Inorganic Chemistry
Chimie inorganique chez abcr
La chimie inorganique décrit historiquement la nature inanimée.
Font partie de la chimie inorganique par exemple
- les minerais,
- les minéraux,
- les sels,
- les gaz
ainsi que toutes les substances que l'on peut produire chimiquement à partir de celles-ci, par ex.
- les acides,
- les solutions alcalines,
- les complexes ou
- les métaux
En 1828, le chimiste Friedrich Wöhler fabrique, à partir de la substance inorganique cyanate d'ammonium (NH4OCN), la substance organique urée (H2NC(O)NH2). Cette expérience montre alors, pour la première fois, que la stricte séparation entre la chimie inorganique et la chimie organique devait être reconsidérée. Historiquement, la chimie complexe est certes également établie dans la chimie inorganique. En raison des ligands organiques et d'une importance croissante de la chimie complexe pour la synthèse organique, la distinction n'a en fin de compte qu'une importance historique.
La chimie inorganique moderne étudie tous les éléments du tableau périodique ainsi que les domaines limites non définis précisément par rapport à d'autres domaines.
Les substances inorganiques peuvent être réparties dans une série de groupes, par ex.
- métaux,
- oxydes,
- halogénures,
- carbures,
- nitrures
et bien d'autres.
Oxydes
Les oxydes sont des composés d'oxygène avec l'indice d'oxydation –II. Parmi les oxydes, notons, en plus de l'eau (H2O), l'oxyde de calcium (CaO), l'oxyde d'aluminium (Al2O3), l'oxyde de silicium (SiO2), le monoxyde de carbone (CO) et le dioxyde de carbone (CO2).
L'eau est, d'un point de vue écologique, non seulement importante en tant qu'eau potable, mais aussi comme habitat pour la flore et la faune marine. Pour les chimistes, l'eau est de loin le solvant le plus important. Elle joue un rôle important dans un grand nombre de réactions chimiques.
L'oxyde de calcium est « éteint » avec de l'eau et utilisé comme mortier dans l'industrie du bâtiment.
On trouve l'oxyde d'aluminium dans de nombreuses modifications diverses. Une modification importante est le corindon. Le corindon est particulièrement dur. C'est pourquoi il est utilisé dans la fabrication de papier émeri ou comme matière de surface antidérapante. L'oxyde d'aluminium est en outre une matière de base dans la fabrication de l'aluminium élémentaire.
L'oxyde de silicium est un composant principal du sable et une matière de base du verre et de la fibre de verre.
Le monoxyde de carbone est un agent réducteur important dans la chimie technique et une matière de base pour la synthèse de composés organiques.
Le dioxyde de carbone est un gaz à effet de serre qui est généré lors de la combustion de combustibles fossiles. Il est isolé de l'air et utilisé dans l'industrie des boissons, comme agent extincteur ou sous forme solide comme liquide de refroidissement.
Les oxydes des métaux des terres rares sont utilisés dans la technologie laser et dans l'électronique dans le domaine des semi-conducteurs.
Composés halogénés
Les composés halogénés contiennent les éléments fluor, chlore, brome ou iode dans divers états d'oxydation. Les principaux représentants de cette classe de substances sont par ex. le chlorure de sodium (NaCl), le chlorure de potassium (KCl), le fluorure de calcium (CaF2), l'hexaflorure de soufre (SF6).
Le chlorure de sodium est naturellement utilisé dans le sel gemme qui est purifié et utilisé comme sel de cuisine. C'est la matière de base de la soude caustique, du chlore et de l'hydrogène (procédé chlore-alcali).
Le chlorure de potassium (sylvinite) est utilisé pour la production du potassium, de l'engrais potassique et par ex. du carbonate de potassium.
Le fluorure de calcium est la matière de base de l'acide fluorhydrique, du fluor, des sels et des composés contenant du fluor, comme on le trouve par ex. dans le dentifrice pour la prophylaxie des caries.
L'hexaflorure de soufre sert par ex. de gaz isolant dans des systèmes de commutation.
Métaux
La majorité des 94 éléments présents naturellement sont des métaux. Ils ont tous en commun de bonnes propriétés de conductivité électrique et thermique. De plus, ils sont extensibles et malléables. Une surface brillante est également une caractéristique des métaux. Les principaux représentants sont le fer, l'aluminium, le cuivre et le lithium.
Le fer est extrait de l'oxyde de fer dans un procédé de haut-fourneau. Comme acier, il peut être utilisé à des fins multiples par ex. pour la fabrication d'outils, de machines ou de véhicules.
Avec une densité de seulement 2,7 g/ccm, l'aluminium est un métal léger. Il est utilisé dans la construction automobile et comme composant d'alliage.
Le cuivre est l'un des conducteurs électriques les meilleurs et les moins coûteux. Par conséquent, il est utilisé dans quasiment tous les câblages électriques. Le cuivre est présent sous forme élémentaire et comme alliage dans les pièces de monnaie. Il est également utilisé pour couvrir les toits. Ces derniers deviennent verts avec le temps en raison de processus d'oxydation.
Depuis quelques années, le lithium a considérablement gagné en importance comme composant de batteries lithium-ion dans les téléphones portables, les ordinateurs portables et les véhicules.
Le groupe des métaux précieux, comprenant l'or, l'argent, le palladium, le platine, le ruthénium, le rhodium, l'iridium et l'osmium, est privilégié dans la catalyse.
En particulier le palladium et le platine sous forme élémentaire, fixés sur un matériau support, sont utilisés à l'échelle industrielle comme catalyseurs pour l'hydratation de divers substrats.
Carbures et nitrures
En raison de leur stabilité thermique et mécanique élevée, de nombreux carbures peuvent être utilisés dans l'industrie des abrasifs et pour la fabrication d'outils de coupe.
Les nitrures, comme le nitrure de silicium (Si3N4), sont utilisés pour le durcissement de surfaces. Les nitrures métalliques servent de matériaux durs, matériaux céramiques résistants aux hautes températures et réfractaires. De plus, les nitrures peuvent être utilisés dans la microélectronique pour la passivation et/ou comme barrières de diffusion et comme semi-conducteurs (AlN, GaN, InN).
