|
|
|
Ни одна вещь не возникает, не уничтожается, но каждая составляется из смешения существующих вещей или выделяется из них. (Анаксагор) |
Неорганическая химия изучает свойства и реакции неорганических соединений (т.е., кроме органических соединений углерода). Число неорганических веществ приближается к 400 тысяч.
Разделы страницы по химии неорганических соединений:
О %nbsp;свойствах химического элемента вы можете почитать, указав его в таблице Менделеева.
Стюарт Кауфман из Института системной биологии в США и его коллеги Давид Еленфи и Габор Ваттаи из Будапештского университета в Венгрии построили модель формирования молекул на разных стадиях развития Вселенной, которая воспроизводит наблюдающееся сегодня распределение соединений в межзвездной и межгалактической среде. Так как количество возможных соединений растет быстрее экспоненты в зависимости от количества атомов, то авторы ограничились только рассмотрением общей массы образующихся молекул.
За основу ученые взяли базу данных PubChem, в которой содержится информация о 90 миллионах различных молекул, большинство из которых встречаются в природе. Масса наибольшего количество соединений составляет 290 дальтон, что примерно соответствует 24 атомам углерода. Эти данные ученые сравнили с содержанием веществ в Мурчисонском метеорите — древнем теле, появившемся во времена формирования Солнечной системы около 5 миллиардов лет назад. В нем было обнаружено не менее 58 000 различных молекул, распределение которых по массам напоминает полную базу данных, но больше всего молекул с массой около 240 дальтон.
Затем авторы привлекают теорию образования молекул, согласно которой есть два основных пути их формирования: посредством случайного скапливания атомов, которое быстро порождает всевозможные легкие комбинации, и предпочтительного присоединения, которое медленно порождает небольшое количество из всех возможных молекул с большой массой. Зная скорости этих процессов и различия в распределениях в Мурчисонском метеорите и на Земле в целом, можно экстраполировать данные в прошлое и вывести время образования соединений. Авторы приходят к выводу, что молекулы начали образовываться примерно 12,8 миллиардов лет назад, а аминокислоты появились спустя еще 165 миллионов лет.
С одной стороны, эта работа показывает распространенность необходимых для жизни веществ во Вселенной,
а с другой — указывает на то, что аминокислоты, нуклеотиды и подобные им вещества не были непосредственными предшественниками жизни.
Авторы пишут, что секреты жизни закодированы во взаимодействиях и постхимической эволюции этих молекулярных семейств
.
( https://indicator.ru/news/2018/07/10/aminokisloty-posle-bolshogo-vzryva/ )
Неорганические вещества делятся на простые (металлы и неметаллы) и сложные (оксиды, соли, основания, кислоты). [Последние являются результатом окислительно-восстановительных реакций.]
Простые [моноатомные] вещества состоят из атомов одного химического элемента. По своим химическим свойствам они делятся на:
Сложные [гетероатомные] вещества состоят из атомов двух или более химических элементов. Они по своим химическим свойствам делятся на:
Существуют и другие сложные вещества:
В основе реакционной способности атомов лежит незаполненность их электронного слоя. В ходе химической реакции металлы обычно отдают электроны, а неметаллы – принимают.
Металлы вступают в реакцию с неметаллами с образованием солей: 2Na + S = Na2S.
Металлы в реакциях с кислородом образуют обычно основные оксиды: 4Na + O2 = 2Na2O. Неметаллы в реакциях с кислородом образуют кислотные оксиды: S + O2 = SO2. Основные оксиды реагируют с кислотными оксидами с образованием солей: Na2O + SO2 = Na2SO3.
Основные оксиды реагируют с водой с образованием оснований: Na2O + H2O = 2NaOH. Кислотные оксиды реагируют с водой с образованием кислот: SO2 + H2O = H2SO3. Основания реагируют с кислотами с образованием солей: 2NaOH + H2SO3 = Na2SO3 + 2H2O.
Основные оксиды способны реагировать с кислотами, при этом образуются соли: Na2O + H2SO3 = Na2SO3. Кислотные оксиды реагируют с основаниями также с образованием солей: SO2 + 2NaOH = Na2SO3 + H2O.
Наибольшую реакционную способность проявляют типичные металлы и их соединения, и типичные неметаллы и их соединения. К типичным металлам относятся щелочные металлы, а также барий, стронций кальция. Активность всех остальных металлов и их соединений снижена. Так магний вступает в химическую реакцию только с кипящей водой и нагретыми парами воды, а оксид магния не реагирует с водой. Медь, к примеру, не реагирует с кислотами (не может быть окислена ионом водорода). Примерно тоже самое можно сказать о неметаллах. Наибольшую активность проявляют фтор, кислород, галогены.
Соли разделяются на растворимые в воде и нерастворимые в воде. О растворимости солей можно узнать из таблицы растворимости. Хорошо растворимы обычно соли щелочных металлов и аммония.
Средние соли состоят только из остатка кислоты и основания: CaSO4, Ba(NO3)2. Кислые соли кроме катиона металла содержат катион водорода, следовательно, они проявляют все свойства солей и кислот: Ca(HCO3)2 + Сa(OH)2 = 2CaCO3 + 2H2O.
Основные соли включают в свой состав также гироксильную группу и проявляют свойства солей и оснований: (MgOH)2SO4 + H2SO4 = 2MgSO4 + 2H2O.
Основания делятся на растворимые в воде и нерастворимые в воде. Растворимые основания называют щелочами.
Щелочами являются гидроксиды щелочных металлов, а также гидроксиды бария, стронция кальция.
Все изучаемые в школе кислоты, кроме кремниевой растворимы в воде. Кислоты можно разделить на сильные и слабые. Сильные кислоты: это азотная HNO3, серная H2SO4, хлорная HClO4, хлороводородная (соляная) HCl, бромоводородная HBr, йодоводородная HI.
Кроме вышеописанных существуют амфотерные простые вещества, оксиды и гидроксиды.
Амфотерными простыми веществами изучаемыми в школе являются бериллий Be, алюминий Al и цинк Zn. Амфотерные простые вещества реагируют как с кислотами, так и с основаниями. Например: Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2; Zn + 2KOH + 2H2O = K2[Zn(OH)4] + H2.
К амфотерным оксидам относят BeO, Al2O3, ZnO, H2O, Cr2O3, Fe2O3. Амфотерные оксиды реагируют с кислотами и основаниями, а также основными и кислотными оксидами: ZnO + 2HCl = ZnCl2 + H2O; ZnO + 2KOH + H2O = K2[Zn(OH)4]; SO3 + H2O = H2SO4; K2O + H2O = 2KOH.
Амфотерные гидроксиды – сложные вещества, которые имеют свойства и кислот, и оснований. Все они — твердые вещества, не растворимые в воде. Они растворяются в кислотах и щелочах: Zn + 2OH = Zn(OH)2 = 2H + ZnO2 Cr + 3OH = Cr(OH)3 = H + CrO2 + H2O
Окраска амфотерных гидроксидов зависит от характера входящих в их состав катионов металлов. К амфотерным гидроксидам относят Be(OH)2, Zn(OH)2, Al(OH)3, Cr(OH)3, Fe(OH)3.
Амфотерные гидроксиды реагируют с кислотами, основаниями, основными и кислотными оксидами: Zn(OH)2 + 2HCl = ZnCl2 + 2H2O; Zn(OH)2 + 2KOH = K2[Zn(OH)4] + 2H2O; Zn(OH)2 + SO3 = ZnSO4 + H2O; Zn(OH)2 + K2O = K2ZnO2 + H2O. Как здесь видно - при взаимодействии с кислотами и щелочами, образуется соль и вода.
Все вышесказанное удобно представить в виде схемы:
--------------------- ---------- --------------------- | | | | | | | Неметаллы |---->| |<----| Металлы | | | | | | | --------------------- | | --------------------- | | | | V | | V --------------------- | | --------------------- | |---->| |<----| | | Кислотные оксиды |\ | Соли | /| Основные оксиды | | | \ | | / | | --------------------- \ | | / --------------------- | \/| |\/ | V /\| |/\ V --------------------- / | | \ --------------------- | | / | | \ | | | Кислоты |/ | | \| Основания | | |---->| |<----| | --------------------- ---------- ---------------------
Ключевые слова для поиска сведений о неорганической химии и неорганических соединениях:
На русском языке: неорганическая химия, восстановитель, окислитель, окисление, восстановление,
валентность, катализатор, формула реакции, кислота, щелочь, соль, радикал,
газы, жидкости, металл, сплавы, смесь, раствор, коллоид, эмульсия, кристалл,
кислота, щелочь, соль, металл, неметалл, сплавы, сложные вещества, бинарные соединения, благородные газы;
На английском языке: inorganic chemistry.
|