Урок 12 Получить доступ за 50 баллов Основные классы неорганических соединений

Начало

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipisicing elit. Adipisci autem beatae consectetur corporis dolores ea, eius, esse id illo inventore iste mollitia nemo nesciunt nisi obcaecati optio similique tempore voluptate!

Adipisci alias assumenda consequatur cupiditate, ex id minima quam rem sint vitae? Animi dolores earum enim fugit magni nihil odit provident quaerat. Aliquid aspernatur eos esse magnam maiores necessitatibus, nulla?

Эта информация доступна зарегистрированным пользователям

Вы уже неоднократно встречались с различными типами соединений.

На этом уроке мы приведём эти знания в единую систему.

Среди неорганических химических соединений выделяют 4 основных класса:

  • оксиды
  • основания
  • кислоты
  • соли

Отнесение вещества к определенному классу происходит на основании его состава и химических свойств.

Конечно, каждое вещество обладает своими уникальными свойствами, но на этом уроке мы рассмотрим те их свойства, на основании которых вещества разделяют на классы.

Оксиды

Оксиды – это соединения двух элементов, один из которых – кислород.

Все химические элементы могут образовывать оксиды.

Некоторые химические элементы могут образовывать несколько оксидов, проявляя в них разные степени окисления.

При этом образуются совершенно непохожие друг на друга вещества.

Например, азот (N) образует пять оксидов:

Химическая формула

Валентность азота в веществе

Краткое описание вещества

N2O

I

Бесцветный газ со сладковатым привкусом. «Веселящий газ». Слаботоксичен. Используется в медицине для наркоза.

NO

II

Бесцветный газ без запаха. Токсичен – вызывает удушье.

N2O3

III

Синяя жидкость. «Азотистый ангидрид». Токсичен – вызывает ожоги кожи. Применяется в лабораторных условиях для получения азотной кислоты.

NO2

IV

Бурый газ с резким запахом. «Лисий хвост». Токсичен – вызывает удушье и ожог легких. Применяется как окислитель ракетного топлива, а также в промышленности при получении азотной кислоты.

N2O5

V

Бесцветные кристаллы. «Азотный ангидрид». Токсичен. Взрывоопасен.

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipisicing elit. Adipisci autem beatae consectetur corporis dolores ea, eius, esse id illo inventore iste mollitia nemo nesciunt nisi obcaecati optio similique tempore voluptate!

Adipisci alias assumenda consequatur cupiditate, ex id minima quam rem sint vitae? Animi dolores earum enim fugit magni nihil odit provident quaerat. Aliquid aspernatur eos esse magnam maiores necessitatibus, nulla?

Эта информация доступна зарегистрированным пользователям

При нормальных условиях оксиды могут быть:

  • газами
  • жидкостью
  • твёрдым веществом

 

Химическая формула

Систематическое и тривиальное название

Внешний вид

Применение

H2O

Оксид водорода

Вода

Бесцветная жидкость без вкуса

Везде!

B2O3

Оксид бора

Борный ангидрид

Бесцветные кристаллы с горьким вкусом

Флюс в металлургии

CO2

Оксид углерода (IV)

Углекислый газ

Бесцветный газ без запаха

Наполнитель в пищевой промышленности

N2O

Оксид азота (I)

Веселящий газ

Бесцветный газ со сладковатым привкусом

Наркоз в медицине

Al2O3

Оксид алюминия

Корунд

Бесцветные кристаллы

Изготовление керамики

 

 

 

Оксиды разделяют на три группы:

  • Кислотные (оксиды неметаллов). Кислотным оксидам соответствуют кислоты.
  • Основные (оксиды металлов). Основным оксидам соответствуют основания.
  • Амфотерные (оксиды переходных металлов), которые занимают примерно середину периодической таблицы элементов Менделеева.

    Амфотерные оксиды обычно нерастворимы в воде, а растворимы в кислотах или в основаниях. В химических реакциях с кислотами они ведут себя как основные оксиды, а в реакциях с основаниями как кислотные.

 

Разделение основано на том, вещество какого типа способен образовывать данный оксид:

  • кислоту
  • основание
  • кислоту и основание

 

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipisicing elit. Adipisci autem beatae consectetur corporis dolores ea, eius, esse id illo inventore iste mollitia nemo nesciunt nisi obcaecati optio similique tempore voluptate!

Adipisci alias assumenda consequatur cupiditate, ex id minima quam rem sint vitae? Animi dolores earum enim fugit magni nihil odit provident quaerat. Aliquid aspernatur eos esse magnam maiores necessitatibus, nulla?

Эта информация доступна зарегистрированным пользователям

  

Оксид водорода (H2O) или воду не относят ни к одному из этих типов, так как вода является основой жизни на Земле.

 

Оксиды легко вступают в реакцию с водой.

При этом получаются

  • кислоты  SO3 + H2O → H2SO4
  • основания   2Na + 2H2O  2 NaOH + H2

  

Кислоты и основания также называют гидроксидами.

Это слово состоит из двух корней: гидро («вода») + оксид.

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipisicing elit. Adipisci autem beatae consectetur corporis dolores ea, eius, esse id illo inventore iste mollitia nemo nesciunt nisi obcaecati optio similique tempore voluptate!

Adipisci alias assumenda consequatur cupiditate, ex id minima quam rem sint vitae? Animi dolores earum enim fugit magni nihil odit provident quaerat. Aliquid aspernatur eos esse magnam maiores necessitatibus, nulla?

Эта информация доступна зарегистрированным пользователям

Основания

Основание — сложное вещество, которое состоит из атома металла или иона аммония (NH4+) и гидроксогруппы (-OH)

Пример оснований:

Ca(OH)2 гидроксид кальция

NH4OH гидроксид аммония

 

Основания образуются при реакции основного оксида с водой

Na2O + H2O= 2NaOH

Не все оксиды реагируют с водой!

Из оксида кальция образуется гидроксид кальция:

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipisicing elit. Adipisci autem beatae consectetur corporis dolores ea, eius, esse id illo inventore iste mollitia nemo nesciunt nisi obcaecati optio similique tempore voluptate!

Adipisci alias assumenda consequatur cupiditate, ex id minima quam rem sint vitae? Animi dolores earum enim fugit magni nihil odit provident quaerat. Aliquid aspernatur eos esse magnam maiores necessitatibus, nulla?

Эта информация доступна зарегистрированным пользователям

Основания бывают

  • растворимые в воде
  • нерастворимые в воде

Из за этого их свойства различаются.

Растворимые в воде основания называют щёлочи.

Щёлочи образуют металлы I и II групп периодической системы элементов и некоторые другие металлы.

Слово «щёлочь» происходит от древнего слова «selok», обозначающего «стирать», потому что щёлочи с древних времён использовали в стирке:  они хорошо растворяют белки, жиры и песок.

Например, гидроксид натрия (NaOH) вы можете найти в составе средств для прочистки труб.

Щелочи известны с давних времен.

Поэтому для них характерны и исторически сложившиеся (тривиальные) названия:

КОН – едкое кали

NaOH – едкий натр

Са(ОН)2 – в твёрдом виде называется гашеная известь, раствор - известковая вода

Ва(ОН)2 – баритовая вода.

 

Основные свойства гидроксидов увеличиваются сверху вниз: гидроксид цезия CsOH намного более едкий, чем гидроксид натрия NaOH, но не находит широкого применения из-за малой распространенности цезия в природе.

 

Основания находят широкое применение в быту и в промышленности.

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipisicing elit. Adipisci autem beatae consectetur corporis dolores ea, eius, esse id illo inventore iste mollitia nemo nesciunt nisi obcaecati optio similique tempore voluptate!

Adipisci alias assumenda consequatur cupiditate, ex id minima quam rem sint vitae? Animi dolores earum enim fugit magni nihil odit provident quaerat. Aliquid aspernatur eos esse magnam maiores necessitatibus, nulla?

Эта информация доступна зарегистрированным пользователям

Кислоты

Кислота – это сложное вещество, в молекуле которого имеется атом водорода и кислотный остаток.

Пример: серная кислота H2SO4  

Ее состав можно написать так H+(HSO4)-  

Видим, что она состоит из атома водорода H+ и кислотного остатка (HSO4)- . Значит, это соединение - кислота!   

 

Кислоты могут образовываться реакцией кислотных оксидов с водой.

SO3 + H2O → H2SO4

Так образуется серная кислота H2SO4

Иначе H2SO4  можно записать в виде гидроксида SO2(OH)2   

 

Кроме этих веществ кислотами в химии также называют множество органических кислот.

Органические кислоты – это те, которые образуются в живых организмах (например, муравьиная, уксусная, лимонная, щавелевая, яблочная, винная).

Их подробно изучает отдельная область химии – органическая химия.

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipisicing elit. Adipisci autem beatae consectetur corporis dolores ea, eius, esse id illo inventore iste mollitia nemo nesciunt nisi obcaecati optio similique tempore voluptate!

Adipisci alias assumenda consequatur cupiditate, ex id minima quam rem sint vitae? Animi dolores earum enim fugit magni nihil odit provident quaerat. Aliquid aspernatur eos esse magnam maiores necessitatibus, nulla?

Эта информация доступна зарегистрированным пользователям

Общие признаки кислот- это сложные вещества, а в их составе всегда есть водород.

Все кислоты в разной степени - это едкие вещества.

Карбонаты являются очень неустойчивыми в кислотах – разлагаются с выделением углекислого газа:

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipisicing elit. Adipisci autem beatae consectetur corporis dolores ea, eius, esse id illo inventore iste mollitia nemo nesciunt nisi obcaecati optio similique tempore voluptate!

Adipisci alias assumenda consequatur cupiditate, ex id minima quam rem sint vitae? Animi dolores earum enim fugit magni nihil odit provident quaerat. Aliquid aspernatur eos esse magnam maiores necessitatibus, nulla?

Эта информация доступна зарегистрированным пользователям

Алхимики часто использовали «царскую водку» – смесь азотной и соляной кислот.

При их смешивании происходит химическая реакция:

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipisicing elit. Adipisci autem beatae consectetur corporis dolores ea, eius, esse id illo inventore iste mollitia nemo nesciunt nisi obcaecati optio similique tempore voluptate!

Adipisci alias assumenda consequatur cupiditate, ex id minima quam rem sint vitae? Animi dolores earum enim fugit magni nihil odit provident quaerat. Aliquid aspernatur eos esse magnam maiores necessitatibus, nulla?

Эта информация доступна зарегистрированным пользователям

Образующийся нитрозилхлорид – очень агрессивное вещество, оно даже реагирует с металлами, не растворяющимися в чистых кислотах: золотом, платиной и палладием.

Поэтому «царская водка» – одно из самых агрессивных химических веществ.

В лаборатории её обычно используют для очистки химической посуды от сильных загрязнений.

Кислота внутри нас.

Газ хлороводород, растворенный в воде, называют соляной кислотой.

Желудочный сок животных и человека содержит соляную кислоту HCl.

 

Вы могли встретиться уже с этим названием, поскольку соляная кислота свободно продаётся в хозяйственных магазинах.

Она используется в быту как чистящее средство.

Кислоты применяются:

  • в быту
  • в лаборатории
  • в технике
  • в промышленности в качестве исходных веществ для получения каких-либо других или в качестве промежуточных в ходе химических производств, также они могут являться конечным результатом производства.

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipisicing elit. Adipisci autem beatae consectetur corporis dolores ea, eius, esse id illo inventore iste mollitia nemo nesciunt nisi obcaecati optio similique tempore voluptate!

Adipisci alias assumenda consequatur cupiditate, ex id minima quam rem sint vitae? Animi dolores earum enim fugit magni nihil odit provident quaerat. Aliquid aspernatur eos esse magnam maiores necessitatibus, nulla?

Эта информация доступна зарегистрированным пользователям

Внимание! Сaution! Achtung! Attenzione! 注意力

При работе с кислотами следует помнить, что это едкие вещества, и соблюдать осторожность!

Не допускать попадания кислот на кожу, а особенно на слизистые оболочки – глаза, рот!

При попадании кислоты на кожу или в глаза следует промыть большим количеством проточной воды!

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipisicing elit. Adipisci autem beatae consectetur corporis dolores ea, eius, esse id illo inventore iste mollitia nemo nesciunt nisi obcaecati optio similique tempore voluptate!

Adipisci alias assumenda consequatur cupiditate, ex id minima quam rem sint vitae? Animi dolores earum enim fugit magni nihil odit provident quaerat. Aliquid aspernatur eos esse magnam maiores necessitatibus, nulla?

Эта информация доступна зарегистрированным пользователям

Соли

В результате многих химических реакций образуются сложные вещества, относящиеся к классу солей.

Солями называют вещества, которые состоят из атомов металла и кислотного остатка.

Кислотный остаток – та часть кислоты, которая при реакции с металлом присоединяется к нему.

Формулы солей составляют на основании учета валентности металла и кислотного остатка.

При этом каждой кислоте соответствует собственное название её кислотного остатка. Так же называется и соль (с прибавлением названия металла).

Несколько примеров с солями разных кислот приведено в таблице:

Кислота и её формула

Название кислотного остатка

Соли

Угольная H2CO3

Карбонат

CaCO3 – карбонат кальция (мел, жемчуг, мрамор)

NaHCO3 – гидрокарбонат натрия (пищевая сода)

Na2CO3 – карбонат натрия (кальцинированная сода)

K2CO3 – карбонат калия (поташ)

Азотная HNO3

Нитрат

KNO3 – нитрат калия (чилийская селитра)

NaNO3 – нитрат натрия (натриевая селитра)

AgNO3 – нитрат серебра (ляпис)

Плавиковая HF

Фторид

CaF2 – фторид кальция (плавиковый шпат)

UF6 – фторид урана (применяется для обогащения урана)

LiF – фторид лития (компонент оптических линз)

Кремниевая H2SiO3

Силикат

K2SiO3 – силикат калия (удобрение)

Na2SiO3 – силикат натрия (производство стекла)

Серная H2SO4

Сульфат

K2SO4 – сульфат калия (удобрение)

MgSO4 – сульфат магния (магнезия)

CaSO4 – сульфат кальция (гипс)

CuSO4 – сульфат меди (медный купорос)

Соляная HCl

Хлорид

NaCl – хлорид натрия (поваренная соль)

HgCl2 – хлорид ртути (II), сулема (дезинфекция)

Hg2Cl2 – хлорид ртути (I), каломель (дезинфекция)

В таблице приведена лишь очень малая часть солей.

Большинство неорганических соединений представляют собой именно соли.

В первой строке таблицы вы наверняка, кроме карбоната, заметили гидрокарбонат.

NaHCO3 – гидрокарбонат натрия (пищевая сода)

Это соль неполного замещения.

Такие соли образуются в тех случаях, когда молекула кислоты содержит несколько атомов водорода, но не все из них замещаются на металл.

При этом к названию соли добавляется приставка «гидро-», что обозначает наличие водорода (Н).

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipisicing elit. Adipisci autem beatae consectetur corporis dolores ea, eius, esse id illo inventore iste mollitia nemo nesciunt nisi obcaecati optio similique tempore voluptate!

Adipisci alias assumenda consequatur cupiditate, ex id minima quam rem sint vitae? Animi dolores earum enim fugit magni nihil odit provident quaerat. Aliquid aspernatur eos esse magnam maiores necessitatibus, nulla?

Эта информация доступна зарегистрированным пользователям

Соли могут образовываться в результате нескольких типов реакций:

 

  • металла и неметалла      2Na + Cl2 = 2NaCl
  • металла с кислотой     Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2
  • металла с солью менее активного металла    Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu

 

  • основного и кислотного оксида        MgO + CO2= MgCO3
  • основного оксида и кислотой         CuO + H2SO4= CuSO4 + H2O

 

  • основания и кислотой      Ca(OH)2 + 2HCl= CaCl2 + 2H2O
  • основания и раствора соли        Ba(OH)2 + Na2SO4 = 2NaOH + BaSO4
  • основания и кислотного оксида        Ba(OH)2 + CO2 = BaCO3 + H2O

 

  • обмен между двумя солями        2Na3PO4 + 3CaCl2 = Ca3(PO4)2 + 6NaCl
  • солью и кислотой        MgCO3 + 2HCl = MgCl2 + H2O + CO2

 

Реакции обмена проходят до конца только в тех случаях, когда образуется газ или осадок.

Соли также вступают в химические реакции с металлами, но не во всех случаях.

Происходит химическая реакция: железо переходит в раствор, а медь выделяется в чистом виде:

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipisicing elit. Adipisci autem beatae consectetur corporis dolores ea, eius, esse id illo inventore iste mollitia nemo nesciunt nisi obcaecati optio similique tempore voluptate!

Adipisci alias assumenda consequatur cupiditate, ex id minima quam rem sint vitae? Animi dolores earum enim fugit magni nihil odit provident quaerat. Aliquid aspernatur eos esse magnam maiores necessitatibus, nulla?

Эта информация доступна зарегистрированным пользователям

Такие реакции возможны только в тех случаях, когда исходный металл более активный, чем металл в составе соли.

Для определения активности металлов по отношению друг к другу химики составили ряд активности металлов:

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipisicing elit. Adipisci autem beatae consectetur corporis dolores ea, eius, esse id illo inventore iste mollitia nemo nesciunt nisi obcaecati optio similique tempore voluptate!

Adipisci alias assumenda consequatur cupiditate, ex id minima quam rem sint vitae? Animi dolores earum enim fugit magni nihil odit provident quaerat. Aliquid aspernatur eos esse magnam maiores necessitatibus, nulla?

Эта информация доступна зарегистрированным пользователям

В этом ряду активность металлов ослабевает слева направо.

Видно, что железо находится левее меди, то есть железо – более активный металл, чем медь.

Поэтому такая реакция возможна. А обратная реакция – вытеснение железа медью – невозможна.

А значит, не стоит хранить рядом гвозди и медный купорос!

Эта информация широко используется в технике. Глядя на ряд активности металлов, мы понимаем, что определенные соли и чистые металлы нельзя держать в тесном контакте, иначе между ними начнется химическая реакция.

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipisicing elit. Adipisci autem beatae consectetur corporis dolores ea, eius, esse id illo inventore iste mollitia nemo nesciunt nisi obcaecati optio similique tempore voluptate!

Adipisci alias assumenda consequatur cupiditate, ex id minima quam rem sint vitae? Animi dolores earum enim fugit magni nihil odit provident quaerat. Aliquid aspernatur eos esse magnam maiores necessitatibus, nulla?

Эта информация доступна зарегистрированным пользователям

В бесплатной версии урока недоступны:

  • Видео
  • Изображения
  • Дополнительная информация
  • Таблицы
  • Тесты
Получить доступ