شیمی آلی و شیمی معدنی

شیمی آلی و شیمی معدنی:
ماده، به هر چیزی که حجمی را اشغال کند و جرمی داشته باشد، اطلاق می شود. مواد شیمیایی به موادی اطلاق می گردد که معمولاً از طریق سنتز شیمیایی تهیه می شوند و یا اینکه منشأ طبیعی داشته و مواد اولیه تهیه سایر مواد شیمیایی به حساب می آیند.

مواد شیمیایی به طور عمده به دو گروه بزرگ مواد معدنی و مواد آلی تقسیم بندی می شوند. هر یک از این دو گروه، در دو مبحث شیمی آلی و شیمی معدنی بررسی می شوند.

مواد شیمیایی آلی:
در قدیم، ماده آلی به ماده ای اطلاق می گردید که به وسیله بدن موجودات زنده ساخته می شد. تا اینکه در سال 1828، "وهلر" (Wohler) دانشمند آلمانی، برای اولین بار جسمی به نام اوره به فرمول CO(NH2)2 را در آزمایشگاه از یک ترکیب معدنی به نام ایزوسیانات تهیه نمود و از آن پس معلوم شد که می توان مواد آلی را نیز در آزمایشگاه ساخت.

امروزه بیش از یک میلیون نوع ماده آلی شناخته شده است که بسیاری از آنها را در آزمایشگاه ها تهیه می کنند. مواد آلی، به مواد غیر معدنی گفته می شود و با مواد معدنی تفاوت های کلی در چند مورد دارند.

مواد شیمیایی معدنی:
اگر شیمی آلی به عنوان شیمی ترکیبات کربن، عمدتاً آنهایی که شامل هیدروژن یا هالوژن ها به علاوه عناصر دیگر هستند، تعریف شود، شیمی معدنی را می توان به طور کلی به عنوان شیمی عناصر دیگر در نظر گرفت که شامل همه عناصر باقیمانده در جدول تناوبی و همینطور کربن، که نقش عمده ای در بیشتر ترکیبات معدنی دارد، می گردد.

شیمی آلی - فلزی، زمینه وسیعی که با سرعت زیاد رشد می کند، به علت اینکه ترکیبات شامل پیوندهای مستقیم فلز - کربن را بررسی می کند دو شاخه را به هم مرتبط می سازد. همانطوری که می توان حدس زد، قلمرو شیمی معدنی با فراهم کردن زمینه های تحقیقی اساساً نامحدود، بسیار گسترده است.

مقایسه مواد آلی و مواد معدنی:
مواد شیمیایی آلی و معدنی با همدیگر تفاوت های کلی دارند که عبارتند از:
در تمام مواد آلی حتماً کربن وجود دارد، در صورتی که مواد معدنی بدون کربن بسیارند. ضمناً در ترکیبات آلی، اتمهای کربن می توانند با یکدیگر ترکیب شوند و زنجیرهای طویل تشکیل دهند، در حالی که این خاصیت در عناصر دیگر خیلی کمتر دیده می شود.

مقاومت مواد آلی در برابر حرارت از مواد معدنی کمتر است. اغلب واکنش های میان مواد آلی کند و دو جانبه یا تعادلی هستند، در صورتی که اغلب واکنش های معدنی تند می باشند.

در ترکیبات آلی، ممکن است 2 یا چند جسم مختلف با فرمولهای ساختمانی مختلف، دارای یک فرمول مولکولی باشند که در این صورت به آنها ایزومر یا هم فرمول گفته می شود. مثلاً الکل معمولی C2H5OH با جسمی به نام اتر اکسید متیل CH3OCH3 هم فرمول یا ایزومر است. زیرا هر دو دارای فرمول بسته یا مولکولی C2H6O هستند، در صورتی که پدیده ایزومری در ترکیبات معدنی وجود ندارد.

تقسیم بندی مواد شیمیایی آلی:
عناصر تشکیل دهنده ترکیبات شیمیایی آلی به ترتیب فراوانی مطابق زیر است:
فلزات , هالوژنها , C , H , O , N , S , P , As. فراوان ترین چهار عنصر N , O , H , C عناصر اصلی سازنده مواد آلی به حساب می آیند. زیرا اغلب اجسام آلی از این چهار عنصر تشکیل یافته اند و با توجه به همین مطلب،

مواد آلی را به چهار دسته کلی تقسیم می کنیم:

هیدروکربن های ساده:

• ترکیباتی هستند که فقط از H , C درست شده اند و به همین دلیل، هیدروکربن شده اند. آنها با فرمول کلی CxHy نمایش می دهند. بسته به اینکه y , x چه اعدادی باشند، هیدروکربنهای گوناگون یافت می شوند.

هیدروکربن های اکسیژن دار:

• ترکیباتی هستند که از O , H , C درست شده اند و با فرمول کلی CxHyOz نشان داده می شوند.

هیدروکربن های نیتروژن دار:

• ترکیباتی هستند که از N , H , C درست شده اند و با فرمول کلی CxHyNt نشان داده می شوند.

هیدروکربن های اکسیژن و نیتروژن دار:

• ترکیباتی هستند که علاوه بر H، C، اکسیژن و نیتروژن و با فرمول کلی CxHyOzNt نمایش داده می شوند.

مواد شیمیایی، موادی اند که ترکیبی خاص دارند. شیمی دانی به نام جوزف پراست این مفهوم را در سده 18 پس از آزمایش ها و کار روی ترکیباتی مانند مس کربنیت بکار برد. او نتیجه گرفت همهٔ نمونه ها از یک ترکیب، یک نوع ساختمان دارند و این نمونه ها از همهٔ ابعاد مانند یکدیگرند و این ابعاد مطابق با میزان عناصر موجود در ترکیب، متغیرند. این قضیه اکنون به قانون ثابت ترکیب مشهور است.

بعدها با پیشرفت روش ها برای ترکیب شیمیایی، مخصوصاً در شیمی آلی، کشف شمار بیشتری از عناصر شیمیایی و فراگیری فنون نو در تجزیه شیمیایی که از آن برای تصفیه عناصر و ترکیبات از مواد شیمیایی بکار می بردند، راهنمایی برای پایه گذاری شیمی نوین بود. این مفاهیم در بسیاری از کتاب های شیمی تعریف شده اند.

یک نمونهٔ رایج در تعریف مواد شیمیایی، آب است. این ماده همه جا ویژگی یکسان دارد و نسبت هیدروژن به اکسیژن آن همیشه به یک اندازه است؛ یعنی نمونه آن چه از رودخانه گرفته شود و چه در آزمایشگاه ساخته شود، یک ویژگی دارد.

مواد شیمیایی که در یک فرآیند با هم واکنش می دهند دیگر نمی توانند از هم جدا شوند و در طبیعت مواد شیمیایی که خالص یافت شوند بسیار نادر هستند. شماری از این نوع مواد شیمیایی عبارتند از: الماس، طلا، سدیم کلرید و شکر (ساکارز).

به طور کلی مواد شیمیایی از سه نوع جامد، مایع و گاز تشکیل می شوند و ممکن است که مواد شیمیایی با تغییر فشار و حرارت به شکل های مختلف خود درآید.

انبار کردن مواد شیمیایی:
شیوه صحیح نگهداری مواد شیمیایی همیشه یکی از مطالب بسیار با اهمیت است. مواد شیمیایی که به شیوه ناصحیح در کنار همدیگر نگهداری می شوند ممکن است با همدیگر واکنش داده و محصولات خطرناک تولید کنند.

گاهی اوقات نگهداری ناصحیح مواد شیمیایی علاوه بر آلودگی، باعث هدر رفتن مواد و کاهش خواص و اثرات مواد شیمیایی می شود.

رعایت نکات ذیل می توان خطرات ناشی از ناسازگاری مواد را حذف کند:

• از نگهداری اسیدها در مجاورت بازها یا فلزات فعال مانند سدیم- پتاسیم و منیزیم خودداری کنید.
• از نگهداری جامدات یا اسیدهای اکسیدکننده در مجاورت اسیدهای آلی و مواد قابل اشتعال اجتناب نمائید.
• از نگهداری موادی که با آب واکنش می دهند در اطراف سینک دستشویی یا نزدیکی محلول های آبی خودداری کنید.
• از نگهداری اسیدها در مجاورت موادی که در تماس با آنها گازهای سمی تولید می کنند اجتناب کنید (مانند سدیم سیانید- سولفید آهن).