Основные классы
неорганических соединений
ОKCИДЫ
Оксидами называются сложные вещества, состоящие из двух элементов, одним из которых является кислород (ЭхOу). Оксиды образуют все химические элементы, кроме Не, Ne, Ar (прил. 1).
Классификация оксидов
ОКСИДЫ
Несолеобразующие Солеобразующие
NO, СО
Основные Амфотерные Кислотные
Na2O,СаО ZnO, Al2O3 CО2, SO3, Cl2O7
MnO MnO2 CrO3, Mn2O7
Cr2O3
Основными оксидами называют такие оксиды, которым соответствуют основания. Основные оксиды образуются только металлами в низкой степени окисления (+1, +2), кроме бериллия, цинка..
Основные оксиды взаимодействуют с веществами кислотного характера, а именно: с кислотными оксидами и кислотами.
СаО + СО2 = СаСО3;
CuO + H2SO4 = CuSO4 + Н2О;
CaO + 2H3PO4 = Ca(H2PO4)2 + H2O.
Кислотными оксидами называются такие оксиды, которым соответствуют кислотные гидроксиды. Кислотные оксиды образуются неметаллами и некоторыми металлами в высоких степенях окисления +5, +6, +7. Большинство кислотных оксидов образуют кислоты при взаимодействии с водой.
СO2 + H2O ⇄ H2СO3;
SO2 + H2O = H2SO3;
Mn2O7 + H2O = 2HМnO4.
Кислотные оксиды взаимодействуют с веществами основного характера – основными оксидами и основаниями.
SiO2 + FeO = FeSiO3;
SO2 + 2NaOH = Na2SO3 + H2O;
2CrO3 + 2KOH = K2Cr2O7 + H2O.
Амфотерными оксидами называют оксиды, которые образуют соли при взаимодействии как с кислотами, так и со щелочами. В зависимости от условий они проявляют основные или кислотные свойства, т. е. это соединения двойственной функции.
К ним относятся некоторые оксиды металлов с низкой постоянной степенью окисления +2, +3 (например, ВеО, ZnO, Al2O3) и оксиды металлов с несколькими степенями окисления, как правило, в промежуточных степенях окисления +2, +3, +4 (например, PbO, Cr2O3, SnO2, MnO2).
Амфотерные оксиды с водой непосредственно не соединяются, но они реагируют с веществами кислотного и основного характера: сплавляются с кислотными и основными оксидами и сухими щелочами.
2ZnO + SiO2 = Zn2SiO4;
ZnO + CaO = CaZnO2;
цинкат кальция
Al2O3 + 2NaOH = 2NaAlO2 + H2O;
метаалюминат натрия
Амфотерные оксиды взаимодействуют с растворами кислот и щелочей.
Al2O3 + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2O;
сульфат алюминия
Al2O3 + 2NaОН + 3Н2О = 2Na[Al(OH)4].
тетрагидроксиалюминат натрия
Кислоты
Кислотами называются сложные вещества, состоящие из ионов водорода, способных замещаться металлом, и кислотных остатков.
Классификация кислот
К
ИСЛОТЫ
Бескислородные Кислородосодержащие По числу атомов
H
Cl,
H2S HClO4,
H2SO4,
HMnO4 водорода
о
дноосновные
кислоты – HNO3
двухосновные кислоты – H2CO3
трех основные кислоты – H3PO4
Характерные свойства кислот. К характерным свойствам кислот можно отнести их способность взаимодействовать с основными и амфотерными оксидами и гидроксидами с образованием соли и воды.
H2SO4 + CaO = CaSO4 + H2O;
2HCl + ZnO = ZnCl2 + H2O;
H2SO4 + Ca(OH)2 = CaSO4 + 2H2O;
2HCl + Zn(OH)2 = ZnCl2 + 2H2O.
При взаимодействии кислот с солями необходимо учитывать агрегатное состояние соли. Реакция с растворами солей протекает в том случае, если в продуктах реакции образуются малорастворимые или газообразные вещества.
H2SO4 + Ba(NO3)2 = BaSO4 + 2HNO3.
раствор
Для реакции с твердыми солями нужно взять соль менее сильной кис- лоты.
2HCl + K2CO3(кр.) = 2KCl + H2O + CO2.
По своей способности реагировать с металлами кислоты можно раз- делить на кислоты, окисляющие ионом водорода, и кислоты, окисляющие ионом кислотного остатка. К первым относятся все кислоты, кроме азотной и серной концентрированной кислот. Кислоты, окисляющие ионом водорода, реагируют с металлами, состоящими в ряду стандартных электродных потенциалов до водорода, при этом вытесняют водород и образуется соль.
Fe + H2SO4разб = FeSO4 + H2.
Слабые кислоты (H2CO3, H2SO3, CH3COOH) взаимодействуют только с активными металлами.
2СН3СOOH + Mg = Mg(CH3COO)2 + H2.
Кислоты, окисляющие ионом кислотного остатка (H2SO4конц, HNO3), не вытесняют водород при взаимодействии с металлом, а образуют соль, воду и продукт восстановления кислоты, который зависит от активности металла и концентрации кислоты.
8Na + 5H2SO4конц = 4Na2SO4 + H2S + 4H2O;
Cu + 2H2SO4конц = CuSO4 + SO2 + 2H2O;
4Ca + 10HNO3конц = 4Ca(NO3)2 + N2O + 5H2O;
Cu + 4HNO3конц = Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O;
4Ca + 10HNO3оч. разб = 4Ca(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O;
3Cu + 8HNO3разб = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O.
Соли
Соли – это сложные вещеста, состоящие из ионов металла и ионов кислотного остатка (исключением являются соли аммония).
Классификация солей
С
ОЛИ
Двойные Кислые Основные Комплексные
Средние
Средние соли можно рассматривать как продукт полного замещения ионов водорода в кислоте на ионы металла в реакциях обмена.
2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O;
СаСО3 + 2HCl = CuCl2 + H2СО3.
Кислые соли можно рассматривать как продукт неполного замещения ионов водорода в кислоте на ионы металла в реакциях кислотно-основного обмена. Кислые соли образуют только многоосновные кислоты. Двухоснов- ные кислоты дают одну кислую соль, например: NaHSO3 – гидросуль- фит натрия.
NaOH + H2SO3 = NaHSO3 + H2O.
Трех основные кислоты дают две кислые соли, например: Ca(H2PO4)2 – дигидрофосфат кальция, CaHPO4 – гидрофосфат кальция.
Кислые соли можно получить действием избытка кислоты на среднюю соль.
CaCO3 + H2CO3 = Ca(HCO3)2.
Кислые соли вступают в реакцию солеобразования с веществами основного характера, образуя одну или две соли.
Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 = 2CaCO3 + 2H2O.
Ca(HCO3)2 + Ba(OH)2 = CaCO3+ BaCO3 + 2H2O.
Основные соли можно рассматривать как продукт неполного замещения гидроксид- ионов в основании на анионы кислотного остатка в реакциях кислотно-основного обмена при недостатке кислоты. Основные соли образуют только многокислотные основания.
Cu(OH)2 + HCl = CuOHCl + H2O.
Основные соли могут быть получены действием недостатка щелочи на среднюю соль.
2CoSO4 + 2NaOH = (CoOH)2SO4 + Na2SO4.
Основные соли вступают в реакции с кислотами и щелочами.
MgOHCl + HCl = MgCl2 + H2O.
MgOHCl + NaOH = Mg(OH)2 + NaCl.
Двойные соли состоят из двух разных катионов и кислотного остатка.
Например: KАl(SO4)2, (NH4)2Fe(SO4)2.
K2SO4 + Al2(SO4) = 2KAl(SO4)2
калий – алюминий
cульфат
Комплексные соли состоят из простого иона и сложного (комплексного) иона, который в формулах заключается в квадратные скобки. Например: Na[Al(OH)4], K4[Fe(CN)6], [Ag(NH3)2]Cl.