Многоэлементные соединения

К этому типу неорганических веществ относится большинство соединений, в состав которых входят электроположительные и электроотрицательные составляющие, содержащие атомы нескольких элементов. Это, например, основания, кислоты, соли.

Основаниями называются сложные вещества, в состав которых входят атомы металлов, связанные с гидроксогруппами.

Они являются твердыми кристаллическими веществами. Важнеейшее химическое свойство оснований – способность взаимодействовать с кислотами и кислотными оксидами с образованием солей. Основания, образованные щелочными (Li, Na, K, Rb, Cs) и щелочноземельными (Ca, Sr, Ba) металлами растворимы в воде и называются щелочами. Систематические названия этого типа соединений состоят из слова «гидроксид» и названия элемента в родительном падеже с указанием степени окисления его атомов (если она бывает переменной):

LiOH – гидроксид лития; Ва (ОН)₂ – гидроксид бария;

Fe (OH)₃ – гидроксид железа (III); Re (OH)₄ – гидроксид рения (IV).

Кислоты – сложные вещества, в молекулах которых кислотные остатки связаны с атомами водорода, способными замещаться на атомы металлов.

Кислоты весьма разнообразны как по агрегатному состоянию (жидкие, твердые), так и по химическим свойствам. Большинство кислот хорошо растворимы в воде. Их важнейшее химическое свойство – способность образовывать соли при взаимодействии с основаниями и основными оксидами.

Число атомов водорода в молекуле кислоты, способных замещаться на металл, называется осно́вностью кислоты: HNO₃ – одноосновная, H₂SO₄ – двухосновная, H₃PO₄ – трехосновная, H₄P₂O₇ – четырехосновная, H₅IO₆ – пятиосновная, CH₃COOH – одноосновная кислоты.

Неорганические кислоты делятся на кислородсодержащие (оксокислоты) типа H_nЭO_m и бескислородные типа Н_nX_m, где Э – кислотообразующий элемент; Х – атомы галогенов, халькогенов и некоторых других элементов; n и m – числа соответствующих атомов в молекулах.

При замещении в молекулах оксокислот атомов кислорода на группы –О–О– образуются пероксокислоты (H₂SO₅ – пероксосерная кислота), а при замещении атомов кислорода на атомы серы – тиокислоты (H₃PS₄ – тиофосфорная кислота).

Традиционное название оксокислоты (табл. 1) состоит из двух слов – прилагательного от корня русского названия кислотообразующего элемента и группового слова «кислота», например серная кислота, борная кислота. Если элемент образует несколько кислот, то различие между ними регулируется с помощью суффиксов -н-, -ов- или -ев-, присоединяемых к корню русского названия элемента при высшей или единственной степени окисления, и суффиксов новат-, -ист-, -новатист- при промежуточных и низших степенях окисления. Например:

– хлорная кислота; – хлорноватая кислота;

– хлористая кислота; – хлорноватистая кислота.

Соли представляют собой продукты замещения атомов водорода в кислотах на атомы металлов или продукты замещения групп ОН^– в основаниях на кислотные остатки.

В зависимости от степени замещения атомов водорода в молекулах кислот или групп ОН^– в формульных единицах оснований соли классифицируются на кислые (гидросоли) типа NaHSO₃, Mg (HCO₃)₂; средние (нормальные) типа Fe₂(SO₄)₃, Na₂CO₃; оснóвные (гидроксосоли) типа Fe(OH)Cl, (CuOH)₂CO₃.

Таблица 1

Традиционное название кислоты	Формула	Традиционное название средней соли
Борная	H3BO3	Бораты
Угольная	H2CO3	Карбонаты
Метакремниевая	H2SiO3	Метасиликаты
Ортокремниевая	H4SiO4	Ортосиликаты
Ортомышьяковая	H3AsO4	Ортоарсенаты
Метамышьяковая	HAsO3	Метаарсенаты
Ортомышьяковистая	H3AsO3	Ортоарсениты
Ортофосфорная	H3PO4	Ортофосфаты
Метафосфорная	HPO3	Метафосфаты
Дифосфорная	H4P2O7	Дифосфаты
Фосфористая	H3PO3	Фосфиты
Фосфорноватистая	H3PO2	Гипофосфиты
Азотная	HNO3	Нитраты
Азотистая	HNO2	Нитриты
Хромовая	H2CrO4	Хроматы
Дихромовая	H2Cr2O7	Дихроматы
Серная	H2SO4	Сульфаты
Сернистая	H2SO3	Сульфиты
Тиосерная	H2S2O3	Тиосульфаты
Сероводородная	H2S	Сульфиды
Марганцовая	HMnO4	Перманганаты
Марганцовистая	H2MnO4	Манганаты
Хлорноватистая	HClO	Гипохлориты
Хлористая	HClO2	Хлориты
Хлорноватая	HClO3	Хлораты
Хлорная	HClO4	Перхлораты
Хлороводородная (соляная)	HCl	Хлориды
Бромоводородная	HBr	Бромиды
Иодоводородная	HI	Иодиды
Фтороводородная (плавиковая)	HF	Фториды
Циановодородная (синильная)	HCN	Цианиды
Тиоциановая (родановодородная)	HNCS	Тиоцианаты (роданиды)

Различают также двойные соли, образованные атомами двух металлов и остатками одной кислоты (KAl(SO₄)₂, NaCrSiO₄); смешанные – образованные атомами одного металла и остатками двух кислот (CaCl(OCl) или CaOCl₂, Sr(NO₃)Cl); комплексные соли ([Ag(NH₃)₂]ClO₄, K₃[Fe(CN)₆]).

Большинство неорганических солей представляют собой соединения с ионной кристаллической решеткой и относительно высокими температурами плавления и кипения. Многие соли хорошо растворимы в воде.

Традиционные названия солей (табл. 1) составляются из названий анионов в именительном падеже и названий катионов в родительном падеже. Название аниона включает корень русского или латинского названия кислотообразующего элемента с добавлением суффикса, соответствующего той или иной степени окисления атомов кислотообразующего элемента.

Если кислотообразующий элемент имеет только одну степень окисления, то добавляется суффикс -ат-:

Na₂CO₃ – карбонат натрия; K₂SiO₃ – силикат калия.

Если кислотообразующий элемент имеет две степени окисления, то при высшей степени окисления добавляется суффикс -ат-, а при низшей -ит-:

CaSO₄ – сульфат кальция, MgSO₃ – сульфит магния.

В случае анионов, соответствующих четырем разным степеням окисления кислотообразующего элемента, их названия образуются таким образом: для обозначения высшей степени окисления используются приставка пер- и суффикс -ат:

– пербромат калия.

Затем (в порядке уменьшения степеней окисления) и без приставки используются суффиксы:

-ат: – бромат калия;

-ит: – бромит калия.

Для наименьшей положительной степени окисления используются приставка гипо- и суффикс -ит:

– гипобромит калия.

При построении традиционных названий кислых солей к названию аниона средней соли добавляется приставка гидро- и числовая приставка (ди-, три-), если количество атомов водорода в анионе больше единицы:

KНСО₃ – гидрокарбонат калия;

Fe(H₂PO₄)₂ – дигидрофосфат железа(II);

NaH₃SiO₄ – тригидросиликат натрия.

Гидроксосоли традиционно называют, добавляя к названию катиона металла приставку гидроксо- и числовую приставку, если число группп ОН, связанных а атомом металла, больше единицы:

(CuOH)₂CO₃ – карбонат гидроксомеди (II);

Al(OH)₂NO₃ – нитрат дигидроксоалюминия.

Названия двойных и смешанных солей строятся обычным образом. Единственная особенность при записи их формул – это постановка дефиса для разделения двух катионов или двух анионов:

двойные соли: KCr(SO₄)₂ – сульфат хрома (III)-калия;

смешанные соли: Ca(ClO)Cl – хлорид-гипохлорит кальция;

Al(NO₃)SO₄ – сульфат-нитрат алюминия.