Органик бус хими бол ерөнхий химийн нэг хэсэг юм. Энэ нь органик бус нэгдлүүдийн шинж чанар, зан төлөв - тэдгээрийн бүтэц, бусад бодисуудтай урвалд орох чадварыг судлахтай холбоотой юм. Энэ чиглэл нь нүүрстөрөгчийн гинжин хэлхээнээс үүссэн бодисоос бусад бүх бодисыг судалдаг (сүүлийнх нь органик химийн судалгааны сэдэв юм).
Тодорхойлолт
Хими бол нарийн төвөгтэй шинжлэх ухаан юм. Үүнийг ангилалд хуваах нь зөвхөн дур зоргоороо байдаг. Жишээлбэл, органик бус болон органик хими нь биоорганик гэж нэрлэгддэг нэгдлүүдээр холбогддог. Үүнд гемоглобин, хлорофилл, витамин В12 болон олон фермент орно.
Бодис эсвэл процессыг судлахдаа бусад шинжлэх ухаантай янз бүрийн харилцаа холбоог харгалзан үзэх шаардлагатай болдог. Ерөнхий ба органик бус хими нь энгийн бөгөөд нийлмэл бодисуудыг хамардаг бөгөөд тэдгээрийн тоо нь 400,000-д хүрдэг. Тэдний шинж чанарыг судлахад ихэвчлэн физик химийн олон төрлийн аргуудыг хамардаг, учир нь тэдгээр нь шинжлэх ухааны шинж чанаруудыг нэгтгэж чаддаг.физик. Бодисын чанарт дамжуулалт, соронзон болон оптик идэвхжил, катализаторын нөлөө болон бусад "физик" хүчин зүйлс нөлөөлдөг.
Ерөнхийдөө органик бус нэгдлүүдийг функцээр нь ангилдаг:
- хүчил;
- үндэслэл;
- оксид;
- давс.
Оксидыг ихэвчлэн метал (үндсэн исэл эсвэл үндсэн ангидрид) ба металл бус исэл (хүчиллэг исэл эсвэл хүчиллэг ангидрид) гэж хуваадаг.
Гарал үүсэл
Органик бус химийн түүхийг хэд хэдэн үе шатанд хуваадаг. Эхний үе шатанд санамсаргүй ажиглалтаар мэдлэг хуримтлуулсан. Эрт дээр үеэс үндсэн металлыг үнэт металл болгон хувиргах оролдлого хийсээр ирсэн. Алхимийн санааг Аристотель элементүүдийн хувиргах тухай сургаалаар дамжуулан сурталчилсан.
XV зууны эхний хагаст тахал өвчин газар авчээ. Ялангуяа хүн ам нь салхин цэцэг, тахлаар өвчилсөн. Aesculapius өвчин нь тодорхой бодисоос үүдэлтэй гэж үздэг бөгөөд тэдгээрийн эсрэг тэмцэл нь бусад бодисын тусламжтайгаар явагдах ёстой. Энэ нь анагаах ухаан-химийн үе гэж нэрлэгддэг үеийг эхлүүлэхэд хүргэсэн. Тэр үед хими бие даасан шинжлэх ухаан болсон.
Шинэ шинжлэх ухаан үүссэн нь
Сэргэн мандалтын үед цэвэр практик чиглэлийн хими онолын ухагдахууныг "эзэмшиж" эхэлсэн. Эрдэмтэд бодисуудтай холбоотой үндсэн үйл явцыг тайлбарлахыг оролдсон. 1661 онд Роберт Бойл "химийн элемент" гэсэн ойлголтыг нэвтрүүлсэн. 1675 онд Николас Леммер химийн элементүүдийг салгажээургамал, амьтны гаралтай эрдэс бодис, ингэснээр органик бус нэгдлүүдийн химийн судалгааг органик нэгдлээс тусад нь хийхээр заасан.
Хожим нь химичүүд шаталтын үзэгдлийг тайлбарлахыг оролдсон. Германы эрдэмтэн Георг Штал флогистонын онолыг бий болгосон бөгөөд үүний дагуу шатамхай бие нь таталцлын бус флогистон бөөмсийг үгүйсгэдэг. 1756 онд Михаил Ломоносов зарим металлын шаталт нь агаарын хэсгүүд (хүчилтөрөгч) -тэй холбоотой болохыг туршилтаар нотолсон. Антуан Лавуазье мөн флогистонуудын онолыг үгүйсгэж, орчин үеийн шаталтын онолыг үндэслэгч болжээ. Мөн тэрээр "химийн элементүүдийн нэгдэл" гэсэн ойлголтыг танилцуулсан.
Хөгжил
Дараагийн үе нь Жон Далтоны бүтээлээр эхэлж, атомын (микроскоп) түвшинд бодисуудын харилцан үйлчлэлээр химийн хуулиудыг тайлбарлахыг оролддог. 1860 онд Карлсруэ хотод болсон химийн анхны конгресс атом, валент, эквивалент, молекул гэсэн ойлголтуудыг тодорхойлсон. Атом-молекулын онол нь зөвхөн химийн хуулиудаас гадна элементүүдийн физик шинж чанаруудтай холбоотой болохыг Дмитрий Менделеев үелэх хуулийг нээж, үелэх системийг бий болгосныхоо ачаар нотолсон.
Органик бус химийн хөгжлийн дараагийн үе шат нь 1876 онд цацраг идэвхт задрал нээсэн, 1913 онд атомын бүтцийг тодруулсантай холбоотой. 1916 онд Альбрехт Кессел, Гилберт Льюис нарын хийсэн судалгаагаар химийн бондын мөн чанарын асуудлыг шийддэг. Виллард Гиббс, Хенрик Росзеб нарын гетероген тэнцвэрийн онол дээр үндэслэн 1913 онд Николай Курнаков орчин үеийн органик бус химийн үндсэн аргуудын нэгийг бүтээжээ.физик, химийн шинжилгээ.
Органик бус химийн үндэс
Органик бус нэгдлүүд нь байгальд ашигт малтмал хэлбэрээр байдаг. Хөрс нь гипс хэлбэрээр пирит эсвэл кальцийн сульфат зэрэг төмрийн сульфид агуулсан байж болно. Органик бус нэгдлүүд бас биомолекул хэлбэрээр үүсдэг. Тэдгээрийг катализатор эсвэл урвалж болгон ашиглах зорилгоор нэгтгэдэг. Эхний чухал хиймэл органик бус нэгдэл бол хөрсийг бордоход ашигладаг аммонийн нитрат юм.
Давс
Олон органик бус нэгдлүүд нь катион ба анионуудаас тогтсон ионы нэгдлүүд юм. Эдгээр нь органик бус химийн судалгааны объект болох давс гэж нэрлэгддэг давс юм. Ионы нэгдлүүдийн жишээ нь:
- Магнийн хлорид (MgCl2), үүнд Mg2+ катион ба Cl- анион.
- Натрийн исэл (Na2O), Na+ катионууд ба O2- анионуудаас тогтоно. .
Давс бүрт ионуудын харьцаа нь цахилгаан цэнэгүүд тэнцвэртэй байхаар, өөрөөр хэлбэл нэгдэл бүхэлдээ цахилгаанаар саармаг байдаг. Ионуудыг исэлдэх төлөв болон тэдгээрийн үүссэн элементүүдийн иончлох потенциал (катионууд) эсвэл электроны хамаарал (анионууд) зэргээс шалтгаалан үүсэх хялбар байдлаар тодорхойлдог.
Органик бус давс нь исэл, карбонат, сульфат, галогенид орно. Олон тооны нэгдлүүд нь өндөр хайлах цэгүүдээр тодорхойлогддог. Органик бус давс нь ихэвчлэн хатуу талст тогтоц байдаг. Өөр нэг чухал онцлог нь тэднийусанд уусах чадвар, талстжихад хялбар. Зарим давс (жишээ нь NaCl) усанд маш сайн уусдаг бол зарим нь (жишээ нь SiO2) бараг уусдаггүй.
Металл ба хайлш
Төмөр, зэс, хүрэл, гууль, хөнгөн цагаан зэрэг металлууд нь үелэх системийн зүүн доод талд байрлах химийн элементүүдийн бүлэг юм. Энэ бүлэгт өндөр дулаан, цахилгаан дамжуулалтаар тодорхойлогддог 96 элемент орно. Тэд металлургийн салбарт өргөн хэрэглэгддэг. Металлуудыг хар ба өнгөт, хүнд, хөнгөн гэж нөхцлөөр хувааж болно. Дашрамд хэлэхэд хамгийн их хэрэглэгддэг элемент бол төмөр бөгөөд бүх төрлийн металлын дунд дэлхийн үйлдвэрлэлийн 95%-ийг эзэлдэг.
Хоёр ба түүнээс дээш металлыг шингэн төлөвт хайлуулах, холих замаар гаргаж авсан нийлмэл бодисыг хайлш гэнэ. Эдгээр нь хайлш болон хувиргах бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн бага зэрэг нэмсэн суурьтай (хувиараа давамгайлах элементүүд: төмөр, зэс, хөнгөн цагаан гэх мэт) бүрдэнэ.
Хүн төрөлхтөн 5000 орчим төрлийн хайлш хэрэглэдэг. Эдгээр нь барилга, үйлдвэрлэлийн үндсэн материал юм. Дашрамд хэлэхэд металл ба металл бус хоёрын хооронд хайлш бас байдаг.
Ангилал
Органик бус химийн хүснэгтэд металуудыг хэд хэдэн бүлэгт хуваадаг:
- 6 элемент нь шүлтлэг бүлэгт байдаг (литий, кали, рубиди, натри, франций, цезий);
- 4 - шүлтлэг шороонд (радиум, бари, стронци, кальци);
- 40 - шилжилтийн үед (титан, алт, вольфрам, зэс, манган,сканди, төмөр гэх мэт);
- 15 – лантанид (лантан, цери, эрби гэх мэт);
- 15 – актинид (уран, актини, торий, ферми гэх мэт);
- 7 – хагас металл (хүнцэл, бор, сурьма, германий гэх мэт);
- 7 - хөнгөн металл (хөнгөн цагаан, цагаан тугалга, висмут, хар тугалга гэх мэт).
металл бус
Металл бус нь химийн элемент болон химийн нэгдлүүд байж болно. Чөлөөт төлөвт тэд металл бус шинж чанартай энгийн бодис үүсгэдэг. Органик бус химийн хувьд 22 элементийг ялгадаг. Эдгээр нь устөрөгч, бор, нүүрстөрөгч, азот, хүчилтөрөгч, фтор, цахиур, фосфор, хүхэр, хлор, хүнцэл, селен гэх мэт.
Хамгийн ердийн металл бус нь галоген юм. Металлуудтай урвалд орохдоо тэдгээр нь KCl эсвэл CaO зэрэг голчлон ионжсон нэгдлүүдийг үүсгэдэг. Металл бус бодисууд хоорондоо харилцан үйлчлэх үед ковалент холбоот нэгдлүүд (Cl3N, ClF, CS2 гэх мэт) үүсгэж болно.
Суурь ба хүчил
Суурь нь нарийн төвөгтэй бодис бөгөөд хамгийн чухал нь усанд уусдаг гидроксид юм. Ууссан үед металлын катионууд болон гидроксидын анионуудтай задардаг ба тэдгээрийн рН нь 7-оос их байдаг. Усны диссоциацийн хүчил нь суурь буурах хүртэл устөрөгчийн ионы (H3O+) концентрацийг ихэсгэдэг тул шүлтийг химийн хувьд хүчлүүдийн эсрэг гэж үзэж болно.
Хүчил нь суурьтай химийн урвалд оролцож, тэдгээрээс электрон авдаг бодис юм. Практик ач холбогдолтой ихэнх хүчил нь усанд уусдаг. Ууссан үед тэд устөрөгчийн катионуудаас салдаг(Н+) болон хүчиллэг анионууд ба тэдгээрийн рН нь 7-оос бага байна.
