Szervetlen kémiát hogyan lehet megtanulni?

Te tényleg komolyan veheted a magolást. Általában ezt a problémát legkésőbb 9-10 re kivasalják, (vagy bukást okoz).

Állában egy magára valamit is adó tanár, úgy magyaráz hogy egy konkrét egyenletet sem kell bemagolni. Mivel pár egyszerű szabály követésével meglehet jósolni az összes reakció egyenlet kimenetelét, anélkül hogy gyakorlatilag bármit magolni kéne. Nem túl bonyolult csak kicsi hosszú leírva.

Eléggé az alapoktól fogom kezdeni, hogy minden biztos legyen. A különböző atomok a lehető legkisebb energiára törekednek. Ezt sok féle képpen megtehetik, de mi most csak a kémiai reakciókkal fogunk foglalkozni. Adott elektron hély konfigurációk jelentősen alacsonyabb energiával rendelkeznek, ennek okai most nem fontosak. A legstabilabb e. felhővel a nemesházok rendelkeznek, így minden más elem úgy akarja módosítani az elektron szerkezetét hogy elérje ezt az úgynevezett "nemesgáz szerkezetet". Ezt úgy érhetik el hogy elektron adnak át vagy vesznek fel egy másik atomtól. Attól függően hogy az atomnak hány külső elektronja van dőlik el hogy mennyi elektront akar felvenni vagy leadni. Általános szabály hogy, ezt az egészet úgy akarja megoldani hogy minél kisebb legyen a töltése, ez majd csak később lesz fontos.

Ha megnézzük a periódusos rendszert, láthatjuk hogy a főcsoport száma megegyezik az atomok külső e.héján található elektronokkal. A jobb oldalán található a 8. főcsoport amiben a nemesgázok találhatók. Ezeknek az atomoknak a külső e.héján 8 elektron van (kivéve He mert annak 2), minden más atom ezt a 8 elektronos szerkezetet akarja elérni.

De mivel az atomok próbálják kerülni a túl magas töltéseket egy atom nem tud csak úgy felvenni 5-6 elektront hogy meglegyen a 8 külső e..

Ezért adott atomok inkább leadni még mások felvenni fognak.

Az 1-3. főcsoport elemi leadnak elektront, még a 5-7 leadni. Kihagytam a 4. főcsoportot mivel az érdemel pár külön szót. Mivel ezek az elemek középen vannak így néha fel is vesznek meg le is adnak főleg a szén és a szilikon. De a szervetlen kémiában úgy vesszük hogy 4 elektront adnak le.

Ennek ismeretében vegyünk egy példát. A fluor a 7. főcsoport eleme, így csak 1 elektront kéne felvennie hogy elérje a nemesgáz szerkezetet. Ehhez kell neki egy elektron donor. Tudjuk hogy a per.rendszer bal oldalán lévő elemek megszeretnének válni az elektronjaiktól. Így jó reakció partnerek lehetnek. Vegyük például a nátriumot 1. fö.csp eleme 1 elektront akar leadni. ÍGy van egy atomunk ami egy elektront akar felvenni és egy ami leadni szeretne egyet. Ebből felírhatunk egy reakció egynletet:

F2 + 2 Na -> 2 NaF

A termék azért lesz NaF mivel mind a két elem csak 1 elektrontól akart megszabadulni. Most vegyünk egy másik példát: Mg és O. Ha mengézed az magnézium két elektrontól akar megszabadulni, az oxigénnek meg éppen kettő kéne, így:

2 Mg + O2 -> MgO

A Mg atom 2 elektronhját 1 oxigén feltudta venni. De mi történik ha az egyik elemnek nem annyi elektron kéne mint amit a másik kínál. Maradjunk a magnéziumnál ami két elektront akar leadni, de az oxigént cseréljük le egy klórra. A klór nem akar felvenni két elektron mert neki csak egy darab kell. Ezért Belép a reakcióba még egy klór, így kettő klór atom már képes felvenni a magnézium két elektronját:

Mg + Cl2 -> MgCl2

Felmerül het a kérdés hogy miért nem mondjuk MgCl keletkezik. Erre az a magyarázat hogy az elektronok nagyon nem szeretnek egyedül maradni. azzal hogy az egy klór felbontja az elektron párt képződik egy szabad elektron ami energetikailag nagyon nem kedvező. Annyira nem hogy az elemek inkább nem reagálnak mint hogy .MgCl keletkezzen. (a pont általában a párosítatlan elektront jelöl)

Az eddigi példákban viszonylag egyszerű volt megtalálni hogy milyen arányban reagálnak a dolgok. Viszont ez nem mindig ilyen egyszerű az elemi reakcióknál a legbonyolultabb a 3. és 6. fő csop. elemeinek a reakciója. Pl. Al és O2, az alumínium 3 elektront akar leadni az oxigénnek meg csak kettő kell. Így meg kell keresnünk a két szám legkisseb közös többszörösét ami a 6 ebben mind a két szám maradéktalanul osztahót.

Így kell vennünk 2A-t ami szolgáltat 6 elektront és 3O-t ami felvesz 6 elektront. Viszont ez páratlan számú oxigén ami nem lehetséges mivel az oxigén O2 formályában létezik. Ezért a reakció mind a két oldalát megszorozzuk kettővel:

4 Al + 6O2 -> 2 Al2O3

Abból kiindulva hogy kilegózzuk hogy melyik elem menniy elektront akar leadni/felvenni az elemi reakciók termékeit már meg is tudjuk jósolni (kivéve a mellékcsoport elemeit ami más téma, csak azt nagyon hosszú lenne egybe leírni)

De nem csak elemek képesek reagálni egymással, hanem vegyületek is. Ennek oka hogy nem minden kötés egyenlő, így különböző kötésekkel eltérő energiamennyiségeket adhatnak le. Ezt jellemezhetjük az elektron negativitás(EN) segítségével. Minél nagyobb két atom EN-e között a különbség a kettő közötti kötés annál kedvezőbb. (Az EN leolvashatók a per. rendszerből vagy a függvénytáblából). De általános szabály hogy a főcsoportokban lentről felfelé és periódusban jobról balra növekszik.

Tehát mivel ugye alap feltevés hogy minden atom az energiaminimumra törekszik, és hogy minél nagyobb két atom között az EN különbség annál kedvezőbb egy kötés. Ebből kiindulva próbálhatjuk megoldani a következő egyenletet:

NaCl + KOH ->

Ahhoz hogy megállapítsuk hogy mi lesz a termék érdemes a legkissebb EN el rendelkező atomot venni kezdéshez. Ami ebben az esetben a Cl. Most meg kell keresnünk hogy melyik atommal van a legnagyobb különbsége, mert azzal fog vegyületet alkotni. A Kálium és klór között nagyobb a kül. mint a nátrium és klór között. Így a klór a káliummal fog vegyületet alkotni:

NaCl + KOH -> KCl + Na+ + -OH

A hátramaradó Na+ és -OH ionok meg jobb híján egymással alkotnak vegyületet.

Ezért van az hogy mondjuk ez a reakció lejátszódik:

2 NaI + Cl2 -> 2 NaCl + I2

és ez nem:

2 NaCl + I -> X

Mivel a klór és nátrium között kedvezőbb a kötés mint a nátrium és jód között.

Ezzel letudtuk az ionos vegyület-ionos vegyület reakciók jó részét. Viszont még van egy faktor ami nagyon hasonló ehhez de más esetekben használatos. A standar elektród potenciál nagyon hasonló mint az EN ebből a szempontból. Ez álltalában akkor kap szerepet ha átmeneti fémek reakcióit nézzük. Minél negatívabb egy elem st pot.-a annl inkább szeret vegyületben lenni és képes kiszorítani egy pozitívabb fémet. Erre példa a:

CuSO4 + Fe -> FeSO4 + Cu

A vas negatívabb fém ezért ő fog vegyületet képezni.

Röviden ezeket a szabályokat követve a legtöbb reakiciónak az eredményét meg lehet jósolni bármi magolás nélkü. Viszont sajnos néhány dolgot meg kell tanulni mivel a mellékcsoportok elemi változó számban adhatnak le elektronokat. Így érdemes megtanulni hogy a gyakoribb fémeknek milyen oxidációs állapotaik vannak.

Ha valami nem volt érthető vagy kihagytam nyugodtan írj privátba.