Неорганических соединений примеры соединений: Основные классы неорганических соединений: примеры соединений, различие в их составе

Основные классы неорганических соединений: примеры соединений, различие в их составе

Билет № 2

1. Простые и сложные вещества: различие в их составе. Основные классы неорганических соединений: примеры соединений, различие в их составе

Простые вещества состоят из одного химического элемента. К ним относятся металлы и неметаллы.

Сложные вещества состоят из двух или более химических элементов. Сложные вещества, или соединения, подразделяют на классы:

• оксиды
• кислоты
• основания
• соли

Оксидами называют вещества, состоящие из двух элементов, один из которых кислород (в степени окисления −2). Оксиды делят на осно́вные, кислотные, амфотерные, безразличные (несолеобразующие).

Осно́вным оксидам соответствуют основания. Это оксиды металлов, например натрия Na₂O, кальция CaO. Основные оксиды реагируют с кислотами с образованием соли и воды.

Кислотным оксидам соответствуют кислоты. Это оксиды неметаллов, например, серы SO₂, фосфора P₂O₅, или металлов в высшей степени окисления, например, оксид хрома (VI) CrO₃. Кислотные оксиды реагируют со щелочами с образованием соли и воды

Амфотерные оксиды реагируют и с кислотами, и со щелочами. Примером могут служить оксиды цинка и алюминия.

Несолеобразующие оксиды не реагируют ни с кислотами, ни со щелочами. К ним относятся некоторые оксиды неметаллов, например, оксид азота (II) NO.

Кислоты — это сложные вещества, состоящие из одного или нескольких атомов водорода и кислотного остатка.

Кислоты могут быть бескислородными, как соляная HCl, сероводородная H₂S, или кислородсодержащими: азотная HNO₃, серная H₂SO₄.

В зависимости от числа атомов водорода, кислоты делят на одноосно́вные, например, азотная HNO₃, двухосно́вные — серная H₂SO₄, трехсно́вные — ортофосфорная (часто называют просто фосфорная) H₃PO₄.

С точки зрения теории электролитической диссоциации кислотами называются вещества, диссоциирующие в растворах с образованием ионов водорода:

HCl → H⁺ + Cl

−

Основания — это сложные вещества, состоящие из металла и одной или нескольких гидроксогрупп (OH). Основания могут быть растворимыми в воде — щелочи: гидроксид натрия NaOH, гидроксид кальция Ca(OH)₂, или нерастворимыми, как гидроксид меди (II) Cu(OH)₂.

С точки зрения теории электролитической диссоциации основаниями являются вещества, диссоциирующие в растворах с образованием гидроксид-ионов, т. е. осно́вные гидроксиды:

NaOH → Na⁺ + OH⁻

С точки зрения протонной теории к основаниям относятся вещества, способные присоединять ионы водорода, например аммиак:

NH₃ + HOH = NH₄⁺ + OH⁻

Соли — это сложные вещества, в составе которых имеется металл (или сложный положительный ион) и кислотный остаток. Соли бывают:
•   средние — в составе нет ионов водорода и гидроксогрупп, например, хлорид натрия NaCl, карбонат натрия Na₂CO₃

•   кислые — содержат в своем составе ионы водорода, например, гидрокарбонат натрия NaHCO₃, дигидрофосфат натрия NaH₂PO₄
•   осно́вные — содержат в своем составе гидроксогруппы, например, основный карбонат меди (II) (CuOH)₂CO₃

2. Задача. Вычисление массовой доли вещества, находящегося в растворе.

Формулу для вычисления массовой доли в общем виде можно записать так:

ω = масса компонента / масса целого,

где ω — массовая доля

Для растворенного вещества формула расчета массовой доли будет иметь следующий вид:

ω = m _{растворенного вещества} / m _{раствора} ,

где ω — массовая доля,

m _{раствора} = m_{растворенного вещества} + m _{растворителя}

Пример:

Рассчитайте массовую долю растворенного вещества, если при выпаривании 20 г раствора было получено 4 г соли.

Решение:

m _{растворенного вещества} = 4 г

m _{раствора} = 20 г

ω = 4 г / 20 г = 0,2 = 20 %
Ответ: 0,2 или 20 %.

автор: Владимир Соколов

Билет № 2

1. Простые и сложные вещества: различие в их составе. Основные классы неорганических соединений: примеры соединений, различие в их составе.

Простые вещества состоят из одного химического элемента. К ним относятся металлы и неметаллы.

Сложные вещества состоят из двух или более химических элементов. Сложные вещества, или соединения, подразделяют на классы:

· оксиды

· кислоты

· основания

· соли

Оксидами называют вещества, состоящие из двух элементов, один из которых кислород. Оксиды делят на оснóвные, кислотные, амфотерные, безразличные (несолеобразующие).

Оснóвным оксидам соответствуют основания. Это оксиды металлов, например натрия Na₂O, кальция CaO. Основные оксиды реагируют с кислотами с образованием соли и воды.

Кислотным оксидам соответствуют кислоты. Это оксиды неметаллов, например,  серы SO₂, фосфора P₂O₅,  или металлов в высшей степени окисления, например, оксид хрома (VI) CrO₃. Кислотные оксиды реагируют со щелочами с образованием соли и воды

Амфотерные оксиды реагируют и с кислотами, и со щелочами. Примером могут служить оксиды цинка и алюминия.

Несолеобразующие оксиды не реагируют ни с кислотами, ни со щелочами. К ним относятся некоторые оксиды неметаллов, например, оксид азота (II) NO.

Кислоты — это сложные вещества, состоящие из одного или нескольких атомов водорода и кислотного остатка.

Кислоты могут быть бескислородными, как соляная HCl,  сероводородная H₂S, или кислородсодержащими: азотная HNO₃, серная H₂SO₄.

В зависимости от числа атомов водорода, кислоты делят на одноосно́вные, например, азотная HNO

3, двухосно́вные — серная H₂SO₄, трехсно́вные — ортофосфорная (часто называют просто фосфорная) H₃PO₄.

С точки зрения теории электролитической диссоциации кислотами называются вещества, диссоциирующие в растворах с образованием ионов водорода:

HCl → H⁺ + Cl⁻

Основания — это сложные вещества, состоящие из металла и одной или нескольких гидроксогрупп (OH). Основания могут быть растворимыми в воде – щелочи: гидроксид натрия NaOH, гидроксид кальция Ca(OH)₂, или нерастворимыми, как гидроксид меди (II) Cu(OH)₂.

С точки зрения теории электролитической диссоциации основаниями являются вещества, диссоциирующие в растворах с образованием гидроксид-ионов, т.е. оснóвные гидроксиды:

NaOH → Na⁺ + OH⁻

С точки зрения протонной теории к основаниям относятся вещества, способные присоединять ионы водорода, например аммиак:

NH₃ + HOH = NH₄⁺ + OH⁻

Соли — это сложные вещества, в составе которых имеется металл (или сложный положительный ион) и кислотный остаток. Соли бывают: •   средние — в составе нет ионов водорода и гидроксогрупп, например, хлорид натрия NaCl, карбонат натрия Na₂CO₃

•   кислые — содержат в своем составе ионы водорода, например, гидрокарбонат натрия NaHCO₃, дигидрофосфат натрия NaH₂PO₄•   оснóвные — содержат в своем составе гидроксогруппы, например, основный карбонат меди (II) (CuOH)₂CO₃

Билет № 3

1. Строение атомов химических элементов. Состав атомного ядра. Строение электронных оболочек атомов первых 20 химических элементов периодической системы Д. И. Менделеева

Атом — наименьшая частица вещества, неделимая химическим путем. В XX веке было выяснено сложное строение атома. Атомы состоят из положительно заряженного ядра и оболочки, образованной отрицательно заряженными электронами. Общий заряд свободного атома* равен нулю, так как заряды ядра и электронной оболочки уравновешивают друг друга. При этом величина заряда ядра равна номеру элемента в периодической таблице (атомному номеру) и равна общему числу электронов (заряд электрона равен −1).

Атомное ядро состоит из положительно заряженных протонов и нейтральных частиц — нейтронов, не имеющих заряда. Обобщенные характеристики элементарных частиц в составе атома можно представить в виде таблицы:

Название частицы	Обозначение	Заряд	Масса
протон	p	+1	1
нейтрон	n	0	1
электрон	e−	−1	принимается равной 0

Число протонов равно заряду ядра, следовательно, равно атомному номеру. Чтобы найти число нейтронов в атоме, нужно от атомной массы (складывающейся из масс протонов и нейтронов) отнять заряд ядра (число протонов).

Например, в атоме натрия ²³Na  число протонов p = 11, а число нейтронов n = 23 — 11 = 12

Число нейтронов в атомах одного и того же элемента может быть различным. Такие атомы называютизотопами.

Электронная оболочка атома также имеет сложное строение. Электроны располагаются на энергетических уровнях (электронных слоях).

Номер уровня характеризует энергию электрона. Связано это с тем, что элементарные частицы могут передавать и принимать энергию не сколь угодно малыми величинами, а определенными порциями — квáнтами. Чем выше уровень, тем большей энергией обладает электрон. Поскольку чем ниже энергия системы, тем она устойчивее (сравните низкую устойчивость камня на вершине горы, обладающего большой потенциальной энергией, и устойчивое положение того же камня внизу на равнине, когда его энергия значительно ниже), вначале заполняются уровни с низкой энергией электрона и только затем — высокие.

Максимальное число электронов, которое может вместить уровень, можно рассчитать по формуле: N = 2n², где N — максимальное число электронов на уровне,n — номер уровня.

Тогда для первого уровня N = 2 · 1² = 2,

для второго N = 2 · 2² = 8 и т.д.

Число электронов на внешнем уровне для элементов главных (А) подгрупп равно номеру группы.

В большинстве современных периодических таблиц расположение электронов по уровням указано в клеточке с элементом. Очень важно понимать, что уровни читаются снизу вверх, что соответствует их энергии. Поэтому столбик цифр в клеточке с натрием : 1 8 2

следует читать так:

на 1-м уровне — 2 электрона,

на 2-м уровне — 8 электронов,

на 3-м уровне — 1 электрон Будьте внимательны, очень распространенная ошибка!

Распределение электронов по уровням можно представить в виде схемы:

₁₁Na ) ) )              2  8  1

Если в периодической таблице не указано распределение электронов по уровням, можно руководствоваться:

· максимальным количеством электронов: на 1-м уровне не больше 2 e⁻, на 2-м — 8 e⁻, на внешнем уровне — 8 e⁻;

· числом электронов на внешнем уровне (для первых 20 элементов совпадает с номером группы)

Тогда для натрия ход рассуждений будет следующий:

1. Общее число электронов равно 11, следовательно,  первый уровень заполнен и содержит 2 e⁻;

2. Третий, наружный уровень содержит 1 e⁻ (I группа)

3. Второй уровень содержит остальные электроны: 11 − (2 + 1) = 8 (заполнен полностью)

* Ряд авторов для более четкого разграничения свободного атома и атома в составе соединения предлагают использовать термин «атом» только для обозначения свободного (нейтрального) атома, а для обозначения всех атомов, в том числе и в составе соединений, предлагают термин «атомные частицы». Время покажет, как сложится судьба этих терминов. С нашей точки зрения, атом по определению является частицей, следовательно, выражение «атомные частицы» можно рассматривать как тавтологию («масло масляное»).

Методика изучения основных классов неорганических соединений

МЕТАЛЛЫ И НЕМЕТАЛЛЫ

Первое знакомство с металлами начинаем с противопоставления существенных признаков металлов и неметаллов, выявляемых в ходе опытов. Один из вариантов — предложить учащимся исследовать вещества — металлы и неметаллы, сравнить их по определённым признакам и оформить результаты в виде табл. 1.

Выполнение этого экспериментального задания вызывает определённые вопросы у учащихся. Например, как, не имея никаких приборов, измерить теплопроводность, или как проверить электропроводность. Важно не отвечать сразу на возникающие вопросы, а выслушать все суждения, позволить учащимся поспорить и порассуждать, услышать их аргументы — именно это является неким индикатором включённости учащихся в активную познавательную деятельность. Если нужных версий не будет, предложить найти ответы на страницах учебника.

Дальнейшее обсуждение данных таблицы подводит учащихся к выводу, что у металлов имеются общие свойства, а сходство графита и серы трудно выявить. Затем предлагаем следующие вопросы.

Вещество	Агрегатное состояние	Цвет	Блеск	Пластичность (ковкость)	Электропроводность	Теплопроводность
Сера
Графит
Медь
Алюминий
Железо

• Что такое существенные и несущественные признаки?

• Какие признаки (свойства) металлов можно отнести к существенным?

Подводим учащихся к классификации простых веществ и химических элементов. В завершение предлагаем задание на выявление существенных признаков вещества и определение его принадлежности к металлам или неметаллам.

Определите, к металлам или неметаллам относится вещество, указав его существенные признаки

1. Данное вещество — самая тяжёлая жидкость на Земле при обычных условиях. Температура плавления —38 °С, температура кипения 356,6 °С. Такая разница температур позволяет применять вещество в термометрах. Движение столбика термометра хорошо заметно, так как вещество обладает серебристо-серым цветом и характерным блеском. Интересно, что даже в жидком состоянии оно обладает хорошей тепло- и электропроводностью. (Ртуть, металл.)

2. Это простое вещество используют в быту в качестве дезинфицирующего средства. В аптеках можно приобрести его 5%-ную спиртовую настойку. Для приготовления настойки тёмно-фиолетовые, слегка блестящие кристаллы растворяют в спирте. Стоит отметить, что кристаллы очень хрупкие. При поднесении к кристаллу электродов лампочка, включённая в цепь, не загорается. (Иод, неметалл.)

3. Это самое твёрдое на Земле вещество природного происхождения. Представляет собой прозрачные кристаллы, которые в результате огранки приобретают красивый блеск и используются в ювелирном деле. Не проводит электрический ток, плохо проводит тепло. (Алмаз, неметалл.)

4. Своим названием вещество обязано одному из свойств — способности светиться в темноте. Это свойство описал Артур Конан Дойл в произведении «Собака Баскервилей». Однако автор не учёл, что это белое пластичное вещество легко испаряется, чрезвычайно ядовито и легко самовоспламеняется на воздухе, а потому не могло быть использовано описанным способом. Вещество не проводит электричество и плохо проводит тепло. (Фосфор белый, неметалл.)

5. Это вещество имеет жёлтый цвет и красивый блеск. Высокая пластичность позволяет вытягивать очень тонкие нити. Такими нитями расшивали праздничные одежды царских особ и служителей церкви. Вещество обладает высокой электро- и теплопроводностью, однако в электротехнике почти не используется из-за высокой стоимости. (Золото, металл.)

6. Это вещество имеет очень высокую температуру плавления — 3422 °C. Именно это свойство, а также пластичность и электропроводность определяют возможность использования вещества для изготовления нитей в лампах накаливания. Вещество имеет серебристо-серый цвет и характерный блеск. (Вольфрам, металл.)

Химия Вводный курс.7кл.Рабочая тетрадь ФГОС

Рабочая тетрадь содержит задания, которые могут быть использованы для закрепления основных понятий пропедевтического курса химии, а также для отработки умений и навыков. В пособие включены описания всех лабораторных опытов, предусмотренных программой курса. Оно готовит учащихся к восприятию нового предмета, базируется на изучении веществ и химических процессов, знакомых школьникам из повседневной жизни, с минимальным использованием химических формул, уравнений, реакций и расчётных задач. Данное пособие дополняет учебно-методический комплект О.С. Габриеляна.

Купить

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ

Следующий урок логически продолжает первый — раскрывает общность в химических свойствах металлов.

Одно из важных условий включения учащихся в активную познавательную деятельность — выполнение связанных с их личным опытом заданий, которые выявляют предел имеющихся знаний или вызывают вопросы и потребность в изучении нового. Начинаем с обсуждения этимологии слова «металлы», обратившись к любому источнику: словарю, Интернету и т. п. Выясняем, что такое руды и минералы. Затем предлагаем задание по теме «Металлы в природе».

Согласны или не согласны вы со следующими утверждениями:

1. Золото, серебро, медь, платина, ртуть встречаются в природе в самородном состоянии ввиду химической пассивности.

2. Рудами называют природные смеси, состоящие из металлов и их соединений.

3. Медь входит в состав примерно двухсот минералов.

4. Малахит — это минерал, содержащий железо.

5. Минерал алюминия — корунд (оксид алюминия) — отличается большой прочностью. Из него делают наждачную бумагу и наждачные круги.

6. Глина представляет собой сложное соединение, состав которого можно описать посредством химических формул оксидов алюминия, кремния и воды.

7. Среди металлов самый распространённый в земной коре — железо.

8. В природе встречаются минералы, растворимые в воде.

9. Иногда плёнки из оксида металла, образующиеся на поверхности, например, меди или алюминия, защищают металл от окисления или разрушения.

Как правило, учащиеся высказывают различные точки зрения, и обсуждение результатов выполнения задания даёт возможность сформировать интерес к новому материалу и сформулировать цель урока — выявление общности химических свойств металлов.

Проводим и обсуждаем демонстрационные опыты: «Горение железной проволоки в кислороде», «Окисление меди в кислороде», «Горение магниевой ленты», «Взаимодействие серы с железом», а также демонстрируем и обсуждаем видеофрагмент «Горение медной проволоки в хлоре». Все эти реакции экспериментально подтверждают общность химических свойств металлов — способность реагировать с кислородом, хлором и серой. Учащиеся заполняют табл. 2. Заключительный этап урока — заполнение последней строки табл. 2, а также выполнение заданий из учебника на закрепление знаний и умений.

Описание	Опыт
	Взаимодействие с кислородом	Взаимодействие с хлором	Взаимодействие с серой
Схема опыта и наблюдения
Уравнение реакции
Примеры аналогичных реакций натрия, кальция и алюминия

Таким образом, учащиеся выясняют, что у металлов есть общие физические и химические свойства. Наряду с этим они узнают, что все простые вещества подразделяют на металлы и неметаллы. Такое разделение простых веществ на два класса естественным образом вытекает из познавательного опыта учеников.

При изучении состава природных соединений металлов школьники убеждаются, что среди руд встречаются оксиды, гидроксиды, сульфиды и хлориды, т. е. состав руд во многом связан с общими химическими свойствами металлов — способностью реагировать с кислородом, серой, хлором и другими неметаллами.

КИСЛОРОД. ВОДОРОД

При изучении кислорода учащиеся в результате ряда опытов убеждаются, что кислород реагирует с металлами и неметаллами. Это в дальнейшем позволяет изучить свойства оксидов и подразделить их на две группы — кислотные и основные. При рассмотрении способов получения кислорода школьники узнают состав хорошо знакомой им с детства марганцовки и научное название этого вещества.

Изучение методов получения водорода позволяет расширить и углубить представление учащихся о кислотах. В быту они сталкивались с лимонной и уксусной кислотами. Им известно, что эти вещества кислые на вкус. На уроке они узнают, что в состав кислот входит водород, который способен замещаться металлами. Таким образом, на последующих уроках учащиеся могут среди сложных веществ выделить класс кислот.

Химия. 9 класс. Рабочая тетрадь (С тестовыми заданиями ЕГЭ)

Предлагаемая тетрадь — часть учебного комплекса к учебнику О. С. Габриеляна «Химия. 9 класс». Учебник соответствует Федеральному государственному образовательному стандарту основного общего образования. Также тетрадь может использоваться с учебником, соответствующим Федеральному компоненту государственного образовательного стандарта. Помимо тетради в состав УМК входят электронное приложение к учебнику, методическое пособие и рабочая программа. Бесплатный доступ к электронному приложению и рабочей программе можно получить на сайте www.drofa.ru. Специальными знаками отмечены задания, направленные на формирование метапредметных умений (планировать деятельность, выделять различные признаки, сравнивать, классифицировать, устанавливать причинно-следственные связи, преобразовывать информацию и др.) и личностных качеств учеников. Купить

УГЛЕКИСЛЫЙ ГАЗ. ОКСИД КАЛЬЦИЯ

Изучение этих веществ имеет большое значение для формирования познавательного опыта, необходимого для построения классификации веществ. Интерес к свойствам оксида кальция у учащихся возникает в связи с историей его использования в строительстве как связующего материала.

В начале урока предлагаем учащимся разобраться в терминах. На доске карточки с названиями: негашёная известь, кипелка, обожжённая известь, гашёная известь, пушонка, известковый раствор, известняк, мел, ракушечник, мрамор, а также карточки с химическими формулами: CaO, CaCO3, Ca(OH)2. Обсуждаем соответствие названий и химических формул. Из предыдущего урока

учащимся знакомы известняк, ракушечник, мрамор. Новые термины — негашёная известь, кипелка, обожжённая известь, гашёная известь, пушонка и известковый раствор. Возможно, жизненный опыт некоторых учащихся позволит идентифицировать и эти понятия.

Организуем дискуссию, которая позволяет определить задачи урока в виде вопросов учащихся, например: почему несколько разных названий соответствуют одной химической формуле? С чем связаны названия этих веществ?

Далее демонстрируем опыты: гашением извести получаем известковый раствор, фильтрованием получаем из него известковую воду и пропускаем через неё углекислый газ. Таким образом учащиеся знакомятся с основными свойствами и существенными признаками оксида и гидрокида кальция. Затем предлагаем задание.

Расшифруйте суть и, составив уравнения реакций, объясните химическую сущность древнего рецепта приготовления известкового теста: «Возьми немного кипелки и добавь к ней воду. Гаси её лучше. Когда она обрастёт пухом, добавь ещё воды так, чтобы тебе подошло для дела. Скрепляй тестом камни».

При изучении химических процессов, протекающих при затвердевании известкового раствора, учащиеся узнают, что в результате реакции оксида кальция с водой получается гидроксид кальция. Гидроксид кальция способен реагировать с углекислым газом с образованием сложного вещества такого же состава, как известняк, из которого получают оксид кальция.

При изучении свойств углекислого газа учащиеся узнают, что хорошо знакомая им газированная вода — это раствор углекислого газа и угольной кислоты — продукта реакции углекислого газа с водой. На последующих уроках они убедятся в том, что с водой реагируют также оксиды фосфора

и серы. Во всех случаях образуются кислоты. Эти знания позволяют среди всех оксидов выделить класс кислотных оксидов, которым соответствуют кислоты. Соответствие кислоте учащиеся определяют экспериментально: кислота получается при растворении оксида в воде или оксид образуется при разложении кислоты.

Химия. 8 класс. Рабочая тетрадь.

Рабочая тетрадь предназначена для учащихся 8 класса общеобразовательных учреждений, изучающих химию по учебнику авторов Н.Е. Кузнецовой, И.М. Титовой, Н.Н. Гары. Она содержит разнообразные по форме и по уровню сложности задания, расположенные в соответствии с темами, отражёнными в учебнике. Соответствует федеральному государственному образовательному стандарту основного общего образования (2010г.).

Купить

ОСНОВНЫЕ ОКСИДЫ

Изучение свойств оксидов металлов с низкой валентностью основано на проведении лабораторных опытов в соответствии со схемой: предположение -> экспериментальное подтверждение -> вывод.

Обсуждаем с учащимися возможный ход урока, ставим его задачи. В ходе обсуждения начинаем заполнение табл. 3.

	+ кислота	+ вода	+ кислотный оксид
Оксид металла с низкой валентностью (I, II)	+	?	?
Схема взаимодействия	MeO + HX -> MeX + h3O	?	?

О возможности реакции оксидов металлов с кислотами учащиеся знают с предыдущего урока. Предлагаем им подтвердить это экспериментально, используя инструкцию 1, а затем в ходе самостоятельной деятельности по инструкции 2 изучить способность основных оксидов реагировать с водой.

Инструкция 1

К выданным образцам оксидов добавьте кислоту. Перемешайте. Если в растворе присутствуют частички нерастворённого вещества, осторожно нагрейте. Составьте уравнения реакций, укажите их тип и условия протекания. Сделайте вывод о способности основного оксида взаимодействовать с кислотой.

Инструкция 2

К выданным образцам оксидов добавьте воду. Перемешайте. Если в растворе присутствуют частички нерастворённого вещества, отфильтруйте их. К фильтрату добавьте индикатор фенолфталеин.

Если окраска индикатора изменилась, то оксид с водой взаимодействует, если не изменилась, значит, реакция между оксидом и водой невозможна.

В случае, если реакция возможна. Найдите уравнение происходящей реакции в учебнике

или составьте по аналогии с теми уравнениями, которые там представлены; укажите условия протекания реакции и её тип.

Объясните, почему изменилась окраска индикатора. Какое вещество обусловливает данную окраску? Какова среда полученного раствора? Запишите результат опыта и наблюдения в табл. 4.

Действие	Результаты в пробирке с
	оксидом кальция	оксидом меди
Добавление воды
Добавление индикатора

Результаты эксперимента анализируем в ходе фронтального обсуждения или предлагаем учащимся самостоятельно ответить на вопросы.

• Какой из выданных оксидов вступил в реакцию с водой?

• Пользуясь таблицей растворимости, определите, является ли полученный гидроксид растворимым веществом.

• Соответствуют ли результаты эксперимента данным таблицы растворимости?

• Составьте формулу гидроксида того металла, оксид которого не вступил в реакцию с водой.

• Растворимо ли это вещество?

• Сформулируйте вывод: оксид взаимодействует с водой, если в результате получается … гидроксид. Данная реакция относится реакциям … .

Изучение взаимодействия оксидов металлов с кислотными оксидами строим как обсуждение результата опыта. На дно пластиковой бутылки, заполненной углекислым газом, помещаем оксид кальция и плотно закрываем бутылку. Через некоторое время бутылка деформируется.

• Почему произошло сжатие бутылки?

• Какие изменения с веществами способствовали сжатию и почему?

Если учащиеся затрудняются ответить на этот вопрос, предлагаем им обратиться к учебнику.

• Напишите уравнение реакции, укажите её тип.

• Сформулируйте вывод о взаимодействии кислотного и основного оксидов.

Таким образом, класс основных оксидов изучается на основе опыта познания свойств этих веществ. Создаются объективные условия для объединения веществ в группу (класс).

Аналогичный подход используем при изучении солей. С представителями этого класса учащиеся уже сталкивались ранее (свойства оксидов и гидроксидов). При рассмотрении реакции нейтрализации они узнали, что в результате реакции кислоты с основанием образуются соль и вода. Тем самым созданы условия для подробного анализа состава и свойств солей и объединения этих соединений в класс неорганических веществ.

Химия. Базовый уровень. 11 класс. Рабочая тетрадь

Рабочая тетрадь предназначена для учащихся 11 класса, изучающих общую и неорганическую химию по учебнику 11 класса под ред. Н.Е. Кузнецовой на базовом уровне. Она содержит разнообразные по форме и по уровню сложности задания, расположенными в соответствии с темами, отражёнными в учебнике.

Купить

СОЛИ И ИХ СВОЙСТВА

Свойства солей школьники изучают в ходе выполнения практической работы. Учащиеся выполняют предложенные в дидактической карточке задания, результаты обсуждаем фронтально. Важно не упустить возникающие у них вопросы, предположения, делать акценты на их умозаключениях и фиксировать, например на доске, в виде таблицы или схемы, основные выводы.

Дидактическая карточка

1. Рассмотрите выданные вам растворы солей. Возьмите для исследования соли меди, натрия, железа, кальция, калия. Запишите в тетрадь формулы выбранных солей и дайте им названия, используя табл. 30 или табл. 42.

2. Из чего состоят соли? Запишите в тетрадь определение солей, исходя из их состава. Как можно сформулировать определение понятия «соли», исходя из способа их получения? Продолжите в тетради фразу: соли — это продукт реакции … с … .

Составьте уравнение химической реакции, позволяющей получить любую соль согласно составленному определению.

3. Лабораторный опыт 1. Проведите реакцию нейтрализации, которая приводит к образованию нерастворимой соли. Подберите реагенты из имеющихся реактивов, обсудите с учителем ваш выбор и проверьте его на практике.

4. Лабораторный опыт 2. Соли взаимодействуют с металлами, которые активнее чем металл, который входит в состав соли. Проведите опыты 1 и 2. Зафиксируйте наблюдения и напишите уравнения химических реакций.

5. Лабораторный опыт 3. Проверьте, способны ли соли реагировать друг с другом. Для этого попарно сливайте выбранные вами растворы солей. Составьте уравнения возможных реакций.

6. Лабораторный опыт 4. Проверьте, способны ли соли реагировать с щелочами. Составьте схему эксперимента, позволяющего ответить на поставленный вопрос, используя растворы солей железа, меди, калия и гидроксида натрия. Напишите уравнения возможных реакций.

7. Лабораторный опыт 5. Проверьте, способны ли соли реагировать с кислотами. Составьте схему эксперимента, позволяющего ответить на поставленный вопрос, используя растворы силиката натрия, карбоната натрия, сульфата натрия и соляную кислоту. Напишите уравнения возможных реакций.

8. Сформулируйте вывод о свойствах солей.

Таким образом, изучение классов веществ осуществляется индуктивным путём. Учащиеся с интересом изучают вещества, с которыми они ранее сталкивались на уроках или в повседневной жизни, в результате у них расширяется представление об их составе и свойствах, что служит в дальнейшем основой для обобщения знаний при построении схемы «Классификация неорганических веществ». Обучающиеся узнают о классификации как методе познания и сами выделяют признак, позволяющий классифицировать вещества.

КЛАССИФИКАЦИЯ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ

Начинаем с простой игры, в ходе которой на доске появляется достаточное количество формул веществ, относящихся к различным классам. Приведём примеры заданий.

• Напишите химическую формулу вещества, состоящего из металла и неметалла.

• Напишите формулу гашёной извести.

• Составьте формулу вещества, входящего в состав любой газированной воды, и т. п.

Источник получения информации о веществе может быть любым — карточка, которую вытаскивает выходящий к доске, задание учителя, слайд, составленные самими учащимися загадки о веществах с описанием их состава, способа получения или химического свойства и т. п. Важно подвести обучающихся к представлению о многообразии веществ и вместе с тем обсудить выявленную в ходе предыдущих уроков общность в их свойствах.

Затем предлагаем учащимся самостоятельно разделить записанные на доске формулы веществ на группы с указанием признака формирования групп. Это создаст почву для организации обсуждения различных подходов к классификации и выявлению признаков, которые могут служить основанием для классификации. Подобное задание удобно выполнять на интерактивной доске.

Результат обсуждения — обобщённая схема «Классификация неорганических веществ» (рис. 1). В данной схеме состав веществ выступает как основной признак построения классификации.

Дополнение данной схемы примерами формул веществ, имеющих практическую значимость, даёт возможность показать несовершенство данной классификации. Например, угарный газ не может быть отнесён ни к одному из указанных классов. В результате учащиеся приходят к пониманию того, что природа намного многообразнее любой схемы.

Химия. Базовый уровень. 10 класс. Рабочая тетрадь

Пособие является частью учебного комплекса по химии, основа которого учебник В. В. Еремина, Н. Е. Кузьменко, В. И. Теренина, А. А. Дроздова, В. В. Лунина «Химия. Базовый уровень. 10 класс». Учебник соответствует Федеральному государственному образовательному стандарту среднего (полного) образования. Помимо тетради, в состав УМК входят электронное приложение к учебнику, методическое пособие (www.drofa.ru). Специальными знаками отмечены задания, направленные на формирование метапредметных умений (планировать деятельность, выделять различные признаки, сравнивать, классифицировать, устанавливать причинно-следственные связи, преобразовывать информацию и др.) и личностных качеств учеников. Купить

ГЕНЕТИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ ВЕЩЕСТВ РАЗЛИЧНЫХ КЛАССОВ

На этом уроке завершаем изучение классификации веществ. По своей сути это урок обобщения сведений о свойствах и превращениях веществ.

Вначале предлагаем учащимся, опираясь на схему классификации веществ, привести примеры различных соединений, имеющих в своём составе, например, натрий, серу, фосфор и т. п. Затем на основе изученных свойств веществ устанавливаем связь между предложенными соединениями. Подводим к определению генетической взаимосвязи веществ как взаимозависимости веществ различных классов: из веществ одного класса можно получить вещества, относящиеся к другим классам. Учащиеся приводят примеры уравнений химических реакций, доказывающих наличие генетической связи между классами.

Включение в систему генетических связей простого вещества позволяет ввести понятие генетического ряда. Рассмотрение этого вопроса сопровождаем демонстрационными опытами, иллюстрирующими генетические ряды фосфора и кальция. Составляем схемы генетических рядов кальция и фосфора, а как итог — обобщающие схемы генетических рядов металлов и неметаллов. Подчёркиваем местоположение соли как связующей двух генетических рядов (рис. 2).

Учащиеся проявляют большой интерес к изучению классов веществ. Этот интерес позволяет им преодолевать познавательные трудности, что является необходимым условием развивающего обучения.

Е. Ю. Васюкова, кандидат педагогических наук.

5. Простые и сложные вещества.

Простые и сложные вещества. Основные классы неорганических веществ. Номенклатура неорганических соединений.

Дополнительные видеоуроки, рекомендуемые к изучению

     Простые вещества — молекулы состоят из атомов одного вида (атомов одного элемента).

     Пример: H₂, O₂,Cl₂, P₄, Na, Cu, Au.

     Сложные вещества (или химические соединения) — молекулы состоят из атомов разного вида (атомов различных химических элементов).

     Пример: H₂O, NH₃, OF₂, H₂SO₄, MgCl₂, K₂SO₄.

     Аллотропия — способность одного химического элемента образовывать несколько простых веществ, различающихся по строению и свойствам.

     Пример:

     С — алмаз, графит, карбин, фуллерен.

     O — кислород, озон.

     S — ромбическая, моноклинная, пластическая.

     P — белый, красный, чёрный.

     Явление аллотропии вызывается двумя причинами:

     1. Различным числом атомов в молекуле, например кислород O2 и озон O3.

     2. Образованием различных кристаллических форм, например алмаз, графит, карбин и фуллерен (смотри рисунок выше).

Основные классы неорганических веществ

    

Бинарные соединения

     Вещества, состоящие из двух химических элементов называются бинарными (от лат. би – два) или двухэлементными.

    

     Названия бинарных соединений образуют из двух слов – названий входящих в их состав химических элементов.                  

     Первое слово обозначает электроотрицательную часть соединения – неметалл, его латинское название с суффиксом –ид стоит всегда в именительном падеже. Второе слово обозначает электроположительную часть – металл или менее электроотрицательный элемент, его название стоит в родительном падеже, затем указывается степень окисления (только в том случае, если она переменная):

Запомни!

BH₃ — боран

B₂H₆ — диборан

CH₄ — метан

SiH₄ — силан

NH₃ — аммиак

PH₃ — фосфин

AsH₃ — арсин

Оксиды

     Оксиды — сложные вещества, состоящие из двух химических элементов, один из которых кислород в степени окисления -2.

     Общая формула оксидов: Э_хО_у

    

     Основные оксиды — оксиды, которым соответствуют основания. 

Основные оксиды образованы металлом со степенью окисления +1, +2.

     Пример:

     Na₂⁺¹O^-2, Mg⁺²O^-2, Fe⁺²O^-2, Mn⁺²O^-2.

     Амфотерные оксиды — оксиды, которые в зависимости от условий проявляют либо основные, либо кислотные свойства. 

     Амфотерные оксиды образованы металлом со степенью окисления +3, +4, а также некоторыми металлами (Zn, Be) со степенью окисления +2.

     Пример:

     Al₂⁺³O₃^-2, Fe₂⁺³O₃^-2, Mn⁺⁴O₂^-2, Zn⁺²O^-2, Be⁺²O^-2.

     Кислотные оксиды — оксиды, которым соответствуют кислоты.

Кислотные оксиды образованы неметаллом, а также металлом со степенью окисления +5, +6, +7.

     Пример:

S⁺⁶O₃^-2, N₂⁺⁵O₅^-2, Cr⁺⁶O₃^-2, Mn₂⁺⁷O₇^-2

Гидроксиды

     Гидроксиды — сложные вещества, состоящие из трех элементов, два из которых водород со степенью окисления +1 и кислород со степенью окисления -2.

     Общая формула гидроксидов: Э_хО_уН_z

     Основания – сложные вещества, состоящие из ионов металла и одной или нескольких гидроксо-групп (ОН^—). 

В основаниях металл имеет степень окисления +1, +2 или вместо металла стоит ион аммония NH₄⁺

Важнейшие классы неорганических соединений

☰

К важнейшим классам неорганических соединений относятся оксиды, кислоты, основания и соли.

Оксиды — это сложные вещества, состоящие из двух видов химических элементов, одним из которых является кислород. Оксиды делятся на кислотные (в основном оксиды неметаллов) и основные (оксиды многих металлов). Кислотные оксиды реагируют с щелочами, в результате чего образуется соль. Соли также образуются в результате взаимодействия основного оксида с кислотой.

Основания — это сложные вещества, состоящие из атомов металла и гидроксогрупп (OH). Гидроксогруппа имеет валентность I, поэтому их количество в основании определяется валентностью металла. Например, NaOH — здесь одна гидроксогруппа, так как валентность натрия I. Ca(OH)₂ — здесь валентность металла равна II, следовательно, к нему присоединяются две гидроксогруппы.

Основания, которые растворяются в воде, называются щелочами. Их можно получить при взаимодействии металла или его оксида с водой. Щелочи образуют наиболее активные металлы.

Все основания реагируют с кислотами с образованием соли и воды. Эта реакция называется реакцией нейтрализации.

Кислоты — это сложные вещества, состоящие из атомов водорода, которые могут замещаться на металл, и кислотных остатков. Кислотные остатки большинства кислот содержат атомы кислорода и другого какого-либо неметалла. Например, H₂SO₄, HNO₃, H₃PO₄, H₂CO₃. Однако есть бескислородные кислоты — HCl, H₂S, HBr.

Соли — это сложные вещества, состоящие из атомов металлов и кислотных остатков. Например, NaCl, CaCl₂, K₂SO₄, CuSO₄ и т. д. Соли можно рассматривать как результат замещения атомов водорода в кислоте на металл. Соли вступают в реакции обмена с другими солями, растворами кислот и щелочей. Более активный металл вытесняет из соли менее активный.

Из одних классов веществ в результате химических взаимодействий можно получать другие классы. Таким образом, говорят, что классы химических соединений генетически взаимосвязаны между собой.

Химики РУДН создали первые люминесцентные соединения из силиконов и лантаноидов

Химики из России и Франции исследовали новые кремнийорганические соединения, содержащие ионы тербия и европия. Вещества имеют необычную кристаллическую структуру в виде каркасов, содержащих четыре атома металла. Также были впервые изучены магнитные и оптические свойства таких соединений. Было обнаружено, что такие каркасы обладают свойствами люминесценции и магнитного фазового перехода.

Металлосилсесквиоксаны (CLMS) — сложные органо-неорганические соединения, в которых связаны между собой атомы углерода, кремния и металла. С точки зрения структурной химии эти вещества интересны тем, что их молекулы могут выстраиваться в разнообразные трехмерные конструкции, или каркасы. Физические свойства, которые появляются у силсесквиоксанов благодаря структуре каркасов и природе металлов, позволяют применять их, например, в катализе — для ускорения важных процессов органического синтеза. Химики из РУДН, Института элементоорганических соединений им. А. Н. Несмеянова РАН и Университета Монпелье получили четыре новых металлосилсесквиоксана, для которых впервые были изучены свойства люминесценции и магнетизма.

Химики получили силсесквиоксаны на основе тербия и европия — металлов из группы лантаноидов. Лантаноиды важны тем, что их соединения проявляют интересные магнитные свойства (например, для создания контрастных агентов в медицинской диагностике) и оптические свойства (на основе лантаноидов могут быть созданы электролюминесцентные устройства). Однако эти интересные свойства никогда не изучались на примере каркасных силсесквиоксанов, содержащих атомы лантаноидов. Полученные химиками силсесквиоксаны обладают необычной структурой, не похожей на ранее известные типы металлосилсесквиоксанов — их каркас напоминает призму, в центре которой располагаются четыре атома лантаноида. Этот центральный слой координируют два циклических силсесквиоксановых фрагмента, молекулы растворителей и органические (фосфор- или азотсодержащие) катионы. Важно, что синтезированные соединения тербия — первые примеры силсесквиоксанов, содержащих этот металл.

«До сих пор были известны только два типа лантаноидных CLMS, строение которых было доказано рентгеноструктурными исследованиями. В первом случае это кубановые силоксановые каркасы, содержащие в одной вершине такого куба атомы лантаноидов. Второй тип — „сэндвичи“ из двух силоксановых фрагментов, между которыми „зажат“ центральный пояс с ионами лантаноидов и щелочных металлов. Эти соединения рассматривались только как интересные структуры и модели каталитических систем. Их оптические и магнитные свойства никогда не изучались», — рассказывает один из исследователей, заместитель директора объединенного института химических исследований РУДН Алексей Биляченко.

Химики получили новые соединения по двухстадийной реакции. На первой стадии синтезировали реакционноспособное вещество — фенилсилоксанолят натрия. На второй стадии это соединение в присутствии органических катионов образовывает упорядоченную структуру с атомами лантаноидов — проходила реакция «самосборки». С помощью рентгеноструктурного анализа была установлена структура продуктов. Четырехзвенные силоксановые циклы, входящие в состав каркасов, раньше встречались только в двух структурах CLMS — каркасах на основе титана и кобальта — и никогда прежде для любых других металлов.

С помощью магнетометра были впервые детально изучены магнитные свойства лантанидсилсесквиоксанов. Оказалось, например, что одно из соединений (комплекс с тербием) демонстрирует магнитный фазовый эффект, когда антиферромагнетик становится ферромагнетиком.

Чтобы изучить оптические свойства соединений, ученые подвергали их фотовозбуждению при воздействии ультрафиолета или видимого (синего) света. Соединения демонстрируют характерную люминесценцию — красное свечение для соединений европия и зеленое для соединений тербия. Таким образом, новые соединения оказались первыми примерами CLMS с детально изученными магнитными и люминесцентными свойствами.

Результаты опубликованы в Chemistry — A European Journal.

Классификация неорганических соединений

Автор:

Демина Ольга Викторовна.

Возрастной диапазон:

8-й класс.

Изучаемые элементы содержания образования:

основные классы неорганических соединений: оксиды, гидроксиды, соли; классификация неорганических соединений.

Необходимое учебное оборудование:

планшеты.

Место проведения урока:

Минералогический музей им. А.Е. Ферсмана РАН.

Адрес: Москва, Ленинский пр-т, д. 18, корп. 2.

Сайт музея: https://www.fmm.ru.

Памятная дата:

26 октября (8 ноября) 1883 г. – день рождения А. Е. Ферсмана, русского геохимика и минералога, одного из основоположников геохимии в России.

Форма проведения урока:

урок с элементами поисково-исследовательской деятельности

Галерея изображений:

Свободное описание урока:

Учебно-исследовательская деятельность учащихся по изучению основных классов неорганических соединений на примерах минералов, самоцветов, минеральных руд организуется в условиях богатейшей коллекции Минералогического музея им. А.Е. Ферсмана.

Работа в музее проводится с использованием рабочих листов с заданиями. Для ответа на поставленные в них вопросы обучающиеся используют музейную экспозицию. В рамках урока обучающиеся должны научиться классифицировать минералы по химическому составу. На уроке могут быть использованы как групповая, так и индивидуальная формы работы.

Продуктом деятельности обучающихся является разработанная виртуальная экскурсия по теме «Классификация неорганических соединений» для одноклассников.

Приложения:

• Коллекция элементов
• Текстовые материалы учителя
• Текстовые материалы для учеников
• Технологическая карта
• Кейсы
• Задание
• Тесты
• Ссылки
• Список литературы

Примеры неорганических соединений

Неорганические соединения

Неорганическое соединение — это любое соединение, в котором отсутствует атом углерода из-за отсутствия более подробного определения. Эти соединения с атомом углерода называются органическими соединениями из-за того, что их корневая основа находится в атоме, который жизненно важен. Есть небольшое количество неорганических соединений, которые действительно содержат углерод, учитывая его склонность к образованию молекулярных связей; к ним относятся окись углерода и двуокись углерода, и это лишь некоторые из них.

Неорганические соединения часто бывают довольно простыми, поскольку они не образуют сложных молекулярных связей, которые делает возможным углерод.Типичным примером простого неорганического соединения может быть хлорид натрия, более известный как бытовая соль. Это соединение содержит только два атома натрия (Na) и хлор (Cl).

Примеры неорганических соединений:

1. H ₂ O — Вода — простое неорганическое соединение, даже несмотря на то, что она содержит водород, ключевой атом (наряду с углеродом) во многих органических соединениях. Атомы в молекуле воды образовали очень простые связи из-за отсутствия углерода.

2.HCl — гидрохлорид, также известный как соляная кислота, когда он растворен в воде, представляет собой бесцветную коррозионную кислоту с довольно высоким pH. Он содержится в желудочном соке многих животных, помогает пищеварению, расщепляя пищу.

3. CO ₂ — Двуокись углерода, несмотря на наличие атома углерода в формуле, классифицируется как неорганическое соединение. Это вызвало спор в научном сообществе, и были подняты вопросы относительно обоснованности наших текущих методов классификации соединений.В настоящее время органические соединения содержат углерод или углеводород, образующий более прочную связь. Связь, образованная углеродом в CO ₂ , не является прочной.

4. NO ₂ — Двуокись азота имеет различные цвета при разных температурах. Он часто образуется при ядерных испытаниях в атмосфере и отвечает за характерный красноватый цвет грибовидных облаков. Он очень токсичен и образует довольно слабые связи между атомами азота и кислорода.

5.Fe ₂ O ₃ — Оксид железа (III) является одним из трех основных оксидов железа и является неорганическим соединением из-за отсутствия атома углерода или углеводорода. Оксид железа (III) встречается в природе в виде гематита и является источником большей части железа для сталелитейной промышленности. Он широко известен как ржавчина и имеет ряд общих характеристик со своим естественным аналогом.

Примеры неорганических соединений

Неорганическое соединение — определение и примеры

Определение

существительное
множественное число: неорганические соединения
Химическое соединение без ковалентных связей углерод-углерод (CC) и углерод-водород (CH)

Подробности

Обзор

Химическое соединение относится к любому веществу, состоящему из двух или более элементов, которые химически связаны друг с другом.Элемент , в свою очередь, относится к элементу, состоящему только из одного типа атомов. Элементы, которые удерживаются вместе химической связью, образуют соединение. Один из способов классификации соединений — определить их как органических или неорганических . Как правило, органическое соединение представляет собой тип соединения, содержащего атом углерода. И наоборот, неорганическое соединение не содержит углерода.

Витализм и открытия Велера

Одна из преобладающих теорий первых веков — витализм .Согласно этой теории, живые существа обладали своего рода жизненной силой — vis-vitalis , которая отделяла их от неживых существ. Эта жизненная сила позволяла им производить определенные химические вещества, которые неживые существа не могли производить. Химические вещества, производимые живыми существами, были названы органических , так как они произошли от организмов. Те, которые можно было получить из неживых существ, получили название неорганический , что означает «неорганический». Это была фундаментальная граница, которая отделяла органические от неорганических соединений.Под неорганическими соединениями понимались соединения, не полученные от организмов. Они могут быть получены, например, из геологических систем, например отложения и руды.
Это убеждение существовало на протяжении многих веков, пока Фридрих Велер (1800–1882) не оспорил его с помощью эмпирических данных своих экспериментов. В одном из своих экспериментов он обнаружил, что мочевину, которую когда-то считали производимой только живыми существами, можно производить из неорганических предшественников. В 1828 году он обнаружил, что мочевину можно химически получить из солей цианата калия и сульфата аммония.Это считается решающим поворотным моментом, который позже привел к развитию современной органической химии.

Путаница

На пике витализма существовала четкая граница между органическими и неорганическими соединениями. Из-за дискредитации витализма химики так и не пришли к консенсусу по поводу современного определения органических и неорганических соединений. Простое утверждение, что органическое соединение — это любое соединение, содержащее атом углерода, не будет абсолютно правильным, поскольку это будет намека на включение некоторых углеродсодержащих неорганических соединений.База данных неорганических кристаллических структур, база данных данных о неорганических кристаллических структурах, основанная Гюнтером Бергерхоффом и И.Д. Брауном в 1978 году, определила неорганических соединений углерода как соединения, содержащие либо С-Н, либо С-С связи, но не то и другое вместе. ¹ К неорганическим углеродсодержащим соединениям относятся: карбонаты, цианиды, цианаты, карбиды, тиоцианаты, монооксид углерода и диоксид углерода. Аллотропы углерода , как и алмаз, не соединения, а чистый элемент углерода.Таким образом, это не неорганические соединения, а неорганические вещества.

Органические и неорганические соединения

Обобщенные различия между органическими и неорганическими соединениями показаны ниже:

	Органические соединения	Неорганические соединения
Наличие атомов углерода	В основном содержащие углерод атомы	В основном отсутствуют атомы углерода
Химическая связь	Ковалентная связь; в основном со связями углерод-водород (C-H)	В основном с ионными связями; в основном отсутствуют связи CH
Происхождение	По сути, биологическое (в результате биологической активности)	Химическое (в результате лабораторных работ или экспериментов) или геологическое (в результате естественного процесса, не связанного с жизнью)
Соль образование	Не может образовывать соль	Может образовывать соль
Атомы металлов	Не содержат атомов металлов	Может содержать атомы металлов
Другие особенности	В большинстве водных растворов плохие проводники тепла и электричество	В основном хорошие проводники тепла и электричества
Примеры	углеводы, жиры, белки, нуклеиновые кислоты, мочевина, четыреххлористый углерод	хлорид натрия, латунь, стекло, карбонаты, цианиды, цианаты, карбиды , тиоцианаты, оксид углерода, диоксид углерода, вода

900 02 Как указывалось ранее, нет четкого различия между органическими и неорганическими соединениями.Исключения существуют в каждой функции. Таким образом, приведенные в таблице различия между ними следует считать верными для большинства случаев, но не для всех.

Типы неорганических соединений

Химическое соединение — это вещество, состоящее из атомов или ионов двух или более элементов, которые химически связаны вместе, тогда как химический элемент — это вещество только одного типа атомов. Большинство элементов являются неорганическими, но технически не являются неорганическими соединениями, поскольку они состоят только из одного типа атомов.Таким образом, классификация неорганических соединений влечет за собой группировку веществ, состоящих из более чем одного типа атомов. И наоборот, простые неорганические вещества (не обязательно соединения) типичны как металл или неметалл . Однако нет четкого различия между металлами и неметаллами.
Большинство неорганических соединений являются ионными соединениями. Это означает, что химическая связь, удерживающая атомы вместе, является ионной связью. На основе составляющих неорганических соединений ионные соединения можно разделить на основания, кислоты и соли.Ионная связь — это связь, при которой происходит полный перенос электрона от одного атома к другому. Это электростатическое притяжение между противоположно заряженными ионами, то есть катионом и анионом. Катион — это положительно заряженный ион, а анион — отрицательно заряженный ион. Например, хлорид натрия представляет собой ионное соединение, в котором катион Na ⁺ и анион Cl ^— удерживаются вместе ионной связью . Ионное соединение, содержащее ионы водорода (H ⁺ ), классифицируется как кислота.И наоборот, ионное соединение, содержащее гидроксид (OH ^— ) или оксид (O ^2-), классифицируется как основание. Ионное соединение, образованное кислотно-основными реакциями без этих ионов, называется солью .
Вода определенно является одним из важнейших неорганических соединений для всего живого. Это соединение, состоящее из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Однако это не ионное соединение, а молекула, удерживаемая ковалентной связью между водородом и кислородом .

Исследования

Изучение свойств и синтеза органических соединений известно как органическая химия , тогда как изучение свойств и синтеза в неорганической химии называется неорганической химией .

Дополнительный

Этимология

• назван в честь раннего представления о том, что неорганические соединения не имеют биологического происхождения

Дополнительная литература

Сравнить

См. Также

Ссылка

1. Wayback Machine.(2017, 1 января). База данных неорганических кристаллов: научное руководство. Получено из PDF

---

© Biology Online. Контент предоставлен и модерируется Biology Online Editors

---

Разберитесь между органическими и неорганическими веществами

Слово «органический» в химии означает нечто совершенно иное, чем когда вы говорите о продуктах и ​​продуктах питания. Органические соединения и неорганические соединения составляют основу химии.

Основное различие между органическими инеорганические соединения: органические соединения всегда содержат углерод, в то время как большинство неорганических соединений не содержат углерода.

Кроме того, почти все органические соединения содержат связи углерод-водород или C-H. Обратите внимание, что , содержащее углерод, недостаточно для того, чтобы соединение считалось органическим. Ищите и углерод, и водород.

Вы знали?

Органическая и неорганическая химия — две основные дисциплины химии. Химик-органик изучает органические молекулы и реакции, а неорганическая химия занимается неорганическими реакциями.

Примеры органических соединений или молекул

Молекулы, связанные с живыми организмами, являются органическими. К ним относятся нуклеиновые кислоты, жиры, сахара, белки, ферменты и углеводородное топливо. Все органические молекулы содержат углерод, почти все содержат водород, а многие также содержат кислород.

• ДНК
• столовый сахар или сахароза, C ₁₂ H ₂₂ O ₁₁
• бензол, C ₆ H ₆
• метан, CH ₄
• этанол или зерновой спирт, C ₂ H ₆ O

Примеры неорганических соединений

Неорганические вещества включают соли, металлы, вещества, состоящие из отдельных элементов, и любые другие соединения, не содержащие углерод, связанный с водородом.Некоторые неорганические молекулы действительно содержат углерод.

• поваренная соль или хлорид натрия, NaCl
• диоксид углерода, CO ₂
• алмаз (чистый углерод)
• серебро
• сера

Органические соединения без связей C-H

Некоторые органические соединения не содержат углерод-водородных связей. Примеры этих исключений включают

• четыреххлористый углерод (CCl ₄ )
• мочевина [CO (NH ₂ ) ₂ ]

Органические соединения и жизнь

В то время как большинство органических соединений, встречающихся в химии, производятся живыми организмами, молекулы могут образовываться посредством других процессов.

Например, когда ученые говорят об органических молекулах, обнаруженных на Плутоне, это не означает, что в мире есть инопланетяне. Солнечное излучение может дать энергию для производства органических соединений из неорганических углеродных соединений.

неорганических соединений | Анатомия и физиология

В этом разделе главы основное внимание уделяется химии человеческой жизни; то есть соединения, важные для структуры и функций организма. Как правило, эти соединения бывают либо неорганическими, либо органическими.

В следующем разделе рассматриваются три группы неорганических соединений, необходимых для жизни: вода, соли, кислоты и основания. Органические соединения рассматриваются далее в этой главе.

Вода

До 70 процентов веса взрослого человека составляет вода. Эта вода содержится как внутри клеток, так и между клетками, из которых состоят ткани и органы. Несколько функций делают воду незаменимой для жизнедеятельности человека.

Вода как смазка и подушка

Вода является основным компонентом многих смазочных жидкостей организма.Подобно тому, как масло смазывает петлю двери, вода в синовиальной жидкости смазывает работу суставов тела, а вода в плевральной жидкости помогает легким расширяться и отскакивать при дыхании. Водянистая жидкость помогает пище течь по пищеварительному тракту и обеспечивает отсутствие трения при движении соседних органов брюшной полости.

Вода также защищает клетки и органы от физических травм, смягчая, например, мозг внутри черепа и защищая нежную нервную ткань глаз.Вода также смягчает развивающийся плод в утробе матери.

Вода как механизм поддержания температуры тела

Вода поглощает и рассеивает тепло, но не испытывает соответствующего повышения температуры. В организме вода поглощает тепло, выделяемое в результате химических реакций, без значительного повышения температуры. Более того, когда температура окружающей среды стремительно растет, вода, хранящаяся в организме, помогает ему сохранять прохладу. Этот охлаждающий эффект возникает, когда теплая кровь из ядра тела течет к кровеносным сосудам под кожей и переносится в окружающую среду.В то же время потовые железы выделяют теплую воду вместе с потом. Когда вода испаряется в воздух, она уносит тепло, а затем более холодная кровь с периферии циркулирует обратно к сердцевине тела.

Вода как компонент жидких смесей

Смесь — это комбинация двух или более веществ, каждое из которых сохраняет свою химическую идентичность. Другими словами, составляющие вещества не связаны химически в новое, более крупное химическое соединение. Эту концепцию легко представить, если вы подумаете о порошкообразных веществах, таких как мука и сахар; когда вы перемешиваете их в миске, очевидно, что они не связываются с образованием нового соединения.Воздух в помещении, которым вы дышите, представляет собой газовую смесь, содержащую три отдельных элемента — азот, кислород и аргон — и одно соединение — диоксид углерода. Есть три типа жидких смесей, все из которых содержат воду в качестве ключевого компонента. Это растворы, коллоиды и суспензии.

Чтобы клетки тела выжили, они должны оставаться влажными в жидкости на водной основе, называемой раствором. В химии жидкий раствор состоит из растворителя, который растворяет вещество, называемое растворенным веществом.Важной характеристикой растворов является их однородность; то есть молекулы растворенного вещества равномерно распределяются по всему раствору. Если бы вы размешали чайную ложку сахара в стакане воды, сахар растворился бы в молекулах сахара, разделенных молекулами воды. Соотношение сахара и воды в левой части стакана будет таким же, как соотношение сахара и воды в правой части стакана. Если бы вы добавили больше сахара, соотношение сахара к воде изменилось бы, но распределение — при условии, что вы хорошо перемешали — все равно было бы равномерным.

Вода считается «универсальным растворителем», поэтому считается, что без воды жизнь не может существовать. Вода, безусловно, является самым распространенным растворителем в организме; практически все химические реакции организма происходят между соединениями, растворенными в воде. Поскольку молекулы воды полярны, с областями положительного и отрицательного электрического заряда, вода легко растворяет ионные соединения и полярные ковалентные соединения. Такие соединения называют гидрофильными или «водолюбивыми».Как было сказано выше, сахар хорошо растворяется в воде. Это связано с тем, что молекулы сахара содержат области полярных водородно-кислородных связей, что делает его гидрофильным. Неполярные молекулы, которые с трудом растворяются в воде, называются гидрофобными или «водобоязненными».

Роль воды в химических реакциях

Два типа химических реакций включают образование или потребление воды: дегидратационный синтез и гидролиз.

• При дегидратационном синтезе один реагент отдает атом водорода, а другой реагент отдает гидроксильную группу (ОН) при синтезе нового продукта.При образовании их ковалентной связи в качестве побочного продукта выделяется молекула воды (рис. 2.14). Это также иногда называют реакцией конденсации.
• При гидролизе молекула воды разрушает соединение, разрывая его связи. Сама вода расщепляется на H и OH. Одна часть разорванного соединения затем связывается с атомом водорода, а другая часть связывается с гидроксильной группой.

Эти реакции обратимы и играют важную роль в химии органических соединений (о чем мы вскоре поговорим).

Рисунок 2.14. Обезвоживание, синтез и гидролиз

Мономеры, основные единицы для построения более крупных молекул, образуют полимеры (два или более химически связанных мономера). (а) При дегидратационном синтезе два мономера ковалентно связаны в реакции, в которой один отдает гидроксильную группу, а другой — атом водорода. Молекула воды выделяется как побочный продукт во время реакций дегидратации. (b) При гидролизе ковалентная связь между двумя мономерами расщепляется путем присоединения атома водорода к одному и гидроксильной группы к другому, что требует участия одной молекулы воды.

Соли

Напомним, что соли образуются, когда ионы образуют ионные связи. В этих реакциях один атом отдает один или несколько электронов и, таким образом, становится положительно заряженным, тогда как другой атом принимает один или несколько электронов и становится отрицательно заряженным. Теперь вы можете определить соль как вещество, которое при растворении в воде диссоциирует на ионы, отличные от H ⁺ или OH ^—. Этот факт важен для отличия солей от кислот и оснований, обсуждаемых далее.

Типичная соль NaCl полностью диссоциирует в воде (рис. 2.15). Положительные и отрицательные области на молекуле воды (концы водорода и кислорода соответственно) притягивают отрицательные ионы хлорида и положительные ионы натрия, отталкивая их друг от друга. Опять же, в то время как неполярные и полярные ковалентно связанные соединения распадаются на молекулы в растворе, соли диссоциируют на ионы. Эти ионы являются электролитами; они способны проводить электрический ток в растворе. Это свойство имеет решающее значение для функции ионов при передаче нервных импульсов и стимулировании сокращения мышц.

Рисунок 2.15. Диссоциация хлорида натрия в воде

Обратите внимание, что кристаллы хлорида натрия диссоциируют не на молекулы NaCl, а на катионы Na ⁺ и анионы Cl ^— , каждый из которых полностью окружен молекулами воды.

Многие другие соли важны для организма. Например, соли желчных кислот, вырабатываемые печенью, помогают расщеплять пищевые жиры, а соли фосфата кальция образуют минеральную часть зубов и костей.

Кислоты и основания

Кислоты и основания, как и соли, разлагаются в воде на электролиты. Кислоты и основания могут сильно изменить свойства растворов, в которых они растворены.

Кислоты

Кислота — это вещество, выделяющее ионы водорода (H ⁺ ) в растворе (рис. 2.16a). Поскольку у атома водорода есть только один протон и один электрон, положительно заряженный ион водорода — это просто протон.Этот одиночный протон с большой вероятностью участвует в химических реакциях. Сильные кислоты — это соединения, которые выделяют весь свой H ⁺ в растворе; то есть они полностью ионизируются. Соляная кислота (HCl), которая выделяется из клеток слизистой оболочки желудка, является сильной кислотой, поскольку она выделяет весь свой H ⁺ в водянистую среду желудка. Эта сильная кислота помогает пищеварению и убивает микробы, попавшие в организм. Слабые кислоты не ионизируются полностью; то есть некоторые из их ионов водорода остаются связанными внутри соединения в растворе.Пример слабой кислоты — уксус или уксусная кислота; он называется ацетатом после того, как отдает протон.

Рисунок 2.16. Кислоты и основания

(a) В водном растворе кислота диссоциирует на ионы водорода (H ⁺ ) и анионы. Почти каждая молекула сильной кислоты диссоциирует, образуя высокую концентрацию H ⁺ . (b) В водном растворе основание диссоциирует на гидроксильные ионы (OH ^— ) и катионы. Почти каждая молекула сильного основания диссоциирует, образуя высокую концентрацию OH ^— .

Базы

A base — это вещество, которое выделяет гидроксильные ионы (OH ^— ) в растворе, или вещество, которое принимает H ⁺ , уже присутствующий в растворе (см. Рисунок 2.16b). Ионы гидроксила или другое основание объединяются с присутствующим H ⁺ с образованием молекулы воды, тем самым удаляя H ⁺ и снижая кислотность раствора. Сильные основания высвобождают большую часть или все свои гидроксильные ионы; слабые основания выделяют только некоторые гидроксильные ионы или поглощают только несколько H ⁺ .Пища, смешанная с соляной кислотой из желудка, сожгла бы тонкий кишечник, следующую после желудка часть пищеварительного тракта, если бы не высвобождение бикарбоната (HCO ₃ ^— ), слабого основания, которое привлекает H ⁺ . Бикарбонат принимает часть протонов H ⁺ , тем самым снижая кислотность раствора.

Концепция pH

Относительную кислотность или щелочность раствора можно определить по его pH.Раствор pH измеряет, насколько щелочной или кислый раствор является путем определения концентрации ионов водорода. Понятие pH станет более понятным, когда вы изучите шкалу pH, как показано на рисунке 2.17. Шкала состоит из серии приращений от 0 до 14. Раствор с pH 7 считается нейтральным — ни кислотным, ни основным. Чистая вода имеет pH 7. Чем ниже число ниже 7, тем кислотнее раствор или тем выше концентрация H ⁺ .Концентрация ионов водорода при каждом значении pH в 10 раз отличается от следующего значения pH. Например, значение pH 4 соответствует концентрации протонов 10 ^–4 M или 0,0001M, а значение pH 5 соответствует концентрации протонов 10 ^–5 M или 0,00001M. Чем выше число выше 7, тем более щелочной (щелочной) раствор или тем ниже концентрация H ⁺ . Например, человеческая моча в десять раз кислотнее чистой воды, а HCl в 10 000 000 раз кислотнее воды.

Рисунок 2.17. Шкала pH

Буферы

pH крови человека обычно находится в диапазоне от 7,35 до 7,45, хотя обычно его определяют как pH 7,4. При таком слегка щелочном pH кровь может снижать кислотность, возникающую из-за того, что двуокись углерода (CO ₂ ) постоянно попадает в кровоток триллионами клеток тела. Гомеостатические механизмы (наряду с выдыханием CO ₂ при дыхании) обычно поддерживают pH крови в этом узком диапазоне.Это очень важно, потому что колебания — либо слишком кислые, либо слишком щелочные — могут привести к опасным для жизни расстройствам.

Все клетки организма зависят от гомеостатической регуляции кислотно-щелочного баланса при pH примерно 7,4. Таким образом, в организме есть несколько механизмов для этой регуляции, включая дыхание, выделение химических веществ с мочой и внутреннее высвобождение химических веществ, которые в совокупности называются буферами, в жидкости организма. Буфер представляет собой раствор слабой кислоты и ее сопряженного основания.Буфер может нейтрализовать небольшое количество кислот или оснований в жидкостях организма. Например, если есть даже небольшое снижение pH жидкости организма ниже 7,35, буфер в жидкости — в данном случае действующий как слабое основание — будет связывать избыточные ионы водорода. Напротив, если pH поднимается выше 7,45, буфер будет действовать как слабая кислота и вносить ионы водорода.

Гомеостатический дисбаланс

Кислоты и основания

Чрезмерная кислотность крови и других биологических жидкостей называется ацидозом.Распространенными причинами ацидоза являются ситуации и нарушения, которые снижают эффективность дыхания, особенно способность человека полностью выдохнуть, что вызывает накопление CO ₂ (и H ⁺ ) в кровотоке. Ацидоз также может быть вызван метаболическими проблемами, которые снижают уровень или функцию буферов, которые действуют как основания или способствуют выработке кислот. Например, при тяжелой диарее из организма может выводиться слишком много бикарбоната, в результате чего кислоты накапливаются в жидкостях организма.У людей с плохо управляемым диабетом (неэффективное регулирование уровня сахара в крови) кислоты, называемые кетонами, вырабатываются в качестве топлива для организма. Они могут накапливаться в крови, вызывая серьезное заболевание, называемое диабетическим кетоацидозом. Почечная недостаточность, печеночная недостаточность, сердечная недостаточность, рак и другие заболевания также могут вызывать метаболический ацидоз.

Напротив, алкалоз — это состояние, при котором кровь и другие жидкости организма слишком щелочные (щелочные). Как и в случае ацидоза, основной причиной являются респираторные расстройства; однако при респираторном алкалозе уровни углекислого газа падают слишком низко.Заболевания легких, передозировка аспирином, шок и обычное беспокойство могут вызвать респираторный алкалоз, который снижает нормальную концентрацию H ⁺ .

Метаболический алкалоз часто возникает в результате продолжительной сильной рвоты, которая вызывает потерю ионов водорода и хлорида (как компонентов HCl). Лекарства также могут вызвать алкалоз. К ним относятся диуретики, которые заставляют организм терять ионы калия, а также антациды при приеме в чрезмерных количествах, например, у кого-то с постоянной изжогой или язвой.

Общие сведения об органических и неорганических соединениях

В относительной терминологии слово «органическое» относится ко всему, что происходит от живой материи или относится к ней. И наоборот, его антоним неорганический относится ко всему, что не происходит из живой материи и не состоит из нее. Это определение справедливо для научной области биологии, но современная химия — это разнообразный предмет. Существенная основа химии вращается вокруг динамического дуэта, а именно, между органическими и неорганическими соединениями.С научной точки зрения существуют две различные дисциплины из-за этих различных аспектов химии, исследующей материю, — органической химии и неорганической химии.

Основное различие между этими противоположными дисциплинами заключается в их области изучения. Чтобы обобщить дисперсию, органическая химия включает изучение живых соединений, содержащих атомы углерода, тогда как неорганическая химия включает изучение в основном неуглеродных соединений, полученных из неживых существ. Ученые в основном рассматривают вещества, которые не подпадают непосредственно под определение органических, как неорганические.

В рамках этой структурной структуры химических соединений химики-органики изучают органические молекулы и их врожденные реакции. Напротив, химики-неорганики изучают минеральные или антропогенные реакции. Такая схематическая категоризация может показаться простой, но исторический фон, лежащий в основе четкого различия, гораздо сложнее. На ваше рассмотрение, давайте подробнее рассмотрим характеристики соединений, чтобы лучше понять органические и неорганические соединения. Эта осведомленность позволяет лучше понять современные химические применения в ядерной медицине и общем здравоохранении.

История органической химии

В начале 19 ^— гг. Естествоиспытатели и ученые наблюдали широкий спектр химических соединений. Эти исследователи отметили существенные различия, существующие между соединениями, полученными из живых веществ, и соединениями, не полученными. Химики того времени обнаружили фундаментальные, но необъяснимые различия, существующие между типами различных соединений. На основании этих наблюдений теория жизненной силы 1809 года стала широко признанной гипотезой.

Йонс Берцелиус предложил эту теорию витализма. Он также был первым человеком, который использовал термин «органическая химия», имея в виду изучение соединений, происходящих из биологических источников. Теория жизненной силы предполагала, что жизненная сила — или жизненная сила — существует исключительно в присутствии органических материалов, таких как тела живых животных и растений. Согласно этому убеждению, органические соединения образовывались исключительно в живых клетках. Поэтому приготовить такие соединения в лаборатории было невозможно.

Ученый Фридрих Велер несколько десятилетий спустя отверг эту теорию с помощью своего новаторского метода синтеза. В контролируемых условиях Велер продемонстрировал, как получать органические соединения в лаборатории. Этот синтез органического вещества «in vitro» оказался ключевым биохимическим открытием для дальнейших исследований, концептуализирующих современную область органической химии.

Примеры и производные органических соединений

Хотя первоначально органическая химия была определена как химия биологических существующих молекул, с тех пор отрасль определила сферу своей деятельности, чтобы отсылать к спецификациям углеродных соединений и их производных.По сути, органические соединения состоят из углерода в качестве основного компонента.

Соединения углерода небиологического происхождения, тем не менее, имеют отношение к области органической химии. Тем не менее, имейте в виду, что простое присутствие элемента автоматически указывает на то, что соединение само по себе является органическим. Органические соединения также неизменно связаны с водородом, поскольку, как известно, они образуют ковалентные связи. Атомы углерода сливаются с атомами водорода с образованием углеводородов.

Неорганические соединения, напротив, не обладают вышеуказанными идиосинкразическими характеристиками.Еще раз, любые молекулы, относительно связанные с живыми существами, считаются органическими. Как правило, они являются результатом врожденной активности организма и телесных процессов. Общие примеры включают жиры, сахара, белки, ферменты, нуклеиновые кислоты, липиды и углеводородное топливо. Органические соединения существуют в форме твердых тел, газов и жидкостей. Конкретные категории включают ДНК, столовый сахар, известный в науке как сахароза (C ₁₂ H ₂₂ O ₁₁ ), метан (CH ₄ ), этанол (C ₂ H ₆ O) и бензол. (C ₆ H ₆ ).

История неорганической химии

В целом, область химии в значительной степени вращается вокруг существования металлов. Древние техники алхимиков Азии и Европы в конечном итоге привели к развитию этой отрасли науки. Хотя алхимики не смогли успешно превратить свинец в ценное золото, их открытие кислот и оснований, разработка методов химических реакций и систематический исследовательский подход заложили основу периодической таблицы.

Химическая природа таких веществ не была широко известна до 19 века, когда ученые начали лучше понимать органические соединения. С тех пор химики-неорганики изучают поведение неорганических элементов, образованных неживыми процессами, и работают над разработкой прикладной методологии или исследованиями того, как эти соединения могут быть эффективно модифицированы и использованы в промышленности.

Примеры неорганических соединений

Понять органические и неорганические соединения несложно, если вспомнить, что в неорганических соединениях отсутствуют углеродно-водородные связи.Неорганические молекулы состоят из металлов, солей, минералов, отдельных элементов и любых углеродных соединений, не связанных с водородом. Хорошо известные примеры включают серебро, серу, алмаз (также известный как чистый углерод), диоксид углерода (CO ₂ ) и поваренную соль, научно известную как хлорид натрия (NaCl). Поскольку эти соединения имеют более высокие температуры плавления и точные свойства проводимости, они часто используются в качестве катализаторов, пигментов, покрытий, топлива или лекарств.

Применения в фармацевтической промышленности

Каждая из этих областей химии приобрела актуальность в нашем мире в последнее время и будет продолжать играть важную роль в будущем.Одно из наиболее активных направлений химии сегодня — это раздел органической химии. Прошлые экспериментальные результаты позволили нам узнать о последовательности изменений, происходящих в реакциях и синтезе. Благодаря актуальности и полезности этой биохимии появляются ценные молекулярные приложения как в промышленности, так и в технологиях.

Кроме того, производство радиоизотопных соединений неорганических элементов имеет решающее значение для ядерной медицины и секторов здравоохранения.Это подразделение химии остается актуальным для разработки радиофармацевтических препаратов для терапевтических и диагностических применений. Производство соединений с радиоактивной меткой для исследований лекарственных средств, разработки в клинических испытаниях и, в конечном итоге, производства является столь же сложным процессом. Радиохимики должны использовать надлежащие знания, методы и опыт для производства высококачественной продукции в соответствии с установленными стандартами.

Moravek — сертифицированный GMP производитель фармацевтической промышленности. Мы являемся надежной контрактной производственной организацией, которая предлагает квалифицированный индивидуальный синтез радиоактивно меченных соединений углерода-14.Как предприятие с обширным опытом в области радиосинтеза, очистки и анализа соединений, наши услуги доступны для поддержки любого этапа процесса разработки лекарств. Наша команда химиков имеет обширный опыт в различных областях, в производстве продуктов с радиоактивной меткой и предоставлении услуг в области химического органического синтеза. Moravek разрабатывает эффективные кампании для клиентов, чтобы соответствовать нормативным требованиям FDA и достигать целей проекта химических исследований.

Неорганическое соединение — обзор

3.35.3.1 Воздух и твердые частицы

Органические и неорганические соединения в воздухе могут вызывать кислотные дожди и проблемы со здоровьем, такие как респираторные или аллергические заболевания. Истощение озонового слоя хлорфторуглеродными соединениями и глобальное потепление из-за парниковых газов также являются серьезными проблемами. Пробы воздуха для анализа окружающей среды в основном можно разделить на газы и твердые частицы. Группа газов в совокупности относится к газообразным веществам, образующимся при сгорании, синтезе или разложении материалов, или к веществам, встречающимся в природе.Типичные газообразные вещества в атмосферной среде включают SO ₂ , NO, CO и углеводороды. Твердые частицы можно разделить на ультрамелкие частицы (≤0,1 мкм), PM-2,5 (≤2,5 мкм), PM-10 (≤10 мкм), крупные частицы (2,5–10 мкм) и общие взвешенные твердые частицы (TSP). (≤50 мкм).

Методы отбора проб газообразного воздуха можно разделить на абсорбционные и адсорбционные. Абсорбция может осуществляться с использованием пропитанных фильтров, импинджеров или денудеров. При использовании пропитанного фильтра проба воздуха отбирается при прохождении через фильтр, обработанный химическими веществами, которые вступают в реакцию с определенными газообразными материалами.Затем пропитанный фильтр погружают в абсорбирующий раствор для извлечения образцов. Импинджер — это устройство для сбора химических веществ, содержащихся в воздухе, путем барботирования воздуха в жидкую среду. Поскольку отбор проб проводится в жидкой фазе, дальнейшая экстракция не требуется, что является преимуществом по сравнению с другими методами. Сообщалось о случае сбора альдегидов путем пропускания воздуха через раствор, содержащего дериватизирующий агент, и их анализа с помощью КЭ. ⁴⁷ Денюдер — это устройство, основанное на разнице в скорости диффузии газообразных и твердых веществ.Поскольку молекулы газа диффундируют со скоростью, в тысячи раз превышающей скорость диффузии твердых частиц, большая часть газа поглощается покрытием на внутренней стенке трубки, и большая часть твердых частиц проходит. Газообразные карбонилы собирали денудером, покрытым 2,4-динитрофенилгидразином. ⁴⁸ Образец, собранный денудером, экстрагировали ацетонитрилом (ACN), сушили, повторно растворяли в ACN и затем вводили в систему CE. В случае адсорбции молекулы газа адсорбируются на поверхности адсорбента за счет межмолекулярных взаимодействий.В качестве адсорбента обычно используют активированный уголь, органический полимер или силикагель. Новый монолитный полимерный материал был использован в качестве адсорбента для обнаружения низкомолекулярных аминов из окружающего воздуха. ⁴⁹

Для отбора проб твердых частиц используются фильтры, инерционные импакторы или циклоны. Фильтрация — это наиболее часто используемый метод улавливания взвешенных частиц в воздухе для определения твердых примесей, поскольку он прост в выполнении и недорого.Как правило, фильтры, используемые для отбора проб аэрозольных частиц, подразделяются на волокнистые фильтры, пористые мембранные фильтры и фильтры с гранулированным слоем в соответствии с их характерными структурами и применением. Волокнистые фильтры обычно изготавливаются из стекла, кварца, полимера или целлюлозы с размером пор 0,01–10 мкм. Основными механизмами этой фильтрации являются диффузия, перехват и удар волокном. Волокнистый фильтр имеет относительно низкий перепад давления по сравнению с другими фильтрами. Неорганические ионы, такие как хлорид, нитрат, малонат, ацетат и органические кислоты, были проанализированы путем отбора проб с использованием стекловолоконного фильтра с последующей экстракцией водой в ультразвуковой ванне. ⁵⁰ Фильтр из кварцевого волокна используется для сбора карбоновой кислоты, ⁵¹ низкомолекулярных аминов, ⁴⁹ неорганических анионов, ⁵² или бензойной кислоты из аэрозолей, ⁵³ и затем обрабатывается ультразвуком в воде или органическом растворителе. для извлечения интересующих аналитов. Для очень гидрофобных веществ, таких как полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), собранный образец извлекается из фильтра с использованием растворителя бензол / этанол (3: 1). Затем, после выпаривания бензола, аналит растворяют, используя ACN для анализа CE. ⁵⁴ При анализе неорганических ионов (например, K ⁺ , Cl ^— , Na ⁺ ), содержащихся в воздушной пыли, образцы собирают с помощью устройства для фильтрации воздуха. После обработки образца пыли ацетоном для обезжиривания пыль сушат, экстрагируют водой и подвергают центрифугированию для анализа с СЕ. ⁵⁵ Импакторный метод основан на инерции и осаждении и позволяет собирать разнообразный массив частиц. Частицы в потоке ламинарного потока ускоряются соплом и резко меняют направление на выходе с помощью ударной пластины.В это время крупные частицы с относительно большей силой инерции покидают линию тока и прилипают к пластине ударного элемента. Между тем, мелкие частицы с меньшей силой инерции проходят через линию тока и не прилипают к пластине ударного элемента. В то время как обычный ударный элемент имеет одно ускоряющее сопло и одну пластину ударного элемента, каскадный ударный элемент оснащен несколькими ускоряющими соплами и пластинами ударного элемента, расположенными вертикально, чтобы обеспечить сбор частиц разных размеров. Сообщалось об анализе распределения по размерам, проведенном CE с использованием каскадного ударного элемента. ⁵⁰ Циклонный метод основан на разнице в инерции. Воздух, подаваемый на входе, закручивается вниз в конусообразную сборную секцию. Затем воздух меняет свое направление и движется вверх по оси циклона и выбрасывается через выходное отверстие. В это время крупные частицы прилипают к стенке циклона и собираются из-за относительно большой инерции, тогда как мелкие частицы покидают систему.

В дополнение к автономному соединению сбора проб и предварительной обработки с CE, существует уникальный метод, который позволяет напрямую определять газы с помощью CE с использованием кольцевой проволочной петли. ^56,57 Этот метод представляет собой революционный метод обработки образцов, который может быть совмещен с CE. Растворимые ионогенные атмосферные газы можно напрямую измерить этим методом. Как показано на рис. 8, когда небольшая круглая проволочная петля расположена на конце капилляра из плавленого кварца и петля погружается в раствор, а затем вынимается, образуется жидкая пленка. Эта жидкая пленка может использоваться в качестве абсорбера для сбора пробы газа из камеры для пробы, а также может использоваться в качестве микрорезервуара для сообщения жидкости с капилляром.В качестве собирающей среды можно использовать H ₂ O ₂ или рабочий буфер, а также воду. SO ₂ может быть собран при концентрации 50 частей на миллиард в течение 60 с.

Рис. 8. Микрофотография жидкой пленки, сформированной в виде петли. Для облегчения визуализации была сделана тонкая пленка водным раствором малахитового зеленого. Масштаб обозначается диаметром проволоки 100 мкм.

Перепечатано из Dasgupta, P.K .; Кар, С. Анал. Chem. 1995 , 67 , 3853–3860; с разрешения.

Соли и неорганические вещества

Неорганические вещества — это элементы и соединения, включая монооксид углерода, диоксид углерода, карбонаты, цианиды, цианаты и карбиды, которые не содержат углерод-водородной связи. В эту группу также входят аллотропы углерода, такие как графит и графен.

Поскольку органические химические вещества включают только те, которые содержат атомы углерода, связанные с атомами водорода, большинство элементов в периодической таблице и большинство веществ в материальном мире являются неорганическими химическими веществами.

Помимо драгоценных металлов, примеры обычных повседневных неорганических соединений включают воду, хлорид натрия (соль), бикарбонат натрия (пищевая сода), карбонат кальция (пищевой источник кальция) и соляную кислоту (соляную кислоту промышленного качества).

Неорганические соединения обычно имеют высокую температуру плавления и переменную степень электропроводности. Эти свойства делают их полезными в широком спектре приложений:

• Как источник азота в удобрениях
• В качестве катализаторов при производстве пластмасс, волокон и полиуретанов
• В реактивном и ракетном топливе и взрывчатых веществах
• В качестве реагентов в полимерах, таких как поливинилхлорид, и агрохимикатах, таких как пестициды и средства для обработки почвы
• В фармацевтическом производстве
• В качестве химикатов для очистки и стерилизации воды
• В качестве пигментов в красках, бумаге, чернилах, пластике, волокнах, пищевых, косметических и других продуктах

Неорганические соединения можно классифицировать на основе их компонентов, и связи между ними могут быть ионными или молекулярными.

Бинарные ионные соединения относятся к простейшим неорганическим соединениям. К ним относятся соли, содержащие соответствующее количество положительных ионов или катионов и отрицательных ионов или анионов, так что конечное соединение является электрически нейтральным.

Неорганические соединения названы в честь родительского элемента катиона, за которым следует корень анионного элемента и суффикс «–ide».

Примеры этих солей включают хлорид натрия (NaCl), бромид калия (KBr), хлорид кальция (CaCl2) и бромид магния (MgBr2).

Более .