|
Неорганічна хімія
 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 цей 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 визначенняІсторично 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 дає змогу простіше систематизувати методи та способи дослідження у кожній із галузей. Основні напрямки дослідженьПрості речовиниОскільки прості речовини дуже широко використовуються у хімічній промисловості, неорганічна хімія вивчає будову простих речовин, їх хімічні та фізичні властивості, методи отримання. Сполуки елементів основних групНеорганічна 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 металівСполуки 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 квадрата для деяких комплексів нікелю до октаедра для комплексних сполук кобальту. Багато перехідних металів виконують важливу роль у біологічних процесах (залізо в гемоглобіні). Металоорганічні сполукиДо металоорганічних сполук належать сполуки, в яких метал безпосередньо зв'язаний з органічним вуглецем. 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 реакціїУ 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, залізо 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:
Такі реакції протікають також швидко і легко контролюються за допомогою індикатора, що дає змогу 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. 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:
Методи дослідження неорганічних сполукЗ 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, електропровідність, 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 даних використовують також і відповідно розраховані теоретичні моделі. Часто використовуються такі методи дослідження неорганічних сполук:
та ін. Галузі неорганічної хімії
Технічне застосуванняНеорганічна хімія є основою для багатьох хімічних процесів і використовується у:
Неорганічна хімія в УкраїніВ Україні дослідження з неорганічної хімії проводяться в Інститут загальної та неорганічної хімії імені В. І. Вернадського НАН України та в інших науково-дослідних і науково-технічних інститутах, на хімічних факультетах університетів. Провідні наукові журнали
Див. такожПриміткиЛітература
Посилання
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
