между различными классами соединений
ОСНОВНЫЕ КЛАССЫ НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ Степень окисления – это условный электрический заряд данного атома, вызванный смещением валентных электронов к более электроотрицательному атому. Валентными электронами называются электроны, участвующие в образовании химической связи (их число равно номеру группы, в которой стоит элемент). Ст. окис. может иметь отрицательное, положительное и нулевое значение, которое обычно выражают арабскими цифрами со знаком (+) или (-) и ставят над символом элемента. Например: ; ; ; Наиболее электроотрицательные элементы в соединении имеют отрицательные степени окисления, а атомы элементов с меньшей электроотрицательностью – положительные. Степень окисления - формальное понятие; в ряде случаев степень окисления не совпадает с валентностью. Например: N2 H4 (гидразин) степень окисления азота – «-2»; валентность азота – III. Валентность – это число связей, которые может образовать атом в соединениях.
Для вычисления степени окисления элемента учитывают следующие положения: 1. Степени окисления атомов в простых веществах равны нулю (Na0; H20). 2. Алгебраическая сумма степеней окисления всех атомов, входящих в состав молекулы, всегда равна нулю ([S+6O3-2]0), а в сложном ионе эта сумма равна заряду иона ([S+6O4-2]2-). 3. Постоянную степень окисления имеют атомы: - щелочных металлов (+1), - щелочноземельных металлов (+2), - водорода (+1) (кроме гидридов активных металлов: , и др.), - кислорода (-2) (кроме фторида кислорода O+2F2-1 и пероксидов, содержащих группу –O–O–, Н2О2-1). 4. Высшая положительная степень окисления элемента равна номеру группы ПС. 5. Низшая степень окисления вычисляется по формуле –(8 – N), где N – номер группы. ‼ Отрицательная степень окисления проявляется у неметаллов, начиная с IV группы.
ОКСИДЫ Оксиды - это сложные хим. соединения, состоящие из двух элементов, один из которых кислород. Классификация
Основным оксидам соответствуют основания; Кислотным – кислоты; Амфотерным – амфотерные гидроксиды, обладающие свойствами и кислот и оснований. Номенклатура Согласно современной международной номенклатуре любой оксид называется оксидом с указанием римскими цифрами степени окисления элемента, например: SО2 - оксид серы (IV) (читается: «оксид серы четыре»), SO3 - оксид серы (VI), CrO - оксид хрома (II), Сr2О3 - оксид хрома (III), СrО3 - оксид хрома (VI). Получение 1. Взаимодействие простых и сложных веществ с кислородом: 2Mg + O2 ® 2MgO 2CO + O2 ® 2CO2 CH4 + 2O2 ® CO2 + 2H2O 2. Разложение некоторых кислородсодержащих веществ (оснований, кислот, солей) при нагревании: Cu(OH)2 CuO + H2O (CuOH)2CO3 2CuO + CO2 + H2O 2Pb(NO3)2 2PbO + 4NO2 + O2 2HMnO4 Mn2O7 + H2O
Химические свойства
ОСНОВАНИЯ Основания - сложные хим. соединения, в которых атомы металлов соединены с одной или несколькими гидроксильными группами (с точки зрения теории электролитической диссоциации, основания - сложные вещества, при диссоциации которых в водном растворе образуются катионы металла (или NH4+) и гидроксид – анионы ОН-). Классификация. Основания бывают: растворимые в воде (щёлочи) и нерастворимые (см. табл. растворимости). по количеству ОН-групп: однокислотные (NaOH) и многокислотные(Ba(OH)2, Fe(OH)3) Номенклатура. Согласно международной номенклатуре названия оснований составляются из слова гидроксид и названия металла. Например, NаОН - гидроксид натрия, КОН - гидроксид калия, Са(ОН)2 - гидроксид кальция. Если элемент образует несколько оснований, то в названиях указывается степень его окисления римской цифрой в скобках: Fe(ОН)2 - гидроксид железа (II), Fe(ОН)3 - гидроксид железа (III). Помимо этих названий, для некоторых наиболее важных оснований применяются и другие (технические, тривиальные). Например, гидроксид натрия NaОН называют едкий натр; гидроксид калия КОН - едкое кали; гидроксид кальция Са(ОН)2 - гашеная известь; гидроксид бария Ва(ОН)2 - едкий барит. Получение 1. Реакции активных металлов (щелочных и щелочноземельных) с водой: 2Na + 2H2O ® 2NaOH + H2 2. Взаимодействие оксидов активных металлов с водой: BaO + H2O ® Ba(OH)2 3. Электролиз водных растворов солей: 2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2 + Cl2 4. Нерастворимые в воде основания можно получить реакцией ионного обмена: NiCl2 + 2NaOH ® Ni(OH)2↓ + 2NaCl Химические свойства
КИСЛОТЫ
Кислоты - сложные вещества, состоящие из атомов водорода и кислотного остатка. (С точки зрения теории электролитической диссоциации: кислоты - электролиты, которые при диссоциации в качестве катионов образуют только ионы водорода H+ и анионы кислотного остатка). Классификация По составу: бескислородные (НСl, НВr, НI, Н2S и др) и кислородсодержащие кислоты(Н2SО4, НNО3, Н3РО4 и др). По числу атомов водорода, способных замещаться на металл: одно-, двух-, трёхосновные...(например HCl, HNO3 – одноосновные, H2S, H2SO3, H2SiO3 – двухосновные, H3PO4 , Н3ВО3 – трёхосновные) Номенклатура Названия кислородсодержащих кислот производятся от названия неметалла с прибавлением окончаний –ная, -вая, если степень окисления его соответствует номеру группы. По мере понижения степени окисления суффиксы меняются в следующем порядке: -оватая, -истая, -оватистая: HCl+7O4 - хлорная кислота HCl+5O3 - хлорноватая кислота HCl+3O2 - хлористая кислота HCl+1O - хлорноватистая кислота HN+5O3 - азотная кислота HN+3O2 - азотистая кислота
Если элемент в одной и той же степени окисления образует несколько кислородсодержащих кислот, то к названию кислоты с меньшим содержанием кислородных атомов добавляется префикс «мета», при наибольшем числе - префикс «орто»: НВ+3О2 – метаборная кислота HP+5O3 – метафосфорная кислота Н3В+3О3 – ортоборная кислота H3P+5O4 – ортофосфорная кислота Названия бескислородных кислот производятся от названия неметалла с окончанием -о и прибавлением слова водородная: НF - фтороводородная или плавиковая кислота НCl - хлороводородная или соляная кислота
Получение 1. Взаимодействие кислотного оксида с водой (для кислородсодержащих кислот): SO3 + H2O ® H2SO4 2. Взаимодействие водорода с неметаллом и последующим растворением полученного продукта в воде (для бескислородных кислот): H2 + Cl2 ® 2HCl 3. Реакциями обмена соли с кислотой Ba(NO3)2 + H2SO4 ® BaSO4¯ + 2HNO3 в том числе, вытеснение слабых, летучих или малорастворимых кислот из солей более сильными кислотами: Na2SiO3 + 2HCl ® H2SiO3¯ + 2NaCl
Химические свойства 1. Взаимодействие с основаниями (реакция нейтрализации): 2HNO3 + Ca(OH)2 ® Ca(NO3)2 + 2H2O 2. Взаимодействие с основными оксидами: 2HNO3 + CuO Cu(NO3)2 + H2O 3. Взаимодействие с металлами: 6HCl + 2Al ® 2AlCl3 + 3H2 (металлы, стоящие в ряду напряжений до водорода, кислоты-неокислители). 4. Взаимодействие с солями (реакции обмена), при которых выделяется газ или образуется осадок: H2SO4 + BaCl2 ® BaSO4¯ +2HCl 2HCl + K2CO3 ® 2KCl + H2O + CO2 5. При нагревании кислоты разлагаются на кислотный оксид и воду: H2SO4 SO3 + H2O 6. В водных растворах кислоты диссоциируют на катионы водорода и анионы кислотных остатков: H2SO4 H+ + HSO4– (I ступень) HSO4– H+ + SO4 2– (II ступень) Ионы водорода придают кислотам кислый вкус и изменяют окраску индикаторов. Никаких других катионов, кроме ионов водорода, кислоты не образуют.
7. Действие на индикаторы: лакмус – красный, метилоранж – розовый
СОЛИ Соли - сложные вещества, которые состоят из атомов металла и кислотных остатков. Это наиболее многочисленный класс неорганических соединений.
Классификация
Соли принято делить на:
В средних солях все атомы водорода соответствующей кислоты замещены на ионы металла, в кислых соляхони замещены только частично, в основных соляхгруппы ОН соответствующего основания частично замещены на кислотные остатки. Двойные соли содержат два разных катиона и один анион: СаСО3 ∙МgСО3 (доломит), КСl ∙ NaCl (сильвинит), КАl(SО4)2 (алюмокалиевые квасцы). Смешанные соли содержат один катион и два разных аниона: СаОСl2 (или Са(ОСl)Сl). В состав комплексных солейвходит комплексный ион, состоящий из центрального атома, связанного с несколькими лигандами: K4[Fе(СN)6] (желтая кровяная соль). Гидратные соли (кристаллогидраты) – это соли, в которых содержатся молекулы кристаллизационной воды: СuSО4∙5Н2О (медный купорос), Na2SO4∙10Н2О (глауберова соль).
Номенклатура Название солей образуется из названия аниона в именительном падеже, за которым следует название катиона в родительном падеже. Для солей бескислородных кислот к названию неметалла добавляется суффикс -ид, например хлорид натрия NаСl, сульфид железа(II) FeS и др. При наименовании солей кислородсодержащих кислот к латинскому корню названия элемента добавляется окончание –ат (для высших степеней окисления), -ит для более низких. Для некоторых кислот используется приставка гипо-для низких степеней окисления неметалла. Для солей хлорной и марганцовой кислот используется приставка пер-: карбонат кальция СаСО3, сульфат железа (III) Fе2(SО4)3, сульфит железа (II) FеSО3, гипохлорит калия КОСl, хлорит калия КСlО2, хлорат калия КClO3, перхлорат калия КClO4, перманганат калия КMnО4, дихромат калия К2Сr2O7.
Кислые и основные соли можно рассматривать как продукт неполного превращения кислот и оснований. По международной номенклатуре атом водорода, входящий в состав кислой соли, обозначается приставкой гидро- а группа ОН – приставкой гидроксо-: NаНS – гидросульфид натрия, NаНSО3 – гидросульфит натрия, MgОНСl – гидроксохлорид магния, Аl(ОН)2Сl –дигидроксо-хлорид алюминия.
В названиях комплексных ионов сначала указываются лиганды. Название комплексного иона завершается названием металла с указанием соответствующей степени окисления (римскими цифрами в скобках). В названиях комплексных катионов используются русские названия металлов, например: [Cu(NН3)4]Сl2 – хлорид тетраамминмеди (II), [Ад(NH3)2]2SO4 – сульфат диамминсеребра (I). В названиях комплексных анионов используются латинские названия металлов с суффиксом -ат, например: К[Аl(ОН)4] – тетрагидроксоалюминат калия, Nа[Сr(ОН)4] – тетрагидроксохромат(III) натрия, К4[Fе(СN)6] – гексациано-феррат (II) калия.
Названия гидратных солей образуются двумя способами. Можно воспользоваться системой наименования комплексных катионов, описанной выше; например, медный купорос [Си(Н2О)4]SО4 ∙Н2O (или СuSО4 ∙5Н2O) в таком случае будет называться сульфат тетрааквомеди(II). Однако для наиболее известных гидратных солей чаще всего степень гидратации указывают численной приставкой к слову «гидрат», например: СuSO4∙5Н2O — пентагидрат сульфата меди (II), Na2SО4 ∙10Н2O — декагидрат сульфата натрия, СаСl2 ∙2Н2O—дигидрат хлорида кальция.
Получение Соли тесно связаны со всеми остальными классами неорганических соединений и могут быть получены практически из любого класса. Соли бескислородных кислот, кроме того, могут быть получены при непосредственном взаимодействии металлов и неметаллов (Сl, S и т.д.).
Средние соли Важнейшие способы получения средних солей в виде схемы представлены на рис. 1. Жирными линиями соединены классы неорг. веществ, представители которых, реагируя, образуют соли. Не все эти способы применимы к каждой соли, например: соли бескислородных кислот нельзя получить, используя способы 3 и 5, а соли металлов, стоящих в ряду напряжений правее водорода нельзя получить, используя способ 2. И наоборот, существует множество способов получения отдельных солей, не включенных в этот перечень. Большинство способов получения солей основано на взаимодействии веществ с противоположными свойствами: Рис.1. Способы получения средних солей.
Таким образом, соли можно получить 12 важнейшими способами:
1) при взаимодействии металлов с неметаллами: 2Na + Cl2 ® 2NaCl 2) при взаимодействии металлов с кислотами: Zn + 2HCl ® ZnCl2 + H2 3) при взаимодействии основных оксидов с кислотными оксидами: MgO + CO2 ® MgCO3 4) при взаимодействии основных оксидов с кислотами: CuO + H2SO4 CuSO4 + H2O 5) при взаимодействии кислотных оксидов с основаниями: Ba(OH)2 + CO2 ® BaCO3¯ + H2O 6) при взаимодействии оснований с кислотами: Ca(OH)2 + 2HCl ® CaCl2 + 2H2O 7) при взаимодействии неметаллов с основаниями: 2KOHконц + Cl2 ® KClр-р + KClOр-р + H2O. 8) при взаимодействии оснований с солями: Ba(OH)2 + Na2SO4 ® 2NaOH + BaSO4¯ 9) при взаимодействии металлов с солями: Fe + CuSO4 ® FeSO4 + Cu 10) при взаимодействии кислот с солями: MgCO3 + 2HCl ® MgCl2 + H2O + CO2 BaCl2 + H2SO4 ® BaSO4¯ + 2HCl 11) при взаимодействии неметаллов с солями: 2K2SO3 + O2 ® 2K2SO4 (в растворе, медленно); 12) при взаимодействии солей друг с другом: 3CaCl2 + 2Na3PO4 ® Ca3(PO4)2¯ + 6NaCl
Кислые соли 1) взаимодействие кислоты с недостатком основания: KOH + H2SO4 ® KHSO4 + H2O 2) взаимодействие основания с избытком кислотного оксида: Ca(OH)2 + 2CO2 ® Ca(HCO3)2 3) взаимодействие средней соли с кислотой: Ca3(PO4)2 + 4H3PO4 ® 3Ca(H2PO4)2 Основные соли 1) гидролиз солей, образованных слабым основанием и сильной кислотой ZnCl2 + H2O ® Zn(OH)Cl + HCl 2) добавление (по каплям) небольших количеств щелочей к растворам средних солей металлов: AlCl3 + 2NaOH ® [Al(OH)2]Cl + 2NaCl 3) взаимодействие солей слабых кислот со средними солями 2MgCl2 + 2Na2CO3 + H2O ® [Mg(OH)]2CO3¯ + CO2 + 4NaCl
Химические свойства
Средние соли 1) растворимые соли могут реагировать с металлами: 2AgNO3 + Cu ® 2Ag + Cu(NO3)2 2) некоторые соли могут окисляться активными неметаллами: 2KI + Cl2 ® 2KCl + I2 3) растворимые соли могут реагировать с растворами щелочей: Fe(NO3)3 + 3NaOH ® Fe(OH)3¯ + 3NaNO3 4) соли слабых кислот реагируют с сильными кислотами: Na2SiO3 + 2HCl2 ® H2SiO3¯ + 2NaCl 5) в растворе соли могут реагировать между собой: BaCl2 + Na2SO4 ® BaSO4¯ + 2NaCl, AgNO3 + NaCl ®AgCl¯ + NaNO3 6) некоторые соли при нагревании легко разлагаются: 2KNO3 2KNO2 + O2 , MgCO3 MgO + CO2 , 7) соли, имеющие в своём составе катион слабого основания или анион слабой кислоты, подвергаются гидролизу: Al2S3 + 6H2O 2Al(OH)3¯ + 3H2S FeCl3 + H2O Fe(OH)Cl2 + HCl Na2S + H2O NaHS +NaOH 8) некоторые соли вступают в окислительно-восстановительные реакции, обусловленные свойствами катиона или аниона. 2KMnO4 + 16HCl ® 2MnCl2 + 2KCl + 5Cl2 + 8H2O
Кислые соли 1) термическое разложение с образованием средней соли: Ca(HCO3)2 ® CaCO3¯ + CO2 + H2O 2) взаимодействие со щёлочью (образование средней соли): Ba(HCO3)2 + Ba(OH)2 ® 2BaCO3¯ + 2H2O
Основные соли 1) термическое разложение: [Cu(OH)]2CO3(малахит) ® 2CuO + CO2 + H2O 2) взаимодействие с кислотой (образование средней соли): Sn(OH)Cl + HCl SnCl2 + H2O Генетическая связь между различными классами соединений
Популярное: Генезис конфликтологии как науки в древней Греции: Для уяснения предыстории конфликтологии существенное значение имеет обращение к античной... Как построить свою речь (словесное оформление):
При подготовке публичного выступления перед оратором возникает вопрос, как лучше словесно оформить свою... Организация как механизм и форма жизни коллектива: Организация не сможет достичь поставленных целей без соответствующей внутренней... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (341)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |