Chimia anorganică studiază reacțiile și comportamentele compușilor neorganici și organometalici. Se ocupă de compuși care nu au bază de carbon, deși unii compuși anorganici pot conține o parte din carbon. Chimia anorganică are aplicații în întreaga industrie chimică.
Chimia anorganică în detaliu
În alt articol am discutat despre chimia organică, știința care explorează moleculele pe bază de carbon. Logica dictează ca în chimia anorganică sunt studiate substanțele care conțin puțin sau deloc carbon.
Tabelul periodic al elementelor ne oferă un ghid ușor pentru elementele anorganice. Acesta marchează linia dintre metale și nemetale și trasează o „scară” pentru a identifica metaloizii. Mai precis:
- Blocul S: metale electropozitive (cu excepția hidrogenului și heliului)
- Blocul P: elemente distinct metalice sau nemetalice
- Blocul D: metale cu multe stări de oxidare
- Blocul F: metale dificil de distins, din cauza similarității lor
În acest cadru, apar aspecte particulare ale lucrărilor de chimie anorganică.
Subdomeniile chimiei anorganică
Chimie organometalică
- compuși legați metal-carbon
- clasa include bor siliciu seleniu
- se ocupă cu sinteza organică a compușilor
Chimie bioanorganică
- relevant pentru chimia medicală
- se ocupă de biomolecule care conțin metale
- exemple: enzime, transportul oxigenului și altele
Chimia clusterelor
- explorează compuși cu mai multe metale
- în special cu liganzi de punte sau legături metal-metal
Chimia materialelor
- explorarea proprietăților materialelor
- vital pentru cercetarea nanomaterialelor
Chimia anorganică are nenumărate aplicații industriale, inclusiv cele tradiționale, cum ar fi fabricarea compușilor de curățare. Sectorul tehnologic a fost întotdeauna în avangarda explorării chimiei anorganice, de la crearea primelor becuri până la nanotuburile de astăzi.
Cum a devenit chimia anorganică o disciplină?
Întrucât există o suprapunere semnificativă între domeniile de studiu ale chimiei anorganice și organice, a fost nevoie de ceva timp pentru ca această ramură să fie stabilită ca un domeniu separat. În prezent, chimia anorganică se poate studia la nivel universitar în cadrul facultăților de chimie.
Dar așa cum se întâmplă întotdeauna când se dezvoltă o știință aceasta se desprinde de ramura principală și devine o disciplină independentă. Pentru chimia anorganică, a fost o ruptură destul de discretă și nu una completă. De asemenea, a venit destul de târziu: imediat după începutul secolului al XX-lea.
The Inorganic Chemistry Trailblazer
Pe lângă toate descoperirile sale, munca domnului Werner a influențat mulți alți oameni de știință. Îi menționăm în special pe aceștia doi:
Abegg's Rule
- Diferența dintre valențele maxime pozitive și negative este opt.
- Autor: Richard Abegg
The Octet Rule
- Fiecare valență tinde să aibă opt electroni în stratul său de valență.
- Autor: Gilbert N. Lewis
Friedrich Wilhelm Ostwald, omul de știință care a modelat disciplina chimiei fizice, este prezentat ca fiind un chimist reticent. După cum a recunoscut el însuși (și după performanța sa academică), stăpânirea chimiei nu a fost niciodată pe radarul său, nici în copilărie, nici în vremurile studențești.
În sens opus, Alfred Werner a știut întotdeauna că vrea să studieze știința. Universitatea sa nu avea un program de doctorat, așa că s-a mutat la Paris, la o școală care avea. Spre sfârșitul carierei sale, s-a întors în Elveția pentru a preda următoarei generații de chimiști.
Studierea chimiei anorganice
Nu există o distincție clară între chimia anorganică și alte ramuri ale chimiei până la nivelul universitar. Abia atunci se poate opta pentru un program de masterat pentru a te specializa în chimia anorganică. În cadrul studiilor de licență, se studiază chimia anorganică în cadrul unei universități de specializare, doar că până într-un anumit punct pentru a te pregătii pentru cursurile avansate.
În învățământul preuniversitar nu există cursuri distincte de chimie anorganică, ci se abordează chimia într-un context general. Totuși, în cadrul disciplinelor de științe, elevii vor învăța concepte din chimia anorganică.
Chimia anorganică la școală
Elevii de liceu vor studia mai multe domenii relevante pentru chimia anorganică. Unul dintre primele subiecte este grupa 1 a elementelor, metalele alcaline, care formează coloana cea mai din stânga a tabelului periodic (cu excepția hidrogenului). Printre caracteristicile acestora: sunt foarte moi, au densități mici și sunt extrem de reactive.
Următorul subiect sunt elementele din grupa 7. Halogenii sunt substanțe toxice și nemetalice. De asemenea, vor studia și gazele nobile: heliu, argon, xenon și neon, printre altele.
După ce aceste elemente fundamentare sunt stăpânite, elevii vor explora reactivitatea și utilizările acestor metale, precum și reacțiile lor cu alți reactanți.
Elevii vor desfășura experimente de laborator și vor raporta rezultatele obținute. Aceste experimente vor fi de nivel elementar, dar fundamentale pentru înțelegerea științei. Printre experimentele realizate se numără:
- Teste cu flacără: expunerea diferitelor metale la flacără pentru a observa schimbările de culoare.
- Teste cu hidroxid de sodiu: observarea reacțiilor diferitelor ioni de metale la ionii de hidroxid.
- Teste pentru anioni: expunerea substanțelor încărcate negativ la reactanți.
- Teste pentru gaze comune: expunerea gazelor la diferiți catalizatori și observarea reacțiilor acestora.
În majoritatea cazurilor, chimia anorganică la nivel de liceu este mai mult un exercițiu de memorare decât învățare practică. Testele vor provoca elevii să-și amintească procedurile și rezultatele testelor. La acest nivel al studiilor, se pune accent pe dobândirea unor cunoștințe fundamentale care vor fi aprofundate la nivel universitar.
Chimie anorganică: studii de licență
La începutul anului I de licență, studenții își vor revedea și consolida cunoștințele de chimie generală din perioada liceului. Vor explora tabelul periodic în detaliu, aprofundând structura acestuia, semnificația structurii elementelor și raționamentul din spatele poziționării lor în tabel.
Ulterior, vor extinde studiile anterioare referitoare la metale și reacțiile acestora. Al treilea modul de studiu din acest an va adânci cunoștințele despre elementele din grupa 7, adăugând mai mult context și detalii despre aceste substanțe.
Consolidarea acestora înainte de a introduce subiecte noi ajută studenții să înțeleagă idei mai complexe pe parcursul studiilor.
După o recapitulare a lecțiilor anterioare referitoare la metalele de tranziție, studenții vor învăța concepte mai avansate. În acest stadiu, vor începe să înțeleagă interconexiunile dintre diferitele ramuri ale științei chimice. Procesul metodic de familiarizare cu noțiunile fundamentale ale chimiei garantează o înțelegere solidă a conceptelor de bază.
Consolidarea acestora înainte de a introduce subiecte noi ajută studenții să înțeleagă idei mai complexe pe parcursul studiilor.
Totuși, la acest nivel de învățare, o mare parte din activitatea studenților în domeniul chimiei constă în memorarea unor informații esențiale. Aceasta devine mult mai ușor de realizat dacă noțiunile fundamentale sunt bine înțelese.
În paralel cursurilor teoretice, studenții vor participa la laboratoare de chimie anorganică, unde vor aplica cunoștințele dobândite în cadrul experimentelor practice, contribuind astfel la înțelegerea profundă a conceptelor studiate.
Stăpânirea conceptelor de chimie
Dacă ai nevoie de ajutor pentru a înțelege conceptele de chimie anorganică, câteva sesiuni cu un meditator privat te vor ajuta. Profesorii de chimie de la Superprof te pot ajuta să organizezi informațiile, pentru a le înțelege mai bine.
Fără a intra prea mult în detalii, meditatorul tău de la Superprof va evidenția informații importante despre chimie. Tipul de cunoștințe de care ai nevoie pentru a reuși la examene.
Cariere în chimie anorganică
Chimia anorganică este, în esență, studiul și crearea de compuși sintetici. Așadar, deținătorii de diplome în chimie anorganică ar putea vedea în viitor doar locuri de muncă în producție, dar mult mai multe opțiuni decât cred.
De fapt, unele dintre cele mai căutate cariere de astăzi se învârt în jurul chimiei anorganice.
Producția alimentară
În zilele noastre, auzim mult despre aditivii chimici din alimentele noastre. Este un subiect controversat - de-a dreptul înfricoșător, dar aceste ingrediente sunt adesea necesare pentru siguranța și conservarea alimentelor.
La urma urmei, fiind presați de timp, nu ne mai permitem luxul meselor gătite acasă, preparate cu ingrediente proaspete. Comoditatea alimentară de astăzi se datorează în întregime chimiei. Și, în mare parte, chimiei anorganice, așa cum demonstrează aceste două exemple.
Bisulfat de sodiu
- Formula moleculară: NaHSO4
- o sare acidă utilizată în multe alimente și băuturi
- numită și bisulfat de sodiu (și alte denumiri)
nitrat de sodiu
- Formula moleculară: NaNO3
- o sare de nitrat de metal alcalin utilizată la carne
- numită și salpetru de Chile
Aceste săruri și altele mențin alimentele noastre sigure pentru consum mai mult timp. Potențiatorii de aromă (de exemplu, clorura de amoniu) ajută alimentele noastre să ne satisfacă simțurile.
Industria agricolă caută inovatori pentru a formula următoarea generație de îngrășăminte și pesticide sigure.
În calitate de chimist anorganic din cadrul unei mari firme de agrochimie, vei asigura utilizarea cantităților corecte de substanțe chimice pentru tratarea alimentelor. De asemenea, le vei testa ca măsură de control al calității.
Sau te poți limita la aspectele de cercetare și dezvoltare ale producției alimentare. În toate cazurile, probabil vei lucra într-o echipă cu experiență în studii de biochimie.
Tehnologie verde
Titlurile de astăzi evidențiază mineralele rare cu o listă tot mai mare de aplicații. Chimiștii anorganici au de lucru jonglând cu cerințele de producție și descoperind noi modalități de extragere și purificare a acestora.
Aceste minerale sunt deja prezente în smartphone-uri și televizoare, computere și alte dispozitive electronice. Sunt esențiale pentru aplicații radar și militare. Revoluția Verde are nevoie de ele pentru a fabrica baterii auto și turbine eoliene, printre alte utilizări.
Războaiele cipurilor
Când titlurile din ziare nu sunt pline minerale rare, cipurile și semiconductorii preiau conducerea. Cursa pentru a face cipuri mai mici, mai capabile și mai eficiente este în plină desfășurare. Și asta pe lângă eficientizarea și creșterea producției.
Chimiștii anorganici lucrează de două ori mai mult pentru a inova producția. Ei vin cu modalități inovatoare de a rafina, purifica și combina pământurile rare pentru a le maximiza potențialul.
Desigur, munca în domeniul producției generale rămâne o opțiune. Companiile producătoare de substanțe chimice sunt mereu în căutare de noi talente. Printre astfel de firme, găsim nume mari precum:
- BASF
- Dow Chemical
- Unilever
- Dupont
- Mitsubishi Chemical
- LG Chem
- Formosa Plastics
- Ineos
- Linde
Indiferent de direcția în care dorești să te avânți, știi acum că ai mai multe opțiuni de luat în considerare. Mult mai multe opțiuni decât, să zicem, cei care au obținut o diplomă în chimie analitică.
Așadar, dacă te gândeai să renunți la chimia anorganică, mai gândește-te. Acest domeniu de studiu are nevoie de oameni talentați ca tine! 😎
Ți-a plăcut acest articol? Lasă o notă!
Încarc...
