شيمي معدني ، شاخه بزرگي از علم شيمي است که بطور کلي شامل بررسي ، تحليل و تفسير نظريه‌هاي خواص و واکنشهاي تمام عناصر و ترکيبات آنها بجز هيدروکربنها و اغلب مشتقات آنهاست.
به عبارت ديگر مي‌توان چنين اظهار نظر کرد که شيمي معدني کليه موادي را که از جمله ترکيبات کربن نباشند، به استثناي اکسيدهاي کربن و دي‌سولفيد کربن دربرمي‌گيرد.

نگاه کلي

در شيمي معدني در مورد گستره وسيعي از موضوعات از جمله : ساختمان اتمي ، کريستالوگرافي ، انواع پيوندهاي شيميايي اعم از پيوندهاي کووالانسي ، يوني ، هيدروژني و ... ، ترکيبات کوئورديناسيون و نظريه‌هاي مربوطه از جمله نظريه ميدان بلور و نظريه اوربيتال مولکولي ، واکنشهاي اسيد و باز ، سراميکها ، تقارن مولکولي و انواع بخشهاي زيرطبقه الکتروشيمي ( الکتروليز ، باطري ، خوردگي ، نيمه رسانايي و غيره ) بحث مي‌شود.
در باب اهميت شيمي معدني ، "ساندرسن" چنين نوشته است:
« در واقع بيشترين مباحث علم شيمي را دانش اتمها تشکيل مي‌دهد و کليه خواص مواد و ترکيبات ، به‌ناچار ناشي از نوع اتمها و روشي است که با توجه به آن ، اتمها به يکديگر مي‌پيوندند و مجموعه تشکيل مي‌دهند و از طرف ديگر کليه تغييرات شيميايي متضمن بازآرايي مجدد اتمهاست. در اين حال ، شيمي معدني تنها بخشي از علم شيمي است که با توجه به آن مي‌توان به صورتي ويژه ، در باب مغايرتهاي موجود در ميان کليه انواع اتمها بررسي نمود. »

طبقه‌بندي مواد معدني

در يک مفهوم گسترده ، مواد معدني را مي‌توان در چهار طبقه تقسيم بندي نمود: عناصر ، ترکيبات يوني ، ترکيبات مولکولي و جامدات شبکه‌اي يا بسپارها.
* عناصر : عناصر داراي ساختارها و خواص بسيار متفاوت هستند، بنابراين مي‌توانند به يکي از صورتهاي زير باشند:
1. گازهاي اتمي (Kr , Ar) و يا گازهاي مولکولي ( )
2. جامدات مولکولي ( )
3. مولکولها و يا جامدات شبکه‌اي گسترش يافته ( الماس ، گرافيت )
4. فلزات جامد (Co , W) و يا مايع (Hg , Ca)
* ترکيبات يوني : اين ترکيبات در دما و فشار استاندارد همواره جامدند و عبارتند از:
1. ترکيبات يوني ساده ، مانند NaCl که در آب يا ديگر حلالهاي قطبي محلول‌اند.
2. اکسيدهاي يوني که در آب غير محلول‌اند، مانند ( ) و اکسيدهاي مختلط همچون اسپنيل ( ) ، سيليکاتهاي مختلف مانند  و ...
3. ديگر هاليدهاي دوتايي ، کاربيدها ، سولفيدها و مواد مشابه. چند مثال عبارتست از: BN , GaAs , SiC , AgCl.
4. ترکيباتي که داراي يونهاي چند اتمي ( به‌اصطلاح کمپلکس ) مي‌باشند، همچون  .
* ترکيبات مولکولي : اين ترکيبات ممکن است جامد ، مايع و يا گاز باشند و مثالهاي زير را دربر مي‌گيرند:
1. ترکيبات دوتايي ساده همچون .
2. ترکيبات پيچيده فلزدار همچون .
3. ترکيبات آلي فلزي که مشخصا پيوندهاي فلز به کربن دارند، مانند .
* جامدات شبکه‌اي يا بسپارها : نمونه‌هاي اين مواد شامل بسپارهاي متعدد و متنوع معدني و ابررساناها مي‌باشد. فرمول نمونه‌اي از ترکيبات اخير است.

ساختمان XeF6 ، يک ماده معدني

ساختارهاي مواد معدني

ساختار بسياري از مواد آلي از چهار وجهي مشتق مي‌شود. فراواني آنها به اين دليل است که در مواد آلي ساده ، بيشترين ظرفيت کربن و همچون بيشتر عناصر ديگري (به استثناي هيدروژن) که معمولا به کربن پيوند مي‌شوند، چهار است. اما اجسام معدني وضعيت ساختاري بسيار پيچيده‌اي دارند، زيرا اتمها ممکن است خيلي بيشتر از چهار پيوند تشکيل دهند. بنابراين ، در مواد معدني ، اينکه اتمها پنج ، شش ، هفت ، هشت و تعداد بيشتري پيوند تشکيل دهند، امري عادي است. پس تنوع شکل هندسي در مواد معدني خيلي بيشتر از مواد آلي است.
ساختار مواد معدني اغلب بر اساس تعدادي از چند وجهي‌هاي با نظم کمتر ، نظير دو هرمي با قاعده مثلث ، منشور سه ضلعي و غيره و همچنين بر اساس شکلهاي باز چند وجهي‌هاي منتظم يا غير منتظم که در آنها يک يا چند راس حذف شده است، نيز مشاهده مي‌شود.

انواع واکنشهاي مواد معدني

در بيشتر واکنشهاي آلي مي‌توانيم در مورد مکانيسمي که واکنش از طريق آن انجام مي‌شود، بحث و بررسي کنيم، در صورتي که براي بسياري از واکنشهاي معدني فهم دقيق مکانيسم غير ممکن يا غير ضروري است. اين امر دو دليل عمده دارد:
* اولا ، برخلاف بيشتر مواد آلي ، پيوندها در ترکيبات معدني غالبا تغيير ناپذيرند. در نتيجه رويدادهاي متعدد شکسته شدن پيوند و تشکيل پيوند در واکنشهاي معدني در جريان است. در چنين شرايطي واکنش ، توانايي توليد محصولات گوناگوني را بدست مي‌آورد.
* افزون بر اين ، اغلب واکنشهاي معدني در شرايطي ويژه همچون به‌هم زدن شديد يک مخلوط ناهمگن در دما و فشار بالا انجام مي‌گيرد که تعيين مکانيسم را غير ممکن يا حداقل غير عملي مي‌سازد.
به اين دو دليل ، اغلب بهتر است که واکنشهاي معدني را فقط بر اساس نتيجه کلي واکنش توصيف کنيم. اين رهيافت به نام شيمي معدني توصيفي معروف است. بنابراين به سهولت مشخص مي‌شود که گرچه هر واکنش را مي‌توان بر اساس ماهيت و هويت محصولات واکنش در رابطه با ماهيت و هويت مواد واکنش دهنده توصيف کرد، اما نمي‌توان به هر واکنش مکانيسم معيني را نسبت داد. از نظر شيمي معدني توصيفي ، اکثر واکنشها را مي‌توان به يک يا چند طبقه از طبقه‌هاي زير نسبت داد:
واکنشهاي اسيد و باز (خنثي شدن) ، افزايشي _ حذفي ، اکسايش _ کاهش (ردوکس) ، استخلاف ، نوآرايي ، تبادلي ، حلال کافت ، کي‌ليت شدن ، حلقه‌اي شدن و تراکمي و واکنشهاي هسته‌اي.
براي درک عميق‌تر يک واکنش معدني لازم است تصوير کاملي از واکنش ، از مواد واکنش دهنده گرفته تا حد واسطها يا حالتهاي گذرا تا رسيدن به محصولات تهيه کنيم. اين امر به دانش کاملي از سينتيک و يا ترموديناميک واکنش ، همچنين اطلاع از تاثير ساختار و پيوند بر واکنش پذيري نياز دارد.

رابطه شيمي آلي و شيمي معدني

شيمي آلي و معدني در مواردي در مباحث يکديگر وارد مي‌شوند. به‌عنوان مثال مي‌توان به ترکيبات آلي فلزي ، واکنشهاي اسيد و باز ، شيمي سيلسيم و ترکيبات کربن (وقتي که با اتمهاي هيدروژن ، نيتروژن ، اکسيژن ، گوگرد ، هالوژنها و چند عنصر ديگر نظير سيلسيم و آرسنيک متصل است) اشاره کرد.
پس شيمي معدني نه‌تنها با مواد مولکولي مشابه موادي که در شيمي آلي بررسي مي‌شوند، سروکار دارد، بلکه توجه خود را به انواع وسيعتري از مواد که شامل گازهاي اتمي ، جامدات غير مولکولي که به‌صورت آرايه‌هاي گسترش يافته‌اي هستند، ترکيبات حساس در مقابل هوا و رطوبت ، ترکيبات محلول در آب و ساير حلالهاي قطبي و همچنين مواد محلول در حلالهاي غير قطبي معطوف مي‌کند.
بنابراين شيميدان معدني با مسئله تعيين ساختار ، خواص و واکنش پذيري گستره فوق‌العاده وسيعي از مواد که داراي خواص بسيار متفاوت و الگوهاي فوق‌العاده پيچيده ساختاري و واکنش پذيري‌اند، مواجه است.

رابطه شيمي فيزيک و شيمي معدني

در توجيه موجوديت مواد معدني و در توصيف رفتار آنها ، به استفاده از جنبه‌هاي خاصي از شيمي فيزيک ، بخصوص ترموديناميک ، ساختارهاي الکتروني اتمها ، نظريه‌هاي تشکيل پيوند در مولکولها ، سينتيک واکنش و خواص فيزيکي مواد نياز داريم. بنابراين با استفاده از شيمي فيزيک مي‌توان به ساختار اتمي و مولکولي ، تشکيل پيوند شيميايي و ديگر اصول لازم براي درک ساختار و خواص مواد معدني پرداخت.
منبع: http://atwis.com
/خ