כימיה אי-אורגנית

כימיה אי-אורגנית היא ענף בכימיה שעוסק בסינתזה ובהתנהגות של תרכובות שאינן מבוססות פחמן, וכן של תרכובות אורגנו-מתכתיות (חומרים שמכילים קשרים בין פחמן ומתכות). יש חפיפה עם הכימיה האורגנית, אבל התחום מתמקד ברובו בחומרים אחרים.


רבים מהחומרים האי-אורגניים הם תרכובות יוניות. יון הוא אטום או קבוצה של אטומים שיש להם מטען חשמלי: קטיון חיובי ואניון שלילי. דוגמאות למלחים (תרכובות יוניות) הן MgCl2 ו-Na2O; מלח נפוץ ומוכר הוא NaCl (מלח שולחן). בפרופורציות של היונים, המטענים מתקזזים והחומר נייטרלי. את מצבם של אטומים בתרכובת מתארים לפי דרגת חמצון, מספר המאפשר לעקוב אחרי מעבר אלקטרונים בתגובות. קלות היווצרות יונים קשורה גם לפוטנציאל היוניזציה או לזיקה האלקטרונית של היסודות.

קבוצות חשובות הן תחמוצות (חומרים שמכילים חמצן), קרבונטים, סולפטים והלידים. לתרכובות אלה תכונות אופייניות, למשל נקודות התכה גבוהות והתגבשות במבנים גבישיים. חלק מהמלחים מסיסים במים (כמו NaCl), ואחרים לא (כמו FeS).

ישנם סוגי תגובות אופייניים: מטתזה, החלפת יונים בין שני מלחים; חמצון-חיזור, מעבר אלקטרונים בין מגיבים; וחומצה-בסיס, מעבר פרוטונים (יוני מימן). מעבר אלקטרונים קורה גם במכשירים חשמליים, למשל בסוללות, וזה תחום של אלקטרוכימיה. בחשיבה רחבה יותר, חומצת לואיס היא כל סוג שמקבל זוג אלקטרונים, ובסיס לואיס הוא מי שנותן זוג אלקטרונים.

תרכובות אי-אורגניות מצויות בטבע כמינרלים, כגון פיריט (ברזל סולפיד) או גבס (סידן גופרתי). הן חשובות גם בבניין החיים: אלקטרוליטים (כמו NaCl), אחסון אנרגיה (ATP), ובמבנה ה-DNA יש פוליפוספטים.

התרכובת האי-אורגנית המלאכותית הראשונה שהוזכרה היא אמוניום חנקתי לדישון, שנוצר בתהליך הבר. תרכובות כאלה מסונתזות גם כזרזים (למשל ונדיום(V) אוקסיד), או כראגנטים בכימיה אורגנית (למשל ליתיום-אלומיניום הידריד).

תת-דיסציפלינות חשובות כוללות כימיה אורגנו-מתכתית, כימיה של צבירים וכימיה ביו-אי-אורגנית. המחקר שם מתמקד בפיתוח זרזים, מוליכי-על וחומרים לטיפולים רפואיים חדשים.

כימיה אי-אורגנית חוקרת חומרים שלא מבוססים על פחמן. זה שונה מכימיה אורגנית.


הרבה חומרים אי-אורגניים הם מלחים. יון הוא אטום עם מטען חשמלי. קטיון הוא יון חיובי. אניון הוא יון שלילי. יחד הם יוצרים מלח נייטרלי. דוגמה מוכרת היא NaCl, מלח שולחן.

יש קבוצות נפוצות של חומרים כמו תחמוצות (חומרים עם חמצן), קרבונטים, סולפטים והלידים. רבים מהם גבישיים ויש להם נקודות התכה גבוהות. חלק מהמלחים נמסים במים וחלקם לא.

מה שקורה בתגובות: לפעמים יונים מחליפים מקומות (מטתזה). לפעמים אטומים מעבירים אלקטרונים, זה חמצון-חיזור. תגובת חומצה-בסיס היא העברת פרוטון, כלומר יון מימן.

חומרים אי-אורגניים נמצאים בטבע כמינרלים. דוגמאות: פיריט (ברזל סולפיד) וגבס (סידן סולפאט). הם גם חשובים לגוף: מלחים עובדים כאלקטרוליטים, ATP שומר אנרגיה, וב-DNA יש קבוצות פוספט.

הראשונה מהאדם שנוצרה הייתה אמוניום חנקתי לדישון, בתהליך הבר. חומרים אי-אורגניים מיוצרים גם כזרזים לתהליכים וככימיקלים שעוזרים בריאקציות.