Главная » Русский язык » Классификация и свойства сложных неорганических веществ. Взаимосвязь

Классификация и свойства сложных неорганических веществ. Взаимосвязь

В настоящее время известно более 500 тысяч неорганических соединений, знать их формулы, названия, а тем более свойства практически невозможно. Для того чтобы легче ориентироваться в огромном многообразии химических веществ, все вещества разделены на отдельные классы, включающие соединения, сходные по строению и свойствам.

Первоначально все химические вещества делятся на простые и сложные.

Простые вещества подразделяются на металлы и неметаллы.

Помимо типичных металлов и неметаллов есть большая группа веществ, обладающая промежуточными свойствами, их называют металлоидами.

Сложные вещества подразделяются на четыре класса химических соединений: оксиды , основания, кислоты и соли. Эта классификация разработана выдающимися химиками XVIII-XIX веков Антуаном Лораном Лавуазье , Михаилом Васильевичем Ломоносовым , Йёнсом Якобом Берцелиусом , Джоном Дальтоном .

На рис. 8 приведены важнейшие классы неорганических соединений.

Рисунок 8 - Важнейшие классы неорганических соединений

Гидроксиды - тип сложных веществ, в состав которых входят атомы некоторого элемента Е (кроме фтора и кислорода) и гидроксогруппы ОН; общая формула гидроксидов Е(ОН) n , где n = 1÷6. Форма гидроксидов Е(ОН) n называется орто -формой; при n > 2 гидроксид может находиться также в мета -форме, включающей кроме атомов Е и групп ОН еще атомы кислорода О, например Е(ОН) 3 и ЕО(ОН), Е(ОН) 4 и Е(ОН) 6 и ЕО 2 (ОН) 2 .

Гидроксиды делят на две противоположные по химическим свойствам группы: кислотные и основные гидроксиды.

Кислотные гидроксиды содержат атомы водорода , которые могут замещаться на атомы металла при соблюдении правила стехиометрической валентности. Большинство кислотных гидроксидов находится в мета -форме, причем атомы водорода в формулах кислотных гидроксидов ставят на первое место, например H 2 SO 4 , HNO 3 и H 2 CO 3 , а не SO 2 (OH) 2 , NO 2 (OH) и CO(OH) 2 . Общая формула кислотных гидроксидов - Н х ЕО у , где электроотрицательную составляющую ЕО у х - называют кислотным остатком. Если не все атомы водорода замещены на металл, то они остаются в составе кислотного остатка.

Названия распространенных кислотных гидроксидов состоят из двух слов: собственного названия с окончанием «ая» и группового слова «кислота».

Названия кислот и кислотного остатка представлены в табл. Приложения А.

Названия кислотных остатков используют при построении названий солей.

Основные гидроксиды содержат гидроксид-ионы, которые могут замещаться на кислотные остатки при соблюдении правила стехиометрической валентности. Все основные гидроксиды находятся в орто -форме; их общая формула М(ОН) n , где n = 1,2 (реже 3,4) и М n +- катион металла.

Примеры формул и названий основных гидроксидов:

Важнейшим химическим свойством основных и кислотных гидроксидов является их взаимодействие их между собой с образованием солей (реакция солеобразования ), например:

Ca(OH) 2 + H 2 SO 4 = CaSO 4 + 2H 2 O

Ca(OH) 2 + 2H 2 SO 4 = Ca(HSO 4) 2 + 2H 2 O

2Ca(OH) 2 + H 2 SO 4 = Ca 2 SO 4 (OH) 2 + 2H 2 O

Соли - тип сложных веществ, в состав которых входят катионы М n + и кислотные остатки.

Соли с общей формулой М х (ЕО у ) n называют средними солями, а соли с незамещенными атомами водорода, - кислыми солями. Иногда соли содержат в своем составе также гидроксид - или (и) оксид - ионы; такие соли называют основными солями.

Приведем примеры и названия солей:

Кислые и основные соли могут быть превращены в средние соли взаимодействием с соответствующим основным и кислотным гидроксидом, например:

Ca(HSO 4) 2 + Ca(OH) = CaSO 4 + 2H 2 O

Ca 2 SO 4 (OH) 2 + H 2 SO 4 = 2CaSO 4 + 2H 2 O

Встречаются также соли, содерхащие два разных катиона: их часто называют двойными солями , например:

Кислотные и осн?вные оксиды

Оксиды Е х О у - продукты полной дегидратации гидроксидов:

Кислотным гидроксидам (H 2 SO 4 , H 2 CO 3) отвечают кислотные оксиды (SO 3 , CO 2), а основным гидроксидам (NaOH, Ca(OH) 2) - основные оксиды (Na 2 O, CaO), причем степень окисления элемента Е не изменяется при переходе от гидроксида к оксиду.

Пример формул и названий оксидов:

Кислотные и основные оксиды сохраняют солеобразующие свойства соответствующих гидроксидов при взаимодействии с противоположными по свойствам гидроксидами или между собой:

N 2 O 5 + 2NaOH = 2NaNO 3 + H 2 O

3CaO + 2H 3 PO 4 = Ca 3 (PO 4) 2 + 3H 2 O

La 2 O 3 + 3SO 3 = La 2 (SO 4) 3

Амфотерные оксиды и гидроксиды

Амфотерность гидроксидов и оксидов - химическое свойство, заключающееся в образовании ими двух рядов солей, например, для гидроксида и оксида алюминия:

(а) 2Al(OH) 3 + 3SO 3 = Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O

Al 2 O 3 + 3H 2 SO 4 = Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O

(б) 2Al(OH) 3 + Na 2 O = 2NaAlO 2 + 3H 2 O

Al 2 O 3 + 2NaOH = 2NaAlO 2 + H 2 O

Так, гидроксид и оксид алюминия в реакциях (а) проявляют свойства основных гидроксидов и оксидов, т.е. реагируют с кислотными гидроксидам и оксидом, образуя соответствующую соль - сульфат алюминия Al 2 (SO 4) 3 , тогда как в реакциях (б) они же проявляют свойства кислотных гидроксидов и оксидов, т.е. реагируют с основными гидроксидом и оксидом, образуя соль - диоксоалюминат (III) натрия NaAlO 2 . В первом случае элемент алюминий проявляет свойство металла и входит в состав электроположительной составляющей (Al 3+), во втором - свойство неметалла и входит в состав электроотрицательной составляющей формулы соли (AlO 2 -).

Если указанные реакции протекают в водном растворе, то состав образующихся солей меняется, но присутствие алюминия в катионе и анионе остаётся:

2Al(OH) 3 + 3H 2 SO 4 = 2 (SO 4) 3

Al(OH) 3 + NaOH = Na

Здесь квадратными скобками выделены комплексные ионы 3+ - катион гексаакваалюминия(III), - - тетрагидроксоалюминат(III)-ион.

Элементы, проявляющие в соединениях металлические и неметаллические свойства, называют амфотерными, к ним относятся элементы А-групп периодической системы - Be, Al, Ga, Ge, Sn, Pb, Sb, Bi, Po и др., а также большинство элементов Б-групп - Cr, Mn, Fe, Zn, Cd, Au и др. Амфотерные оксиды называют так же, как и основные, например:

Амфотерные гидроксиды (если степень окисления элемента превышает + II) могут находиться в орто - или (и) мета - форме.

Примеры амфотерных гидроксидов:

Амфотерным оксидам не всегда соответствуют амфотерные гидроксиды, поскольку при попытке получения последних образуются гидратированные оксиды, например:

Если амфотерному элементу в соединениях отвечает несколько степеней окисления, то амфотерность соответствующих оксидов и гидроксидов (а следовательно, и амфотерность самого элемента) будет выражена по-разному. Для низких степеней окисления у гидроксидов и оксидов наблюдается преобладание основных свойств, а у самого элемента - металлических свойств, поэтому он почти всегда входит в состав катионов. Для высоких степеней окисления, напротив, у гидроксидов и оксидов наблюдается преобладание кислотных свойств, а у самого элемента - неметаллических свойств, поэтому он почти всегда входит в состав анионов.

Оксиды – соединения элементов с кислородом, степень окисления кислорода в оксидах всегда равна -2.

Оснóвные оксиды образуют типичные металлы со С.О. +1,+2 (Li 2 O, MgO, СаО,CuO и др.).

Кислотные оксиды образуют неметаллы со С.О. более +2 и металлы со С.О. от +5 до +7 (SO 2 , SeO 2 , Р 2 O 5 , As 2 O 3 , СO 2 ,SiO 2 , CrO 3 и Mn 2 O 7). Исключение: у оксидов NO 2 и ClO 2 нет соответствующих кислотных гидроксидов, но их считают кислотными.

Амфотерные оксиды образованы амфотерными металлами со С.О. +2,+3,+4 (BeO, Cr 2 O 3 , ZnO, Al 2 O 3 , GeO 2 , SnO 2 и РЬО).

Несолеобразующие оксиды – оксиды неметаллов со С.О.+1,+2 (СО, NO, N 2 O, SiO).

Основания (осно́вные гидрокси́ды ) - сложные вещества, которые состоят из иона металла (или иона аммония) и гидроксогруппы (-OH).

Кислотные гидроксиды (кислоты) — сложные вещества, которые состоят из атомов водорода и кислотного остатка.

Амфотерные гидроксиды образованы элементами с амфотерными свойствами.

Соли – сложные вещества, образованные атомами металлов, соединёнными с кислотными остатками.

Средние (нормальные) соли - все атомы водорода в молекулах кислоты замещены на атомы металла.

Кислые соли - атомы водорода в кислоте замещены атомами металла частично. Они получаются при нейтрализации основания избытком кислоты. Чтобы правильно назвать кислую соль, необходимо к названию нормальной соли прибавить приставку гидро- или дигидро- в зависимости от числа атомов водорода, входящих в состав кислой соли.

Например, KHCO 3 – гидрокарбонат калия, КH 2 PO 4 – дигидроортофосфат калия

Нужно помнить, что кислые соли могут образовывать только двух и более основные кислоты.

Осно́вные соли - гидроксогруппы основания (OH −) частично замещены кислотными остатками. Чтобы назвать основную соль, необходимо к названию нормальной соли прибавить приставку гидроксо- или дигидроксо- в зависимости от числа ОН — групп, входящих в состав соли.

Например, (CuOH) 2 CO 3 — гидроксокарбонат меди (II).

Нужно помнить, что основные соли способны образовывать лишь основания, содержащие в своём составе две и более гидроксогрупп.

Двойные соли - в их составе присутствует два различных катиона, получаются кристаллизацией из смешанного раствора солей с разными катионами, но одинаковыми анионами. Например,KAl(SO 4) 2 , KNaSO 4.

Смешанные соли - в их составе присутствует два различных аниона. Например, Ca(OCl)Cl.

Гидратные соли (кристаллогидраты ) - в их состав входят молекулы кристаллизационной воды. Пример: Na 2 SO 4 ·10H 2 O.

Тривиальные названия часто употребляемых неорганических веществ:

Формула	Тривиальное название
NaCl	галит, каменная соль, поваренная соль
Na 2 SO 4 *10H 2 O	глауберова соль
NaNO 3	Натриевая, чилийская селитра
NaOH	едкий натр, каустик, каустическая сода
Na 2 CO 3 *10H 2 O	кристаллическая сода
Na 2 CO 3	Кальцинированная сода
NaHCO 3	пищевая (питьевая) сода
K 2 CO 3	поташ
КОН	едкое кали
KCl	калийная соль, сильвин
KClO 3	бертолетова соль
KNO 3	Калийная, индийская селитра
K 3	красная кровяная соль
K 4	желтая кровяная соль
KFe 3+	берлинская лазурь
KFe 2+	турнбулева синь
NH 4 Cl	Нашатырь
NH 3 *H 2 O	нашатырный спирт, аммиачная вода
(NH 4) 2 Fe(SO 4) 2	соль Мора
СаO	негашеная (жженая) известь
Са(OH) 2	гашеная известь, известковая вода, известковое молоко, известковое тесто
СaSO 4 *2H 2 O	Гипс
CaCO 3	мрамор, известняк, мел, кальцит
СаНРO 4 × 2H 2 O	Преципитат
Са(Н 2 РO 4) 2	двойной суперфосфат
Са(Н 2 РO 4) 2 +2СаSO 4	простой суперфосфат
CaOCl 2 (Ca(OCl) 2 + CaCl 2)	хлорная известь
MgO	жженая магнезия
MgSO 4 *7H 2 O	английская (горькая) соль
Al 2 O 3	корунд, боксит, глинозем, рубин, сапфир
C	алмаз, графит, сажа, уголь, кокс
AgNO 3	ляпис
(CuОН) 2 СO 3	малахит
Cu 2 S	медный блеск, халькозин
CuSO 4 *5H 2 O	медный купорос
FeSO 4 *7H 2 O	железный купорос
FeS 2	пирит, железный колчедан, серный колчедан
FeСО 3	сидерит
Fe 2 О 3	красный железняк, гематит
Fe 3 О 4	магнитный железняк, магнетит
FeО × nH 2 О	бурый железняк, лимонит
H 2 SO 4 × nSO 3	олеум раствор SO 3 в H 2 SO 4
N 2 O	веселящий газ
NO 2	бурый газ, лисий хвост
SO 3	серный газ, серный ангидрид
SO 2	сернистый газ, сернистый ангидрид
CO	угарный газ
CO 2	углекислый газ, сухой лед, углекислота
SiO 2	кремнезем, кварц, речной песок
CO + H 2	водяной газ, синтез-газ
Pb(CH 3 COO) 2	свинцовый сахар
PbS	свинцовый блеск, галенит
ZnS	цинковая обманка, сфалерит
HgCl 2	сулема
HgS	киноварь

Солеобразующие оксиды:

1). Основные оксиды – это оксиды, которым соответствуют основания. К основным оксидам относятся оксиды металлов 1 и 2 групп, а также металлов побочных подгрупп с валентностью I и II (кроме ZnO - оксид цинка и BeO – оксид берилия):оксид лития Li 2 O; оксид натрия Na 2 O; оксид калия K 2 O; оксид меди CuO; оксид серебра Ag2O; оксид магния MgO; оксид кальция CaO; оксид стронция SrO; оксид цезия Cs 2 O; оксид ртути (2) HgO; оксид рубидия Rb 2 O; оксид железа (2) FeO; оксид хрома CrO; оксид никеля NiO.

2). Кислотные оксиды – это оксиды, которым соответствуют кислоты. К кислотным оксидам относятся оксиды неметаллов (кроме несолеобразующих – безразличных), а также оксиды металлов побочных подгрупп с валентностью от V до VII:
оксид углерода(IV) CO 2 ; оксид серы(IV) SO 2 ; оксид серы(VI) SO 3 ; оксид кремния(IV) SiO 2 ; оксид фосфора(V) P 2 O 5 ; ксид хрома(VI) CrO 3 ; ксид марганца(VII) Mn 2 O 7 ; оксид азота NO 2 ; ксиды хлора Cl 2 O 5 и Cl 2 O 3 .

3). Амфотерные оксиды – это оксиды , которым соответствуют основания и кислоты. Образуются переходными металлами. Металлы в амфотерных оксидах обычно проявляют степень окисления от +3 до +4, за исключением ZnO, BeO, SnO, PbO: оксид цинка ZnO; оксид хрома(III) Cr 2 O 3 ; оксид алюминия Al 2 O 3 ; оксид олова(II) SnO; оксид олова(IV) SnO 2 ; оксид свинца(II) PbO; оксид свинца(IV) PbO 2 ; оксид титана(IV) TiO 2 ; оксид марганца(IV) MnO 2 ; оксид железа(III) Fe 2 O 3 ; оксид бериллия BeO.

Несолеобразующие оксиды

1). Несолеобразующие оксиды – это оксиды безразличные к кислотам и основаниям. К ним относятся оксиды неметаллов с валентностью I и II:
оксид углерода(II) CO; оксид азота(II) NO; оксид азота(I) N 2 O; оксид кремния(II) SiO, оксид серы(I) S 2 O; оксид водорода H 2 O.

Основания. Классификация оснований

Основаниями называют гидроксиды, которые диссоциируют (распадаются) на гидроксильную группу и положительно заряженный катион. Общая формула оснований - Э(OН)m, где m – степень окисления металла.

Классификация оснований по силе:

1). Сильные основания.
Растворимые в воде основания называются щелочами:
NaOH - гидроксид натрия (едкий натр); KOH - гидроксид калия (едкое кали); LiOH - гидроксид лития; Ba(OH) 2 - гидроксид бария; Ca(OH) 2 - гидроксид кальция (гашеная известь).

2). Слабые основания:
Mg(OH) 2 - гидроксид магния; Fe(OH) 2 - гидроксид железа (II); Zn(OH) 2 - гидроксид цинка; NH 4 OH - гидроксид аммония; А1 (ОН) 3 - гидроксид алюминия; Fe(OH) 3 - гидроксид железа (III) и т.д. (большинство гидроксидов металлов).

Классификация оснований по растворимости

Более приемлемой является классификация оснований по растворимости их в воде.

1) Растворимые основания. Щёлочи – это основания растворимые в воде. К щелочам относят гидроксиды щелочных и щелочноземельных металлов: LiOH, NaOH, KOH, RbOH, CsOH, CaOH) 2 , Sr(OH) 2 , Ba(OH) 2 .

2). Нерастворимые основания - это так называемые амфотерные гидроксиды, которые при взаимодействии с кислотами выступают как основания, а со щёлочью -как кислоты.

Классификация оснований по числу гидроксильных групп (ОН):

1). Однокислотные основания (n = 1) - это основание, в состав которых входит одна группа - (ОН): LiOH, KOH, NaOH, NH4OH.

2). Двухкислотные основания - (n = 2) - это основание, в состав которых входит две группы - (ОН): Ba(OH) 2 , Mg(OH) 2 , Zn(OH) 2 , Fe(OH) 2 .

3). Трехкислотные основания - (n = 3) - это основание, в состав которых входит три группы - (ОН): Fe(OH) 3 , А1(ОН) 3 и др.

Кислоты. Классификация кислот

Кислота – это сложное вещество, в молекуле которого имеется один или несколько атомов водорода и кислотный остаток. Кислоты классифицируют по таким признакам: а) по наличию или отсутствию кислорода в молекуле и б) по числу атомов водорода.

а) Классификация кислот по наличию или отсутствию кислорода в молекуле:

1). Кислородсодержащие кислоты: H 2 SO 4 - серная кислота; H 2 SO 3 - сернистая кислота; HNO 3 - азотная кислота; H 3 PO 4 - фосфорная кислота; H 2 CO 3 - угольная кислота; Н 2 SiO 3 - кремниевая кислота; HClO 4 - хлорная кислота; HClO 3 - триоксохлорат(V) водорода (хлорноватая кислота); HClO 2 - диоксохлорат(III) водорода (хлористая кислота); HClO - оксохлорат(I) водорода (хлорноватистая кислота); H 2 Cr 2 O 7 - гептаоксодихромат(VI) диводорода (дихромовая кислота); H 2 S 4 O 6 - гексаоксотетрасульфат диводорода (тетратионовая кислота); Н 2 В 4 О 6 - гексаоксотетраборат диводорода (тетраметаборная кислота); H - гексагидроксостибат(V) водорода; H 3 PO 3 S - тиофосфорная кислота; HбSO 3 S - тиосерная кислота; H 3 PO 3 - фосфористая (фосфоновая) кислота.

2). Бескислородные кислоты: HF - фтороводородная кислота; HCl - хлороводородная кислота (соляная кислота); HBr - бромоводородная кислота; HI - иодоводородная кислота; H 2 S - сероводородная кислота; HAuCl4 - тетрахлороаурат(III) водорода (золотохлористоводородная кислота); HSCN - роданистоводородная кислота; HN3 - азидоводородная кислота.

б) Классификация кислот по числу атомов водорода:

1). Одноосновные кислоты - это кислоты, в состав которых входит один ион (Н +): HNO 3 - азотная кислота; HF - фтороводородная кислота; HCl - хлороводородная кислота; HBr - бромоводородная кислота; HI - иодоводородная кислота; HClO 4 - хлорная кислота; HClO 3 - триоксохлорат(V) водорода (хлорноватая кислота); HClO 2 - диоксохлорат(III) водорода (хлористая кислота); HClO - оксохлорат(I) водорода (хлорноватистая кислота); HAuCl 4 - тетрахлороаурат(III) водорода (золотохлористоводородная кислота); H - гексагидроксостибат(V) водорода; HSCN - роданистоводородная кислота.

2). Двухосновные кислоты - это кислоты, в состав которых входит два иона (Н +): H 2 SO 4 - серная кислота; H 2 SO 3 - сернистая кислота; H 2 S - сероводородная кислота; H 2 CO 3 - угольная кислота; H 2 SiO 3 - кремниевая кислота; H 2 Cr 2 O 7 - гептаоксодихромат(VI) диводорода (дихромовая кислота); H 2 S 4 O 6 - гексаоксотетрасульфат диводорода (тетратионовая кислота); Н 2 В 4 О 6 - гексаоксотетраборат диводорода (тетраметаборная кислота); H 2 SO 3 S - тиосерная кислота.

3). Трехосновные кислоты - это кислоты, в состав которых входит три иона (Н +): H 3 PO 4 - фосфорная кислота; H3BO3 - борная кислота; H 3 AsO 4 - мышьяковая кислота; H 3 PO 3 S - тиофосфорная кислота; H 3 AlO 3 - ортоалюминиевая кислота; H 3 PO 3 - фосфористая (фосфоновая) кислота.

4). Многоосновные (полиосновные) кислоты - это кислоты, в состав которых входит четыре и более ионов (Н +): H 4 SiO 4 - ортокремниевая кислота; H 4 CO 4 - ортоугольная кислота; H 4 P 2 O 7 - дифосфорная (пирофосфорная) кислота; Н 6 P 6 O 18 - гексафосфорная кислота; H 6 TeO 6 - теллуровая кислота.

Другие классификации кислот:

По силе кислот:
Сильные кислоты - диссоциируют практически полностью, константы диссоциации больше 1 . 10 -3 (HNO 3); HCl; H 2 SO 4);
Слабые кислоты - константа диссоциации меньше 1 . 10 -3 (уксусная кислота Kд = 1,7 . 10 -5).

По устойчивости:
Устойчивые кислоты (H 2 SO 4);
Неустойчивые кислоты (H 2 CO 3).

По принадлежности к классам химических соединений:
Неорганические кислоты: (HBr); (H 2 SO 4);
Органические кислоты: (HCOOH,CH3COOH).

По летучести:
Летучие кислоты: (HNO 3 ,H 2 S);
Нелетучие кислоты: (H 2 SO 4).

По растворимости в воде:
Растворимые кислоты (H 2 SO 4);
Нерастворимые кислоты (H 2 SiO 3).

Соли.

Солями называются вещества, в которых атомы металла связаны с кислотными остатками. Исключением являются соли аммония, в которых с кислотными остатками связаны не атомы металла, а частицы NH4+, например, (NH4)2SO4 – сульфат аммония.

Классификация солей:

1). Средние соли.
Средние соли - это сложные вещества, которые в водных растворах диссоциируют на катионы металлов и анионы кислотных остатков, т.е. они являются продуктами замещения всех катионов водорода в молекулах кислоты на катионы металла (Na 2 CO 3 , K 3 PO 4).

2). Кислые соли.
Кислые соли - это продукты частичного замещения катионов водорода в кислотах на катионы металла (NaHCO 3 , KH 2 PO 4 , K 2 HPO 4). Они образуются при нейтрализации основания избытком кислоты (то есть в условиях недостатка основания или избытка кислоты).

3). Основные соли.
Основные соли - это продукты неполного замещения гидроксогрупп основания (OH -) кислотными остатками (CuOH) 2 CO 3 , CoNO 3 (OH). Они образуются в условиях избытка основания или недостатка кислоты.

4). Комплексные соли.
Комплексные соли - соли, имеющие сложные катионы или анионы, в которых связь образована по донорно-акцепторному механизму. Комплексные ионы, соединяясь с другими ионами, образуют комплексные соли, например, K 4 , Cl, K 2 , (Na 2 ) и др.

Классификация солей по числу присутствующих в структуре катионов и анионов

Вывыделяют следующие типы солей:

1). Простые соли.
Простые соли - это соли, состоящие из одного вида катионов и одного вида анионов (NaCl).

2). Двойные соли.
Двойные соли - это соли, содержащие два различных типа катионов. примером двойных солей являются (KAl(SO 4) 2 . 12H 2 O) (алюмокалиевые квасцы), KAl(SO4) 2 (сульфат алюминия-калия), MgK 2 (SO4) 2 , AgK(CN) 2 . Двойные соли существуют только в твердом виде.

3). Смешанные соли.
Смешанные соли - это соли, в составе которых присутствует два различных аниона (Ca(OCl)Cl), Fe(NH 4) 2 (SO 4) 2 [сульфат диаммония-железа(II)], LiAl(SiO 3) 2 (метасиликат алюминия-лития), Ca(ClO)Cl (хлорид-гипохлорит кальция), Na 3 CO 3 (HCO 3) (гидрокарбонат-карбонат натрия), Na 2 IO 3 (NO 3) (нитрат-иодат натрия)

4). Гидратные соли (кристаллогидраты).
Гидратные соли или кристаллогидраты - это соли, в состав которых входят молекулы кристаллизационной воды, например, Na 2 SO 4 ·10 H 2 O, CaSO 4 · 2H 2 O (гиппс), MgCl 2 · KCl· 6H 2 O (карналлит), CuSO 4 · 5H 2 O (медный купорос), FeSO 4 · 7H 2 O (железный купорос), Na 2 CO 3 · 10H 2 O (кристаллическая сода).

5). Внутренние соли.
Внутренние соли - это соли, которые образованы биполярными ионами, то есть молекулами, содержащими как положительно заряженный, так и отрицательно заряженный атом (+) NН 3 -CH 2 -COO (-) (биполярный ион аминокислоты глицина), (+) NH 3 -C 6 H 4 -SO 3 (-) (сульфаниловая кислота или таурин). Таурин - сульфокислота, образующаяся в организме из аминокислоты цистеина.

И их производные. Все остальные вещества - неорганические.

Классификация неорганических веществ
Неорганические вещества по составу делят на простые и сложные.

Простые вещества состоят из атомов одного химического элемента и подразделяются на металлы, неметаллы, благородные газы. Сложные вещества состоят из атомов разных элементов, химически связанных друг с другом.

Сложные неорганические вещества по составу и свойствам распределяют по следующим важнейшим классам: оксиды, основания , кислоты, амфотерные гндроксиды, соли.

Содержание урока конспект урока опорный каркас презентация урока акселеративные методы интерактивные технологии Практика задачи и упражнения самопроверка практикумы, тренинги, кейсы, квесты домашние задания дискуссионные вопросы риторические вопросы от учеников Иллюстрации аудио-, видеоклипы и мультимедиа фотографии, картинки графики, таблицы, схемы юмор, анекдоты, приколы, комиксы притчи, поговорки, кроссворды, цитаты Дополнения рефераты статьи фишки для любознательных шпаргалки учебники основные и дополнительные словарь терминов прочие Совершенствование учебников и уроков исправление ошибок в учебнике обновление фрагмента в учебнике элементы новаторства на уроке замена устаревших знаний новыми Только для учителей идеальные уроки календарный план на год методические рекомендации программы обсуждения Интегрированные уроки

Классификация неорганических веществ и их номенклатура основаны на наиболее простой и постоянной во времени характеристике -

химическом составе , который показывает атомы элементов, образующих данное вещество, в их числовом отношении. Если вещество из атомов одного химического элемента, т.е. является формой существования этого элемента в свободном виде, то его называют простым веществом ; если же вещество из атомов двух или большего числа элементов, то его называют сложным веществом . Все простые вещества (кроме одноатомных) и все сложные вещества принято называть химическими соединениями , так как в них атомы одного или разных элементов соединены между собой химическими связями.

Номенклатура неорганических веществ состоит из формул и названий. Химическая формула - изображение состава вещества с помощью символов химических элементов, числовых индексов и некоторых других знаков. Химическое название - изображение состава вещества с помощью слова или группы слов. Построение химических формул и названий определяется системой номенклатурных правил .

Символы и наименования химических элементов приведены в Периодической системе элементов Д.И. Менделеева. Элементы условно делят на металлы

и неметаллы . К неметаллам относят все элементы VIIIА-группы (благородные газы) и VIIА-группы (галогены), элементы VIА-группы (кроме полония), элементы азот, фосфор, мышьяк (VА-группа); углерод, кремний (IVА-группа); бор (IIIА-группа), а также водород. Остальные элементы относят к металлам.

При составлении названий веществ обычно применяют русские наименования элементов, например, дикислород, дифторид ксенона, селенат калия. По традиции для некоторых элементов в производные термины вводят корни их латинских наименований:

Ag - аргент	N - нитр
As - арс, арсен	Ni - никкол
Au - аур	O - окс, оксиген
C - карб, карбон	Pb - плюмб
Cu - купр	S - сульф
Fe - ферр	Sb - стиб
H - гидр, гидроген	Si - сил, силик, силиц
Hg - меркур	Sn - станн
Mn - манган

Например

: карбонат, манганат, оксид, сульфид, силикат.

Названия простых веществ состоят из одного слова - наименования химического элемента с числовой приставкой, например:

Используются следующие числовые приставки

1 - моно	7 - гепта
2 - ди
3 - три	9 - нона
4 - тетра
5 - пента	11 - ундека
6 - гекса	12 - додека

Неопределенное число указывается числовой приставкой

n - поли.

Для некоторых простых веществ используют также специальные названия, такие, как О

3 - озон, Р 4 - белый фосфор.

Химические формулы сложных веществ составляют из обозначения электроположительной (условных и реальных катионов) и электроотрицательной (условных и реальных анионов) составляющих, например,

CuSO 4 (здесь Cu 2+ - реальный катион, SO 4 2- - реальный анион) и PCl 3 (здесь P +III - условный катион, Cl - I - условный анион).

Названия сложных веществ составляют по химическим формулам справа налево. Они складываются из двух слов - названий электроотрицательных составляющих (в именительном падеже) и электроположительных составляющих (в родительном падеже), например:

CuSO 4 - сульфат меди(II)
PCl 3 - трихлорид фосфора
LaCl 3 - хлорид лантана(III)
СО - монооксид углерода

Число электроположительных и электроотрицательных составляющих в названиях указывают числовыми приставками, приведенными выше (универсальный способ), либо степенями окисления (если они могут быть определены по формуле) с помощью римских цифр в круглых скобках (знак плюс опускается). В ряде случаев приводят заряд ионов (для сложных по составу катионов и анионов), используя арабские цифры с соответствующим знаком.

Для распространенных многоэлементных катионов и анионов применяют следующие специальные названия:

H 2 F + - фтороний	C 2 2- - ацетиленид
H 3 O + - оксоний	CN - - цианид
H 3 S + - сульфоний	CNO - - фульминат
NH 4 + - аммоний	HF 2 - - гидродифторид
N 2 H 5 + - гидразиний(1+)	HO 2 - - гидропероксид
N 2 H 6 + - гидразиний(2+)	HS - - гидросульфид
NH 3 OH + - гидроксиламиний	N 3 - - азид
NO + - нитрозил	NCS - - тиоционат
NO 2 + - нитроил	O 2 2 - - пероксид
O 2 + - диоксигенил	O 2 - - надпероксид
PH 4 + - фосфоний	O 3 - - озонид
VO 2 + - ванадил	OCN - - цианат
UO 2 + - уранил	OH - - гидроксид

Для небольшого числа хорошо известных веществ также используют специальные названия:

AsH 3 - арсин	HN 3 - азидоводород
B 2 H 6 - боран	H 2 S - сероводород
B 4 H 10 - тетраборан(10)	NH 3 - аммиак
HCN - циановодород	N 2 H 4 - гидразин
HCl - хлороводород	NH 2 OH - гидроксиламин
HF - фтороводород	PH 3 - фосфин
HI - иодоводород	SiH 4 - силан

Гидроксиды - тип сложных веществ, в состав которых входят атомы некоторого элемента Е (кроме фтора и кислорода) и гидроксогруппы ОН; общая формула гидроксидов Е(ОН)

n , где n = 1÷6. Форма гидроксидов Е(ОН) n называется орто -формой; при n > 2 гидроксид может находиться также в мета -форме, включающей кроме атомов Е и групп ОН еще атомы кислорода О, например Е(ОН) 3 и ЕО(ОН), Е(ОН) 4 и Е(ОН) 6 и ЕО 2 (ОН) 2 .

Гидроксиды делят на две противоположные по химическим свойствам группы: кислотные и основные гидроксиды.

H 2 SO 4 , HNO 3 и H 2 CO 3 , а не SO 2 (OH) 2 , NO 2 (OH) и CO(OH) 2 . Общая формула кислотных гидроксидов - Н х ЕО у , где электроотрицательную составляющую ЕО у х- называют кислотным остатком. Если не все атомы водорода замещены на металл, то они остаются в составе кислотного остатка.

Названия распространенных кислотных гидроксидов состоят из двух слов: собственного названия с окончанием “ая” и группового слова “кислота”. Приведем формулы и собственные названия распространенных кислотных гидроксидов и их кислотных остатков (прочерк означает, что гидроксид не известен в свободном виде или в кислом водном растворе):

кислотный гидроксид	кислотный остаток
HAsO 2 - метамышьяковистая	AsO 2 - - метаарсенит
H 3 AsO 3 - ортомышьяковистая	AsO 3 3- - ортоарсенит
H 3 AsO 4 - мышьяковая	AsO 4 3- - арсенат
	4 О 7 2- - тетраборат
	iО 3 - - висмутат
HBrO - бромноватистая	BrO - - гипобромит
HBrO 3 - бромноватая	BrO 3 - - бромат
H 2 CO 3 - угольная	CO 3 2- - карбонат
HClO - хлорноватистая	ClO - - гипохлорит
HClO 2 - хлористая	ClO 2 - - хлорит
HClO 3 - хлорноватая	ClO 3 - - хлорат
HClO 4 - хлорная	ClO 4 - - перхлорат
H 2 CrO 4 - хромовая	CrO 4 2- - хромат
	CrO 4 - - гидрохромат
H 2 Cr 2 О 7 - дихромовая	Cr 2 O 7 2- - дихромат
	FeO 4 2- - феррат
HIO 3 - иодноватая	IO 3 - - иодат
HIO 4 - метаиодная	IO 4 - - метапериодат
H 5 IO 6 - ортоиодная	IO 6 5- - ортопериодат
HMnO 4 - марганцовая	MnO 4 - - перманганат
	MnO 4 2- - манганат
	Mо O 4 2- - молибдат
HNO 2 - азотистая	NO 2 - - нитрит
HNO 3 - азотная	NO 3 - - нитрат
HPO 3 - метафосфорная	PO 3 - - метафосфат
H 3 PO 4 - ортофосфорная	PO 4 3- - ортофосфат
	PO 4 2- - гидроортофосфат
	2 PO 4 - - дигидроотофосфат
H 4 P 2 O 7 - дифосфорная	P 2 O 7 4- - дифосфат
	ReO 4 - - перренат
	SO 3 2- - сульфит
	HSO 3 - - гидросульфит
H 2 SO 4 - серная	SO 4 2- - сульфат
	SO 4 - - гидросульфат
H 2 S 2 O 7 - дисерная	S 2 O 7 2- - дисульфат
H 2 S 2 O 6 (O 2) - пероксодисерная	S 2 O 6 (O 2) 2- - пероксодисульфат
H 2 SO 3 S - тиосерная	SO 3 S 2- - тиосульфат
H 2 SeO 3 - селенистая	SeO 3 2- - селенит
H 2 SeO 4 - селеновая	SeO 4 2- - селенат
H 2 SiO 3 - метакремниевая	SiO 3 2- - метасиликат
H 4 SiO 4 - ортокремниевая	SiO 4 4- - ортосиликат
H 2 TeO 3 - теллуристая	TeO 3 2- - теллурит
H 2 TeO 4 - метателлуровая	TeO 4 2- - метателлурат
H 6 TeO 6 - ортотеллуровая	TeO 6 6- - ортотеллурат
	VO 3 - - метаванадат
	VO 4 3- - ортованадат
	WO 4 3- - вольфрамат

Менее распространенные кислотные гидроксиды называют по номенклатурным правилам для комплексных соединений, например:

Названия кислотных остатков используют при построении названий солей.

Основные гидроксиды содержат гидроксид-ионы, которые могут замещаться на кислотные остатки при соблюдении правила стехиометрической валентности. Все основные гидроксиды находятся в орто -форме; их общая формула М(ОН)

n , где n = 1,2 (реже 3,4) и М n +- катион металла. Примеры формул и названий основных гидроксидов:

Ca(OH) 2 + H 2 SO 4 = CaSO 4 + 2H 2 O

Ca(OH) 2 + 2H 2 SO 4 = Ca(HSO 4) 2 + 2H 2 O

2Ca(OH) 2 + H 2 SO 4 = Ca 2 SO 4 (OH) 2 + 2H 2 O

Соли - тип сложных веществ, в состав которых входят катионы М

n + и кислотные остатки*.

Соли с общей формулой М х (ЕО у

) n называют средними солями, а соли с незамещенными атомами водорода, - кислыми солями. Иногда соли содержат в своем составе также гидроксид - или(и) оксид - ионы; такие соли называют основными солями. Приведем примеры и названия солей:

	- ортофосфат кальция
	- дигидроортофосфат кальция
	- гидроортофосфат кальция
	Карбонат меди(II)
Cu 2 CO 3 (OH) 2	- дигидроксид-карбонат димеди
	Нитрат лантана(III)
	- оксид-динитрат титана

Ca(HSO 4) 2 + Ca(OH) = CaSO 4 + 2H 2 O

Ca 2 SO 4 (OH) 2 + H 2 SO 4 = 2CaSO 4 + 2H 2 O

Встречаются также соли, содерхащие два разных катиона: их часто называют двойными солями , например:

Оксиды Е х О у

- продукты полной дегидратации гидроксидов:

Кислотным гидроксидам

(H 2 SO 4 , H 2 CO 3) отвечают кислотные оксиды (SO 3 , CO 2), а основным гидроксидам (NaOH, Ca(OH) 2) - основные оксиды (Na 2 O, CaO), причем степень окисления элемента Е не изменяется при переходе от гидроксида к оксиду. Пример формул и названий оксидов:

N 2 O 5 + 2NaOH = 2NaNO 3 + H 2 O

3CaO + 2H 3 PO 4 = Ca 3 (PO 4) 2 + 3H 2 O

La 2 O 3 + 3SO 3 = La 2 (SO 4) 3

Амфотерность

гидроксидов и оксидов - химическое свойство, заключающееся в образовании ими двух рядов солей, например, для гидроксида и оксида алюминия:

(а ) 2Al(OH) 3 + 3SO 3 = Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O

Al 2 O 3 + 3H 2 SO 4 = Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O

(б ) 2Al(OH) 3 + Na 2 O = 2NaAlO 2 + 3H 2 O

Al 2 O 3 + 2NaOH = 2NaAlO 2 + H 2 O

Al 2 (SO 4) 3 , тогда как в реакциях (б) они же проявляют свойства кислотных гидроксидов и оксидов, т.е. реагируют с основными гидроксидом и оксидом, образуя соль - диоксоалюминат (III) натрия NaAlO 2 . В первом случае элемент алюминий проявляет свойство металла и входит в состав электроположительной составляющей (Al 3+ ), во втором - свойство неметалла и входит в состав электроотрицательной составляющей формулы соли (AlO 2 - ).

2Al(OH) 3 + 3H 2 SO 4 = 2 (SO 4) 3

Al(OH) 3 + NaOH = Na

Здесь квадратными скобками выделены комплексные ионы

3+ - катион гексаакваалюминия(III) , - - тетрагидроксоалюминат(III)-ион.

Элементы, проявляющие в соединениях металлические и неметаллические свойства, называют амфотерными, к ним относятся элементы А-групп Периодической системы -

Be, Al, Ga, Ge, Sn, Pb, Sb, Bi, Po и др., а также большинство элементов Б-групп - Cr, Mn, Fe, Zn, Cd, Au и др. Амфотерные оксиды называют так же, как и основные, например:

Амфотерные гидроксиды (если степень окисления элемента превышает +

II) могут находиться в орто - или (и) мета - форме. Приведем примеры амфотерных гидроксидов:

II) доминируют основные свойства, а сам марганец входит в состав катионов типа [ Mn(H 2 O) 6 ] 2+ , тогда как у оксида и гидроксида марганца(VII) доминируют кислотные свойства, а сам марганец входит в состав аниона типа MnO 4 - . Амфотерным гидроксидам с большим преобладанием кислотных свойств приписывают формулы и названия по образцу кислотных гидроксидов, например Н Mn VII O 4 - марганцовая кислота.

Таким образом, деление элементов на металлы и неметаллы - условное; между элементами (

Na, K, Ca, Ba и др.) с чисто металлическими и элементами (F, O, N, Cl, S, C и др.) с чисто неметаллическими свойствами существует большая группа элементов с амфотерными свойствами.

Обширный тип неорганических сложных веществ - бинарные соединения. К ним относятся, в первую очередь все двухэлементные соединения (кроме основных, кислотных и амфотерных оксидов), например

H 2 O, KBr, H 2 S, Cs 2 (S 2), N 2 O, NH 3 , HN 3 , CaC 2 , SiH 4 . Электроположительная и электроотрицательная составляющие формул этих соединений включают отдельные атомы или связанные группы атомов одного элемента.

Многоэлементные вещества, в формулах которых одна из составляющих содержит не связанные между собой атомы нескольких элементов, а также одноэлементные или многоэлементные группы атомов (кроме гидроксидов и солей), рассматривают как бинарные соединения, например

CSO, IO 2 F 3 , SBrO 2 F, CrO(O 2) 2 , PSI 3 , (CaTi)O 3 , (FeCu)S 2 , Hg(CN) 2 , (PF 3) 2 O, VCl 2 (NH 2 ). Так, CSO можно представить как соединение CS 2 , в котором один атом серы заменен на атом кислорода.

Названия бинарных соединений строятся по обычным номенклатурным правилам, например:

OF 2 - дифторид кислорода	K 2 O 2 - пероксид калия
HgCl 2 - хлорид ртути(II)	Na 2 S - сульфид натрия
Hg 2 Cl 2 - дихлорид диртути	Mg 3 N 2 - нитрид магния
SBr 2 O - оксид-дибромид серы	NH 4 Br - бромид аммония
N 2 O - оксид диазота	Pb(N 3) 2 - азид свинца(II)
NO 2 - диоксид азота	CaC 2 - ацетиленид кальция

Для некоторых бинарных соединений используют специальные названия, список которых был приведен ранее.

Химические свойства бинарных соединений довольно разнообразны, поэтому их часто разделяют на группы по названию анионов, т.е. отдельно рассматривают галогениды, халькогениды, нитриды, карбиды, гидриды и т. д. Среди бинарных соединений встречаются и такие, которые имеют некоторые признаки других типов неорганических веществ. Так, соединения

CO, NO, NO 2 , и (Fe II Fe 2 III)O 4 , названия которых строятся с применением слова оксид, к типу оксидов (кислотных, основных, амфотерных) отнесены быть не могут. Монооксид углерода СО, монооксид азота NO и диоксид азота NO 2 не имеют соответствующих кислотных гидроксидов (хотя эти оксиды образованы неметаллами С и N), не образуют они и солей, в состав анионов которых входили бы атомы С II , N II и N IV . Двойной оксид (Fe II Fe 2 III)O 4 - оксид дижелеза(III)-железа(II) хотя и содержит в составе электроположительной составляющей атомы амфотерного элемента - железа, но в двух разных степенях окисления, вследствие чего при взаимодействии с кислотными гидроксидами образует не одну, а две разные соли.

Такие бинарные соединения, как

AgF, KBr, Na 2 S, Ba(HS) 2 , NaCN, NH 4 Cl, и Pb(N 3) 2 , построены, подобно солям, из реальных катионов и анионов, поэтому их называют солеобразными бинарными соединениями (или просто солями). Их можно рассматривать как продукты замещения атомов водорода в соединениях Н F, Н Cl, Н Br, Н 2 S, Н CN и Н N 3 . Последние в водном растворе обладают кислотной функцией, и поэтому их растворы называют кислотами, например Н F(aqua) - фтороводородная кислота, Н 2 S(aqua) - сероводородная кислота. Однако они не принадлежат к типу кислотных гидроксидов, а их производные - к солям в рамках классификации неорганических веществ.

Напечатать