אנו מסבירים מהי כימיה אנאורגנית. כמו כן, כיצד מסווגים תרכובות אנאורגניות וכמה דוגמאות.
מהי כימיה אנאורגנית?
כימיה אנאורגנית נקראת הענף של כִּימִיָה אשר ממקד את מחקרו בהיווצרות, בהרכב, בסיווג ו תגובה כימית של ה תרכובות אנאורגניות, כלומר, מאלו שבהם קשרי פחמן-מימן אינם שולטים (אופייני לכימיה אורגנית).
ההבחנה בין כימיה אורגנית לכימיה אנאורגנית לא תמיד גלויה כפי שהיא עשויה להיראות, ושני תחומי המחקר לרוב חופפים או חולקים את תחום התמחותם. יֶדַע, כפי שקורה בכימיה אורגנו-מתכתית (חוקרת תרכובות כימיות שיש להן קשר אחד לפחות בין אָטוֹם של פחמן השייך לתרכובת אורגנית ואטום מתכת).
בתחילה חשבו שההבדל בין שני הדיסציפלינות קשור ל"דחף חיוני" מסוים של כימיה אורגנית, שכן הוא זה המשמש להסבר הופעת חַיִים, אבל זה הַשׁעָרָה זה נמחק מכיוון שהדבר הפך להיות מובן יותר.
לעומת זאת, בעבר החומרים המורכבים מפחמן שהופקו מהצמחים סווגו כ"אורגניים". צמחים וה בעלי חיים. ואילו החומרים שהופקו מאבנים ומינרלים כונו "אי-אורגניים". כיום, עם ההתקדמות המדעית והטכנולוגית, ניתן לסנתז חומרים אורגניים במעבדות כימיות, למשל פולרן וגרפן.
כימיה אנאורגנית נמצאת בשימוש נרחב ב גֵאוֹלוֹגִיָה, מינרלוגיה, מגנטוכימיה, גיאוכימיה ותחומי יישום דומים אחרים.
סיווג תרכובות אנאורגניות
ניתן לסווג תרכובות אנאורגניות לפי מספר היסודות המעורבים ביצירת כל אחד מהם:
- תרכובות בינאריות. הם אלה המורכבים משניים בלבד יסודות כימיים, כמו:
- תחמוצות הם תרכובות שנוצרו על ידי איחוד של חמצן (O2) עם כמה אלמנט מתכתי (תחמוצות בסיסיות) או לא מתכתי (תחמוצות חומצה) של טבלה מחזורית. תכונות התחמוצות מגוונות מאוד, וניתן למצוא אותן בשלושתם מצבי צבירה. לדוגמה, חלקם גזיים, כמו פחמן דו חמצני (CO2), ואחרים מוצקים, כמו תחמוצת מגנזיום (MgO).
- פרוקסידים פרוקסידים נוצרים על ידי צירוף קבוצת החמצן (O22-) עם יסוד מתכתי. בתרכובות אלו, לחמצן יש מספר חמצון -1. הם יכולים להיות דליקים ולגרום לפיצוצים.
- הידידים הם יכולים להיות מתכתיים ולא מתכתיים. הידרידים מתכת נוצרים על ידי איחוד של אניון הידריד (H–) עם מטען חשמלי שלילי, עם כל קטיון מתכת (מטען חיובי). הידרידים לא מתכתיים נוצרים על ידי איחוד של לא מתכת (שבמקרה זה תמיד מגיבה עם מצב החמצון הנמוך ביותר שלה), ומימן. במקרה של הידרידי מתכת, הם יכולים להיות בעלי תכונות מתכתיות כמו טוב מוליכות חשמלית. הם עלולים להיות לא יציבים תרמית ולגרום לפיצוצים.
- חומצות הידרציות או חומצות בינאריות. הן חומצות בינאריות המורכבות ממימן ומלא מתכת מלבד חמצן. לחומצות יש ריח אופייני וטעם חמוץ או מר. שֶׁלוֹ pH הוא פחות מ-7. הם גם מוליכים טובים של חַשְׁמַל כשהם בפנים התפרקות מֵימִי.
- מלחים בינאריים. הם תרכובות שנוצרו על ידי קבוצות של אטומים טעונים חשמלית, או קטיונים (+) או אניונים (-). מלחים אלו מורכבים משני סוגים של אטומים. ל טֶמפֶּרָטוּרָה הסביבה הם מוצקים גבישיים בעלי טמפרטורת התכה ורתיחה גבוהים. הם מוליכים טובים של זרם חשמלי בתמיסה מימית.
- תרכובות טרנריות. הם אלה שבהם מעורבים שלושה יסודות כימיים. כמו:
- הידרוקסידים הם תרכובות הנובעות מאיחוד של יסוד מתכתי עם קבוצת הידרוקסיל (OH–). הם נקראים בדרך כלל "בסיסים" או "אלקליים". בטמפרטורת החדר הם מוצקים ובדרך כלל מאכלים. הם מגיבים עם חומצות לייצור מלחים.
- חומצות אוקסיד. הם תרכובות חומציות שנוצרות על ידי תגובה בין אנהידריד (תחמוצת לא מתכתית) לבין מים. הנוסחה שלו תמיד תלויה בתבנית HaAbOc, כאשר A היא מתכת מעבר או לא מתכת, ו-a, b ו-c הם הכתוביות המציינות את כמות כל אטום. לתרכובות אלו תכונות חומציות, ה-pH שלהן נמוך מ-7.
- מלחים טרנריים. הם תרכובות שנוצרו על ידי קבוצות של אטומים טעונים חשמלית, או קטיונים (+) או אניונים (-). מלחים אלו מורכבים משלושה סוגי אטומים בלבד. תכונותיו שוות לאלו של מלחים בינאריים.
דוגמאות לתרכובות אנאורגניות
בריכה כלור (NaClO) הוא בסיס.
כמה דוגמאות נפוצות לתרכובות המפורטות לעיל הן:
- חומצות בינאריות או חומצות הידרציות. חומצה הידרופלואורית (HF (aq)), חומצה הידרוכלורית (HCl (aq)).
- חומצות אוקסיד. חומצה גופרתית (H2SO4), חומצה פחמית (H2CO3), חומצה גופרתית (H2SO3).
- הידרידים ממתכת. הידריד לִיתִיוּם (LiH), בריליום הידריד (BeH2).
- הידרידים לא מתכתיים. מימן פלואוריד (HF (g)), מימן כלוריד (HCl (g)).
- בסיסים. נתרן הידרוקסיד (סודה קאוסטית) (NaOH), מגנזיום הידרוקסיד (חלב מגנזיה) (Mg (OH) 2), נתרן היפוכלוריט (כלור בריכה ואקונומיקה) (NaClO), נתרן ביקרבונט (NaHCO3).
- תחמוצות מתכת תחמוצת קופרוס או תחמוצת נחושת (I) (Cu2O), תחמוצת קופרית או תחמוצת נחושת (II) (CuO), תחמוצת ברזל או תחמוצת ברזל (II) (FeO), תחמוצת נתרן (Na2O).
- תחמוצות לא מתכתיות. פחמן דו חמצני (CO2), פחמן חד חמצני (CO), דו תחמוצת גופרית או דו חמצני גופרית (SO2), דו חמצני דיברומו או תחמוצת ברום (I) (Br2O).
- מלחים בינאריים. נתרן כלורי (NaCl), אשלגן ברומיד (KBr), טריכלוריד ברזל או ברזל (III) כלוריד (FeCl3)
- מלחים טרנריים. נתרן חנקתי (NaNO3), סידן פוספט (Ca3 (PO4) 2), נתרן גופרתי (Na2SO4).