصحوبة بالانفجار.

تحدث تفاعلات جذرية بين الجذور والجزيئات المتكونة أثناء التفاعل:

2H2O2 → 2H2O + O2

CH 4 + Cl 2 → CH 3 Cl + حمض الهيدروكلوريك

أمثلة: تفاعلات احتراق المواد العضوية وغير العضوية، تخليق الماء، الأمونيا، تفاعلات الهلجنة والنترتة للألكانات، الأيزومرات والأرومات للألكانات، الأكسدة الحفزية للألكانات، بلمرة الألكينات، كلوريد الفينيل، إلخ.

2) الآلية الأيونية.

أ: ب → :أ - + ب +

يحدث انقسام الرابطة غير المتجانسة (غير المتساوية)، مع بقاء إلكترونين الرابطة مع إحدى الجسيمات المرتبطة مسبقًا. تتشكل الجسيمات المشحونة (الكاتيونات والأنيونات).

تحدث التفاعلات الأيونية في المحاليل بين الأيونات الموجودة بالفعل أو التي تكونت أثناء التفاعل.

على سبيل المثال، في الكيمياء غير العضوية، هذا هو تفاعل الشوارد في المحلول؛ في الكيمياء العضوية، هذه تفاعلات إضافة إلى الألكينات، وأكسدة الكحولات ونزع الهيدروجين منها، واستبدال مجموعة الكحول وتفاعلات أخرى تميز خصائص الألدهيدات والأحماض الكربوكسيلية.

ثامنا. حسب نوع الطاقة التي تبدأ التفاعل :

1) تحدث التفاعلات الكيميائية الضوئية عند تعرضها لكميات الضوء. على سبيل المثال، تصنيع كلوريد الهيدروجين، وتفاعل الميثان مع الكلور، وإنتاج الأوزون في الطبيعة، وعمليات التمثيل الضوئي، وما إلى ذلك.

2) تبدأ التفاعلات الإشعاعية بواسطة إشعاع عالي الطاقة (الأشعة السينية وأشعة جاما).

3) تبدأ التفاعلات الكهروكيميائية كهرباءعلى سبيل المثال، أثناء التحليل الكهربائي.

4) تبدأ التفاعلات الكيميائية الحرارية بالطاقة الحرارية. وتشمل هذه جميع التفاعلات الماصة للحرارة والعديد من التفاعلات الطاردة للحرارة التي تتطلب الحرارة للبدء.