Докторант
  1. Неорганическая химия  1.1. Координационная химия  1.1.1. Теория поля лигандов  1.1.2. Теория кристаллического поля  1.1.3. Теория молекулярных орбиталей для координационных соединений  1.1.4. Устойчивость координационных соединений  1.1.5. Электронные спектры координационных соединений  1.1.6. Изомерия в координационных соединениях  1.1.7. Кинетика и механизм координационных реакций  1.2. Органометаллическая химия  1.2.1. Металлокарбонилы  1.2.2. Металлические алкилы и арилы  1.2.3. Карбены Фишера и Шрока  1.2.4. Оксидативное присоединение и восстановительное элиминирование  1.2.5. Металлические гидриды  1.2.6. Катализ с помощью металлоорганических соединений  1.2.7. Металлоцены и сэндвич-комплексы  1.2.8. Активация CH  1.3. Химия твердых тел  1.3.1. Кристаллические структуры и решетки  1.3.2. Теория зон и электрические свойства  1.3.3. Дефекты в кристалле  1.3.4. Синтез твердых материалов  1.3.5. Магнитные и оптические свойства твердых тел  1.3.6. Сверхпроводимость  1.3.7. Ионика твердого состояния  1.4. Био-неорганическая химия  1.4.1. Металлопротеины и ферменты  1.4.2. Транспорт и хранение ионов металлов  1.4.3. Роль металлов в медицине  1.4.4. Катализ, вдохновленный биологией  1.4.5. Взаимодействия металлов с ДНК  1.4.6. Metal Complexes in Medical Science  1.5. Лантаноиды и актиноиды  1.5.1. Электронная конфигурация и степени окисления в лантаноидах и актиноидах  1.5.2. Спектральные и магнитные свойства в лантанидах и актиноидах  1.5.3. Разделение и извлечение лантаноидов и актинойдов  1.5.4. Координационная химия элементов f-блока  1.6. Химия главной группы  1.6.1. Химия соединений бора  1.6.2. Химия соединений кремния и германия  1.6.3. Химия соединений фосфора и серы  1.6.4. Органосиликатная химия  1.6.5. Химия инертных газов
  2. Органическая химия  2.1. Механизм реакции  2.1.1. Реакции нуклеофильного замещения  2.1.2. Электрофильные реакции присоединения и замещения  2.1.3. Реакции элиминирования  2.1.4. Реакции перегруппировки  2.1.5. Радикальные реакции  2.1.6. Перициклические реакции  2.1.7. Фотохимические реакции  2.2. Стереохимия  2.2.1. Хиральность и оптическая активность  2.2.2. Структурный анализ  2.2.3. Стереоэлектронные эффекты  2.2.4. Асимметричный синтез  2.2.5. Динамическая стереохимия  2.3. Органометаллическая химия в органическом синтезе  2.3.1. Органолитиевые и органомагниевые реагенты  2.3.2. Реакции сопряжения, катализируемые переходными металлами  2.3.3. Реакции, катализируемые палладием  2.3.4. Олефиновый метатезис  2.3.5. Катализ золота и серебра  2.4. Химия природных продуктов  2.4.1. Алкалоиды и терпеноида  2.4.2. Стероиды и флавоноиды  2.4.3. Полный синтез природных соединений  2.4.4. Биосинтез природных продуктов  2.5. Супрамолекулярная химия  2.5.1. Химия "хозяин-гость"  2.5.2. Самосборка и молекулярное распознавание  2.5.3. Супрамолекулярный катализа  2.5.4. Молекулярные машины
  3. Физическая химия  3.1. Термодинамика  3.1.1. Законы термодинамики  3.1.2. Химический потенциал и равновесие  3.1.3. Статистическая термодинамика  3.1.4. Неравновесная термодинамика  3.2. Квантовая химия  3.2.1. Уравнение Шрёдингера и его применения  3.2.2. Теория молекулярных орбиталей  3.2.3. Теория функционала плотности  3.2.4. Методы пост-Хартри–Фока  3.3. Химическая кинетика  3.3.1. Теория скорости реакции  3.3.2. Механизм и законы скорости  3.3.3. Катализ и кинетика ферментов  3.3.4. Динамика реакций  3.4. Спектроскопия и молекулярная структура  3.4.1. Инфракрасная спектроскопия  3.4.2. УФ-видимая спектроскопия  3.4.3. Спектроскопия ядерного магнитного резонанса  3.4.4. Масс-спектрометрия  3.4.5. Раманская спектроскопия  3.5. Поверхностная и коллоидная химия  3.5.1. Адсорбция и катализм  3.5.2. ПАВ и мицеллы  3.5.3. Коллоидная стабильность  3.5.4. Наноматериалы и интерфейсы
  4. Аналитическая химия  4.1. Хроматография  4.1.1. Газовая хроматография  4.1.2. Высокоэффективная жидкостная хроматография  4.1.3. Thin Layer Chromatography  4.1.4. Ионная хроматография  4.2. Электроаналитические методы  4.2.1. Вольтамметрия и Полярография  4.2.2. Кондуктометрия и потенциометрия  4.2.3. Кулонометрия  4.3. Спектроскопические методы  4.3.1. Атомно-абсорбционная спектроскопия  4.3.2. Флуоресцентная спектроскопия  4.3.3. Рентгеновская дифракция  4.3.4. Спектроскопия электронного парамагнитного резонанса  4.4. Хемометрика  4.4.1. Обработка данных и статистические методы  4.4.2. Мультдисциплинарный анализ  4.4.3. Машинное обучение в аналитической химии
  5. Теоретическая и вычислительная химия  5.1. Молекулярное динамическое моделирование  5.2. Методы квантовой химии  5.3. Компьютерное проектирование лекарств  5.4. Машинное обучение в химии  5.5. Аб иницио молекулярная динамика
  6. Биофизика и медицинская химия  6.1. Открытие и разработка лекарств  6.2. Кинетика ферментов и ингибирование  6.3. Подход к химической биологии  6.4. Взаимодействия белок-лиганд  6.5. Биоортогональная химия
  7. Химия материалов  7.1. Химия полимеров  7.1.1. Механизм полимеризации  7.1.2. Функциональные полимеры  7.1.3. Биоразлагаемые полимеры  7.1.4. Проводящие и полупроводниковые полимеры  7.2. Нанохимия  7.2.1. Наночастицы и наноструктуры  7.2.2. Наноматериалы на основе углерода  7.2.3. Квантовые точки  7.3. Энергетическая и экологическая химия  7.3.1. Battery and Fuel Cell Chemistry  7.3.2. Зеленая химия и устойчивые материалы  7.3.3. Фотокатализ

Докторант ↓


Неорганическая химия


Неорганическая химия — это раздел химии, сосредоточенный на изучении неорганических соединений, которые обычно не содержат связей углерод-водород. Она включает в себя широкий спектр химических соединений, включая соли, металлы, минералы и вещества, полученные из неживых объектов. Понимание неорганических соединений важно, потому что они играют важную роль во многих областях, таких как медицина, промышленность и катализ. Это обширное поле химии часто пересекается с наукой о материалах, геохимией и биоорганической химией для изучения роли металлов в биологических системах.

Роль элементов и периодическая таблица

Периодическая таблица служит мощным инструментом в неорганической химии, организуя элементы по их свойствам и поведению. Она помогает химикам предсказать, как элементы будут взаимодействовать для формирования соединений. Например, элементы 1 группы, известные как щелочные металлы, легко теряют электрон, образуя положительные ионы, или катионы. Напротив, элементы 17 группы, известные как галогены, легко приобретают электрон, образуя отрицательные ионы, или анионы.

Ниже представлено упрощенное изображение периодической таблицы:

H He Литий Бериллий Бор

Типы неорганических соединений

Существует разнообразие неорганических соединений, каждое из которых обладает специфическими химическими и физическими свойствами, влияющими на их применения.

Соли

Соли — это ионные соединения, образующиеся в результате реакции кислоты и основания. Простым примером соли является хлорид натрия (NaCl), широко известный как поваренная соль. В хлориде натрия ионы натрия (Na^+) и хлорида (Cl^−) удерживаются вместе ионными связями.

Оксиды

Оксиды — это соединения, в которых атомы кислорода связаны с другим элементом. Они широко распространены и отличаются по поведению. Например, оксид железа (Fe_2O_3), широко известный как ржавчина, образуется, когда железо реагирует с кислородом в присутствии влаги.

Координационные соединения

Координационные соединения или комплексы содержат центральный атом или ион, обычно металл, окруженный молекулами или анионами, известными как лиганды. Примером этого является комплекс [Cu(NH_3)_4]^{2+}, в котором медь координирована с четырьмя молекулами аммиака.

Комплекс меди: [Cu(NH₃)₄]²⁺

Упрощенная модель координационного соединения:

Основные принципы и теории в неорганической химии

Неорганическая химия опирается на несколько теорий и принципов для понимания поведения и характеристик элементов и соединений.

Теория Льюиса об кислотах и основаниях

Теория Льюиса расширяет определение кислот и оснований за пределы кислот и оснований, которые дарят или принимают протоны. Льюисовские кислоты — это акцепторы электронных пар, а Льюисовские основания — доноры электронных пар. Классическим примером этого является реакция между трифторидом бора (BF_3) и аммиаком (NH_3), где BF_3 действует как кислота Льюиса, а NH_3 как основание Льюиса.

Теория кристаллического поля

Теория кристаллического поля (CFT) описывает, как электронная структура ионов переходных металлов изменяется в зависимости от их окружающей среды в кристалле или комплексе. CFT полезна для понимания цвета, магнитных свойств и реакционной способности координационных соединений.

Теория молекулярных орбиталей

Теория молекулярных орбиталей (MOT) описывает, как атомные орбитали атомов комбинируются для формирования молекулярных орбиталей, которые важны для определения свойств молекул. Эта теория помогает объяснить такие явления, как порядок связи, магнетизм и цвет соединений.

Актуальность неорганической химии

Неорганическая химия важна во многих областях, включая науку о материалах, медицину и передовое производство. Неорганические соединения необходимы для создания полупроводников, сверхпроводников, керамики и многого другого.

Катализ

Переходные металлы и их соединения часто служат катализаторами в промышленных процессах. Катализаторы увеличивают скорость реакций без потребления энергии. Например, процесс Габера, который производит аммиак из азота и водорода, использует железо в качестве катализатора.

Наука об окружающей среде

Неорганическая химия играет важную роль в понимании загрязнителей и разработке способов снижения их воздействия. Например, изучение оксидов металлов помогает разрабатывать технологии для уменьшения выбросов от двигателей внутреннего сгорания.

Биологические системы

Биоорганическая химия исследует роль металлов в биологических системах. Железо в гемоглобине, магний в хлорофилле и цинк в ферментах подчеркивают важность неорганических элементов в жизненных процессах.

Лабораторные методы в неорганической химии

Лабораторные методы, такие как спектроскопия, кристаллография и хроматография, используются для изучения структуры и свойств неорганических соединений. Эти методы позволяют ученым анализировать структуру, чистоту и реакционную способность соединений.

Спектроскопия

Спектроскопические методы, такие как инфракрасная (IR), ультрафиолетово-видимая (UV-Vis) и ядерно-магнитный резонанс (NMR), помогают идентифицировать функциональные группы и электронные переходы в неорганических соединениях.

Кристаллография

Рентгеновская кристаллография предоставляет детальную информацию о трехмерных структурах кристаллов. Этот метод важен для понимания сложных структур в твердом состоянии.

Проблемы и перспективы в неорганической химии

Неорганическая химия постоянно развивается, решая проблемы, такие как экологическая устойчивость, открытие новых материалов и биологические открытия. Разработка новых катализаторов для зеленой химии, понимание заболеваний, связанных с металлами, и изучение потенциала периодической таблицы остаются важными направлениями.

С развитием технологий неорганическая химия будет играть еще более важную роль в решении глобальных задач и улучшении качества жизни. Новые области, такие как нанотехнологии и квантовые вычисления, открывают новые пути для исследования и применения.

В заключение, неорганическая химия является основополагающим разделом химии, оказывающим широкое влияние в различных научных и промышленных областях. Освоение принципов неорганической химии необходимо для будущих достижений в области технологий, медицины и экологической устойчивости.


Докторант → 1


U
username
0%
завершено в Докторант

Следующий (1.1) →
Координационная химия

Комментарии 



Неорганическая химия

https://www.chemistryelite.com/phd/1?ceal=ru