الكيمياء غير العضوية هي جزء من الكيمياء العامة.تدرس خصائص وسلوك المركبات غير العضوية - هيكلها وقدرتها على التفاعل مع المواد الأخرى. يفحص هذا الاتجاه جميع المواد ، باستثناء تلك التي يتم بناؤها من سلاسل الكربون (الأخيرة هي موضوع دراسة الكيمياء العضوية).
الكيمياء علم معقد.تقسيمها إلى فئات هو تعسفي بحت. على سبيل المثال ، ترتبط الكيمياء غير العضوية والعضوية بمركبات تسمى bio-nonorganic. وتشمل هذه الهيموغلوبين والكلوروفيل وفيتامين ب12 والعديد من الإنزيمات.
في كثير من الأحيان عند دراسة المواد أو العملياتمن الضروري مراعاة الترابطات المختلفة مع العلوم الأخرى. تشمل الكيمياء العامة وغير العضوية مواد بسيطة ومعقدة ، يقارب عددها 400000. غالبًا ما تشتمل دراسة خصائصها على مجموعة واسعة من طرق الكيمياء الفيزيائية ، لأنها يمكن أن تجمع بين الخصائص المميزة لعلم مثل الفيزياء. تؤثر الموصلية والنشاط المغناطيسي والبصري وتأثير المحفزات والعوامل "الفيزيائية" الأخرى على جودة المواد.
يتم تصنيف المركبات غير العضوية بشكل عام وفقًا لوظيفتها:
تنقسم الأكسيدات غالبًا إلى معادن (أكاسيد أساسية أو أنهيدريد أساسي) وأكاسيد غير معدنية (أكاسيد حمضية أو أنهيدريد حمضي).
ينقسم تاريخ الكيمياء غير العضوية إلى عدةفترات. في المرحلة الأولية ، تم تجميع المعرفة من خلال الملاحظة العشوائية. منذ العصور القديمة ، جرت محاولات لتحويل المعادن الأساسية إلى المعادن الثمينة. تم نشر الفكرة الخيميائية من قبل أرسطو من خلال مذهبه حول قابلية العناصر للتحويل.
في النصف الأول من القرن الخامس عشراحتدمت الأوبئة. خاصة السكان يعانون من الجدري والطاعون. اقترح Aesculapius أن الأمراض تسببها مواد معينة ، ويجب أن تتم مكافحتها باستخدام مواد أخرى. أدى هذا إلى بداية ما يسمى بالفترة الطبية الكيميائية. في ذلك الوقت ، أصبحت الكيمياء علمًا مستقلاً.
خلال عصر النهضة ، الكيمياء من عملية بحتةبدأ مجال البحث في "النمو" بالمفاهيم النظرية. حاول العلماء شرح العمليات الأساسية التي تحدث مع المواد. في عام 1661 ، قدم روبرت بويل مفهوم "العنصر الكيميائي". في عام 1675 ، فصل نيكولاس ليمر العناصر الكيميائية للمعادن من النباتات والحيوانات ، مما تسبب في دراسة كيمياء المركبات غير العضوية بشكل منفصل عن العضوية.
حاول الكيميائيون فيما بعد شرح ظاهرة الحرق.ابتكر العالم الألماني جورج ستيل نظرية الفلوجستون ، والتي بموجبها يرفض الجسم المحترق جسيمات غير جاذبية من الفلوجستون. في عام 1756 ، أثبت ميخائيل لومونوسوف تجريبيًا أن احتراق بعض المعادن مرتبط بجزيئات الهواء (الأكسجين). كما دحض أنطوان لافوازييه نظرية الفلوجستون ، ليصبح مؤسس النظرية الحديثة للاحتراق. كما قدم مفهوم "مركب العناصر الكيميائية".
تبدأ الفترة التالية بعمل جون دالتونومحاولات لشرح القوانين الكيميائية من خلال تفاعل المواد على المستوى الذري (الميكروسكوبي). حدد المؤتمر الكيميائي الأول في كارلسروه عام 1860 مفاهيم الذرة والكرامة والمكافئ والجزيء. بفضل اكتشاف القانون الدوري وإنشاء النظام الدوري ، أثبت دميتري مندليف أن النظرية الجزيئية الذرية مرتبطة ليس فقط بالقوانين الكيميائية ، ولكن أيضًا بالخواص الفيزيائية للعناصر.
المرحلة التالية في تطوير الكيمياء غير العضويةارتبط اكتشاف التحلل الإشعاعي في عام 1876 وتوضيح تصميم الذرة في عام 1913. دراسة ألبريشت كيسيل وهيلبرت لويس في عام 1916 تحل مشكلة طبيعة الروابط الكيميائية. استنادًا إلى نظرية التوازن غير المتجانسة بقلم ويلارد جيبس وهينريك روسزيب ، أنشأ نيكولاي كورناكوف في عام 1913 إحدى الطرق الرئيسية للكيمياء غير العضوية الحديثة - التحليل الفيزيائي والكيميائي.
تم العثور على المركبات غير العضوية في الطبيعة فيشكل المعادن. قد تحتوي التربة على كبريتيد الحديد ، مثل البيريت ، أو كبريتات الكالسيوم في شكل جبس. تم العثور على المركبات غير العضوية كما الجزيئات الحيوية. يتم تصنيعها للاستخدام كمحفزات أو كواشف. أول مركب صناعي غير عضوي مهم هو نترات الأمونيوم ، يستخدم لتخصيب التربة.
تمثل العديد من المركبات غير العضويةهي مركبات أيونية تتكون من الكاتيونات والأنيونات. هذه هي ما يسمى الأملاح التي هي موضوع بحث الكيمياء غير العضوية. أمثلة على المركبات الأيونية هي:
في كل ملح ، تكون نسب الأيونات هكذاالشحنات الكهربائية في حالة توازن ، أي أن المركب ككل محايد كهربائيًا. يتم وصف الأيونات من خلال درجة الأكسدة وسهولة التكوين ، والتي تأتي من إمكانات التأين (الكاتيونات) أو التقارب الإلكتروني (الأنيونات) للعناصر التي تتكون منها.
تشتمل الأملاح غير العضوية على أكاسيد ،الكربونات والكبريتات والهاليدات. تتميز العديد من المركبات بنقطة انصهار عالية. عادة ما تكون الأملاح غير العضوية عبارة عن تكوينات بلورية صلبة. ميزة أخرى مهمة هي قابليتها للذوبان في الماء وسهولة التبلور. تكون بعض الأملاح (مثل NaCl) قابلة للذوبان بشكل كبير في الماء ، بينما البعض الآخر (مثل SiO2) غير قابل للذوبان تقريبًا.
المعادن مثل الحديد والنحاس والبرونز والنحاس ،الألومنيوم ، تمثل مجموعة من العناصر الكيميائية في الجزء السفلي الأيسر من الجدول الدوري. تضم هذه المجموعة 96 عنصرًا تتميز بالموصلية الحرارية العالية والموصلية الكهربائية. يتم استخدامها على نطاق واسع في علم المعادن. يمكن تقسيم المعادن بشكل مشروط إلى حديدية وغير حديدية ، ثقيلة وخفيفة. بالمناسبة ، العنصر الأكثر استخدامًا هو الحديد ، فهو يشغل 95 ٪ من الإنتاج العالمي بين جميع أنواع المعادن.
سبائك مواد معقدةيتم الحصول عليها عن طريق إذابة وخلط معدنين أو أكثر في حالة سائلة. وهي تتكون من قاعدة (العناصر السائدة في نسبة مئوية: الحديد والنحاس والألمنيوم ، وما إلى ذلك) مع إضافات صغيرة من السبائك وتعديل المكونات.
تستخدم البشرية حوالي 5000 نوع من السبائك. هم المواد الرئيسية في البناء والصناعة. بالمناسبة ، هناك أيضًا سبائك بين المعادن وغير المعادن.
تنقسم المعادن في جدول الكيمياء غير العضوية إلى عدة مجموعات:
يمكن أن تكون المواد غير المعدنية مثل العناصر الكيميائية ،والمركبات الكيميائية. في حالة حرة ، يشكلون مواد بسيطة ذات خصائص غير معدنية. في الكيمياء غير العضوية ، يتم تمييز 22 عنصرًا. هذه هي الهيدروجين والبورون والكربون والنيتروجين والأكسجين والفلور والسيليكون والفوسفور والكبريت والكلور والزرنيخ والسيلينيوم ، إلخ.
أكثر المواد اللافلزية نموذجية هي الهالوجينات.عند التفاعل مع المعادن ، فإنها تشكل مركبات ، تكون رابطة أيونيتها بشكل أساسي ، على سبيل المثال KCl أو CaO. عند التفاعل مع بعضها البعض ، يمكن أن تشكل المواد غير المعدنية مركبات مرتبطة تساهميًا (Cl3N ، ClF ، CS2 ، إلخ).
القواعد هي مواد معقدة ، أهمهاوهي هيدروكسيدات قابلة للذوبان في الماء. عند إذابتها ، تتفكك مع الكاتيونات المعدنية وأنيونات الهيدروكسيد ، ويكون الرقم الهيدروجيني أكبر من 7. يمكن اعتبار القواعد عكسًا كيميائيًا للأحماض ، لأن الأحماض المنفصلة للماء تزيد من تركيز أيونات الهيدروجين (H3O +) حتى تنخفض القاعدة.
الأحماض هي المواد التي تشارك فيهاالتفاعلات الكيميائية مع القواعد ، وإزالة الإلكترونات منها. معظم الأحماض ذات الأهمية العملية قابلة للذوبان في الماء. عند إذابتها ، تنفصل عن الكاتيونات الهيدروجينية (H+) والأنيونات الحمضية ، ودرجة الحموضة أقل من 7.
