1.1.Предмет хімії.

Хімія – це наука про речовини та їх перетворення. Вона є однією з фундаментальних природничих наук, визначаючи поряд з фізикою, біологією та математикою прогрес людства. Неорганічна хімія – це розділ хімії, який вивчає речовини мінерального походження, тобто ті, які знаходяться або одержуються з об’єктів неживої природи (на відміну від органічної хімії, яка вивчає речовини живої природи; правда, чіткої межі між одними і іншими немає: наприклад, СО2 можна віднести до обох наук, оскільки отримати його можна з речовин як неживої (СаСО3), так і живої природи – наприклад, при спалюванні дерева тощо.

Місце неорганічної хімії в системі хімічних наук – найважливіше. Неорганічна хімія вивчає такі основні закони хімії, як закон збереження маси, еквівалентів, сталості складу, періодичний закон тощо. В процесі розвитку саме неорганічної хімії були сформульовані основні хімічні поняття – атом, молекула, хімічна реакція і т. інше. Тому опанування основними положеннями неорганічної хімії є фундаментом, базою при вивченні інших розділів хімії – органічної, аналітичної, фізичної тощо.

В теперішній час неорганічна хімія активно розвивається, пов’язавши тісні двохсторонні зв’язки як зі суміжними хімічними дисциплінами, так і зі спорідненими галузями природознавства – фізикою, математикою тощо. При розвитку неорганічної хімії все більшого значення набувають фізико-хімічні методи дослідження, коли вивчається зміна фізичних властивостей речовин при зміні їх хімічного складу. Встановлення такого взаємозв’язку дозволяє теоретично обґрунтувати методи пошуку і шляхи синтезу нових, досі невідомих речовин і матеріалів з заданими властивостями.

Значення неорганічної хімії для народного господарства та оборони країни дуже велике. Достатньо лише навести перелік продуктів виробництва неорганічних матеріалів: чавун, сталь, інші метали та сплави; мінеральні добрива; кислоти, солі, луги; скло, цемент та інші подібні будівельні матеріали; мінеральні пігменти для фарб; ядерне пальне для атомних електростанцій.

Хімія дає дуже багато людині, проте невміле або недбайливе використання хімічних процесів приводить до важких наслідків для природи, отже, і для людини. Вимерлі річки та озера, де життя занепало через скидання в них шкідливих відходів хімічних виробництв, – це не єдиний приклад небезпеки, якою екстенсивний розвиток хімічної промисловості загрожує людству. Тому національне законодавство більшості країн світу все більш і більш суворо обмежує граничнодопустимі норми викидів шкідливих речовин в воду, повітря чи навіть у відвали твердих відходів.

1.2. Атомно-молекулярне вчення. Основні його положення такі:

* Усі індивідуальні речовини є сукупністю молекул або кристалами, що складаються з атомів чи іонів. Молекула – найменша частинка хімічної речовини, що володіє її хімічними властивостями. Наприклад, молекули водню, карбон оксиду, гідроген хлориду, сульфатної кислоти, неону, тощо.

* Молекули складаються з атомів. Атом – найменша частинка хімічного елементу, що зберігає всі його властивості. В свою чергу, елементом називають сукупність атомів чи іонів одного виду, при чому ознакою виду є заряд ядра атома чи іона (число протонів в ядрі). Так, всі атоми заліза характерні тим, що заряд ядра атома дорівнює +26, у водню це +1, а кисню +8. Сукупність атомів (іонів) заліза складає елемент Ферум (назва елементу пишеться завжди з великої букви). Цей елемент охоплює всі частинки атомарної будови з зарядом ядра +26, які входять до складу всіх сполук заліза, незалежно від їх зарядового (іонного) стану. Тобто в ферум діхлориді знаходяться двовалентні катіони заліза, але вони теж відносяться до елементу Ферум.

* Молекули та атоми безперервно рухаються; між ними діють сили як притягання, так і відштовхування.

* Важливе значення в хімії має поняття моль. Моль – кількість речовини, виражена в грамах, що містить стільки молекул, атомів, іонів, електронів або інших структурних одиниць, скільки міститься атомів в 12 г ізотопу карбону 12С. Практично це означає, що моль О2 – це 2х16 = 32 г/моль, HNO3 – 63 г/моль, Fe – 56 г/моль.

* В одному молі простої чи складної речовини завжди міститься однакове число молекул (простих чи складних) – 6,023·1023. Це число називається числом Авогадро.

Основні закони хімічної взаємодії:

* Закон збереження маси речовин (Лавуазьє, 1776): „Маса речовин, які вступили в реакцію, дорівнює масі речовин, які утворились в її результаті”. Так, в реакції 2Н2 + О2 = 2Н2О в лівій частині рівняння реакції (вихідні речовини) є 2 молекули (4 атоми) водню та 2 атоми кисню. В правій частині рівняння (продукт реакції) знаходимо ті ж числа атомів. Зрозуміло, що маси вихідних речовин та продукту рівні. На підставі цього закону проводяться розрахунки за хімічними рівняннями.

* Закон Авогадро (1814): „В рівних об’ємах різних газів за однакових умов (тиск, температура) міститься однакове число молекул”. Оскільки в молі будь-якої речовини міститься одне й те ж число молекул (число Авогадро = 6,023·10 23), то й мольні об’єми різних газів займають однакові об’єми. За нормальних умов (прийнято Р = 101, 325 кПа та температура в 273 К) моль будь-якого газу займає об’єм 22,4 л (молярний об’єм газу).

* Закон сталості складу (Пруст, 1806): „Незалежно від способу добування речовини її склад завжди сталий”. Так, воду можна отримати різними реакціями, наприклад:

2Н2 + О2 = 2Н2О; Ca(OH)2 = CaO + H2O; H2SO4 = SO3 + H2O.

Але у всіх випадках молекула води складається з двох атомів водню та одного – кисню. Слід зауважити, що для кристалів іонної та атомної будови закон сталості складу є лише наближеним внаслідок дефектності будови таких твердих тіл.