Mineral kimyası da adlandırılan, inorganik kimya (İngilizce harfi harfine çevirisi ile) en eski dalıdır kimya . Ayrı ayrı çalışılan ve organik kimyanın amacı olan karbon ile kombinasyonlar dışında, doğada var olan veya yapay olarak elde edilen çeşitli basit cisimlerin ve birbirleri üzerinde reaksiyona girerek oluşturdukları bileşiklerin incelenmesini içerir . Bununla birlikte, bazı basit karbon bileşikleri (bazı karbon oksitler , iyonik karbonatlar , bikarbonatlar ve siyanürler , hidrokarbonlar dışında karbürler ) inorganik bileşikler arasında sınıflandırılır. Özel bir çalışma, özellikleri ve ait sentez ait yapay inorganik bileşikler içerir, organometalik bileşikler . Bu alan dışındaki tüm kimyasal bileşikleri kapsar onbinlerce ait organik bileşiklerin bir dayanmaktadır karbon iskeletine ve genellikle CH bağa sahiptir. Başlangıçta tarihsel tartışmalara dayanan bu ayrım günümüzde mutlak olmaktan uzaktır ve özellikle organometalik kimya alanında birçok örtüşme mevcuttur . İnorganik kimya, şu anda aktif olan bir araştırma alanıdır ve kimya endüstrisinin çoğu alanında, özellikle kataliz , malzeme bilimi , pigmentler , yüzey aktif maddeler , tıbbi kimya , yakıtlar , çevre kimyası ve tarım alanlarında uygulamaları vardır.
Simya bir çalışma konusu haline gelmeden çok önce , inorganik bileşiklerin kullanıldığı birçok kimyasal reaksiyon kullanıldı ve bunların ürünleri günlük yaşamda kullanıldı. Bronz yaşı ve demir yaş dönemleri tekabül eder Protohistoire , metalurji bronz (jenerik adı alaşımları arasında bakır ve kalay ve) demir dayanıklı ve bazı şirketler karşı etkili olmuştur. Demir çağı boyunca SiO 2'den oluşan renkli camların görünümünü de görüyoruz.( kumun ana bileşiği ) ve metal oksitler.
Dönüşüm deneyleri , simyacıların kimyasal bileşiklerin saflaştırılması için damıtma , süblimasyon veya kristalleştirme gibi yeni teknikler geliştirmesine izin verir . Vitriol (sülfürik asit), aşındırma (nitrik asit), tuz ruhu (hidroklorik asit), ay vitriol (gümüş sülfat), Venüs kristalleri (bakır nitrat) veya su regia ( nitrik asit karışımı ) gibi birçok inorganik bileşik bu şekilde izole edilir . altını çözebilen asit ve hidroklorik asit).
Gelen 1675 , onun de chimie Cours , Nicolas Lémery seferde sadece bileşikler atıl katılan, “mineral kimya” arasındaki ayrım, ve kişiye organik kimya olan bileşikleri, hayvanlara ve bitkilere gelen. Hayati kuvvet teorisiyle desteklenen bu ayrım, XIX E yüzyılın ortalarına kadar devam etti . Gelen 1828 , deney Alman kimyager tarafından gerçekleştirilen Friedrich Wöhler dönüştürerek bu sınır bir son amonyum siyanat , bir organik madde, içine, bir sözde mineral, üre .
İnorganik bileşiklerin fizikokimyasal karakterizasyon teknikleri, bir molekülün veya bir materyalin bileşiminin, yapısının ve özelliklerinin belirlenmesini mümkün kılar. Bu tekniklerin birçoğu elektromanyetik radyasyon ve madde arasındaki etkileşimi kullanır ve bu neredeyse tüm spektral aralık boyunca.
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | ||||||||||||||||
1 | H | Hey | |||||||||||||||||||||||||||||||
2 | Li | Ol | B | VS | DEĞİL | Ö | F | Doğmuş | |||||||||||||||||||||||||
3 | Yok | Mg | Al | Evet | P | S | Cl | Ar | |||||||||||||||||||||||||
4 | K | O | Sık iğne | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Veya | Cu | Zn | Ga | Ge | As | Se | Br | Kr | |||||||||||||||
5 | Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Pzt | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | CD | İçinde | Sn | Sb | Sen | ben | Xe | |||||||||||||||
6 | Cs | Ba | Bu | Pr | Nd | Pm | Sm | Vardı | Gd | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | Okuyun | Hf | Sizin | W | Yeniden | Kemik | Ir | Pt | Şurada: | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | Şurada: | Rn | ||
7 | Fr | Ra | AC | Th | Baba | U | Np | Abilir | Am | Santimetre | Bk | Cf | Dır-dir | Fm | Md | Hayır | Lr | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | DS | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Lv | Ts | Og | |
8 | 119 | 120 | * | ||||||||||||||||||||||||||||||
* | 121 | 122 | 123 | 124 | 125 | 126 | 127 | 128 | 129 | 130 | 131 | 132 | 133 | 134 | 135 | 136 | 137 | 138 | 139 | 140 | 141 | 142 |
Hidrojen evrenin en bol elemanı ve üçüncü dünya kabuğunun . Hidrojen kararlı form olduğu dihidrojen , H 2troposferde yalnızca eser miktarlarda bulunan ( 0.5 ppm ). Dihidrojen bir ürünü olarak, doğal olarak üretilebilir fermantasyon ya da bir yan ürünü olarak biyosentezi arasında amonyak . Elektronik konfigürasyon hidrojen, 1w 1 Benzer için valans elektronik konfigürasyonları arasında alkali metal (ns 1 ). Element esas olarak üç izotopik formda bulunur: hafif hidrojen veya protium ( 1 H), döteryum ( 2 H veya D) ve trityum ( 3 H veya T).
Hidrojenin özellikleri çok çeşitlidir ve hidrit iyonu H - ile güçlü bir Lewis bazı veya proton H + ile güçlü bir Lewis asidi olabilir . Kimyasal özellikleri zengin ve çeşitlidir ve hemen hemen tüm diğer elementlerle kimyasal bileşikler oluşturabilir . Hidrojen bileşikleri üç ana sınıfa ayrılabilir: kovalent hidritler ( CH 4 gibi p bloğunun elemanları ile oluşturulmuş), NH 3veya H 2 O); hidrit en elemanları ile oluşturulan iyon ( elektro olarak LiHveya CaH 2); Geçiş hidridler geçiş metallerinin (birçok ile oluşturulan d unsurları ve f blok ). Dihidrojenin katalizi ve aktivasyonunda önemli roller oynayan metal kompleksleri ve dihidrojen komplekslerindeki hidritler için son bir sınıf da eklenebilir .
Alkali metallerAlkali metaller, biri hariç Elementlerin Periyodik Tablosunun ilk sütununda yer alan kimyasal elementlerdir . Bu nedenle lityum (Li), sodyum (Na), potasyum (K), rubidyum (Rb), sezyum (Cs) ve fransiyum (Fr) bu ailenin parçasıdır, ancak hidrojen değildir . Grubun elementlerinden hiçbiri doğada saf bir element olarak mevcut değildir, sadece bileşikler şeklinde bulunurlar .
Periyodik tablodaki tüm gruplardan alkaliler, artan boyut ve kütlenin kimyasal ve fiziksel özellikler üzerindeki etkisini açıkça göstermektedir. Bu nedenle, alkali metallerin reaktivitesi atom numarası (Z) ile artar . Bu, esas olarak, değerlik kabuğunda bulunan tek elektronlarını kolayca kaybedebilmeleri ve böylece +1 yüklü katyonlar oluşturabilmeleriyle ilgilidir; katyonun elektron konfigürasyonu , nadir gazlarınkini birleştirir . İyonizasyon enerjisi grubunda bir alçaldıkça olarak azalır ve değerlik elektron ortadan kaldırmak için bu nedenle daha kolay ve daha kolay olduğu zaman, Z artar, kimyasal tepkimelere katılabilir mümkün Bu elektron.
Alkali metaller, neredeyse yalnızca metalik olmayan ve halojen elementlerle iyonik bağlar oluşturma eğilimindedir . Bu nedenle esas olarak tuzlar veya oksitler şeklinde bulunurlar .
MetallerKimyasal indirgeme elde etmek için bir alkali katyonların metalik bir form zordur ve en yaygın olarak bunların hazırlanması için kullanılan hazırlık yöntemi, elektroliz ve erimiş tuz klorlanmış bileşik elde edilmiştir. Alkali metaller çok indirgenir ve artan atom sayısı ile reaktivite artar; oksijen , klor ve dihidrojen kolaylıkla indirgenebilir. Oksijenle herhangi bir reaksiyona girmemesi için alkalilerin metalik formu yağda tutulmalıdır . Ayrıca hidrojen ve alkali hidroksitler oluşturmak için suyla şiddetli bir şekilde reaksiyona girerler . Lityum ise, suyun varlığında, en az reaktif olan sodyum reaksiyona girerek şiddetle potasyum tutuştuğunda ve rubidyum ve sezyum patlayabilir.
2 M ( k ) + 2 H 2 O( l ) → 2 MOH( aq ) + H 2( g ) (burada M bir alkali metali temsil eder)Alkali metaller sıvı amonyak içinde çözünür ve çözeltiye yoğun bir mavi renk verir. Bu çözümler iletkendir ve renk ve bu iletken özellikler , metalin değerlik elektronunun çözülmesi ile açıklanır . Saf amonyakta, solvatlanmış elektronun ömrü oldukça uzun olabilir (günde% 1 ayrışma düzeyinde). Bu solüsyonlar genellikle çeşitli organik ve inorganik bileşikler hazırlamak için kullanılır.
HalojenlerAlkali metaller, periyodik tablodaki en elektropozitif elementler arasındadır ve tuz oluşturmak için en elektronegatif elementler olan halojenler ile iyonik bağlar oluşturma eğilimindedir . Grupta biri aşağı indiğinde , oluşum entalpisi florürler için daha az negatif , ancak klorürler , bromürler ve iyodürler için daha negatif hale gelir .
Alkali metal halojenürler, renksiz yüksek erime noktalı katılar kolayca hazırlanabilir hidroksit ( SB) veya karbonat ( M 2 CO 3) bir hidrohalik asit ( HX) ve ardından yeniden kristalleştirme . LiF hariçtüm alkali metal halojenürler suda çözünür. Çok büyük miktarlarda NaClve KClDünya'da doğal olarak bulunur ve kristalizasyon ile saflaştırılabilir .
Oksitler ve hidroksitlerAlkali metaller ile şiddetli bir reaksiyona girebilecek dioksijen formu oksitler (M 2 O), peroksitler (M 2 O 2) veya süperoksitler (MO 2). Bu farklı oksit çeşitleri, bir Lewis asit-baz reaksiyonu ile M + katyonunu ve hidroksit iyonunu vermek üzere suyla reaksiyona girer . Ozon türevleri (MO 3) hidroksit MOH ve ozon O 3'ten düşük sıcaklıkta ve seskioksit türevlerinden (M 2 O 3) süperoksit MO 2'nin termal ayrışması ilekarşılık gelen. Sodyum peroksit yaygın olarak endüstride kullanılan ağartma maddesi ve güçlü bir oksidan olarak.
Alkali hidroksitler , renksiz ve şeffaf. Hidroksit anyonu oluşturmak için su ve karbondioksit CO 2 ile reaksiyona girerler.karbonat anyonu CO oluşturmak için2−
3. Klor-alkali işlem endüstriyel olarak üretilmesi için mümkün kılar sodyum hidroksit , NaOH kimya endüstrisinde bir reaktif olarak ve diğer inorganik bileşiklerin hazırlanmasında kullanılan.
Koordinasyon komplekslerinin kararlılığı Li > Na > K > Rb > Cs dizisine göre azalır . Lityum ve sodyum olan Lewis asitleri , sabit ve form Coulomb etkileşimleri ile Lewis bazları , örneğin oksijen ya da azot ligandları olarak sert,. Alkali metaller, esas olarak taç eterler veya kriptandlar gibi makrosiklik polident ligandlarla kararlı kompleksler oluşturur .
Organometalik bileşiklerOrganometalik bileşikler, alkali metallerin su ile hızla reaksiyona girerek olan piroforik . Organolithium grubu , tüm grup 1 organometalik bileşiklerin en büyüğüdür ve organik sentezde nükleofiller olarak organolitler kullanılır . Alkillityumlar da endüstride kullanılan polimerizasyon bölgesinin alkenler yapmak için sentetik kauçuk . Alkali metallerin çeşitli ametaller ile birleştirilmesiyle birçok organoalkali bileşik hazırlanabilir . Bu bileşikler güçlü bazlardır ve sentetik kimyada, özellikle organometalik bileşiklerin hazırlanmasında önemli uygulamalara sahiptir .
Alkali toprak metalleriToprak alkali metaller , Elementlerin Periyodik Tablosunun ikinci sütunundaki kimyasal elementlerdir . Berilyum (Be), magnezyum (Mg), kalsiyum (Ca), stronsiyum (Sr), baryum (Ba) ve radyum (Ra), bu nedenle, bu ailenin bir parçasıdır. Bunların hepsi metalik formda gümüştür . İyonik modeli olan genel olarak bağların tarif etmek için kimyasal bileşiklerin alkali toprak. Bazı açılardan berilyum, diğer elementlerle olan bağlarında bir dereceye kadar kovalentliğe sahip bir metaloid ile ilgilidir . Bu elementlerin atomlarının iki değerlik elektronunu kaybetme kolaylığı nedeniyle, alkali toprakların kimyasal bileşiklerdeki oksidasyon derecesi +2'dir. Bunlar güçlü indirgeyici maddeler alkali daha yine zayıf, ancak.
Grup 13Grup 13'ün elemanları , elementlerin periyodik tablosunun on üçüncü sütununun kimyasal elementleridir . Bor (B), alüminyum (AI), galyum (Ga), indiyum (In) ve talyum (Tl), bu nedenle, bu ailenin bir parçasıdır, ve bu çeşitli kimyasal ve fiziksel özelliklere sahiptir.
Borun bu ailede ayrı olduğu düşünülebilir çünkü hidrojen atomları, metaller ve karbon içeren küme tipi bileşikler veya polimerik bileşikler oluşturabilir . İyonik yarıçapın artması ve iyonlaşma enerjisinin azalması nedeniyle kolondan aşağı inerken elementlerin metalik karakteri artar . Sonuç olarak, 13. grubun bileşiklerinin bağlarının kovalent karakteri bordan talyuma azalır ve bu nedenle bağların iyonik karakteri artar. Bunların hepsi oluşturabilen hidritler , oksitleri ve halojenürler de +3 oksidasyon durumuna. +1 durumu, özellikle talyum ile kolondan aşağıya doğru stabil hale gelir.
Grup 14Karbon (C), silikon (Si), germanyum (Ge), kalay (Sn) ve kurşun (Pb) öğeleridir 14 inci sütun periyodik tablonun . Bu elemanların fiziksel-kimyasal özellikleri karbon bir şekilde kabul ediliyor, büyük ölçüde değişebilir metal olmayan , hem de silikon, germanyum, bir varlık metaloid , kalay ve dahil edilen kurşun ailesi arasında metaller . Kolondaki bu süreksizlik , karbondan kurşuna geçerken atom yarıçapındaki artışa ve iyonlaşma enerjisindeki azalmaya bakılarak anlaşılabilir .
Karbon kimyası esas olarak organik kimyada geliştirilmiştir . Grup 14'ün tüm elementleri, hidrojen , oksijen , halojenler ve nitrojen ile basit ikili bileşikler oluşturabilir . Karbon ve silikon ayrıca metallerle karbür ve silisit bileşikleri oluşturabilir. Kalay ve kurşuna gelince , kalay ve organoplomb bileşiklerine dayalı organotin bileşiklerinin fungisit ve pestisit olarak kullanıldığı belirtilebilir .
Grup 15Grup 15 elementler veya pnictojenler , Elementlerin Periyodik Tablosunun on beşinci sütunundaki kimyasal elementlerdir . Azot (N), fosfor (P), arsenik (As), antimon (Sb) ve bizmut (Bi), bu nedenle, bu ailenin bir parçasıdır. Grup 15'in elementlerinin kimyasal özellikleri büyük ölçüde değişir ve özellikle nitrojen ve onun benzerleri arasında değişir, çünkü ikincisi genellikle daha düşük bir koordinasyona sahiptir ve normal sıcaklık ve sıcaklık koşulları altında bir gazlı diatomik molekül formunda var olan tek kişidir . basınç . Bu elementlerin özelliklerinin bu nedenle atomik yarıçaplar ve elektronik konfigürasyonlar açısından rasyonalize edilmesi daha zordur . Yaygın olarak fosfor, arsenik ve antimon ile bulunmasına rağmen, +5 oksidasyon durumu yalnızca oksijen ve flor içeren nitrojen için elde edilebilir. Bizmut için +3 oksidasyon durumu en kararlı olanıdır.
Grup 15'in elementleri, birçok elementle ikili bileşikler oluşturur. Azotlu bileşikler bol miktarda bulunur ve bu ailede N 3 - nitrürler , nitrojen hidrürler ( NH 3 gibi) bulabiliriz., N 2 H 4veya NH 2 OH), Azot oksitler , örneğin ( N 2 Oveya HAYIR) Ya da Oksijenli örneğin ( ONOOHveya HNO 2). Hemen hemen tüm nitrojen bileşikleri aynı zamanda ligand görevi görebilir .
Kalkojenler Halojen soy gazlarSoy gazlar olan kimyasal elementlerin onsekizinci sütunun elementlerin periyodik tablonun . Helyum (He), neon (Ne), argon (Ar), kripton (Kr), ksenon (Xe) ve radon (Rn), bu nedenle, bu ailenin bir parçasıdır, ve form halinde doğal ana kadar ait monoatomik gazlar . Bir oluşturan aile elemanlarının önsel bir olan, çok az reaktif için tam valans tabakası hiçbir bilgisi, valans elektronu oluşturmak üzere kimyasal bir bağ . Bu elementlerin yüksek iyonlaşma enerjisine ve pratik olarak sıfır elektronik afiniteye sahip olduğu anlaşılmaktadır .
Bu düşük reaktivite nedeniyle şimdiye kadar birkaç inorganik bileşik karakterize edilmiştir. 1960'lardan beri, ksenonun flor ve oksijen ile kararlı koordinasyon kompleksleri oluşturduğu gösterilmiştir , izole edilen ilk kompleks ksenon heksafloroplatinat Xe + (PtF 6 ) -içinde 1962 . Sentezlenen asal gaz bileşiklerinin büyük çoğunluğu ksenondan yapılmıştır.
Aile ait aktinidler 15 oluşur kimyasal elementlerin bir de dahil olmak üzere, actinium (Ac), toryum (Th) protaktinyum (Pa), uranyum (U) neptunyum (NP), plütonyum (PU), americium ( Am), küriyum (Cm), berkelium (Bk), kaliforniyum (Cf), einsteinium (Es), fermium (Fm), mendelevium (Md), nobelium (No) ve lavrensiyum . Aile adını alır actinium , ilk elemanını ailesi . Radyoaktivite Aktinitler ile ilişkili bu aileye çok kapsamlı çalışmalar izin vermek mümkün olmamıştır ve ailenin sonu elemanları çok küçük miktarlarda kullanılabilir. Bununla birlikte, ailenin erken unsurları ve özellikle uranyum ve plütonyum , nükleer santrallerde kullanımları nedeniyle büyük önem taşımaktadır .
Aktinitlerin kimyasal özellikleri , aile genelinde lantanitlerde bulunabilen aynı tekdüzeliği göstermez . Gibi lantanitler , aktinitlerden büyük olması atomik ve iyonik yarıçapları bu unsurların bir teklif sağlar, yüksek koordinasyon . Aktinitler, halojenler ve kalkojenlere göre çok reaktiftir . Ortak nuclides ait toryum ve uranyum radyoaktivite sadece düşük seviyeler sergi, onların kimyasal özellikleri de incelenmiştir yüzden. Özellikle uranil katyonu, çok sayıda verici ligand ile kompleksler oluşturur .
Bir katalizör, kendisi tüketilmeden bir reaksiyonun hızını artıran bir maddedir . Katalizörler doğada, endüstride ve laboratuvarlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Sülfürik asit veya amonyağın endüstriyel üretimi, örneğin katalitik süreçleri alır. Katalizörler , araçlarda katalitik konvertörlerde olduğu gibi kirlilik kontrolünde veya endüstriyel süreçlerin iyileştirilmesinde de rol oynar . Endüstride kullanılan katalizörlerin hemen hemen tümünün inorganik yapıya sahip olduğu not edilebilir.
İki tip kataliz düşünülebilir: homojen veya heterojen . Homojen kataliz durumunda, katalizör ve reaktanlar yalnızca bir faz oluştururken , heterojen kataliz durumunda, katalizör, reaktanlardan ve katalize reaksiyonun ürünlerinden farklı bir fazdadır. Her iki formun da avantajları ve dezavantajları vardır: heterojen kataliz için katalizör, reaktanlardan ve ürünlerden kolaylıkla ayrılabilir, ancak reaksiyonlar, yüksek sıcaklıklar ve basınçlar gerektirme ve düşük seçiciliğe sahip olma eğilimindedir; tersine, homojen kataliz için, reaksiyonlar daha düşük sıcaklıklarda ve basınçlarda gerçekleştirilebilir ve daha seçicidir, ancak reaksiyonun sonunda katalizörün ve reaktanların ve ürünlerin ayrılması büyük bir dezavantajdır. Çeşitli reaksiyonlar gibi, bir homojen fazda katalizlenebilir alkenlerin metatez , alkinler hidrojenasyonu , hidroformilasyon veya metanolün karbonillenmesiyle . Heterojen fazda katalize edilebilen reaksiyonlar, örneğin , hidrojenasyon , amonyak sentezi veya karbon monoksit ve hidrojenin hidrokarbonlara dönüştürülmesidir .
Bir nano malzeme büyüklüğü, 1 mertebesinde bir malzemedir 100 nm gösterir özellikleri moleküler düzeyde ve dökme halde hem de yokluğunda, ya da bu boyutta daha özel olarak, bir malzeme. Nanomalzemeler, özellikle camı renklendirmek için kullanılan kırmızı bir boya üretmek için koloidal altın üretimi gibi birkaç yüzyıldır kullanılmaktadır. Nanomalzemeler üzerine yapılan çalışma , 1980'lerde yerel prob mikroskobunun geliştirilmesinden özellikle fayda sağlamıştır , bu da maddenin atom ölçeğinde gözlemlenmesini mümkün kılar. İnorganik kimya, örneğin metalik nanopartiküller veya kuantum noktaları gibi nanoteknolojilerde her yerde mevcuttur . Yukarıdan aşağıya ve aşağıdan yukarıya yaklaşımlar veya kimyasal veya fiziksel buhar biriktirme gibi farklı sentez emsalleri kullanılabilir .
Endüstriyel inorganik kimya, kimya endüstrisinin önemli bir dalıdır ve mineral gübreler , yapı malzemeleri veya cam ve emaye gibi çok çeşitli ve çeşitli uygulamaları kapsar . Ayrıca organik kimya endüstrisinin mineral asitler , alkaliler , oksitleyici ajanlar ve halojen bileşikleri gibi birçok temel ürünü bu endüstri dalında hazırlanmaktadır. Entegre devreler veya fiber optiklerdeki son gelişmeler aynı şekilde inorganik kimya endüstrisinden kaynaklanmaktadır.
Biyoinorganik kimya, biyolojik sistemlerdeki metalik türlerin incelenmesi ile ilgilenir. Canlı organizmalar, metal iyonları ve biyolojik ligandlar arasındaki etkileşimlere bağlı kimyasal ve biyolojik özellikleri , özellikle enzimatik kataliz , hücre sinyallemesi veya gen ekspresyonunun düzenlenmesiyle ilgili olmak üzere çok çeşitli yollarla kullanır .
Oksijen molekülü O 2'nin bağlanması, taşınması ve kullanımıcanlı organizmalarda inorganik kofaktörlere sahip metaloproteinler tarafından sağlanır . Çoğu hayvan ve bitkide hemoglobin , akciğerlerdeki (veya solungaçlardaki) oksijeni yakalar ve onu miyoglobin tarafından depolandığı dokulara taşır . Bu iki proteine hemoproteinler denir çünkü oksijenin sabitlenmesine izin veren heme tipi bir kofaktör içerirler . Yumuşakçalar ve eklembacaklılar kendilerini kullanmak bakır protein , anahtar deliği O yokluğunda, renksiz 2ancak O 2 varlığında yoğun mavi renk. Daha nadir olarak, hemeritrin , bazı deniz solucanlarında bulunan , iki çekirdekli heme olmayan bir demir kofaktörüdür .
K + ve Na + iyonlarının zarlardan akışı iyon kanalları ile sağlanır . Bu kanallar zar proteinleridir ve sinir sistemindeki elektriksel iletimden sorumludur ve pasif olarak işlev görür. Sodyum-potasyum pompası a, transmembran proteini parçalanmasını kullanan adenozin trifosfat için (ATP) , adenosin difosfat K konsantrasyonunu kontrol etmek için (ADP) + , ve Na + iyonlarının hücre içi ve dışındaki.. Bu protein , zarın elektrokimyasal potansiyelini korumada önemli bir rol oynar .
Çoğu mineralde bulunan kararlı oksidasyon durumu olan Fe (III) 'ün çözünmezliği nedeniyle demirin organizmalar tarafından özümsenmesi zordur . Evrim, vücuttaki demirin tutulması ve düzenlenmesi için karmaşık kimyasal sistemler geliştirmiştir. Yakalama, siderofor adı verilen ligandları içerir . Demir daha sonra transferrinler tarafından taşınır ve hem olmayan iki protein olan ferritinlerde depolanır .
Biyolojik sistemlerde elektronik transferler için üç tip metaloprotein tanımlanabilir. Sitokromlarının olan heme proteinler elektron transferine dahil solunum zinciri mitokondriyal ve oluşmaktadır porfirin demir veya bakır metal katyonları ile kompleks. Demir-sülfür proteinlerinin sahip demir-sülfür kümeleri yapıda ve ayrıca solunum zinciri redoks reaksiyonları katılabilir. Üçüncü tip protein, fotosentezde yer alan plastosiyanini içeren mavi bakır proteinler ailesidir . Proteinlerdeki elektron transferlerinin, iyon transferleri ve özellikle proton transferleri gibi kimyasal işlemlerle bağlantılı olduğu da unutulmamalıdır .
Enzimler, biyolojik sistemlerde sadece reaksiyonun hızını kontrol etmekle kalmaz, aynı zamanda polipeptit zincirinin üçüncül yapısı sayesinde geçiş durumlarında belirli geometrileri teşvik ederek de kataliz sağlar . Enzim kataliz oluşturan biyomoleküllerin metabolizması ve biyosentezi için gerekli reaksiyonların belirli hızlanma için canlı organizmalar için esastır. Protein, enzimlerin ( apoenzim ) temel yapısını oluşturur ve bunlara kompleks bir metal iyonu olan veya olmayan bir protez grubu eklenmesi gerekir .
Asit-baz katalizi enzimleri ile yerel olarak bir iyonun üretmek izin veren hidroksitler HO -veya hidronyum H 3 O +biyolojik sistemler tarafından nadiren ulaşılan pH koşulları altında . Canlılar temelde kullanım çinko bu amino asitler ile güçlü bağlar oluşturan pek oksitlenebilir ya da indirgenebilir bol bir metali, çünkü, bu tür katalizörler için ve bu şekilde dışsal ligandları bağlanabildiği , H 2 O. Bu tip enzim örnekleri, karbonik anhidraz , karboksipeptidaz veya alkalin fosfatazdır . Manganez (içinde Rubisco'nun ) ya da demir (in asit fosfataz veya asonitaz ) da asit-baz katalizi kullanılmaktadır.
Bir takım enzimler, aynı zamanda, küçük oksijen bazlı molekülleri aktive olabilir , H 2 O, H 2 O 2veya O 2. Peroksidazlar ayrıştırmak peroksitler ve örneğin bayır turpu peroksidazı veya sitokrom c peroksidaz bir prostetik grup var heme bu reaksiyonun katalize etmektedir. Oksidazlar dioksijen indirgenmesini katalize O 2su veya hidrojen peroksit içinde H 2 O 2. Sitokrom c oksidazı göre prostetik gruplar yer alır demir ve bakır ve bu enzim, bütün yüksek yaşam formları için temeldir. Oksijenaz (örneğin sitokrom P450 ) organik alt-tabakalar olarak oksijen atomları sokulmasını katalize eder. Son olarak, O 2'nin enzimatik üretimifotosentez, birçok metaloenzimi ve özellikle manganez atomları ve bir bakır atomundan oluşan karmaşık bir katalitik bölge sayesinde suyun dioksijen'e oksitlendiği fotosistem II'yi içerir.
Nitrojen N 2ve hidrojen , H 2demir sülfit bazlı enzimlerle indirgenebilir. Nitrogenaz dönüştürür K 2içinde NH 3ve aktif bölgesi , bir demir sülfit kümesi ve bir molibden atomundan (bazı durumlarda vanadyum veya demir ile değiştirilebilir ) oluşur. Hidrojenaz aile tersinir azalma sağlar H 2olarak , H +ve aktif bölge, [FeFe] -hidrojenaz için kükürt ve demirden ve [NiFe] -hidrojenaz için kükürt, demir ve nikelden oluşur.
Bazı kimyasal elementlerin biyosfer tarafından özümsenmesi , biyojeokimyasal döngülerin bir parçasıdır . Bu döngüler, kimyasal elementlerin jeosfer , atmosfer , hidrosfer ve biyosfer arasında taşınması ve dönüşümü süreçleridir . Canlı organizmalarda, bu döngüler, bu kimyasal elementleri verimli bir şekilde sabitleyebilen, taşıyabilen ve dönüştürebilen metaloproteinleri içerir . Ders kitabı olduğu nitrojen çemberi özellikle sabitlenmesini sağlar, azot N 2toprakta bulunan ve demir , bakır ve molibden içeren enzimleri içeren atmosferiktir .
Doğada biyolojik organizmalar, kemikler, dişler veya kabuklar gibi mineralize dokular üretir. Biyomineralizasyon, bu inorganik minerallerin canlı organizmalar tarafından üretilmesi sürecidir. Örneğin, kalsiyum karbonat CaCO 3Kalsit veya aragonit formunda , kabuklarda ve yumurta kabuklarında bulunur , kalsiyum fosfat , hidroksiapatit formunda , kemiklerin ve dişlerin ana bileşenidir ve manyetotaktik bakteriler , manyetit tipi demir oksitlerin kristallerini veya demir sentezler . greijit tipi Fe 3 S 4 sülfitlerBir manyetik alanın çizgileri boyunca yönlendirmek ve hareket etmek için manyetik özellikleri için .
İnorganik ve şelatlayıcı kompleksler farmakolojide önemli bir rol oynar . Bu alanda temel güçlüklerden biri, çalışma biçimini belirleyen bir ilaç uygulanan bir ilacın en reaktif türlere tekabül etmediğini göz önünde bulundurarak, moleküler seviyede aktif site ve bu metal kompleksleri için de geçerlidir ki genellikle daha hassas olan hidroliz daha organik moleküller . Platin , altın , rutenyum veya bizmut gibi canlı organizmalarda bulunmayan bazı metaller de farmakolojik etkilere sahip olabilir. İnorganik kimya bu fazla tedavisi gibi farmakoloji çeşitli seviyelerde katılır demir vücutta ligandlar esinlenerek sideroforların , belirli tedavi kanserleri ile sisplatin (cis- [PTCL 2 (NH 3 ) 2]) Bir şekilde inhibitör ve DNA replikasyonu , karşı altın komplekslerinin kullanımı romatizmal artrit veya göre metal komplekslerinin kullanımı gadolinyum olarak kontrast maddeler olarak tıbbi görüntüleme .
Metalik eser elementler kavramı, gerçekten ağır toksik metalleri daha az olan diğerleriyle ilişkilendirdiği için zayıf tanımlanmış bir kavram olan ve kalan ağır metallerin yerini alma eğilimindedir . Bu metalik eser elementlerden bazıları toksiktir veya belirli bir eşiğin ötesinde toksiktir veya radyoaktiftir ( radyonüklitler ). Metaller, toksik olmayan formlara ayrılamayacakları için toksik organik bileşiklerden farklıdırlar, ancak nihayetinde çözünmez formlara dönüştürülebilirler ve bu nedenle artık biyolojik olarak bulunamazlar. Metalik eser elementler havada, suda ve toprakta bulunur.
Toksisiteleri ve geniş ölçekli dağılımları nedeniyle çevre için en önemli tehlikeleri oluşturan beş elementi esas olarak ele alıyoruz: cıva (Hg), kurşun (Pb), kadmiyum (Cd), krom (Cr) ve arsenik (As). Kimyasal türleşme kavramı bu bakış açısından önemlidir, çünkü belirli bir ortamda her bir elementin farklı olası formlarını ayırt etmeyi mümkün kılar. Bu elementler , oldukça toksik olan cıva buharları haricinde, metalik formlarında (M °) özellikle toksik değildir. Bu metallerin katyonik biçimleri tehlikelidir ve özellikle kısa karbon zincirlerine bağlandıklarında . Bu katyonların , insan vücudundaki metabolik reaksiyonları kontrol eden birçok enzimde bulunan kükürt için güçlü afinitesini de not edebiliriz . Metal-kükürt bağı, bu enzimlerin aktivitesini değiştirerek canlılarda sağlık bozukluklarına yol açar.
Bazı maddeler ayrıca biyo-büyütme fenomeni sergileyebilir : metalik eser elementlerin seviyeleri , besin ağının (besin zinciri) her aşamasında artar . Bu esas olarak cıva ile ilgilidir. Suda yaşayan türlerin çoğu , istiridye ve midye gibi, içinde yaşadıkları sudakinden 100.000 kat daha yüksek cıva veya kadmiyum seviyelerine sahip olabilen metalleri biyolojik olarak konsantre edebilir. Bu nedenle, insanlar tarafından alınan metallerin çoğu içme suyundan ziyade yiyeceklerden gelir.
Azot oksitler ve kükürt atmosfer önemli kirleticiler. Nitrojen oksitler NO X esas olarak, yanma sırasında üretilen fosil yakıtlar , yüksek sıcaklık ve de ahşap ısıtıcılar fosil yakıtlarla çalışan yanma bitkilere göre üretilen enerji birimi başına daha fazla emisyon üretir. Kömür kalitesiz ve yağ sülfür bileşikleri ihtiva eden ve kükürt dioksit SO oluşturmak 2 yanma sırasında, ama atmosfer içinde kükürt dioksit esas gelir volkanik patlamalar . Asit yağmuru kirletici bu iki familya, doğrudan elde edilen bulunmaktadır.
Birçok şehir merkezinde , sis olarak bilinen bir fenomen olan çok yüksek seviyelerde ozon nedeniyle hava kirliliği olayları yaşanmaktadır . Troposferik O 3 atmosfer seviyesi ozon demek ki, a, ikincil kirletici . Doğrudan havaya yayılmaz , ancak öncüleri içeren karmaşık fotokimyasal reaksiyonlardan , özellikle de araba egzoz gazlarından gelen nitrojen oksitlerden kaynaklanır. Duman otomobil yarattığı hava kirliliğinin tek sorun değil. Kurşun gibi diğer kirleticiler benzinin yanmasından gelir . Kurşun tetraetil formundaki kurşun , oktan sayısını artırarak bir vuruntu önleyici ajan olarak kullanılmıştır . 1970'lerde kurşunsuz benzinin geliştirilmesi, kurşun zehirlenmesinin neden olduğu rahatsızlığı azalttı .
Sudaki ve topraktaki inorganik kirleticiler , fosfat bazlı mineral gübreler (PO3−
4) ve nitratlar (NO-
3) veya asit maden drenajı , kentsel yüzey akışı ve endüstriyel faaliyetler tarafından salınan metalik eser elementler .
Radyoaktif kirlilik, radyoizotopların yayıldığı bir sprey, kaza veya nükleer patlamadan kaynaklanır . Bu radyoizotoplar uranyum 238 , uranyum 235 veya toryum 232 için olduğu gibi doğal kaynaklı olabilir veya araştırma, endüstriyel veya tıbbi laboratuvarlardan gelen radyoaktif atıklar, nükleer enerji üretiminden kaynaklanan atıklar veya nükleer bombalar ve deneysel nükleer patlamalar gibi insan faaliyetlerinden dolayı olabilir. . Radyoaktif kirlilik insanlar için zararlıdır çünkü radyoizotoplar , canlı organizmaların hücresel bileşenlerine zarar veren iyonlaştırıcı radyasyon yayarak parçalanabilir .
Birincil kaynaklar anorganik kimyada yaklaşık kırk olarak özetlenebilir bilimsel dergilere göre JCR etrafında gibi kimya on kültürlü dergileri, eklenmelidir olduğu Angewandte Chemie , Chemical Communications veya Amerikan Kimya Derneği Dergisi . Nature and Science genel bilimsel dergilerinde de her yıl birkaç makale yayınlanmaktadır . Aşağıdaki tablo, inorganik kimyada uzmanlaşmış başlıca uluslararası bilimsel dergileri göstermektedir.
Başlık | Editör | yaratılış yılı |
Etki faktörü (2015) |
---|---|---|---|
Uygulamalı Organometalik Kimya | John Wiley & Sons | 1987 | 2.452 |
Koordinasyon Kimyası İncelemeleri | Elsevier Bilim | 1973 | 12.994 |
Dalton İşlemleri | Kraliyet Kimya Derneği | 1966 | 4.177 |
Avrupa İnorganik Kimya Dergisi | John Wiley & Sons | 1998 | 2.686 |
İnorganik kimya | Amerikan Kimya Derneği | 1962 | 4.820 |
İnorganik Kimya İletişimi | Elsevier Bilim | 1998 | 1.762 |
İnorganika Chimica Açta | Elsevier Bilim | 1967 | 1.918 |
Biyolojik İnorganik Kimya Dergisi | Springer Verlag | 1996 | 2.495 |
İnorganik Biyokimya Dergisi | Elsevier Bilim | 1971 | 3.205 |
Organometalik Kimya Dergisi | Elsevier Bilim | 1963 | 2.336 |
Katı Hal Kimyası Dergisi | Elsevier Bilim | 1969 | 2.265 |
Organometalikler | Amerikan Kimya Derneği | 1982 | 4.186 |
Çokyüzlü | Elsevier Bilim | 1955 | 2.108 |
Zeitschrift für Anorganische und Allgemeine Chemie | John Wiley & Sons | 1892 | 1.261 |
İkincil kaynaklar yayın bilimsel yayınlar vardır derleme makaleleri anorganik kimyada, başta Koordinasyon Kimyası Yorumlar , Kimya Derneği Yorumlar ve Chemical Reviews . Bilimsel sonuçları sunan birincil yayınların bazıları ayrıca her sayıda dergi makalelerine de yer verir. Inorganic Syntheses koleksiyonu , inorganik bileşiklerin sentezlenmesi için ayrıntılı prosedürler yayınlamayı amaçlayan 1939'dan beri yayınlanan bir kitap serisidir.
Yıl | Ödül Kazananlar | Milliyet | Ödüllü çalışma |
---|---|---|---|
1904 | William Ramsay | İngiltere | İnert gaz elementlerinin havadaki keşfi ve periyodik tablodaki konumlarının belirlenmesi için |
1906 | Henri moissan | Fransa | Florin ve özelliklerinin keşfi ve kendi adını taşıyan elektrikli fırını bilime açık hale getirdiği büyük hizmetlerin farkında olarak |
1911 | Marie Curie | Fransa | Radyum ve polonyum elementlerini keşfetmesi, izole radyuma sahip olması ve bu olağanüstü elementin doğasını ve bileşiklerini incelemesi ile kimyanın ilerlemesine verdiği hizmetler için |
1913 | Alfred Werner | İsviçre | Moleküllerdeki atomların bağları konusundaki çalışmaları için, önceki çalışmalara yeni ışık tuttuğu ve özellikle mineral kimyasında yeni araştırma alanları açtığı için |
1918 | Fritz Haber | Almanya | Elementlerinden amonyak sentezi için NB: 1919'da verilen ve 1920'de verilen ödül |
1951 |
Edwin McMillan ve Glenn Theodore Seaborg |
Amerika Birleşik Devletleri Amerika Birleşik Devletleri |
Transuranik elementlerin kimyasındaki keşifleri için |
1954 | Linus Carl Pauling | Amerika Birleşik Devletleri | Kimyasal bağın doğası üzerine araştırması ve bunların karmaşık maddelerin yapısının belirlenmesine uygulamaları için |
1963 |
Karl Ziegler ve Giulio Natta |
Batı Almanya İtalya |
Kimya ve yüksek polimer teknolojisi alanındaki keşifleri için |
1964 | Dorothy Crowfoot Hodgkin | İngiltere | Önemli biyolojik maddelerin yapısının X-ışını teknikleriyle belirlenmesi için |
1966 | Robert Sanderson Mulliken | Amerika Birleşik Devletleri | Moleküler orbital yöntemiyle kimyasal bağlar ve moleküllerin elektronik yapısı ile ilgili temel çalışması için |
1973 |
Ernst Otto Fischer ve Geoffrey Wilkinson |
Batı Almanya Birleşik Krallık |
Sandviç bileşikleri adı verilen organometalik bileşikler üzerinde bağımsız olarak yürütülen öncü çalışmaları için |
1976 | William dudaklar peteği | Amerika Birleşik Devletleri | Kimyasal bağlara yeni bir ışık tutan boranların yapısı üzerine yaptığı çalışmalar için |
1983 | Henry taube | Amerika Birleşik Devletleri | Özellikle metal komplekslerinde elektron transfer reaksiyonlarının mekanizmaları üzerine yaptığı çalışmalar için |
1985 |
Herbert Aaron Hauptman ve Jerome Karle |
Amerika Birleşik Devletleri Amerika Birleşik Devletleri |
Kristal yapıların belirlenmesi için doğrudan yöntemlerin geliştirilmesindeki olağanüstü başarılarından dolayı |
1996 |
Robert Curl , Richard Smalley ve Harold Kroto |
Amerika Birleşik Devletleri Amerika Birleşik Devletleri Birleşik Krallık |
Fullerenleri keşfettikleri için |
1998 |
Walter Kohn ¹ ve John A. Pople ² |
Amerika Birleşik Devletleri Birleşik Krallık |
¹ Yoğunluk fonksiyonel teorisindeki gelişmeleri için ² Kuantum kimyasında hesaplama yöntemleri geliştirmiş olduğu için |
2001 |
William S. Knowles ¹, K. Barry Sharpless ² ve Ryoji Noyori ¹ |
Amerika Birleşik Devletleri Amerika Birleşik Devletleri Japonya |
¹ Kiral kataliz ile hidrojenasyon reaksiyonları üzerindeki çalışmaları için ² üzerine çalışmaları için oksidasyon reaksiyonları olarak kiral kataliz |
2005 |
Yves Chauvin , Robert Grubbs ve Richard R. Schrock |
Fransa Amerika Birleşik Devletleri Amerika Birleşik Devletleri |
Organik sentezde metatez yönteminin geliştirilmesi konusundaki çalışmaları için |
2010 |
Richard Heck , Ei-ichi Negishi ve Akira Suzuki |
Amerika Birleşik Devletleri Japonya Japonya |
İçin bağlanma reaksiyonları katalize paladyum , organik sentezde |
2016 |
Jean-Pierre Sauvage James Fraser Stoddart Bernard L. Feringa |
Fransa Birleşik Krallık Hollanda |
Moleküler makinelerin tasarımı ve sentezi için |