Конспект лекций Навои-07. Гоу впо Уральский государственный технический университет упи С. Д. Ващенко, О. А. Антропова
 Скачать 490.5 Kb.
|
2. КЛАССЫ НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ2.1. Оксиды, гидроксиды, соли Простые вещества образованы атомами одного химического элемента. Все простые вещества можно разделить на неметаллы и металлы. К неметаллам относят только 22 элемента: благородные газы, галогены, а также O, S, Se, Te, N, P, As, C, Si, B, H. Почти все они обладают плохой тепло- и электропроводностью, при обычных условиях большинство из них находится в газообразном состоянии, немногие – в твёрдом, и только бром - жидкость. Остальные элементы относят к металлам. Они обладают характерным "металлическим" блеском, хорошими тепло- и электропроводностью, пластичностью, ковкостью. При обычных условиях металлы, кроме Hg и Fr, - твердые вещества. Сложные вещества (химические соединения) состоят из атомов разных химических элементов. В зависимости от состава их подразделяют на классы, основные из которых - оксиды, гидроксиды, соли. Оксиды - вещества, состоящие из какого-либо элемента и кислорода: ЭnOm. Различают солеобразующие и несолеобразующие оксиды. Последние немногочисленны, к ним относят CO, NO, N2O. Эти оксиды не образуют солей, не реагируют с другими оксидами и водой. Солеобразующие оксиды, в зависимости от свойств делят на оснóвные, кислотные и амфотерные. Оснóвные - оксиды металлов (М) со степенью окисления +1, +2 (не всегда). Кислотные - оксиды неметаллов, а также оксиды металлов со степенью окисления +6 и больше. Амфотерные – оксиды металлов со степенью окисления +3 (за редкими исключениями), +4, +5 и иногда +2 (например, BeO, ZnO, SnO, PbO), Гидроксиды - соединения, в состав которых входят элемент (Э), кроме фтора и кислорода, и гидроксогруппа OH. Общая формула гидроксидов – Э(OH)n. Это, по существу, гидратные формы оксидов, поэтому их тоже три соответствующих типа: оснóвные (основания), кислотные (кислородсодер-жащие кислоты) и амфотерные. У основных гидроксидов связь Э-О слабее, чем О-Н, в водном растворе они диссоциируют с образованием гидроксид-ионов: Э О-Н Э+ + ОН—, у кислотных связь Э-О сильнее, чем О-Н, они диссоциируют с образованием ионов водорода: Э-О Н ЭО— + Н+, у амфотерных гидроксидов химические связи почти равноценны: ЭО— + Н+ ЭОН Э+ + ОН—. Соли - продукты полного или частичного замещения атомов водорода у кислот (или амфотерных гидроксидов) на атомы металлов или продукты замещения гидроксогрупп у оснований (или амфотерных гидроксидов) на кислотные остатки. По составу соли делят на средние (K2SO3, Mg(NO3)2 и т.д.), кислые (NaHCO3, КH2PO4 и т.д.) и оснóвные (CuOHNO3, Fe(OH)2Cl и т.д.). Все соли можно рассматривать как продукт взаимодействия соответствующих кислот и оснований. 2.2. Некоторые свойства неорганических соединений Свойства оксидов и гидроксидов
Из оснóвных оксидов с водой взаимодействуют только оксиды щелочных (Li, Na, K, Rb, Cs) и щелочноземельных (Ca, Sr, Ba) металлов, при этом образуются растворимые в воде основания щёлочи: Na2O + H2O = 2NaOH СaO + H2O = Сa(OH)2 Большинство кислотных оксидов взаимодействуют с водой (исключение, например - SiO2 и соответствующая кислота H2SiO3 ), образуя растворимые в воде кислоты (кислотные гидроксиды): SO3 + H2O = H2SO4 P2O5 + 3H2O = 2H3PO4 Все амфотерные гидроксиды в воде нерастворимы. 2. Кислотно-основные взаимодействия. Оксиды и гидроксиды с противоположными (кислотными и основными) свойствами реагируют между собой. Оснóвные оксиды и гидроксиды взаимодействуют с кислотными оксидами и кислотами: K2O + SO2 = K2SO3 2KOH + SO2 = K2SO3 + H2O MgO + H2CO3 = MgCO3 + H2O Mg(OH)2 + 2HNO3 = Mg(NO3)2 + 2H2O а также с амфотерными оксидами и гидроксидами (в этом случае амфотерные соединения проявляют кислотные свойства, и формулы соответствующих гид- роксидов лучше записывать в виде кислот): K2O + BeO = K2BeO2 K2O + Be(OH)2 (или H2BeO2) = K2BeO2 + H2O 6NaOH + Al2O3 = 2Na3AlO3 + 3H2O 3NaOH + Al(OH )3 (или H3AlO3) = Na3AlO3 + 3H2O Кислотные оксиды и кислоты реагируют с оснóвными оксидами и гидроксидами, а также с амфотерными оксидами и гидроксидами (в этом случае амфотерные соединения проявляют оснóвные свойства): N2O5 + ZnO = Zn(NO3)2 SO3 + Zn(OH)2 = ZnSO4 + H2O 2HNO3 + ZnO = Zn(NO3)2 + H2O H2SO4 + Zn(OH)2 = ZnSO4 + 2H2O 3. Взаимодействие с солями. Кислоты и щелочи реагируют с солями, если в результате образуются слабые электролиты, малорастворимые, газообразные вещества: 2KOH + FeSO4 = Fe(OH)2 + K2SO4 H2SO4 + Na2CO3 = Na2SO4 + H2O + CO2 Свойства солей Средние соли вступают в реакции обмена со щелочами, кислотами, (примеры соответствующих реакций см. выше), солями, если в результате образуется малорастворимая соль: 3MgCl2 + 2Na3PO4 = Mg3(PO4)2 + 6NaCl Кислые соли образуются кислотами, у которых два или более катионов водорода. Получают эти соли взаимодействием основания с избытком кислоты или кислотного оксида: Ca(OH)2 + 2H3PO4 = CaHPO4 + 2H2O NaOH + CO2 = NaHCO3 а также взаимодействием средней соли и соответствующей или более сильной кислоты, взятой в недостатке: CaCO3 + H2CO3 = Ca(HCO3)2 Na3PO4 + HCl = Na2HPO4 + NaCl Оснóвные соли образуют слабые основания или амфотерные гидроксиды, у которых две или более гидроксогрупп. Получают эти соли взаимодействием оснований с недостатком кислоты: Ni(OH)2 + HNO3 = NiOHNO3 + H2O либо взаимодействием соответствующей средней соли и недостатка щелочи: MgCl2 + NaOH = MgOHCl + NaCl Кислые и основные соли обладают всеми свойствами средних солей. В реакциях со щелочами кислые соли, а с кислотами - оснóвные соли переходят в средние: Ca(HCO3)2 + Сa(OH)2 = 2CaCO3 + 2H2O NiOHNO3 + HNO3 = Ni(NO3)2 + H2O |