Vielu ķīmiskās īpašības atklāj dažādas ķīmiskās reakcijas.

Tiek sauktas vielu pārvērtības, ko pavada izmaiņas to sastāvā un (vai) struktūrā ķīmiskās reakcijas. Bieži tiek atrasta šāda definīcija: ķīmiskā reakcija Tiek saukts sākotnējo vielu (reaģentu) pārvēršanas process gala vielās (produktos).

Ķīmiskās reakcijas tiek uzrakstītas, izmantojot ķīmiskos vienādojumus un shēmas, kas satur izejvielu un reakcijas produktu formulas. Ķīmiskajos vienādojumos, atšķirībā no shēmām, katra elementa atomu skaits ir vienāds kreisajā un labajā pusē, kas atspoguļo masas nezūdamības likumu.

Vienādojuma kreisajā pusē ir uzrakstītas izejvielu (reaģentu) formulas, labajā pusē - ķīmiskās reakcijas rezultātā iegūtās vielas (reakcijas produkti, galavielas). Vienādības zīme, kas savieno kreiso un labo pusi, norāda, ka reakcijā iesaistīto vielu kopējais atomu skaits paliek nemainīgs. To panāk, formulu priekšā ievietojot veselus stehiometriskos koeficientus, kas parāda kvantitatīvās attiecības starp reaģentiem un reakcijas produktiem.

Ķīmiskie vienādojumi var saturēt papildu informāciju par reakcijas iezīmēm. Ja ķīmiskā reakcija noris ārēju ietekmju (temperatūras, spiediena, starojuma utt.) ietekmē, to norāda ar atbilstošu simbolu, parasti virs (vai “zem”) vienādības zīmes.

Milzīgu skaitu ķīmisko reakciju var sagrupēt vairākos reakciju veidos, kam raksturīgas skaidri noteiktas pazīmes.

Kā klasifikācijas pazīmes var izvēlēties sekojošo:

1. Izejvielu un reakcijas produktu skaits un sastāvs.

2. Reaģentu un reakcijas produktu kopējais stāvoklis.

3. Fāžu skaits, kurās atrodas reakcijas dalībnieki.

4. Pārnesto daļiņu būtība.

5. Reakcijas iespējamība virzīties uz priekšu un atpakaļ.

6. Termiskā efekta zīme visas reakcijas sadala: eksotermisks reakcijas, kas notiek ar eksoefektu - enerģijas izdalīšanos siltuma veidā (Q> 0, ∆H<0):

C + O 2 \u003d CO 2 + Q

un endotermisks reakcijas, kas notiek ar endo efektu - enerģijas absorbciju siltuma veidā (Q<0, ∆H >0):

N 2 + O 2 \u003d 2NO - Q.

Šādas reakcijas ir termoķīmiski.

Ļaujiet mums sīkāk apsvērt katru no reakciju veidiem.

Klasifikācija pēc reaģentu un gala vielu skaita un sastāva

1. Savienojuma reakcijas

Savienojuma reakcijās no vairākām relatīvi vienkārša sastāva reaģējošām vielām iegūst vienu sarežģītāka sastāva vielu:

Parasti šīs reakcijas pavada siltuma izdalīšanās, t.i. novest pie stabilāku un mazāk enerģijas bagātu savienojumu veidošanās.

Vienkāršu vielu kombinācijas reakcijai vienmēr ir redokss. Savienojuma reakcijas, kas notiek starp sarežģītām vielām, var notikt gan bez valences izmaiņām:

CaCO 3 + CO 2 + H 2 O \u003d Ca (HCO 3) 2,

un jāklasificē kā redokss:

2FeCl 2 + Cl 2 = 2FeCl 3.

2. Sadalīšanās reakcijas

Sadalīšanās reakcijas noved pie vairāku savienojumu veidošanās no vienas sarežģītas vielas:

A = B + C + D.

Sarežģītas vielas sadalīšanās produkti var būt gan vienkāršas, gan sarežģītas vielas.

No sadalīšanās reakcijām, kas notiek, nemainot valences stāvokļus, jāatzīmē kristālisko hidrātu, bāzu, skābju un skābekli saturošu skābju sāļu sadalīšanās:

	t o
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.

Īpaši raksturīgas ir slāpekļskābes sāļu sadalīšanās redoksreakcijas.

Sadalīšanās reakcijas organiskajā ķīmijā sauc par plaisāšanu:

C 18 H 38 \u003d C 9 H 18 + C 9 H 20,

vai dehidrogenēšana

C 4 H 10 \u003d C 4 H 6 + 2 H 2.

3. Aizvietošanas reakcijas

Aizvietošanas reakcijās parasti vienkārša viela mijiedarbojas ar sarežģītu, veidojot citu vienkāršu vielu un vēl vienu sarežģītu:

A + BC = AB + C.

Šīs reakcijas vairumā gadījumu pieder pie redoksreakcijām:

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.

Aizvietošanas reakciju piemēri, kas nav saistīti ar izmaiņām atomu valences stāvokļos, ir ārkārtīgi maz. Jāatzīmē silīcija dioksīda reakcija ar skābekli saturošu skābju sāļiem, kas atbilst gāzveida vai gaistošiem anhidrīdiem:

CaCO 3 + SiO 2 \u003d CaSiO 3 + CO 2,

Ca 3 (RO 4) 2 + ZSiO 2 \u003d ZCaSiO 3 + P 2 O 5,

Dažkārt šīs reakcijas tiek uzskatītas par apmaiņas reakcijām:

CH 4 + Cl 2 = CH 3 Cl + Hcl.

4. Apmaiņas reakcijas

Apmaiņas reakcijas Reakcijas starp diviem savienojumiem, kas apmainās ar to sastāvdaļām, sauc:

AB + CD = AD + CB.

Ja aizvietošanas reakciju laikā notiek redoksprocesi, tad apmaiņas reakcijas vienmēr notiek, nemainot atomu valences stāvokli. Šī ir visizplatītākā reakciju grupa starp sarežģītām vielām - oksīdiem, bāzēm, skābēm un sāļiem:

ZnO + H 2 SO 4 \u003d ZnSO 4 + H 2 O,

AgNO 3 + KBr = AgBr + KNO 3,

CrCl 3 + ZNaOH = Cr(OH) 3 + ZNaCl.

Īpašs šo apmaiņas reakciju gadījums ir neitralizācijas reakcijas:

Hcl + KOH \u003d KCl + H2O.

Parasti šīs reakcijas pakļaujas ķīmiskā līdzsvara likumiem un notiek virzienā, kurā vismaz viena no vielām tiek izņemta no reakcijas sfēras gāzveida, gaistošas ​​vielas, nogulšņu vai zemas disociācijas (šķīdumiem) savienojuma veidā:

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. Transfer reakcijas.

Pārneses reakcijās atoms vai atomu grupa pāriet no vienas struktūrvienības uz otru:

AB + BC \u003d A + B 2 C,

A 2 B + 2CB 2 = DIA 2 + DIA 3.

Piemēram:

2AgCl + SnCl 2 \u003d 2Ag + SnCl 4,

H 2 O + 2NO 2 \u003d HNO 2 + HNO 3.

Reakciju klasifikācija pēc fāzes pazīmēm

Atkarībā no reaģējošo vielu agregācijas stāvokļa izšķir šādas reakcijas:

1. Gāzu reakcijas

H2 + Cl2		2HCl.

2. Reakcijas šķīdumos

NaOH (p-p) + Hcl (p-p) \u003d NaCl (p-p) + H 2 O (l)

3. Reakcijas starp cietām vielām

	t o
CaO (TV) + SiO 2 (TV)	=	CaSiO3 (televizors)

Reakciju klasifikācija pēc fāžu skaita.

Fāze tiek saprasta kā sistēmas viendabīgu daļu kopums ar vienādām fizikālajām un ķīmiskajām īpašībām un atdalītas viena no otras ar saskarni.

No šī viedokļa visu reakciju klāstu var iedalīt divās klasēs:

1. Homogēnas (vienfāzes) reakcijas. Tie ietver reakcijas, kas notiek gāzes fāzē, un vairākas reakcijas, kas notiek šķīdumos.

2. Heterogēnas (daudzfāzu) reakcijas. Tie ietver reakcijas, kurās reaģenti un reakcijas produkti atrodas dažādās fāzēs. Piemēram:

gāzes-šķidruma fāzes reakcijas

CO 2 (g) + NaOH (p-p) = NaHCO 3 (p-p).

gāzes un cietās fāzes reakcijas

CO 2 (g) + CaO (tv) \u003d CaCO 3 (tv).

šķidrās-cietās fāzes reakcijas

Na 2 SO 4 (šķīdums) + BaCl 3 (šķīdums) \u003d BaSO 4 (tv) ↓ + 2NaCl (p-p).

Šķidruma-gāzes-cietās fāzes reakcijas

Ca (HCO 3) 2 (šķīdums) + H 2 SO 4 (šķīdums) \u003d CO 2 (r) + H 2 O (l) + CaSO 4 (tv) ↓.

Reakciju klasifikācija pēc pārvadāto daļiņu veida

1. Protolītiskās reakcijas.

Uz protolītiskās reakcijas ietver ķīmiskos procesus, kuru būtība ir protona pārnešana no viena reaģenta uz citu.

Šīs klasifikācijas pamatā ir skābju un bāzu protolītiskā teorija, saskaņā ar kuru skābe ir jebkura viela, kas nodod protonu, un bāze ir viela, kas var pieņemt protonu, piemēram:

Protolītiskās reakcijas ietver neitralizācijas un hidrolīzes reakcijas.

2. Redoksreakcijas.

Tie ietver reakcijas, kurās reaģenti apmainās ar elektroniem, vienlaikus mainot reaģentus veidojošo elementu atomu oksidācijas pakāpi. Piemēram:

Zn + 2H + → Zn 2 + + H2,

FeS 2 + 8HNO 3 (konc.) = Fe(NO 3) 3 + 5NO + 2H 2 SO 4 + 2H 2 O,

Lielākā daļa ķīmisko reakciju ir redokss, tām ir ārkārtīgi svarīga loma.

3. Ligandu apmaiņas reakcijas.

Tie ietver reakcijas, kuru laikā tiek pārnests elektronu pāris, veidojot kovalento saiti, izmantojot donora-akceptora mehānismu. Piemēram:

Cu(NO 3) 2 + 4NH 3 = (NO 3) 2,

Fe + 5CO = ,

Al(OH) 3 + NaOH = .

Ligandu apmaiņas reakciju raksturīga iezīme ir tā, ka jaunu savienojumu veidošanās, ko sauc par kompleksajiem, notiek, nemainot oksidācijas stāvokli.

4. Atomu-molekulārās apmaiņas reakcijas.

Šāda veida reakcijas ietver daudzas no organiskajā ķīmijā pētītajām aizvietošanas reakcijām, kas notiek saskaņā ar radikāļu, elektrofīlo vai nukleofīlo mehānismu.

Atgriezeniskas un neatgriezeniskas ķīmiskas reakcijas

Tādus ķīmiskos procesus sauc par atgriezeniskiem, kuru produkti spēj reaģēt viens ar otru tādos pašos apstākļos, kādos tos iegūst, veidojot izejvielas.

Atgriezeniskām reakcijām vienādojumu parasti raksta šādi:

Divas pretēji vērstas bultiņas norāda, ka vienādos apstākļos vienlaicīgi notiek gan uz priekšu, gan atpakaļgaitas reakcijas, piemēram:

CH 3 COOH + C 2 H 5 OH CH 3 COOS 2 H 5 + H 2 O.

Neatgriezeniski ir tādi ķīmiskie procesi, kuru produkti nespēj viens ar otru reaģēt, veidojot izejvielas. Neatgriezenisku reakciju piemēri ir Bertole sāls sadalīšanās karsēšanas laikā:

2KSlO 3 → 2KSl + ZO 2,

vai glikozes oksidēšana ar atmosfēras skābekli:

C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O.

Ķīmiskās reakcijas ir jānošķir no kodolreakcijām. Ķīmisko reakciju rezultātā katra ķīmiskā elementa kopējais atomu skaits un tā izotopu sastāvs nemainās. Kodolreakcijas ir cita lieta - atomu kodolu transformācijas procesi to mijiedarbības rezultātā ar citiem kodoliem vai elementārdaļiņām, piemēram, alumīnija pārvēršanās magnijā:

27 13 Al + 1 1 H \u003d 24 12 Mg + 4 2 He

Ķīmisko reakciju klasifikācija ir daudzšķautņaina, tas ir, to var balstīt uz dažādām pazīmēm. Bet zem jebkura no šīm pazīmēm var attiecināt reakcijas gan starp neorganiskām, gan starp organiskām vielām.

Apsveriet ķīmisko reakciju klasifikāciju pēc dažādiem kritērijiem.

I. Pēc reaģentu skaita un sastāva

Reakcijas, kas notiek, nemainot vielu sastāvu.

Neorganiskajā ķīmijā šādas reakcijas ietver viena ķīmiskā elementa alotropu modifikāciju iegūšanas procesus, piemēram:

C (grafīts) ↔ C (dimants)
S (rombisks) ↔ S (monoklīnisks)
R (balts) ↔ R (sarkans)
Sn (baltā alva) ↔ Sn (pelēkā alva)
3O 2 (skābeklis) ↔ 2O 3 (ozons)

Organiskajā ķīmijā šāda veida reakcijas var ietvert izomerizācijas reakcijas, kas notiek, nemainot ne tikai vielu molekulu kvalitatīvo, bet arī kvantitatīvo sastāvu, piemēram:

1. Alkānu izomerizācija.

Alkānu izomerizācijas reakcijai ir liela praktiska nozīme, jo izostruktūras ogļūdeņražiem ir mazāka detonācijas spēja.

2. Alkēnu izomerizācija.

3. Alkīnu izomerizācija (A. E. Favorska reakcija).

CH 3 - CH 2 - C \u003d - CH ↔ CH 3 - C \u003d - C- CH 3

etilacetilēna dimetilacetilēns

4. Haloalkānu izomerizācija (A. E. Favorsky, 1907).

5. Amonija cianīta izomerizācija karsējot.

Pirmo reizi urīnvielu sintezēja F. Vēlers 1828. gadā, karsējot amonija cianātu izomerizējoties.

Reakcijas, kas rodas, mainoties vielas sastāvam

Ir četri šādu reakciju veidi: savienojumi, sadalīšanās, aizstāšana un apmaiņa.

1. Savienojuma reakcijas ir tādas reakcijas, kurās no divām vai vairākām vielām veidojas viena kompleksa viela

Neorganiskajā ķīmijā var aplūkot dažādas savienojumu reakcijas, piemēram, izmantojot reakciju piemēru sērskābes iegūšanai no sēra:

1. Sēra oksīda (IV) iegūšana:

S + O 2 \u003d SO - viena sarežģīta viela veidojas no divām vienkāršām vielām.

2. Sēra oksīda (VI) iegūšana:

SO 2 + 0 2 → 2SO 3 - no vienkāršas un sarežģītas vielas veidojas viena kompleksa viela.

3. Sērskābes iegūšana:

SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4 - viens komplekss veidojas no divām kompleksām vielām.

Saliktas reakcijas piemērs, kurā viena kompleksa viela veidojas no vairāk nekā diviem izejmateriāliem, ir slāpekļskābes ražošanas pēdējais posms:

4NO 2 + O 2 + 2H 2 O \u003d 4HNO 3

Organiskajā ķīmijā savienojumu reakcijas parasti sauc par "pievienošanas reakcijām". Visu šādu reakciju daudzveidību var aplūkot, piemēram, reakciju bloka piemērā, kas raksturo nepiesātināto vielu īpašības, piemēram, etilēnu:

1. Hidrogenēšanas reakcija — ūdeņraža pievienošana:

CH2 = CH2 + H2 → H3-CH3

etēns → etāns

2. Hidratācijas reakcija - ūdens pievienošana.

3. Polimerizācijas reakcija.

2. Sadalīšanās reakcijas ir tādas reakcijas, kurās no vienas kompleksās vielas veidojas vairākas jaunas vielas.

Neorganiskajā ķīmijā skābekļa iegūšanas reakciju blokā var aplūkot visas šādas reakcijas ar laboratorijas metodēm:

1. Dzīvsudraba (II) oksīda sadalīšanās - no vienas sarežģītas vielas veidojas divi vienkārši.

2. Kālija nitrāta sadalīšanās - no vienas kompleksās vielas veidojas viena vienkārša un viena kompleksa.

3. Kālija permanganāta sadalīšanās - no vienas kompleksās vielas veidojas divas kompleksās un viena vienkāršā, tas ir, trīs jaunas vielas.

Organiskajā ķīmijā sadalīšanās reakcijas var uzskatīt par reakciju bloku etilēna ražošanai laboratorijā un rūpniecībā:

1. Etanola dehidratācijas (ūdens sadalīšanas) reakcija:

C 2 H 5 OH → CH 2 \u003d CH 2 + H 2 O

2. Etāna dehidrogenēšanas reakcija (ūdeņraža sadalīšana):

CH3-CH3 → CH2 \u003d CH2+H2

vai CH3-CH3 → 2C + ZH2

3. Propāna plaisāšanas reakcija (šķelšanās):

CH3-CH2-CH3 → CH2 \u003d CH2 + CH4

3. Aizvietošanas reakcijas ir tādas reakcijas, kuru rezultātā vienkāršas vielas atomi aizstāj elementa atomus kompleksā vielā.

Neorganiskajā ķīmijā šādu procesu piemērs ir reakciju bloks, kas raksturo, piemēram, metālu īpašības:

1. Sārmu vai sārmzemju metālu mijiedarbība ar ūdeni:

2Na + 2H2O \u003d 2NaOH + H2

2. Metālu mijiedarbība ar skābēm šķīdumā:

Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2

3. Metālu mijiedarbība ar sāļiem šķīdumā:

Fe + CuSO 4 = FeSO 4 + Cu

4. Metalthermy:

2Al + Cr 2 O 3 → Al 2 O 3 + 2Cr

Organiskās ķīmijas izpētes priekšmets nav vienkāršas vielas, bet tikai savienojumi. Tāpēc kā aizvietošanas reakcijas piemēru mēs sniedzam piesātināto savienojumu, jo īpaši metāna, raksturīgāko īpašību, tā ūdeņraža atomu spēju aizstāt ar halogēna atomiem. Vēl viens piemērs ir aromātiska savienojuma (benzola, toluola, anilīna) bromēšana.

C6H6 + Br2 → C6H5Br + HBr

benzols → brombenzols

Pievērsīsim uzmanību aizvietošanas reakcijas īpatnībai organiskajās vielās: šādu reakciju rezultātā veidojas nevis vienkārša un sarežģīta viela, kā neorganiskajā ķīmijā, bet gan divas sarežģītas vielas.

Organiskajā ķīmijā aizvietošanas reakcijas ietver arī dažas reakcijas starp divām sarežģītām vielām, piemēram, benzola nitrēšanu. Formāli tā ir apmaiņas reakcija. Fakts, ka šī ir aizvietošanas reakcija, kļūst skaidrs tikai tad, ja tiek ņemts vērā tās mehānisms.

4. Apmaiņas reakcijas ir tādas reakcijas, kurās divas sarežģītas vielas apmainās ar savām sastāvdaļām

Šīs reakcijas raksturo elektrolītu īpašības un norit šķīdumos pēc Bertolē likuma, tas ir, tikai tad, ja rezultātā veidojas nogulsnes, gāze vai vāji disociējoša viela (piemēram, H 2 O).

Neorganiskajā ķīmijā tas var būt reakciju bloks, kas raksturo, piemēram, sārmu īpašības:

1. Neitralizācijas reakcija, kas notiek ar sāls un ūdens veidošanos.

2. Reakcija starp sārmu un sāli, kas notiek ar gāzes veidošanos.

3. Reakcija starp sārmu un sāli, kas notiek ar nogulšņu veidošanos:

СuSO 4 + 2KOH \u003d Cu (OH) 2 + K 2 SO 4

vai jonu formā:

Cu 2+ + 2OH - \u003d Cu (OH) 2

Organiskajā ķīmijā var uzskatīt reakciju bloku, kas raksturo, piemēram, etiķskābes īpašības:

1. Reakcija, kurā veidojas vājš elektrolīts - H 2 O:

CH3COOH + NaOH → Na (CH3COO) + H2O

2. Reakcija, kas notiek ar gāzes veidošanos:

2CH 3 COOH + CaCO 3 → 2CH 3 COO + Ca 2+ + CO 2 + H 2 O

3. Reakcija, kurā veidojas nogulsnes:

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. Mainot ķīmisko elementu, kas veido vielas, oksidācijas pakāpes

Pamatojoties uz to, izšķir šādas reakcijas:

1. Reakcijas, kas rodas, mainoties elementu oksidācijas pakāpēm, jeb redoksreakcijas.

Tās ietver daudzas reakcijas, tostarp visas aizvietošanas reakcijas, kā arī tās kombinācijas un sadalīšanās reakcijas, kurās piedalās vismaz viena vienkārša viela, piemēram:

1. Mg 0 + H + 2 SO 4 \u003d Mg + 2 SO 4 + H 2

2. 2Mg 0 + O 0 2 = Mg +2 O -2

Sarežģītas redoksreakcijas tiek apkopotas, izmantojot elektronu līdzsvara metodi.

2KMn +7 O4 + 16HCl - \u003d 2KCl - + 2Mn +2 Cl - 2 + 5Cl 0 2 + 8H 2 O

Organiskajā ķīmijā aldehīdu īpašības var kalpot kā spilgts redoksreakciju piemērs.

1. Tos reducē līdz attiecīgajiem spirtiem:

Aldecīdi tiek oksidēti līdz atbilstošām skābēm:

2. Reakcijas, kas notiek, nemainot ķīmisko elementu oksidācijas pakāpes.

Tie ietver, piemēram, visas jonu apmaiņas reakcijas, kā arī daudzas savienojumu reakcijas, daudzas sadalīšanās reakcijas, esterifikācijas reakcijas:

HCOOH + CHgOH = HSOCH 3 + H 2 O

III. Pēc termiskā efekta

Pēc termiskā efekta reakcijas iedala eksotermiskās un endotermiskās.

1. Eksotermiskās reakcijas notiek ar enerģijas izdalīšanos.

Tie ietver gandrīz visas saliktās reakcijas. Rets izņēmums ir slāpekļa oksīda (II) sintēzes endotermiskās reakcijas no slāpekļa un skābekļa un gāzveida ūdeņraža reakcija ar cieto jodu.

Eksotermiskās reakcijas, kas notiek ar gaismas izdalīšanos, tiek sauktas par sadegšanas reakcijām. Etilēna hidrogenēšana ir eksotermiskas reakcijas piemērs. Tas darbojas istabas temperatūrā.

2. Endotermiskās reakcijas notiek ar enerģijas absorbciju.

Acīmredzot uz tiem attieksies gandrīz visas sadalīšanās reakcijas, piemēram:

1. Kaļķakmens kalcinēšana

2. Butāna plaisāšana

Reakcijas rezultātā atbrīvotās vai absorbētās enerģijas daudzumu sauc par reakcijas termisko efektu, un ķīmiskās reakcijas vienādojumu, kas norāda uz šo efektu, sauc par termoķīmisko vienādojumu:

H2 (g) + C 12 (g) \u003d 2HC 1 (g) + 92,3 kJ

N 2 (g) + O 2 (g) \u003d 2NO (g) - 90,4 kJ

IV. Atbilstoši reaģējošo vielu agregācijas stāvoklim (fāzes sastāvs)

Atkarībā no reaģējošo vielu agregācijas stāvokļa izšķir:

1. Heterogēnās reakcijas - reakcijas, kurās reaģenti un reakcijas produkti atrodas dažādos agregācijas stāvokļos (dažādās fāzēs).

2. Homogēnās reakcijas - reakcijas, kurās reaģenti un reakcijas produkti atrodas vienā agregācijas stāvoklī (vienā fāzē).

V. Saskaņā ar katalizatora līdzdalību

Atkarībā no katalizatora līdzdalības ir:

1. Nekatalītiskas reakcijas, kas notiek bez katalizatora līdzdalības.

2. Katalītiskās reakcijas, kas notiek ar katalizatora piedalīšanos. Tā kā visas bioķīmiskās reakcijas, kas notiek dzīvo organismu šūnās, notiek, piedaloties īpašiem proteīna dabas bioloģiskajiem katalizatoriem - fermentiem, tad tās visas ir katalītiskas vai, precīzāk, fermentatiskas. Jāpiebilst, ka vairāk nekā 70% ķīmiskās rūpniecības izmanto katalizatorus.

VI. Uz priekšu

Pēc virziena ir:

1. Neatgriezeniskas reakcijas notiek noteiktos apstākļos tikai vienā virzienā. Tās ietver visas apmaiņas reakcijas, ko pavada nogulšņu, gāzes vai mazdisociējošas vielas (ūdens) veidošanās, kā arī visas degšanas reakcijas.

2. Atgriezeniskas reakcijas šajos apstākļos norit vienlaicīgi divos pretējos virzienos. Lielākā daļa šo reakciju ir.

Organiskajā ķīmijā atgriezeniskuma zīme atspoguļojas nosaukumos - procesu antonīmos:

Hidrogenēšana - dehidrogenēšana,

Hidratācija - dehidratācija,

Polimerizācija - depolimerizācija.

Visas esterifikācijas reakcijas ir atgriezeniskas (pretēju procesu, kā zināms, sauc par hidrolīzi) un olbaltumvielu, esteru, ogļhidrātu, polinukleotīdu hidrolīzi. Šo procesu atgriezeniskums ir dzīvā organisma vissvarīgākās īpašības - vielmaiņas pamatā.

VII. Saskaņā ar plūsmas mehānismu ir:

1. Radikālās reakcijas notiek starp radikāļiem un molekulām, kas veidojas reakcijas laikā.

Kā jau jūs zināt, visās reakcijās tiek pārtrauktas vecās ķīmiskās saites un veidojas jaunas ķīmiskās saites. Saites pārraušanas metode izejvielas molekulās nosaka reakcijas mehānismu (ceļu). Ja vielu veido kovalentā saite, tad šo saiti var pārraut divos veidos: hemolītiskā un heterolītiskā. Piemēram, Cl 2, CH 4 uc molekulām tiek realizēts saišu hemolītisks pārrāvums, kas novedīs pie daļiņu veidošanās ar nepāra elektroniem, tas ir, brīvajiem radikāļiem.

Radikāļi visbiežāk veidojas tad, kad tiek sarautas saites, kurās kopīgie elektronu pāri ir aptuveni vienādi sadalīti starp atomiem (nepolārā kovalentā saite), taču daudzas polārās saites var arī pārraut līdzīgā veidā, it īpaši, ja reakcija notiek gāzes fāzē un gaismas ietekmē , kā, piemēram, iepriekš apskatīto procesu gadījumā - C 12 un CH 4 mijiedarbība - . Radikāļi ir ļoti reaģējoši, jo tiem ir tendence pabeigt savu elektronu slāni, paņemot elektronu no cita atoma vai molekulas. Piemēram, kad hlora radikālis saduras ar ūdeņraža molekulu, tas sadala kopīgo elektronu pāri, kas saista ūdeņraža atomus un veido kovalento saiti ar vienu no ūdeņraža atomiem. Otrais ūdeņraža atoms, kļūstot par radikāli, veido kopīgu elektronu pāri ar hlora atoma nepāra elektronu no sabrūkošās Cl 2 molekulas, kā rezultātā veidojas hlora radikālis, kas uzbrūk jaunai ūdeņraža molekulai utt.

Reakcijas, kas ir secīgu transformāciju ķēde, sauc par ķēdes reakcijām. Par ķēdes reakciju teorijas izstrādi ar Nobela prēmiju tika apbalvoti divi izcili ķīmiķi - mūsu tautietis N. N. Semenovs un anglis S. A. Hinšelvuds.
Aizvietošanas reakcija starp hloru un metānu notiek līdzīgi:

Lielākā daļa organisko un neorganisko vielu sadegšanas reakciju, ūdens, amonjaka sintēze, etilēna, vinilhlorīda uc polimerizācija notiek pēc radikālas mehānisma.

2. Jonu reakcijas notiek starp joniem, kas jau ir vai veidojas reakcijas laikā.

Tipiskas jonu reakcijas ir mijiedarbība starp elektrolītiem šķīdumā. Joni veidojas ne tikai elektrolītu disociācijas laikā šķīdumos, bet arī elektriskās izlādes, apkures vai starojuma ietekmē. Piemēram, γ-stari pārvērš ūdens un metāna molekulas molekulāros jonos.

Saskaņā ar citu jonu mehānismu notiek ūdeņraža halogenīdu, ūdeņraža, halogēnu pievienošanas reakcijas alkēniem, spirtu oksidēšana un dehidratācija, spirta hidroksilgrupas aizstāšana ar halogēnu; reakcijas, kas raksturo aldehīdu un skābju īpašības. Joni šajā gadījumā veidojas, heterolītiski pārraujot kovalentās polārās saites.

VIII. Atbilstoši enerģijas veidam

ierosinot reakciju, ir:

1. Fotoķīmiskās reakcijas. Tos ierosina gaismas enerģija. Papildus iepriekšminētajiem HCl sintēzes fotoķīmiskajiem procesiem vai metāna reakcijai ar hloru tie ietver ozona veidošanos troposfērā kā sekundāru atmosfēras piesārņotāju. Šajā gadījumā slāpekļa oksīds (IV) darbojas kā primārais, kas gaismas ietekmē veido skābekļa radikāļus. Šie radikāļi mijiedarbojas ar skābekļa molekulām, kā rezultātā veidojas ozons.

Ozona veidošanās turpinās tik ilgi, kamēr ir pietiekami daudz gaismas, jo NO var mijiedarboties ar skābekļa molekulām, veidojot to pašu NO 2 . Ozona un citu sekundāro gaisa piesārņotāju uzkrāšanās var izraisīt fotoķīmisko smogu.

Šāda veida reakcija ietver arī vissvarīgāko procesu, kas notiek augu šūnās - fotosintēzi, kuras nosaukums runā pats par sevi.

2. Radiācijas reakcijas. Tos ierosina augstas enerģijas starojums - rentgena starojums, kodolstarojums (γ-stari, a-daļiņas - He 2+ utt.). Ar radiācijas reakciju palīdzību tiek veikta ļoti ātra radiopolimerizācija, radiolīze (radiācijas sadalīšanās) u.c.

Piemēram, fenola divpakāpju ražošanas vietā no benzola to var iegūt, benzolam mijiedarbojoties ar ūdeni starojuma ietekmē. Šajā gadījumā no ūdens molekulām veidojas radikāļi [OH] un [H], ar kuriem benzols reaģē, veidojot fenolu:

C6H6 + 2 [OH] → C6H5OH + H2O

Gumijas vulkanizāciju var veikt bez sēra, izmantojot radiovulkanizāciju, un iegūtā gumija nebūs sliktāka par tradicionālo gumiju.

3. Elektroķīmiskās reakcijas. Tos ierosina elektriskā strāva. Papildus jums labi zināmajām elektrolīzes reakcijām mēs norādīsim arī elektrosintēzes reakcijas, piemēram, neorganisko oksidētāju rūpnieciskās ražošanas reakcijas.

4. Termoķīmiskās reakcijas. Tos ierosina siltumenerģija. Tie ietver visas endotermiskās reakcijas un daudzas eksotermiskās reakcijas, kurām nepieciešama sākotnējā siltuma padeve, tas ir, procesa uzsākšana.

Iepriekš minētā ķīmisko reakciju klasifikācija ir atspoguļota diagrammā.

Ķīmisko reakciju klasifikācija, tāpat kā visas citas klasifikācijas, ir nosacīta. Zinātnieki vienojās sadalīt reakcijas noteiktos veidos atbilstoši viņu identificētajām pazīmēm. Bet lielāko daļu ķīmisko pārvērtību var attiecināt uz dažādiem veidiem. Piemēram, raksturosim amonjaka sintēzes procesu.

Šī ir salikta reakcija, redoks, eksotermiska, atgriezeniska, katalītiska, neviendabīga (precīzāk, neviendabīga katalītiska), kas turpinās ar spiediena samazināšanos sistēmā. Lai veiksmīgi vadītu procesu, ir jāņem vērā visa iepriekš minētā informācija. Konkrēta ķīmiskā reakcija vienmēr ir daudzkvalitatīva, to raksturo dažādas pazīmes.

Un tērauda klasifikācija

- kvalitāte;

- ķīmiskais sastāvs;

- Pieraksts;

- mikrostruktūra;

- spēks.

Tērauda kvalitāte

Pēc ķīmiskā sastāva

oglekļa tēraudi pastāvīgie piemaisījumi

1.3. tabula.

OGLEKĻA TĒRAUDS

leģēšana elementi piedevas vai piedevas

Leģētie tēraudi mazleģēti(līdz 2,5 masas %), dopēts(no 2,5 līdz 10 mas.%) un ļoti leģēts "hroms"

Atbilstoši tērauda mērķim

Strukturāls zems-( vai maz-) un vidēja oglekļa.

instrumentālsaugsts oglekļa daudzums.

un (ar īpašām īpašībām - ).

un

un paaugstināta karstumizturība ātra griešana tēraudi.

parastā kvalitāte,

Konstrukciju tēraudi,

instrumentu tērauds,

6) gultnis (gultnis) kļūt,

7) ātrgaitas tērauds(augsti leģēti, augstas kvalitātes instrumentu tēraudi ar augstu volframa saturu).

8) automātiska, t.i.palielināta (vai augsta) apstrādājamība, kļūt.

Vēsturiski izveidoto tēraudu marķēšanas grupu sastāva analīze parāda, ka izmantotās marķēšanas sistēmas ļauj kodēt piecas klasifikācijas pazīmes, proti: kvalitāte, ķīmiskais sastāvs, mērķis, deoksidācijas pakāpe, kā arī veids, kā iegūt sagataves(automātiskās vai, retos gadījumos, lietuvēs). Savienojums starp marķējuma grupām un tērauda klasēm ir parādīts blokshēmas apakšējā daļā 1. attēlā.

GRUPU MARĶĒŠANAS SISTĒMA, MARĶĒŠANAS NOTEIKUMI UN TĒRAUDA KĀRTU PIEMĒRI

OGLEKLIS	REGULĀRA KVALITĀTE
	tērauda grupa	Piegādes garantija	ZĪMOGI
BET	pēc ķīmiskā sastāva	St0	St1	St2	StZ	St4	St5	St6
B	pēc mehāniskajām īpašībām	Bst0	Bst1	Bst2	BSTZ	Bst4	Bst5	Bst6
AT	mehāniskās īpašības un ķīmiskais sastāvs	ESPO	VST1	VST2	VSTZ	VST4	VST5	VST6
Oglekļa koncentrācija, masa %	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
KVALITĀTE AUGSTA KVALITĀTE	STRUKTURĀLS	ZĪMOGU PIEMĒRI
Pakāpe: oglekļa procenta simtdaļu divciparu skaitlis + deoksidācijas pakāpes norāde	05 08kp 10 15 18kp 20A 25ps ZOA 35 40 45 50 55 ... 80 85 Piezīmes: 1) deoksidācijas pakāpes indikatora neesamība nozīmē “sp”; 2) "A" klases beigās norāda, ka tērauds ir kvalitatīvs
INSTRUMENTĀLS	ZĪMOGI
Zīmols: simbols "U" + cipars OGLEKĻA PROCENTU ZOBUMI	U7 U7A U8 UVA U9 U9A U10 U10A U12 U12A
LEEGĒTS	AUGSTA KVALITĀTE AUGSTA KVALITĀTE ĪPAŠI AUGSTA KVALITĀTE	STRUKTURĀLS	ZĪMOGU PIEMĒRI
Pakāpe: oglekļa procentuālās daļas simtdaļu divciparu skaitlis + leģējošā elementa simbols + vesels skaitlis no tā procentiem	09G2 10KhSND 18G2AFps 20Kh 40G 45KhN 65S2VA 110G13L 2) zīmols 110G13L - viens no retajiem, kurā oglekļa procenta simtdaļu skaits ir trīsciparu
INSTRUMENTĀLS	ZĪMOGU PIEMĒRI
Pakāpe: oglekļa % TENSES skaits + sakausējuma elementa simbols+ vesels skaitlis no tā procentiem	ZKh2N2MF 4KhV2S 5KhNM 7X3 9KhVG X KhV4 9Kh4MZF2AGST-SH 2) "-SH" zīmola beigās parāda, ka tērauds ir īpaši kvalitatīvs, iegūts, piemēram, ar metodi elektrosārņi pārkausēšana (bet ne tikai)

Parastas kvalitātes oglekļa konstrukciju tēraudi

Konkrēti norādītās marķējuma grupas tēraudi tiek apzīmēti, izmantojot divu burtu kombināciju "Sv." kas ir atslēga (mugurkauls) aplūkotajā atzīmju grupā. Šīs grupas tērauda markas ir uzreiz atpazīstamas pēc šī simbola.

Simbolam "St" bez atstarpes seko skaitlis, kas norāda telpa zīmoli no «0» pirms tam "6".

Klases numura pieaugums atbilst oglekļa satura palielinājumam tēraudā, bet nenorāda tā īpašo vērtību. Pieļaujamās oglekļa koncentrācijas robežas katras markas tēraudos ir parādītas tabulā. 1.5. Oglekļa saturs iekšā parastie oglekļa tēraudi nepārsniedz 0,5 masas %. Šādi tēraudi ir hipoeutektoīdi saskaņā ar strukturālo kritēriju un līdz ar to strukturāli atbilstoši to mērķim.

Pēc cipara seko viena no trīs burtu kombinācijām: “kp”, “ps”, “sp”, kas norāda tērauda deoksidācijas pakāpi.

Pirms simbola "St" var būt lielie burti "A", "B" vai "C", vai arī simbolu var nebūt. Tādā veidā tiek pārraidīta informācija par tēraudu, kas pieder pie viena no t.s "piegādes grupas": A, B vai AT, - atkarībā no tā, kuru no normalizētajiem tērauda rādītājiem garantē piegādātājs.

Tērauda grupa BET komplektā ietilpst ķīmiskā sastāva vai GOST noteikto oglekļa un piemaisījumu koncentrācijas pieļaujamo vērtību garantija. Bieži vien zīmogā netiek uzlikts burts "A" un tā neesamība noklusējuma apzīmē ķīmiskā sastāva garantiju. Tērauda patērētājs, kuram nav informācijas par mehāniskajām īpašībām, var tos veidot ar atbilstošu termisko apstrādi, kuras režīmu izvēlei nepieciešamas zināšanas par ķīmisko sastāvu.

Tērauda grupa B nāk ar nepieciešamo mehānisko īpašību garantiju. Tērauda patērētājs var noteikt tā optimālo izmantošanu konstrukcijās pēc zināmajām mehānisko īpašību īpašībām bez iepriekšējas termiskās apstrādes.

Tērauda grupa AT tiek nodrošināta gan ķīmiskā sastāva, gan mehānisko īpašību garantija. Patērētājs to galvenokārt izmanto, lai izveidotu metinātas konstrukcijas. Mehānisko īpašību zināšanas ļauj prognozēt noslogotās konstrukcijas uzvedību vietās, kas atrodas tālu no metinātajām šuvēm, savukārt zināšanas par ķīmisko sastāvu ļauj prognozēt un nepieciešamības gadījumā koriģēt pašu metināto šuvju mehāniskās īpašības ar termisko apstrādi. .

Zīmogu ierakstīšanas piemēri parastais kvalitātes oglekļa tērauds izskatās šādi: Vst3ps, Bst6sp, St1kp .

Lodīšu gultņu tēraudi

Tēraudiem gultņiem ir savs marķējums, atbilstoši to mērķim tie veido īpašu grupu strukturāli tēraudiem, lai gan pēc sastāva un īpašībām tie ir tuvi instrumentu tēraudiem. Termins "lodīšu gultnis" definē to šauro darbības jomu - rites gultņi (ne tikai lodīšu gultņi, bet arī rullīšu un adatu gultņi). Tā marķēšanai tika piedāvāts saīsinājums "SHH" - hroma lodīšu gultnis, kam seko cipars procenta desmitdaļas vidēja koncentrācija hroms. No iepriekš pazīstamajiem zīmoliem SHKH6, SHKH9 un SHKH15 lietošanā palika zīmols SHKH15. Atšķirība starp lodīšu gultņu tēraudu un līdzīgu instrumentu tēraudu ir stingrākas prasības attiecībā uz nemetālisko ieslēgumu daudzumu un vienmērīgu karbīdu sadalījumu mikrostruktūrā.

ShKh15 tērauda uzlabošana, ieviešot tajā papildu leģējošās piedevas (silīciju un mangānu), marķējumā tika atspoguļota savdabīgā veidā - izkliedējot uz specifisks vēlāku noteikumu sistēma leģēto tēraudu sastāvā esošo leģējošo elementu apzīmēšanai: SHKH15SG, SHKH20SG.

Ātrgaitas tēraudi

Ātrgaitas tēraudi ir īpaši apzīmēti ar krievu alfabēta sākuma burtu "R", kas atbilst pirmajai skaņai angļu valodā. ātrs - ātri, ātri. Tam seko vesels volframa procentuālais daudzums. Kā jau minēts, visizplatītākā ātrgaitas tērauda marka bija P18.

Volframa trūkuma un augsto izmaksu dēļ notika pāreja uz volframa-molibdēna tēraudu R6M5 bez slāpekļa un R6AM5 ar slāpekli. Līdzīgi kā gultņu tēraudiem, ir notikusi abu marķēšanas sistēmu apvienošana (sava ​​veida "hibridizācija"). Jaunu ātrgaitas tēraudu ar kobaltu un vanādiju izstrāde un izstrāde bagātināja "hibrīdo" marku arsenālu: R6AM5F3, R6M4K8, 11R3AM3F2, kā arī noveda pie vispārēji volframa nesaturošu ātrtēraudu rašanās, kas ir marķēti specifiska sistēma (R0M5F1, R0M2F3), un pilnīgi jaunā veidā - 9X6M3F3AGST-Sh, 9X4M3F2AGST-Sh.

Čuguna klasifikācija

Čugunus sauc par dzelzs sakausējumiem ar oglekli, kuru sastāvā ir vairāk nekā 2,14 masas % C.

Čuguns tiek kausēts, lai tos pārveidotu par tēraudu (pārveidošanu), lai ražotu ferosakausējumus, kas pilda leģēšanas piedevu lomu, kā arī kā augsto tehnoloģiju sakausējumus lējumiem (liešanai).

Ogleklis čugunā var būt divu augstu oglekļa fāžu formā - cementīts (Fe 3 C) un grafīts, un dažreiz arī cementīta un grafīta veidā. Čuguns, kurā ir tikai cementīts, rada vieglu, spīdīgu lūzumu, un tāpēc to sauc balts. Grafīta klātbūtne piešķir čuguna lūzumam pelēku krāsu. Tomēr ne katrs čuguns ar grafītu pieder pie ts klases pelēksčuguņi. Starp balto un pelēko čugunu atrodas klase puslīdzīgsčuguņi.

puslīdzīgsčugunus sauc par čuguniem, kuru struktūrā, neskatoties uz grafitizāciju, vismaz daļēji ir saglabājies ledeburīta cementīts, kas nozīmē, ka klātesošs ir pats ledeburīts - eitektiska struktūras sastāvdaļa, kurai ir noteikta forma.

Uz pelēks ietver čugunus, kuros ledeburīta cementīts ir pilnībā sadalījies, un pēdējais ir pazudis no konstrukcijas. Pelēkais čuguns sastāv no grafīta ieslēgumi un metāla pamatne. Šī metāla pamatne ir perlīta (eitektoīda), ferīta-perlīta (hipoeutektoīda) vai ferīta (zema oglekļa satura) tērauds. Norādītā pelēkā čuguna metāla pamatnes tipu secība atbilst pieaugošai cementīta, kas ir perlīta sastāvdaļa, sadalīšanās pakāpei.

Pretberzes čuguņi

Zīmolu piemēri: ĀCM-1, ĀCM-2, ĀCM-3.

Īpaši leģēts karstumizturīgs, izturīgs pret koroziju un karstumizturīgsčuguns:

ĪPAŠU PELĒKĀS Dzelzs marku PIEMĒRI

Klasifikācija un marķēšana

saķepināti cietie sakausējumi

Metālkeramikas cietie sakausējumi ir sakausējumi, kas izgatavoti ar pulvermetalurģiju (kermetu) un sastāv no ugunsizturīgu metālu karbīdiem: WC, TiC, TaC, kas savienoti ar plastmasas metāla saistvielu, visbiežāk ar kobaltu.

Pašlaik Krievijā tiek ražotas trīs cieto sakausējumu grupas: volframs, titāns-volframs un titāns-tantals-volframs, – satur kā saistvielu kobalts.

Pateicoties augstajām volframa izmaksām, ir izstrādāti cietie sakausējumi, kas nemaz nesatur volframa karbīdu. Kā cietā fāze tie satur tikai titāna karbīds vai titāna karbonitrīds– Ti(NC). Plastmasas saites lomu veic niķeļa-molibdēna matrica. Cieto sakausējumu klasifikācija ir attēlota blokshēmā.

Saskaņā ar piecām metālkeramikas cieto sakausējumu klasēm esošie marķēšanas noteikumi veido piecas marķēšanas grupas.

Volframs ( dažreiz sauc volframa-kobalta) cietie sakausējumi

Piemēri: VK3, VK6, VK8, VK10.

Titāna volframs ( dažreiz sauc titāna-volframa-kobalta) cietie sakausējumi

Piemēri: T30K4, T15K6, T5K10, T5K12.

Titāna tantala volframs ( dažreiz sauc titāna-tantala-volframa-kobalta) cietie sakausējumi

Piemēri: TT7K12, TT8K6, TT10K8, TT20K9.

Dažreiz zīmola beigās ar defisi tiek pievienoti burti vai burtu kombinācijas, kas raksturo karbīda daļiņu izkliedi pulverī:

CIETĀS KERAMIKAS SAKAUSĒJUMU KLASIFIKĀCIJA

Dažu pašmāju leģētā tērauda marku ārvalstu analogi ir parādīti 1.1. tabulā.

1.1. tabula.

Ārzemju analogi vairākām vietējām leģētā tērauda kategorijām

Krievija, GOST	Vācija, DIN *	ASV, ASTM*	Japāna, LS*
15X	15Cr3		SCr415
40X	41Cr4		SCg440
30 XM	25CrMo4		SCM430, SCM2
12HG3A	14NiCr10**	–	SNC815
20HGNM	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 (Japānas rūpniecības standarts).

** Tērauds pēc sastāva līdzīgs; *** SAE standarts

Klasifikācijas pazīmju raksturojums

Un tērauda klasifikācija

Mūsdienu tēraudu klasifikācijas pazīmes ir šādas:

- kvalitāte;

- ķīmiskais sastāvs;

- Pieraksts;

- ražošanas metalurģiskās īpašības;

- mikrostruktūra;

- tradicionāls rūdīšanas veids;

- tradicionālais sagatavju vai detaļu iegūšanas veids;

- spēks.

Īsi raksturosim katru no tiem.

Tērauda kvalitāte galvenokārt nosaka kaitīgo piemaisījumu – sēra un fosfora – saturs, un to raksturo 4 kategorijas (sk. 1.2. tabulu).

Pēc ķīmiskā sastāva tēraudus nosacīti iedala oglekļa (neleģētajos) tēraudos un leģētajos.

oglekļa tēraudi nesatur īpaši ieviestus leģējošus elementus. Oglekļa tēraudos esošie elementi, izņemot oglekli, ir starp t.s pastāvīgie piemaisījumi. To koncentrācijai jābūt robežās, ko nosaka attiecīgie valsts standarti (GOST). 1.3. tabula. ir dotas dažu elementu vidējās koncentrācijas robežas, ļaujot šos elementus klasificēt kā piemaisījumus, nevis leģējošus elementus. Īpašus ierobežojumus piemaisījumu saturam oglekļa tēraudos nosaka GOST.

1.3. tabula.

IEROBEŽOJOT DAŽU ELEMENTU KONCENTRĀCIJU, Ļaujot TOS UZSKATA PAR PASTĀVĪGIEM PIEMAISĪJUMIEM

OGLEKĻA TĒRAUDS

leģēšana elementi, ko dažreiz sauc par sakausējumu piedevas vai piedevas, tiek speciāli ievadīti tēraudā, lai iegūtu vajadzīgo struktūru un īpašības.

Leģētie tēraudi tiek iedalīti pēc leģējošu elementu, izņemot oglekli, kopējās koncentrācijas mazleģēti(līdz 2,5 masas %), dopēts(no 2,5 līdz 10 mas.%) un ļoti leģēts(vairāk nekā 10 mas.%), ja dzelzs saturs tajā nav mazāks par 45 mas.%. Parasti ieviestais leģējošais elements leģētajam tēraudam piešķir atbilstošu nosaukumu: "hroms"- leģēts ar hromu, "silīcijs" - ar silīciju, "hroms-silīcijs" - ar hromu un silīciju vienlaikus utt.

Turklāt tiek izdalīti arī sakausējumi uz dzelzs bāzes, kad dzelzs saturs materiālā ir mazāks par 45%, bet tas ir vairāk nekā jebkura cita leģējošā elementa.

Atbilstoši tērauda mērķim iedala strukturālajā un instrumentālajā.

Strukturāls aplūkoti tēraudi, ko izmanto dažādu mašīnu detaļu, mehānismu un konstrukciju ražošanai mašīnbūvē, celtniecībā un instrumentu ražošanā. Tiem jābūt ar nepieciešamo stiprību un stingrību, kā arī, ja nepieciešams, īpašu īpašību kopumu (noturība pret koroziju, paramagnētisms utt.). Kā likums, konstrukcijas tēraudi ir zems-( vai maz-) un vidēja oglekļa. Cietība tiem nav noteicošais mehāniskais raksturlielums.

instrumentāls sauc par tēraudiem, ko izmanto materiālu apstrādei ar griešanu vai spiedienu, kā arī mērinstrumentu ražošanai. Tiem jābūt ar augstu cietību, nodilumizturību, izturību un vairākām citām specifiskām īpašībām, piemēram, karstumizturību. Nepieciešams nosacījums augstas cietības iegūšanai ir palielināts oglekļa saturs, tāpēc instrumentu tēraudi ar retiem izņēmumiem vienmēr ir augsts oglekļa daudzums.

Katrā grupā ir detalizētāks sadalījums atbilstoši mērķim. Konstrukciju tēraudus iedala celtniecība, inženierija un īpaša pielietojuma tēraudi(ar īpašām īpašībām - karstumizturīgs, karstumizturīgs, izturīgs pret koroziju, nemagnētisks).

Instrumentu tēraudus iedala griezējinstrumentu tēraudi, prestēraudi un tērauds mērinstrumentiem.

Instrumentu tēraudu kopīga ekspluatācijas īpašība ir augsta cietība, kas nodrošina instrumenta izturību pret deformāciju un virsmas nodilumu. Tajā pašā laikā griezējinstrumentu tēraudiem tiek izvirzīta īpaša prasība - saglabāt augstu cietību paaugstinātā temperatūrā (līdz 500 ... 600ºС), kas attīstās griešanas malā pie liela griešanas ātruma. Norādīto tērauda spēju sauc par to karstumizturība (vai sarkanā cietība). Saskaņā ar norādīto kritēriju griezējinstrumentu tēraudus iedala nav karstumizturīgs, daļēji karstumizturīgs, karstumizturīgs un paaugstināta karstumizturība. Pēdējās divas grupas ir zināmas ar nosaukumu ātra griešana tēraudi.

No presformas tēraudiem papildus augstajai cietībai ir nepieciešama arī augsta stingrība, jo presēšanas instruments darbojas trieciena slodzes apstākļos. Turklāt karstās štancēšanas instruments, saskaroties ar sakarsētām metāla sagatavēm, ilgstoša darba laikā var uzkarst. Tāpēc karstās štancēšanas tēraudiem jābūt arī karstumizturīgiem.

Mērinstrumentu tēraudiem papildus augstajai nodilumizturībai, nodrošinot izmēru precizitāti ilgā kalpošanas laikā, jāgarantē instrumenta izmēru stabilitāte neatkarīgi no darba temperatūras apstākļiem. Citiem vārdiem sakot, tiem vajadzētu būt ļoti mazam termiskās izplešanās koeficientam.

Neorganisko vielu klasifikācija ar savienojumu piemēriem

Tagad sīkāk analizēsim iepriekš aprakstīto klasifikācijas shēmu.

Kā redzam, pirmkārt, visas neorganiskās vielas tiek sadalītas vienkārši un komplekss:

vienkāršas vielas sauc vielas, kuras veido tikai viena ķīmiskā elementa atomi. Piemēram, vienkāršas vielas ir ūdeņradis H 2 , skābeklis O 2 , dzelzs Fe, ogleklis C utt.

Starp vienkāršām vielām ir metāli, nemetāli un cēlgāzes:

Metāli veido ķīmiskie elementi, kas atrodas zem bora-astata diagonāles, kā arī visi elementi, kas atrodas sānu grupās.

cēlgāzes ko veido VIIIA grupas ķīmiskie elementi.

nemetāli veido attiecīgi ķīmiskie elementi, kas atrodas virs bora-astata diagonāles, izņemot visus sekundāro apakšgrupu elementus un cēlgāzes, kas atrodas VIIIA grupā:

Vienkāršu vielu nosaukumi visbiežāk sakrīt ar ķīmisko elementu nosaukumiem, kuru atomi tie veidojas. Tomēr daudziem ķīmiskajiem elementiem alotropijas parādība ir plaši izplatīta. Allotropija ir parādība, kad viens ķīmiskais elements spēj veidot vairākas vienkāršas vielas. Piemēram, ķīmiskā elementa skābekļa gadījumā ir iespējama molekulāro savienojumu esamība ar formulām O 2 un O 3. Pirmo vielu parasti sauc par skābekli tāpat kā ķīmisko elementu, kura atomi tā veidojas, bet otro vielu (O 3) parasti sauc par ozonu. Vienkāršā viela ogleklis var nozīmēt jebkuru no tās alotropajām modifikācijām, piemēram, dimantu, grafītu vai fullerēnus. Ar vienkāršu vielu fosforu var saprast tās alotropās modifikācijas, piemēram, baltais fosfors, sarkanais fosfors, melnais fosfors.

Sarežģītas vielas

sarežģītas vielas Vielas, kas sastāv no divu vai vairāku elementu atomiem, sauc.

Tā, piemēram, sarežģītas vielas ir amonjaks NH 3, sērskābe H 2 SO 4, dzēstie kaļķi Ca (OH) 2 un neskaitāmas citas.

Starp sarežģītām neorganiskām vielām izšķir 5 galvenās klases, proti, oksīdi, bāzes, amfoteriskie hidroksīdi, skābes un sāļi:

oksīdi - kompleksās vielas, ko veido divi ķīmiskie elementi, no kuriem viens ir skābeklis oksidācijas stāvoklī -2.

Vispārīgo oksīdu formulu var uzrakstīt kā E x O y, kur E ir ķīmiskā elementa simbols.

Oksīdu nomenklatūra

Ķīmiskā elementa oksīda nosaukums ir balstīts uz principu:

Piemēram:

Fe 2 O 3 - dzelzs oksīds (III); CuO, vara(II) oksīds; N 2 O 5 - slāpekļa oksīds (V)

Bieži vien jūs varat atrast informāciju, ka elementa valence ir norādīta iekavās, bet tas tā nav. Tā, piemēram, slāpekļa N 2 O 5 oksidācijas pakāpe ir +5, un valence, dīvainā kārtā, ir četri.

Ja ķīmiskajam elementam savienojumos ir viens pozitīvs oksidācijas stāvoklis, tad oksidācijas pakāpe nav norādīta. Piemēram:

Na 2 O - nātrija oksīds; H 2 O - ūdeņraža oksīds; ZnO ir cinka oksīds.

Oksīdu klasifikācija

Oksīdus atkarībā no spējas veidot sāļus, mijiedarbojoties ar skābēm vai bāzēm, iedala attiecīgi: sāli veidojošs un sāli neveidojošs.

Sāli neveidojošu oksīdu ir maz, tos visus veido nemetāli oksidācijas stāvoklī +1 un +2. Jāatceras sāli neveidojošo oksīdu saraksts: CO, SiO, N 2 O, NO.

Savukārt sāli veidojošos oksīdus iedala galvenais, skābs un amfotērisks.

Pamata oksīdi sauc par tādiem oksīdiem, kuri, mijiedarbojoties ar skābēm (vai skābju oksīdiem), veido sāļus. Galvenie oksīdi ir metālu oksīdi oksidācijas stāvoklī +1 un +2, izņemot BeO, ZnO, SnO, PbO oksīdus.

Skābes oksīdi sauc par tādiem oksīdiem, kuri, mijiedarbojoties ar bāzēm (vai bāzes oksīdiem), veido sāļus. Skābie oksīdi ir praktiski visi nemetālu oksīdi, izņemot sāļus neveidojošus CO, NO, N 2 O, SiO, kā arī visus metālu oksīdus augstā oksidācijas pakāpē (+5, +6 un +7) .

amfoteriskie oksīdi sauc par oksīdiem, kas var reaģēt gan ar skābēm, gan bāzēm, un šo reakciju rezultātā veidojas sāļi. Šādiem oksīdiem ir dubults skābju-bāzes raksturs, tas ir, tiem var būt gan skābo, gan bāzisko oksīdu īpašības. Pie amfoteriskajiem oksīdiem pieder metālu oksīdi oksidācijas pakāpēs +3, +4 un izņēmuma kārtā BeO, ZnO, SnO, PbO oksīdi.

Daži metāli var veidot visus trīs veidu sāļus veidojošos oksīdus. Piemēram, hroms veido bāzes oksīdu CrO, amfoterisko oksīdu Cr 2 O 3 un skābo oksīdu CrO 3 .

Kā redzams, metālu oksīdu skābju bāzes īpašības ir tieši atkarīgas no metāla oksidācijas pakāpes oksīdā: jo augstāka ir oksidācijas pakāpe, jo izteiktākas ir skābes īpašības.

Pamati

Pamati - savienojumi ar formulu formā Me (OH) x, kur x visbiežāk vienāds ar 1 vai 2.

Izņēmumi: Be (OH) 2, Zn (OH) 2, Sn (OH) 2 un Pb (OH) 2 nepieder pie bāzēm, neskatoties uz metāla oksidācijas pakāpi +2. Šie savienojumi ir amfoteriskie hidroksīdi, par kuriem šajā nodaļā tiks runāts sīkāk.

Bāzes klasifikācija

Bāzes tiek klasificētas pēc hidrokso grupu skaita vienā struktūrvienībā.

Bāzes ar vienu hidrokso grupu, t.i. tipa MeOH, saukts vienas skābes bāzes ar divām hidrokso grupām, t.i. attiecīgi Me(OH)2 tips, diskābe utt.

Arī bāzes tiek sadalītas šķīstošās (sārmu) un nešķīstošās.

Sārmi ietver tikai sārmu un sārmzemju metālu hidroksīdus, kā arī tallija hidroksīdu TlOH.

Pamatnomenklatūra

Fonda nosaukums ir veidots pēc šāda principa:

Piemēram:

Fe (OH) 2 - dzelzs (II) hidroksīds,

Cu (OH) 2 - vara (II) hidroksīds.

Gadījumos, kad metālam kompleksās vielās ir nemainīgs oksidācijas stāvoklis, tas nav jānorāda. Piemēram:

NaOH - nātrija hidroksīds,

Ca (OH) 2 - kalcija hidroksīds utt.

skābes

skābes - kompleksas vielas, kuru molekulas satur ūdeņraža atomus, kurus var aizstāt ar metālu.

Skābju vispārīgo formulu var uzrakstīt kā H x A, kur H ir ūdeņraža atomi, kurus var aizstāt ar metālu, un A ir skābes atlikums.

Piemēram, skābes ietver tādus savienojumus kā H 2 SO 4, HCl, HNO 3, HNO 2 utt.

Skābju klasifikācija

Pēc ūdeņraža atomu skaita, ko var aizstāt ar metālu, skābes iedala:

- apmēram vienbāziskās skābes: HF, HCl, HBr, HI, HNO 3 ;

- d etiķskābes: H2SO4, H2SO3, H2CO3;

- t rebāziskās skābes: H 3 PO 4 , H 3 BO 3 .

Jāņem vērā, ka ūdeņraža atomu skaits organisko skābju gadījumā visbiežāk neatspoguļo to bāziskumu. Piemēram, etiķskābe ar formulu CH 3 COOH, neskatoties uz to, ka molekulā ir 4 ūdeņraža atomi, tā nav četru, bet vienbāziska. Organisko skābju bāziskumu nosaka karboksilgrupu (-COOH) skaits molekulā.

Tāpat pēc skābekļa klātbūtnes skābes molekulās tās iedala bezoksiskajos (HF, HCl, HBr u.c.) un skābekli saturošajos (H 2 SO 4, HNO 3, H 3 PO 4 utt.). Tiek sauktas arī ar skābekli bagātinātas skābes oksoskābes.

Jūs varat lasīt vairāk par skābju klasifikāciju.

Skābju un skābju atlikumu nomenklatūra

Jāapgūst šāds skābju un skābju atlikumu nosaukumu un formulu saraksts.

Dažos gadījumos vairāki tālāk minētie noteikumi var atvieglot iegaumēšanu.

Kā redzams no iepriekšējās tabulas, bezskābekļa sistemātisko nosaukumu uzbūve ir šāda:

Piemēram:

HF, fluorūdeņražskābe;

HCl, sālsskābe;

H 2 S - hidrosulfīda skābe.

Bezskābekļa skābju skābju atlikumu nosaukumi tiek veidoti pēc principa:

Piemēram, Cl - - hlorīds, Br - - bromīds.

Skābekli saturošo skābju nosaukumus iegūst, skābi veidojošā elementa nosaukumam pievienojot dažādus piedēkļus un galotnes. Piemēram, ja skābekli saturošā skābē skābi veidojošajam elementam ir visaugstākais oksidācijas pakāpe, tad šādas skābes nosaukums tiek konstruēts šādi:

Piemēram, sērskābe H 2 S +6 O 4, hromskābe H 2 Cr +6 O 4.

Visas skābekli saturošās skābes var klasificēt arī kā skābos hidroksīdus, jo to molekulās ir sastopamas hidroksogrupas (OH). Piemēram, to var redzēt no šādām dažu skābekli saturošu skābju grafiskajām formulām:

Tādējādi sērskābi citādi var saukt par sēra (VI) hidroksīdu, slāpekļskābi - par slāpekļa (V) hidroksīdu, fosforskābi - par fosfora (V) hidroksīdu utt. Skaitlis iekavās raksturo skābi veidojošā elementa oksidācijas pakāpi. Šāds skābekli saturošu skābju nosaukumu variants daudziem var šķist ārkārtīgi neparasts, tomēr reizēm šādus nosaukumus var atrast reālos Vienotā valsts eksāmena ķīmijā KIM neorganisko vielu klasifikācijas uzdevumos.

Amfoteriskie hidroksīdi

Amfoteriskie hidroksīdi - metālu hidroksīdi, kam piemīt divējāda rakstura īpašības, t.i. spēj parādīt gan skābju, gan bāzu īpašības.

Amfotēri ir metālu hidroksīdi oksidācijas pakāpēs +3 un +4 (kā arī oksīdi).

Arī savienojumi Be (OH) 2, Zn (OH) 2, Sn (OH) 2 un Pb (OH) 2 ir iekļauti kā izņēmumi amfotēriem hidroksīdiem, neskatoties uz to, ka metāla oksidācijas pakāpe tajos ir +2.

Trīs un četrvērtīgo metālu amfotēriskajiem hidroksīdiem ir iespējama orto- un meta-formu esamība, kas viena no otras atšķiras ar vienu ūdens molekulu. Piemēram, alumīnija (III) hidroksīds var pastāvēt Al(OH)3 orto formā vai AlO(OH) (metahidroksīda) meta formā.

Tā kā, kā jau minēts, amfoteriskajiem hidroksīdiem piemīt gan skābju, gan bāzu īpašības, arī to formulu un nosaukumu var rakstīt dažādi: vai nu kā bāzi, vai kā skābi. Piemēram:

sāls

sāls - tās ir sarežģītas vielas, kas ietver metālu katjonus un skābju atlikumu anjonus.

Tā, piemēram, sāļi ietver tādus savienojumus kā KCl, Ca(NO 3) 2, NaHCO 3 utt.

Iepriekš minētā definīcija apraksta vairuma sāļu sastāvu, tomēr ir sāļi, kas neietilpst tajā. Piemēram, metālu katjonu vietā sāls var saturēt amonija katjonus vai tā organiskos atvasinājumus. Tie. sāļi ietver tādus savienojumus kā, piemēram, (NH 4) 2 SO 4 (amonija sulfāts), + Cl - (metilamonija hlorīds) utt.

Pretēji iepriekš sniegtajai sāļu definīcijai ir arī tā saukto komplekso sāļu klase, kas tiks apspriesta šīs tēmas beigās.

Sāls klasifikācija

No otras puses, sāļus var uzskatīt par ūdeņraža katjonu H+ aizstāšanas produktiem skābē pret citiem katjoniem vai par produktiem, kas aizvieto hidroksīda jonus bāzēs (vai amfotēros hidroksīdos) pret citiem anjoniem.

Ar pilnīgu aizstāšanu, t.s vidējs vai normāli sāls. Piemēram, pilnībā aizstājot ūdeņraža katjonus sērskābē ar nātrija katjoniem, veidojas vidējais (parastais) sāls Na 2 SO 4, un, pilnībā aizstājot hidroksīda jonus Ca (OH) 2 bāzē ar skābes atlikumiem, nitrātu joni veido vidējo (parasto) sāli Ca(NO3)2.

Sāļus, kas iegūti, nepilnīgi aizstājot ūdeņraža katjonus divbāziskā (vai vairāk) skābē ar metāla katjoniem, sauc par skābju sāļiem. Tātad, nepilnīgi aizstājot ūdeņraža katjonus sērskābē ar nātrija katjoniem, veidojas skābes sāls NaHSO 4.

Sāļus, kas veidojas, nepilnīgi aizstājot hidroksīda jonus divu skābju (vai vairāku) bāzēs, sauc par bāziskām. par sāļi. Piemēram, ar nepilnīgu hidroksīda jonu aizstāšanu Ca (OH) 2 bāzē ar nitrātu joniem, bāzisks par dzidrs sāls Ca(OH)NO 3 .

Sāļus, kas sastāv no divu dažādu metālu katjoniem un tikai vienas skābes skābes atlikumu anjoniem sauc dubultie sāļi. Tā, piemēram, dubultsāļi ir KNaCO 3, KMgCl 3 utt.

Ja sāli veido viena veida katjoni un divu veidu skābes atlikumi, šādus sāļus sauc par jauktiem. Piemēram, jauktie sāļi ir savienojumi Ca(OCl)Cl, CuBrCl utt.

Ir sāļi, kas neietilpst sāļu definīcijā kā ūdeņraža katjonu aizstāšanas produkti skābēs pret metālu katjoniem vai hidroksīda jonu aizstāšanas produkti bāzēs pret skābju atlikumu anjoniem. Tie ir sarežģīti sāļi. Tā, piemēram, kompleksie sāļi ir nātrija tetrahidroksozinkāts un tetrahidroksoalumināts ar formulām attiecīgi Na 2 un Na. Atpazīstiet sarežģītos sāļus, cita starpā, visbiežāk pēc kvadrātiekavām formulā. Tomēr ir jāsaprot, ka, lai vielu klasificētu kā sāli, tās sastāvā ir jāiekļauj jebkuri katjoni, izņemot H + (vai tā vietā), un no anjoniem papildus (vai) ir jābūt anjoniem. vietā) OH -. Piemēram, savienojums H2 nepieder pie komplekso sāļu klases, jo tā disociācijas laikā no katjoniem šķīdumā atrodas tikai ūdeņraža katjoni H +. Atbilstoši disociācijas veidam šī viela drīzāk jāklasificē kā bezskābekļa kompleksskābe. Tāpat OH savienojums nepieder pie sāļiem, jo šis savienojums sastāv no katjoniem + un hidroksīda joniem OH -, t.i. tas būtu jāuzskata par sarežģītu pamatu.

Sāls nomenklatūra

Vidējo un skābo sāļu nomenklatūra

Vidējo un skābo sāļu nosaukums ir balstīts uz principu:

Ja metāla oksidācijas pakāpe kompleksās vielās ir nemainīga, tad tā nav norādīta.

Skābju atlikumu nosaukumi tika doti iepriekš, apsverot skābju nomenklatūru.

Piemēram,

Na 2 SO 4 - nātrija sulfāts;

NaHSO 4 - nātrija hidrosulfāts;

CaCO 3 - kalcija karbonāts;

Ca (HCO 3) 2 - kalcija bikarbonāts u.c.

Bāzes sāļu nomenklatūra

Galveno sāļu nosaukumi ir veidoti pēc principa:

Piemēram:

(CuOH) 2 CO 3 - vara (II) hidroksokarbonāts;

Fe (OH) 2 NO 3 - dzelzs (III) dihidroksonitrāts.

Komplekso sāļu nomenklatūra

Sarežģīto savienojumu nomenklatūra ir daudz sarežģītāka, un, lai nokārtotu eksāmenu, jums nav daudz jāzina no komplekso sāļu nomenklatūras.

Jāprot nosaukt kompleksos sāļus, kas iegūti, mijiedarbojoties sārmu šķīdumiem ar amfoteriskajiem hidroksīdiem. Piemēram:

*Tās pašas krāsas formulā un nosaukumā norāda atbilstošos formulas elementus un nosaukumu.

Triviālie neorganisko vielu nosaukumi

Triviālie nosaukumi tiek saprasti kā vielu nosaukumi, kas nav saistīti vai ir vāji saistīti ar to sastāvu un struktūru. Triviālie nosaukumi parasti ir radušies vēsturisku iemeslu vai šo savienojumu fizikālo vai ķīmisko īpašību dēļ.

Neorganisko vielu triviālo nosaukumu saraksts, kas jums jāzina:

Na 3	kriolīts
SiO2	kvarcs, silīcija dioksīds
FeS 2	pirīts, dzelzs pirīts
CaSO4∙2H2O	ģipsis
CaC2	kalcija karbīds
Al 4 C 3	alumīnija karbīds
KOH	kaustiskais potašs
NaOH	kaustiskā soda, kaustiskā soda
H2O2	ūdeņraža peroksīds
CuSO4∙5H2O	zils vitriols
NH4Cl	amonjaks
CaCO3	krīts, marmors, kaļķakmens
N2O	smieklu gāze
NĒ 2	brūna gāze
NaHCO3	pārtikas (dzeramā) soda
Fe3O4	dzelzs oksīds
NH3∙H2O (NH4OH)	amonjaks
CO	oglekļa monoksīds
CO2	oglekļa dioksīds
SiC	karborunds (silīcija karbīds)
PH 3	fosfīns
NH3	amonjaks
KClO 3	berthollet sāls (kālija hlorāts)
(CuOH)2CO3	malahīts
CaO	dzēsts kaļķis
Ca(OH)2	dzēstie kaļķi
caurspīdīgs Ca(OH) ūdens šķīdums 2	kaļķu ūdens
cieta Ca (OH) 2 suspensija tās ūdens šķīdumā	kaļķu piens
K2CO3	potašs
Na2CO3	sodas pelni
Na2CO3∙10H2O	kristāla soda
MgO	magnēzija