अकार्बनिक रसायन शास्त्र। सामान्य और अकार्बनिक रसायन विज्ञान

अकार्बनिक रसायन शास्त्र सामान्य रसायन शास्त्र का हिस्सा है।वह अकार्बनिक यौगिकों के गुणों और व्यवहार का अध्ययन करती है - उनकी संरचना और अन्य पदार्थों के साथ प्रतिक्रिया करने की क्षमता। यह दिशा सभी पदार्थों की खोज करती है, उन लोगों के अपवाद के साथ जो कार्बन श्रृंखलाओं से निर्मित होते हैं (बाद वाले कार्बनिक रसायन विज्ञान के अध्ययन का विषय हैं)।

विवरण

रसायन विज्ञान एक जटिल विज्ञान है।श्रेणियों में इसका विभाजन विशुद्ध रूप से मनमाना है। उदाहरण के लिए, अकार्बनिक और कार्बनिक रसायन जैव अकार्बनिक नामक यौगिकों से जुड़े होते हैं। इनमें हीमोग्लोबिन, क्लोरोफिल, विटामिन बी शामिल हैं₁₂ और कई एंजाइम।

पदार्थों या प्रक्रियाओं का अध्ययन करते समय बहुत बारअन्य विज्ञानों के साथ विभिन्न संबंधों को ध्यान में रखना आवश्यक है। सामान्य और अकार्बनिक रसायन विज्ञान में सरल और जटिल पदार्थ शामिल होते हैं, जिनकी संख्या 400,000 तक पहुंचती है। उनके गुणों के अध्ययन में अक्सर भौतिक रसायन विज्ञान के तरीकों की एक विस्तृत श्रृंखला शामिल होती है, क्योंकि वे भौतिकी जैसे विज्ञान की विशेषताओं को जोड़ सकते हैं। पदार्थों के गुण चालकता, चुंबकीय और ऑप्टिकल गतिविधि, उत्प्रेरक के प्रभाव और अन्य "भौतिक" कारकों से प्रभावित होते हैं।

आम तौर पर, अकार्बनिक यौगिकों को उनके कार्य के अनुसार वर्गीकृत किया जाता है:

• एसिड;
• आधार;
• ऑक्साइड;
• नमक।

ऑक्साइड को अक्सर धातुओं (मूल ऑक्साइड या मूल एनहाइड्राइड) और गैर-धातु ऑक्साइड (अम्लीय ऑक्साइड या एसिड एनहाइड्राइड) में वर्गीकृत किया जाता है।

आरंभ

अकार्बनिक रसायन विज्ञान का इतिहास कई में बांटा गया हैअवधि। प्रारंभिक चरण में, यादृच्छिक अवलोकनों के माध्यम से ज्ञान संचित किया गया था। प्राचीन काल से, आधार धातुओं को कीमती धातुओं में बदलने का प्रयास किया गया है। तत्वों की परिवर्तनीयता के अपने सिद्धांत के माध्यम से अरस्तू द्वारा कीमिया विचार को बढ़ावा दिया गया था।

पंद्रहवीं शताब्दी के पूर्वार्द्ध मेंमहामारी भड़क उठी। आबादी विशेष रूप से चेचक और प्लेग से पीड़ित थी। एस्कुलेपियन्स ने माना कि रोग कुछ पदार्थों के कारण होते हैं, और उनके खिलाफ लड़ाई अन्य पदार्थों की मदद से की जानी चाहिए। इससे तथाकथित औषधीय-रासायनिक काल की शुरुआत हुई। उस समय, रसायन विज्ञान एक स्वतंत्र विज्ञान बन गया।

एक नए विज्ञान का गठन

पुनर्जागरण के दौरान, रसायन शास्त्र विशुद्ध रूप से व्यावहारिकसैद्धांतिक अवधारणाओं के साथ अनुसंधान का क्षेत्र "बढ़ना" शुरू हुआ। वैज्ञानिकों ने पदार्थों के साथ होने वाली गहरी प्रक्रियाओं को समझाने की कोशिश की है। 1661 में, रॉबर्ट बॉयल ने "रासायनिक तत्व" की अवधारणा पेश की। 1675 में, निकोलस लेमर ने खनिजों के रासायनिक तत्वों को पौधों और जानवरों से अलग किया, जिससे रसायन विज्ञान का अध्ययन कार्बनिक से अलग हो गया।

बाद में, रसायनज्ञों ने दहन की घटना को समझाने की कोशिश की।जर्मन वैज्ञानिक जॉर्ज स्टाल ने फ्लॉजिस्टन सिद्धांत बनाया, जिसके अनुसार एक दहनशील शरीर एक गैर-गुरुत्वाकर्षण फ्लॉजिस्टन कण को ​​​​अस्वीकार करता है। 1756 में, मिखाइल लोमोनोसोव ने प्रयोगात्मक रूप से साबित किया कि कुछ धातुओं का दहन वायु (ऑक्सीजन) कणों से जुड़ा होता है। एंटोनी लावोज़ियर ने भी फ्लॉजिस्टन सिद्धांत का खंडन किया, जो दहन के आधुनिक सिद्धांत का अग्रणी बन गया। उन्होंने "रासायनिक तत्वों के यौगिक" की अवधारणा भी पेश की।

विकास

अगली अवधि जॉन डाल्टन के कार्यों से शुरू होती हैऔर परमाणु (सूक्ष्म) स्तर पर पदार्थों की परस्पर क्रिया के माध्यम से रासायनिक नियमों की व्याख्या करने का प्रयास करता है। 1860 में कार्लज़ूए में पहली रासायनिक कांग्रेस ने परमाणु, संयोजकता, समतुल्य और अणु की अवधारणाओं की परिभाषा दी। आवधिक कानून की खोज और आवधिक प्रणाली के निर्माण के लिए धन्यवाद, दिमित्री मेंडेलीव ने साबित किया कि परमाणु-आणविक सिद्धांत न केवल रासायनिक कानूनों से जुड़ा है, बल्कि तत्वों के भौतिक गुणों से भी जुड़ा है।

अकार्बनिक रसायन विज्ञान के विकास में अगला चरण1876 ​​​​में रेडियोधर्मी क्षय की खोज और 1913 में परमाणु की संरचना की व्याख्या से जुड़े। 1916 में अल्ब्रेक्ट केसल और हिल्बर्ट लुईस का एक अध्ययन रासायनिक बंधों की प्रकृति की समस्या को हल करता है। विलार्ड गिब्स और हेनरिक रॉसेब द्वारा विषम संतुलन के सिद्धांत के आधार पर, 1913 में निकोलाई कुर्नाकोव ने आधुनिक अकार्बनिक रसायन विज्ञान के मुख्य तरीकों में से एक बनाया - भौतिक रासायनिक विश्लेषण।

अकार्बनिक रसायन विज्ञान की मूल बातें

अकार्बनिक यौगिक प्राकृतिक रूप से पाए जाते हैंखनिजों का रूप। मिट्टी में जिप्सम के रूप में आयरन सल्फाइड जैसे पाइराइट या कैल्शियम सल्फेट हो सकता है। अकार्बनिक यौगिक जैव-अणुओं के रूप में भी पाए जाते हैं। उन्हें उत्प्रेरक या अभिकर्मकों के रूप में उपयोग के लिए संश्लेषित किया जाता है। पहला महत्वपूर्ण कृत्रिम अकार्बनिक यौगिक अमोनियम नाइट्रेट है, जिसका उपयोग मिट्टी को उर्वरित करने के लिए किया जाता है।

नमक

कई अकार्बनिक यौगिक प्रतिनिधित्व करते हैंआयनिक यौगिक हैं जिनमें धनायन और आयन होते हैं। ये तथाकथित लवण हैं, जो अकार्बनिक रसायन विज्ञान में शोध का विषय हैं। आयनिक यौगिकों के उदाहरण हैं:

• मैग्नीशियम क्लोराइड (MgCl .)₂), जिसमें धनायन Mg . होते हैं^{2 +} और आयनों Cl^-.
• सोडियम ऑक्साइड (Na₂O), जिसमें Na धनायन होते हैं⁺ और आयनों O^2-.

प्रत्येक नमक में, आयनों का अनुपात ऐसा होता है किविद्युत आवेश संतुलन में हैं, अर्थात संपूर्ण रूप से कनेक्शन विद्युत रूप से तटस्थ है। आयनों को उनके ऑक्सीकरण अवस्था और गठन में आसानी द्वारा वर्णित किया जाता है, जो उन तत्वों के आयनीकरण क्षमता (धनायनों) या इलेक्ट्रॉनिक आत्मीयता (आयनों) से होता है जिनसे वे बनते हैं।

अकार्बनिक लवण में ऑक्साइड शामिल हैं,कार्बोनेट्स, सल्फेट्स और हैलाइड्स। कई यौगिकों में उच्च गलनांक होते हैं। अकार्बनिक लवण आमतौर पर ठोस क्रिस्टलीय संरचनाएं होती हैं। एक अन्य महत्वपूर्ण विशेषता उनकी पानी में घुलनशीलता और क्रिस्टलीकरण में आसानी है। कुछ लवण (उदाहरण के लिए, NaCl) पानी में अत्यधिक घुलनशील होते हैं, जबकि अन्य (उदाहरण के लिए, SiO2) लगभग अघुलनशील होते हैं।

धातु और मिश्र धातु

लोहा, ताँबा, काँसा, पीतल जैसी धातुएँ,एल्यूमीनियम, आवर्त सारणी के नीचे बाईं ओर रासायनिक तत्वों का एक समूह है। इस समूह में 96 तत्व शामिल हैं जिनकी विशेषता उच्च तापीय और विद्युत चालकता है। वे धातु विज्ञान में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं। धातुओं को मोटे तौर पर लौह और अलौह, भारी और हल्के में विभाजित किया जा सकता है। वैसे, सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला तत्व लोहा है, यह सभी प्रकार की धातुओं के बीच विश्व उत्पादन का 95% हिस्सा है।

मिश्र जटिल पदार्थ हैं,तरल अवस्था में दो या दो से अधिक धातुओं को पिघलाकर और मिलाकर प्राप्त किया जाता है। वे एक आधार (प्रतिशत के रूप में प्रमुख तत्व: लोहा, तांबा, एल्यूमीनियम, आदि) से मिलकर बने होते हैं, जिसमें मिश्र धातु और संशोधित घटकों के छोटे जोड़ होते हैं।

मानव जाति द्वारा लगभग 5000 प्रकार की मिश्र धातुओं का उपयोग किया जाता है। वे निर्माण और उद्योग में मुख्य सामग्री हैं। वैसे, धातुओं और अधातुओं के बीच मिश्र भी होते हैं।

वर्गीकरण

अकार्बनिक रसायन विज्ञान की तालिका में, धातुओं को कई समूहों में वर्गीकृत किया गया है:

• 6 तत्व क्षारीय समूह (लिथियम, पोटेशियम, रूबिडियम, सोडियम, फ्रांसियम, सीज़ियम) में हैं;
• 4 - क्षारीय पृथ्वी (रेडियम, बेरियम, स्ट्रोंटियम, पोटेशियम) में;
• 40 - संक्रमणकालीन (टाइटेनियम, सोना, टंगस्टन, तांबा, मैंगनीज, स्कैंडियम, लोहा, आदि) में;
• 15 - लैंथेनाइड्स (लैंथेनम, सेरियम, एर्बियम, आदि);
• 15 - एक्टिनाइड्स (यूरेनियम, एनीमोन, थोरियम, फ़र्मियम, आदि);
• 7 - सेमीमेटल्स (आर्सेनिक, बोरॉन, सुरमा, जर्मेनियम, आदि);
• 7 - हल्की धातु (एल्यूमीनियम, टिन, विस्मुट, सीसा, आदि)।

nonmetals

अधातु दोनों रासायनिक तत्व हो सकते हैं,और रासायनिक यौगिक। मुक्त अवस्था में वे अधात्विक गुणों वाले साधारण पदार्थ बनाते हैं। अकार्बनिक रसायन विज्ञान में, 22 तत्वों को प्रतिष्ठित किया जाता है। ये हाइड्रोजन, बोरॉन, कार्बन, नाइट्रोजन, ऑक्सीजन, फ्लोरीन, सिलिकॉन, फास्फोरस, सल्फर, क्लोरीन, आर्सेनिक, सेलेनियम आदि हैं।

सबसे आम गैर-धातु हैलोजन हैं।धातुओं के साथ प्रतिक्रिया में, वे यौगिक बनाते हैं, जिसका बंधन मुख्य रूप से आयनिक होता है, उदाहरण के लिए, KCl या CaO। एक दूसरे के साथ बातचीत करते समय, गैर-धातुएं सहसंयोजक बंधित यौगिक (Cl3N, ClF, CS2, आदि) बना सकती हैं।

क्षार और अम्ल

क्षार जटिल पदार्थ हैं, जिनमें से सबसे महत्वपूर्ण हैंजो पानी में घुलनशील हाइड्रॉक्साइड हैं। भंग होने पर, वे धातु के पिंजरों और हाइड्रॉक्साइड आयनों के साथ अलग हो जाते हैं, और उनका पीएच 7 से अधिक होता है। क्षारों को रासायनिक रूप से एसिड के विपरीत माना जा सकता है, क्योंकि जल-विघटनकारी एसिड हाइड्रोजन आयनों (H3O +) की सांद्रता को तब तक बढ़ाते हैं जब तक कि आधार कम न हो जाए।

अम्ल वे पदार्थ हैं जो में शामिल होते हैंक्षारों के साथ रासायनिक अभिक्रिया, उनसे इलेक्ट्रॉनों को दूर ले जाना। व्यावहारिक महत्व के अधिकांश अम्ल जल में घुलनशील होते हैं। भंग होने पर, वे हाइड्रोजन केशन (H .) से अलग हो जाते हैं⁺) और अम्लीय आयन, और उनका पीएच 7 से कम है।