Kozi ya Kemia shuleni huanza katika daraja la 8 kwa kusoma misingi ya jumla ya sayansi: aina zinazowezekana za vifungo kati ya atomi, aina za lati za fuwele na njia za kawaida za athari zimeelezewa. Huu unakuwa msingi wa utafiti wa sehemu muhimu, lakini mahususi zaidi - isokaboni.
Nini hii
Kemia isokaboni ni sayansi inayozingatia kanuni za muundo, sifa za kimsingi na utendakazi upya wa vipengele vyote vya jedwali la upimaji. Jukumu muhimu katika isokaboni linachezwa na Sheria ya Kipindi, ambayo huboresha uainishaji wa kimfumo wa dutu kwa kubadilisha wingi wao, nambari na aina.
Kozi pia inashughulikia misombo inayoundwa wakati wa mwingiliano wa vipengele vya jedwali (isipokuwa pekee ni eneo la hidrokaboni, ambalo huzingatiwa katika sura za viumbe hai). Majukumu katika kemia isokaboni hukuruhusu kufanyia kazi maarifa ya kinadharia yaliyopatikana kwa vitendo.
Sayansi katika historiakipengele
Jina "isokaboni" lilikuja kwa mujibu wa wazo kwamba linajumuisha sehemu ya ujuzi wa kemikali ambayo haihusiani na shughuli za viumbe vya kibiolojia.
Baada ya muda, imethibitishwa kuwa sehemu kubwa ya ulimwengu-hai inaweza kutoa misombo "isiyo hai", na hidrokaboni za aina yoyote husanisishwa kwenye maabara. Kwa hivyo, kutoka kwa sianati ya amonia, ambayo ni chumvi katika kemia ya vipengele, mwanasayansi wa Ujerumani Wehler aliweza kuunganisha urea.
Ili kuepuka kuchanganyikiwa na muundo wa majina na uainishaji wa aina za utafiti katika sayansi zote mbili, mpango wa kozi za shule na chuo kikuu, unaofuata kemia ya jumla, unahusisha uchunguzi wa isokaboni kama taaluma ya kimsingi. Ulimwengu wa kisayansi unadumisha mlolongo sawa.
Aina za dutu isokaboni
Kemia hutoa uwasilishaji kama huu wa nyenzo, ambapo sura za utangulizi za isokaboni zinazingatia Sheria ya Muda ya Vipengele. Hii ni uainishaji wa aina maalum, ambayo inategemea dhana kwamba mashtaka ya atomiki ya nuclei huathiri mali ya vitu, na vigezo hivi vinabadilika kwa mzunguko. Hapo awali, jedwali lilijengwa kama onyesho la ongezeko la wingi wa vipengele vya atomiki, lakini hivi karibuni mlolongo huu ulikataliwa kwa sababu ya kutofautiana kwake katika kipengele ambacho dutu za isokaboni zinahitaji kuzingatiwa kwa suala hili.
Kemia, pamoja na jedwali la mara kwa mara, inapendekeza kuwepo kwa takriban takwimu mia moja, makundi na michoro inayoakisi ukadiriaji wa sifa.
Kwa sasa, ni toleo lililounganishwa la kuzingatia viledhana kama madarasa ya kemia isokaboni. Safu wima za jedwali zinaonyesha vipengele kulingana na sifa za kimwili na kemikali, katika safu mlalo - vipindi vinavyofanana.
Vitu rahisi katika isokaboni
Alama katika jedwali la muda na dutu rahisi katika hali isiyolipishwa mara nyingi ni vitu tofauti. Katika kesi ya kwanza, ni aina maalum tu ya atomi inayoonyeshwa, katika pili - aina ya unganisho la chembe na ushawishi wao wa pande zote katika fomu thabiti.
Kifungo cha kemikali katika vitu rahisi huamua mgawanyiko wao katika familia. Kwa hivyo, aina mbili pana za vikundi vya atomi zinaweza kutofautishwa - metali na zisizo za metali. Familia ya kwanza inajumuisha vipengele 96 kati ya 118 vilivyofanyiwa utafiti.
Vyuma
Aina ya metali inamaanisha kuwepo kwa muunganisho wa jina sawa kati ya chembe. Mwingiliano huo ni msingi wa ujamaa wa elektroni za kimiani, ambayo ina sifa ya kutokuwa na mwelekeo na kutokujali. Ndio maana metali hupitisha joto na chaji vizuri, zina mng'aro wa metali, kuharibika na ductility.
Kwa kawaida, metali huwa upande wa kushoto katika jedwali la muda wakati mstari wa moja kwa moja unapochorwa kutoka boroni hadi astatine. Vipengele vilivyo karibu katika eneo la mstari huu mara nyingi huwa vya asili ya mipaka na huonyesha sifa mbili (kwa mfano, germanium).
Vyuma mara nyingi huunda misombo ya kimsingi. Majimbo ya oxidation ya vitu vile kawaida hayazidi mbili. Katika kikundi, metali huongezeka, wakati katika kipindi hupungua. Kwa mfano, francium ya mionzi inaonyesha mali ya msingi zaidi kuliko sodiamu, na ndaniKatika familia ya halojeni, iodini hata ina mng'ao wa metali.
Vinginevyo, hali iko katika kipindi - gesi ajizi hukamilisha viwango vidogo, kabla yake kuna vitu vyenye sifa tofauti. Katika nafasi ya mlalo ya jedwali la upimaji, utendakazi tena uliodhihirishwa wa vipengele hubadilika kutoka msingi kupitia amphoteric hadi tindikali. Vyuma ni vinakisishaji vyema (kukubali elektroni bondi zinapoundwa).
Zisizo za metali
Aina hii ya atomi imejumuishwa katika aina kuu za kemia isokaboni. Metali zisizo za metali huchukua upande wa kulia wa jedwali la upimaji, zinaonyesha sifa za kawaida za asidi. Mara nyingi, vipengele hivi hutokea kwa namna ya misombo na kila mmoja (kwa mfano, borates, sulfates, maji). Katika hali ya bure ya Masi, kuwepo kwa sulfuri, oksijeni na nitrojeni hujulikana. Pia kuna gesi nyingi za diatomiki zisizo za metali - pamoja na hizi mbili hapo juu, hizi ni pamoja na hidrojeni, florini, bromini, klorini na iodini.
Hizi ndizo dutu zinazojulikana zaidi duniani - silikoni, hidrojeni, oksijeni na kaboni ndizo za kawaida. Iodini, selenium na arseniki ni nadra sana (hii pia inajumuisha usanidi wa mionzi na usio thabiti, ambao unapatikana katika vipindi vya mwisho vya jedwali).
Katika misombo, zisizo za metali hufanya kazi kama asidi kwa kiasi kikubwa. Ni vioksidishaji vikali kutokana na uwezo wa kuambatisha idadi ya ziada ya elektroni ili kukamilisha kiwango.
Vitu changamano katika isokaboni
Mbali na dutu ambazo zinawakilishwa na kundi moja la atomi,tofauti inafanywa kati ya misombo inayojumuisha usanidi kadhaa tofauti. Dutu kama hizo zinaweza kuwa binary (zinazojumuisha chembe mbili tofauti), tatu-, nne-elementi na kadhalika.
Vipengele viwili
Kemia huweka umuhimu mahususi kwa uwili wa vifungo katika molekuli. Madarasa ya misombo ya isokaboni pia huzingatiwa kutoka kwa mtazamo wa dhamana inayoundwa kati ya atomi. Inaweza kuwa ionic, metali, covalent (polar au isiyo ya polar), au mchanganyiko. Kwa kawaida, vitu hivyo vinaonyesha wazi msingi (mbele ya chuma), amforteric (mbili - hasa tabia ya alumini) au tindikali (ikiwa kuna kipengele kilicho na hali ya oxidation ya +4 na zaidi) sifa.
Washirika wa vipengele vitatu
Mada za kemia isokaboni hutoa kuzingatia aina hii ya muunganisho wa atomi. Michanganyiko inayojumuisha zaidi ya vikundi viwili vya atomi (mara nyingi isokaboni hushughulika na spishi zenye vipengele vitatu) kwa kawaida huundwa kwa ushiriki wa viambajengo ambavyo hutofautiana kwa kiasi kikubwa kutoka kwa kila kimoja katika vigezo vya kifizikia.
Aina zinazowezekana za bondi ni covalent, ionic na mchanganyiko. Kwa kawaida, vitu vyenye vipengele vitatu hufanana kitabia na zile za binary kutokana na ukweli kwamba moja ya nguvu za mwingiliano wa interatomiki ni nguvu zaidi kuliko nyingine: ile dhaifu huundwa kwa pili na ina uwezo wa kutengana haraka katika suluhisho.
Madarasa ya kemia isokaboni
Idadi kubwa ya dutu zilizosomwa katika kozi isokaboni zinaweza kuzingatiwa kwa uainishaji rahisi kulingana na muundo wao namali. Kwa hivyo, hidroksidi, asidi, oksidi na chumvi zinajulikana. Kuzingatia uhusiano wao ni bora kuanza na kufahamiana na dhana ya fomu zilizooksidishwa, ambayo karibu dutu yoyote ya isokaboni inaweza kuonekana. Kemia ya washirika kama hao inajadiliwa katika sura za oksidi.
Oksidi
Oksidi ni mchanganyiko wa kipengele chochote cha kemikali kilicho na oksijeni katika hali ya oksidi sawa na -2 (katika peroksidi -1, mtawalia). Uundaji wa dhamana hutokea kutokana na kudorora na kushikamana kwa elektroni kwa kupunguzwa kwa O2 (wakati oksijeni ndicho kipengele kisichopitisha umeme).
Inaweza kuonyesha asidi, na amphoteric, na sifa za kimsingi, kulingana na kundi la pili la atomi. Ikiwa ni chuma, katika oksidi hauzidi hali ya oxidation ya +2, ikiwa ni isiyo ya chuma - kutoka +4 na hapo juu. Katika sampuli zenye asili mbili za vigezo, thamani +3.
Asidi katika isokaboni
Misombo ya tindikali huwa na mmenyuko wa kati chini ya 7 kutokana na maudhui ya mikondo ya hidrojeni, ambayo inaweza kuingia katika myeyusho na hatimaye kubadilishwa na ioni ya chuma. Kwa uainishaji, ni dutu ngumu. Asidi nyingi zinaweza kupatikana kwa kuzimua oksidi zinazolingana na maji, kwa mfano, katika uundaji wa asidi ya sulfuriki baada ya ujazo wa SO3.
..
Basic Inorganic Chemistry
Sifa za aina hii ya misombo inatokana na kuwepo kwa hidroksili radical OH, ambayo inatoa mwitikio wa kati juu ya 7. Besi za mumunyifu huitwa.alkali, ndio zenye nguvu zaidi katika darasa hili la dutu kwa sababu ya kutengana kabisa (kuoza kuwa ioni kwenye kioevu). Kikundi cha OH katika uundaji wa chumvi kinaweza kubadilishwa na mabaki ya tindikali.
Kemia isokaboni ni sayansi yenye pande mbili inayoweza kueleza vitu kwa mitazamo tofauti. Katika nadharia ya protolitiki, besi huzingatiwa kama vipokezi vya miunganisho ya hidrojeni. Mbinu hii inapanua dhana ya aina hii ya dutu, ikiita alkali dutu yoyote inayoweza kukubali protoni.
Chumvi
Aina hii ya michanganyiko ni kati ya besi na asidi, kwa kuwa ni zao la mwingiliano wake. Kwa hivyo, ioni ya chuma (wakati mwingine ammoniamu, fosforasi, au hidroxoniamu) kwa kawaida hufanya kama muunganisho, na mabaki ya asidi hufanya kama dutu ya anionic. Chumvi inapotengenezwa, nafasi ya hidrojeni huchukuliwa na dutu nyingine.
Kulingana na uwiano wa idadi ya vitendanishi na nguvu zao kuhusiana na kila kimoja, ni busara kuzingatia aina kadhaa za bidhaa za mwingiliano:
- chumvi msingi hupatikana ikiwa vikundi vya hidroksili hazijabadilishwa kabisa (vitu kama hivyo vina mazingira ya mmenyuko wa alkali);
- chumvi za asidi huundwa kinyume chake - kwa kukosekana kwa msingi wa kuitikia, kiasi cha hidrojeni husalia kwenye mchanganyiko;
- Maarufu na rahisi kueleweka zaidi ni sampuli za wastani (au za kawaida) - ni zao la kutoweka kabisa kwa vitendanishi pamoja na uundaji wa maji na dutu iliyo na muunganisho wa chuma pekee au analogi yake na mabaki ya asidi..
Kemia isokaboni ni sayansi inayohusishamgawanyiko wa kila darasa katika vipande ambavyo vinazingatiwa kwa nyakati tofauti: baadhi - mapema, wengine - baadaye. Kwa utafiti wa kina zaidi, aina 4 zaidi za chumvi zinajulikana:
- Double ina anioni moja ikiwa kuna miiko miwili. Kwa kawaida vitu hivyo hupatikana kwa kuunganisha chumvi mbili na mabaki ya asidi sawa, lakini metali tofauti.
- Aina iliyochanganyika ni kinyume cha ile iliyotangulia: msingi wake ni mseto mmoja wenye anions mbili tofauti.
- Hidrati za kioo - chumvi, katika fomula yake kuna maji katika hali ya kung'aa.
- Changamano ni dutu ambamo mlio, anion au vyote viwili vinawasilishwa kwa namna ya makundi yenye kipengele cha kuunda. Chumvi hizo zinaweza kupatikana hasa kutoka kwa vipengele vya kikundi kidogo B.
Vitu vingine vilivyojumuishwa katika warsha ya kemia isokaboni vinavyoweza kuainishwa kama chumvi au sura tofauti za maarifa ni pamoja na hidridi, nitridi, carbidi na intermetalidi (misombo ya metali kadhaa ambazo si aloi).
matokeo
Kemia isokaboni ni sayansi ambayo inamvutia kila mtaalamu katika taaluma hii, bila kujali maslahi yake. Inajumuisha sura za kwanza zilizosomwa shuleni katika somo hili. Kozi ya kemia isokaboni hutoa uwekaji utaratibu wa kiasi kikubwa cha habari kwa mujibu wa uainishaji unaoeleweka na rahisi.
