Quimia inorganica
La quimia inorganica es un domeni de la quimia regardant lei proprietats dei composants inorganics. Pertoca donc la màger part dei produchs quimics coneguts levat dei compausats organics basats sus de liasons entre atòms de carbòni e d'idrogèn.
Istòria
modificarPreïstòria e Antiquitat
modificarDurant la Preïstòria e l'Antiquitat, la quimia existiá pas coma domeni scientific. Pasmens, i aviá mai d'una aplicacion quimica qu'èra utilizada, principalament dins de domenis que fan uei partida de la quimia inorganica. Per exemple, foguèt lo cas de la metallurgia que faguèt son aparicion a la fin de la Preïstòria ò au començament de l'Antiquitat. De pigments mineraus avián tanben un ròtle de remarca dins lo sector de la tenchurariá.
Vèrs la fin de l'Antiquitat, apareguèron en Grècia lei premierei teorias conegudas sus lei transformacions quimicas. La premiera utiliza la teoria deis elements que depintava la matèria coma formacion de quatre elements de basa qu'èran lo fuòc, la tèrra, l'aiga e l'èr. De cambis entre aqueleis elements permetián d'explicar leis evolucions observadas dins la natura ò dins leis obradors. L'autra ipotèsi èra la teoria atomica de Democrit qu'explicava l'adesion de la matèria gràcias a d'atòms crocuts e la fluiditat dei liquides gràcias a d'atòms redons. Aquelei doas teorias èran unicament filosoficas e la premiera s'impausèt fins au desvolopament dau metòde scientific modèrne a partir dau sègle XVII.
Lo periòde de l'alquimia
modificarDomeni precursor de la quimia modèrna, l'alquimia foguèt un art major de l'Antiquitat ai sègles XVI-XVII. Mesclant estudis de substàncias inorganicas e organicas, permetèt divèrsei descubèrtas. Puei, a partir de la fin de l'Edat Mejana, la volontat de certaneis alquimistas d'estructurar sei pensadas donèt naissença a la quimia modèrna qu'èra alora sustot inorganica.
De l'alquimia antica a la Renaissença
modificarA l'origina, l'alquimia èra una filosofia ò un « art sacrat » qu'apareguèt probable an Alexàndria durant lo periòde ellenic d'Egipte. Son objectiu pus conegut èra la transmutacion dei metaus mai l'objectiu vertadier èra la purificacion de l'arma de l'alquimista. Sa basa teorica en quimia èra la teoria deis elements mai leis alquimistas menèron pauc a pauc de recèrcas novèlas e trobèron de substàncias desconegudas. D'efèct, a partir dau sègle VIII, leis Arabes comencèron de menar de trabalhs pus sistematics e mai basats sus d'experiéncias. Per exemple, foguèt lo cas de Jabir Ibn Hayyan (721-815) que descurbiguèt l'acid cloridric, l'acid nitric e l'aiga règia e benlèu l'acid citric, l'acid tartric e l'acid acetic. Aguèt tanben l'idèa d'aplicar certanei de sei descubèrtas a de domenis de la vida vidanta ò de l'artesanat per melhorar la tenchurariá e la metallurgia de son periòde.
Dins aquò, en despiech de seis avançadas dins la descubèrta de compausats inorganics novèus, l'alquimia èra pas una sciéncia vertadiera. Leis autors de publicacions utilizavan de còdis secrèts per n'enebir la lectura ai non iniciats e la reproductibilitat deis experiéncias èra sovent impossibla. De mai, a partir dau sègle XVI, la multiplicacion deis elixirs de santat entraïnèt l'aparicion d'arpians que sei motivacions èran unicament financieras.
L'introduccion dau metòde scientific
modificar
La rompedura entre l'alquimia e la quimia foguèt lònga. Compencèt probable ambé Paracelse (1493-1541) qu'establiguèt l'importància de la puretat dei medicaments donats ai malauts. Aquò favorizèt un melhorament dei tecnicas d'estudis – totjorn largament centrats sus l'inorganica. Aquelei progrès se debanèron entre lei sègles XVI e XVII segon tres aisses principaus gropant la tecnica, lei preparacions e lei combustions. Aquò permetèt d'inventar d'aparelhs novèus, d'identificar la nocion de gas e de mesurar lei transformacions d'un materiau cremat. Lei limits de la teoria deis elements apareguèron clarament amb aquelei descubèrtas e certaneis alquimistas comencèron de la considerar coma faussa.
Lo retorn dei teorias atomicas e corpusculàrias
modificarLa critica de la teoria elementària favorizèt lo retorn dei teorias atomicas. Per exemple, Francis Bacon (1561-1626) e Pèire Gassend (1592-1655) i èran favorables. Sensa lei sostenir, René Descartes (1596-1650) desvolopèt tanben una teoria corpusculària – mai supausava la matèria facha de remolins. Pasmens, aquelei teorias èran totjorn sensa basa scientifica vertadiera[1].
Aquela situacion cambièt ambé la publicacion de la teoria eliocentrica de Nicolau Copernic (1473-1543) e lo desvolopament de la fisica. D'ara endavant, l'experimentacion venguèt lo fondament de la recèrca en plaça de l'especulacion. Ansin, Nicolas Lémery (1645-1715) publiquèt en 1675 un important libre gropant tota la conóissença empirica de la quimia dau sègle XVII.
La fondacion de la quimia modèrna
modificarL'òbra de Lavoisier
modificarAprès la renaissença dei teorias atomisticas e corpusculàrias, certaneis alquimistas e quimistas – la frontiera començava de venir fosca – comencèron a s'interessar ai bilanç dei reaccions. Johann Joachim Becher (1635-1682) e Georg Ernst Stahl (1659-1734) desvolopèron la teoria dau flogistic. Premier modèl assaiant de descriure e de preveire lo comportament quimic dei substàncias, explicava lei reaccions per de transferiments d'un còrs dich flogistic.
La teoria dau flogistic dominèt fins a la segonda mitat dau sègle XVIII. Entre d'autreis adversaris d'aqueu modèl, Antoine Lavoisier (1743-1794) estudièt lo ròtle de l'oxigèn dins la combustion, descurbiguèt lo principi de la conservacion de la massa e demostrèt l'inexténcia dau flogistic. En plaça, prepausèt de depintar la reaccion quimica gràcias a la conservacion de la massa e prepausèt una nomenclatura novèla amb una definicion modèrna de la nocion d'element quimic. Es ansin considerat coma lo precursor de la quimia modèrna.
La multiplicacion dei descubèrtas e dei disciplinas
modificarAprès l'òbra de Lavoisier, lei descubèrtas se multipliquèron en quimia e plusors disciplinas novèlas i apareguèron coma l'electroquimia. En particular, de progrès importants foguèron realizats en quimia organica que venguèt un camp de trabalh especific en causa de seis aplicacions economicas. Pasmens, en 1828, la sintèsi de l'urèa a partir de reactius inorganics per Friedrich Wöhler (1800-1882) aviá mostrat lo liame entre lei doas quimias tradicionalament reconegudas au sègle XIX.
En fòra de l'electroquimia, d'autrei disciplinas de la quimia inorganica faguèron de progrès importants coma l'espectroscopia, l'atomistica ambé la descubèrta de l'electron, de la valéncia, dei familhas d'elements quimics representadas dins la taula periodica e dei gas nobles. De mai, ambé lo desvolopament d'autrei disciplinas scientificas coma la biologia ò la medecina, la fin dau sègle XIX e lo començament dau sègle XX veguèron l'aparicion de disciplinas novèlas coma lo bioquimia. La quimia inorganica modèrna anava s'estructurar ambé lo rèsta e ambé l'estudi dei proprietats generalas regardant lei compausats quimics.
L'estructuracion de la quimia inorganica
modificarLa quimia inorganica modèrna s'estructurèt a partir dei descubèrtas d'elements novèus durant lo sègle XIX e dei valéncias variablas. D'efèct, certanei scientifics coma André-Marie Ampère (1775-1836) remarquèron rapidament de similaritats importantas entre lei proprietats d'elements diferents coma lo fluòr e lo clòr. La taula periodica prepausada per Dmitrii Mendeleiev (1834-1907) generalizèt aqueleis observacions que foguèron confiermadas per lei trabalhs sus la valéncia deis atòms[2]. Puei, Alfred Werner (1866-1919) descurbiguèt plusors compausats diferents (ionics, d'idratacion, de coordenacion...) que mostrèron la diversitat dei liames quimics possibles. Pasmens, a sa mòrt, la manca de mejans d'observacions novèus limitèron lei progrès de la quimia inorganica a l'atomistica, dominada per lei fisicians, e au desvolopament d'otís novèus dins leis ans 1940.
L'adopcion dau modèl atomic
modificarDins lo corrent deis annadas 1900-1930, la quimia inorganica conoguèt d'evolucions importantas dins lo domeni de la recèrca atomica. Aquò permetèt de concebre de modèls per l'atòm e per lei diferents compausats quimics. Ansin, lei quimistas poguèron estudiar e explicar de proprietats novèlas liats a l'estructura intèrna de la matèria.
La formacion dau modèl atomic modèrne
modificarL'adopcion de la nocion d'atòm passèt una etapa decisiva en 1804 ambé lei trabalhs de John Dalton (1766-1804). Pauc a pauc, l'idèa se generalizèt au sen dei quimistas. Pasmens, l'estructura precisa deis atòms, considerats coma d'esfèras, èra totalament desconeguda. Son estudi comencèt dins leis ans 1900-1910. En particular, en 1909, l'experiéncia de Rutherford descurbiguèt la natura « vueja » de la matèria. Permetèt de prepausar un modèl, dich modèl de Rutherford, ambé d'atòms formats d'un nuclèu positiu e d'electrons circulant sus d'orbitas similaras an aquelei dei planetas dau Sistèma Solar.
En despiech de sei progrès, lo modèl de Rutherford èra pasmens una fònt de dificultats car permetiá pas d'explicar la similaritat dei diferenteis atòms. D'efèct, dins un modèl planetari, leis orbitas son liuras e pòdon s'establir a de distàncias variablas. Òr, dins la natura, aquò es pas lo cas. Tre 1913, un novèu modèl foguèt donc prepausat per Niels Bohr (1885-1962). Segon aqueu modèl, l'atòm èra format d'un nuclèu cargat positivament e d'electrons en orbita. Pasmens, element novèu, aqueleis orbitas èran estrictament definidas e identicas entre lei diferenteis atòms d'un meteis element quimic. Pus eficaç, aqueu modèl permetiá d'explicar certanei fenomèns espectroscopic mai aviá encara de limits, especialament per explicar lei liames quimics.
Lo modèl actuau foguèt prepausat entre 1924 e 1926 a partir dei trabalhs de Louis de Broglie (1892-1987) e d'Erwin Schrödinger (1887-1961). Basat sus la natura ondulatòria dei particulas, considerava plus leis electrons coma de particulas mai coma de « nívols de probabilitat de preséncia ». D'ara endavant, leis electrons foguèron modelizats coma de foncions d'onda que lo carrat de sa nòrma representa una densitat de probabilitat de preséncia. Aqueu modèl capitèt d'explicar totei lei fenomèns espectroscopics observats e es totjorn en vigor a l'ora d'ara.
La formacion dei modèls de liames quimics modèrnes
modificarLo desvolopament dei teorias sus lo modèl atomic permetèt en parallèl d'avançar sus la modelizacion dei liames quimics. Se lo concèpte de valéncia èra conegut dempuei lo sègle XIX ambé lei trabalhs d'Edward Frankland (1825-1899), de Friedrich Kekulé von Stradonitz (1829-1896), d'Archibald Scott Couper (1831-1892), d'Alexandre Boutlerov (1828-1886) e de Hermann Kolbe (1818-1884, la natura vertadiera dei liasons èra desconeguda.
En 1916, Gilbert Lewis (1875-1946) aguèt l'idèa de prepausar lo concèpte de partiment d'electrons per depintar la liason covalenta. Aquela idèa foguèt melhorada ambé lei progrès de la mecanica quantica e la concepcion dau modèl atomic modèrne en 1924-1926. D'efèct, en 1930, Edward Teller (1908-2003) prepausèt la premiera descripcion quantica de la liason quimica. Enfin, en 1931, Linus Pauling (1901-1994) prepausèt lo modèl modèrne dau liame quimic que permetèt de definir lo concèpte d'orbitala moleculara.
L'estructuracion dei disciplinas modèrnas de la quimia inorganica
modificarL'estructuracion de la sciéncia dei materiaus modèrnas
modificarLa sciéncia dei materiaus es un aspèct major de la quimia inorganica modèrna. Eissida de la metallurgia, de l'estudi dei materiaus de construccion e de l'estudi de materiaus dotats de proprietats electricas particularas coma lei semiconductors, a d'aplicacions dins mai d'un domeni important de la vida economica (siderurgia, automobila...). A l'origina, èra limitada ai metaus e ai ceramicas. Dins lo corrent dau sègle XIX e de la premiera mitat dau sègle XX, plusors autrei tipes de materiaus i foguèron aponduts coma lei polimèrs, largament eissits de la quimia organics, lei semiconductors e lei materiaus composits. Aquela tendància se confiermèt après la Segonda Guèrra Mondiala en causa dau desvolopament dei materiaus plastics e de l'electronica.
L'estructuracion de la quimia bioinorganica
modificarLa quimia bioinorganica aparaguèt au sègle XIX ambé Paul Ehrlich (1854-1915) que descurbiguèt lo ròtle dei metaus dins lo tractament de certanei malautiás. Pasmens, l'estructuracion de la disciplina foguèt lònga. Conoguèt una etapa importanta ambé la descubèrta de l'estructura de l'ADN onte lo fosfòr a un ròtle de remarca. Aquò entraïnèt la multiplicacion deis estudis sus lo comportament dei metaus dins l'organisme, especialament dins lei fenomèns de transpòrts e de catalisi.
L'emergéncia dei nanotecnologias
modificarImaginadas a partir de 1959 per Richard Feynman (1916-1988), la recèrca sus lei particulas de l'òrdre dau nanomètre comencèt d'un biais vertadier a la fin dau sègle XX. Mesclant fisica e quimia inorganica, es un domeni novèu que permet d'assemblar de materiaus ambé de proprietats diferentas dei materiaus tradicionaus. Uei, lo sector es en plen desvolopament e sembla aver d'aplicacions dins mai d'un domeni coma la sciéncia dei materius, la sintèsi quimica ò la medecina. Es donc considerat coma estrategic per mai d'un país e es l'objècte d'investiments importants.
Concèptes principaus
modificarLa taula periodica deis elements
modificarLa taula periodica deis elements quimics es une representacion de totei leis elements quimics classats segon son numèro atomic e organizats segon sa configuracion electronica. Aquò permet ansin de gropar ensems leis elements aguent de proprietats quimicas pròchas.
Un periòde designa una linha de la taula e se definís per l'empliment progressiu de sosjaç electronics fins a emplir tot un jaç s e passar au jaç seguent. La tresena linha correspond donc a d'elements que son jaç I (1s) e II (2s e 2p) son complèts e que sei sosjaç dau jaç III (3s e 3p) son en cors d'empliment. Lòng d'un periòde, lei proprietats quimicas varian mai pòdon èsser localament similaras, especialament dins lo blòt d que fòrma lo grop dei metaus de transicion e dins lo blòt f ambé lei lantanides e leis actinides.
Un grop designa una colona e reunís d'elements ambé de proprietats quimicas similaras. I a 18 grops que son definits ambé lo numèro de sa colona. Per exemple, la segonda colona fòrma lo grop 2 que compòrta lo berilli, lo magnèsi, lo calci, l'estronci, lo bari e lo radi. Toteis aqueleis elements an un sosjaç s emplit e un sosjaç p vuege.
Dins certanei descripcions de la taula, lei lantanides e leis actinides son de còps designats coma 19en grop en causa de l'omogeneïtat de sei proprietats.
| Metaus alcalins | Tèrras alcalinas | Lantanids | Actinids | Metaus de transicion |
| Metau dau blòt p | Metalloïdes | Non-metaus | Alogèns | Gas nòbles |
|
Codificacion dei colors per nombre atomic:
| ||||
Atòms e estructura moleculara
modificarAtomistica
modificarSegon lo modèl modèrne, l'atòm es format d'un nuclèu de protons e de neutrons enviroutat d'un nívol d'electrons en orbita[3]. Aqueu nívol es estratificat per de nivèus d'energia quantificats e leis electrons i ocupan de jaç (formats de sosjaç) ben definits. Leis electrons dau jaç extèrne son dichs electrons de valéncia. An un ròtle major dins lei proprietats quimicas de l'atòm car totei leis atòms assaian d'aquistar un jaç extèrne totalament emplit (coma aqueu dei gas nobles). Leis electrons dei jaç intèrnes son dichs electrons de còr.
Lo diamètre d'un atòm despend de son nívèu electronic. Dins la taula periodica, aumenta vèrs lo bas car leis atòms i son pus importants e an donc mai de jaç emplits e demenís vèrs la senèstra car leis atòms i son pus electroatractius (ò electronegatius) , es a dire qu'atiran mai leis electrons. Sota l'efèct d'un raionament electromagnetic, se pòu excitar lo nívol electronic. Dins aqueu cas, d'electrons van aquistar de l'energia suplementària e passar sus de jaç d'energia pus importanta. La desexcitation consecutiva entraïna l'emission d'un raionament (transicion electronica).
Liasons covalentas, ionicas e metallicas
modificarLei liasons quimicas permèton de liar dos atòms entre elei. N'existís mai d'un tipe en foncion de la natura deis interaccions.
La liason covalenta es un recobriment de doas orbitalas atomicas qu'entraïna lo partiment d'electrons de valéncia entre dos atòms sus una orbitala comuna. Leis electrons partejats fan alora partida dei nívols electronics dei dos atòms de la liason, çò que pòu li permetre d'aquistar un jaç extèrne plen. Aqueu tipe de liason es fòrt e pòu èsser simple, doble ò triple. Son tanben direccionalas e lei compausats formats de liasons covalentas an donc de formas e d'angles ben definits.
D'un biais generau, lei liasons covalentas se fòrman entre atòms d'electronegativitats similaras. Pasmens, de còps, de liasons pòdon se formar entre dos atòms ambé d'electronegativitats diferentas. Dins aqueu cas, la liason vèn leugierament ionica e es dicha polarizada. En delà d'una diferéncia d'electronegativitat de 1,7, vèn totalament ionica.
La liason ionica es un autre tipe de liason fòrta. S'establís entre d'atòms aguent una diferéncia clara d'electronegativitat (1,7 per convencion). Dins aquela liason, un atòm pauc electronegatiu va donar un ò plusors electrons per formar un ion cargat positivament (cation). Leis electrons donats son prés per un atòm fòrça electronegatiu que vèn alora un ion amb una carga negativa (anion). Lei dos ions formats adoptan una configuracion electronica ambé de jaç extèrnes complèts.
Un exemple caracteristic de liason ionic es aquela dau clorur de sòdi (sal de cosina) NaCl onte lo sòdi, element pauc electronegatiu, laissa un electron au clòr qu'es fòrça electronegatiu. Lo premier adopta alora la configuracion dau neon e lo segond aquela de l'argon.
La liason metallica es descricha per divèrsei modèls mai ò mens sofisticats. Lo pus ancian e lo pus simple considèra que l'edifici metallic es fach de cations que cadun dòna un electron deslocalizat entre totei leis atòms. Una teoria pus avançada estudia leis orbitalas molecularas eissits deis interaccions entre atòms metallics. Son a l'origina de la formacion d'un nombre important d'orbitalas liantas e antiliantas que son confinadas dins un pichon espaci. Aquò entraïna alora la formacion de bendas d'orbitalas liantas e antiliantas que favorizan la deslocalizacion d'electrons dins lo metau.
Estructura moleculara
modificar
Lei moleculas son d'assemblatges d'atòms liats per de liasons covalentas. De fòrças pus feblas, coma lei liasons idrogèn ò lei fòrças de van der Waals pòdon lei mantenir a proximitat, a l'estat solide ò liquide. La constitucion d'aqueleis assemblatges es pas definitiva e lei moleculas pòdon se rompre per formar de montatges diferents. Aquela transformacion es dicha reaccion quimica.
En causa de la natura direccionala dei liasons covalentas e de diferéncias de nívols electronics entre lei diferenteis elements quimics, existís una gròssa diversitat d'estructuras molecularas. Aquela geometria dicta una partida dei proprietats d'una molecula coma sa reactivitat, sa polaritat, sa color ò son magnetisme. D'un biais generau, despend dau nombre d'atòms e dau nombre de « doblets non liants » presents sus aqueleis atòms. Aquelei doblets son formats de dos electrons dau jaç extèrne que participan pas a l'establiment d'una liason quimica. De modèls coma la teoria VSEPR permèton de preveire la geometria deis edificis moleculars a partir dau nombre de liasons e de doblets non liants.
Per exemple, dins la molecula d'aiga H2O, l'atòm d'oxigèn a uech electrons dins son nívol electronic (dos vènon dei liasons covalentas establits ambé leis atòms d'idrogèn). Sus aqueu totau, quatre electrons participan ai liasons e quatre demòran en fòra. L'atòm d'oxigèn a donc doas liasons e dos doblets non liants. Segon la teoria VSEPR, aquò correspond a una geometria coidada qu'es a l'origina de certanei proprietats importantas de l'aiga coma sa polaritat.
Quimia descriptiva deis elements
modificarLeis alogèns
modificarFormant lo grop 17 de la taula periodica, leis alogèns (principalament lo fluor, lo clòr, lo bròme e l'iòde) son un ensems fòrça important per la quimia inorganica. Fòrça electronegatius, an sèt electrons de valéncia e n'an donc besonh d'un uechen per obtenir una configuracion establa de gas noble. Per aquò, pòdon formar de liames quimics ambé la quasi totalitat deis autreis elements. En particular, son susceptibles de formar de compausats ionics ambé lei metaus (NaCl, FeCl3) e de compausats covalents ambé lei non-metaus, compres d'autreis alogèns (CCl4, ICl3). Lo fluor presenta la particularitat unica de poder reagir, dins certanei condicions, ambé lei gas nobles.
Lei gas nobles
modificarLei gas nobles (ò gas rars) son leis elements de la 18a colona. Dins lei condicions normalas de temperatura e de pression, fòrman de gas monoatomics. Aguent un jaç electronic extèrne totalament emplit, son fòrça pauc reactius e an una energia d'ionizacion fòrça importanta. Sonc donc generalament depintats coma inèrts. Pasmens, dempuei leis ans 1960, quuauquei compausats formats de gas nobles e de fluòr son estats sintetizats.
Lei metaus
modificarLei metaus son d'elements liats per de liasons metallicas. Son generalament durs, opacs, lusents, malleables e an una bòna conductivitat electrica e termica. En quimia, n'existís mai d'un tipe diferent :
- lei metaus alcalins e alcalinoterrós fòrman respectivament lei grops 1 e 2. Lo premier grop a una configuracion electronica amb una valéncia d'un electron e lo segond de dos. Pòdon donc aisament perdre aqueleis electrons per donar de cations portant una ò doas cargas positivas. En particular, son susceptibles de reagir ambé leis alogèns per formar de compausats ionics. De mai, dins lei condicions normalas de temperatura e de pression, son d'elements fòrça reactius qu'existisson pas dins la natura a l'estat natiu.
- lei metaus de transicion son « d'elements quimics que seis atòms an un sosjaç electronic d incomplèta ò que pòdon formar de cations amb un sosjaç d incomplèta »[4]. An generalament de proprietats catalicas. Lei grops 3 a 11 e la màger part deis actinides e dei lantanides ne fan donc partida. Dins certaneis obratges, leis elements dau grop 12 i son tanben aponduts.
- lei metaus paures (ò metaus dau blòt p) son d'elements situats entre lei metaus de transicion e lei metalloïdes. Se situan dins lei colonas 12 a 16[5]. A respèct deis autrei metaus, an un caractèr covalent pus marcat.
Quimia dei solucions
modificarUna solucion quimica es una mescla omogenèa (constituida d'una unica fasa) eissida de la dissolucion d'un ò de plusors solutat(s) dins un solvent. Lei moleculas ò leis ions de solutat son alora solvatats e dispersats dins lo solvent. La quimia dei solucions es lo domeni qu'estudia lo comportament d'aquelei sistèmas. En particular, s'interessa ais interaccions solutat-solvent e ais interaccions solutat-solutat, ai proprietats fisicas de la solucion, a la solubilitat dei solutats e ai procès de dissolucion e a l'electrolisi dau solvent e dei solutats.
Lei solvents
modificarUn solvent es una substància capabla de dissòudre, de diluir ò d'extraire d'autrei substàncias sensa lei modificar quimicament e sensa se modificar eu meteis. Son classats segon sei proprietats (polaritat, constanta dielectrica, poder d'ionizacion, ponch d'ebulicion... etc.). En causa de son ròtle dins lei fenomèns naturaus e de preséncia importanta dins l'environament, l'aiga es un solvent fòrça utilizat e estudiat.
Lei reaccions acidobasicas
modificarUna reaccion acidobasica es una reaccion quimica entre un acid e una basa. Divèrsei definicions complementàrias deis acids existisson. Segon la teoria de Brønsted-Lowry, es una espècia capabla de liberar d'ions H+ dins un solvent protic (coma l'aiga per exemple). Dins aqueu cas, l'acid pòu se dissociar e se liar a de moleculas d'aiga per formar d'ions oxonium H3O+. Segon la definicion de Lewis, un acid es una espècia susceptibla d'acceptar un doblet d'electrons. Segon lei circonstàncias, se pòu utilizar un modèl ò l'autre. Existís tanben de poliacids e de polibasas e d'espècias, dichas amfotèras, que pòdon èsser acidas e basicas.
Lo pH (potenciau idrogèn) es una mesura de l'activitat quimica deis ions H+ en solucion. Es fòrça important per lei reaccions acidobasicas car depinta l'aciditat d'una solucion e lei possibilitats de reaccion entre leis acids e lei basas presents dins la solucion. De mai, d'un biais generau, a 25°C, una solucion amb un pH egau a 7 es dicha neutra, una solucion amb un pH inferior es dicha acida e una solucion amb un pH superior es dicha basica.
Lei reaccions d'oxidoreduccion e l'electroquimia
modificarUna reaccion d'oxidoreduccion (ò reaccion redox) es una reaccion quimica amb un cambi d'electrons entre un oxidant, que pòu captar d'electrons, e un reductor que pòu ne cedir. Aqueu tipe de reaccion es frequent dins de domenis coma la metallurgia. En particular, es la basa de l'electroquimia qu'estudia lei relacions entre la quimia e l'electricitat. D'efèct, lei cambis d'electrons son de transferiments de cargas que pòdon donc participar a l'establiment d'un corrent electric. Aqueu fenomèn pòu donc èsser utilizat per orientar lei reaccions entre leis oxidants e lei reductors presents dins una solucion gràcias a l'aplicacion d'un potenciau chausit.
L'estat solide
modificarL'estat solide de la matèria es caracterizat per l'abséncia de libertat de movement per lei moleculas ò leis ions que lo fòrman. D'efèct, dins aquel estat, de liames quimics son establits entre lei compausants dau solide que sa deformacion vèn malaisada. Dins aquò, un solide presenta una reactivitat e dei proprietats pròprias. Dos ensems importants de proprietats son aquelei de son ret cristallin e de sei fasas. D'efèct, coma un solide es pas perfèct, de defauts ponctuaus pòdon li donar de proprietats particularas e segon lei condicions de pression e de temperatura, l'estructura de sei fasas solidas pòu se transformar.
Lei simetrias e la teoria dei grops
modificarLeis organometallics
modificarUn compausat organometallic es un compausat amb au mens una liason covalenta entre un atòm de carbòni e un metau. Lo carbòni pòu far partida d'un compausat inorganic (monoxid de carbòni CO) ò organic (grops idrocarburs). Lo metau pòu èsser un alcalin (liti), un alcalino-terrós (magnèsi), un metau de transicion (coire) ò un metau paure (estam). Son generalaments utilizats dins de procès de sintèsi ò de catalisi.
La catalisi
modificarLa catalisi depinta un ensems de fenomèns, entraïnats per una espècia quimica dicha catalisaire, permetent d'accelerar ò de reorientar una reaccion quimica. Per aquò, lo catalisaire participa a la reaccion e permet de'n modificar lo camin vèrs de reaccions necessitant una energia d'activacion mens importanta. Dins lei fachs, lo catalisaire tipic participa a una etapa de la reaccion e es regenerat avans la fin. Apareis donc pas dins lo bilanç de la reaccion.
Tres tipes de catalisi existisson :
- la catalisi omogenèa a luòc quand lo catalisaire es present dins la meteissa fasa que lei reactius.
- la catalisi eterogenèa depinta lei situacions onte lo catalisaire es dins una fasa diferenta (per exemple, una reaccion gasosa accelerada per un metau).
- la catalisi enzimatica es un ensems de catalisi realizada per d'enzims dins leis organismes vivents.
Lei clusters
modificar
Lei clusters son d'agregats atomics que sa talha es intermediària entre aquela d'una molecula e aquela d'un còrs massís. Pasmens, segon lei disciplinas, aqueu tèrme cuerb de causas diferentas de catalisaires de quauquei desenaus d'atòms en quimia ò d'estructuras de quauquei miliers d'atòms en fisica. Dins lo premier domeni, son sovent fachs de bòr, de carbòni ò de metaus de transicion. Sovent utilizats per sei proprietats cataliticas.
Disciplinas e aplicacions principalas
modificarDisciplinas scientificas e tecnicas
modificarSciéncia dei materiaus
modificarLa sciéncia dei materiaus estudia lei relacions entre lei proprietats, la morfologia estructura e l'utilizacion dei materiaus. Domeni major de la recèrca e de l'engenhariá dempuei la fin dau sègle XIX, es largament basada sus la quimia inorganica car la metallurgia ò la cristalografia i tènon un ròtle primordiau. Uei, se raprocha dei nanotecnologias en causa dau desvolopament creissent d'aplicacions dei nanoparticulas au sen de l'industria dei materiaus.
Nanoparticulas
modificarParticulas d'un diamètre nominau inferior a 100 nm, lei nanoparticulas son d'agregats de quauquei desenaus a quauquei miliers d'atòms qu'an de proprietats particularas en causa de sa talha pus pichona que lei particulas micrometricas. D'efèct, en causa de son diamètre feble, lei fòrças de superficia vènon pus importanta, çò qu'entraïna :
- una modificacion dei temperaturas de fusion ò de solidificacion.
- una diferéncia de duretat e de durabilitat dau materiau que, generalament, van aumentar.
- d'interaccions diferentas ambé leis electrons dins lei rets cristallins.
Per aquò, l'usatge de nanoparticulas sembla durbir de domenis novèus dins mai d'una disciplina e son estudi es donc vengut un enjòc major de la quimia dau començament dau sègle XXI.
Bioinorganica
modificarSituada entre la quimia e la biologia, la quimia bioinorganica s'interessa principalament ais espècias metallicas dins lei sistèmas biologics. Pòu pereu s'interessar a la sintèsi de complèxs artificiaus per comprendre lo foncionament dei sistèmas biologics ò per prendre ne reprodurre l'activitat. Aquò a d'aplicacions importantas en medecina e en toxicologia ambé lo melhorament dei modèls depintant lo foncionament deis organismes vivents ò lo desvolopament de medicaments novèus.
Aplicacions industrialas
modificarDempuei l'Antiquitat, la quimia inorganica a d'aplicacions economicas nombrosas e es totjorn fòrça presenta dins l'industria quimica modèrna. D'efèct, de compausats coma l'acid cloridric ò lo dioxigèn, de metaus coma lo fèrre ò l'acier ò de compausats ionics coma lo nitrat d'amonium son de basas dau foncionament de l'economia modèrna. La quimia inorganica representa donc una fraccion significativa de l'economia de mai d'un país e certanei produccions son a l'origina d'especialitats distintas. Per exemple, es lo cas de la siderurgia qu'es vengut un domeni pròpri au sen de la metallurgia.
Liames intèrnes
modificarBibliografia
modificarNòtas e referéncias
modificar- ↑ Dins aquò, certaneis alquimistas avián començat d'assaiar de demostrar sei resultats amb una teoria atomistica.
- ↑ Se fau nòtar qu'au sègle XIX, la nocion d'atòm èra encara una ipotèsi.
- ↑ Certaneis elements leugiers son d'excepcions coma l'idrogèn-1 qu'es fach d'un proton e d'un electron.
- ↑ (en) IUPAC, Compendium of Chemical Terminology (« Gold Book »), 2a ed. (1997).
- ↑ Dins certanei classificacions, lei metaus de la 12a colona son classats entre lei metaus de transicions.
