Лекции.Орг


Поиск:




Основные классы неорганических соединений




 

Неорганические соединения по составу делятся на гомо- и гетеросоединения. Гомосоединения – это вещества, состоящие из атомов одного элемента. Они подразделяются на металлы и неметаллы. Гетеросоединения, или сложные вещества, состоят из атомов двух или более элементов. Они делятся на классы: оксиды, основания, кислоты, соли.

Основания и кислородсодержащие кислоты часто рассматриваются как гидраты оксидов и объединяются в единый класс гидроксидов, имеющих основный, амфотерный или кислотный характер.

Оксидами называются бинарные соединения, в которых один из элементов – кислород со степенью окисления –2. Например: , .

Название оксида состоит из слова «оксид» и названия элемента в родительном падеже. Переменная степень окисления указывается в скобках:

Fe2O3 – оксид железа (III);

FeO – оксид железа (II);

2 – оксид серы (IV).

Оксиды делятся:

– на несолеобразующие или безразличные (N2O, NO, CO, SiO);

– солеобразующие: а) основные; б) амфотерные; в) кислотные.

Основные оксиды – это оксидыметаллов со степенью окисления металла +1, +2. Исключение составляют оксиды BeO, ZnO, SnO, PbO, являющиеся амфотерными. Основным оксидам отвечают гидроксиды – основания. Например:

Основной оксид Na O Ca+2O Основание Na+1OH Ca+2(OH)2

Амфотерные оксиды – оксиды металлов со степенью окисления металла +3, +4 и BeO, ZnO, SnO, PbO со степенью окисления +2.

Амфотерным оксидам отвечают гидроксиды, проявляющие как свойства кислот, так и свойства оснований. Например:

Амфотерный оксид Be+2O Cr O3 Основание Be+2(OH)2 Cr+3(OH)3 Кислота H2Be+2O2 HCr+3O2

Кислотные оксиды – оксиды неметаллов с любой степенью окисления и оксиды металлов с высокими степенями окисления (выше +4).

Кислотным оксидам отвечают гидроксиды – кислоты. Например:

Кислотный оксид Кислота

Чтобы правильно написать формулу кислоты, соответствующую данному оксиду, к оксиду добавляем H2O и подсчитываем число атомов каждого элемента:

Химические свойства:

1. Основные оксиды (только оксиды щелочных и щелочноземельных металлов) при взаимодействии с водой дают основания – щелочи:

Na2О + H2O = 2NaОН

BаО + H2O = Bа(ОН)2

Кислотные оксиды (кроме SiO2 и некоторых других) при взаимодействии с водой образуют кислоты:

SO3 + H2O = H2SO4

N2O3 + H2O = 2HNO2

Амфотерные оксиды с водой не взаимодействуют.

2. Основные и амфотерные оксиды реагируют с кислотами, образуя соль и воду:

MgO(осн) + 2HCl = MgCl2 + H2O

Cr2O3(амф) + 6HCl = 2CrCl3 + 3H2O

3. Кислотные и амфотерные оксиды взаимодействуют с основаниями (амфотерные только со щелочами), образуя соль и воду:

SO2(кисл) + 2KOH = K2SO3 + H2O

Al2O3(амф) + 2NaOH 2NaAlO2 + H2O

4. Основные оксиды реагируют с кислотными, образуя соли:

BаО(осн) + SO3(кисл) = BaSO4

СаО(осн) + Cl2O7(кисл) Ca(ClO4)2

Получение:

1. Окисление простых и сложных веществ кислородом:

2Mg + O2 = 2MgO

2ZnS + 3O2 = 2ZnO + 2SO2

2. Разложение кислородсодержащих солей, оснований, кислот при нагревании:

СаСО3 СаО + СО2

Cu(OH)2 CuO + H2O

2H3PO4 P2O5 + 3H2O

Основаниями называются вещества, образующие при диссоциации анионы одного вида, анионы гидроксила (ОН).

Основания делятся:

– на хорошо растворимые в воде щелочи (гидроксиды щелочных и щелочноземельных металлов: NaOH, Ba(OH)2 и др.)и малорастворимые в воде основания (Fe(OH)2, Cu(OH)2 и др.);

– oднокислотные (LiOH, NH4OH) и многокислотные (Mg(OH)2, Sc(OH)3).

Кислотность оснований определяют по числу гидроксогрупп, связанных с металлом.

Название основания образуется из слова «гидроксид» и названия металла в родительном падеже, причем для металла с переменной степенью окисления указывается степень окисления. Например, KOH – гидроксид калия, но Fe(OH)2 – гидроксид железа (II).

Химические свойства:

1. Основания взаимодействуют с кислотами (реакция нейтрализации):

2LiOH + H2SO4 = Li2SO4 + 2H2O

Fe(OH)2 + 2HCl = FeCl2 + 2H2O

2. Основания реагируют с кислотными оксидами:

Ba(OH)2 + N2O3 = Ba(NO2)2 + H2O

2NaOH + SiO2 = Na2SiO3 + H2O

3. Щелочи взаимодействуют с растворами солей, если в результате реакции выпадает осадок:

FeCl3 + 3NaOH = Fe(OH)3¯ + 3NaCl

Ca(OH)2 + Na2CO3 = CaCO3¯ + 2NaOH

4. Основания (щелочи) реагируют с неметаллами:

Cl2 + 2KOH = KCl + KСlO + H2O

3S + 6NaOH = 2Na2S + Na2SO3 + 3H2O

5. Основания (щелочи) взаимодействуют с металлами, оксиды и гидроксиды которых амфотерны:

Zn + 2KOH + 2H2O = K2[Zn(OH)4] + H2

Получение:

1. Нерастворимые основания получают при взаимодействии растворов солей и щелочей:

FeCl3 + 3NaOH ® Fe(OH)3¯ + 3NaCl

2. Щелочи получают:

а) преимущественно электролизом водных растворов солей:

2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2 + Cl2

б) путем взаимодействия металлов с водой:

2Na + 2H2O = 2NaOH + H2

в) при взаимодействии оксидов с водой:

CaO + H2O = Ca(OH)2

Кислотами называются вещества, образующие при диссоциации катионы одного вида, катионы водорода (H+).

Кислоты делятся:

– на бескислородные (HCl, H2S) и кислородсодержащие (HNO3, H2SO4);

– одноосновные (HNO3, HClO4) и многоосновные (H2SO3, H3PO4).

Основность кислоты определяют по числу атомов водорода в кислоте, способных замещаться на атомы металла.

Название кислородсодержащей кислоты дают по названию образующего ее элемента. Если данный элемент образует несколько кислот, в которых проявляет разные степени окисления, то в названиях этих кислот используют разные суффиксы. Названия кислот, соответствующих высшей степени окисления элемента, содержат суффикс
«» или «-ов»: HNО3 – азот н ая, H3AsO4 – мышьяк ов ая. В названии кислот, в которых элемент имеет меньшую степень окисления, добавляют суффикс «-ист»: HNО2 – азот ист ая, H3AsO3 – мышьяков ист ая.

Название бескислородной кислоты дают по названию образующего ее элемента с добавлением слова «водородная»: HF – фтороводородная кислота, H2S – сероводородная кислота.

Химические свойства:

1. Кислоты взаимодействуют с основаниями (нейтрализация):

2HClO4 + Са(OH)2 = Ca(ClO4)2 + 2H2O

H3PO4 + 3KOH = K3PO4 + 3H2O

2. Кислоты реагируют с основными и амфотерными оксидами:

H2SO4 + MgO = MgSO4 + H2O

2HNO3 + BeO = Be(NO3)2 + H2O

3. Кислоты взаимодействуют с солями, если в результате реакции образуется осадок, газ или более слабая кислота:

H3PO4 + 3AgNO3 = Ag3PO4¯ + 3HNO3

2HCl + FeS = FeCl2 + H2

NaNO2 + HCl = NaCl + HNO2

Более сильная и менее летучая кислота вытесняет слабые, малорастворимые и более летучие кислоты из их солей. Сила кислот уменьшается в следующем ряду:

H2SO4, , H2SO3, Н2СО3, H2SiO3

4. Кислоты реагируют с металлами, которые расположены в ряду напряжений до водорода, с выделением водорода (кроме HNO3 и H2SO4(конц)):

2HCl + Zn = ZnCl2 + H2

H2SO4(разб) + Mg = MgSO4 + H2

H2SO4(разб) + Cu ¹

но:

2H2SO4(конц) + Cu = CuSO4 + SO2 + 2H2O

9HNO3(разб) + 4Mg = 4Mg(NO3)2 + NH3 + 3H2O

5. Кислоты взаимодействуют с неметаллами (концентрированные кислоты при нагревании):

5HNO3 + P = t H3PO4 + 5NO2 + H2O

Получение:

1. Растворение кислотных оксидов в воде:

SO3 + H2O = H2SO4

Cl2O7 + H2O = 2HClO4

2. Вытеснение из солей действием более сильной кислоты:

Na2SiO3 + H2SO4 = Na2SO4 + H2SiO3

3. Бескислородные кислоты получают, растворяя в воде продукт взаимодействия простых веществ с водородом:

H2 + Cl2 = 2HCl

Амфотерные гидроксиды проявляют как основные, так и кислотные свойства, реагируя с кислотами и щелочами:

Al(OH)3 + 3HCl ® AlCl3 + 3H2O

Al(OH)3 + NaOH NaAlO2 + 2H2O

или

Al(OH)3 + NaOH ® Na[Al(OH)4]

Солями называются соединения, состоящие из катионов металла и анионов кислотного остатка.

Средние соли – продукты полного замещения водорода кислоты на металл или гидроксогрупп основания на кислотный остаток: Na2CO3, CaCl2, CuSO4, Ba3(PO4)2.

Кислые соли – продукты неполного замещения водорода многоосновных кислот на металл: NaHCO3, Ca(H2PO4)2.

Основные соли – продукты неполного замещения гидроксо­групп многокислотных оснований на кислотный остаток: (CuOH)23, FeOHSO4.

Двойные соли – это соли, образованные разными катионами и анионами одного вида: KFe(SO4)2.

Смешанные соли – это соли одного и того же катиона и различных анионов: Ca(OCl)Cl.

Комплексные соли – это соли, содержащие комплексные ионы: Na3[AlF6], K3[Fe(CN)6].

Название средней соли состоит из латинского названия кислотного остатка и названия металла в родительном падеже, причем для металлов, проявляющих разные степени окисления, указывают степень окисления. Кислотные остатки кислородсодержащих кислот содержат суффикс «-ат», если образующий кислоту элемент имеет высшую степень окисления, и «-ит» – в случае более низкой степени окисления элемента, например: Mg(N+5O3)2 – нитр ат магния, Mg(N+3O2)2 – нитр ит магния.

Названия кислотных остатков бескислородных кислот содержат суффикс «- ид», например: Ag2S – сульф ид серебра, CaCl2 – хлор ид кальция.

Номенклатура кислых солей состоит из названия кислотного остатка и приставки «гидро - », «дигидро - » и т. д., которая отражает число незамещенных на металл атомов водорода: KHSO4 – гидро сульф ат калия, Сa(H2PO4)2 – дигидро фосф ат кальция.

Названия основных солей содержат приставку «гидроксо - », «дигидроксо - » и т. д. перед названием металла, которая отражает число незамещенных на кислотный остаток гидроксогрупп: (CuOH)2SO4 – сульфат гидроксо меди, Fe(OH)2ClO4 – перхлорат дигидроксо железа (III).

Химические свойства:

1. Соли реагируют с кислотами:

AgNО3 + HCl = AgCl↓ + HNO3

2. Соли взаимодействуют в растворах со щелочами:

2NaOH + CuSO4 = Cu(OH)2¯ + Na2SO4

3. Растворы солей реагируют между собой, если образуется осадок:

Ba(NO3)2 + Na2SO4 = BaSO4 ¯ + 2NaNO3

4. Соли взаимодействуют с металлами. Более активные металлы вытесняют менее активные из растворов солей:

CuSO4 + Fe = FeSO4 + Cu

5. Некоторые соли разлагаются при нагревании:

СаСО3 СаО + СО2

2AgNO3 2Ag + 2NO2 + O2

Получение:

1. Взаимодействие металлов с неметаллами:

2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3

2. Взаимодействие металлов с кислотами:

Fe + 2HCl = FeCl2 + H2

3. Взаимодействие металлов с растворами солей:

Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu

4. Взаимодействие оксидов с кислотами и щелочами:

Fe2O3 + 3H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 3H2O

SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O

5. Взаимодействие оксидов между собой:

CaO + N2O5 = Ca(NO3)2

6. Соли получают по реакциям обмена в растворах между солями и кислотами, солями и щелочами, солями и солями, кислотами и основаниями:

Na2CO3 + 2HCl = CO2 + H2O + 2NaCl

CuCl2 + 2NaOH = Cu(OH)2¯ + 2NaCl

Ba(NO3)2 + K2SO4 = BaSO4¯ + 2KNO3

Кислые соли

 

Получение

 

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

 

Химические свойства.

1. Термическое разложение с образованием средней соли

Ca(HCO3)2 = CaCO3 + CO2 + H2O

 

2. Взаимодействие со щёлочью. Получение средней соли.

Ba(HCO3)2 + Ba(OH)2 = 2BaCO3 + 2H2O

 

Основные соли

Получение





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2016-11-24; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 767 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Даже страх смягчается привычкой. © Неизвестно
==> читать все изречения...

1348 - | 1188 -


© 2015-2024 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.011 с.