thumb|right|Anorganske spojine so zelo raznolike: A: Diboran (B2H6) ima nenavadne vezi, v katerih si trije atomi delijo dva elektrona. B: Cezijev klorid (CsCl) ima enostavno kubično kristalno strukturo. C: Fp2 je organokovinski kompleks. D: Silikoni imajo mnogo značilnosti organskih polimerov. E: Grubbsov katalizator je zelo zapletena spojina za katero jo odkritelj leta 2005 dobil Nobelovo nagrado za kemijo. F: Zeoliti se uporabljajo kot molekularna sita. G: Bakrov(II) acetat je tudi teoretike presenetil s svojim diamagnetizmom.

Anorganska kemija je prirodoslovna znanost in veja kemije, ki preučuje zgradbo in fizikalno-kemijske lastnosti anorganskih spojin. Zgodovinsko med anorganske snovi uvrščamo snovi, ki so nastale v procesih, ki ne vključujejo življenja, v nasprotju z organskimi spojinami, ki jih obravnava organska kemija. Mednarodna organizacija IUPAC,http://goldbook.iupac.org/ ki od leta 1918 skrbi za sistematiko, definicije in poimenovanja snovi, ni definirala stroge ločnice med organsko in anorgansko kemijo, saj je bilo odkritih mnogo anorganskih snovi (mineralov), ki so nastali v bioloških procesih, poleg tega pa zelo veliko novo odkritih snovi nenaravnega izvora (pripravljenih v laboratoriju) vsebuje ione ali atome kovin, na katere so vezane manjše ali večje organske molekule.

Ključni pojmi 150px|thumb|left|Ionski kristal kalijevega oksida K2O Večina anorganskih spojin so soli, se pravi kombinacije anionov in kationov, ki so med seboj povezani z ionskimi vezmi. Kationi so, na primer, Na+, Ca2+ in Al3+, anioni pa oksid O2- in bromid Br-. Soli so električno nevtralne, se pravi da vsebujejo enako število pozitivnih in negativnih nabojev. Kemijska formula kalijevega klorida je zato KCl, natrijevega oksida Na2O in aluminijevega fluorida AlF3. Ioni so opisani s svojim oksidacijskim stanjem, ki ga lahko predvidimo iz ionizacijskih potencialov (za katione) in elektronske afinitete (za anione) njihovih starševskih elementov.

Pomembni razredi anorganskih spojin so oksidi, karbonati, sulfati in halogenidi. Mnogo anorganskih spojin ima visoka tališča. Anorganske soli v trdnem stanju so slabi električni prevodniki. Njihova pomembna lastnost je topnost, na primer v vodi, in kristalizacija. Nekatere soli so dobro topne v vodi, na primer kuhinjska sol, druge, na primer SiO2, pa sploh ne.

Najbolj enostavna anorganska reakcija je dvojna substitucija, do katere pride z mešanjem dveh soli. V reakciji pride samo do premeščanja ionov brez spremembe oksidacijskih stanj. V redoks reakcijah pride do spremembe oksidacijskih stanj. Enemu od reaktantov, oksidantu, se oksidacijsko stanje zmanjša, drugemu reaktantu, reducentu, pa se oksidacijsko stanje poveča. Število oddanih in prejetih elektronov je enako, ker je reakcija navzven nevtralna. Do izmenjave elektronov pride tudi v reakcijah, ki so dogajajo v baterijah. To področje reakcij obravnava elektrokemija.

Anorganska kemija preučuje tudi lastnosti in reaktivnost kislin in baz. Zgodovinsko obstaja več definicij kislin in baz. Arrheniusova definicija (po švedskem kemiku Svanteju Arrheniusu; 1859–1927) kisline definira kor snovi, ki povečajo koncentracijo oksonijevih ionov (H3O+) v vodi, baze pa snovi, ki povečajo koncentracijo hidroksilnih ionov (OH-) v vodi. Johannes Nicolaus Brønsted in Thomas Martin Lowry sta leta 1923 hkrati ugotovila, da kislinsko-bazne reakcije vključujejo prenos protona (H+) in kisline ter baze definirala kot snovi, ki oddajo oz. sprejmejo proton ter definicijo tako razširila na nevodne raztopine. Gilbert N. Lewis je prav tako leta 1923 postavil svojo definicijo kislin in baz. Lewisove kisline so zvrsti, ki sprejmejo elektronski par, Lewisove baze pa zvrsti, ki donirajo elektronski par.

300px

V prvi reakciji fluoridni ion donira elektronski par borovemu trifluoridu, tvori se tetrafluoridoboratni ion (BF4-). Fluoridni ion je torej Lewisova baza, BF3 pa Lewisova kislina (Brønsted-Lowryjeva teorija je tu neuporabna, saj ni prenosa protona). V drugi reakciji je amonijak baza po obeh definicijah, saj spreme proton (Brønsted-Lowry) oz. odda elektronski par protonu (Lewis).

Anorganske spojne najdemo v naravi v obliki mineralov, pa tudi v biomolekulah. Natrijev in kalijev klorid sta pomembna elektrolita, adenozin-5'-trifosfat (ATP) je multifunkcionalni nulkeotid in koencim in pomemben posrednik pri medmolekularnem prenosu energije , polifosfati pa skupaj s sladkorji tvorijo hrbtenico DNA.

Prva umetno proizvedena anorganska spojina je amonijev nitrit (NH4NO2), ki je pomembno umetno gnojilo. Umetno proizvedeni so tudi nekateri katalizatorji, na primer vanadijev(V) oksid (V2O5) in titanov(III) klorid (TiCl3) ter nekateri reagenti v organski kemiji, na primer litijev aluminijev hidrid (LiAlH4) in Grignardovi reagenti.

Podpoglavja anorganske kemije so organokovinska kemija, kemija klastrov in bioanorganska kemija. Na teh področjih potekajo zelo obširne raziskave, predvsem na področju katalizatorjev, superprevodnikov in zdravil.

Industrijska anorganska kemija Anorganska kemija je tudi zelo praktična znanost in stanja državnih ekonomij so se dolgo časa vrednotila po proizvodnji žveplove kisline. Leta 2005 se je v svetu največ proizvedlo naslednjih dvajset spojin:"Facts & Figures Of The Chemical Industry” Chemical and Engineering News, July 10, 2006. aluminijev sulfat, amonijak, amonijev nitrat, amonijev sulfat, dušik, dušikova kislina, fosforna kislina, kisik, klor, klorovodikova kislina, natrijev hidroksid, natrijev karbonat (soda), natrijev klorat, natrijev silikat, natrijev sulfat, saje (ogljik), titanov dioksid, vodik, vodikov peroksid in žveplova kislina. Spojine so naštete po abecedi in ne po obsegu njihove proizvodnje.

Zelo pomembno področje industrijske anorganske kemije je proizvodnja umetnih gnojil.

Opisna anorganska kemija Opisna anorganska kemija se ukvarja predvsem z razvrščanjem spojin po njihovih lastnostih. Razvrščanje sloni delno na položaju elementa z največjo atomsko maso v spojini v periodnem sistemu elementov, delno pa z grupiranjem spojin po njihovih strukturnih podobnostih. Razredi anorganskih spojin se pogosto prekrivajo: organokovinske spojine imajo tudi značilnosti kompleksnih spojin in celo nekaj lastnosti trdnega stanja.

Anorganske spojine se najpogosteje razvrščajo v naslednje razrede:

Kompleksne spojine thumb|left|150px|EDTA kelat: oktaedrično koordiniran Co3+ ion v kompleksu [Co(EDTA)]−.

Klasične kompleksne spojine so spojine, v katerih je centralni atom povezan s svojimi ligandi preko prostih (neveznih) elektronskih parov glavnega atoma liganda. Najpogostejši ligandi so H2O, NH3, Cl- in CN-. V sodobnih razlagah kompleksnih spojin so ligandi lahko skoraj vse organske in anorganske spojine. Centralni atomi v klasičnem smislu so lahko vse kovine od 3. do 13. skupine periodnega sistema elementov ter lananoidi in aktinoidi. Če gledamo na kompleksne spojine še malo širše, lahko vse spojine prikažemo kot koordinacijske komplekse.

Prostorska zgradba kompleksnih spojin je zelo bogata. Spojina [Co((OH)2Co(NH3)4)3]6+ na primer, ima celo dva stereoizomera, kar pomeni, da kiralnost ni omejena samo na organske spojine. S ključnimi problemi kompleksnih spojin se ukvarja supramolekularna koordinacijska kemija.Lehn, J. M., Supramolecular Chemistry: Concepts and Perspectives, VCH: Weinhiem, 1995

Primeri: [Co(EDTA)]−, [Co(NH3)6]3+, TiCl4(THF)2.

Spojine elementov glavnih skupin periodnega sistema thumb|left|150px|Tetražveplov tetranitrid (S4N4) je spojina, ki še vedno bega kemike. V ta razred spojin spadajo spojine elementov iz 1., 2. in 13.-18. skupine periodnega sistema elementov, razen vodika. Zaradi podobne reaktivnosti se mednje običajno prištevajo tudi elementi iz 3. skupine (skandij, itrij in lantan) in 12. skupine (cink, kadmij in živo srebro).

Spojine in nekateri elementi iz glavnih skupin so znani od samih začetkov kemije. Mednje spadajo žveplo, fosfor in kisik, ki je bil ključ do Lavoisierjevega odkritja zakona o enostavnih razmerjih. Pomembnost anorganske kemije in anorganskih sintez sta dokazala Carl Bosch in Fritz Haber, ki sta v zgodnjih 1900. letih odkrila katalitsko sintezo amonijaka z železom kot katalizatorjem.

Značilne spojine glavnih skupin elementov so SiO2, SnCl4 in N2O. Mnoge spojine bi lahko uvrstili tudi v druge razrede: B(CH3)3 med organokovinske spojine in fosfate v DNA med bioanorganske spojine, po drugi strani pa bi lahko nekatere organske spojine brez vodikovih ligandov šteli za anorganske spojine. Takšne spojine so, na primer, fulereni, ogljikove nanocevke in binarni ogljikovi oksidi.

Primeri: tetražveplov tetranitrid S4N4, diboran B2H6, silikoni, fuleren C60.

Spojine prehodnih kovin thumb|left|150px|Ftalocianinsko modro BN je bakrov ftalocianin, spojina prehodne kovine podobna hemu.

Prehodne kovine so elementi 4.-11. skupine elementov periodnega sistema. Mednje formalno spadajo tudi kovine iz 3. in 12. skupine, ki se zaradi nekaterih svojih lastnosti običajno prištevajo k elementom glavnih skupin.

Prehodne kovine so dobro zastopane v kemiji kompleksnih spojin. Molekule kompleksov imajo zelo različne oblike: spojine titana, na primer TiCl4, imajo obliko tetraedra, nekateri nikljevi kompleksi so planarni, kompleksi kobalta pa oktaedrični. Veliko prehodnih kovin najdemo v organskih spojinah, na primer železo v hemoglobinu.

Primeri: železov pentakarbonil Fe(CO)5, titanov tetraklorid TiCl4 in cisplatin Pt(NH3)2Cl2.

Organokovinske spojine thumb|right|150px|Organolitijeve spojine pogosto polimerizirajo. Na sliki je tetramer n-butillitija.

Organokovinske spojine so spojine s splošno formulo M-C-H.C. Elschenbroich, A. Salzer ”Organometallics : A Concise Introduction” (2nd Ed) (1992); Wiley-VCH: Weinheim. ISBN 3-527-28165-7 Kovina (M) je lahko iz glavne skupine elementov ali prehodna kovina. V praksi je definicija organokovinske spojine bolj ohlapna, zato se mednje prištevajo tudi zelo lipofilni kompleksi, na primer kovinski karbonili in celo kovinski alkoksidi.

Organokovinske spojine spadajo v poseben razred spojin, ker so organski ligandi pogosto občutljivi na hidrolizo ali oksidacijo in so zato za njihovo pripravo potrebne posebne metode (glej pripravo Grignardovega reagenta). Sintetična metodologija, predvsem zmožnost manipuliranja s kompleksi v topilih z majhno sposobnostjo koordiniranja, omogoča raziskovanje tudi zelo šibko koordiniranih ligandov, kot so ogljikovodiki, vodik in dušik.

Primeri: Ciklopentadienilželezov dikarbonil dimer (C5H5)Fe(CO)2CH3, ferocen Fe(C5H5)2, molibden heksakarbonil Mo(CO)6, diboran B2H6, tetrakis(trifenilfosfin)paladij(0) Pd[P(C6H5)3]4.

Klastri

thumb|left|150px|Dekaboran je zelo toksičen klaster bora. thumb|right|150px|Železo-žveplovi klastri so centralne komponente železo-žveplovih proteinov, ki se esencialni za metabolizem človeka.

Klastri so skupki med seboj povezanih atomov, ki jih najdemo v vseh razredih kemijskih spojin. Po trenutno udomačeni definiciji so sestavljeni iz najmanj treh v trikotnik povezanih atomov. Izjema so zelo pomembni dvoatomni kompleksi kovina-kovina. Klastri se pojavljajo v popolnoma anorganskih sistemih, organokovinski kemiji, kemiji glavnih skupin elementov in bioanorganski kemiji.

Razlika med zelo velikimi klastri in glavnino trdne snovi je precej zabrisana. S tem mejnim področjem se ukvarja nanoznanost oziroma nanotehnologija, ki je nastala predvsem iz študija kvantnih vplivov klastrov kadmijevih selenidov. Velike klastre bi torej lahko opisali kot skupek med seboj povezanih atomov, ki so po lastnostih nekje med molekulo in trdno snovjo.

Primeri: Fe3(CO)12, B10H14, [Mo6Cl14]2−, 4Fe-4S

Bioanorganske spojine thumb|right|150px|Kobaltov center cianokobolamina (vitamin B12) ima obliko oktaedra.