ნივთიერებების ქიმიური თვისებები ვლინდება სხვადასხვა ქიმიურ რეაქციაში.
ნივთიერებების გარდაქმნები, რომლებსაც თან ახლავს მათი შემადგენლობის და (ან) სტრუქტურის ცვლილება, ე.წ ქიმიური რეაქციები. ხშირად გვხვდება შემდეგი განმარტება: ქიმიური რეაქციასაწყისი ნივთიერებების (რეაგენტების) საბოლოო ნივთიერებებად (პროდუქტებად) გარდაქმნის პროცესს ე.წ.
ქიმიური რეაქციები იწერება ქიმიური განტოლებებისა და სქემების გამოყენებით, რომლებიც შეიცავს საწყისი მასალების და რეაქციის პროდუქტების ფორმულებს. ქიმიურ განტოლებებში, სქემებისგან განსხვავებით, თითოეული ელემენტის ატომების რაოდენობა ერთნაირია მარცხენა და მარჯვენა მხარეს, რაც ასახავს მასის შენარჩუნების კანონს.
განტოლების მარცხენა მხარეს იწერება საწყისი ნივთიერებების (რეაგენტების) ფორმულები, მარჯვენა მხარეს - ქიმიური რეაქციის შედეგად მიღებული ნივთიერებები (რეაქციის პროდუქტები, საბოლოო ნივთიერებები). მარცხენა და მარჯვენა გვერდების დამაკავშირებელი თანაბარი ნიშანი მიუთითებს, რომ რეაქციაში მონაწილე ნივთიერებების ატომების საერთო რაოდენობა მუდმივი რჩება. ეს მიიღწევა ფორმულების წინ მთელი სტოიქიომეტრიული კოეფიციენტების განთავსებით, რაც აჩვენებს რაოდენობრივ თანაფარდობას რეაგენტებსა და რეაქციის პროდუქტებს შორის.
ქიმიური განტოლებები შეიძლება შეიცავდეს დამატებით ინფორმაციას რეაქციის მახასიათებლების შესახებ. თუ ქიმიური რეაქცია მიმდინარეობს გარე გავლენის (ტემპერატურა, წნევა, გამოსხივება და ა.შ.) გავლენის ქვეშ, ეს მითითებულია შესაბამისი სიმბოლოთი, როგორც წესი, ტოლობის ნიშნის ზემოთ (ან „ქვემოთ“).
ქიმიური რეაქციების დიდი რაოდენობა შეიძლება დაიყოს რამდენიმე ტიპის რეაქციად, რომლებიც ხასიათდება კარგად განსაზღვრული მახასიათებლებით.
როგორც კლასიფიკაციის მახასიათებლებიშეიძლება შეირჩეს შემდეგი:
1. საწყისი მასალების და რეაქციის პროდუქტების რაოდენობა და შემადგენლობა.
2. რეაგენტებისა და რეაქციის პროდუქტების აგრეგატული მდგომარეობა.
3. ფაზების რაოდენობა, რომელშიც არიან რეაქციის მონაწილეები.
4. გადატანილი ნაწილაკების ბუნება.
5. რეაქციის განვითარების შესაძლებლობა წინა და საპირისპირო მიმართულებით.
6. თერმული ეფექტის ნიშანი ყველა რეაქციას ჰყოფს: ეგზოთერმულიეგზოეფექტით მიმდინარე რეაქციები - ენერგიის გამოყოფა სითბოს სახით (Q> 0, ∆H<0):
C + O 2 \u003d CO 2 + Q
და ენდოთერმულირეაქციები, რომლებიც მიმდინარეობს ენდო ეფექტით - ენერგიის შთანთქმა სითბოს სახით (Q<0, ∆H >0):
N 2 + O 2 \u003d 2NO - Q.
ასეთი რეაქციებია თერმოქიმიური.
მოდით განვიხილოთ უფრო დეტალურად თითოეული ტიპის რეაქცია.
კლასიფიკაცია რეაგენტებისა და საბოლოო ნივთიერებების რაოდენობისა და შემადგენლობის მიხედვით
1. შეერთების რეაქციები
შედარებით მარტივი შემადგენლობის რამდენიმე რეაგენტისგან ნაერთის რეაქციებში მიიღება უფრო რთული შემადგენლობის ერთი ნივთიერება:
როგორც წესი, ამ რეაქციებს თან ახლავს სითბოს გამოყოფა, ე.ი. გამოიწვიოს უფრო სტაბილური და ნაკლებად ენერგიით მდიდარი ნაერთების წარმოქმნა.
მარტივი ნივთიერებების კომბინაციის რეაქციები ყოველთვის რედოქსული ხასიათისაა. შეერთების რეაქციები, რომლებიც წარმოიქმნება რთულ ნივთიერებებს შორის, შეიძლება მოხდეს როგორც ვალენტობის ცვლილების გარეშე:
CaCO 3 + CO 2 + H 2 O \u003d Ca (HCO 3) 2,
და კლასიფიცირდება როგორც რედოქსი:
2FeCl 2 + Cl 2 = 2 FeCl 3.
2. დაშლის რეაქციები
დაშლის რეაქციები იწვევს ერთი რთული ნივთიერებიდან რამდენიმე ნაერთის წარმოქმნას:
A = B + C + D.
რთული ნივთიერების დაშლის პროდუქტები შეიძლება იყოს როგორც მარტივი, ასევე რთული ნივთიერებები.
დაშლის რეაქციებიდან, რომლებიც ხდება ვალენტური მდგომარეობის შეცვლის გარეშე, უნდა აღინიშნოს კრისტალური ჰიდრატების, ფუძეების, მჟავების და ჟანგბადის შემცველი მჟავების მარილების დაშლა:
| ტ ო | ||
| 4HNO 3 | = | 2H 2 O + 4NO 2 O + O 2 O. |
2AgNO 3 \u003d 2Ag + 2NO 2 + O 2,
(NH 4) 2Cr 2 O 7 \u003d Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O.
განსაკუთრებით დამახასიათებელია აზოტის მჟავას მარილების დაშლის რედოქსული რეაქციები.
ორგანულ ქიმიაში დაშლის რეაქციებს კრეკინგი ეწოდება:
C 18 H 38 \u003d C 9 H 18 + C 9 H 20,
ან დეჰიდროგენაცია
C 4 H 10 \u003d C 4 H 6 + 2H 2.
3. ჩანაცვლების რეაქციები
ჩანაცვლების რეაქციებში, ჩვეულებრივ, მარტივი ნივთიერება ურთიერთქმედებს რთულთან, წარმოქმნის მეორე მარტივ და მეორე რთულ ნივთიერებას:
A + BC = AB + C.
ეს რეაქციები აბსოლუტური უმრავლესობა მიეკუთვნება რედოქს რეაქციებს:
2Al + Fe 2 O 3 \u003d 2Fe + Al 2 O 3,
Zn + 2HCl \u003d ZnCl 2 + H 2,
2KBr + Cl 2 \u003d 2KCl + Br 2,
2KSlO 3 + l 2 = 2KlO 3 + Cl 2.
შემცვლელი რეაქციების მაგალითები, რომლებსაც არ ახლავს ატომების ვალენტური მდგომარეობის ცვლილება, ძალიან ცოტაა. უნდა აღინიშნოს სილიციუმის დიოქსიდის რეაქცია ჟანგბადის შემცველი მჟავების მარილებთან, რომლებიც შეესაბამება აირისებრ ან აქროლად ანჰიდრიდებს:
CaCO 3 + SiO 2 \u003d CaSiO 3 + CO 2,
Ca 3 (RO 4) 2 + ZSiO 2 \u003d ZCaSiO 3 + P 2 O 5,
ზოგჯერ ეს რეაქციები განიხილება, როგორც გაცვლითი რეაქციები:
CH 4 + Cl 2 = CH 3 Cl + Hcl.
4. გაცვლითი რეაქციები
გაცვლითი რეაქციებირეაქცია ორ ნაერთს შორის, რომლებიც ცვლის მათ შემადგენელ კომპონენტებს, ეწოდება:
AB + CD = AD + CB.
თუ რედოქს პროცესები ხდება ჩანაცვლებითი რეაქციების დროს, მაშინ გაცვლითი რეაქციები ყოველთვის ხდება ატომების ვალენტური მდგომარეობის შეცვლის გარეშე. ეს არის რეაქციების ყველაზე გავრცელებული ჯგუფი რთულ ნივთიერებებს - ოქსიდებს, ფუძეებს, მჟავებსა და მარილებს შორის:
ZnO + H 2 SO 4 \u003d ZnSO 4 + H 2 O,
AgNO 3 + KBr = AgBr + KNO 3,
CrCl 3 + ZNaOH = Cr(OH) 3 + ZNaCl.
ამ გაცვლითი რეაქციების განსაკუთრებული შემთხვევაა ნეიტრალიზაციის რეაქციები:
Hcl + KOH \u003d KCl + H 2 O.
ჩვეულებრივ, ეს რეაქციები ემორჩილება ქიმიური წონასწორობის კანონებს და მიმდინარეობს იმ მიმართულებით, როდესაც ერთ-ერთი ნივთიერება მაინც ამოღებულია რეაქციის სფეროდან აირისებრი, აქროლადი ნივთიერების, ნალექის ან დაბალი დისოციაციის (ხსნარებისთვის) ნაერთის სახით:
NaHCO 3 + Hcl \u003d NaCl + H 2 O + CO 2,
Ca (HCO 3) 2 + Ca (OH) 2 \u003d 2CaCO 3 ↓ + 2H 2 O,
CH 3 COONa + H 3 RO 4 \u003d CH 3 COOH + NaH 2 RO 4.
5. გადაცემის რეაქციები.
გადაცემის რეაქციების დროს ატომი ან ატომების ჯგუფი გადადის ერთი სტრუქტურული ერთეულიდან მეორეზე:
AB + BC \u003d A + B 2 C,
A 2 B + 2CB 2 = DIA 2 + DIA 3.
Მაგალითად:
2AgCl + SnCl 2 \u003d 2Ag + SnCl 4,
H 2 O + 2NO 2 \u003d HNO 2 + HNO 3.
რეაქციების კლასიფიკაცია ფაზის მახასიათებლების მიხედვით
რეაქტიული ნივთიერებების აგრეგაციის მდგომარეობიდან გამომდინარე, განასხვავებენ შემდეგ რეაქციებს:
1. გაზის რეაქციები
| H 2 + Cl 2 | 2HCl. |
2. რეაქციები ხსნარებში
NaOH (p-p) + Hcl (p-p) \u003d NaCl (p-p) + H 2 O (l)
3. რეაქცია მყარ სხეულებს შორის
| ტ ო | ||
| CaO (ტელევიზორი) + SiO 2 (ტელევიზორი) | = | CaSiO 3 (ტელევიზორი) |
რეაქციების კლასიფიკაცია ფაზების რაოდენობის მიხედვით.
ფაზა გაგებულია, როგორც სისტემის ერთგვაროვანი ნაწილების ერთობლიობა, იგივე ფიზიკური და ქიმიური თვისებებით და ერთმანეთისგან გამოყოფილი ინტერფეისით.
ამ თვალსაზრისით, რეაქციების მთელი მრავალფეროვნება შეიძლება დაიყოს ორ კლასად:
1. ჰომოგენური (ერთფაზიანი) რეაქციები.ეს მოიცავს გაზურ ფაზაში მიმდინარე რეაქციებს და ხსნარებში წარმოქმნილ უამრავ რეაქციას.
2. ჰეტეროგენული (მრავალფაზური) რეაქციები.ეს მოიცავს რეაქციებს, რომლებშიც რეაქციის პროდუქტები და რეაქციის პროდუქტები სხვადასხვა ფაზაშია. Მაგალითად:
გაზ-თხევადი ფაზის რეაქციები
CO 2 (g) + NaOH (p-p) = NaHCO 3 (p-p).
აირის-მყარ ფაზის რეაქციები
CO 2 (გ) + CaO (ტელევიზორი) \u003d CaCO 3 (ტელევიზორი).
თხევადი-მყარი ფაზის რეაქციები
Na 2 SO 4 (ხსნარი) + BaCl 3 (ხსნარი) \u003d BaSO 4 (tv) ↓ + 2NaCl (p-p).
თხევადი-გაზი-მყარი ფაზის რეაქციები
Ca (HCO 3) 2 (ხსნარი) + H 2 SO 4 (ხსნარი) \u003d CO 2 (r) + H 2 O (l) + CaSO 4 (tv) ↓.
რეაქციების კლასიფიკაცია გადატანილი ნაწილაკების ტიპის მიხედვით
1. პროტოლიზური რეაქციები.
რომ პროტოლიზური რეაქციებიმოიცავს ქიმიურ პროცესებს, რომელთა არსი არის პროტონის გადატანა ერთი რეაქტანტიდან მეორეზე.
ეს კლასიფიკაცია ეფუძნება მჟავებისა და ფუძეების პროტოლიზურ თეორიას, რომლის მიხედვითაც მჟავა არის ნებისმიერი ნივთიერება, რომელიც აძლევს პროტონს, ხოლო ფუძე არის ნივთიერება, რომელსაც შეუძლია მიიღოს პროტონი, მაგალითად:
პროტოლიზური რეაქციები მოიცავს ნეიტრალიზაციის და ჰიდროლიზის რეაქციებს.
2. რედოქსის რეაქციები.
ეს მოიცავს რეაქციებს, რომლებშიც რეაქტორები ცვლიან ელექტრონებს, ხოლო ცვლის ელემენტების ატომების ჟანგვის მდგომარეობას, რომლებიც ქმნიან რეაგენტებს. Მაგალითად:
Zn + 2H + → Zn 2 + + H 2,
FeS 2 + 8HNO 3 (კონს.) = Fe(NO 3) 3 + 5NO + 2H 2 SO 4 + 2H 2 O,
ქიმიური რეაქციების აბსოლუტური უმრავლესობა რედოქსია, ისინი ასრულებენ უაღრესად მნიშვნელოვან როლს.
3. ლიგანდის გაცვლის რეაქციები.
ეს მოიცავს რეაქციებს, რომლის დროსაც ელექტრონული წყვილი გადადის კოვალენტური ბმის წარმოქმნით დონორ-მიმღები მექანიზმით. Მაგალითად:
Cu(NO 3) 2 + 4NH 3 = (NO 3) 2,
Fe + 5CO =,
Al(OH) 3 + NaOH = .
ლიგანდის გაცვლის რეაქციების დამახასიათებელი თვისებაა ის, რომ ახალი ნაერთების წარმოქმნა, რომელსაც კომპლექსური ეწოდება, ხდება ჟანგვის მდგომარეობის ცვლილების გარეშე.
4. ატომურ-მოლეკულური გაცვლის რეაქციები.
ამ ტიპის რეაქციები მოიცავს ორგანულ ქიმიაში შესწავლილ ბევრ შემცვლელ რეაქციას, რომლებიც მიმდინარეობს რადიკალური, ელექტროფილური ან ნუკლეოფილური მექანიზმის მიხედვით.
შექცევადი და შეუქცევადი ქიმიური რეაქციები
შექცევადია ისეთი ქიმიური პროცესები, რომელთა პროდუქტებს შეუძლიათ რეაგირება მოახდინონ ერთმანეთთან იმავე პირობებში, რომლებშიც ისინი მიიღება, საწყისი ნივთიერებების წარმოქმნით.
შექცევადი რეაქციებისთვის, განტოლება ჩვეულებრივ იწერება შემდეგნაირად:
ორი საპირისპირო მიმართული ისარი მიუთითებს, რომ ერთსა და იმავე პირობებში, როგორც წინა, ასევე საპირისპირო რეაქცია ერთდროულად მიმდინარეობს, მაგალითად:
CH 3 COOH + C 2 H 5 OH CH 3 COOS 2 H 5 + H 2 O.
შეუქცევადია ისეთი ქიმიური პროცესები, რომელთა პროდუქტებს არ შეუძლიათ ურთიერთქმედება სასტარტო ნივთიერებების წარმოქმნით. შეუქცევადი რეაქციების მაგალითებია ბერტოლეს მარილის დაშლა გაცხელებისას:
2KSlO 3 → 2KSl + ZO 2,
ან გლუკოზის დაჟანგვა ატმოსფერული ჟანგბადით:
C 6 H 12 O 6 + 6O 2 → 6CO 2 + 6H 2 O.
ქიმიური რეაქციები უნდა განვასხვავოთ ბირთვული რეაქციებისგან. ქიმიური რეაქციების შედეგად, თითოეული ქიმიური ელემენტის ატომების საერთო რაოდენობა და მისი იზოტოპური შემადგენლობა არ იცვლება. ბირთვული რეაქციები სხვა საკითხია - ატომური ბირთვების გარდაქმნის პროცესები სხვა ბირთვებთან ან ელემენტარულ ნაწილაკებთან მათი ურთიერთქმედების შედეგად, მაგალითად, ალუმინის მაგნიუმად გადაქცევა:
27 13 Al + 1 1 H \u003d 24 12 მგ + 4 2 He
ქიმიური რეაქციების კლასიფიკაცია მრავალმხრივია, ანუ ის შეიძლება დაფუძნდეს სხვადასხვა ნიშნებზე. მაგრამ რომელიმე ამ ნიშნით შეიძლება მივაწეროთ რეაქციები როგორც არაორგანულ, ისე ორგანულ ნივთიერებებს შორის.
განვიხილოთ ქიმიური რეაქციების კლასიფიკაცია სხვადასხვა კრიტერიუმების მიხედვით.
I. რეაგენტების რაოდენობისა და შემადგენლობის მიხედვით
რეაქციები, რომლებიც მიმდინარეობს ნივთიერებების შემადგენლობის შეცვლის გარეშე.
არაორგანულ ქიმიაში ასეთი რეაქციები მოიცავს ერთი ქიმიური ელემენტის ალოტროპული მოდიფიკაციების მიღების პროცესებს, მაგალითად:
C (გრაფიტი) ↔ C (ბრილიანტი)
S (რომბი) ↔ S (მონოკლინიკური)
R (თეთრი) ↔ R (წითელი)
Sn (თეთრი თუნუქის) ↔ Sn (ნაცრისფერი თუნუქის)
3O 2 (ჟანგბადი) ↔ 2O 3 (ოზონი)
ორგანულ ქიმიაში, ამ ტიპის რეაქციები შეიძლება მოიცავდეს იზომერიზაციის რეაქციებს, რომლებიც წარმოიქმნება ნივთიერებების მოლეკულების არა მხოლოდ ხარისხობრივი, არამედ რაოდენობრივი შემადგენლობის შეცვლის გარეშე, მაგალითად:
1. ალკანების იზომერიზაცია.
ალკანების იზომერიზაციის რეაქციას დიდი პრაქტიკული მნიშვნელობა აქვს, ვინაიდან იზოსტრუქტურის ნახშირწყალბადებს აქვთ აფეთქების უფრო დაბალი უნარი.
2. ალკენების იზომერიზაცია.
3. ალკინების იზომერიზაცია (A. E. Favorsky-ის რეაქცია).
CH 3 - CH 2 - C \u003d - CH ↔ CH 3 - C \u003d - C- CH 3
ეთილაცეტილენის დიმეთილაცეტილენი
4. ჰალოალკანების იზომერიზაცია (A. E. Favorsky, 1907).
5. ამონიუმის ციანიტის იზომერიზაცია გაცხელებისას.
პირველად შარდოვანა სინთეზირდა ფ. უელერის მიერ 1828 წელს ამონიუმის ციანატის იზომერიზაციით გაცხელებისას.
რეაქციები, რომლებიც თან ახლავს ნივთიერების შემადგენლობის ცვლილებას
ასეთი რეაქციების ოთხი ტიპი არსებობს: ნაერთები, დაშლა, ჩანაცვლება და გაცვლა.
1. შეერთების რეაქციები არის ისეთი რეაქციები, რომლებშიც ერთი რთული ნივთიერება წარმოიქმნება ორი ან მეტი ნივთიერებისგან
არაორგანულ ქიმიაში შეიძლება ჩაითვალოს ნაერთის რეაქციების მთელი მრავალფეროვნება, მაგალითად, გოგირდის მჟავას მიღების რეაქციების მაგალითის გამოყენებით:
1. გოგირდის ოქსიდის (IV) მიღება:
S + O 2 \u003d SO - ერთი რთული ნივთიერება იქმნება ორი მარტივი ნივთიერებისგან.
2. გოგირდის ოქსიდის (VI) მიღება:
SO 2 + 0 2 → 2SO 3 - მარტივი და რთული ნივთიერებისგან წარმოიქმნება ერთი რთული ნივთიერება.
3. გოგირდმჟავას მიღება:
SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4 - ერთი კომპლექსი იქმნება ორი რთული ნივთიერებისგან.
ნაერთის რეაქციის მაგალითი, რომელშიც ერთი რთული ნივთიერება წარმოიქმნება ორზე მეტი საწყისი მასალისგან, არის აზოტის მჟავის წარმოების საბოლოო ეტაპი:
4NO 2 + O 2 + 2H 2 O \u003d 4HNO 3
ორგანულ ქიმიაში ნაერთების რეაქციებს ჩვეულებრივ უწოდებენ "დამატების რეაქციებს". ასეთი რეაქციების მთელი მრავალფეროვნება შეიძლება ჩაითვალოს რეაქციების ბლოკის მაგალითზე, რომელიც ახასიათებს უჯერი ნივთიერებების თვისებებს, მაგალითად, ეთილენს:
1. ჰიდროგენიზაციის რეაქცია - წყალბადის დამატება:
CH 2 \u003d CH 2 + H 2 → H 3 -CH 3
ეთენი → ეთანი
2. ჰიდრატაციის რეაქცია - წყლის დამატება.
3. პოლიმერიზაციის რეაქცია.
2. დაშლის რეაქციები არის ისეთი რეაქციები, როდესაც ერთი რთული ნივთიერებისგან წარმოიქმნება რამდენიმე ახალი ნივთიერება.
არაორგანულ ქიმიაში, ასეთი რეაქციების მთელი მრავალფეროვნება შეიძლება ჩაითვალოს რეაქციების ბლოკში ჟანგბადის მისაღებად ლაბორატორიული მეთოდებით:
1. ვერცხლისწყლის (II) ოქსიდის დაშლა - ერთი რთული ნივთიერებისგან წარმოიქმნება ორი მარტივი.
2. კალიუმის ნიტრატის დაშლა - ერთი რთული ნივთიერებისგან წარმოიქმნება ერთი მარტივი და ერთი რთული.
3. კალიუმის პერმანგანატის დაშლა - ერთი რთული ნივთიერებისგან წარმოიქმნება ორი რთული და ერთი მარტივი, ანუ სამი ახალი ნივთიერება.
ორგანულ ქიმიაში, დაშლის რეაქციები შეიძლება ჩაითვალოს ლაბორატორიაში და მრეწველობაში ეთილენის წარმოებისთვის რეაქციების ბლოკზე:
1. ეთანოლის გაუწყლოების (წყლის გაყოფის) რეაქცია:
C 2 H 5 OH → CH 2 \u003d CH 2 + H 2 O
2. ეთანის დეჰიდროგენაციის რეაქცია (წყალბადის გაყოფა):
CH 3 -CH 3 → CH 2 \u003d CH 2 + H 2
ან CH 3 -CH 3 → 2C + ZH 2
3. პროპანის კრეკინგის რეაქცია (გაყოფა):
CH 3 -CH 2 -CH 3 → CH 2 \u003d CH 2 + CH 4
3. ჩანაცვლების რეაქციები არის ისეთი რეაქციები, რის შედეგადაც მარტივი ნივთიერების ატომები ცვლის ელემენტის ატომებს რთულ ნივთიერებაში.
არაორგანულ ქიმიაში, ასეთი პროცესების მაგალითია რეაქციების ბლოკი, რომელიც ახასიათებს, მაგალითად, ლითონების თვისებებს:
1. ტუტე ან მიწის ტუტე ლითონების ურთიერთქმედება წყალთან:
2Na + 2H 2 O \u003d 2NaOH + H 2
2. ლითონების ურთიერთქმედება ხსნარში მჟავებთან:
Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2
3. ლითონების ურთიერთქმედება მარილებთან ხსნარში:
Fe + CuSO 4 = FeSO 4 + Cu
4. მეტალთერმია:
2Al + Cr 2 O 3 → Al 2 O 3 + 2Cr
ორგანული ქიმიის შესწავლის საგანია არა მარტივი ნივთიერებები, არამედ მხოლოდ ნაერთები. ამიტომ, როგორც ჩანაცვლებითი რეაქციის მაგალითი, ჩვენ ვაძლევთ გაჯერებული ნაერთების, კერძოდ მეთანის ყველაზე დამახასიათებელ თვისებას, მისი წყალბადის ატომების ჰალოგენის ატომებით ჩანაცვლების უნარს. კიდევ ერთი მაგალითია არომატული ნაერთის (ბენზოლი, ტოლუოლი, ანილინი) ბრომიაცია.
C 6 H 6 + Br 2 → C 6 H 5 Br + HBr
ბენზოლი → ბრომბენზოლი
ყურადღება მივაქციოთ ორგანულ ნივთიერებებში ჩანაცვლებითი რეაქციის თავისებურებას: ასეთი რეაქციების შედეგად წარმოიქმნება არა მარტივი და რთული ნივთიერება, როგორც არაორგანულ ქიმიაში, არამედ ორი რთული ნივთიერება.
ორგანულ ქიმიაში, ჩანაცვლების რეაქციები ასევე მოიცავს ზოგიერთ რეაქციას ორ რთულ ნივთიერებას შორის, მაგალითად, ბენზოლის ნიტრაცია. ეს ფორმალურად გაცვლითი რეაქციაა. ის ფაქტი, რომ ეს არის ჩანაცვლების რეაქცია, ცხადი ხდება მხოლოდ მისი მექანიზმის განხილვისას.
4. გაცვლითი რეაქციები არის ისეთი რეაქციები, რომლებშიც ორი რთული ნივთიერება ცვლის თავის შემადგენელ ნაწილებს
ეს რეაქციები ახასიათებს ელექტროლიტების თვისებებს და მიმდინარეობს ხსნარებში ბერტოლეტის წესის მიხედვით, ანუ მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ შედეგად წარმოიქმნება ნალექი, გაზი ან დაბალი დისოციაციური ნივთიერება (მაგალითად, H 2 O).
არაორგანულ ქიმიაში ეს შეიძლება იყოს რეაქციების ბლოკი, რომელიც ახასიათებს, მაგალითად, ტუტეების თვისებებს:
1. ნეიტრალიზაციის რეაქცია, რომელიც მიდის მარილისა და წყლის წარმოქმნასთან.
2. რეაქცია ტუტესა და მარილს შორის, რომელიც მიდის გაზის წარმოქმნასთან.
3. რეაქცია ტუტესა და მარილს შორის, რომელიც თან ახლავს ნალექის წარმოქმნას:
СuSO 4 + 2KOH \u003d Cu (OH) 2 + K 2 SO 4
ან იონური ფორმით:
Cu 2+ + 2OH - \u003d Cu (OH) 2
ორგანულ ქიმიაში შეიძლება განვიხილოთ რეაქციების ბლოკი, რომელიც ახასიათებს, მაგალითად, ძმარმჟავას თვისებებს:
1. რეაქცია, რომელიც მიმდინარეობს სუსტი ელექტროლიტის წარმოქმნით - H 2 O:
CH 3 COOH + NaOH → Na (CH3COO) + H 2 O
2. რეაქცია, რომელიც მიმდინარეობს გაზის წარმოქმნასთან:
2CH 3 COOH + CaCO 3 → 2CH 3 COO + Ca 2+ + CO 2 + H 2 O
3. რეაქცია, რომელიც მიმდინარეობს ნალექის წარმოქმნით:
2CH 3 COOH + K 2 SO 3 → 2K (CH 3 COO) + H 2 SO 3
2CH 3 COOH + SiO → 2CH 3 COO + H 2 SiO 3
II. ქიმიური ელემენტების ჟანგვის მდგომარეობის შეცვლით, რომლებიც ქმნიან ნივთიერებებს
ამის საფუძველზე გამოირჩევა შემდეგი რეაქციები:
1. რეაქციები, რომლებიც წარმოიქმნება ელემენტების ჟანგვის მდგომარეობის ცვლილებით, ან რედოქსული რეაქციები.
ეს მოიცავს ბევრ რეაქციას, მათ შორის ყველა ჩანაცვლების რეაქციას, ისევე როგორც იმ კომბინაციისა და დაშლის რეაქციებს, რომლებშიც სულ მცირე ერთი მარტივი ნივთიერება მონაწილეობს, მაგალითად:
1. Mg 0 + H + 2 SO 4 \u003d Mg + 2 SO 4 + H 2
2. 2მგ 0 + ო 0 2 = მგ +2 ო -2
რთული რედოქსის რეაქციები შედგენილია ელექტრონული ბალანსის მეთოდით.
2KMn +7 O 4 + 16HCl - \u003d 2KCl - + 2Mn +2 Cl - 2 + 5Cl 0 2 + 8H 2 O
ორგანულ ქიმიაში, ალდეჰიდების თვისებები შეიძლება იყოს რედოქსული რეაქციების ნათელი მაგალითი.
1. ისინი მცირდება შესაბამის სპირტებზე:
ალდეციდები იჟანგება შესაბამის მჟავებამდე:
2. რეაქციები, რომლებიც მიმდინარეობს ქიმიური ელემენტების ჟანგვის მდგომარეობის შეცვლის გარეშე.
ეს მოიცავს, მაგალითად, იონგაცვლის ყველა რეაქციას, ისევე როგორც ბევრ ნაერთ რეაქციას, მრავალ დაშლის რეაქციას, ესტერიფიკაციის რეაქციას:
HCOOH + CHgOH = HSOCH 3 + H 2 O
III. თერმული ეფექტით
თერმული ეფექტის მიხედვით, რეაქციები იყოფა ეგზოთერმულად და ენდოთერმულად.
1. ეგზოთერმული რეაქციები მიმდინარეობს ენერგიის გამოყოფით.
ეს მოიცავს თითქმის ყველა ნაერთ რეაქციას. იშვიათი გამონაკლისია აზოტისა და ჟანგბადისგან აზოტის ოქსიდის (II) სინთეზის ენდოთერმული რეაქციები და აირისებრი წყალბადის რეაქცია მყარ იოდთან.
ეგზოთერმული რეაქციები, რომლებიც მიმდინარეობს სინათლის გათავისუფლებით, მოხსენიებულია როგორც წვის რეაქციები. ეთილენის ჰიდროგენიზაცია ეგზოთერმული რეაქციის მაგალითია. ის მუშაობს ოთახის ტემპერატურაზე.
2. ენდოთერმული რეაქციები მიმდინარეობს ენერგიის შთანთქმით.
ცხადია, თითქმის ყველა დაშლის რეაქცია მათზე ვრცელდება, მაგალითად:
1. კირქვის კალცინაცია
2. ბუტანის კრეკინგი
რეაქციის შედეგად გამოთავისუფლებულ ან შთანთქმულ ენერგიას ეწოდება რეაქციის თერმული ეფექტი, ხოლო ქიმიური რეაქციის განტოლებას, რომელიც მიუთითებს ამ ეფექტზე, ეწოდება თერმოქიმიური განტოლება:
H 2 (გ) + C 12 (გ) \u003d 2HC 1 (გ) + 92,3 კჯ
N 2 (გ) + O 2 (გ) \u003d 2NO (გ) - 90,4 კჯ
IV. რეაქტიული ნივთიერებების აგრეგაციის მდგომარეობის მიხედვით (ფაზის შემადგენლობა)
რეაქტიული ნივთიერებების აგრეგაციის მდგომარეობის მიხედვით გამოირჩევა:
1. ჰეტეროგენული რეაქციები – რეაქციები, რომლებშიც რეაქტიული ნივთიერებები და რეაქციის პროდუქტები აგრეგაციის სხვადასხვა მდგომარეობაშია (სხვადასხვა ფაზაში).
2. ჰომოგენური რეაქციები – რეაქციები, რომლებშიც რეაქტიული ნივთიერებები და რეაქციის პროდუქტები აგრეგაციის ერთსა და იმავე მდგომარეობაში არიან (ერთ ფაზაში).
V. კატალიზატორის მონაწილეობის მიხედვით
კატალიზატორის მონაწილეობით არის:
1. არაკატალიზური რეაქციები, რომლებიც მიმდინარეობს კატალიზატორის მონაწილეობის გარეშე.
2. კატალიზატორის მონაწილეობით მიმდინარე კატალიზური რეაქციები. ვინაიდან ცოცხალი ორგანიზმების უჯრედებში მიმდინარე ყველა ბიოქიმიური რეაქცია მიმდინარეობს ცილოვანი ბუნების სპეციალური ბიოლოგიური კატალიზატორების - ფერმენტების მონაწილეობით, ისინი ყველა კატალიზურია ან, უფრო სწორად, ფერმენტული. აღსანიშნავია, რომ ქიმიური მრეწველობის 70%-ზე მეტი იყენებს კატალიზატორებს.
VI. მიმართ
მიმართულების მიხედვით არის:
1. შეუქცევადი რეაქციები მოცემულ პირობებში მიმდინარეობს მხოლოდ ერთი მიმართულებით. ეს მოიცავს ყველა გაცვლის რეაქციას, რომელსაც თან ახლავს ნალექის, გაზის ან დაბალი დისოციაციური ნივთიერების (წყალი) წარმოქმნა და წვის ყველა რეაქცია.
2. შექცევადი რეაქციები ამ პირობებში მიმდინარეობს ერთდროულად ორი საპირისპირო მიმართულებით. ამ რეაქციების უმეტესობა არის.
ორგანულ ქიმიაში შექცევადობის ნიშანი აისახება სახელებში - პროცესების ანტონიმებში:
ჰიდროგენიზაცია - დეჰიდროგენაცია,
ჰიდრატაცია - დეჰიდრატაცია,
პოლიმერიზაცია - დეპოლიმერიზაცია.
ყველა ესტერიფიკაციის რეაქცია შექცევადია (საპირისპირო პროცესს, როგორც მოგეხსენებათ, ჰიდროლიზი ეწოდება) და ცილების, ეთერების, ნახშირწყლების, პოლინუკლეოტიდების ჰიდროლიზი. ამ პროცესების შექცევადობა საფუძვლად უდევს ცოცხალი ორგანიზმის უმნიშვნელოვანეს თვისებას - მეტაბოლიზმს.
VII. ნაკადის მექანიზმის მიხედვით გამოირჩევა:
1. რადიკალებსა და რეაქციის დროს წარმოქმნილ მოლეკულებს შორის მიმდინარეობს რადიკალური რეაქციები.
როგორც უკვე იცით, ყველა რეაქციაში იშლება ძველი ქიმიური ბმები და წარმოიქმნება ახალი ქიმიური ბმები. საწყისი ნივთიერების მოლეკულებში ბმის გაწყვეტის მეთოდი განსაზღვრავს რეაქციის მექანიზმს (გზას). თუ ნივთიერება წარმოიქმნება კოვალენტური კავშირით, მაშინ ამ კავშირის გაწყვეტის ორი გზა შეიძლება არსებობდეს: ჰემოლიზური და ჰეტეროლიზური. მაგალითად, Cl 2, CH 4 და ა.შ. მოლეკულებისთვის, ხდება ობლიგაციების ჰემოლიზური რღვევა, ეს გამოიწვევს ნაწილაკების წარმოქმნას დაუწყვილებელი ელექტრონებით, ანუ თავისუფალი რადიკალებით.
რადიკალები ყველაზე ხშირად წარმოიქმნება ობლიგაციების გაწყვეტისას, რომლებშიც საზიარო ელექტრონული წყვილი ნაწილდება დაახლოებით თანაბრად ატომებს შორის (არაპოლარული კოვალენტური ბმა), მაგრამ მრავალი პოლარული ბმა ასევე შეიძლება დაირღვეს ანალოგიურად, განსაკუთრებით მაშინ, როდესაც რეაქცია მიმდინარეობს გაზის ფაზა და სინათლის გავლენის ქვეშ, როგორც, მაგალითად, ზემოთ განხილული პროცესების შემთხვევაში - C 12 და CH 4 - ურთიერთქმედება. რადიკალები ძალიან რეაქტიულები არიან, რადგან ისინი მიდრეკილნი არიან დაასრულონ თავიანთი ელექტრონული ფენა სხვა ატომიდან ან მოლეკულიდან ელექტრონის აღებით. მაგალითად, როდესაც ქლორის რადიკალი ეჯახება წყალბადის მოლეკულას, ის არღვევს საერთო ელექტრონულ წყვილს, რომელიც აკავშირებს წყალბადის ატომებს და ქმნის კოვალენტურ კავშირს წყალბადის ერთ-ერთ ატომთან. მეორე წყალბადის ატომი, რადიკალი ხდება, ქმნის საერთო ელექტრონულ წყვილს ქლორის ატომის დაუწყვილებელ ელექტრონთან კოლაფსირებული Cl 2 მოლეკულიდან, რის შედეგადაც წარმოიქმნება ქლორის რადიკალი, რომელიც თავს ესხმის წყალბადის ახალ მოლეკულას და ა.შ.
რეაქციებს, რომლებიც თანმიმდევრული გარდაქმნების ჯაჭვს წარმოადგენს, ჯაჭვურ რეაქციებს უწოდებენ. ჯაჭვური რეაქციების თეორიის განვითარებისთვის ნობელის პრემია მიენიჭა ორ გამოჩენილ ქიმიკოსს - ჩვენს თანამემამულე ნ.ნ.სემენოვს და ინგლისელს ს.ა.ჰინშელვუდს.
ჩანაცვლების რეაქცია ქლორსა და მეთანს შორის ანალოგიურად მიმდინარეობს:
რადიკალური მექანიზმით მიმდინარეობს ორგანული და არაორგანული ნივთიერებების წვის რეაქციების უმეტესობა, წყლის, ამიაკის სინთეზი, ეთილენის, ვინილის ქლორიდის პოლიმერიზაცია და სხვ.
2. იონური რეაქციები მიმდინარეობს უკვე არსებულ ან რეაქციის დროს წარმოქმნილ იონებს შორის.
ტიპიური იონური რეაქციები არის ურთიერთქმედება ელექტროლიტებს შორის ხსნარში. იონები წარმოიქმნება არა მხოლოდ ხსნარებში ელექტროლიტების დისოციაციის დროს, არამედ ელექტრული გამონადენის, გათბობის ან გამოსხივების ზემოქმედებით. მაგალითად, γ-სხივები გარდაქმნის წყლისა და მეთანის მოლეკულებს მოლეკულურ იონებად.
სხვა იონური მექანიზმის მიხედვით ხდება წყალბადის ჰალოგენების, წყალბადის, ჰალოგენების ალკენებში დამატების რეაქციები, სპირტების დაჟანგვა და გაუწყლოება, სპირტის ჰიდროქსილის ჰალოგენით ჩანაცვლება; ალდეჰიდების და მჟავების თვისებების დამახასიათებელი რეაქციები. იონები ამ შემთხვევაში წარმოიქმნება კოვალენტური პოლარული ბმების ჰეტეროლიზური რღვევით.
VIII. ენერგიის ტიპის მიხედვით
რეაქციის დაწყებისას არის:
1. ფოტოქიმიური რეაქციები. ისინი იწყებენ სინათლის ენერგიას. გარდა HCl-ის სინთეზის ზემოაღნიშნული ფოტოქიმიური პროცესებისა ან მეთანის ქლორთან რეაქციისა, ისინი მოიცავს ტროპოსფეროში ოზონის წარმოებას, როგორც მეორადი ატმოსფერული დამაბინძურებლის სახით. ამ შემთხვევაში, აზოტის ოქსიდი (IV) მოქმედებს როგორც პირველადი, რომელიც ქმნის ჟანგბადის რადიკალებს სინათლის მოქმედებით. ეს რადიკალები ურთიერთქმედებენ ჟანგბადის მოლეკულებთან, რის შედეგადაც წარმოიქმნება ოზონი.
ოზონის ფორმირება გრძელდება მანამ, სანამ საკმარისი სინათლეა, რადგან NO-ს შეუძლია ურთიერთქმედება ჟანგბადის მოლეკულებთან და შექმნას იგივე NO 2. ოზონის და ჰაერის სხვა მეორადი დამაბინძურებლების დაგროვებამ შეიძლება გამოიწვიოს ფოტოქიმიური სმოგი.
ამ ტიპის რეაქცია ასევე მოიცავს ყველაზე მნიშვნელოვან პროცესს, რომელიც ხდება მცენარეთა უჯრედებში - ფოტოსინთეზს, რომლის სახელიც თავისთავად მეტყველებს.
2. რადიაციული რეაქციები. ისინი იწყებენ მაღალი ენერგიის გამოსხივებას - რენტგენის სხივებს, ბირთვულ გამოსხივებას (γ-სხივები, a-ნაწილაკები - He 2+ და სხვ.). რადიაციული რეაქციების დახმარებით ტარდება ძალიან სწრაფი რადიოპოლიმერიზაცია, რადიოლიზი (რადიაციული დაშლა) და სხვ.
მაგალითად, ბენზოლისგან ფენოლის ორეტაპიანი წარმოების ნაცვლად, მისი მიღება შესაძლებელია ბენზოლის წყალთან ურთიერთქმედებით რადიაციის მოქმედებით. ამ შემთხვევაში, რადიკალები [OH] და [H] წარმოიქმნება წყლის მოლეკულებისგან, რომლებთანაც ბენზოლი რეაგირებს ფენოლზე:
C 6 H 6 + 2 [OH] → C 6 H 5 OH + H 2 O
რეზინის ვულკანიზაცია შეიძლება განხორციელდეს გოგირდის გარეშე რადიოვულკანიზაციის გამოყენებით და შედეგად მიღებული რეზინი არ იქნება უარესი ვიდრე ტრადიციული რეზინი.
3. ელექტროქიმიური რეაქციები. ისინი იწყებენ ელექტრული დენით. თქვენთვის კარგად ცნობილი ელექტროლიზის რეაქციების გარდა, ჩვენ ასევე მივუთითებთ ელექტროსინთეზის რეაქციებს, მაგალითად, არაორგანული ოქსიდანტების სამრეწველო წარმოების რეაქციებს.
4. თერმოქიმიური რეაქციები. ისინი იწყებენ თერმული ენერგიით. ეს მოიცავს ყველა ენდოთერმულ რეაქციას და ბევრ ეგზოთერმულ რეაქციას, რომლებიც საჭიროებენ სითბოს თავდაპირველ მიწოდებას, ანუ პროცესის დაწყებას.
ქიმიური რეაქციების ზემოაღნიშნული კლასიფიკაცია ასახულია დიაგრამაზე.
ქიმიური რეაქციების კლასიფიკაცია, ისევე როგორც ყველა სხვა კლასიფიკაცია, პირობითია. მეცნიერები შეთანხმდნენ, რომ რეაქციები დაყვეს გარკვეულ ტიპებად, მათ მიერ გამოვლენილი ნიშნების მიხედვით. მაგრამ ქიმიური გარდაქმნების უმეტესობა შეიძლება მიეკუთვნებოდეს სხვადასხვა ტიპებს. მაგალითად, დავახასიათოთ ამიაკის სინთეზის პროცესი.
ეს არის ნაერთი რეაქცია, რედოქსი, ეგზოთერმული, შექცევადი, კატალიზური, ჰეტეროგენული (უფრო ზუსტად, ჰეტეროგენული კატალიზური), რომელიც მიმდინარეობს სისტემაში წნევის დაქვეითებით. პროცესის წარმატებით სამართავად, გათვალისწინებული უნდა იყოს ყველა ზემოთ ჩამოთვლილი ინფორმაცია. სპეციფიკური ქიმიური რეაქცია ყოველთვის მრავალხარისხოვანია, იგი ხასიათდება განსხვავებული მახასიათებლებით.
და ფოლადის კლასიფიკაცია
- ხარისხი;
- ქიმიური შემადგენლობა;
- დანიშვნა;
- მიკროსტრუქტურა;
- ძალა.
ფოლადის ხარისხი
ქიმიური შემადგენლობით
ნახშირბადოვანი ფოლადები მუდმივი მინარევები
ცხრილი 1.3.
ნახშირბადოვანი ფოლადი
შენადნობი ელემენტები დანამატებიან დანამატები
შენადნობის ფოლადები დაბალი შენადნობი(2.5 wt. მდე), დოპინგი(2,5-დან 10 wt.%) და ძლიერ შენადნობი "ქრომი"
ფოლადის დანიშნულების მიხედვით
სტრუქტურული დაბალი-(ან რამდენიმე-)და საშუალო ნახშირბადი.
ინსტრუმენტულიმაღალი ნახშირბადის.
და (სპეციალური თვისებებით - ).
და
და გაზრდილი სითბოს წინააღმდეგობა სწრაფი ჭრა ფოლადები.
ჩვეულებრივი ხარისხი,
სტრუქტურული ფოლადები,
ხელსაწყოს ფოლადი,
6) ტარება (ბურთის საკისარი) გახდეს,
7) მაღალსიჩქარიანი ფოლადი(მაღალი შენადნობი, მაღალი ხარისხის ხელსაწყოების ფოლადები ვოლფრამის მაღალი შემცველობით).
8) ავტომატური, ე.ი.გაზრდილი (ან მაღალი) დამუშავების უნარი, გახდეს.
ფოლადების ისტორიულად ჩამოყალიბებული მარკირების ჯგუფების შემადგენლობის ანალიზი აჩვენებს, რომ გამოყენებული მარკირების სისტემები შესაძლებელს ხდის ხუთი კლასიფიკაციის მახასიათებლის დაშიფვრას, კერძოდ: ხარისხი, ქიმიური შემადგენლობა, დანიშნულება, დეოქსიდაციის ხარისხი,ისევე, როგორც ბლანკების მიღების გზა(ავტომატური ან, იშვიათ შემთხვევებში, სამსხმელო). მარკირების ჯგუფებსა და ფოლადის კლასებს შორის კავშირი ილუსტრირებულია ბლოკ-სქემის ქვედა ნაწილში ნახ. 1-ში.
ჯგუფების მარკირების სისტემა, მარკირების წესები და ფოლადის კლასის მაგალითები
| ᲜᲐᲮᲨᲘᲠᲑᲐᲓᲘᲡ | რეგულარული ხარისხი | |||||||
| ფოლადის ჯგუფი | მიტანის გარანტია | მარკები | ||||||
| მაგრამ | ქიმიური შემადგენლობით | St0 | ქ1 | St2 | StZ | St4 | St5 | St6 |
| ბ | მექანიკური თვისებებით | Bst0 | Bst1 | Bst2 | BSTZ | Bst4 | Bst5 | Bst6 |
| AT | მექანიკური თვისებები და ქიმიური შემადგენლობა | ESPO | VST1 | VST2 | VSTZ | VST4 | VST5 | VST6 |
| ნახშირბადის კონცენტრაცია, wt. % | 0,23 | 0,06-0,12 | 0,09-0,15 | 0,14-0,22 | 0,18-0,27 | 0,28-0,37 | 0,38-0,49 | |
| ხარისხი მაღალი ხარისხი | სტრუქტურული | მარკების მაგალითები | ||||||
| ხარისხი: ორნიშნა რიცხვი ნახშირბადის პროცენტის მეასედი + დეოქსიდაციის ხარისხის მითითება | 05 08kp 10 15 18kp 20A 25ps ZOA 35 40 45 50 55 ... 80 85 შენიშვნები: 1) დეოქსიდაციის ხარისხის ინდიკატორის არარსებობა ნიშნავს „სპ“; 2) "A" კლასის ბოლოს მიუთითებს, რომ ფოლადი მაღალი ხარისხისაა | |||||||
| ინსტრუმენტული | მარკები | |||||||
| ბრენდი: სიმბოლო "U" + ნომერი ნახშირბადის პროცენტული ათეული | U7 U7A U8 UVA U9 U9A U10 U10A U12 U12A | |||||||
| შენადნობის | მაღალი ხარისხის მაღალი ხარისხის EXTRA მაღალი ხარისხის | სტრუქტურული | მარკების მაგალითები | |||||
| შეფასება: ორნიშნა რიცხვი ასობით ნახშირბადის პროცენტის + შენადნობი ელემენტის სიმბოლო + მისი პროცენტის მთელი რაოდენობა | 09G2 10KhSND 18G2AFps 20Kh 40G 45KhN 65S2VA 110G13L 2) ბრენდი 110G13L - ერთ-ერთი იმ რამდენიმედან, რომელშიც ნახშირბადის პროცენტის მეასედი რიცხვი სამნიშნაა. | |||||||
| ინსტრუმენტული | მარკების მაგალითები | |||||||
| შეფასება: ნახშირბადის პროცენტის დროების რაოდენობა + შენადნობი ელემენტის სიმბოლო+ მისი პროცენტის მთელი რაოდენობა | ZKh2N2MF 4KhV2S 5KhNM 7X3 9KhVG X KhV4 9Kh4MZF2AGST-SH 2) "-SH" ბრენდის ბოლოს აჩვენებს, რომ ფოლადი არის განსაკუთრებით მაღალი ხარისხის, მიღებული, მაგალითად, მეთოდით. ელექტრო წიდახელახლა დნება (მაგრამ არა მხოლოდ) |
ჩვეულებრივი ხარისხის ნახშირბადოვანი სტრუქტურული ფოლადები
მითითებული მარკირების ჯგუფის სპეციფიური ფოლადები ინიშნება ორ ასოიანი კომბინაციის გამოყენებით "წმ"რომელიც არის გასაღები (ზურგი) განხილულ მარკირების ჯგუფში. ამ ჯგუფის ფოლადის კლასები დაუყოვნებლივ ცნობადია ამ სიმბოლოთი.
სიმბოლოს "St" ინტერვალის გარეშე მოჰყვება რიცხვი, რომელიც მიუთითებს ოთახიბრენდები-დან «0» ადრე "6".
კლასის რაოდენობის ზრდა შეესაბამება ფოლადში ნახშირბადის შემცველობის ზრდას, მაგრამ არ მიუთითებს მის სპეციფიკურ მნიშვნელობაზე. ნახშირბადის კონცენტრაციის დასაშვები ზღვრები თითოეული კლასის ფოლადებში ნაჩვენებია ცხრილში. 1.5. ნახშირბადის შემცველობა ჩვეულებრივი ნახშირბადოვანი ფოლადებიარ აღემატება 0,5 wt.%. ასეთი ფოლადები სტრუქტურული კრიტერიუმის მიხედვით ჰიპოევტექტოიდურია და, შესაბამისად, სტრუქტურული დანიშნულების მიხედვით.
ნომრის შემდეგ, სამი ასოს ერთ-ერთი კომბინაცია მოდის: "kp", "ps", "sp", რაც მიუთითებს ფოლადის დეოქსიდაციის ხარისხზე.
სიმბოლოს "St" შეიძლება წინ უძღოდეს დიდი ასოები "A", "B" ან "C", ან შეიძლება არ იყოს სიმბოლოები. ამ გზით ხდება ინფორმაციის გადაცემა ფოლადის კუთვნილი ერთ-ერთი ე.წ "მიწოდების ჯგუფები": A, Bან AT, - დამოკიდებულია იმაზე, თუ რომელი ფოლადის ნორმალიზებული ინდიკატორი გარანტირებულია მომწოდებლის მიერ.
ფოლადის ჯგუფი მაგრამმოყვება ქიმიური შემადგენლობის ან GOST-ით განსაზღვრული ნახშირბადის და მინარევების კონცენტრაციის დასაშვები მნიშვნელობების გარანტია. შტამპზე ხშირად არ იწერება ასო „ა“ და მისი არარსებობა ნაგულისხმევინიშნავს ქიმიური შემადგენლობის გარანტიას. ფოლადის მომხმარებელს, რომელსაც არ აქვს ინფორმაცია მექანიკური თვისებების შესახებ, შეუძლია შექმნას ისინი შესაბამისი თერმული დამუშავებით, რომლის რეჟიმების არჩევა მოითხოვს ქიმიური შემადგენლობის ცოდნას.
ფოლადის ჯგუფი ბმოყვება საჭირო მექანიკური თვისებების გარანტია. ფოლადის მომხმარებელს შეუძლია განსაზღვროს მისი ოპტიმალური გამოყენება სტრუქტურებში მექანიკური თვისებების ცნობილი მახასიათებლების მიხედვით წინასწარი თერმული დამუშავების გარეშე.
ფოლადის ჯგუფი ATმოყვება როგორც ქიმიური შემადგენლობის, ასევე მექანიკური თვისებების გარანტია. მას მომხმარებელი იყენებს ძირითადად შედუღებული სტრუქტურების შესაქმნელად. მექანიკური თვისებების ცოდნა შესაძლებელს ხდის დატვირთული სტრუქტურის ქცევის პროგნოზირებას შედუღებისგან დაშორებულ ადგილებში, ხოლო ქიმიური შემადგენლობის ცოდნა შესაძლებელს ხდის წინასწარ განსაზღვროს და, საჭიროების შემთხვევაში, გამოსწორდეს თავად შედუღების მექანიკური თვისებები თერმული დამუშავებით. .
მარკების ჩაწერის მაგალითები ჩვეულებრივი ხარისხის ნახშირბადოვანი ფოლადიგამოიყურებოდეს ასე: Vst3ps, Bst6sp, St1kp .
ბურთიანი ფოლადები
საკისრებისთვის ფოლადებს აქვთ საკუთარი მარკირება, მათი დანიშნულების მიხედვით ისინი ქმნიან სპეციალურ ჯგუფს სტრუქტურული ფოლადები, თუმცა შემადგენლობითა და თვისებებით ისინი ახლოსაა ხელსაწყოების ფოლადებთან. ტერმინი „ბურთიანი საკისარი“ განსაზღვრავს მათ ვიწრო ფარგლებს - მოძრავი საკისრები (არა მხოლოდ ბურთიანი საკისრები, არამედ ლილვაკები და ნემსის საკისრები). მისი მარკირებისთვის შემოთავაზებული იქნა აბრევიატურა "SHH" - ბურთულიანი ქრომი, რასაც მოჰყვება რიცხვი პროცენტის მეათედისაშუალო კონცენტრაცია ქრომი. ადრე ცნობილი ბრენდებიდან SHKH6, SHKH9 და SHKH15, SHKH15 ბრენდი დარჩა გამოყენებაში. ბურთულა და მსგავსი ხელსაწყოების ფოლადის განსხვავება მდგომარეობს უფრო მკაცრ მოთხოვნებში არალითონური ჩანართების რაოდენობასა და კარბიდების ერთგვაროვან განაწილებაში მიკროსტრუქტურაში.
ShKh15 ფოლადის გაუმჯობესება მასში დამატებითი შენადნობი დანამატების (სილიციუმი და მანგანუმი) შეყვანით აისახა მარკირებაზე თავისებურად - გავრცელებით. კონკრეტულიშემდგომი წესების სისტემა შენადნობი ელემენტების აღნიშვნისთვის შენადნობი ფოლადების შემადგენლობაში: SHKH15SG, SHKH20SG.
მაღალსიჩქარიანი ფოლადები
მაღალსიჩქარიანი ფოლადები სპეციალურად აღინიშნება რუსული ანბანის საწყისი ასო "R"-ით, რომელიც შეესაბამება ინგლისურ სიტყვაში პირველ ბგერას. სწრაფი - სწრაფი, სწრაფი. ამას მოსდევს ვოლფრამის მთლიანი პროცენტი. როგორც უკვე აღვნიშნეთ, მაღალსიჩქარიანი ფოლადის ყველაზე გავრცელებული ბრენდი იყო P18.
ვოლფრამის სიმცირისა და მაღალი ღირებულების გამო, მოხდა გადასვლა ვოლფრამ-მოლიბდენის ფოლადზე R6M5 აზოტის გარეშე და R6AM5 აზოტით. ტარების ფოლადების მსგავსად, მოხდა ორი მარკირების სისტემის შერწყმა (ერთგვარი „ჰიბრიდიზაცია“). ახალი მაღალსიჩქარიანი ფოლადების შემუშავებამ და განვითარებამ კობალტით და ვანადიუმით გაამდიდრა "ჰიბრიდული" კლასების არსენალი: R6AM5F3, R6M4K8, 11R3AM3F2 - და ასევე გამოიწვია ზოგადად ვოლფრამის თავისუფალი მაღალსიჩქარიანი ფოლადების გაჩენა, რომლებიც მონიშნულია კონკრეტული სისტემა (R0M5F1, R0M2F3), ხოლო სრულიად ახალი გზით - 9X6M3F3AGST-Sh, 9X4M3F2AGST-Sh.
თუჯის კლასიფიკაცია
თუჯებს უწოდებენ რკინის შენადნობებს ნახშირბადთან ერთად, რომელთა შემადგენლობაში აქვთ 2,14 wt.% C-ზე მეტი.
თუჯის დნობა ხდება ფოლადად გადაქცევისთვის (კონვერტაციისთვის), ფეროშენადნობების წარმოებისთვის, რომლებიც ასრულებენ შენადნობი დანამატების როლს, ასევე, როგორც მაღალტექნოლოგიური შენადნობები ჩამოსხმისთვის (ჩამოსხმა).
ნახშირბადი შეიძლება იყოს თუჯში ორი მაღალი ნახშირბადის ფაზის სახით - ცემენტიტი (Fe 3 C) და გრაფიტი, და ზოგჯერ ორივე ცემენტიტის და გრაფიტის სახით. თუჯი, რომელშიც მხოლოდ ცემენტიტია, იძლევა მსუბუქ, მბზინავ მოტეხილობას და ამიტომ ე.წ თეთრი. გრაფიტის არსებობა თუჯის მოტეხილობას ნაცრისფერ ფერს ანიჭებს. თუმცა, გრაფიტის მქონე ყველა თუჯის კლასს არ მიეკუთვნება ე.წ ნაცრისფერითუჯები. თეთრ და ნაცრისფერ თუჯებს შორის დგას კლასი ნახევრად გულითუჯები.
ნახევრად გულითუჯებს უწოდებენ თუჯებს, რომელთა სტრუქტურაში, გრაფიტიზაციის მიუხედავად, ლედებურიტის ცემენტიტი ნაწილობრივ მაინც არის შემონახული, რაც ნიშნავს, რომ თავად ლედებიურიტი არის - ევტექტიკური სტრუქტურული კომპონენტი, რომელსაც აქვს სპეციფიკური ფორმა.
რომ ნაცრისფერიმოიცავს თუჯებს, რომლებშიც ლედებურიტის ცემენტიტი მთლიანად დაიშალა და ეს უკანასკნელი გაქრა სტრუქტურიდან. რუხი თუჯის შედგება გრაფიტის ჩანართებიდა ლითონის ბაზა. ეს ლითონის ბაზა არის პერლიტური (ევტექტოიდი), ფერიტულ-პერლიტური (ჰიპო-ეუტექტოიდი) ან ფერიტური (დაბალნახშირბადოვანი) ფოლადი. ნაცრისფერი თუჯის ლითონის ბაზის ტიპების მითითებული თანმიმდევრობა შეესაბამება ცემენტიტის დაშლის მზარდ ხარისხს, რომელიც არის პერლიტის ნაწილი.
ხახუნის საწინააღმდეგო თუჯები
ბრენდის მაგალითები: ASF-1, ASF-2, ASF-3.
სპეციალური შენადნობი სითბოს რეზისტენტული, კოროზიის რეზისტენტულიდა სითბოს მდგრადითუჯები:
სპეციალური ნაცრისფერი რკინის კლასების მაგალითები
კლასიფიკაცია და მარკირება
აგლომერირებული მყარი შენადნობები
ლითონ-კერამიკული მყარი შენადნობები არის შენადნობები, რომლებიც დამზადებულია ფხვნილის მეტალურგიით (კერმეტი) და შედგება ცეცხლგამძლე ლითონების კარბიდებისგან: WC, TiC, TaC, დაკავშირებული პლასტმასის ლითონის შემკვრელით, ყველაზე ხშირად კობალტით.
ამჟამად რუსეთში მყარი შენადნობების სამი ჯგუფი იწარმოება: ვოლფრამი, ტიტან-ვოლფრამი და ტიტან-ტანტალი-ვოლფრამი, – შეიცავს შემკვრელად კობალტი.
ვოლფრამის მაღალი ღირებულების გამო, შეიქმნა მყარი შენადნობები, რომლებიც საერთოდ არ შეიცავს ვოლფრამის კარბიდს. როგორც მყარი ფაზა, ისინი შეიცავს მხოლოდ ტიტანის კარბიდიან ტიტანის კარბონიტრიდი– Ti(NC). პლასტიკური ლიგატის როლს ასრულებს ნიკელ-მოლიბდენის მატრიცა. მყარი შენადნობების კლასიფიკაცია წარმოდგენილია ბლოკ-სქემით.
კერმეტის მყარი შენადნობების ხუთი კლასის შესაბამისად, მარკირების არსებული წესები ქმნის ხუთ მარკირების ჯგუფს.
ვოლფრამი (ზოგჯერ ეძახიან ვოლფრამი-კობალტი) მყარი შენადნობები
მაგალითები: VK3, VK6, VK8, VK10.
ტიტანის ვოლფრამი (ზოგჯერ ეძახიან ტიტან-ვოლფრამი-კობალტი) მყარი შენადნობები
მაგალითები: T30K4, T15K6, T5K10, T5K12.
ტიტანის ტანტალის ვოლფრამი (ზოგჯერ ეძახიან ტიტან-ტანტალი-ვოლფრამი-კობალტი) მყარი შენადნობები
მაგალითები: TT7K12, TT8K6, TT10K8, TT20K9.
ზოგჯერ, ბრენდის ბოლოს, ასოები ან ასოების კომბინაციები ემატება დეფისის საშუალებით, რაც ახასიათებს კარბიდის ნაწილაკების დისპერსიას ფხვნილში:
ხისტი კერამიკული შენადნობების კლასიფიკაცია
ზოგიერთი შიდა შენადნობის ფოლადის კლასის უცხოური ანალოგები ნაჩვენებია ცხრილში 1.1.
ცხრილი 1.1.
ლეგირებული ფოლადების რიგი შიდა კლასის უცხოური ანალოგები
| რუსეთი, GOST | გერმანია, DIN* | აშშ, ASTM* | იაპონია, LS * |
| 15X | 15Cr3 | SCr415 | |
| 40X | 41Cr4 | SCg440 | |
| 30XM | 25 CrMo4 | SCM430, SCM2 | |
| 12HG3A | 14NiCr10** | – | SNC815 |
| 20 HGNM | 21NiCrMo2 | SNCM220 | |
| 08X13 | X7Cr13 ** | 410S | SUS410S |
| 20X13 | Х20Сг13 | SUS420J1 | |
| 12X17 | X8Cr17 | 430 (51430 ***) | SUS430 |
| 12X18H9 | X12CrNi8 9 | SUS302 | |
| 08X18H10T | Х10CrNiTi18 9 | .321 | SUS321 |
| 10Х13СУ | X7CrA133 ** | 405 ** (51405) *** | SUS405** |
| 20Х25Н20С2 | Х15CrNiSi25 20 | 30314,314 | SCS18, SUH310 ** |
* DIN (Deutsche Industrienorm), ASTM (American Societi for Testing Materials), JIS (იაპონური ინდუსტრიული სტანდარტი).
** შემადგენლობით მსგავსი ფოლადი; *** SAE სტანდარტი
კლასიფიკაციის მახასიათებლების მახასიათებლები
და ფოლადის კლასიფიკაცია
ფოლადების თანამედროვე კლასიფიკაციის მახასიათებლები მოიცავს შემდეგს:
- ხარისხი;
- ქიმიური შემადგენლობა;
- დანიშვნა;
- წარმოების მეტალურგიული მახასიათებლები;
- მიკროსტრუქტურა;
- გამკვრივების ტრადიციული გზა;
- ბლანკების ან ნაწილების მოპოვების ტრადიციული გზა;
- ძალა.
მოკლედ დავახასიათოთ თითოეული მათგანი.
ფოლადის ხარისხიგანისაზღვრება უპირველეს ყოვლისა მავნე მინარევების - გოგირდისა და ფოსფორის შემცველობით და ხასიათდება 4 კატეგორიით (იხ. ცხრილი. 1.2).
ქიმიური შემადგენლობითფოლადები პირობითად იყოფა ნახშირბადის (არალეგირებული) ფოლადებად და შენადნობებად.
ნახშირბადოვანი ფოლადებიარ შეიცავს სპეციალურად შეყვანილ შენადნობ ელემენტებს. ნახშირბადოვან ფოლადებში შემავალი ელემენტები, გარდა ნახშირბადისა, მიეკუთვნება ე.წ მუდმივი მინარევები. მათი კონცენტრაცია უნდა იყოს შესაბამისი სახელმწიფო სტანდარტებით (GOST) განსაზღვრულ ფარგლებში. ცხრილი 1.3. მოცემულია ზოგიერთი ელემენტის საშუალო კონცენტრაციის ლიმიტები, რაც საშუალებას აძლევს ამ ელემენტების კლასიფიცირებას, როგორც მინარევებს და არა შენადნობ ელემენტებს. ნახშირბადოვან ფოლადებში მინარევების შემცველობის სპეციფიკური ლიმიტები მოცემულია GOST-ებით.
ცხრილი 1.3.
ზოგიერთი ელემენტის კონცენტრაციის შეზღუდვა, რაც საშუალებას აძლევს მათ ჩაითვალოს მუდმივი მინარევებისაგან
ნახშირბადოვანი ფოლადი
შენადნობი ელემენტები, რომელსაც ზოგჯერ შენადნობას უწოდებენ დანამატებიან დანამატები, სპეციალურად შეჰყავთ ფოლადში საჭირო სტრუქტურისა და თვისებების მისაღებად.
შენადნობის ფოლადებიშენადნობი ელემენტების მთლიანი კონცენტრაციის მიხედვით იყოფა ნახშირბადის გარდა დაბალი შენადნობი(2.5 wt. მდე), დოპინგი(2,5-დან 10 wt.%) და ძლიერ შენადნობი(10 wt.-ზე მეტი%), როდესაც ამ უკანასკნელში რკინის შემცველობა არის არანაკლებ 45 wt.%. ჩვეულებრივ, შემოღებული შენადნობი ელემენტი ანიჭებს შენადნობ ფოლადს შესაბამის სახელს: "ქრომი"- დოპირებული ქრომით, "სილიციუმი" - სილიციუმით, "ქრომ-სილიციუმი" - ქრომითა და სილიციუმით ერთდროულად და ა.შ.
გარდა ამისა, გამოიყოფა აგრეთვე რკინაზე დაფუძნებული შენადნობები, როდესაც მასალაში რკინის შემცველობა 45%-ზე ნაკლებია, მაგრამ ის მეტია, ვიდრე ნებისმიერი სხვა შენადნობი ელემენტი.
ფოლადის დანიშნულების მიხედვითიყოფა სტრუქტურულ და ინსტრუმენტულ.
სტრუქტურულიგანიხილება ფოლადები, რომლებიც გამოიყენება მანქანების სხვადასხვა ნაწილების, მექანიზმებისა და სტრუქტურების დასამზადებლად მექანიკურ ინჟინერიაში, მშენებლობაში და ხელსაწყოების დამზადებაში. მათ უნდა ჰქონდეთ საჭირო სიმტკიცე და სიმტკიცე, ასევე, საჭიროების შემთხვევაში, სპეციალური თვისებების ნაკრები (კოროზიის წინააღმდეგობა, პარამაგნიტიზმი და ა.შ.). როგორც წესი, სტრუქტურული ფოლადებია დაბალი-(ან რამდენიმე-)და საშუალო ნახშირბადი.სიხისტე მათთვის არ არის გადამწყვეტი მექანიკური მახასიათებელი.
ინსტრუმენტულიეწოდება ფოლადები, რომლებიც გამოიყენება მასალების დასამუშავებლად ჭრის ან წნევით, აგრეთვე საზომი ხელსაწყოების დასამზადებლად. მათ უნდა ჰქონდეთ მაღალი სიმტკიცე, აცვიათ წინააღმდეგობა, სიმტკიცე და რიგი სხვა სპეციფიკური თვისებები, მაგალითად, სითბოს წინააღმდეგობა. მაღალი სიხისტის მისაღებად აუცილებელი პირობაა ნახშირბადის გაზრდილი შემცველობა, ამიტომ ხელსაწყოების ფოლადები, იშვიათი გამონაკლისის გარდა, ყოველთვის არის მაღალი ნახშირბადის.
თითოეულ ჯგუფში არის უფრო დეტალური დაყოფა მიზნის მიხედვით. სტრუქტურული ფოლადები იყოფა მშენებლობა, ინჟინერიადა სპეციალური გამოყენების ფოლადები(სპეციალური თვისებებით - სითბოს მდგრადი, სითბოს მდგრადი, კოროზიის მდგრადი, არამაგნიტური).
ხელსაწყოების ფოლადები იყოფა საჭრელი ხელსაწყოების ფოლადები, საჭრელი ფოლადებიდა ფოლადი საზომი ხელსაწყოებისთვის.
ხელსაწყოების ფოლადების საერთო საოპერაციო თვისებაა მაღალი სიმტკიცე, რაც უზრუნველყოფს ხელსაწყოს წინააღმდეგობას მისი ზედაპირის დეფორმაციისა და აბრაზიას. ამავდროულად, საჭრელი ხელსაწყოების ფოლადებზე დაწესებულია სპეციფიკური მოთხოვნა - შეინარჩუნონ მაღალი სიმტკიცე ამაღლებულ ტემპერატურაზე (500 ... 600ºС-მდე), რომელიც ვითარდება ჭრის პირას მაღალი ჭრის სიჩქარით. ფოლადის მითითებულ უნარს მისი ეწოდება სითბოს წინააღმდეგობა (ან წითელი სიმტკიცე). მითითებული კრიტერიუმის მიხედვით, საჭრელი ხელსაწყოების ფოლადები იყოფა არამდგრადი, ნახევრად სითბოს მდგრადი, სითბოს მდგრადიდა გაზრდილი სითბოს წინააღმდეგობა. ბოლო ორი ჯგუფი ცნობილია ხელოვნებაში სახელწოდებით სწრაფი ჭრა ფოლადები.
ფოლადებიდან, გარდა მაღალი სიხისტისა, საჭიროა მაღალი სიმტკიცე, ვინაიდან საყრდენი ხელსაწყო მუშაობს შოკის დატვირთვის პირობებში. გარდა ამისა, ცხელი ჭედვის ხელსაწყო, გაცხელებულ ლითონის ბლანკებთან კონტაქტისას, შეიძლება გაცხელდეს ხანგრძლივი მუშაობის დროს. ამიტომ, ცხელი ჭედური ფოლადები ასევე უნდა იყოს სითბოს მდგრადი.
საზომი ხელსაწყოების ფოლადები, გარდა მაღალი აცვიათ წინააღმდეგობისა, რაც უზრუნველყოფს განზომილების სიზუსტეს ხანგრძლივი მომსახურების ვადის განმავლობაში, უნდა იყოს გარანტირებული ხელსაწყოს განზომილებიანი სტაბილურობის მიუხედავად სამუშაო ტემპერატურის პირობებისა. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, მათ უნდა ჰქონდეთ ძალიან მცირე თერმული გაფართოების კოეფიციენტი.
არაორგანული ნივთიერებების კლასიფიკაცია ნაერთების მაგალითებით
მოდით ახლა უფრო დეტალურად გავაანალიზოთ ზემოთ წარმოდგენილი კლასიფიკაციის სქემა.
როგორც ვხედავთ, პირველ რიგში, ყველა არაორგანული ნივთიერება იყოფა მარტივიდა კომპლექსი:
მარტივი ნივთიერებები ნივთიერებებს, რომლებიც წარმოიქმნება მხოლოდ ერთი ქიმიური ელემენტის ატომებით, ეწოდება. მაგალითად, მარტივი ნივთიერებებია წყალბადი H 2 , ჟანგბადი O 2 , რკინა Fe, ნახშირბადი C და ა.შ.
მარტივ ნივთიერებებს შორის არის ლითონები, არამეტალებიდა კეთილშობილი აირები:
ლითონებიწარმოიქმნება ქიმიური ელემენტებით, რომლებიც მდებარეობს ბორი-ასტატის დიაგონალის ქვემოთ, ასევე ყველა ელემენტით, რომლებიც გვერდითა ჯგუფებშია.
კეთილშობილური აირები VIIIA ჯგუფის ქიმიური ელემენტებით წარმოქმნილი.
არალითონებიწარმოიქმნება, შესაბამისად, ქიმიური ელემენტებით, რომლებიც მდებარეობს ბორი-ასტატის დიაგონალზე ზემოთ, მეორადი ქვეჯგუფების ყველა ელემენტისა და VIIIA ჯგუფში მდებარე კეთილშობილი აირების გარდა:
მარტივი ნივთიერებების სახელები ყველაზე ხშირად ემთხვევა იმ ქიმიური ელემენტების სახელებს, რომელთა ატომებიც წარმოიქმნება. თუმცა, მრავალი ქიმიური ელემენტისთვის, ალოტროპიის ფენომენი ფართოდ არის გავრცელებული. ალოტროპია არის ფენომენი, როდესაც ერთ ქიმიურ ელემენტს შეუძლია შექმნას რამდენიმე მარტივი ნივთიერება. მაგალითად, ქიმიური ელემენტის ჟანგბადის შემთხვევაში შესაძლებელია მოლეკულური ნაერთების არსებობა O 2 და O 3 ფორმულებით. პირველ ნივთიერებას ჩვეულებრივ უწოდებენ ჟანგბადს ისევე, როგორც ქიმიურ ელემენტს, რომლის ატომები წარმოიქმნება, ხოლო მეორე ნივთიერებას (O 3) ჩვეულებრივ ოზონს უწოდებენ. მარტივი ნივთიერება ნახშირბადი შეიძლება ნიშნავდეს მის ნებისმიერ ალოტროპულ მოდიფიკაციას, მაგალითად, ალმასს, გრაფიტს ან ფულერენებს. მარტივი ნივთიერება ფოსფორი შეიძლება გავიგოთ, როგორც მისი ალოტროპული მოდიფიკაციები, როგორიცაა თეთრი ფოსფორი, წითელი ფოსფორი, შავი ფოსფორი.
რთული ნივთიერებები
რთული ნივთიერებები ორი ან მეტი ელემენტის ატომისგან შემდგარ ნივთიერებებს უწოდებენ.
მაგალითად, რთული ნივთიერებებია ამიაკი NH 3, გოგირდის მჟავა H 2 SO 4, ჩამქრალი ცაცხვი Ca (OH) 2 და უთვალავი სხვა.
რთულ არაორგანულ ნივთიერებებს შორის გამოირჩევა 5 ძირითადი კლასი, კერძოდ ოქსიდები, ფუძეები, ამფოტერული ჰიდროქსიდები, მჟავები და მარილები:
ოქსიდები - რთული ნივთიერებები, რომლებიც წარმოიქმნება ორი ქიმიური ელემენტით, რომელთაგან ერთი არის ჟანგბადი -2 დაჟანგვის მდგომარეობაში.
ოქსიდების ზოგადი ფორმულა შეიძლება დაიწეროს როგორც E x O y, სადაც E არის ქიმიური ელემენტის სიმბოლო.
ოქსიდების ნომენკლატურა
ქიმიური ელემენტის ოქსიდის სახელწოდება ეფუძნება პრინციპს:
Მაგალითად:
Fe 2 O 3 - რკინის ოქსიდი (III); CuO, სპილენძის (II) ოქსიდი; N 2 O 5 - აზოტის ოქსიდი (V)
ხშირად შეგიძლიათ იპოვოთ ინფორმაცია, რომ ელემენტის ვალენტობა მითითებულია ფრჩხილებში, მაგრამ ეს ასე არ არის. მაგალითად, აზოტის N 2 O 5 ჟანგვის მდგომარეობა არის +5, ხოლო ვალენტობა, უცნაურად საკმარისია, ოთხი.
თუ ქიმიურ ელემენტს აქვს ერთი დადებითი ჟანგვის მდგომარეობა ნაერთებში, მაშინ ჟანგვის მდგომარეობა არ არის მითითებული. Მაგალითად:
Na 2 O - ნატრიუმის ოქსიდი; H 2 O - წყალბადის ოქსიდი; ZnO არის თუთიის ოქსიდი.
ოქსიდების კლასიფიკაცია
ოქსიდები, მჟავებთან ან ფუძეებთან ურთიერთობისას მარილების წარმოქმნის უნარის მიხედვით, იყოფა, შესაბამისად, მარილის ფორმირებადა მარილის არწარმომქმნელი.
ცოტაა არამარილების წარმომქმნელი ოქსიდები, ყველა მათგანი წარმოიქმნება არალითონებით +1 და +2 ჟანგვის მდგომარეობაში. უნდა გვახსოვდეს მარილწარმომქმნელი ოქსიდების სია: CO, SiO, N 2 O, NO.
მარილის შემქმნელი ოქსიდები, თავის მხრივ, იყოფა მთავარი, მჟავედა ამფოტერული.
ძირითადი ოქსიდებიეწოდება ისეთ ოქსიდებს, რომლებიც მჟავებთან (ან მჟავა ოქსიდებთან) ურთიერთქმედებისას წარმოქმნიან მარილებს. ძირითადი ოქსიდები მოიცავს ლითონის ოქსიდებს ჟანგვის მდგომარეობაში +1 და +2, გარდა BeO, ZnO, SnO, PbO ოქსიდების.
მჟავა ოქსიდებიეწოდება ისეთ ოქსიდებს, რომლებიც ფუძეებთან (ან ძირითად ოქსიდებთან) ურთიერთქმედებისას წარმოქმნიან მარილებს. მჟავა ოქსიდები არის არამეტალების პრაქტიკულად ყველა ოქსიდი, გარდა არამარილების წარმომქმნელი CO, NO, N 2 O, SiO, ისევე როგორც ყველა ლითონის ოქსიდი მაღალი დაჟანგვის მდგომარეობებში (+5, +6 და +7) .
ამფოტერული ოქსიდებიოქსიდებს უწოდებენ, რომლებსაც შეუძლიათ რეაგირება როგორც მჟავებთან, ასევე ფუძეებთან და ამ რეაქციების შედეგად წარმოქმნიან მარილებს. ასეთი ოქსიდები ავლენენ ორმაგ მჟავა-ტუტოვან ბუნებას, ანუ მათ შეუძლიათ გამოავლინონ როგორც მჟავე, ისე ძირითადი ოქსიდების თვისებები. ამფოტერული ოქსიდები მოიცავს ლითონის ოქსიდებს ჟანგვის მდგომარეობებში +3, +4 და, გამონაკლისის სახით, BeO, ZnO, SnO, PbO ოქსიდები.
ზოგიერთ მეტალს შეუძლია შექმნას სამივე ტიპის მარილის წარმომქმნელი ოქსიდები. მაგალითად, ქრომი ქმნის ძირითად ოქსიდს CrO, ამფოტერულ ოქსიდს Cr 2 O 3 და მჟავას ოქსიდს CrO 3 .
როგორც ხედავთ, ლითონის ოქსიდების მჟავა-ტუტოვანი თვისებები პირდაპირ არის დამოკიდებული ოქსიდში ლითონის დაჟანგვის ხარისხზე: რაც უფრო მაღალია დაჟანგვის ხარისხი, მით უფრო გამოხატულია მჟავას თვისებები.
ფონდები
ფონდები - ნაერთები Me (OH) x ფორმის ფორმულით, სადაც xყველაზე ხშირად უდრის 1 ან 2-ს.
გამონაკლისები: Be (OH) 2, Zn (OH) 2, Sn (OH) 2 და Pb (OH) 2 არ მიეკუთვნება ფუძეებს, მიუხედავად ლითონის +2 ჟანგვის მდგომარეობისა. ეს ნაერთები არის ამფოტერული ჰიდროქსიდები, რომლებიც უფრო დეტალურად იქნება განხილული ამ თავში.
საბაზო კლასიფიკაცია
ფუძეები კლასიფიცირდება ერთ სტრუქტურულ ერთეულში ჰიდროქსო ჯგუფების რაოდენობის მიხედვით.
ფუძეები ერთი ჰიდროქსო ჯგუფით, ე.ი. ტიპი MeOH, ე.წ ერთი მჟავა ფუძეებიორი ჰიდროქსო ჯგუფით, ე.ი. ტიპი Me(OH) 2, შესაბამისად, დიაციდიდა ა.შ.
ასევე, ფუძეები იყოფა ხსნად (ტუტე) და უხსნად.
ტუტეები მოიცავს ექსკლუზიურად ტუტე და მიწის ტუტე ლითონების ჰიდროქსიდებს, აგრეთვე ტალიუმის ჰიდროქსიდს TlOH.
საბაზისო ნომენკლატურა
ფონდის სახელწოდება აგებულია შემდეგი პრინციპით:
Მაგალითად:
Fe (OH) 2 - რკინის (II) ჰიდროქსიდი,
Cu (OH) 2 - სპილენძის (II) ჰიდროქსიდი.
იმ შემთხვევებში, როდესაც რთულ ნივთიერებებში ლითონს აქვს მუდმივი ჟანგვის მდგომარეობა, არ არის საჭირო მისი მითითება. Მაგალითად:
NaOH - ნატრიუმის ჰიდროქსიდი,
Ca (OH) 2 - კალციუმის ჰიდროქსიდი და ა.შ.
მჟავები
მჟავები - რთული ნივთიერებები, რომელთა მოლეკულები შეიცავს წყალბადის ატომებს, რომლებიც შეიძლება შეიცვალოს მეტალით.
მჟავების ზოგადი ფორმულა შეიძლება დაიწეროს როგორც H x A, სადაც H არის წყალბადის ატომები, რომლებიც შეიძლება შეიცვალოს მეტალით, ხოლო A არის მჟავის ნარჩენი.
მაგალითად, მჟავებში შედის ისეთი ნაერთები, როგორიცაა H 2 SO 4 , HCl , HNO 3 , HNO 2 და ა.შ.
მჟავების კლასიფიკაცია
წყალბადის ატომების რაოდენობის მიხედვით, რომლებიც შეიძლება შეიცვალოს მეტალით, მჟავები იყოფა:
- დაახლოებით მონობაზური მჟავები: HF, HCl, HBr, HI, HNO3;
- დ ძმარმჟავები: H 2 SO 4 , H 2 SO 3 , H 2 CO 3 ;
- ტ რებაზის მჟავები: H 3 PO 4 , H 3 BO 3 .
უნდა აღინიშნოს, რომ წყალბადის ატომების რაოდენობა ორგანული მჟავების შემთხვევაში ყველაზე ხშირად არ ასახავს მათ ფუძეულობას. მაგალითად, ძმარმჟავა ფორმულით CH 3 COOH, მიუხედავად მოლეკულაში 4 წყალბადის ატომის არსებობისა, არის არა ოთხ, არამედ მონობაზური. ორგანული მჟავების ფუძეობა განისაზღვრება მოლეკულაში კარბოქსილის ჯგუფების (-COOH) რაოდენობით.
ასევე, მჟავის მოლეკულებში ჟანგბადის არსებობის მიხედვით ისინი იყოფა ანოქსიურ (HF, HCl, HBr და სხვ.) და ჟანგბადის შემცველ (H 2 SO 4, HNO 3, H 3 PO 4 და სხვ.). ჟანგბადის შემცველ მჟავებს ასევე უწოდებენ ოქსი მჟავები.
შეგიძლიათ მეტი წაიკითხოთ მჟავების კლასიფიკაციის შესახებ.
მჟავების და მჟავების ნარჩენების ნომენკლატურა
უნდა ვისწავლოთ მჟავების და მჟავების ნარჩენების სახელების და ფორმულების შემდეგი სია.
ზოგიერთ შემთხვევაში, ქვემოთ ჩამოთვლილთა რიცხვმა შეიძლება გააადვილოს დამახსოვრება.
როგორც ზემოთ მოყვანილი ცხრილიდან ჩანს, ანოქსიუმის მჟავების სისტემატური სახელების აგება შემდეგია:
Მაგალითად:
HF, ჰიდროფთორმჟავა;
HCl, მარილმჟავა;
H 2 S - ჰიდროსულფიდის მჟავა.
უჟანგბადო მჟავების მჟავა ნარჩენების სახელები აგებულია პრინციპის მიხედვით:
მაგალითად, Cl - - ქლორიდი, Br - - ბრომიდი.
ჟანგბადის შემცველი მჟავების სახელები მიიღება მჟავა წარმომქმნელი ელემენტის სახელზე სხვადასხვა სუფიქსებისა და დაბოლოებების დამატებით. მაგალითად, თუ ჟანგბადის შემცველ მჟავაში მჟავა წარმომქმნელ ელემენტს აქვს უმაღლესი დაჟანგვის მდგომარეობა, მაშინ ასეთი მჟავის სახელი აგებულია შემდეგნაირად:
მაგალითად, გოგირდის მჟავა H 2 S + 6 O 4, ქრომის მჟავა H 2 Cr + 6 O 4.
ჟანგბადის შემცველი ყველა მჟავა ასევე შეიძლება კლასიფიცირდეს მჟავე ჰიდროქსიდებად, რადგან ჰიდროქსო ჯგუფები (OH) გვხვდება მათ მოლეკულებში. მაგალითად, ეს ჩანს ზოგიერთი ჟანგბადის შემცველი მჟავების შემდეგი გრაფიკული ფორმულებიდან:
ამრიგად, გოგირდის მჟავას სხვაგვარად შეიძლება ეწოდოს გოგირდის (VI) ჰიდროქსიდი, აზოტის მჟავას - აზოტის (V) ჰიდროქსიდი, ფოსფორის მჟავას - ფოსფორის (V) ჰიდროქსიდი და ა.შ. ფრჩხილებში რიცხვი ახასიათებს მჟავა წარმომქმნელი ელემენტის დაჟანგვის ხარისხს. ჟანგბადის შემცველი მჟავების სახელების ასეთი ვარიანტი შეიძლება ბევრს ძალიან უჩვეულო ჩანდეს, თუმცა, ზოგჯერ ასეთი სახელები შეიძლება მოიძებნოს ქიმიაში ერთიანი სახელმწიფო გამოცდის რეალურ KIM-ებში არაორგანული ნივთიერებების კლასიფიკაციის დავალებაში.
ამფოტერული ჰიდროქსიდები
ამფოტერული ჰიდროქსიდები - ლითონის ჰიდროქსიდები, რომლებიც ავლენენ ორმაგ ბუნებას, ე.ი. შეუძლია გამოავლინოს როგორც მჟავების, ასევე ფუძეების თვისებები.
ამფოტერულია ლითონის ჰიდროქსიდები ჟანგვის მდგომარეობებში +3 და +4 (ისევე, როგორც ოქსიდები).
ასევე, ნაერთები Be (OH) 2, Zn (OH) 2, Sn (OH) 2 და Pb (OH) 2 შედის როგორც გამონაკლისი ამფოტერული ჰიდროქსიდებიდან, მიუხედავად მათში ლითონის დაჟანგვის ხარისხისა +2.
სამ- და ოთხვალენტიანი ლითონების ამფოტერული ჰიდროქსიდებისთვის შესაძლებელია ორთო- და მეტა-ფორმების არსებობა, რომლებიც ერთმანეთისგან განსხვავდება წყლის ერთი მოლეკულით. მაგალითად, ალუმინის (III) ჰიდროქსიდი შეიძლება არსებობდეს Al(OH) 3-ის ორთო ფორმით ან AlO(OH) მეტა ფორმით (მეტაჰიდროქსიდი).
ვინაიდან, როგორც უკვე აღვნიშნეთ, ამფოტერული ჰიდროქსიდები ავლენენ როგორც მჟავების, ასევე ფუძეების თვისებებს, მათი ფორმულა და სახელწოდებაც შეიძლება განსხვავებულად დაიწეროს: როგორც ფუძე ან როგორც მჟავა. Მაგალითად:
მარილი
მარილი - ეს არის რთული ნივთიერებები, რომლებიც მოიცავს ლითონის კატიონებს და მჟავას ნარჩენების ანიონებს.
მაგალითად, მარილები შეიცავს ნაერთებს, როგორიცაა KCl, Ca(NO 3) 2, NaHCO 3 და ა.შ.
ზემოაღნიშნული განმარტება აღწერს მარილების უმრავლესობის შემადგენლობას, თუმცა არის მარილები, რომლებიც არ ექვემდებარება მას. მაგალითად, ლითონის კათიონების ნაცვლად, მარილი შეიძლება შეიცავდეს ამონიუმის კათიონებს ან მის ორგანულ წარმოებულებს. იმათ. მარილები მოიცავს ნაერთებს, როგორიცაა, მაგალითად, (NH 4) 2 SO 4 (ამონიუმის სულფატი), + Cl - (მეთილამონიუმის ქლორიდი) და ა.შ.
ასევე მარილების ზემოაღნიშნულ განმარტებას ეწინააღმდეგება ეგრეთ წოდებული რთული მარილების კლასი, რომელიც ამ თემის ბოლოს იქნება განხილული.
მარილის კლასიფიკაცია
მეორეს მხრივ, მარილები შეიძლება ჩაითვალოს, როგორც წყალბადის კათიონების H + მჟავაში ჩანაცვლების პროდუქტები სხვა კატიონებით, ან როგორც ჰიდროქსიდის იონების ჩანაცვლების პროდუქტები ფუძებში (ან ამფოტერული ჰიდროქსიდები) სხვა ანიონებით.
სრული ჩანაცვლებით ე.წ საშუალოან ნორმალურიმარილი. მაგალითად, გოგირდის მჟავაში წყალბადის კათიონების სრული ჩანაცვლებით ნატრიუმის კათიონებით, წარმოიქმნება საშუალო (ნორმალური) მარილი Na 2 SO 4 და Ca (OH) 2 ფუძეში ჰიდროქსიდის იონების სრული ჩანაცვლებით მჟავა ნარჩენებით, ნიტრატის იონები ქმნიან საშუალო (ნორმალური) მარილს Ca(NO3)2.
ორფუძიან (ან მეტ) მჟავაში წყალბადის კათიონების არასრული ჩანაცვლებით მიღებულ მარილებს ლითონის კათიონებით უწოდებენ მჟავე. ასე რომ, გოგირდმჟავაში წყალბადის კათიონების არასრული ჩანაცვლებით ნატრიუმის კათიონებით, წარმოიქმნება მჟავა მარილი NaHSO 4.
მარილებს, რომლებიც წარმოიქმნება ჰიდროქსიდის იონების არასრული ჩანაცვლებით დიმჟავას (ან მეტ) ფუძეებში, ეწოდება ძირითადი. შესახებმარილები. მაგალითად, Ca (OH) 2 ბაზაში ჰიდროქსიდის იონების არასრული ჩანაცვლებით ნიტრატის იონებით, ძირითადი შესახებგამჭვირვალე მარილი Ca(OH)NO 3.
მარილებს, რომლებიც შედგება ორი სხვადასხვა ლითონის კათიონებისგან და მხოლოდ ერთი მჟავის მჟავას ნარჩენების ანიონებისგან, ეწოდება ორმაგი მარილები. ასე, მაგალითად, ორმაგი მარილებია KNaCO 3, KMgCl 3 და ა.შ.
თუ მარილს წარმოქმნის ერთი ტიპის კატიონი და ორი ტიპის მჟავა ნარჩენები, ასეთ მარილებს შერეული ეწოდება. მაგალითად, შერეული მარილებია ნაერთები Ca(OCl)Cl, CuBrCl და ა.შ.
არის მარილები, რომლებიც არ ექვემდებარება მარილების განმარტებას, როგორც მჟავებში წყალბადის კათიონების ჩანაცვლების პროდუქტები ლითონის კატიონებით ან ჰიდროქსიდის იონების ჩანაცვლების პროდუქტები მჟავა ნარჩენების ანიონებით. ეს არის რთული მარილები. მაგალითად, რთული მარილები არის ნატრიუმის ტეტრაჰიდროქსოზინკატი და ტეტრაჰიდროქსოალუმინატი Na 2 და Na ფორმულებით, შესაბამისად. კომპლექსური მარილების ამოცნობა, სხვათა შორის, ყველაზე ხშირად ფორმულაში კვადრატული ფრჩხილების არსებობით. ამასთან, უნდა გვესმოდეს, რომ იმისთვის, რომ ნივთიერება კლასიფიცირდეს მარილად, მისი შემადგენლობა უნდა შეიცავდეს ნებისმიერ კატიონს, გარდა (ან ნაცვლად) H +-ისა და ანიონებიდან უნდა იყოს რაიმე ანიონი გარდა (ან). ნაცვლად) OH -. მაგალითად, ნაერთი H 2 არ მიეკუთვნება რთული მარილების კლასს, რადგან მხოლოდ წყალბადის კათიონები H + იმყოფება ხსნარში კატიონებისგან მისი დისოციაციის დროს. დისოციაციის ტიპის მიხედვით, ეს ნივთიერება უფრო მეტად უნდა იყოს კლასიფიცირებული, როგორც უჟანგბადო რთული მჟავა. ანალოგიურად, OH ნაერთი არ მიეკუთვნება მარილებს, რადგან ეს ნაერთი შედგება კათიონები + და ჰიდროქსიდის იონები OH -, ე.ი. ეს უნდა ჩაითვალოს კომპლექსურ საფუძვლად.
მარილის ნომენკლატურა
საშუალო და მჟავე მარილების ნომენკლატურა
საშუალო და მჟავე მარილების სახელწოდება ეფუძნება პრინციპს:
თუ რთულ ნივთიერებებში ლითონის დაჟანგვის ხარისხი მუდმივია, მაშინ ეს არ არის მითითებული.
მჟავების ნარჩენების სახელები ზემოთ იყო მოცემული მჟავების ნომენკლატურის განხილვისას.
Მაგალითად,
Na 2 SO 4 - ნატრიუმის სულფატი;
NaHSO 4 - ნატრიუმის ჰიდროსულფატი;
CaCO 3 - კალციუმის კარბონატი;
Ca (HCO 3) 2 - კალციუმის ბიკარბონატი და ა.შ.
ძირითადი მარილების ნომენკლატურა
ძირითადი მარილების სახელები აგებულია პრინციპის მიხედვით:
Მაგალითად:
(CuOH) 2 CO 3 - სპილენძის (II) ჰიდროქსოკარბონატი;
Fe (OH) 2 NO 3 - რკინის (III) დიჰიდროქსონიტრატი.
რთული მარილების ნომენკლატურა
რთული ნაერთების ნომენკლატურა ბევრად უფრო რთულია და გამოცდის ჩასაბარებლად რთული მარილების ნომენკლატურიდან ბევრი რამის ცოდნა არ გჭირდებათ.
უნდა შეეძლოს რთული მარილების დასახელება, რომლებიც მიღებულია ტუტე ხსნარების ამფოტერულ ჰიდროქსიდებთან ურთიერთქმედებით. Მაგალითად:
*ფორმულაში და სახელში იგივე ფერები მიუთითებს ფორმულის შესაბამის ელემენტებზე და სახელზე.
არაორგანული ნივთიერებების ტრივიალური სახელები
ტრივიალური სახელები გაგებულია, როგორც ნივთიერებების სახელები, რომლებიც არ არის დაკავშირებული ან სუსტად არის დაკავშირებული მათ შემადგენლობასა და სტრუქტურასთან. ტრივიალური სახელები, როგორც წესი, განპირობებულია ან ისტორიული მიზეზებით ან ამ ნაერთების ფიზიკური ან ქიმიური თვისებებით.
არაორგანული ნივთიერებების ტრივიალური სახელების სია, რომლებიც უნდა იცოდეთ:
| Na 3 | კრიოლიტი |
| SiO2 | კვარცი, სილიციუმი |
| FeS 2 | პირიტი, რკინის პირიტი |
| CaSO 4 ∙2H 2 O | თაბაშირი |
| CaC2 | კალციუმის კარბიდი |
| Al 4 C 3 | ალუმინის კარბიდი |
| KOH | კაუსტიკური კალიუმი |
| NaOH | კაუსტიკური სოდა, კაუსტიკური სოდა |
| H2O2 | წყალბადის ზეჟანგი |
| CuSO 4 ∙5H 2 O | ლურჯი ვიტრიოლი |
| NH4Cl | ამიაკი |
| CaCO3 | ცარცი, მარმარილო, კირქვა |
| N2O | სიცილის გაზი |
| NO 2 | ყავისფერი გაზი |
| NaHCO3 | საკვები (სასმელი) სოდა |
| Fe 3 O 4 | რკინის ოქსიდი |
| NH 3 ∙H 2 O (NH 4 OH) | ამიაკი |
| CO | ნახშირბადის მონოქსიდი |
| CO2 | ნახშირორჟანგი |
| SiC | კარბორუნდი (სილიციუმის კარბიდი) |
| PH 3 | ფოსფინი |
| NH3 | ამიაკი |
| KClO 3 | ბერტოლეტის მარილი (კალიუმის ქლორატი) |
| (CuOH) 2 CO 3 | მალაქიტი |
| CaO | ცაცხვი |
| Ca(OH)2 | ჩამქრალი ცაცხვი |
| Ca(OH) 2 გამჭვირვალე წყალხსნარი | ცაცხვის წყალი |
| მყარი Ca (OH) 2-ის სუსპენზია მის წყალხსნარში | ცაცხვის რძე |
| K2CO3 | კალიუმის |
| Na2CO3 | სოდა ნაცარი |
| Na 2 CO 3 ∙10H 2 O | კრისტალური სოდა |
| MgO | მაგნეზია |
