Kimia inorganike është pjesë e kimisë së përgjithshme. Ai merret me studimin e vetive dhe sjelljes së përbërjeve inorganike - strukturën dhe aftësinë e tyre për të reaguar me substanca të tjera. Ky drejtim eksploron të gjitha substancat, me përjashtim të atyre që janë ndërtuar nga zinxhirë karboni (këto të fundit janë objekt studimi i kimisë organike).
Përshkrim
Kimia është një shkencë komplekse. Ndarja e tij në kategori është thjesht arbitrare. Për shembull, kimia inorganike dhe organike janë të lidhura nga komponime të quajtura bioiorganike. Këto përfshijnë hemoglobinën, klorofilin, vitaminën B12 dhe shumë enzima.
Shumë shpesh, kur studiohen substanca ose procese, duhet të merren parasysh marrëdhëniet e ndryshme me shkencat e tjera. Kimia e përgjithshme dhe inorganike përfshin substanca të thjeshta dhe komplekse, numri i të cilave i afrohet 400 000. Studimi i vetive të tyre shpesh përfshin një gamë të gjerë metodash të kimisë fizike, pasi ato mund të kombinojnë vetitë karakteristike të një shkence si p.sh.fizikës. Cilësia e substancave ndikohet nga përçueshmëria, aktiviteti magnetik dhe optik, efekti i katalizatorëve dhe faktorë të tjerë "fizikë".
Përgjithësisht, përbërjet inorganike klasifikohen sipas funksionit të tyre:
- acide;
- baza;
- okside;
- kripë.
Oksidet shpesh ndahen në metale (okside bazë ose anhidride bazë) dhe okside jometale (okside acide ose anhidride acide).
Origjina
Historia e kimisë inorganike ndahet në disa periudha. Në fazën fillestare, njohuritë u grumbulluan përmes vëzhgimeve të rastësishme. Që nga kohët e lashta, janë bërë përpjekje për të shndërruar metalet bazë në ato të çmuara. Ideja alkimike u promovua nga Aristoteli përmes doktrinës së tij për konvertueshmërinë e elementeve.
Në gjysmën e parë të shekullit të pesëmbëdhjetë, epidemitë u ndezën. Sidomos popullsia vuante nga lija dhe murtaja. Aesculapius supozoi se sëmundjet shkaktohen nga substanca të caktuara, dhe lufta kundër tyre duhet të bëhet me ndihmën e substancave të tjera. Kjo çoi në fillimin e të ashtuquajturës periudhë mjeko-kimike. Në atë kohë, kimia u bë një shkencë e pavarur.
Shfaqja e një shkence të re
Gjatë Rilindjes, kimia nga një fushë studimi thjesht praktike filloi të "përvetësonte" koncepte teorike. Shkencëtarët u përpoqën të shpjegonin proceset themelore që ndodhin me substancat. Në 1661, Robert Boyle prezanton konceptin e "elementit kimik". Në 1675 Nicholas Lemmer ndan elementet kimikeminerale nga bimët dhe kafshët, duke përcaktuar kështu studimin e kimisë së përbërjeve inorganike veçmas nga ato organike.
Më vonë, kimistët u përpoqën të shpjegonin fenomenin e djegies. Shkencëtari gjerman Georg Stahl krijoi teorinë e phlogistoneve, sipas së cilës një trup i djegshëm hedh poshtë një grimcë jo gravitacionale të phlogiston. Në 1756, Mikhail Lomonosov provoi eksperimentalisht se djegia e disa metaleve shoqërohet me grimca të ajrit (oksigjen). Antoine Lavoisier gjithashtu hodhi poshtë teorinë e phlogistons, duke u bërë themeluesi i teorisë moderne të djegies. Ai gjithashtu prezantoi konceptin e "përbërjes së elementeve kimike".
Zhvillimi
Periudha tjetër fillon me veprën e John D alton dhe tenton të shpjegojë ligjet kimike nëpërmjet ndërveprimit të substancave në nivelin atomik (mikroskopik). Kongresi i parë kimik në Karlsruhe në 1860 përcaktoi konceptet e atomit, valencës, ekuivalentit dhe molekulës. Falë zbulimit të ligjit periodik dhe krijimit të sistemit periodik, Dmitry Mendeleev vërtetoi se teoria atomo-molekulare është e lidhur jo vetëm me ligjet kimike, por edhe me vetitë fizike të elementeve.
Faza tjetër në zhvillimin e kimisë inorganike lidhet me zbulimin e zbërthimit radioaktiv në 1876 dhe sqarimin e dizajnit të atomit në 1913. Një studim nga Albrecht Kessel dhe Gilbert Lewis në 1916 zgjidh problemin e natyrës së lidhjeve kimike. Bazuar në teorinë e ekuilibrit heterogjen nga Willard Gibbs dhe Henrik Roszeb, në 1913 Nikolai Kurnakov krijoi një nga metodat kryesore të kimisë inorganike moderne -analiza fizike dhe kimike.
Bazat e kimisë inorganike
Përbërjet inorganike gjenden natyrshëm në formën e mineraleve. Toka mund të përmbajë sulfur hekuri si pirit ose sulfat kalciumi në formën e gipsit. Komponimet inorganike ndodhin gjithashtu si biomolekula. Ato sintetizohen për t'u përdorur si katalizatorë ose reagentë. Komponimi i parë inorganik artificial i rëndësishëm është nitrati i amonit, i përdorur për fekondimin e tokës.
Kripëra
Shumë përbërje inorganike janë komponime jonike të përbëra nga katione dhe anione. Këto janë të ashtuquajturat kripëra, të cilat janë objekt i kërkimit në kiminë inorganike. Shembuj të përbërjeve jonike janë:
- Klorid magnezi (MgCl2), i cili përmban Mg2+ katione dhe Cl- anione.
- Oksid natriumi (Na2O), i cili përbëhet nga kationet Na+ dhe anionet O2- .
Në çdo kripë, përmasat e joneve janë të tilla që ngarkesat elektrike janë në ekuilibër, domethënë, përbërja në tërësi është elektrikisht neutrale. Jonet përshkruhen nga gjendja e tyre e oksidimit dhe lehtësia e formimit që rrjedh nga potenciali i jonizimit (kationet) ose afiniteti elektronik (anionet) të elementeve nga të cilët janë formuar.
Kripërat inorganike përfshijnë oksidet, karbonatet, sulfatet dhe halogjenet. Shumë komponime karakterizohen nga pika të larta të shkrirjes. Kripërat inorganike janë zakonisht formacione të ngurta kristalore. Një veçori tjetër e rëndësishme është e tyretretshmëria në ujë dhe lehtësia e kristalizimit. Disa kripëra (p.sh. NaCl) janë shumë të tretshme në ujë, ndërsa të tjerat (p.sh. SiO2) janë pothuajse të patretshme.
Metalet dhe lidhjet
Metalet si hekuri, bakri, bronzi, bronzi, alumini janë një grup elementësh kimikë në fund të majtë të tabelës periodike. Ky grup përfshin 96 elementë që karakterizohen nga përçueshmëri e lartë termike dhe elektrike. Ato përdoren gjerësisht në metalurgji. Metalet mund të ndahen me kusht në ngjyra dhe me ngjyra, të rënda dhe të lehta. Meqë ra fjala, elementi më i përdorur është hekuri, ai zë 95% të prodhimit botëror nga të gjitha llojet e metaleve.
Lidhjet janë substanca komplekse që përftohen nga shkrirja dhe përzierja e dy ose më shumë metaleve në gjendje të lëngshme. Ato përbëhen nga një bazë (elementë dominues në përqindje: hekur, bakër, alumin, etj.) me shtesa të vogla të përbërësve aliazhues dhe modifikues.
Njerëzimi përdor rreth 5000 lloje lidhjesh. Ato janë materialet kryesore në ndërtim dhe industri. Meqë ra fjala, ka edhe lidhje midis metaleve dhe jometaleve.
Klasifikimi
Në tabelën e kimisë inorganike, metalet ndahen në disa grupe:
Elementet
Jonmetale
Jometalet mund të jenë edhe elementë kimikë edhe komponime kimike. Në gjendje të lirë formojnë substanca të thjeshta me veti jometalike. Në kiminë inorganike dallohen 22 elemente. Këto janë hidrogjeni, bori, karboni, azoti, oksigjeni, fluori, silikoni, fosfori, squfuri, klori, arseniku, seleniumi, etj.
Jonmetalet më tipike janë halogjenet. Në reagim me metalet, ato formojnë komponime, lidhja e të cilave është kryesisht jonike, si KCl ose CaO. Kur ndërveprojnë me njëri-tjetrin, jometalet mund të formojnë komponime të lidhura kovalente (Cl3N, ClF, CS2, etj.).
Bazat dhe acidet
Bazat janë substanca komplekse, më të rëndësishmet prej të cilave janë hidroksidet e tretshme në ujë. Kur treten, ato shkëputen me kationet metalike dhe anionet hidroksid dhe pH i tyre është më i madh se 7. Bazat mund të konsiderohen kimikisht të kundërta me acidet sepse acidet që shpërndajnë ujin rrisin përqendrimin e joneve të hidrogjenit (H3O+) derisa baza të reduktohet.
Acidet janë substanca që marrin pjesë në reaksionet kimike me bazat, duke marrë elektrone prej tyre. Shumica e acideve me rëndësi praktike janë të tretshme në ujë. Kur treten, ato shkëputen nga kationet e hidrogjenit(Н+) dhe anione acidike, dhe pH e tyre është më pak se 7.
