Что относят к неорганическим веществам

Во-первых, неорганическими являются простые вещества: они состоят из атомов одного химического элемента. Например, это кислород, золото, кремний и сера. Впрочем, сюда относится вся таблица Менделеева. 

Во-вторых, к числу неорганических принадлежат многие сложные вещества (или соединения), в состав которых входят атомы нескольких элементов. Исключением являются углеродные органические соединения, которые образуют отдельный обширный класс веществ. Они обладают особой структурой, в основе которой лежит так называемый углеродный скелет. Некоторые соединения углерода, впрочем, относятся к неорганическим.

Особенности неорганических веществ:

  1. Молекулы обычно связаны ионной связью. То есть, атомы элементов с низкой электроотрицательностью «отдают» электроны атомам другого простого вещества. В итоге образуются разнозаряженные частицы - ионы («с плюсом» - катион и «с минусом» - анион), которые притягиваются между собой.
  2. Молекулярная масса небольшая, если сравнивать с большинством органических соединений.
  3. Химические реакции между неорганическими веществами протекают быстро, иногда моментально.
  4. Большинство неорганических веществ в той или иной степени растворяются в воде. При этом они распадаются (диссоциируют) на ионы, благодаря чему проводят электрический ток.
  5. Чаще всего, это твердые вещества (хотя встречаются газы и жидкости). При этом они обладают высокой температурой плавления, а при плавлении не разрушаются.
  6. Как правило, не окисляются на воздухе и не горючи. Так, после сгорания топлива (например, дров или угля) минеральные примеси остаются в виде золы.

Некоторые неорганические вещества входят в состав клеток живых организмов. Это, в первую очередь, вода. Также важную роль играют минеральные соли.  

Простые и сложные неорганические вещества подразделяются на несколько классов, каждый из которых обладает различными свойствами.

Простые неорганические вещества

  1. Металлы: литий (Li), натрий (Na), медь (Cu) и другие. С физической точки зрения обычно это твердые (кроме жидкой ртути) вещества с характерным блеском, высокой тепло- и электропроводностью. Как правило, в химических реакциях они являются восстановителями, то есть отдают свои электроны.
  2. Неметаллы. Это, например, газы фтор (F2), хлор (Cl2) и кислород (O2). Твердые неметаллические простые вещества - сера (S) фосфор (P) и другие. В химических реакциях обычно выступают окислителями, то есть притягивают электроны восстановителей.
  3. Амфотерные простые вещества. Имеют двойственную природу: могут проявлять и металлические, и неметаллические свойства. К таким веществам относят, в частности, цинк (Zn), алюминий (Al) и марганец (Mn).
  4. Благородные, или инертные, газы. Это гелий (He), неон (Ne), аргон (Ar) и другие. Их молекулы состоит из одного атома. Химически неактивны, способны образовывать соединения только в специальных условиях. Это связано с тем, что внешние электронные оболочки атомов инертных газов заполнены: они и не отдают своих, и не забирают электроны других элементов.

Неорганические соединения: оксиды

Самый распространенный в природе класс сложных органических соединений - это оксиды. К их числу относится одно из важнейших веществ – вода, или оксид водорода (Н2О).

Оксиды возникают при взаимодействии различных химических элементов с кислородом.  При этом атом кислорода присоединяет к себе два «чужих» электрона.

Поскольку кислород - один из самых сильных окислителей, то почти все бинарные (содержащие два элемента) соединения с ним являются оксидами. Сам кислород окисляется только фтором. Получаемое вещество - OF2 - относится к фторидам.

Выделяют несколько групп оксидов:

  • основные (с ударением на второй слог) оксиды - соединения кислорода с металлами. Вступают в реакцию с кислотами, при этом образуются соль и вода. К основным относят, в частности, оксид натрия (Na2O), оксид меди (II) CuO;
  • кислотные оксиды - соединения с кислородом неметаллов или переходных металлов в степени окисления от +5 до +8. Взаимодействуют с основаниями, при этом возникают соль и вода. Пример: оксид азота (IV) NO2;
  • амфотерные оксиды. Вступают в реакцию и с кислотами, и с основаниями. Это, в частности, оксид цинка (ZnO), входящий в состав дерматологических мазей и присыпок;
  • несолеобразующие оксиды, которые не реагируют с кислотами и с основаниями. Например, таковым являются оксиды углерода CO2 и CO, хорошо всем известные как углекислый и угарный газы.

Гидроксиды

Гидроксиды в своем составе содержат так называемую гидроксильную группу (-OH). Она включает в себя по атому кислорода и водорода. Гидроксиды разделяются на несколько групп:

  • основания - гидроксиды металлов с низкой степенью окисления. Растворимые в воде основания называют щелочами. Примеры: каустическая сода, или гидроксид натрия (NaOH); гашеная известь, он же гидроксид кальция (Ca(OH)2).
  • кислоты - гидроксиды неметаллов и металлов с высокой степенью окисления. Большинство из них представляют из себя жидкости, реже – твердые вещества. Почти все растворимы в воде. Обычно кислоты очень едкие, ядовитые. В производстве, медицине и других сферах активно используют серную кислоту (H2SO4), азотную (HNO3) и некоторые другие;
  • амфотерные гидроксиды. Проявляют то основные, то кислотные свойства. Например, сюда относится гидроксид цинка (Zn(OH)2).

Соли

Соли состоят из катионов металла, связанных с отрицательно заряженными молекулами кислотного остатка. Также существуют соли аммония - катиона NH4+.

Соли возникают при взаимодействии кислот с металлами, оксидами, основаниями или другими солями. Водород в составе кислоты при этом частично или полностью вытесняется атомами металла, поэтому в ходе реакции также выделяется водород или вода.

Краткое описание некоторых групп солей:

  • средние соли - в них водород полностью замещается на атомы металла. Например, это ортофосфат калия (K3PO4), применяемый в производстве пищевая добавки Е340;
  • кислые соли, в составе которых остается водород. Широко известен гидрокарбонат натрия (NaHCO3) - пищевая сода;
  • основные соли - содержат гидроксогруппы.

Бинарные соединения

Среди неорганических веществ отдельно выделяют бинарные соединения. В их состав входят атомы двух веществ. Это могут быть:

  • бескислородные кислоты. Например, соляная кислота (HCl), которая входит в состав желудочного сока человека;
  • бескислородные соли, которые возникают при взаимодействии бескислородных кислот с металлами или двух простых веществ между собой. К таким солям относится обычная поваренная соль, или хлорид натрия (NaCl);
  • другие бинарные соединения. Это, в частности, широко применяемый в химической промышленности и других отраслях сероуглерод (CS2).

Неорганические соединения углерода

Как уже отмечено, некоторые соединения углерода относятся к неорганическим веществам. Это:

  • угольная (H2CO3) и синильная кислоты (HCN);
  • карбонаты и гидрокарбонаты - соли угольной кислоты. Самый простой образец - та же пищевая сода;
  • оксиды углерода - угарный и углекислый газ;
  • карбиды - соединение углерода с металлами и некоторыми неметаллами. Представляют из себя твердые вещества. Из-за своей тугоплавкости широко применяются в металлургии для получения высококачественных сплавов, а также в других отраслях;
  • цианиды - соли синильной кислоты. К числу относится печально известный цианистый калий, сильнейший яд.

Углерод также содержится в природе в чистом виде, причем в нескольких непохожих формах. Порошкообразная сажа, слоистый графит и самый твердый минерал на Земле, алмаз, - все они имеют химическую формулу С. Естественно, они тоже являются неорганическими веществами.