Chemia organiczna bada reakcje i zachowania związków nieorganicznych i metaloorganicznych. Dotyczy ona związków, które nie mają bazy węglowej, choć niektóre związki nieorganiczne mogą zawierać pewną ilość węgla. Chemia nieorganiczna znajduje zastosowanie w całym przemyśle chemicznym.
Co to jest chemia nieorganiczna?
Teraz rozszerzymy ogólną definicję podaną we wstępie. Wiemy, że chemia organiczna jest nauką badającą cząsteczki oparte na węglu. Logika podpowiada, że chemia nieorganiczna zajmuje się substancjami zawierającymi mało węgla lub wcale go niezawierającymi.
Co zaliczamy do chemii nieorganicznej?
Tablica Mendelejewa wyznacza granicę między metalami i niemetalami oraz tworzy „schody” umożliwiające identyfikację półmetali. Dokładniej:
metale elektrododatnie (oprócz wodoru i helu)
elementy wyraźnie metaliczne lub niemetaliczne
metale o wielu stopniach utlenienia
metale trudne do odróżnienia ze względu na podobieństwo
W tym kontekście wyłaniają się szczególne aspekty pracy z zakresu chemii nieorganicznej.
Poddziedziny chemii nieorganicznej
Chemia metaloorganiczna
- związki wiązane metal-węgiel
- klasa obejmuje bor, krzem, selen
- zajmuje się organiczną syntezą związków
Chemia bionieorganiczna
- istotna dla chemii medycznej
- zajmuje się biocząsteczkami zawierającymi metale
- przykłady: enzymy, transport tlenu i inne
Chemia klastrowa
- bada związki z wieloma metalami
- szczególnie z ligandami mostkowymi lub wiązaniami metal-metal
Chemia materiałów
- badanie właściwości materiałów
- kluczowa dla badań nad nanomateriałami
Chemia nieorganiczna ma szerokie zastosowania przemysłowe, w tym tradycyjne, takie jak produkcja środków czyszczących. Sektor technologiczny zawsze był pionierem w badaniach nad chemią nieorganiczną – od stworzenia pierwszych żarówek po dzisiejsze nanorurki.
Wpisz „korepetycje chemia online” w wyszukiwarkę Superprof i zacznij naukę już dziś!
Jak chemia nieorganiczna stała się dyscypliną naukową?
Istnieje tak wiele podobieństw pomiędzy substancjami nieorganicznymi i chemią organiczną, że minęło trochę czasu, zanim chemia nieorganiczna stała się odrębną dziedziną. Nawet teraz pytania na egzaminie ósmoklasisty i maturze obejmują działy nieorganiczne chemii ogólnej.
Często, gdy wiedza się rozwija, jeden obszar nauki oddziela się i staje się odrębną dyscypliną. W przypadku chemii nieorganicznej było to raczej łagodne oderwanie, a nie całkowite. Nastąpiło to dość późno, bo tuż po rozpoczęciu XX wieku.
Wybierz lekcje chemii z Superprof!
Pionier chemii nieorganicznej
Oprócz tych i innych odkryć, prace pana Wernera wywarły wpływ na wielu innych naukowców. Zwróćmy uwagę w szczególności na te dwie:
Reguła Abegga
- Różnica między maksymalną wartościowością dodatnią i ujemną wynosi osiem.
- Autor: Richard Abegg
Reguła oktetu
- Każda wartościowość ma tendencję do posiadania ośmiu elektronów na swojej powłoce walencyjnej.
- Autor: Gilbert N. Lewis
Friedrich Wilhelm Ostwald, naukowiec, który ukształtował dyscyplinę chemii fizycznej, nie był pasjonatem chemii. Jak sam przyznał (i jak wynika z jego osiągnięć akademickich), opanowywanie chemii nigdy nie było jego priorytetem, ani w dzieciństwie, ani na studiach.
Alfred Werner natomiast zawsze wiedział, że chce studiować nauki ścisłe. Jego uniwersytet nie oferował programu studiów doktoranckich, więc przeniósł się do Paryża, do szkoły, która oferowała takie programy. Pod koniec swojej kariery wrócił do Szwajcarii, aby uczyć kolejne pokolenie chemików.
Studiowanie chemii nieorganicznej
Nie widzimy różnicy między chemią nieorganiczną a nauką innych rodzajów chemii aż do poziomu uniwersyteckiego. Następnie należy złożyć podanie o przyjęcie na studia podyplomowe specjalizujące się w chemii nieorganicznej. Studenci studiów licencjackich będą studiować chemię ogólną, aby uzyskać dostęp do kierunków na wyższym poziomie.
Na poziomie szkoły podstawowej również nie oferuje się zajęć chemii nieorganicznej, odrębnych od studiów ogólnych. Jednakże przedmioty nauk ścisłych na poziomie egzaminu ósmoklasisty i matury zawierają część poświęconą chemii nieorganicznej.
Chemia nieorganiczna na poziomie egzaminu ósmoklasisty
Uczniowie na poziomie egzaminu ósmoklasisty zdobędą wiedzę z siedmiu obszarów związanych z chemią nieorganiczną. Elementy grupy 1, metale alkaliczne, są ich pierwszym tematem.
Metale te tworzą skrajną lewą kolumnę układu okresowego (z wyłączeniem wodoru). Charakterystyka: są bardzo miękkie, mają niską gęstość i są bardzo reaktywne.
Grupa 7 pierwiastków jest następna. Te halogeny są toksyczne i niemetaliczne. Będziesz także studiować gazy szlachetne: między innymi hel, argon, ksenon i neon.
Uczniowie przeprowadzą eksperymenty i przedstawią swoje wyniki. Będą to testy laboratoryjne podstawowe, ale fundamentalne dla zrozumienia nauki. Eksperymenty te obejmują:
poddawanie różnych metali działaniu płomienia w celu zaobserwowania zmiany ich koloru
reakcje różnych jonów metali na jony wodorotlenkowe
substancje o ładunku ujemnym wystawione na działanie reagentów
poddanie gazów działaniu różnych katalizatorów; obserwując ich reakcje
Pod wieloma względami chemia nieorganiczna na egzaminie ósmoklasisty jest bardziej ćwiczeniem pamięciowym niż praktyczną nauką. Arkusze egzaminacyjne będą wymagały od Ciebie przypomnienia sobie procedur testowych i wyników. Na tym etapie nauki chemii nieorganicznej rozwiązywanie problemów i wizualizacja odgrywają niewielką rolę.
Chemia nieorganiczna na maturze
Uczniowie szkół średnich rozpoczynają naukę od powtórzenia materiału z chemii na poziomie egzaminu ósmoklasisty. Uczniowie poznają dogłębnie układ okresowy pierwiastków, zgłębiając jego strukturę, znaczenie struktur, a także przyczyny rozmieszczenia pierwiastków.
Następnie poszerzą swoją wcześniejszą wiedzę na temat metali i reakcji metali. Później pogłębią wiedzę o pierwiastkach z grupy 7, dodając więcej kontekstu i szczegółów do tematu.
Po powtórzeniu wcześniejszych lekcji na temat metali przejściowych uczniowie zapoznają się z bardziej zaawansowanymi koncepcjami.
Na tym etapie uczniowie zaczynają dostrzegać powiązania leżące u podstaw nauk chemicznych. Metodyczny proces zapoznawania uczniów z podstawami chemii gwarantuje zrozumienie elementarnych pojęć.
Ugruntowanie tej wiedzy przed wprowadzeniem nowych tematów przygotowuje Cię do zrozumienia bardziej złożonych idei w późniejszym czasie.
Jednak na tym etapie nauki duża część pracy nad opanowaniem wiedzy z chemii opiera się na zapamiętywaniu informacji. Zapamiętywanie jest jednak łatwiejsze, jeśli rozumiesz pojęcia.
Opanowanie pojęć z chemii
Jeśli potrzebujesz pomocy w zrozumieniu pojęć z zakresu chemii nieorganicznej, kilka sesji z prywatnym nauczycielem może okazać się pomocne.
Nie zagłębiając się zbytnio w szczegóły, korepetytor podkreśli ważne informacje z zakresu chemii. Rodzaj wiedzy, której potrzebujesz, aby zdać egzaminy.
Kariery w chemii nieorganicznej
Chemia nieorganiczna to w zasadzie nauka zajmująca się badaniem i tworzeniem związków syntetycznych. W związku z tym absolwenci chemii nieorganicznej mogą w przyszłości spodziewać się jedynie pracy w przemyśle. Mają o wiele więcej opcji, niż im się wydaje.
W rzeczywistości niektóre z najpopularniejszych obecnie karier oscylują wokół chemii nieorganicznej.
Produkcja żywności
Ostatnio dużo słyszymy o chemicznych dodatkach do żywności. To kontrowersyjny, a nawet przerażający temat, ale składniki te są często niezbędne dla bezpieczeństwa żywności i jej konserwacji.
W końcu, żyjąc w ciągłym biegu, nie możemy sobie pozwolić na luksus przygotowywania domowych posiłków ze świeżych składników.
Wygoda spożywania posiłków w dzisiejszych czasach to w całości zasługa chemii. W dużej mierze tych dwóch przykładów.
Wodorosiarczan sodu
- Wzór sumaryczny: NaHSO4
- sól kwasu stosowana w wielu produktach spożywczych i napojach
- zwany także wodorosiarczanem sody (i innymi nazwami)
Azotan sodu
- Wzór sumaryczny: NaNO3
- sól azotanowa metalu alkalicznego stosowana do mięsa
- nazywana także saletrą chilijską
Dzięki tym i innym solom żywność dłużej nadaje się do spożycia. Substancje wzmacniające smak i aromat (na przykład chlorek amonu) pomagają nam zaspokajać zmysły podczas spożywania potraw.
Branża rolnicza poszukuje innowatorów, którzy opracują nową generację bezpiecznych nawozów i pestycydów.
Jako chemik nieorganiczny zatrudniony w dużej firmie agrochemicznej będziesz dbał o właściwe ilości środków chemicznych do obróbki żywności. Będziesz je również testować w ramach kontroli jakości.
Możesz też skupić się na aspektach badawczo-rozwojowych produkcji żywności. We wszystkich przypadkach prawdopodobnie będziesz pracować w zespole z wykształceniem w zakresie studiów biochemicznych.
Zielona technologia
Dzisiejsze nagłówki krzyczą o „ziemiach rzadkich” – minerałach o coraz szerszej liście zastosowań.
Chemicy nieorganiczni mają pełne ręce roboty, ponieważ muszą sprostać wymaganiom produkcyjnym i odkrywać nowe sposoby ich ekstrakcji i oczyszczania.
Minerały te można już znaleźć w naszych smartfonach, telewizorach, komputerach i innych urządzeniach elektronicznych. Są niezbędne w zastosowaniach radarowych i wojskowych. Zielona Rewolucja potrzebuje ich m.in. do produkcji akumulatorów samochodowych i turbin wiatrowych.
Wojny o chipy
Kiedy nagłówki gazet nie są pełne metali ziem rzadkich, na pierwszy plan wysuwają się układy scalone i półprzewodniki. Wyścig mający na celu stworzenie mniejszych i wydajniejszych układów scalonych trwa pełną parą. A to wszystko do usprawnienia i zwiększenia produkcji.
Chemicy nieorganiczni pracują pełną parą, aby unowocześnić produkcję. Opracowują nowatorskie metody rafinacji, oczyszczania i łączenia pierwiastków ziem rzadkich w celu maksymalizacji ich potencjału.
Oczywiście, praca w przedsiębiorstwach produkcyjnych o charakterze ogólnym to też opcja. Firmy produkujące chemikalia zawsze poszukują nowych talentów. Wśród takich firm znajdziemy takie wielkie marki jak:
- BASF
- Dow Chemical
- Unilever
- Dupont
- Mitsubishi Chemical
- LG Chem
- Formosa Plastics
- Ineos
- Linde
Niezależnie od tego, w jakim kierunku zamierzasz rozwijać swoją karierę, teraz wiesz, że masz więcej opcji do rozważenia. Znacznie większy wybór niż na przykład ci, którzy zrobili stopień naukowy w zakresie chemii analitycznej.
Jeśli więc rozważałeś porzucenie chemii nieorganicznej, zastanów się jeszcze raz. Ten kierunek studiów potrzebuje utalentowanych ludzi, takich jak Ty!
Lubisz ten artykuł? Oceń nas!
Loading...
