หลักสูตรเคมีในโรงเรียนเริ่มต้นในชั้นประถมศึกษาปีที่ 8 ด้วยการศึกษาพื้นฐานทางวิทยาศาสตร์ทั่วไป: มีการอธิบายประเภทของพันธะระหว่างอะตอมที่เป็นไปได้ ประเภทของผลึกคริสตัลและกลไกการเกิดปฏิกิริยาที่พบบ่อยที่สุด สิ่งนี้กลายเป็นพื้นฐานสำหรับการศึกษาหัวข้อที่สำคัญแต่เจาะจงมากขึ้น - อนินทรีย์
นี่อะไร
เคมีอนินทรีย์เป็นศาสตร์ที่พิจารณาถึงหลักการของโครงสร้าง คุณสมบัติพื้นฐาน และปฏิกิริยาขององค์ประกอบทั้งหมดในตารางธาตุ กฎธาตุมีบทบาทสำคัญในสารอนินทรีย์ ซึ่งปรับปรุงการจำแนกสารอย่างเป็นระบบโดยการเปลี่ยนมวล จำนวน และประเภท
หลักสูตรนี้ยังครอบคลุมถึงสารประกอบที่เกิดขึ้นระหว่างการทำงานร่วมกันขององค์ประกอบของตาราง (ข้อยกเว้นเพียงอย่างเดียวคือพื้นที่ของไฮโดรคาร์บอนซึ่งพิจารณาในบทของสารอินทรีย์) งานในเคมีอนินทรีย์ช่วยให้คุณฝึกฝนความรู้เชิงทฤษฎีที่ได้รับในทางปฏิบัติ
วิทยาศาสตร์ในประวัติศาสตร์ด้าน
ชื่อ "อนินทรีย์" มาจากแนวคิดที่ว่าครอบคลุมความรู้ทางเคมีส่วนหนึ่งที่ไม่เกี่ยวข้องกับกิจกรรมของสิ่งมีชีวิตทางชีววิทยา
เมื่อเวลาผ่านไป ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าโลกอินทรีย์ส่วนใหญ่สามารถผลิตสารประกอบที่ "ไม่มีชีวิต" และไฮโดรคาร์บอนทุกประเภทจะถูกสังเคราะห์ขึ้นในห้องปฏิบัติการ ดังนั้น จากแอมโมเนียมไซยาเนตซึ่งเป็นเกลือในองค์ประกอบทางเคมี นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน เวเลอร์สามารถสังเคราะห์ยูเรียได้
เพื่อหลีกเลี่ยงความสับสนกับระบบการตั้งชื่อและการจำแนกประเภทของงานวิจัยทั้งในสาขาวิทยาศาสตร์ โปรแกรมของหลักสูตรของโรงเรียนและมหาวิทยาลัย ตามวิชาเคมีทั่วไป เกี่ยวข้องกับการศึกษาสารอนินทรีย์เป็นวินัยพื้นฐาน โลกวิทยาศาสตร์มีลำดับที่คล้ายคลึงกัน
ชั้นของสารอนินทรีย์
เคมีจัดให้มีการนำเสนอเนื้อหาดังกล่าว ซึ่งในบทนำของอนินทรีย์จะพิจารณากฎธาตุเป็นระยะ นี่คือการจำแนกประเภทพิเศษซึ่งมีพื้นฐานอยู่บนสมมติฐานที่ว่าประจุของอะตอมของนิวเคลียสส่งผลต่อคุณสมบัติของสาร และพารามิเตอร์เหล่านี้จะเปลี่ยนแปลงตามวัฏจักร ในขั้นต้น ตารางถูกสร้างขึ้นเพื่อสะท้อนถึงการเพิ่มขึ้นของมวลอะตอมของธาตุ แต่ในไม่ช้า ลำดับนี้ก็ถูกปฏิเสธเนื่องจากความไม่สอดคล้องกันในด้านที่สารอนินทรีย์จำเป็นต้องพิจารณาในประเด็นนี้
เคมี นอกเหนือจากตารางธาตุแล้ว ยังแนะนำให้มีตัวเลข กลุ่ม และไดอะแกรมประมาณร้อยตัวที่สะท้อนถึงคุณสมบัติเป็นระยะ
ปัจจุบันเป็นรุ่นรวมของการพิจารณาดังกล่าวแนวคิดในฐานะคลาสของเคมีอนินทรีย์ คอลัมน์ของตารางระบุองค์ประกอบตามคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี ในแถว - ช่วงเวลาใกล้เคียงกัน
สารธรรมดาในอนินทรีย์
สัญลักษณ์ในตารางธาตุและสารอย่างง่ายในสภาวะอิสระมักจะแตกต่างกัน ในกรณีแรก จะสะท้อนเฉพาะอะตอมบางประเภทเท่านั้น ในกรณีที่สอง - ประเภทของการเชื่อมต่อของอนุภาคและอิทธิพลซึ่งกันและกันในรูปแบบที่เสถียร
พันธะเคมีในสารธรรมดากำหนดการแบ่งแยกออกเป็นครอบครัว ดังนั้นจึงสามารถแยกแยะกลุ่มอะตอมได้กว้างสองประเภท - โลหะและอโลหะ ครอบครัวแรกมี 96 องค์ประกอบจาก 118 ที่ศึกษา
โลหะ
ประเภทโลหะแสดงถึงการมีอยู่ของชื่อเดียวกันที่เชื่อมต่อระหว่างอนุภาค ปฏิสัมพันธ์นี้ขึ้นอยู่กับการขัดเกลาทางสังคมของอิเล็กตรอนของโครงข่ายซึ่งมีลักษณะเป็นทิศทางไม่และไม่อิ่มตัว นั่นคือเหตุผลที่โลหะนำความร้อนและประจุได้ดี มีความมันวาวของโลหะ มีความเหนียว และความเหนียว
ตามอัตภาพ โลหะจะอยู่ทางด้านซ้ายในตารางธาตุเมื่อมีการลากเส้นตรงจากโบรอนไปยังแอสทาทีน องค์ประกอบที่อยู่ใกล้กับตำแหน่งกับเส้นนี้ส่วนใหญ่มักจะมีลักษณะเป็นขอบเขตและแสดงคุณสมบัติสองประการ (เช่น เจอร์เมเนียม)
โลหะส่วนใหญ่เป็นสารประกอบพื้นฐาน สถานะออกซิเดชันของสารดังกล่าวมักจะไม่เกินสอง ความเป็นโลหะในกลุ่มจะเพิ่มขึ้น ในขณะที่ในช่วงระยะเวลาหนึ่งจะลดลง ตัวอย่างเช่น แฟรนเซียมกัมมันตภาพรังสีแสดงคุณสมบัติพื้นฐานมากกว่าโซเดียมและในในตระกูลฮาโลเจน ไอโอดีนยังมีเงาโลหะอีกด้วย
มิฉะนั้น สถานการณ์อยู่ในช่วง - ก๊าซเฉื่อยทำให้ระดับย่อยสมบูรณ์ ก่อนมีสารที่มีคุณสมบัติตรงกันข้าม ในปริภูมิแนวนอนของตารางธาตุ ปฏิกิริยาที่ปรากฎของธาตุจะเปลี่ยนจากเบสิกเป็นแอมโฟเทอริกเป็นกรด โลหะเป็นสารรีดิวซ์ที่ดี (รับอิเล็กตรอนเมื่อเกิดพันธะ)
อโลหะ
อะตอมประเภทนี้รวมอยู่ในคลาสหลักของเคมีอนินทรีย์ อโลหะอยู่ทางด้านขวาของตารางธาตุ ซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะแสดงคุณสมบัติที่เป็นกรด ส่วนใหญ่แล้วองค์ประกอบเหล่านี้เกิดขึ้นในรูปแบบของสารประกอบซึ่งกันและกัน (เช่นบอเรต, ซัลเฟต, น้ำ) ในสถานะโมเลกุลอิสระ การมีอยู่ของกำมะถัน ออกซิเจน และไนโตรเจนเป็นที่ทราบกันดี นอกจากนี้ยังมีก๊าซอโลหะไดอะตอมมิกหลายชนิด - นอกเหนือจากสองก๊าซข้างต้นแล้ว ได้แก่ ไฮโดรเจน ฟลูออรีน โบรมีน คลอรีน และไอโอดีน
สารเหล่านี้มีมากที่สุดในโลก โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ซิลิคอน ไฮโดรเจน ออกซิเจน และคาร์บอน ไอโอดีน ซีลีเนียม และสารหนูมีน้อยมาก (รวมถึงการกำหนดค่ากัมมันตภาพรังสีและไม่เสถียรซึ่งอยู่ในช่วงสุดท้ายของตาราง)
ในสารประกอบ อโลหะมีพฤติกรรมเด่นเป็นกรด พวกมันเป็นตัวออกซิไดซ์ที่ทรงพลังเนื่องจากความสามารถในการติดอิเล็กตรอนเพิ่มเติมเพื่อให้ระดับสมบูรณ์
สารที่ซับซ้อนในอนินทรีย์
นอกจากสสารที่มีอะตอมกลุ่มหนึ่งแล้วมีการแยกความแตกต่างระหว่างสารประกอบที่ประกอบด้วยโครงแบบต่างๆ สารดังกล่าวอาจเป็นเลขฐานสอง (ประกอบด้วยสองอนุภาคที่แตกต่างกัน) สามองค์ประกอบสี่และอื่น ๆ
สารสององค์ประกอบ
เคมีให้ความสำคัญเป็นพิเศษกับความเป็นไบนารีของพันธะในโมเลกุล คลาสของสารประกอบอนินทรีย์ยังพิจารณาจากมุมมองของพันธะที่เกิดขึ้นระหว่างอะตอม อาจเป็นไอออนิก โลหะ โควาเลนต์ (แบบมีขั้วหรือไม่มีขั้ว) หรือแบบผสมก็ได้ โดยทั่วไปแล้ว สารดังกล่าวจะแสดงคุณสมบัติพื้นฐาน (เมื่อมีโลหะ) แอมฟอร์เทอริก (อลูมิเนียมคู่ - โดยเฉพาะคุณสมบัติพิเศษ) หรือกรด (หากมีองค์ประกอบที่มีสถานะออกซิเดชัน +4 ขึ้นไป) อย่างชัดเจน
ผู้ร่วมงานสามองค์ประกอบ
หัวข้อของเคมีอนินทรีย์ให้การพิจารณาการควบรวมของอะตอมประเภทนี้ สารประกอบที่ประกอบด้วยอะตอมมากกว่าสองกลุ่ม (ส่วนใหญ่มักเป็นอนินทรีย์จัดการกับสปีชีส์สามองค์ประกอบ) มักจะเกิดขึ้นจากการมีส่วนร่วมของส่วนประกอบที่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญในพารามิเตอร์ทางเคมีกายภาพ
พันธะที่เป็นไปได้คือโควาเลนต์ อิออน และแบบผสม โดยทั่วไปแล้ว สารสามองค์ประกอบจะมีลักษณะคล้ายกันกับสารเลขฐานสองเนื่องจากข้อเท็จจริงที่ว่าแรงของปฏิกิริยาระหว่างอะตอมมีความแข็งแรงกว่าอีกอันมาก: สารที่อ่อนแอจะเกิดขึ้นในลำดับที่สองและมีความสามารถในการแยกตัวออกได้เร็วขึ้นในสารละลาย
วิชาเคมีอนินทรีย์
สารส่วนใหญ่ที่ศึกษาในหลักสูตรอนินทรีย์สามารถพิจารณาได้โดยการจำแนกประเภทง่ายๆ ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบและคุณสมบัติ. ดังนั้นไฮดรอกไซด์, กรด, ออกไซด์และเกลือจึงมีความโดดเด่น การพิจารณาความสัมพันธ์ของพวกเขาจะดีกว่าที่จะเริ่มต้นด้วยการทำความคุ้นเคยกับแนวคิดของรูปแบบออกซิไดซ์ซึ่งสารอนินทรีย์เกือบทุกชนิดสามารถปรากฏได้ เคมีของผู้ร่วมงานดังกล่าวจะกล่าวถึงในบทเกี่ยวกับออกไซด์
ออกไซด์
ออกไซด์เป็นสารประกอบขององค์ประกอบทางเคมีใดๆ ที่มีออกซิเจนในสถานะออกซิเดชันเท่ากับ -2 (ในเปอร์ออกไซด์ -1 ตามลำดับ) การเกิดพันธะเกิดขึ้นเนื่องจากการหดตัวและการยึดติดของอิเล็กตรอนกับการลดลงของ O2 (เมื่อออกซิเจนเป็นองค์ประกอบที่มีไฟฟ้ามากที่สุด)
สามารถแสดงได้ทั้งคุณสมบัติที่เป็นกรดและแอมโฟเทอริก และคุณสมบัติพื้นฐาน ขึ้นอยู่กับกลุ่มอะตอมที่สอง หากเป็นโลหะ ในออกไซด์จะไม่เกินสถานะออกซิเดชันที่ +2 หากเป็นโลหะที่ไม่ใช่โลหะ - ตั้งแต่ +4 ขึ้นไป ในตัวอย่างที่มีพารามิเตอร์เป็นคู่ ค่า +3.
กรดในอนินทรีย์
สารประกอบที่เป็นกรดมีปฏิกิริยาปานกลางน้อยกว่า 7 เนื่องจากเนื้อหาของไฮโดรเจนไอออนบวก ซึ่งสามารถเข้าไปในสารละลายและต่อมาจะถูกแทนที่ด้วยไอออนของโลหะ ตามการจำแนกประเภท เป็นสารที่ซับซ้อน กรดส่วนใหญ่สามารถรับได้โดยการเจือจางออกไซด์ที่สอดคล้องกันกับน้ำ เช่น ในการก่อตัวของกรดซัลฟิวริกหลังจากให้น้ำ SO3.
เคมีอนินทรีย์พื้นฐาน
คุณสมบัติของสารประกอบประเภทนี้เกิดจากการมีไฮดรอกซิลเรดิคัล OH ซึ่งให้ปฏิกิริยาของตัวกลางที่อยู่เหนือ 7 เบสที่ละลายน้ำได้เรียกว่าด่าง เป็นสารที่แรงที่สุดในกลุ่มนี้เนื่องจากการแตกตัวอย่างสมบูรณ์ (สลายตัวเป็นไอออนในของเหลว) หมู่ OH ที่ก่อตัวเป็นเกลือสามารถแทนที่ด้วยกรดตกค้าง
เคมีอนินทรีย์เป็นศาสตร์สองศาสตร์ที่สามารถอธิบายสารจากมุมมองที่แตกต่างกัน ในทฤษฎีโปรโตไลติก เบสถือเป็นตัวรับไอออนบวกของไฮโดรเจน วิธีการนี้จะขยายแนวคิดของสารประเภทนี้ โดยเรียกสารที่เป็นด่างว่าสารใดๆ ที่สามารถรับโปรตอนได้
เกลือ
สารประกอบประเภทนี้อยู่ระหว่างเบสกับกรด เนื่องจากเป็นผลจากปฏิกิริยาของพวกมัน ดังนั้น ไอออนของโลหะ (บางครั้งแอมโมเนียม ฟอสโฟเนียม หรือไฮดรอกโซเนียม) มักจะทำหน้าที่เป็นไอออนบวก และกรดที่ตกค้างทำหน้าที่เป็นสารประจุลบ เมื่อเกลือก่อตัวขึ้น ไฮโดรเจนจะถูกแทนที่ด้วยสารอื่น
ขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของจำนวนรีเอเจนต์และความแข็งแกร่งของรีเอเจนต์ที่สัมพันธ์กัน การพิจารณาผลิตภัณฑ์การโต้ตอบหลายประเภทนั้นมีเหตุผล:
- เกลือพื้นฐานจะได้รับถ้าหมู่ไฮดรอกซิลไม่ถูกแทนที่อย่างสมบูรณ์ (สารดังกล่าวมีสภาพแวดล้อมปฏิกิริยาเป็นด่าง);
- เกลือของกรดจะเกิดขึ้นในกรณีตรงกันข้าม - เนื่องจากขาดเบสที่ทำปฏิกิริยา ไฮโดรเจนบางส่วนยังคงอยู่ในสารประกอบ
- ตัวอย่างที่มีชื่อเสียงและเข้าใจง่ายที่สุดคือตัวอย่างโดยเฉลี่ย (หรือปกติ) - เป็นผลจากการทำให้เป็นกลางของรีเอเจนต์โดยสมบูรณ์ด้วยการก่อตัวของน้ำและสารที่มีเพียงไอออนบวกของโลหะหรืออะนาล็อกและกรดตกค้าง.
เคมีอนินทรีย์เป็นศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับการแบ่งแต่ละคลาสออกเป็นชิ้นส่วนที่พิจารณาในเวลาที่ต่างกัน: บางส่วน - ก่อนหน้านี้ อื่น ๆ - ในภายหลัง จากการศึกษาเชิงลึกที่มากขึ้น เกลืออีก 4 ประเภทมีความโดดเด่น:
- Double มีประจุลบเพียงตัวเดียวโดยมีไอออนบวกสองตัว โดยปกติสารดังกล่าวจะได้มาจากการรวมเกลือสองชนิดที่มีกรดตกค้างเหมือนกัน แต่โลหะต่างกัน
- แบบผสมจะตรงกันข้ามกับแบบก่อนหน้า: พื้นฐานของมันคือไอออนบวกหนึ่งตัวที่มีประจุลบสองตัว
- คริสตัลไฮเดรต - เกลือในสูตรที่มีน้ำอยู่ในสถานะตกผลึก
- สารเชิงซ้อนคือสารที่มีประจุบวก ประจุลบ หรือทั้งสองอย่างในรูปของกระจุกที่มีองค์ประกอบการขึ้นรูป เกลือดังกล่าวสามารถหาได้จากองค์ประกอบของกลุ่มย่อย B.
เป็นหลัก
สารอื่นๆ ที่รวมอยู่ในเวิร์กช็อปเคมีอนินทรีย์ที่สามารถจำแนกเป็นเกลือหรือแยกเป็นบทแห่งความรู้ ได้แก่ ไฮไดรด์ ไนไตรด์ คาร์ไบด์ และอินเตอร์เมทัลไลด์ (สารประกอบของโลหะหลายชนิดที่ไม่ใช่โลหะผสม)
ผลลัพธ์
เคมีอนินทรีย์เป็นศาสตร์ที่น่าสนใจสำหรับผู้เชี่ยวชาญทุกคนในสาขานี้ โดยไม่คำนึงถึงความสนใจของเขา รวมถึงบทแรกที่เรียนที่โรงเรียนในหัวข้อนี้ หลักสูตรเคมีอนินทรีย์จัดให้มีการจัดระบบข้อมูลจำนวนมากตามการจำแนกประเภทที่เข้าใจง่ายและเข้าใจง่าย
