Классы неорганических соединений

Тема 1. Классификация химических веществ

Все вещества делятся на простые (элементарные) и сложные. Простые вещества состоят из одного элемента, в состав сложных входит два или более элементов. Простые вещества, в свою очередь, разделяются на металлы и неметаллы.

Металлы отличаются характерным «металлическим» блеском, ковкостью, тягучестью, могут прокатываться в листы или вытягиваться в проволоку, обладают хорошей теплопроводностью и электрической проводимостью. При комнатной температуре все металлы (кроме ртути) находятся в твердом состоянии.

Неметаллы не обладают характерным для металлов блеском, хрупки, очень плохо проводят теплоту и электричество. Некоторые из них при обычных условиях газообразны.

Сложные вещества делят на органические, неорганические и элементоорганические.

Неорганические вещества разделяются на классы либо по составу (двухэлементные, или бинарные и многоэлементные соединения; кислородсодержащие, азотсодержащие и т.п.), либо по химическим свойствам, т.е. по функциональным признакам (кислотно-основным, окислительно-восстановительным и т.д.), которые эти вещества осуществляют в химических реакциях.

Из бинарных соединений наиболее известны оксиды. Среди многоэлементных соединений важную группу составляют гидроксиды – вещества, содержащие гидроксогруппы -ОН. Некоторые из них (основные гидроксиды) проявляют свойства оснований – NaOH, Ba(OH)₂ и т.п.; другие (кислотные гидроксиды) проявляют свойства кислот – HNO₃, H₃PO₄ и другие; амфотерные гидроксиды способны в зависимости от условий проявлять как основные, так и кислотные свойства – Zn(OH)₂, Al(OH)₃ и т.п.

К важнейшим классам неорганических многоэлементных соединений, выделяемым по функциональным признакам, относятся кислоты, основания и соли. Таким образом, каждый класс объединяет вещества, сходные по составу и по свойствам (прилож.2, 3).

Тема 2. Основные классы неорганических веществ Оксиды

Оксидами называются сложные вещества, состоящие из двух элементов, один из которых кислород в степени окисления -2.

Общая формула оксидов: Э_mО_n, где: Э-элемент, m и n-количество атомов данного элемента и кислорода. В оксидах кислород присоединяется только к атомам других элементов (Na-O-Na, Mg=O, O=C=O, О=Аl-О-Аl=О и др.)

За небольшим исключением (He, Ne и Ar), большинство известных химических элементов образуют соединения с кислородом, т.е. образуют оксиды, которые в обычных условиях бывают в твердом, реже – жидком и газообразном состояниях.

Классификация и номенклатура оксидов

По химическим свойствам все оксиды подразделяются на солеобразующие и несолеобразующие.

Несолеобразующие оксиды, как видно из их названия, не способны взаимодействовать с кислотами или основаниями с образованиями солей. К ним относятся N₂O, NO, SiO, CO и некоторые другие оксиды.

Солеобразующие оксиды, в свою очередь, подразделяются на основные, кислотные и амфотерные.

Основными называют оксиды, взаимодействующие с кислотами (или с кислотными оксидами) с образованием солей. Основными могут быть оксиды только типичных металлов: Na₂O, K₂O, CaO, SrO и др. Присоединяя (непосредственно или косвенно) воду, основные оксиды образуют основания.

Кислотными называют оксиды, взаимодействующие с основаниями (или с основными оксидами) с образованием солей. Присоединяя (непосредственно или косвенно) воду, кислотные оксиды образуют кислоты. Кислотные оксиды образуют неметаллы: SO₂, SO₃, P₂O₅, N₂O₅, CO₂, а также некоторые металлы находящиеся в высокой степени окисления (+5 и выше), например, CrO₃, Mn₂O₇. Оксид кремния (IV) SiO₂ – тоже кислотный оксид, хотя он не взаимодействует с водой, ему соответствует кремниевая кислота H₂SiO₂, которую можно получить из SiO₂ косвенным путем. Один из способов получения кислотных оксидов – отнятие воды от соответствующих кислот, поэтому кислотные оксиды иногда называют ангидридами кислот.

Амфотерными называются оксиды, образующие соли при взаимодействии как с кислотами (кислотными оксидами), так и с основаниями (основными оксидами). Амфотерными, в большинстве своем, являются оксиды металлов со степенями окисления +3, +4, значительно реже со степенью окисления +2. Амфотерные оксиды сочетают в себе свойства и основных и кислотных оксидов, а соответствующие им гидроксиды также являются амфотерными. Следует отметить, что все амфотерные оксиды в воде практически нерастворимы, поэтому их можно получить только косвенным путем. Наиболее известными амфотерными оксидами являются: ZnO, BeO, SnO, PbO, Al₂O₃, Cr₂O₃ и др.

Среди соединений элементов с кислородом существуют вещества, которые к оксидам можно отнести только по составу, а по строению и свойствам к солям. К таким веществам относятся пероксиды металлов, в которых степень окисления кислорода равна -1, в отличие от оксидов, в пероксидах атомы кислорода непосредственно соединяются друг с другом.

По своей природе пероксиды представляют собой соли очень слабой кислоты – пероксида (перекиси) водорода Н₂О₂.