Народна Освіта » Хімія » § 28. Классы неорганических соединений

НАРОДНА ОСВІТА

§ 28. Классы неорганических соединений

Вспомните:

•    какие соединения относятся к оксидам и гидратам оксидов (§ 1);

•    как определить принадлежность оксидов к кислотным или осн0вным; чем отличаются кислоты и основания;

•    как определять степень окисления по формуле соединений и как определить характерные для элементов степени окисления (§ 21, 22);

•    степень окисления Оксигена в большинстве случаев -2, Гидрогена — +1;

•    как составлять формулы соединений по степени окисления элементов (§ 22);

•    гидраты — это продукты присоединения воды к веществам, в частности к оксидам.

Классификация неорганических соединений

В природе насчитывается свыше пяти миллионов неорганических соединений. Чтобы проще было их изучать и исследовать, вещества разделяют на классы по различным признакам.

Класс соединений — это группа веществ, объединенных по определенному общему признаку.

В 7 классе вы уже ознакомились с оксидами и их гидратами (кислотами и основаниями) (схема 1, с. 6). В 8 классе вы расширите

свои знания об этих классах, а также ознакомитесь с более детальной классификацией неорганических соединений (схема 3).

Схема 3. Важнейшие классы неорганических соединений

Оксиды

Вы уже знаете, что оксиды состоят из атомов двух химических элементов, один из которых — Оксиген.

Среди оксидов выделяют солеобразующие и несолеобразующие оксиды.

Солеобразующие оксиды — это оксиды, которым соответствуют основные или кислотные соединения. Солеобразующие оксиды разделяют на такие группы:

кислотные оксиды — это оксиды, гидраты которых являются кислотами. К этой группе относится большинство оксидов неметаллических элементов и оксиды металлических элементов со степенью окисления больше +3, например: SO3, CO2, NO2, CrO3, Mn2O7 и др. Кислотные оксиды также называют ангидридами кислот, т. е. «безводными кислотами»;

основные оксиды — это оксиды, гидраты которых являются основаниями. К этой группе относятся оксиды металлических элементов со степенью окисления не больше +3, например: CaO, Na2O, MgO, BaO, FeO и др;

амфотерные оксиды — это оксиды, обладающие свойствами как кислотных, так и основных оксидов. К ним относятся: BeO, ZnO, Al2O3, PbO, Cr2O3, Fe2O3 и др.

Несолеобразующие оксиды — это оксиды, которым не соответствует ни кислота, ни основание. К ним относятся: NO, N2O, CO, SiO.

Формулы оксидов — ExOy — составляют по степени окисления элементов (см. алгоритм на с. 111).

Названия оксидов составляют следующим образом:

• для элементов с постоянной валентностью:

например: Na2O — натрий оксид, CaO — кальций оксид; • для элементов с переменной валентностью:

например: CO — карбон(П) оксид, SO2 — сульфур(^) оксид.

Названия оксидов неметаллических элементов иногда составляют без указания валентности, а только указывая число атомов Оксигена в молекуле греческими числительными (моно, ди, три и т. п.). Например, NO — нитроген монооксид, CO2 — карбон диоксид. Иногда соотношение атомов не является целым числом, в этом случае используют префикс геми-, который означает «половина». Так, N2O — нитроген гемиоксид (подразумевается, что на один атом Нитрогена приходится половина атома Оксигена), N2O5 — нитроген гемипентаоксид (на один атом Нитрогена приходится половина от пяти, т. е. два с половиной атома Оксигена).

Кислоты

> Кислоты — это соединения, состоящие из ионов Гидрогена, которьк можно заменить ионами металлических элементов, и кислотного остатка

В формулах кислот на первом месте пишут символ Гидрогена а другие символы обозначают состав кислотного остатка:

 

Названия и формулы важнейших кислот, которые следует запомнить, приведены в таблице 8.

 

Кроме состава кислотного остатка, важно знать его заряд (это понадобится для составления формул солей). У ионов Гидрогена заряд +1, поэтому, по принципу электронейтральности, заряд кислот-

 

ного остатка равен числу ионов Гидрогена, но со знаком

Обратите внимание, что заряд кислотного остатка также равен сумме степеней окисления элементов, из которых он состоит. Так,

+ 1 +6 -2

в сульфатной кислоте степени окисления H2 S O4. Если в кислотном остатке сложить заряды на всех атомах Сульфура и Оксигена, то также получим -2.

Таблица 8. Важнейшие кислоты

Название

Формула

Традиционное

название

Кислотный

остаток

Название кислотного остатка

Бромидная

Бромоводородная

Бромид

Йодидная

Йодоводородная

Йодид

Карбонатная

Угольная

Карбонат

Нитратная

Азотная

Нитрат

Нитритная

Азотистая

Нитрит

Силикатная

Кремниевая

Силикат

Название

Формула

Традиционное

название

Кислотный

остаток

Название кислотного остатка

Сульфатная

Серная

Сульфат

Сульфитная

Сернистая

Сульфит

Сульфидная

Сероводородная

Сульфид

Ортофосфатная

Фосфорная, ортофосфорная

Ортофосфат

Метафосфат

ная

Метафосфорная

Метафосфат

Флуоридная

Фтороводородная, плавиковая

Флуорид

Хлоридная

Хлороводородная, соляная

Хлорид

Этановая

Уксусная

Ацетат

Кислоты классифицируют по двум признакам: по содержанию Оксигена и по основности.

Основность кислоты — это число ионов Гидрогена, способных замещаться ионами металлических элементов.

Основность кислоты не всегда совпадает с числом атомов Гидрогена в ее молекуле. Такие исключения часто встречаются среди органических кислот, таких как уксусная, лимонная, виноградная и др. Так, уксусная кислота ^3TOOH одноосновная. Ее молекулы содержат по четыре атома Гидрогена, но только один атом способен замещаться атомом металлического элемента. Среди неорганических кислот также встречаются такие исключения: фосфитная кислота H^O3 — двухосновная, а гипофосфатная кислота H3PO2 — одноосновная. Среди неорганических кислот, приведенных в таблице 8, таких исключений нет.

Основания (гидроксиды)

Основания — это соединения, состоящие из ионов металлического элемента и одного или нескольких гидроксид-ионов OH-.

В формулах оснований на первом месте пишут символ металлического элемента, а затем — группу OH:

 

Как определить число групп OH (n) в формулах оснований? В большинстве соединений Оксиген имеет степень окисления -2, а Гидроген — +1, поэтому группа OH (гидроксид-ион) имеет заряд -1: OH-1. Зная это, легко составлять формулы гидроксидов: число гидроксид-ионов в составе формульной единицы будет равно заряду

 

металлического элемента, например:

Названия оснований составляют следующим образом: • для элементов с постоянной валентностью:

 

например: Ca(OH)2 — кальций гидроксид, NaOH — натрий гидроксид;

• для элементов с переменной валентностью:

 

например: Fe(OH)2 — феррум(ІІ) гидроксид, Cu(OH)2 — купрум(П) гидроксид.

Неорганические основания еще называют гидроксидами.

Среди неорганических оснований выделяют две группы: щелочи (растворимые гидроксиды) и нерастворимые гидроксиды. Растворимость гидроксидов (как и других веществ) можно определить по таблице растворимости (см. форзац 2). Например, основание NaOH, которое состоит из катионов Na+ и анионов OH-, является растворимым (рис. 28.1).

Амфотерные гидроксиды

Амфотерные гидроксиды — это гидроксиды, которые проявляют свойства и кислот, и оснований.

Амфотерные гидроксиды являются гидратами амфотерных оксидов, так как они образованы теми же элементами, что и амфотерные оксиды. К амфотерным гидроксидам относятся: Be(OH)2, Zn(OH)2, Al(OH)3, Cr(OH)3, Fe(OH)3, Pb(OH)2.

Соли

В быту солью мы обычно называем лишь одну соль — поваренную, т. е. натрий хлорид NaCl. Однако в химии солями называют целый класс соединений.

Соли — это соединения, состоящие из ионов металлических элементов и кислотных остатков.

В формулах солей на первом месте пишут символ металлического элемента, а затем — кислотный остаток:

Названия солей составляют следующим образом: • для элементов с постоянной валентностью:

например: K2SO3 — калий сульфит, CaCO3 — кальций карбонат; • для элементов с переменной валентностью:

например: FeSO4 — ферум(ІІ) сульфат, CuCl2 — купрум(П) хлорид.

Формулы солей составляют аналогично формулам оксидов, уравнивая заряды атомов металлического элемента и кислотного остатка.

Алгоритм составления формул солей (на примере натрий ортофосфата и алюминий силиката)

1. Записываем символ металлического элемента (на первом месте) и кислотного остатка, указываем их заряды

2. Вычисляем наименьшее общее кратное (НОК) для значений зарядов

3. Вычисляем индексы, разделив НОК на заряд металлического элемента и кислотного остатка

4. Записываем индексы после символов металлического элемента и кислотного остатка

У некоторых солей, широко используемых в быту, кроме научных, есть бытовые (традиционные) названия. Например, вы уже знаете, что натрий хлорид NaCl называют поваренной, или каменной, солью, натрий карбонат Na2CO3 — это кальцинированная сода, калий карбонат K2CO3 — поташ. Традиционные названия наиболее употребляемых солей приведены в Приложении 1.

•    Чистая поваренная (каменная) соль — бесцветное вещество. А вот «деликатесная», или «царская», соль нежно-розового цвета, имеет приятный запах благодаря содержанию микроскопических водорослей. В Украине такая соль встречается по берегам соленых Сивашских озер, расположенных на западе Азовского моря. Именно отсюда начинался путь украинских чумаков.

•    Редко, но встречается и синяя каменная соль. В ней содержатся избыточные ионы Натрия, т. е. в кристалле соли ионов Натрия немного больше, чем ионов Хлора. Это и обусловливает синий цвет. При растворении такой соли в воде образуется обычный бесцветный раствор.

Лингвистическая задача

Формула кислоты полностью отображена в ее названии. Основу названия составляет название образующего ее химического элемента (элемент Сульфур образует сульфатную, сульфитную и сульфидную кислоты). Суффиксами обозначается степень окисления этого элемента. Если элемент, образующий кислоту, находится в высшей степени окисления, то в названии кислоты пишут суффикс -ат-: сульфатная H2SO4 (степень окисления Сульфура +6 — высшая). Если степень окисления элемента меньше на 2, то суффикс -ат- заменяют на -ит-: сульфитная H2SO3 (степень окисления Сульфура +4). Если элемент находится в низшей степени окисления, что соответствует безоксигеновым кислотам, то в названии пишут суффикс -ид-: сульфидная H2S (степень окисления Сульфура -2 — низшая). Установите соответствие между названиями кислот, приведенными в таблице 8, и степенями окисления химических элементов, которые их образуют.

Выводы

1.    Оксиды состоят из атомов двух химических элементов, один из которых — Оксиген. Названия оксидов состоят из двух слов: первое — название химического элемента, образующего оксид, второе — слово «оксид». Для элементов с переменной валентностью в названии оксидов обязательно указывают валентность элемента.

2.    Кислоты состоят из ионов Гидрогена и кислотных остатков. По содержанию Оксигена кислоты разделяют на оксигенсодержащие и безок-сигеновые. По числу атомов Гидрогена — на одноосновные, двухосновные и трехосновные.

3.    Неорганические основания называют гидроксидами. Они состоят из ионов металлических элементов и гидроксид-ионов OH-. Число гидроксид-ионов в составе гидроксидов равно степени окисления металлического элемента. Среди гидроксидов выделяют щелочи (растворимые в воде гидроксиды) и нерастворимые гидроксиды. Названия гидроксидов состоят из двух слов: названия металлического элемента и слова «гидроксид».

4.    Амфотерные гидроксиды — это гидроксиды, проявляющие свойства и кислот, и оснований.

5. Соли состоят из ионов металлических элементов и кислотных остатков. Названия солей состоят из двух слов: названия металлического элемента и названия кислотного остатка. Для элементов с переменной валентностью указывают их валентность в соединении.

Контрольные вопросы

1.    Какие вещества называют оксидами? Приведите примеры оксидов.

2.    Запишите общую формулу оксидов.

3.    Как по химической формуле определить, кислотный оксид или основный?

4.    Какие оксиды относятся к несолеобразующим?

5.    Дайте определение кислотам. Что называют кислотным остатком?

6.    По каким признакам классифицируют кислоты? Назовите группы, на которые распределяют кислоты по разным признакам, и приведите соответствующие примеры.

7.    Какие вещества относятся к классу оснований? Какие из них являются щелочами?

8.    Какие соединения относятся к солям?

9.    Вещества, формулы которых KNO3, FeCl2, Na2SO4, называют: а) солями; б) кислотами; в) основаниями; г) оксидами.

10. Вещества, формулы которых HNO3, HCl, H2SO4, называют: а) солями; б) кислотами; в) основаниями; г) оксидами.

11. Вещества, формулы которых NO2, Fe2O3, Na2O, называют: а) солями;

б)    кислотами; в) основаниями; г) оксидами.

12.    Соли образованы: а) ионами металлических элементов и кислотными остатками; б) ионами металлических элементов и гидроксид-ионами;

в)    ионами Гидрогена и кислотными остатками.

13.    В формулах кислот на первом месте записан символ: а) Оксигена; б) Гидрогена; в) Сульфура; г) Карбона.

Задания для усвоения материала

1.    Определите степени окисления элементов в оксидах и запишите их названия: P2O5, SO2, Na2O, MgO, CaO, Mn2O7, SnO2, I2O5, CrO3, Cu2O, CuO.

2.    Приведите примеры несолеобразующих оксидов. Почему их так называют?

3.    Составьте формулы следующих оксидов: калий оксид, фосфор(ІІІ) оксид, аргентум(І) оксид, феррум(ІІ) оксид, хлор(ІУ) оксид, нитроген(У) оксид, цинк оксид, аурум(ІІІ) оксид, сульфур(УІ) оксид, ванадий(У) оксид.

4.    Запишите формулы хлоридной, сульфатной, ортофосфатной, карбонатной, силикатной, сульфидной и нитратной кислот. Подчеркните кислотные остатки и определите их заряд.

5.    Приведите примеры оксигенсодержащих и безоксигеновых кислот.

6.    Составьте формулы гидроксидов Калия, Магния, Станнума(ІІ), Цинка, Хрома(ІІІ), Купрума(ІІ), Бария. Подчеркните формулы щелочей.

7.    Из таблицы 8 выпишите формулы кислот: а) оксигенсодержащей одноосновной; б) безоксигеновой двухосновной; в) оксигенсодержащей трехосновной; г) безоксигеновой одноосновной; д) оксигенсодержа-щей двухосновной.

8.    Из таблицы растворимости (см. форзац 2) выпишите по два примера формул солей: а) хлоридной кислоты, нерастворимых в воде; б) карбонатной кислоты, растворимых в воде.

9.    Назовите соли: K2SO4, Q(NO3)3, MgCl2, CuSO4, SnCl2, AgNO3, AlPO4, BaSO3, BaS, BaSO4, Na2SiO3, NaBr, MnSO4, Ag2S, Mg3(PO4)2. Укажите над формулами значения заряда металлического элемента и кислотного остатка.

10.    Составьте формулы солей: кальций хлорид, магний карбонат, цинк нитрат, калий карбонат, натрий сульфат, кальций силикат.

 

Это материал учебника Химия 8 класс Григорович

 

Категорія: Хімія

Автор: admin от 16-09-2016, 23:40, Переглядів: 1754