شیمی آلی و معدنی چیست؟ (بررسی تفاوتها ویژه علوم نهم تا شیمی یازدهم)
به زبان ساده شیمی آلی علم مطالعه ترکیباتی است که بر پایه عنصر کربن با پیوندهای کووالانسی ساخته شدهاند مثل پلاستیک، نفت و قند. در مقابل شیمی معدنی به بررسی سایر عناصر جدول تناوبی و ترکیباتی میپردازد که فاقد ساختار زنجیرهای کربن هستند و معمولا پیوند یونی دارند مثل نمکها، فلزات و سنگها.
اگر شما هم امتحان علوم نهم یا شیمی یازدهم دارید، یا در حال تستزنی برای کنکور هستید و هنوز در تشخیص و حفظ کردن تفاوت مواد آلی و معدنی شک دارید. خبر خوب این است که نیازی به حفظ کردن نیست! در این مقاله از استادسلام قرار است با چند ترفند ساده، تلههای تستی و ویژگیهای این دو شاخه مهم از شیمی را طوری یاد بگیرید که دیگر آنها را با هم اشتباه نگیرید.
شیمی آلی چیست؟ (تعریف ساده با مثال)
اگر دانشآموز مقطع متوسطه دوم هستید و میپرسید شیمی آلی چیست دهم یا شیمی آلی چیست یازدهم، باید بدانید که کتاب درسی یک هدف اصلی دارد؛ هدف آشنا کردن شما با دنیای شگفتانگیز عنصر کربن است.
شیمی آلی، مطالعه ترکیبات کربندار به ویژه هیدروکربنها است. در این ترکیبات اتمها الکترونهای خود را به اشتراک میگذارند و پیوند کووالانسی تشکیل میدهند.
- یک مثال عملی از دنیای واقعی:
تا به حال از خود پرسیدهاید چرا یک تکه پلاستیک که یک ماده آلی پلیمری است صدها سال در طبیعت میماند و تجزیه نمیشود اما اگر همان پلاستیک را روی شعله گاز بگیرید در کسری از ثانیه ذوب شده و میسوزد؟
این دقیقا ویژگی مواد آلی است. مقاومت حرارتی پایین (نقطه ذوب کم) اما پایداری ساختاری در طبیعت.
شیمی معدنی چیست و چه ترکیباتی را شامل میشود؟
در پاسخ به این سوال که شیمی معدنی چیست باید بگوییم هر چیزی که در قلمرو شیمی آلی جا نگیرد، معدنی است. شیمی معدنی به مطالعه ترکیباتی میپردازد که منشأ زیستی ندارند. یعنی فلزات، مواد معدنی، کاتالیزورها، اسیدها، بازها و نمکها. درواقع در این شاخه با تمام عناصر جدول تناوبی (به جز ترکیباتی که کربن پایه اصلی آنهاست) سروکار داریم.
ویژگی ترکیبات معدنی (چگونه در امتحان آنها را تشخیص دهیم؟)
به جای حفظ کردن لیست ویژگیها بیایید آنها را با استدلال یاد بگیریم. ویژگی های ترکیبات معدنی به ساختار درونی آنها برمیگردد:
- نقطه ذوب و جوش بسیار بالا: پیوندهای یونی در مواد معدنی مثل چسب دوقلو عمل میکنند؛ جدا کردن اتمهایی که با پیوند یونی به هم متصل شدهاند به دمای بسیار بالایی نیاز دارد. به همین دلیل است که نمک خوراکی ($NaCl$) در ماهیتابه شما ذوب نمیشود اما کره که یک ماده آلی است با کمترین حرارتی آب میشود.
- تشکیل شبکه بلوری (کریستالی): ترکیبات معدنی به جای تشکیل مولکولهای مستقل، شبکههای بلوری منظمی میسازند.
- رسانایی الکتریکی: این مواد معمولا در حالت محلول در آب یا مذاب، جریان برق را به خوبی از خود عبور میدهند (الکترولیت هستند).
تفاوت مواد آلی و معدنی (مقایسه کاربردی برای شیمی یازدهم)
طبق تجربه اساتید شیمی استادسلام دانشآموزان سال یازدهم معمولا در درک حلالیت و مقایسه این دو دسته دچار چالش میشوند و بخش زیادی از نمره را از دست میدهند.
آب یک حلال قطبی و معدنی است. بنابراین مواد معدنی مثل نمک در آن حل میشوند، اما مواد آلی مثل روغن یا نفت در آب حل نمیشوند و روی آن شناور میمانند.
در جدول زیر تفاوت مواد آلی و معدنی شیمی یازدهم را برای مرور سریع دستهبندی کردهایم.
| ویژگی مقایسهای | ترکیبات آلی (Organic) | ترکیبات معدنی (Inorganic) |
|---|---|---|
| عنصر اصلی سازنده | کربن (C) و هیدروژن (H) | تمام عناصر جدول تناوبی |
| نوع پیوند غالب | عمدتاً کووالانسی | عمدتاً یونی (و گاهی کووالانسی) |
| سرعت واکنش | معمولاً کند و نیازمند کاتالیزور | معمولاً بسیار سریع (گاهی لحظهای) |
| نقطه ذوب و جوش | پایین (سریع ذوب میشوند یا میسوزند) | بسیار بالا (مقاوم در برابر حرارت) |
| حلالیت در آب | اکثراً نامحلول (حل در حلالهای آلی مثل الکل) | اکثراً محلول در آب |
| مثالهای آشنا | بنزین، شکر، پلاستیک، DNA | نمک طعام، جوش شیرین، زنگ آهن |
تلههای تستی: کدام گزینه از ویژگی ترکیبات معدنی نیست؟
یکی از سوالات پرتکرار کنکور و امتحانات نهایی این است که چهار ویژگی به شما میدهند و میخواهند گزینه غلط را پیدا کنید. اگر در گزینهها سوال شد که کدام یک از ویژگی ترکیبات معدنی نیست؟ بلافاصله به دنبال گزینههایی بگردید که میگویند:
- حلالیت بالا در حلالهای آلی (مثل هگزان)
- داشتن نقطه ذوب و جوش پایین
- یا اگر پرسیده شد اغلب ترکیبات معدنی دارای چه پیوندی هستند و گزینهای به پیوند کووالانسی به عنوان یک قاعده کلی اشاره کرد بدانید که آن گزینه اشتباه است؛ اغلب ترکیبات معدنی پیوند یونی دارند.
استثنائات مهم: تصور رایج در مقابل واقعیت شیمیایی
یکی از اشتباهات رایج دانشآموزان اینجاست که تصور میکنند فرمول شیمیایی هر مادهای که نماد $C$ (کربن) داشت حتما آلی است. این یک تله بزرگ امتحانی است.
درواقع وجود کربن شرط لازم است اما کافی نیست. ترکیباتی مانند کربن دیاکسید ($CO_2$)، کربن مونوکسید ($CO$)، کربناتها (مثل کلسیم کربنات یا گچ ساختمان) و سیانیدها با وجود داشتن کربن در دسته مواد معدنی قرار میگیرند زیرا رفتار و خواص آنها کاملا شبیه به مواد معدنی است مثلا در طبیعت به شکل سنگ یافت میشوند یا فاقد پیوند کربن-هیدروژن هستند.
مواد آلی و معدنی در علوم نهم (خلاصه و مفید)
اگر به دنبال این هستید که بدانید مواد آلی و معدنی چیست علوم نهم، قضیه بسیار سادهتر است. در کتاب علوم نهم، هدف شناخت چرخه مواد در طبیعت است.
- مواد آلی چیست علوم نهم: موادی که معمولا در بدن موجودات زنده (گیاهان و جانوران) ساخته میشوند. به عنوان مثال درختی که با فتوسنتز گلوکز (قند) میسازد در حال تولید یک ماده آلی است. سوختهای فسیلی (نفت و گاز) هم بقایای همین موجودات زنده هستند و آلی محسوب میشوند.
- مواد معدنی: موادی هستند که در طبیعت به صورت بیجان وجود دارند مثل آب، اکسیژن هوا، کلسیم درون شیر یا آهک. بدن موجودات زنده نمیتواند مواد معدنی را از صفر بسازد و باید آنها را از محیط (آب و خاک) جذب کند.
توصیه اساتید استادسلام: شیمی آلی را چطور بخوانیم که فراموش نکنیم؟
شیمی آلی پر از فرمولهای شبیه به هم است و حفظ کردن آنها بدترین روش ممکن است اگر میخواهید در این درس موفق شوید به این تجربه متخصصان گوش کنید.
به جای حفظ کردن تکتک مولکولها گروههای عاملی را یاد بگیرید. گروههای عاملی در شیمی دقیقا مثل پیشوند و پسوند در ادبیات فارسی هستند. اگر شما بدانید گروه $-OH$ نشاندهنده الکلها است دیگر فرقی نمیکند یک مولکول ۲ کربنه به شما بدهند یا ۱۰ کربنه؛ شما فوراً میدانید که این ماده خاصیت ضدعفونیکنندگی دارد، قطبی است و نقطه جوش نسبتا بالایی در بین آلیها دارد.
نیاز به کمک برای رفع اشکال دارید؟
درک مکانیزم واکنشها، حرکت الکترونها و تشخیص تلههای تستی همیشه به تنهایی ممکن نیست. اگر در درک این مفاهیم پایه مشکل دارید شرکت در یک یا دو جلسه کلاس رفع اشکال با یک معلم خصوصی باتجربه میتواند گرههای ذهنی شما را برای همیشه باز کند.
برای مشاهده لیست برترین اساتید و رزرو کلاس، همین حالا میتوانید به صفحه تدریس خصوصی شیمی در سایت استادسلام مراجعه کنید و با خیالی آسوده برای امتحانات یا کنکور آماده شوید.
امتیاز شما به این مطلب
هنوز امتیازی ثبت نشده است
نظرات
ثبت نظر جدید
هنوز نظری ثبت نشده است.