Бейорганикалық заттар

Бейорганикалық қосылыстар (бейорганикалық қосылыстар, бейорганикалық заттар) — химиялық элементтердің өзара және бір-бірімен байланысуынан шығатын заттар. Бұған тізбек түзе байланысатын көміртек қосылыстары, яғни органикалық және полимерлік қосылыстар кірмейді. 

 Атом құрылысына қарай жіктелу 
Қазіргі химия ғылымы атом құрылысына қарай гомоатомды және гетероатомды болып бөлінеді. Гомоатомды атомдық құрылысқа бір ғана химиялық элемент атомдарынан құралатын элементтік немесе жай заттар жатады. Жай заттардың қасиеттері оның құрамын түзетін элемент атомының қасиеттеріне сәйкес келеді. 

Барлық элементтер түзетін жай заттар екіге бөлінеді:

 Металдар (электрон беруге бейім)
 Бейметалдар (электрон қосып алуға бейім)

Олардың арасында екі жақты қасиетті амфотерлік заттар бар.

 Жай заттардың физикалық қасиеттері 

 термодинамикалық (атомдану энергиясы, энтропия, энтальпия, фазалық өзгеру температурасы т.б.)
 кристалхимиялық (құрылымы, аллотропиясы т.б.)
 физика-механикалық (қаттылығы, сызықтық және көлемдік ұлғаюы т.б.)
 электрфиз (электр өткізгіштігі, концентраттануы т.б.)
 оптикалық, магниттік т.б. қасиеттері жатады. 

 Жай заттардың химиялық қасиеті 
Жай заттардың химиялық қасиеттері олардың тотықсыздандырғыштық яғни бейметалдық қасиеттеріне байланысты.

Бинарлы қосылыстар – екі түрлі элементтен тұрады. 

 Олар құрамына байланысты кластарға жіктелуі 

 Галогенидтер — Галоген қосылыстары (F, Cl, Br, I)
 Оксидтер — Оттек қосылыстары (O)
 Халькогенидтер — Күкірт тектес элемент қосылыстары (S, Se, Te)
 Пниктогенидтер — Азот тектес элемент қосылыстары (N, P, As)
 Гидридтер — Сутек қосылыстары (H)
 Карбидтер — Көміртек қосылыстары (C)
 Силицидтер — Кремний қосылыстары (Si)
 Боридтер — Бор қосылыстары (B)

Атау түбірі анион түзуші элементтің атауына -ид жалғауы арқылы жасалады.

Екі элемент байланысып бірнеше бинарлы қосылыстар бере алады. Мысалы, азот оттекпен қосылып 5 түрлі оксид береді. Олардың (дальтонидтер) құрамы тұрақты, құрылымы молекулалық болып келеді. Бинарлы қосылыстардың ішінде құрамы тұрақсыз, өзгермелілері де кездеседі (бертоллидтер). 

 Бинарлы қосылыстар бөлінуі 

 Ионды (тұзтектес)
 Ковалентті
 Металл тектес (мысалы, қола, жез)

Олардың қатарына интерметалдық қосылыстар да жатады (мысалы, мыстың құймалары — қола, жез). 

Бинарлы қосылыстардың өзара әрекеттесуінен күрделі атомдық құрылыс шығады. Олардың құрамына үш не одан да көп элементтер енеді. 

 Күрделі заттардың бөлінуі 

 Оксидтер — екі элементтен тұратын, оның біреуін оттек болып келетін күрделі заттар
 Тұз түзбейтіндер
 Тұз түзетіндер
 Қышқылдық
 Екіұдайлы
 Негіздік
 Негіздер — молекула құрамында металл атомдарымен байланысқан бір немесе бірнеше гидроксотоп (OH) бар күрделі қосылыстар
 сілтілер — суда еритін
 негіздер — суда ерімейтін
 екіұдайлы гидроксидтер
 Қышқылдар — құрамында металл атомдарымен алмаса алатын бір немесе бірнеше сутек атомдарынан және қышқыл қалдықтарынан тұратын күрделі заттар
 Құрамында оттек атомының бар-жоғына қарай
 оттекті
 оттексіз
 Құрамындағы сутегі атомдарының сандарына қарай
 бірнегізді
 көпнегізді

 Тұздар — қышқылдардағы сутек атомдары біртіндеп металл атомдарына немесе негіздердің құрамындағы гидроксотоптар біртіндеп қышқыл қалдықтарына ауысқанда түзілетін қосылыстар
 қышқылдық
 орта
 негіздік

Қышқылдар мен негіздер табиғаты қарама-қарсы заттар ретінде өзара оңай әрекеттесіп, тұздар түзуге бейім келеді:
 Қышқыл + Негіз = Тұз + Су
Тұздар өз кезегінде қышқылдармен де, негіздермен де әрекеттесе алады. 
 Сілті + Тұз (ерімтал) = Тұз (жаңа) + Негіз (жаңа)

 Қышқыл + Тұз = жаңа тұз + жаңа қышқыл

 Қазақстандағы бейорганикалық қосылыстар өндірісі 
Қазақстанда түрлі химиялық қосылыстар мен элементтер өндіріледі. Оларға мыналар жатады:

Химиялық элементтер:

 Бейметалдар: фосфор, хлор, оттегі, сутегі, көміртек, кремний және т.б.
 Түсті металдар: алтын, күміс, мыс, темір, мырыш, қорғасын, титан, ванадий, қалайы және т.б.

Қосылыстар:

 Бинарлы қосылыстар: кальций карбиді және т.б.
 Негіздер (сілтілер): натрий гидроксиді, калий гидроксиді және т.б.
 Қышқылдар: әртүрлі бейорганикалық қышқылдар және органикалық қышқылдар
 Тұздар: бейтарап, қышқыл және негіздік тұздар
 Тыңайтқыштар: азот тыңайтқышы, фосфор тыңайтқышы және калий тыңайтқышы

Өсімдіктер мен жануарлар организмдерінің және микроорганизмдердің жасушалары химиялық құрамы жағынан өзара ұқсас келеді, мұның өзі органикалық дүниенің біртұтастығын көрсетеді.

Жасушалар құрамынан И. Д. Менделеевтің периодтық жүйесіндегі 110 элементтің 80-ге жуығы табылған. Жасушада кейбір элементтер көптеу, басқалары анағұрлым аз кездеседі. Әсіресе, жасушада төрт элемент — оттек, көміртек, азот және сутек көп мөлшерде болады.

Жасуша құрамының 98%-ға жуығын осы төрт элемент құрайды:

 оттек (O)
 көміртек (C)
 сутек (H)
 азот (N)

Жасушаға аз мөлшерде болса да қажет біраз элементтер бар. Олар: 

 күкірт
 фосфор
 хлор
 калий
 магний
 натрий
 кальций
 темір. 

Бұлардың жиынтығы — 1,9%. Бұл екі топ элементтерін макроэлементтерге ( — үлкен) жатқызады. Қалған элементтер жасушада өте аз мөлшерде (0,01%) кездеседі.

Сонымен, жасушада тек тірі организмге ғана тән ешқандай ерекше элемент жоқ. Бұл тірі және өлі табиғаттың бір-бірімен байланысы мен бірлігін көрсетеді. Ал атом тұрғысынан қарағанда, органикалық және бейорганикалық көлемнің химиялық құрамы арасында айырмашылық жоқ. Айырмашылық одан гөрі жоғарырақ — молекулалық құрылым деңгейінде байқалады. Тірі денелерде өлі табиғатта таралған заттармен қатар, тірі организмдерге ғана тән көптеген заттар болады.

1-кестеде көрсетілген элементтердің біреуінің жетіспеушілігінен организмдер ауруға шалдығуы немесе өлімге душар болуы мүмкін. Демек, әрбір элемент организмде белгілі бір қызмет аткарады. Оттек, көміртек, сутек және азот — биополимерлердің негізін құрайды. Жасушадағы биополимерлер: — нәруыз, кемірсулар, нуклеин кышқылдары сол сияқты липидтерсіз тіршілік болмайды.

Темір гемоглобиннің молекуласын құруға қатысады. Магний — хлорофилдің құрамына, ал мырыш көптеген тотықтырғыш ферменттердің құрамына кіреді. Na (натрий)  және Ca (кальций) — жүйке талшықтары мембраналарын зарядтайды; кобальт — В12 витаминінің, күкірт кейбір нәруыздардың, ал фосфор — нуклеин қышқылының құрамына кіреді.

 Су 
Тіршіліктің негізі болып табылатын су молекуласы жасушаның негізгі бөлігін құрайды. Жасушаның 80%-ы судан тұрады. Су ерітінділерінде барлық тіршілікке қажетті процестер жүреді. Судың молекулалық құрылысының таңғаларлық құпия касиетінің бірі — оның асимметриялығында. Сутек атомы оттек атомымен тік сызық бойымен байланыспай, =105° бұрышпен қосылған.
Асимметрияның өсерінен теріс зарядталған оттек және екі оң зарядталған сутек әр түрлі жазықтықта орналасады да, судың молекуласы полюсті болады. Сондықтан да, суда полюсті және зарядталған молекулалар ериді.

Суда еритін заттар гидрофилді ( — су және — сүйемін) заттар деп аталады. Бұған иондық байланысты (мысалы, тұз) және кейбір молекулалық байланысты (мысалы, кант, нәруыз) заттар жатады. Мысал ретінде тұздың еру процесін көрсетуге болады. Суда тұз натрийдің оң зарядталған катионына және хлордың теріс зарядталған анионына ыдырайды. Натрийдің оң зарядталған ионына су молекуласы теріс полюсімен тартылса, ал хлор ионына оң полюсті жағымен жақындайды. Қорытындысында, әрбір ионның айналасында қабықша пайда болады. Оны гидрат қабығы деп атайды. Зарядталмаған молекулалар суда ерімейді.

Суда ерімейтін заттарды гидрофобты ( — су және  — қорқу, жек көру) деп атайды. Оларға бензин, керосин, бензол, липидтер, көксағыз, полиэтилен және баска пластмассалар, т.б. жатады.

Бір су молекуласы құрамындағы оттек атомы келесі молекула құрамындағы сутек атомымен сутектік байланыс түзеді. Сутекті байланыс су молекулалары арасындағы көптеген байланысты қамтамасыз етеді. Суды қыздырғанда, энергияның азын-аулақ бөлігі сутекті байланысты ажыратуға жұмсалады. Сутекті байланыстың ажырауы 70°С температурада басталады. Ал 100°С температурада қайнағанда, барлық сутекті байланыс толықтай ажырайды.

Сутекті байланыстың арқасында судың жылу өткізгіштігі артады. Суытқанда, керісінше, жылу бөлінеді, себебі жаңадан сутекті байланыс пайда болады. Бұл қасиеттеріне қарап, судың жылу өткізгіштігі жоғары екендігін білуге болады.

Су жасушаның физикалық қасиеттерін анықтайды: көлемін; серпімділігін; физиологиялық ортада атқаратын қызметін және биохимиялық процесін; фотосинтез кезінде оттектің бөлінуін; химиялық қосылыстарды; осмос және термореттеушілікті.

Су органикалық және бейорганикалық заттарды жақсы ерітеді. Судың еріткіш қасиеттері оның молекулалық құрылымының ерекшеліктерін де айқындайды. Суда бейорганикалық заттардан — тұздар, кышқылдар, сілтілер, ал органикалық заттардан —  аминдер, көмірсулар, нәруыздар жақсы ериді. Жасушадағы химиялық реакцияларға қатысатын заттар суда еріген сұйықтық түрінде болады. Жасушаға енетін және одан шығатын заттардың өнімдері, тек еріген түрінде болуы тиіс.--95.57.81.14 18:31, 2013 ж. қазанның 10 (ALMT)

Сусыз тіршілік жоқ. Жасуша массасының көп бөлігін су кұрайды. Адамның эмбриондары мен ми жасушаларынын 80%-ы су. Адам организміндегі 20% суды жоғалтса, өліп қалуы мүмкін. Сүйек ұлпасының жасушасында 20 % су, бұлшықет жасушасында 76 % су болады.

 Тұздар 
Сумен бірге тұздар да жасушаның бейорганикалық заттарына жатады. Жасушаның тіршілік процестері үшін тұздардың құрамына енетін кальций, натрий, калий, магний, және фосфат иондарының маңызы зор. Жасушаның қалыпты қызмет атқаруы және жасуша ішінде үнемі реакция жүруі үшін де иондардың маңызы ерекше. Бейорганикалық заттар жасушада, тек еріген күйінде емес, сондай-ақ қатты заттар күйінде де кездеседі. Атап айтқанда,  сүйек ұлпасының қатты әрі беріктігі кальций фосфатының, ал былқылдақ денелілер бақалшықтарының беріктігі онда кальций карбонатының болуына байланысты. Кальций иондары биологиялық процестердін реттелуіне және қанның ұюына да қатысады.

Na+(натрий катионы), K+(калий катионы) иондары жасуша мембранасына әртүрлі заттардың енуіне және жүйке талшықтарының тітіркеністерді өткізуіне көмектеседі. Фосфат иондары нуклеин қышқылын тұзуге қатысады және энергетикалық процестерді, қозғалыс қызметін жүзеге асыруға ат салысады.

Темір иондары да оттекті тасымалдауда үлкен рөл атқарады. Ал темір және мыс иондары тотығу-тотықсыздану процестерін қалпына келтіру реакцияларына қатысады. Магний иондары нуклеин қышқылы мен рибосоманы тұрақтандырады және хлорофиллдың құрамына кіреді. Мырыш, молибден және кобальт иондары ферменттік процестерге қатысады.Сартаев А., Гильманов М. С22 Жалпы биология: Жалпы білім беретін мектептің қоғамдық-гуманитарлық бағытындағы 10-сыныбына арналған оқулық. — Алматы: "Мектеп" баспасы, 2006. ISBN 9965-33-634-2

 Дереккөздер 

Санат:Бейорганикалық заттар