Klasifikasi reaksi kimia dalam kimia anorganik - dokumen. Dasar-dasar Kimia Anorganik

Pelajaran kimia di sekolah dimulai pada kelas 8 dengan belajar prinsip-prinsip umum sains: kemungkinan jenis ikatan antar atom, jenis kisi kristal dan mekanisme reaksi yang paling umum dijelaskan. Ini menjadi landasan untuk mempelajari bagian yang penting namun lebih spesifik - anorganik.

Apa itu

Ini adalah ilmu yang mengkaji prinsip struktur, sifat dasar dan reaktivitas semua unsur dalam tabel periodik. Peran penting dalam anorganik dimainkan oleh Hukum Periodik, yang mengatur klasifikasi sistematis zat berdasarkan perubahan massa, jumlah dan jenisnya.

Kursus ini juga mencakup senyawa yang dibentuk oleh interaksi unsur-unsur tabel (satu-satunya pengecualian adalah bidang hidrokarbon, yang dibahas dalam bab organik). Masalah dalam kimia anorganik memungkinkan Anda mengerjakan apa yang diterima pengetahuan teoritis pada latihan.

Sains dalam perspektif sejarah

Nama “anorganik” muncul sesuai dengan gagasan yang mencakup bagian ilmu kimia yang tidak berkaitan dengan aktivitas organisme biologis.

Seiring berjalannya waktu telah terbukti bahwa sebagian besar dunia organik dapat menghasilkan senyawa “tak hidup”, dan hidrokarbon jenis apa pun disintesis di laboratorium. Jadi, dari amonium sianat, yang merupakan garam dalam kimia unsur, ilmuwan Jerman Wöhler mampu mensintesis urea.

Untuk menghindari kebingungan dengan nomenklatur dan klasifikasi jenis penelitian di kedua ilmu tersebut, kurikulum mata pelajaran sekolah dan universitas, mengikuti kimia umum, melibatkan studi tentang anorganik sebagai disiplin ilmu dasar. Dalam dunia ilmiah, urutan serupa tetap ada.

Kelas zat anorganik

Kimia memberikan penyajian materi yang pada bab pengantar ilmu anorganik membahas tentang Hukum Periodik Unsur. tipe khusus, yang didasarkan pada asumsi bahwa muatan atom inti mempengaruhi sifat-sifat zat, dan parameter ini berubah secara siklis. Awalnya, tabel tersebut dibuat sebagai cerminan dari peningkatan massa atom suatu unsur, tetapi urutan ini segera ditolak karena ketidakkonsistenannya dalam aspek di mana zat anorganik memerlukan pertimbangan mengenai masalah ini.

Kimia, selain tabel periodik, mengasumsikan adanya sekitar seratus gambar, kelompok, dan diagram yang mencerminkan periodisitas sifat.

Saat ini, versi konsolidasi dari pertimbangan konsep seperti kelas kimia anorganik sedang populer. Kolom tabel menunjukkan unsur-unsur berdasarkan sifat fisik dan kimianya, dan baris menunjukkan periode yang serupa satu sama lain.

Zat sederhana dalam anorganik

Tanda dalam tabel periodik dan zat sederhana dalam keadaan bebas seringkali merupakan hal yang berbeda. Dalam kasus pertama, hanya jenis atom tertentu yang tercermin, dalam kasus kedua, jenis ikatan partikel dan pengaruh timbal baliknya dalam bentuk stabil.

Ikatan kimia dalam zat sederhana menentukan pembagiannya menjadi keluarga. Dengan demikian, dua jenis kelompok atom dapat dibedakan - logam dan non-logam. Keluarga pertama mengandung 96 unsur dari 118 unsur yang diteliti.

Logam

Jenis logam mengasumsikan adanya ikatan dengan nama yang sama antar partikel. Interaksi ini didasarkan pada pembagian elektron kisi, yang ditandai dengan non-arah dan ketidakjenuhan. Itulah sebabnya logam menghantarkan panas dan bermuatan dengan baik, memiliki kilau logam, mudah dibentuk, dan keuletan.

Secara konvensional, logam berada di sebelah kiri dalam tabel periodik ketika menggambar garis lurus dari boron ke astatin. Unsur-unsur yang letaknya dekat dengan ciri ini paling sering bersifat garis batas dan menunjukkan sifat ganda (misalnya, germanium).

Logam sebagian besar membentuk senyawa basa. Bilangan oksidasi zat tersebut biasanya tidak melebihi dua. Metalisitas meningkat dalam suatu golongan dan menurun dalam suatu periode. Misalnya, fransium radioaktif menunjukkan sifat yang lebih basa daripada natrium, dan dalam keluarga halogen, yodium bahkan menunjukkan kilau logam.

Situasinya berbeda dalam satu periode - sublevel selesai, di depannya terdapat zat dengan sifat berlawanan. Dalam ruang horizontal tabel periodik, manifestasi reaktivitas unsur berubah dari basa, amfoter, hingga asam. Logam adalah zat pereduksi yang baik (mereka menerima elektron saat membentuk ikatan).

Bukan logam

Jenis atom ini termasuk dalam golongan utama kimia anorganik. Bukan logam menempati sisi kanan tabel periodik, menunjukkan sifat asam yang khas. Paling sering, unsur-unsur ini ditemukan dalam bentuk senyawa satu sama lain (misalnya borat, sulfat, air). Dalam keadaan molekul bebas, keberadaan belerang, oksigen dan nitrogen diketahui. Ada juga beberapa gas non-logam diatomik - selain dua gas yang disebutkan di atas, gas ini termasuk hidrogen, fluor, brom, klor, dan yodium.

Mereka adalah zat yang paling umum di bumi - terutama silikon, hidrogen, oksigen dan karbon. Yodium, selenium dan arsenik sangat jarang (ini juga termasuk konfigurasi radioaktif dan tidak stabil, yang terletak di periode terakhir tabel).

Dalam senyawa, nonlogam berperilaku terutama sebagai asam. Mereka adalah agen pengoksidasi yang kuat karena kemungkinan bergabung nomor tambahan elektron untuk menyelesaikan levelnya.

dalam anorganik

Selain zat yang diwakili oleh satu kelompok atom, terdapat senyawa yang memiliki beberapa konfigurasi berbeda. Zat tersebut dapat berupa biner (terdiri dari dua partikel berbeda), tiga, empat unsur, dan seterusnya.

Zat dua unsur

Kimia sangat mementingkan sifat biner ikatan dalam molekul. Golongan senyawa anorganik juga dipertimbangkan dari sudut pandang ikatan yang terbentuk antar atom. Ini bisa berupa ionik, logam, kovalen (polar atau nonpolar) atau campuran. Biasanya, zat tersebut dengan jelas menunjukkan kualitas basa (dengan adanya logam), amfoter (ganda - terutama karakteristik aluminium) atau asam (jika ada unsur dengan bilangan oksidasi +4 dan lebih tinggi).

Rekan tiga elemen

Topik dalam kimia anorganik mencakup pertimbangan jenis kombinasi atom. Senyawa yang terdiri dari lebih dari dua kelompok atom (anorganik paling sering berhubungan dengan spesies tiga unsur) biasanya dibentuk dengan partisipasi komponen yang berbeda secara signifikan satu sama lain dalam parameter fisikokimia.

Jenis ikatan yang mungkin adalah kovalen, ionik, dan campuran. Biasanya, zat tiga unsur memiliki perilaku yang mirip dengan zat biner karena fakta bahwa salah satu gaya interaksi antar atom jauh lebih kuat daripada yang lain: gaya lemah terbentuk secara sekunder dan memiliki kemampuan untuk berdisosiasi dalam larutan lebih cepat.

Kelas Kimia Anorganik

Sebagian besar zat yang dipelajari dalam mata kuliah anorganik dapat dianggap berdasarkan klasifikasi sederhana tergantung pada komposisi dan sifatnya. Jadi, perbedaan dibuat antara oksida dan garam. Lebih baik mulai mempertimbangkan hubungannya dengan mengenal konsep bentuk teroksidasi, di mana hampir semua zat anorganik dapat muncul. Sifat kimia dari asosiasi tersebut dibahas dalam bab tentang oksida.

Oksida

Oksida adalah senyawa unsur kimia apa pun dengan oksigen dalam bilangan oksidasi -2 (masing-masing dalam peroksida -1). Pembentukan ikatan terjadi karena sumbangan dan penambahan elektron dengan reduksi O2 (bila unsur paling elektronegatif adalah oksigen).

Mereka dapat menunjukkan sifat asam, amfoter, dan basa tergantung pada kelompok atom kedua. Jika dalam oksida tidak melebihi bilangan oksidasi +2, jika dalam non-logam - dari +4 ke atas. Dalam sampel dengan sifat parameter ganda, nilai +3 tercapai.

Asam dalam anorganik

Senyawa asam mempunyai reaksi lingkungan kurang dari 7 karena kandungan kation hidrogen yang dapat masuk ke dalam larutan dan selanjutnya digantikan oleh ion logam. Menurut klasifikasinya, mereka adalah zat kompleks. Kebanyakan asam dapat dibuat dengan mengencerkan oksida-oksida tersebut dengan air, misalnya dengan membentuk asam sulfat setelah hidrasi SO 3 .

Kimia anorganik dasar

Sifat-sifat senyawa jenis ini disebabkan oleh adanya radikal hidroksil OH yang menghasilkan reaksi medium di atas 7. Basa yang larut disebut basa, merupakan yang terkuat di golongan zat ini karena disosiasi sempurna (penguraian menjadi ion dalam cairan). Gugus OH dapat digantikan oleh residu asam ketika membentuk garam.

Kimia anorganik merupakan ilmu ganda yang dapat mendeskripsikan zat dengan poin yang berbeda penglihatan. Dalam teori protolitik, basa dianggap sebagai akseptor kation hidrogen. Pendekatan ini memperluas konsep golongan zat ini, menyebut zat apa pun yang mampu menerima proton sebagai alkali.

garam

Jenis senyawa ini berada di antara basa dan asam, karena merupakan produk interaksinya. Jadi, kation biasanya berupa ion logam (terkadang amonium, fosfonium, atau hidronium), dan zat anioniknya berupa residu asam. Ketika garam terbentuk, hidrogen digantikan oleh zat lain.

Bergantung pada rasio jumlah reagen dan kekuatannya relatif satu sama lain, adalah rasional untuk mempertimbangkan beberapa jenis produk interaksi:

• garam basa diperoleh jika gugus hidroksil tidak tergantikan seluruhnya (zat tersebut memiliki reaksi basa);
• garam asam terbentuk dalam kasus sebaliknya - dengan kekurangan basa yang bereaksi, sebagian hidrogen tetap berada dalam senyawa;
• yang paling terkenal dan paling mudah dipahami adalah sampel rata-rata (atau normal) - sampel tersebut adalah produk netralisasi lengkap reaktan dengan pembentukan air dan zat yang hanya memiliki kation logam atau analognya dan residu asam.

Kimia anorganik adalah ilmu yang melibatkan pembagian setiap kelas menjadi beberapa bagian yang dipertimbangkan pada waktu yang berbeda: beberapa lebih awal, yang lain kemudian. Jika dikaji lebih mendalam, dapat dibedakan 4 jenis garam lagi:

• Ganda mengandung satu anion dengan adanya dua kation. Biasanya, zat tersebut diperoleh dengan menggabungkan dua garam dengan residu asam yang sama, tetapi logam berbeda.
• Tipe campuran adalah kebalikan dari tipe sebelumnya: basisnya adalah satu kation dengan dua anion berbeda.
• Hidrat kristal adalah garam yang rumusnya mengandung air dalam keadaan mengkristal.
• Kompleks adalah zat yang kation, anionnya, atau keduanya disajikan dalam bentuk gugus dengan unsur pembentuknya. Garam tersebut dapat diperoleh terutama dari unsur subkelompok B.

Zat lain yang termasuk dalam workshop kimia anorganik yang dapat digolongkan sebagai garam atau sebagai bab ilmu tersendiri antara lain hidrida, nitrida, karbida, dan senyawa intermetalik (senyawa dari beberapa logam yang bukan merupakan paduan).

Hasil

Kimia anorganik merupakan ilmu yang diminati setiap ahli di bidangnya, apapun minatnya. Ini mencakup bab-bab pertama yang dipelajari di sekolah tentang mata pelajaran ini. Kursus kimia anorganik menyediakan sistematisasi sejumlah besar informasi sesuai dengan klasifikasi yang jelas dan sederhana.

Topik kodifier Ujian Negara Bersatu: Klasifikasi reaksi kimia dalam kimia organik dan anorganik.

Reaksi kimia - ini adalah jenis interaksi partikel ketika salah satu dari zat kimia diperoleh yang lain yang berbeda darinya dalam sifat dan struktur. Zat itu memasuki sebagai reaksi - reagen. Zat itu terbentuk selama reaksi kimia - produk.

Selama reaksi kimia, ikatan kimia terputus dan terbentuk ikatan baru.

Selama reaksi kimia, atom-atom yang terlibat dalam reaksi tidak berubah. Hanya urutan ikatan atom dalam molekul yang berubah. Dengan demikian, jumlah atom suatu zat tidak berubah selama reaksi kimia.

Reaksi kimia diklasifikasikan menurut kriteria yang berbeda. Mari kita pertimbangkan jenis utama klasifikasi reaksi kimia.

Klasifikasi menurut jumlah dan komposisi zat yang bereaksi

Berdasarkan komposisi dan jumlah zat yang bereaksi, reaksi yang terjadi tanpa adanya perubahan komposisi zat dibedakan menjadi reaksi yang terjadi dengan adanya perubahan komposisi zat:

1. Reaksi yang terjadi tanpa mengubah komposisi zat (A→B)

Terhadap reaksi seperti itu dalam kimia anorganik Transisi alotropik zat sederhana dari satu modifikasi ke modifikasi lainnya meliputi:

S ortorombik → S monoklinik.

DI DALAM kimia organik reaksi tersebut meliputi reaksi isomerisasi , ketika dari satu isomer di bawah pengaruh katalis dan faktor eksternal diperoleh yang berbeda (biasanya isomer struktural).

Misalnya, isomerisasi butana menjadi 2-metilpropana (isobutana):

CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 3 → CH 3 -CH(CH 3)-CH 3.

2. Reaksi yang terjadi dengan perubahan komposisi

• Reaksi senyawa (A + B + ... → D)- ini adalah reaksi di mana satu zat kompleks baru terbentuk dari dua zat atau lebih. DI DALAM kimia anorganik Reaksi senyawa meliputi reaksi pembakaran zat sederhana, interaksi oksida basa dengan oksida asam, dll. Dalam kimia organik reaksi seperti ini disebut reaksi aksesi Reaksi penambahan — Ini adalah reaksi di mana molekul lain ditambahkan ke molekul organik tersebut. Reaksi adisi termasuk reaksi hidrogenasi(interaksi dengan hidrogen), hidrasi(sambungan air), hidrohalogenasi(penambahan hidrogen halida), polimerisasi(penempelan molekul satu sama lain untuk membentuk rantai panjang), dll.

Misalnya, hidrasi:

CH 2 =CH 2 + H 2 O → CH 3 -CH 2 -OH

• Reaksi penguraian (A → B+C+…)- ini adalah reaksi di mana beberapa zat yang kurang kompleks atau sederhana terbentuk dari satu molekul kompleks. Dalam hal ini, zat sederhana dan kompleks dapat terbentuk.

Misalnya, selama dekomposisi hidrogen peroksida:

2H2O2→ 2H 2 O + O 2 .

Dalam kimia organik memisahkan reaksi dekomposisi dan reaksi eliminasi . Reaksi eliminasi — Ini adalah reaksi di mana atom atau gugus atom dipisahkan dari molekul aslinya sambil mempertahankan kerangka karbonnya.

Misalnya, reaksi pengambilan hidrogen (dehidrogenasi) dari propana:

C 3 H 8 → C 3 H 6 + H 2

Biasanya, nama reaksi tersebut mengandung awalan “de”. Reaksi penguraian dalam kimia organik biasanya melibatkan pemutusan rantai karbon.

Misalnya, reaksi retak butana(pemecahan menjadi molekul yang lebih sederhana dengan pemanasan atau di bawah pengaruh katalis):

C 4 H 10 → C 2 H 4 + C 2 H 6

• Reaksi substitusi - ini adalah reaksi di mana atom atau kelompok atom dari suatu zat digantikan oleh atom atau kelompok atom dari zat lain. Dalam kimia anorganik Reaksi-reaksi ini terjadi menurut skema berikut:

AB + C = AC + B.

Misalnya, lebih aktif halogen menggantikan senyawa yang kurang aktif. Interaksi kalium iodida Dengan klorin:

2KI + Cl 2 → 2KCl + I 2.

Baik atom maupun molekul individu dapat diganti.

Misalnya, setelah fusi oksida yang lebih mudah menguap sedang berkerumun lebih fluktuatif dari garam. Ya, tidak mudah menguap silikon oksida menggantikan karbon monoksida dari sodium karbonat ketika menyatu:

Na 2 CO 3 + SiO 2 → Na 2 SiO 3 + CO 2

DI DALAM kimia organik Reaksi substitusi adalah reaksi yang bagian dari molekul organik diganti ke partikel lain. Dalam hal ini, partikel tersubstitusi biasanya bergabung dengan bagian molekul substituen.

Misalnya, reaksi klorinasi metana:

CH 4 + Cl 2 → CH 3 Cl + HCl

Dilihat dari jumlah partikel dan komposisi produk interaksinya, reaksi ini lebih mirip dengan reaksi pertukaran. Namun demikian, berdasarkan mekanisme reaksi seperti itu adalah reaksi penggantian.

• Pertukaran reaksi - ini adalah reaksi di mana dua zat kompleks bertukar bagian penyusunnya:

AB + CD = AC + BD

Reaksi pertukaran meliputi reaksi pertukaran ion mengalir dalam solusi; reaksi yang menggambarkan sifat asam basa suatu zat dan lain-lain.

Contoh reaksi pertukaran dalam kimia anorganik - netralisasi alkali asam klorida:

NaOH + HCl = NaCl + H2O

Contoh reaksi pertukaran dalam kimia organik - hidrolisis basa kloroetana:

CH 3 -CH 2 -Cl + KOH = CH 3 -CH 2 -OH + KCl

Klasifikasi reaksi kimia menurut perubahan bilangan oksidasi unsur-unsur pembentuk zat

Dengan mengubah bilangan oksidasi unsur reaksi kimia dibagi menjadi reaksi redoks, dan reaksi yang terjadi tanpa mengubah bilangan oksidasi unsur kimia.

• Reaksi redoks (ORR) adalah reaksi yang berlangsung keadaan oksidasi zat mengubah. Dalam hal ini terjadi pertukaran elektron.

DI DALAM kimia anorganik Reaksi tersebut biasanya mencakup reaksi penguraian, substitusi, kombinasi, dan semua reaksi yang melibatkan zat sederhana. Untuk menyamakan ORR digunakan metode keseimbangan elektronik(jumlah elektron yang diberikan harus sama dengan jumlah yang diterima) atau metode keseimbangan elektron-ion.

DI DALAM kimia organik memisahkan reaksi oksidasi dan reduksi, tergantung pada apa yang terjadi pada molekul organik.

Reaksi oksidasi dalam kimia organik adalah reaksi selama itu jumlah atom hidrogen berkurang atau jumlah atom oksigen dalam molekul organik asli meningkat.

Misalnya, oksidasi etanol di bawah aksi oksida tembaga:

CH 3 -CH 2 -OH + CuO → CH 3 -CH=O + H 2 O + Cu

Reaksi pemulihan dalam kimia organik, ini adalah reaksi yang berlangsung jumlah atom hidrogen bertambah atau jumlah atom oksigen berkurang dalam molekul organik.

Misalnya, pemulihan asetaldehida hidrogen:

CH 3 -CH=O + H 2 → CH 3 -CH 2 -OH

• Reaksi protolitik dan metabolik - Ini adalah reaksi di mana bilangan oksidasi atom tidak berubah.

Misalnya, netralisasi soda api asam sendawa:

NaOH + HNO 3 = H 2 O + NaNO 3

Klasifikasi reaksi berdasarkan efek termal

Oleh efek termal reaksi dibagi menjadi eksotermik Dan endotermik.

Reaksi eksotermik - ini adalah reaksi yang disertai dengan pelepasan energi dalam bentuk panas (+ Q). Reaksi tersebut mencakup hampir semua reaksi senyawa.

Pengecualian- reaksi nitrogen Dengan oksigen dengan pendidikan oksida nitrat (II) - endotermik:

N 2 + O 2 = 2TIDAK – Q

Reaksi gas hidrogen dengan keras yodium Juga endotermik:

H 2 + Saya 2 = 2HI – Q

Reaksi eksotermik yang menghasilkan cahaya disebut reaksi pembakaran.

Misalnya, pembakaran metana:

CH 4 + O 2 = CO 2 + H 2 O

Juga eksotermik adalah:

Reaksi endotermik adalah reaksi yang disertai dengan penyerapan energi dalam bentuk panas ( -Q ). Biasanya, sebagian besar reaksi terjadi dengan penyerapan panas penguraian(reaksi yang membutuhkan pemanasan berkepanjangan).

Misalnya, penguraian batu gamping:

CaCO 3 → CaO + CO 2 – Q

Juga endotermik adalah:

• reaksi hidrolisis;
• reaksi yang terjadi hanya jika dipanaskan;
• reaksi yang terjadi sajasangat suhu tinggi ah atau di bawah pengaruh aliran listrik.

Misalnya, konversi oksigen menjadi ozon:

3O 2 = 2O 3 - Q

DI DALAM kimia organik Dengan penyerapan panas, terjadi reaksi dekomposisi. Misalnya, retak pentana:

C 5 H 12 → C 3 H 6 + C 2 H 6 – Q.

Klasifikasi reaksi kimia menurut keadaan agregasi zat-zat yang bereaksi (menurut komposisi fasa)

Zat dapat ada dalam tiga bentuk utama keadaan agregasi — keras, cairan Dan berbentuk gas. Berdasarkan keadaan fase berbagi reaksi homogen Dan heterogen.

• Reaksi homogen - ini adalah reaksi yang mengandung reaktan dan produk dalam satu fase, dan tumbukan partikel-partikel yang bereaksi terjadi di seluruh volume campuran reaksi. Reaksi homogen termasuk interaksi cair-cair Dan gas-gas.

Misalnya, oksidasi sulfur dioksida:

2SO 2 (g) + O 2 (g) = 2SO 3 (g)

• Reaksi heterogen - ini adalah reaksi yang mengandung reaktan dan produk dalam fase yang berbeda. Dalam hal ini, tumbukan partikel-partikel yang bereaksi hanya terjadi pada batas kontak fasa. Reaksi tersebut termasuk interaksi gas-cair, gas-padat, padat-padat, dan padat-cair.

Misalnya, interaksi karbon dioksida Dan kalsium hidroksida:

CO 2 (g) + Ca (OH) 2 (larutan) = CaCO 3 (tv) + H 2 O

Untuk mengklasifikasikan reaksi berdasarkan keadaan fase, penting untuk dapat menentukannya keadaan fase zat. Hal ini cukup mudah dilakukan dengan menggunakan pengetahuan tentang struktur materi, khususnya tentang.

Zat dengan ionik, atom atau kisi kristal logam, biasanya keras dalam kondisi normal; zat dengan kisi molekul, biasanya, cairan atau gas dalam kondisi normal.

Harap dicatat bahwa ketika dipanaskan atau didinginkan, zat dapat berubah dari satu fase ke fase lainnya. Dalam hal ini, perlu untuk fokus pada kondisi reaksi tertentu dan properti fisik zat.

Misalnya, menerima gas sintesis terjadi pada suhu yang sangat tinggi di mana air - uap:

CH 4 (g) + H2O (g) = CO (g) + 3H 2 (g)

Jadi, reformasi uap metana — reaksi homogen.

Klasifikasi reaksi kimia menurut partisipasi katalis

Katalis adalah suatu zat yang mempercepat suatu reaksi, tetapi bukan merupakan bagian dari produk reaksi. Katalis berpartisipasi dalam reaksi, namun praktis tidak dikonsumsi selama reaksi. Secara konvensional, diagram aksi katalis KE ketika zat berinteraksi A+B dapat digambarkan sebagai berikut: A + K = AK; AK + B = AB + K.

Tergantung pada keberadaan katalis, reaksi katalitik dan non-katalitik dibedakan.

• Reaksi katalitik - ini adalah reaksi yang terjadi dengan partisipasi katalis. Misalnya penguraian garam Berthollet: 2KClO 3 → 2KCl + 3O 2.
• Reaksi non-katalitik - Ini adalah reaksi yang terjadi tanpa partisipasi katalis. Misalnya pembakaran etana: 2C 2 H 6 + 5O 2 = 2CO 2 + 6H 2 O.

Semua reaksi yang terjadi dalam sel organisme hidup terjadi dengan partisipasi katalis protein khusus - enzim. Reaksi seperti ini disebut enzimatik.

Mekanisme kerja dan fungsi katalis dibahas lebih rinci pada artikel tersendiri.

Klasifikasi reaksi berdasarkan arah

Reaksi yang dapat dibalik - ini adalah reaksi yang dapat terjadi baik dalam arah maju maupun mundur, mis. ketika, dalam kondisi tertentu, produk reaksi dapat berinteraksi satu sama lain. Reaksi reversibel mencakup sebagian besar reaksi homogen, esterifikasi; reaksi hidrolisis; hidrogenasi-dehidrogenasi, hidrasi-dehidrasi; produksi amonia dari zat sederhana, oksidasi sulfur dioksida, produksi hidrogen halida (kecuali hidrogen fluorida) dan hidrogen sulfida; sintesis metanol; produksi dan dekomposisi karbonat dan bikarbonat, dll.

Reaksi yang tidak dapat diubah - ini adalah reaksi yang sebagian besar berlangsung dalam satu arah, yaitu. Produk reaksi tidak dapat bereaksi satu sama lain dalam kondisi ini. Contoh reaksi ireversibel: pembakaran; reaksi eksplosif; reaksi yang terjadi dengan pembentukan gas, endapan atau air dalam larutan; pembubaran logam alkali dalam air; dan sebagainya.

Kimia anorganik- cabang ilmu kimia yang berhubungan dengan studi tentang struktur, reaktivitas dan sifat semua unsur kimia dan senyawa anorganiknya. Cabang ilmu kimia ini mencakup semua senyawa kecuali bahan organik(kelas senyawa yang mencakup karbon, dengan pengecualian beberapa senyawa paling sederhana, biasanya diklasifikasikan sebagai anorganik). Perbedaan senyawa organik dan anorganik, mengandung , menurut beberapa representasi, sewenang-wenang. Kimia anorganik mempelajari unsur-unsur kimia dan zat sederhana dan kompleks yang dibentuknya (kecuali organik). Jumlah zat anorganik yang diketahui saat ini mendekati 500 ribu.

Landasan teori kimia anorganik adalah hukum periodik dan berdasarkan itu tabel periodik D.I.Mendeleev. Tugas utama kimia anorganik adalah pengembangan dan dasar ilmiah cara untuk membuat material baru dengan sifat yang diperlukan untuk teknologi modern.

Klasifikasi unsur kimia

Tabel periodik unsur kimia ( Tabel Mendeleev) - klasifikasi unsur kimia yang menentukan ketergantungan berbagai properti unsur kimia dari muatan inti atom. Sistem adalah ekspresi grafis dari hukum periodik, . Versi aslinya dikembangkan oleh D.I.Mendeleev pada tahun 1869-1871 dan disebut “Sistem Unsur Alami”, yang menetapkan ketergantungan sifat-sifat unsur kimia pada massa atomnya. Secara total, beberapa ratus opsi untuk menggambarkan tabel periodik telah diusulkan, tetapi dalam versi modern Sistem ini melibatkan reduksi unsur-unsur menjadi tabel dua dimensi, di mana setiap kolom (golongan) menentukan sifat fisik dan kimia dasar, dan baris-barisnya mewakili periode yang agak mirip satu sama lain.

Zat sederhana

Mereka terdiri dari atom-atom dari satu unsur kimia (mereka adalah bentuk keberadaannya dalam keadaan bebas). Tergantung pada ikatan kimia antar atom, semua zat sederhana dalam kimia anorganik dibagi menjadi dua kelompok utama: dan. Yang pertama dicirikan oleh ikatan logam, yang kedua oleh ikatan kovalen. Ada juga dua kelompok yang berdekatan - zat mirip logam dan zat nonlogam. Ada fenomena alotropi, yang terdiri dari kemungkinan pembentukan beberapa jenis zat sederhana dari atom-atom unsur yang sama, tetapi dengan struktur kisi kristal yang berbeda; masing-masing jenis ini disebut modifikasi alotropik.

Logam

(dari bahasa Latin metallum - tambang, tambang) - sekelompok elemen dengan sifat logam yang khas, seperti konduktivitas termal dan listrik yang tinggi, koefisien resistansi suhu positif, keuletan tinggi, dan kilau logam. Dari 118 unsur kimia yang ditemukan di saat ini, logam meliputi:

• 38 pada kelompok logam transisi,
• 11 pada kelompok logam ringan,
• 7 dalam kelompok semilogam,
• 14 dalam kelompok lantanida + lantanum,
• 14 dalam kelompok aktinida + aktinium,
• di luar kelompok tertentu.

Jadi, 96 dari semua unsur yang ditemukan adalah logam.

Bukan logam

Unsur kimia dengan sifat khas nonlogam, menempati sudut kanan atas Tabel Periodik Unsur. Terjadi dalam bentuk molekul sebagai zat sederhana di alam.

Kimia- ilmu tentang zat, hukum transformasinya (sifat fisik dan kimia) dan penerapannya.

Saat ini, lebih dari 100 ribu senyawa anorganik dan lebih dari 4 juta senyawa organik diketahui.

Fenomena kimia: suatu zat berubah menjadi zat lain yang komposisi dan sifat aslinya berbeda, sedangkan komposisi inti atom tidak berubah.

Fenomena fisika: perubahan keadaan fisik zat (penguapan, peleburan, daya hantar listrik, radiasi panas dan cahaya, kelenturan, dll) atau zat baru terbentuk dengan adanya perubahan komposisi inti atom.

Ilmu atom-molekul.

1. Semua zat terdiri dari molekul.

Molekul - partikel terkecil suatu zat yang memiliki sifat kimianya.

2. Molekul terdiri dari atom.

Atom - partikel terkecil dari suatu unsur kimia yang mempertahankan semua sifat kimianya. Unsur yang berbeda mempunyai atom yang berbeda pula.

3. Molekul dan atom terus bergerak; ada kekuatan tarik-menarik dan tolak-menolak di antara keduanya.

Unsur kimia - ini adalah jenis atom yang dicirikan oleh muatan inti tertentu dan struktur kulit elektron. Saat ini diketahui 118 unsur: 89 diantaranya ditemukan di alam (di Bumi), sisanya diperoleh secara buatan. Atom ada dalam keadaan bebas, dalam senyawa dengan atom dari unsur yang sama atau lainnya, membentuk molekul. Kemampuan atom untuk berinteraksi dengan atom lain dan membentuk senyawa kimia ditentukan oleh strukturnya. Atom terdiri dari inti bermuatan positif dan elektron bermuatan negatif yang bergerak mengelilinginya, membentuk sistem netral secara listrik yang mematuhi hukum karakteristik sistem mikro.

Inti atom - bagian tengah atom, terdiri dari Zproton dan N neutron, di mana sebagian besar atom terkonsentrasi.

Biaya inti - positif, nilainya sama dengan jumlah proton dalam inti atau elektron dalam atom netral dan bertepatan dengan nomor atom suatu unsur dalam tabel periodik.

Jumlah proton dan neutron suatu inti atom disebut nomor massa A = Z+ N.

Isotop - unsur kimia yang muatan inti sama, tetapi nomor massa berbeda karena jumlah neutron dalam inti berbeda.

Massa nomor ® Mengisi daya ® kernel

A Z

63 29

Cu dan

65 29

35 17

Kl dan

37 17

Rumus kimia - ini adalah notasi konvensional tentang komposisi suatu zat menggunakan simbol kimia (diusulkan pada tahun 1814 oleh J. Berzelius) dan indeks (indeks adalah angka di kanan bawah simbol. Menunjukkan jumlah atom dalam molekul). Rumus kimianya menunjukkan atom-atom unsur mana dan perbandingan berapa yang terikat satu sama lain dalam suatu molekul.

Alotropi - fenomena pembentukan suatu unsur kimia dari beberapa zat sederhana yang berbeda struktur dan sifatnya. Zat sederhana - molekul, terdiri dari atom-atom dari unsur yang sama.

Czat palsu - molekul terdiri dari atom-atom dari berbagai unsur kimia.

Konstanta massa atom sama dengan 1/12 massa isotop 12 C - Isotop utama karbon alami.

kamu = 1/12 m (12 C ) =1 pagi = 1,66057 10 -24 g

Massa atom relatif (A r) - besaran tak berdimensi sama dengan perbandingan massa rata-rata atom suatu unsur (dengan mempertimbangkan persentase isotop di alam) dengan 1/12 massa atom 12 C.

Massa atom absolut rata-rata (M) sama dengan massa atom relatif dikalikan amu.

Ar(Mg) = 24,312

m(Mg) = 24,312 1,66057 10 -24 = 4,037 10 -23 gram

Berat molekul relatif (Tn) - besaran tak berdimensi yang menunjukkan berapa kali massa molekul suatu zat lebih besar dari 1/12 massa atom karbon 12 C.

M g = mg / (1/12 m a (12 C))

Tn - massa molekul suatu zat;

m a (12 C) - massa atom karbon 12C.

M g = S A g (e). Massa molekul relatif suatu zat sama dengan jumlah massa atom relatif semua unsur, dengan memperhitungkan indeksnya.

Contoh.

M g (B 2 O 3) = 2 A r (B) + 3 A r (O) = 2 11 + 3 16 = 70

M g (KAl(SO 4) 2) = 1 A r (K) + 1 A r (Al) + 1 2 A r (S) + 2 4 A r (O) =
= 1 39 + 1 27 + 1 2 32 + 2 4 16 = 258

Massa molekul mutlak sama dengan massa molekul relatif dikalikan dengan sma. Jumlah atom dan molekul dalam sampel zat biasa sangat besar, oleh karena itu, ketika mengkarakterisasi jumlah suatu zat, digunakan satuan pengukuran khusus - mol.

Jumlah zat, mol . Cara nomor tertentu elemen struktural (molekul, atom, ion). DitunjukN , diukur dalam mol. Satu mol adalah jumlah suatu zat yang mengandung partikel sebanyak jumlah atom dalam 12 g karbon.

nomor Avogadro (N A ). Jumlah partikel dalam 1 mol suatu zat adalah sama dan sama dengan 6,02 · 10 23. (Konstanta Avogadro berdimensi - mol -1).

Contoh.

Berapa banyak molekul yang ada dalam 6,4 g belerang?

Berat molekul belerang adalah 32 g/mol. Kita menentukan jumlah g/mol zat dalam 6,4 g belerang:

N (s) = m(s)/M(s ) = 6,4 gram / 32 gram/mol = 0,2 mol

Mari kita tentukan jumlah unit struktural (molekul) menggunakan konstanta Avogadro N A

N(s) = N (S)N A = 0,2 6,02 10 23 = 1,2 10 23

Masa molar menunjukkan massa 1 mol suatu zat (dilambangkanM).

M = m / N

Massa molar suatu zat sama dengan perbandingan massa suatu zat dengan jumlah zat yang bersangkutan.

Massa molar suatu zat secara numerik sama dengan massa molekul relatifnya, namun besaran pertama berdimensi g/mol, dan besaran kedua tidak berdimensi.

M = N A m (1 molekul) = N A M g 1 sma = (NA 1 sma) M g = M g

Artinya jika massa suatu molekul tertentu, misalnya 80 sma. ( JADI 3 ), maka massa satu mol molekul sama dengan 80 g Konstanta Avogadro adalah koefisien proporsionalitas yang memastikan transisi dari hubungan molekul ke hubungan molar. Semua pernyataan mengenai molekul tetap berlaku untuk mol (dengan penggantian, jika perlu, amu dengan g). Misalnya, persamaan reaksi: 2 Na + Cl 2 2 NaCl , berarti dua atom natrium bereaksi dengan satu molekul klor atau, sama saja, dua mol natrium bereaksi dengan satu mol klor.

TUTORIAL

Dalam disiplin "Kimia umum dan anorganik"

Kumpulan kuliah kimia umum dan anorganik

Kimia umum dan anorganik: tutorial/ penulis E.N.Mozzhukhina;

GBPOU "Perguruan Tinggi Kedokteran Dasar Kurgan". - Kurgan: KBMK, 2014. - 340 hal.

Diterbitkan berdasarkan keputusan dewan redaksi dan penerbitan Lembaga Pendidikan Otonomi Negara untuk Pendidikan Profesi Lanjutan "Lembaga Pengembangan Pendidikan dan Teknologi Sosial"

Pengulas: BUKAN. Gorshkova - kandidat ilmu biologi, Wakil Direktur AKB, Kurgan Basic Medical College

Perkenalan.
BAGIAN 1. Landasan teori kimia	8-157
1.1. Hukum periodik dan sistem periodik menurut unsur D.I. Mendeleev. Teori struktur zat.
1.2.Struktur elektronik atom unsur.
1.3. Jenis ikatan kimia.
1..4 Struktur zat yang bersifat anorganik
1 ..5 Golongan senyawa anorganik.
1.5.1. Klasifikasi, komposisi, tata nama oksida, asam, basa Metode pembuatan dan sifat kimianya.
1.5.2 Klasifikasi, komposisi, tata nama garam. Metode persiapan dan sifat kimianya
1.5.3. Amfoter. Sifat kimia oksida amfoter dan hidroksida. Hubungan genetik antar golongan senyawa anorganik.
1..6 Koneksi kompleks.
1..7 Solusi.
1.8. Teori disosiasi elektrolitik.
1.8.1. Disosiasi elektrolitik. Ketentuan dasar. TED. Mekanisme disosiasi.
1.8.2. Reaksi ionik menukarkan. Hidrolisis garam.
1.9. Reaksi kimia.
1.9.1. Klasifikasi reaksi kimia. Kesetimbangan kimia dan perpindahan.
1.9.2. Reaksi redoks. Esensi elektronik mereka. Klasifikasi dan kompilasi persamaan OVR.
1.9.3. Agen pengoksidasi dan pereduksi yang paling penting. ORR dengan partisipasi dikromat, kalium permanganat dan asam encer.
1.9.4 Metode penyusunan koefisien dalam OVR
BAGIAN 2. Kimia unsur dan senyawanya.
2.1. Elemen P.
2.1.1. karakteristik umum unsur golongan VII tabel periodik. Halogen. Klorin, sifat fisik dan kimianya.
2.1.2. Halida. Peran biologis halogen.
2.1.3. Kalkogen. Ciri-ciri umum unsur golongan VI PS D.I. Mendeleev. Senyawa oksigen.
2.1.4. Senyawa belerang yang paling penting.
2.1.5. Subgrup utama grup V. Karakteristik umum. Struktur atom, sifat fisik dan kimia nitrogen. Senyawa nitrogen yang paling penting.
2.1.6. Struktur atom fosfor, sifat fisik dan kimianya. Alotropi. Senyawa fosfor yang paling penting.
2.1.7. Ciri-ciri umum unsur golongan IV subkelompok utama sistem periodik D.I. Mendeleev. Karbon dan silikon.
2.1.8. Subgrup utama golongan III sistem periodik D.I. Mendeleev. membosankan. Aluminium.
2.2. s - elemen.
2.2.1. Ciri-ciri umum logam golongan II subkelompok utama sistem periodik D.I. Mendeleev. Logam alkali tanah.
2.2.2. Ciri-ciri umum unsur golongan I subkelompok utama sistem periodik D.I. Mendeleev. Logam alkali.
2.3. elemen-d.
2.3.1. Subgrup samping dari grup I.
2.3.2.. Subkelompok samping dari kelompok II.
2.3.3. Subgrup samping dari grup VI
2.3.4. Subgrup samping dari grup VII
2.3.5. Subgrup samping dari grup VIII

Catatan penjelasan

Pada tahap perkembangan masyarakat saat ini, tugas utamanya adalah menjaga kesehatan manusia. Pengobatan banyak penyakit menjadi mungkin berkat kemajuan kimia dalam penciptaan zat dan bahan baru.

Tanpa pengetahuan yang mendalam dan komprehensif di bidang kimia, tanpa mengetahui pengertian positif atau pengaruh negatif faktor kimia pada lingkungan, Anda tidak akan bisa menjadi tenaga medis yang kompeten. Mahasiswa kedokteran harus memiliki pengetahuan kimia minimum yang disyaratkan.

Materi perkuliahan mata kuliah ini ditujukan bagi mahasiswa yang mempelajari dasar-dasar kimia umum dan kimia anorganik.

Tujuan dari mata kuliah ini adalah untuk mempelajari prinsip-prinsip kimia anorganik yang disajikan pada tingkat pengetahuan saat ini; memperluas cakupan pengetahuan dengan mempertimbangkan orientasi profesional. Arah yang penting adalah menciptakan landasan yang kokoh untuk membangun pengajaran kimia lainnya disiplin ilmu khusus(kimia organik dan analitik, farmakologi, teknologi obat).

Materi yang diusulkan memberikan orientasi profesional bagi mahasiswa tentang hubungan antara kimia anorganik teoritis dan disiplin ilmu khusus dan kedokteran.

Tujuan utama dari kursus pelatihan disiplin ini adalah untuk menguasai prinsip-prinsip dasar kimia umum; dalam asimilasi siswa terhadap kandungan kimia anorganik sebagai ilmu yang menjelaskan hubungan sifat-sifat senyawa anorganik dengan strukturnya; dalam pembentukan gagasan tentang kimia anorganik sebagai disiplin dasar yang menjadi dasar pengetahuan profesional.

Mata kuliah perkuliahan pada disiplin ilmu “Kimia Umum dan Anorganik” dibangun sesuai dengan kebutuhan Negara standar pendidikan(FSES-4) untuk tingkat pelatihan minimum lulusan spesialisasi 060301 “Farmasi” dan dikembangkan berdasarkan kurikulum spesialisasi ini.

Kursus perkuliahan mencakup dua bagian;

1. Landasan teori kimia.

2. Kimia unsur dan senyawanya : (unsur p, unsur s, unsur d).

Presentasi materi pendidikan disajikan dalam pengembangan: dari yang terbanyak konsep sederhana menjadi kompleks, holistik, generalisasi.

Bagian “Landasan Teoritis Kimia” mencakup isu-isu berikut:

1. Hukum periodik dan tabel periodik unsur kimia D.I. Mendeleev dan teori struktur zat.

2. Golongan zat anorganik, hubungan antara semua golongan zat anorganik.

3. Senyawa kompleks, kegunaannya dalam analisis kualitatif.

4. Solusi.

5. Teori disosiasi elektrolitik.

6. Reaksi kimia.

Saat mempelajari bagian “Kimia unsur dan senyawanya” pertanyaan-pertanyaan berikut dipertimbangkan:

1. Ciri-ciri grup dan subgrup dimana elemen tersebut berada.

2. Ciri-ciri suatu unsur berdasarkan kedudukannya dalam tabel periodik, ditinjau dari teori struktur atom.

3. Sifat fisik dan sebarannya di alam.

4. Cara memperolehnya.

5. Sifat kimia.

6. Koneksi penting.

7. Peran biologis unsur dan kegunaannya dalam pengobatan.

Perhatian khusus dikhususkan untuk obat-obatan yang bersifat anorganik.

Sebagai hasil dari mempelajari disiplin ini, siswa harus mengetahui:

1. Hukum periodik dan ciri-ciri unsur-unsur sistem periodik D.I. Mendeleev.

2. Dasar-dasar teori proses kimia.

3. Struktur dan reaktivitas zat yang bersifat anorganik.

4. Klasifikasi dan tata nama zat anorganik.

5. Persiapan dan sifat-sifat zat anorganik.

6. Penerapan dalam pengobatan.

1. Mengklasifikasikan senyawa anorganik.

2. Tulislah nama-nama senyawa.

3. Instal hubungan genetik antar senyawa anorganik.

4. Dengan menggunakan reaksi kimia, buktikan sifat kimia zat anorganik, termasuk zat obat.

Kuliah No.1

Topik: Pendahuluan.

1. Mata pelajaran dan tugas kimia

2. Metode kimia umum dan anorganik

3. Teori dasar dan hukum kimia:

a) teori atom-molekul.

b) hukum kekekalan massa dan energi;

c) hukum periodik;

d) teori struktur kimia.

kimia anorganik.

1. Mata pelajaran dan tugas kimia

Kimia modern adalah salah satu ilmu alam dan merupakan sistem disiplin ilmu tersendiri: kimia umum dan anorganik, kimia analitik, kimia organik, kimia fisika dan koloid, geokimia, kosmokimia, dll.

Kimia adalah ilmu yang mempelajari proses transformasi zat yang disertai dengan perubahan komposisi dan struktur, serta saling transisi antara proses tersebut dengan bentuk pergerakan materi lainnya.

Dengan demikian, objek utama kimia sebagai ilmu adalah zat dan transformasinya.

Pada tahap perkembangan masyarakat kita saat ini, menjaga kesehatan manusia merupakan tugas yang sangat penting. Pengobatan banyak penyakit menjadi mungkin berkat kemajuan kimia dalam penciptaan zat dan bahan baru: obat, pengganti darah, polimer dan bahan polimer.

Tanpa pengetahuan yang mendalam dan komprehensif di bidang kimia, tanpa memahami pentingnya dampak positif atau negatif berbagai faktor kimia terhadap kesehatan manusia dan lingkungan, tidak mungkin menjadi seorang profesional medis yang kompeten.

kimia umum. Kimia anorganik.

Kimia anorganik adalah ilmu tentang unsur-unsur tabel periodik dan zat sederhana dan kompleks yang dibentuk olehnya.

Kimia anorganik tidak dapat dipisahkan dari kimia umum. Secara historis, ketika mempelajari interaksi kimia unsur-unsur satu sama lain, hukum-hukum dasar kimia, pola-pola umum reaksi kimia, teori ikatan kimia, doktrin larutan, dan masih banyak lagi dirumuskan, yang merupakan pokok bahasan kimia umum.

Dengan demikian, kimia umum mempelajari gagasan dan konsep teoretis yang menjadi landasan seluruh sistem pengetahuan kimia.

Kimia anorganik telah lama melampaui tahap ilmu deskriptif dan saat ini sedang mengalami “kelahiran kembali” sebagai akibat dari meluasnya penggunaan metode kimia kuantum dan model pita. spektrum energi elektron, penemuan valensi senyawa kimia gas mulia, sintesis bahan yang ditargetkan dengan sifat fisik dan kimia khusus. Berdasarkan kajian mendalam tentang hubungan antara struktur dan sifat kimia, ia berhasil memecahkannya tugas utama- penciptaan zat anorganik baru dengan sifat tertentu.

2. Metode kimia umum dan anorganik.

Dari metode eksperimen kimia, yang terpenting adalah metode reaksi kimia. Reaksi kimia adalah transformasi suatu zat menjadi zat lain dengan mengubah komposisi dan struktur kimianya. Reaksi kimia memungkinkan untuk mempelajari sifat kimia suatu zat. Berdasarkan reaksi kimia zat yang diteliti, seseorang secara tidak langsung dapat menilai struktur kimianya. Metode langsung untuk menentukan struktur kimia sebagian besar didasarkan pada penggunaan fenomena fisika.

Sintesis anorganik juga dilakukan berdasarkan reaksi kimia, yaitu Akhir-akhir ini mencapai kesuksesan besar, terutama dalam memperoleh senyawa yang sangat murni dalam bentuk kristal tunggal. Hal ini difasilitasi oleh penggunaan suhu dan tekanan tinggi, vakum tinggi, pengenalan metode pembersihan tanpa wadah, dll.

Saat melakukan reaksi kimia, serta saat mengisolasi zat dari campuran dalam bentuk murni peran penting Metode persiapan berperan: pengendapan, kristalisasi, filtrasi, sublimasi, distilasi, dll. Saat ini, banyak dari metode preparatif klasik ini telah dikembangkan lebih lanjut dan menjadi yang terdepan dalam teknologi untuk memperoleh zat yang sangat murni dan kristal tunggal. Ini adalah metode kristalisasi terarah, rekristalisasi zona, sublimasi vakum, distilasi fraksional. Salah satu ciri kimia anorganik modern adalah sintesis dan studi zat yang sangat murni pada kristal tunggal.

Metode analisis fisikokimia banyak digunakan dalam studi larutan dan paduan, ketika senyawa yang terbentuk di dalamnya sulit atau praktis tidak mungkin diisolasi dalam keadaan individual. Kemudian sifat fisik sistem dipelajari tergantung pada perubahan komposisi. Hasilnya, diagram sifat-komposisi dibangun, analisisnya memungkinkan seseorang menarik kesimpulan tentang sifat interaksi kimia komponen, pembentukan senyawa dan sifat-sifatnya.

Untuk memahami hakikat suatu fenomena, metode eksperimen saja tidak cukup, sehingga Lomonosov mengatakan bahwa seorang ahli kimia sejati haruslah seorang ahli teori. Hanya melalui pemikiran, abstraksi ilmiah, dan generalisasi hukum alam dipelajari dan hipotesis serta teori diciptakan.

Pemahaman teoritis bahan percobaan dan penciptaan sistem pengetahuan kimia yang koheren dalam kimia umum modern dan kimia anorganik didasarkan pada: 1) teori mekanika kuantum tentang struktur atom dan sistem periodik unsur oleh D.I. Mendeleev; 2) teori kimia kuantum tentang struktur kimia dan doktrin ketergantungan sifat-sifat suatu zat pada “struktur kimianya; 3) doktrin kesetimbangan kimia, berdasarkan konsep termodinamika kimia.

3. Teori dasar dan hukum kimia.

Generalisasi mendasar kimia dan ilmu alam meliputi teori atom-molekul, hukum kekekalan massa dan energi,

Tabel periodik dan teori struktur kimia.

a) Teori atom-molekul.

Pencipta studi atom-molekul dan penemu hukum kekekalan massa zat M.V. Lomonosov dianggap sebagai pendiri kimia ilmiah. Lomonosov dengan jelas membedakan dua tahap dalam struktur materi: unsur (dalam pemahaman kita - atom) dan sel darah (molekul). Menurut Lomonosov, molekul zat sederhana terdiri dari atom-atom yang identik, dan molekul zat kompleks terdiri dari atom-atom yang berbeda. Teori atom-molekul mendapat pengakuan umum pada awal XIX berabad-abad setelah atomisme Dalton diperkenalkan dalam kimia. Sejak itu, molekul menjadi objek utama penelitian kimia.

b) Hukum kekekalan massa dan energi.

Pada tahun 1760, Lomonosov merumuskan hukum terpadu tentang massa dan energi. Namun sebelum awal abad ke-20. undang-undang ini dianggap independen satu sama lain. Kimia pada dasarnya berkaitan dengan hukum kekekalan massa suatu zat (massa zat yang mengalami reaksi kimia sama dengan massa zat yang terbentuk sebagai hasil reaksi).

Contoh: 2KlO 3 = 2 KCl + 3O 2

Kiri: 2 atom kalium Kanan: 2 atom kalium

2 atom klor 2 atom klor

6 atom oksigen 6 atom oksigen

Fisika berurusan dengan hukum kekekalan energi. Pada tahun 1905, pendiri fisika modern A. Einstein menunjukkan bahwa ada hubungan antara massa dan energi, yang dinyatakan dengan persamaan E = mс 2, dimana E adalah energi, m adalah massa; c adalah kecepatan cahaya dalam ruang hampa.

c) Hukum periodik.

Tugas terpenting kimia anorganik adalah mempelajari sifat-sifat unsur, mengidentifikasinya pola umum interaksi kimianya satu sama lain. Generalisasi ilmiah terbesar dalam memecahkan masalah ini dibuat oleh D.I. Mendeleev, yang menemukan Hukum Periodik dan ekspresi grafisnya - Sistem Periodik. Hanya berkat penemuan inilah tinjauan kimia ke masa depan, prediksi fakta-fakta baru, menjadi mungkin. Oleh karena itu, Mendeleev adalah pendiri kimia modern.

Hukum periodik Mendeleev adalah dasar hukum alam
taksonomi unsur kimia. Unsur kimia - koleksi
atom yang mempunyai muatan inti yang sama. Pola perubahan properti
unsur kimia ditentukan oleh Hukum Periodik. Doktrin tentang
struktur atom menjelaskan arti fisika dari Hukum Periodik.
Ternyata frekuensi perubahan sifat unsur dan senyawanya
bergantung pada struktur elektronik serupa yang berulang secara berkala
kulit atomnya. Sifat kimia dan beberapa sifat fisik bergantung pada
struktur cangkang elektronik, terutama lapisan luarnya. Itu sebabnya
Hukum periodik adalah dasar ilmiah untuk mempelajari sifat-sifat terpenting unsur dan senyawanya: asam basa, redoks, katalitik, pengompleks, semikonduktor, metalokimia, kimia kristal, radiokimia, dll.

Tabel periodik juga memainkan peran besar dalam studi radioaktivitas alami dan buatan serta pelepasan energi intranuklir.

Hukum periodik dan sistem periodik terus dikembangkan dan disempurnakan. Buktinya adalah rumusan modern Hukum Periodik: sifat-sifat unsur, serta bentuk dan sifat senyawanya, secara periodik bergantung pada besarnya muatan inti atomnya. Dengan demikian, muatan positif inti, dan bukan massa atom, ternyata merupakan argumen yang lebih akurat yang menjadi dasar sifat-sifat unsur dan senyawanya.

d) Teori struktur kimia.

Tugas mendasar kimia adalah mempelajari hubungan antara struktur kimia suatu zat dan sifat-sifatnya. Sifat-sifat suatu zat merupakan fungsi dari struktur kimianya. Sebelum SAYA. Butlerov percaya bahwa sifat suatu zat ditentukan oleh komposisi kualitatif dan kuantitatifnya. Dia pertama kali merumuskan prinsip dasar teorinya tentang struktur kimia. Jadi: sifat kimia suatu partikel kompleks ditentukan oleh sifat partikel penyusun unsurnya, jumlah dan struktur kimianya. Diterjemahkan ke dalam bahasa modern Artinya sifat-sifat suatu molekul ditentukan oleh sifat atom-atom penyusunnya, jumlah atom-atom penyusunnya, dan struktur kimia molekul tersebut. Awalnya, teori struktur kimia mengacu pada senyawa kimia yang memiliki struktur molekul. Saat ini, teori yang diciptakan oleh Butlerov dianggap sebagai teori kimia umum tentang struktur senyawa kimia dan ketergantungan sifat-sifatnya pada struktur kimianya. Teori ini merupakan kelanjutan dan pengembangan dari ajaran atom-molekul Lomonosov.

4. Peranan ilmuwan dalam dan luar negeri dalam perkembangan umum dan

kimia anorganik.

hal/hal	Ilmuwan	Tanggal kehidupan	Karya dan penemuan terpenting di bidang kimia
1.	Avogadro Amedo (Italia) |	1776-1856	Hukum Avogadro 1
2.	Arrhenius Svante (Swedia)	1859-1927	Teori disosiasi elektrolitik
3.	Beketov N.N. (Rusia)	1827-1911	Seri aktivitas logam. Dasar-dasar aluminotermi.
4.	Berthollet Claude Louis (Prancis)	1748-1822	Kondisi terjadinya reaksi kimia. Penelitian gas. garam Bertholet.
5.	Berzelius Jene Jakob (Swedia)	1779-1848	Penentuan berat atom suatu unsur. Pengenalan sebutan huruf untuk unsur kimia.
6.	Boyle Robert (Inggris)	1627-1691	Membangun konsep unsur kimia. Ketergantungan volume gas pada tekanan.
7.	Bor Nils (Denmark)	1887-1962	Teori struktur atom. 1
8.	Van't Hoff Jacob Gendrik (Belanda)	1852-1911	Studi tentang solusi; salah satu pendiri kimia fisik dan stereokimia.
9.	Gay-Lussac Joseph (Prancis)	1778-1850	hukum gas Gay-Lussac. Studi tentang asam bebas oksigen; teknologi asam sulfat.
10.	Hess German Ivanov (Rusia)	1802-1850	Penemuan hukum dasar termokimia. Pengembangan tata nama kimia Rusia. Analisis mineral.
11.	Dalton John (Inggris)	1766-1844	Hukum kelipatan rasio. Pengenalan simbol dan rumus kimia. Pembenaran teori atom.
12.	Maria Curie-Skłodowska (Prancis, penduduk asli Polandia)	1867-1934	Penemuan polonium dan radium; mempelajari sifat-sifat zat radioaktif. Pelepasan radium logam.
13.	Lavoisier Antoine Laurent (Prancis)	1743-1794	Landasan ilmu kimia, berdirinya teori pembakaran oksigen, sifat air. Pembuatan buku teks kimia berdasarkan pandangan baru.
14.	Le Chatelier Lune Henri (Prancis)	1850-1936	Hukum umum keseimbangan bergeser tergantung pada kondisi eksternal (prinsip Le Chatelier)
15.	Lomonosov Mikhail Vasilievich	1741-1765	Hukum kekekalan massa zat.
			Penerapan metode kuantitatif dalam kimia; pengembangan prinsip dasar teori kinetik gas. Pendirian laboratorium kimia Rusia pertama. Menyusun manual tentang metalurgi dan pertambangan. Penciptaan produksi mosaik.
16.	Mendeleev Dmitry Ivanovich (Rusia)	1834-1907	Hukum periodik dan tabel periodik unsur kimia (1869). Teori hidrat solusi. "Dasar-Dasar Kimia". Penelitian gas, penemuan suhu kritis, dll.
17.	Priestley Joseph (Inggris)	1733-1804	Penemuan dan penelitian oksigen, hidrogen klorida, amonia, karbon monoksida, nitrogen oksida dan gas lainnya.
18.	Rutherford Ernest (Inggris)	1871-1937	Teori planet tentang struktur atom. Bukti peluruhan radioaktif spontan dengan pelepasan sinar alfa, beta, dan gamma.
19.	Jacobi Boris Semenovich (Rusia)	1801-1874	Penemuan galvanoplasti dan pengenalannya ke dalam praktik percetakan dan pencetakan uang logam.
20.	Dan lain-lain

Pertanyaan untuk pengendalian diri:

1. Tugas pokok kimia umum dan anorganik.

2. Metode reaksi kimia.

3. Metode persiapan.

4. Metode analisis fisika dan kimia.

5. Hukum dasar.

6. Teori dasar.

Kuliah No.2

Topik: “Struktur atom dan hukum periodik D.I. Mendeleev"

Rencana

1. Struktur atom dan isotop.

2. Bilangan kuantum. Prinsip Pauli.

3. Tabel periodik unsur kimia ditinjau dari teori struktur atom.

4. Ketergantungan sifat-sifat unsur pada struktur atomnya.

Hukum periodik D.I. Mendeleev menemukan hubungan timbal balik unsur-unsur kimia. Kajian hukum periodik menimbulkan beberapa pertanyaan:

1. Apa persamaan dan perbedaan unsur-unsur tersebut?

2. Apa yang menjelaskan perubahan periodik sifat-sifat unsur?

3. Mengapa unsur-unsur tetangga pada periode yang sama berbeda secara signifikan sifat-sifatnya, meskipun massa atomnya berbeda sedikit, dan sebaliknya, dalam subkelompok perbedaan massa atom unsur-unsur tetangganya besar, tetapi sifat-sifatnya serupa?

4. Mengapa susunan unsur menurut kenaikan massa atom dilanggar oleh unsur argon dan kalium; kobalt dan nikel; telurium dan yodium?

Kebanyakan ilmuwan mengakui keberadaan atom yang sebenarnya, tetapi menganut pandangan metafisik (atom adalah partikel materi terkecil yang tidak dapat dibagi).

DI DALAM akhir XIX struktur kompleks atom dan kemungkinan mengubah beberapa atom menjadi atom lain dalam kondisi tertentu telah ditetapkan. Partikel pertama yang ditemukan dalam atom adalah elektron.

Diketahui bahwa dengan pijar yang kuat dan penerangan UV dari permukaan logam, elektron negatif dan logam menjadi bermuatan positif. Dalam menjelaskan sifat listrik ini, karya ilmuwan Rusia A.G. sangatlah penting. Stoletov dan ilmuwan Inggris W. Crookes. Pada tahun 1879, Crookes menyelidiki fenomena sinar elektron dalam magnet dan medan listrik dibawah pengaruh arus listrik tegangan tinggi. Sifat sinar katoda untuk menggerakkan benda dan mengalami penyimpangan medan magnet dan listrik memungkinkan kita menyimpulkan bahwa ini adalah partikel material yang membawa muatan negatif terkecil.

Pada tahun 1897, J. Thomson (Inggris) menyelidiki partikel-partikel ini dan menyebutnya elektron. Karena elektron dapat diperoleh terlepas dari bahan penyusun elektroda, ini membuktikan bahwa elektron adalah bagian dari atom suatu unsur.

Pada tahun 1896, A. Becquerel (Perancis) menemukan fenomena radioaktivitas. Ia menemukan bahwa senyawa uranium memiliki kemampuan memancarkan sinar tak kasat mata yang bekerja pada pelat fotografi yang dibungkus kertas hitam.

Pada tahun 1898, melanjutkan penelitian Becquerel, M. Curie-Skladovsky dan P. Curie menemukan dua unsur baru dalam bijih uranium - radium dan polonium, yang memiliki aktivitas radiasi sangat tinggi.

unsur radioaktif

Sifat atom-atom berbagai unsur yang secara spontan berubah menjadi atom unsur lain, disertai pancaran sinar alfa, beta, dan gamma yang tidak terlihat dengan mata telanjang, disebut radioaktivitas.

Akibatnya, fenomena radioaktivitas merupakan bukti langsung dari struktur atom yang kompleks.

Elektron adalah bagian yang tidak terpisahkan atom dari semua unsur. Tetapi elektron bermuatan negatif, dan atom secara keseluruhan netral secara listrik, maka jelas di dalam atom terdapat bagian yang bermuatan positif, yang dengan muatannya mengkompensasi muatan negatif elektron.

Data eksperimen tentang keberadaan inti bermuatan positif dan lokasinya dalam atom diperoleh pada tahun 1911 oleh E. Rutherford (Inggris), yang mengusulkan model struktur atom planet. Menurut model ini, sebuah atom terdiri dari inti bermuatan positif, berukuran sangat kecil. Hampir seluruh massa atom terkonsentrasi di dalam inti. Atom secara keseluruhan netral secara listrik, oleh karena itu muatan total elektron harus sama dengan muatan inti.

Penelitian G. Moseley (Inggris, 1913) menunjukkan bahwa muatan positif suatu atom secara numerik sama dengan nomor atom suatu unsur dalam tabel periodik D.I. Mendeleev.

Jadi, nomor urut suatu unsur menunjukkan jumlah muatan positif inti atom, serta jumlah elektron yang bergerak dalam medan inti. Inilah arti fisik dari nomor seri elemen.

Menurut model nuklir, atom hidrogen memiliki struktur paling sederhana: inti membawa satu muatan positif elementer dan massa yang mendekati satu. Ini disebut proton (“paling sederhana”).

Pada tahun 1932, fisikawan D.N. Chadwick (Inggris) menemukan bahwa sinar yang dipancarkan ketika sebuah atom dibombardir dengan partikel alfa memiliki kemampuan penetrasi yang sangat besar dan mewakili aliran partikel yang netral secara listrik - neutron.

Berdasarkan studi reaksi nuklir oleh D.D. Ivanenko (fisikawan, Uni Soviet, 1932) dan pada saat yang sama W. Heisenberg (Jerman) merumuskan teori proton-neutron tentang struktur inti atom, yang menyatakan bahwa inti atom terdiri dari partikel-proton bermuatan positif dan partikel-neutron netral ( 1 P) - proton memiliki massa relatif 1 dan muatan relatif + 1. 1

(1 n) – neutron memiliki massa relatif 1 dan muatan 0.

Jadi, muatan positif inti ditentukan oleh jumlah proton di dalamnya dan sama dengan nomor atom unsur dalam PS; nomor massa – A (massa relatif inti) sama dengan jumlah proton (Z) neutron (N):

SEBUAH = Z + N; N=A-Z

Isotop

Atom-atom dari unsur yang sama yang mempunyai muatan inti yang sama dan nomor massa yang berbeda disebut isotop. Untuk isotop satu unsur nomor yang sama proton, tapi nomor yang berbeda neutron.

Isotop hidrogen:

1 H 2 H 3 H 3 – nomor massa

1 - muatan nuklir

protium deuterium tritium

Z = 1 Z = 1 Z =1

N=0 N=1 N=2

1 proton 1 proton 1 proton

0 neutron 1 neutron 2 neutron

Isotop dari unsur yang sama mempunyai sifat kimia yang sama dan diberi simbol kimia yang sama serta menempati satu tempat dalam P.S. Karena massa atom secara praktis sama dengan massa inti (massa elektron dapat diabaikan), setiap isotop suatu unsur dicirikan, seperti inti, berdasarkan nomor massa, dan unsur berdasarkan massa atom. Massa atom suatu unsur adalah rata-rata aritmatika antara nomor massa isotop suatu unsur, dengan memperhitungkan persentase masing-masing isotop di alam.

Teori nuklir tentang struktur atom yang dikemukakan oleh Rutherford tersebar luas, tetapi para peneliti kemudian menemui sejumlah kesulitan mendasar. Menurut elektrodinamika klasik, sebuah elektron harus memancarkan energi dan bergerak tidak dalam lingkaran, tetapi sepanjang kurva spiral dan akhirnya jatuh ke dalam inti.

Pada tahun 20-an abad XX. Para ilmuwan telah menetapkan bahwa elektron memiliki sifat ganda, memiliki sifat gelombang dan partikel.

Massa elektron adalah 1 ___ massa hidrogen, muatan relatif

sama dengan (-1) . Jumlah elektron dalam suatu atom sama dengan nomor atom unsur tersebut. Elektron bergerak ke seluruh volume atom, menciptakan awan elektron dengan kerapatan muatan negatif yang tidak merata.

Gagasan tentang sifat ganda elektron mengarah pada terciptanya teori mekanika kuantum tentang struktur atom (1913, ilmuwan Denmark N. Bohr). Tesis utama mekanika kuantum adalah mikropartikel mempunyai sifat gelombang, dan gelombang mempunyai sifat partikel. Mekanika kuantum mempertimbangkan kemungkinan elektron berada di ruang sekitar inti. Daerah dimana elektron paling mungkin ditemukan dalam suatu atom (≈ 90%) disebut orbital atom.

Setiap elektron dalam atom menempati orbital tertentu dan membentuk awan elektron, yang merupakan kumpulan posisi berbeda dari elektron yang bergerak cepat.

Sifat kimia suatu unsur ditentukan oleh struktur kulit elektron atomnya.

Informasi terkait.