Основные теоретические положения. Неорганические соединения обычно делят на четыре важнейших класса: оксиды, основания, кислоты и солиНеорганические соединения обычно делят на четыре важнейших класса: оксиды, основания, кислоты и соли. Оксиды – это соединения, состоящие из двух элементов, одним из которых является кислород. Образование названия оксида (его номенклатура) подчиняется следующим правилам: а) Если элемент, соединяясь с кислородом, проявляет единственную степень окисления, то название такого соединения состоит из слова «оксид» и названия металла, например: Na2O – оксид натрия, BaO – оксид бария. б) Если элемент, соединяясь с кислородом, проявляет различные степени окисления, то после названия элемента в круглых скобках римскими цифрами указывается степень окисления элемента или систематическое название с числовыми приставками, например: N2O – оксид азота (I) или оксид диазота, NO2 – оксид азота (IV) или диоксид азота. Оксиды делятся на солеобразующие и несолеобразующие. Солеобразующие оксиды делятся на основные, кислотные и амфотерные. Основные оксиды образуются металлами, степень окисления которых не выше трех (например, оксиды щелочных и щелочно-земельных металлов). Кислотные оксиды образуются неметаллами, а также металлами со степенью окисления +4, +5, +6, +7, например: Р2О3, SiО2, Mn2О7 и т.д. Амфотерные оксиды образуются металлами, проявляющими амфотерные свойства и степень окисления которых равна +2, +3, например: Al2О3, Cr2О3, Ga2О3, Fe2О3, SnО, BeО, ZnО и т.д. Если элемент образует несколько оксидов (например, хром:
Химические свойства оксидов 1. Оксиды щелочных и щелочноземельных металлов, а также кислотные оксиды непосредственно реагируют с водой:
Nа2O + Н2О = 2NаOН; основной вода щелочь оксид
N2O5 + Н2О = 2НNO3. кислотный вода кислота оксид
2. Основные и кислотные оксиды реагируют между собой:
Nа2O + СО2 = Nа2СО3. основной кислотный соль оксид оксид
3. Амфотерные оксиды реагируют с кислотными и основными оксидами:
ZnO + SO3 = ZnSO4; амфотерный кислотный соль оксид оксид
ZnO + Nа2O = Nа2ZnO2. амфотерный основной соль оксид оксид
4. Основные оксиды взаимодействуют с кислотами: Nа2O + H2SO4 = Nа2SO4 + Н2О. основной кислота соль вода оксид
5. Кислотные оксиды взаимодействуют с основаниями:
N2O5 + 2NаOН = 2NaNO3 + Н2О. кислотный основание соль вода оксид
6. Амфотерные оксиды взаимодействуют с кислотами и основаниями, проявляя при этом: – основные свойства:
ZnO + H2SO4 = ZnSO4 + Н2О; амфотерный кислота соль вода оксид
б) кислотные свойства:
ZnOт + NаOНт амфотерный основание соль вода оксид
Гидроксиды можно рассматривать как продукты соединения оксидов с водой. Они бывают трех видов: основные (основания), кислотные (кислоты) и амфотерные (амфолиты). Амфолиты – гидроксиды, которые проявляют как основные, так и кислотные свойства. Чтобы установить амфотерность гидроксида, следует провести две реакции взаимодействия его с кислотой и с основанием. Если обе реакции осуществимы, то гидроксид амфотерен. Основания – электролиты, которые при диссоциации в качестве анионов образуют только гидроксид-ионы ОН–, например:
NаOН ↔ Nа+ + ОН–.
Кислотность основания определяется числом гидроксильных групп. В связи с этим различают: – однокислотные основания (например: NаOН, LiOH); – двухкислотные основания (например: Mg(OH)2, Cu(OH)2); – трехкислотные основания (например: Al(OH)3, Fe(OH)3). Основания, в составе которых находится более одной гидроксильной группы, называются многокислотными. Диссоциация многокислотных оснований протекает ступенчато:
Cu(OH)2 ↔ CuOH+ + ОН– I ступень CuOH+ ↔ Cu2+ + ОН– II ступень
По растворимости основания делят на сильные, т.е. растворимые в воде (к ним относятся гидроксиды щелочных и щелочноземельных металлов), и слабые, т.е. малорастворимые в воде (гидроксиды остальных металлов). Номенклатура основанийоснована на следующих положениях: 1. Если металл имеет постоянную степень окисления, то названия образуются из слова «гидроксид» и названия металла, например: Mg(OH)2 – гидроксид магния, NаOН – гидроксид натрия. 2. Если металл имеет переменную степень окисления, то к слову «гидроксид» добавляется приставка латинского числительного или после названия катиона в круглых скобках римскими цифрами указывается его степень окисления, например: Cr(OH)3 – тригидроксид хрома, или гидроксид хрома (III); Fe(OH)2 – дигидроксид железа, или гидроксид железа (II). Химические свойства оснований 1. Основания взаимодействуют с кислотами (реакция нейтрализации):
NаOН + HCl = NаCl + Н2О. основание кислота соль вода
2. Растворимые основания взаимодействуют с кислотными оксидами: 2NаOН + СО2 = Nа2СО3 + Н2О. основание кислотный соль вода оксид
3. Растворимые основания взаимодействуют с солями (условие: один из продуктов нерастворим):
2КОН + MgCl2 = Mg(OH)2↓ + 2KCl. основание соль основание соль
4. Нерастворимые основания при повышении температуры разлагаются на оксид и воду:
Cu(OH)2
5. Амфотерные гидроксиды взаимодействуют с кислотами и основаниями, проявляя при этом: а) основные свойства:
Zn(OH)2 + 2HNO3 = Zn(NO3)2 + 2H2O; амфотерный кислота соль вода гидроксид
б) кислотные свойства:
Zn(OH)2 т + 2NаOНт = Na2ZnO2 + 2H2O. амфотерный основание соль вода гидроксид
6. Растворы оснований изменяют цвет индикаторов: фенолфталеин – с бесцветного на малиновый, лакмус – с фиолетового на синий, метиловый оранжевый – с оранжевого на желтый. Кислоты – это электролиты, которые в водных растворах диссоциируют на катион водорода Н+ и кислотный остаток, например:
HCl ↔ H+ + Cl− . Основность кислоты определяется числом катионов водорода, поэтому HCl, HNO3 – одноосновные кислоты; H2SO4, H2S – двухосновные кислоты; H3PO4 – трехосновная кислота. Многоосновные кислоты диссоциируют ступенчато, например:
H2SO4 ↔ H+ + HSO4− I ступень HSO4− ↔ H+ + SO42− II ступень
Кислоты могут быть бескислородными (не содержащими кислород в своем составе: HCl, H2S) и кислородсодержащими (содержащими в своем составе кислород: H2SO4, HNO3). Номенклатура кислот подчиняется следующим правилам: 1. Названия бескислородных кислот образуются путем прибавления к корню русского названия элемента через соединительную гласную «о» и словосочетания «водородная кислота», например: HCl– хлороводородная кислота, HF – фтороводородная кислота. 2. Названия кислородсодержащих кислот образуются из названия неметалла с прибавлением - ная, - вая, если степень окисления неметалла равна номеру группы. При понижении степени окисления суффиксы меняются в следующем порядке: - оватая, 3. Если элемент в одной и той же степени окисления образует две кислоты, различающиеся «по содержанию воды», то перед названием кислоты, содержащей меньшее количество атомов кислорода, ставят приставку мета-, а перед названием кислоты с большим числом атомов кислорода ставят приставку орто-, например: HP+ 5 O 3 – метафосфорная кислота, Н3P+5O 4 – ортофосфорная кислота.
|
), то по мере увеличения его степени окисления усиливается кислотный характер оксида. Таким образом, CrO – основной оксид, Cr2O3 – амфотерный оксид, CrO3– кислотный оксид.
Nа2ZnO2 + Н2О.
CuO + Н2О.
