Основные классы неорганических соединений и их номенклатура

Как говорилось ранее все вещества делят на простые и сложные. В свою очередь простые вещества делят на металлы и неметаллы.

Металлы отличаются характерным «металлическим блеском», ковкостью, тягучестью, хорошей тепло и электропроводности. При комнатной температуре все металлы, кроме ртути находятся в твёрдом состоянии.

Неметаллы не обладают характерным для металлов блеском, хрупки, очень плохо проводят теплоту и электричество. Некоторые из них при обычных условиях газообразные.

Сложные вещества делят на органические, неорганические и элементорганические.

Неорганические вещества разделяют на классы либо по составу (бинарные, многоэлементные), либо по химическим свойствам, т.е. по функциям (кислотно-основным, окислительно-восстановительным).

В формулах бинарных соединений металлы всегда предшествуют неметаллам (SnCl₂, Al₃N).

Основными классами неорганических соединений являются оксиды, гидроксиды и соли.

Оксиды

Бинарные соединения, в которых один из элементов – кислород, причем атомы кислорода не связаны между собой и находятся в степени окисления –2.

Название оксидов состоит из двух слов: первое – оксид, второе название элемента в родительном падеже; если этот элемент имеет переменную степень окисления, то она указывается после названия элемента римской цифрой в скобках.

Например, СаО – оксид кальция, Р₂О₃ – оксид фосфора (III).

Для оксидов, как и для других веществ часто употребляют исторически сложившиеся названия, такие как СО – угарный газ, СаО – негашеная известь, СО₂ – углекислый газ, SO₂ – сернистый газ.

Оксиды делят на солеобразующие и несолеобразующие.

Несолеобразующие оксиды не способны взаимодействовать с кислотами или основаниями с образованием солей. К ним относят СО, NO, N₂O, SiO и др.

Солеобразующие оксиды по составу и химическим свойствам делят на основные, кислотные и амфотерные.

Основными называют оксиды, которые реагируют с кислотами, образуя соли. Основными являются оксиды металлов в невысоких степенях окисления (+1 и +2).

Например, СаО (Са(ОН)₂); К₂О (КОН); MgO (Mg(OH)₂.

Кислотными называют оксиды, которые реагируют со щелочами, образуя соли. Кислотными являются все солеобразующие оксиды металлов в высоких степенях окисления (+5, +6, +7, +8). Кислотные окисды называют также ангидридами кислот. Кислотным оксидам соответствуют кислоты.

Например, СО₂ – угольный ангидрид (Н₂СО₃ – угольная кислота)

SO₃ – сернистый ангидрид (H₂SO₄ – серная кислота).

Амфотерные оксиды обладают свойствами как основных так и кислотных оксидов: они реагируют и с кислотами и с основаниями, образуя соли. Амфотерным оксидам соответствуют амфотерные основания. Чаще всего они образованы металлами в средних степенях окисления +3 и +4.

Например, Al₂O₃ – оксид алюминия (Al(OH)₃).

Если металл проявляет разные степени окисления и образует несколько оксидов, то чем выше степень окисления металла, тем более кислотный характер будет носить этот оксид.

Например, MnO - кислотный оксид, MnO₂– амфотерный оксид, Mn₂O₇ – кислотный оксид.

Существуют вещества – соединения элементов с кислородом, которые относятся по составу к классу оксидов, по строению и свойствам к классу солей. К таким веществам относят пероксиды металлов ВаО₂, К₂О₂, а также Н₂О₂ (пероксид водорода).

Гидроксиды

Вещества содержащие в своём составе гидроксогруппу ОН^-. Некоторые из них проявляют свойства оснований – КОН, Са(ОН)₂, NaOH и др. Другие проявляют свойства кислот – Н₃РО₄, Н₂СО₃ и др. Существуют и амфотерные гидроксиды, способные в зависимости от условий проявлять как кислотные, так и основные свойства - Al(OH)₃, Zn(OH)₂.

Название основных гидроксидов составляют из слова «гидроксид» и русского названия элемента в родительном падеже с указанием, если необходимо степени окисления элемента (римскими цифрами в скобках). Например, LiOH – гидроксид лития, Sn(OH)₂– гидроксид олова (II).

Растворимые в воде сильные основания называются щелочами. Это гидроксиды щелочных и щелочноземельных металлов. Растворы щелочей мыльные на ощупь, разъедают кожу и ткани, поэтому их называют едкими щелочами. Например, NaOH, КОН, и Са(ОН)₂ и т.д.

Кислотами называются сложные вещества, которые состоят из атомов водорода, способных замещаться атомами металла, а также атомов или групп атомов, называемых кислотными остатками. Кислоты классифицируют по их силе, основности и по наличию или отсутствию атомов кислорода в составе кислоты.

По силе кислоты делят на сильные и слабые. Например, H₂SO₄, HCl, HNO₃- являются сильными кислотами.

По наличию атомов кислорода кислородсодержащие (H₂SO₄, HСlО₄, HNO₃) и бескислородные (H₂S, HCl).

Названия бескислородных кислот составляют, добавляя к корню русского названия кислотообразующего элемента (или к названию группы атомов) суффикс "о" и окончание «водород». Например, H₂S – сер оводород, HCl – хлор оводород, HCN – циан оводород.

Для некоторых кислот также употребляют исторически сложившиеся названия. Например, HCl – соляная кислота, HCN – синильная кислота, HF – плавиковая кислота.

Названия кислородсодержащих кислот образуются от русского названия соответствующего элемента с добавлением слова кислота. При этом название кислоты в которой элемент находится в высшей степени окисления, оканчивается на «-ная» или «-овая». Например, H₂SO₄ – серн ая кислота; HNO₃ – азотн ая кислота; Н₃АsO₄ – мышьяк овая кислота. С понижением степени окисления кислотообразующего элемента окончания изменяются в следующем порядке: «-оватая» (HСlО₃ – хлорн оватая кислота); «-истая» (HСlО₂ – хлор истая кислота); «-оватистая» (HСlО – хлорн оватистая кислота). Если кислотообразующий элемент находится только в двух степенях окисления, то название кислоты отвечающей низшей степени окисления элемента, получает окончание «- истая» (HNO₂ – азот истая кислота).

Иногда одному и тому же кислотному оксиду могут соответствовать несколько кислот, содержащих по одному атому данного элемента в молекуле. В подобных случаях к названию кислоты содержащей наименьшее число атомов кислорода, добавляется приставка «мета-», а к названию кислоты, содержащей наибольшее число атомов кислорода приставка «орто-».

Например, оксид Р₂О₅ ему соответствуют НРО₃ – метафосфорная кислота и Н₃РО₄ – ортофосфорная кислота. Иногда добавляют приставку «мезо-» для промежуточного количества атомов кислорода

(H₂TlO₄ – метателлуровая кислота; H₄TlO₅ – мезотеллуровая кислота; H₆TlO₆ – ортотеллуровая кислота).

Если молекула кислоты содержит несколько атомов кислотообразующего элемента, то название кислоты снабжается соответствующей греческой приставкой (Н₄Р₂О₇ – дифосфорная кислота; Н₂В₄О₇ – тетраборная кислота).

Некоторые кислоты содержат группировку атомов – О – О –. Такие кислоты рассматриваются как производные пероксида водорода и называются пероксокислотами (или надкислоты) Название подобных кислот снабжается приставкой «пероксо-» и если необходимо греческой числительной, указывающей число атомов кислотообразующего элемента в молекуле кислоты (H₂SO₅ – пероксосерная кислота, H₂S₂O₈ – пероксодисерная кислота).

Соли

Называются соединения, состоящие из атомов металла и кислотного остатка. Соли также можно рассматривать как продукты реакции нейтрализации, в которой атомы водорода кислоты и гидроксогруппы основания соединяются, образуя воду, а атомы металла и кислотный остаток дают соль.

Кислая соль образуется, если не все атомы водорода в молекуле кислоты замещаются металлом (избыток кислоты):

Са(ОН)₂ + H₃РО₄ = СаНРО₄ + 2Н₂О

Основная соль может образовываться при условии, что не все гидроксогруппы основания обмениваются на кислотный остаток (избыток основания):

Fe(OH)₃ + HCl = Fe(OH)₂Cl + H₂O

Средняя соль получается при полном замещении атомов водорода кислоты на гидроксогруппу основания:

3Са(ОН)₂ + 2H₃РО₄ = Са₃(РО₄)₂ + 6Н₂О

Название средней соли состоит из латинского названия кислотного остатка и названия металла в родительном падеже, причём для металлов, проявляющих разные степени окисления, указывают степень окисления. Кислотные остатки кислородсодержащих кислот имеют суффикс «-ат», если образующий кислоту элемент находится в высшей степени окисления, и «-ит» - если в более низкой степени окисления. Например, КNO₃ – нитрат калия; КNO₂ – нитрит калия. Кислотные остатки бескислородных кислот имеют суффикс «-ид». Например, К₂S – сульфид калия, КCl – хлорид калия.

Название кислых и основных солей образуются по тем же правилам, что и название средних солей. Название аниона кислой соли снабжается приставкой «гидро-» (К₂НРО₄ – гидрофосфат калия или КН₂РО₄ – дигидрофосфат калия). Название основной соли получают приставку «гидроксо-» (СuОНСl – гидроксохлорид меди или Fe(OH)₂Cl – дигидроксохлорид железа).

Названия кислотных остатков и кислот

Кислотный остаток	Название кисл. остатка	Оксокислота	Название кислоты
AsO₂^-	метаарсенит	HAsO₂	метамышьяковистая
AsO₃^3-	ортоарсенит	H₃AsO₃	ортомышьяковистая
AsO₄^3-	арсенит	H₃AsO₄	мышьяковая
BO₂^-	метаборат	HBO₂	метаборная
BO₃^3-	ортоборат	H₃BO₃	ортоборная
B₄O₇^2-	тетраборат	H₂B₄O₇	тетраборная
BiO₃^-	висмутат	HBiO₃	висмутовая
BrO^-	гипобромит	HBrO	бромноватистая
BrO₃^-	бромат	HBrO₃	бромноватая
BrO₄^-	пербромат	HBrO₄	бромная
CO₃^2-	карбонат	H₂CO₃	угольная
ClO^-	гипохлорит	HClO	хлорноватистая
ClO₂^-	хлорит	HClO₂	хлористая
ClO₃^-	хлорат	HClO₃	хлорноватая
ClO₄^-	перхлорат	HClO₄	хлорная
CrO₄^2-	хромат	H₂CrO₄	хромовая
Cr₂O₇^2-	дихромат	H₂Cr₂O₇	дихромовая
FeO₄^2-	феррат	H₂FeO₄	железная
GeO₃^2-	германат	H₂GeO₃	германиевая
IO^-	гипойодит	HIO	йодноватистая
IO₃^-	йодат	HIO₃	йодноватая
IO₄^-	метаперйодат	HIO₄	метайодная
IO₆^5-	ортоперйодат	H₅IO₆	ортойодная
MnO₄^-	перманганат	HMnO₄	марганцовая
MnO₄^2-	манганат	H₂MnO₄	марганцовистая
MoO₄^2-	молибдат	H₂MoO₄	молибденовая
NO₂^-	нитрит	HNO₂	азотистая
NO₃^-	нитрат	HNO₃	азотная
N₂O₂^2-	гипонитрит	H₂N₂O₂	азотноватистая
PH₂O₂^-	фосфинат	H(PH₂O₂)	фосфиновая
PHO₃^2-	фосфонат	H₂(PHO₃)	фосфоновая
PO₃^-	метафосфат	HPO₃	метафосфорная
PO₄^3-	ортофосфат	H₃PO₄	ортофосфорная
P₂O₇^4-	дифосфат	H₄P₂O₇	дифосфорная
ReO₄^2-	ренат	H₂ReO₄	рениевистая
ReO₄^-	перренат	HReO₄	рениевая
SO₃^2-	сульфит	H₂SO₃	сернистая
SO₄^2-	сульфат	H₂SO₄	серная
S₂O₇^2-	дисульфат	H₂S₂O₇	дисерная
S₂O₃^2-	тиосульфат	H₂S₂O₃	дисернистая
SnO₆^2-	политионат	H₂SnO₆	политионовая
SeO₃^2-	селенит	H₂SeO₃	селенистая
SeO₄^2-	селенат	H₂SeO₄	селеновая
Se₂O₇^2-	диселенат	H₂Se₂O₇	диселеновая
SiO₄^4-	ортосиликат	H₄SiO₄	ортокремниевая
Si₂O₇^6-	дисиликат	H₆Si₂O₇	ортодикремниевая
TcO₄^-	пертехнетат	HTcO₄	технециевая
TeO₃^2-	теллурит	H₂TeO₃	теллуристая
VO₃^-	метаванадат	HVO₃	метаванадиевая
VO₄^-	ортованадат	HVO₄	ортованадиевая
WO₄^2-	вольфрамат	HWO₄	вольфрамовая