Лекция №2 Основные классы неорганических соединений

Классификация неорганических соединений

вещества

простые сложные

- металлы - оксиды

- неметаллы - кислоты

- основания

оксиды

Оксиды - сложные вещества, молекулы которых состоят из атомов двух элементов, одним из которых является кислород. Оксиды являются одним из основных классов неорганических соединений и дают начало многим соединениям, относящимся к двум другим классам неорганических соединении - кислотам и основаниям.

Классификация оксидов

В основу классификации положены химические свойства оксидов.

Оксиды

солеобразующие несолеобразующие

- основные

- амфотерные - кислотные Несолеобразующие оксиды - это продукты неполного окисления некоторых элементов. Например: N₂O- оксид азота (1), NO - оксид азота (П), СО - оксид углерода (П) Несолеобразующие оксиды при любых взаимодействиях с различными веществами не образуют солей. Основные оксиды. Молекулы основных оксидов состоят из атомов металла и кислорода. В качестве гидратов, т.е. водных соединений, им соответствуют основания. Оксид Соответствующий гидроксид

Na₂О NaOH - гидроксид натрия

Li₂О Li ОН - гидроксид лития

СаО Са(ОН)2 - гидроксид кальция

СиО Си(ОН)2 - гидроксид меди

Fe₂0₃ Fe (ОН)₃ - гидроксид железа (Ш)

ВаО Ва(ОН)₂ - гидроксид бария

Непосредственно с водой взаимодействуют оксиды щелочных (Li, Na, К, Rb, Cs ) и щелочноземельных металлов (Be, Са, Sr ), образуя при этом основания (щелочи). Например:

Na₂0+H₂0=2Na0H Са0+Н₂0=Са(0Н)₂ L i₂0+H₂0=2Li0H

Другие основные оксиды с водой не взаимодействуют, а соответствующие им основания получают из солей. Например: Fe С1₃ + 3NaOH= Fe(OH)₃

Кислотные оксиды образуются неметаллами и некоторыми металлами, проявляющими высокую степень окисления (Мn⁺⁷ Сг⁺⁶ V +⁵ ) В качестве гидратов, т.е. водных соединений, кислотным оксидам соответствуют кислоты.

Оксид Кислота

С0₂ Н₂СО₃ - угольная кислота

Si0₂ H₂SiO₃ - кремниевая кислота

Р₂О₅ H₃РО₄ - фосфорная кислота

SO₂ H₂SO₃ - сернистая кислота

SO₃ H₂SO₄ – серная кислота

Большинство кислотных оксидов непосредственно взаимодействуют с водой с образованием кислоты. Например:

С0₂ + H₂0 = Н₂СО₃

SO₃ + Н₂0 = H₂SO₄

SO₂ + Н2О = H₂SO₃

Некоторые кислотные оксиды с водой не взаимодействуют. Например: SiO₂

Кислоту получают действуя на соли более сильной кислотой. Na₂Si0₃ + HCl= H₂Si03+ NaCI

Амфотертные оксиды.

Амфотертными называются такие оксиды, которые в зависимости от условий проявляют основные и кислотные свойства, т.е. обладают двойственными свойствами. К ним относятся некоторые оксиды металлов: Al₂O₃; ZnO; Сr₂О₃ ;ВеО.

Амфотертные оксиды с водой непосредственно не соединяются, но они реагируют и с кислотами, и с основаниями. ZnO+2HCI = ZnCl₂ + Н₂О ZnO+NaOH= Na₂Zn0₂ + H₂O

И в первом, и во втором случае образуется соль (хлорид цинка и цинкат натрия) и вода.

Удобно рассматривать свойства оксидов, пользуясь периодической системой Д.И.Менделеева. Так свойства оксидов элементов 1-го периода закономерно изменяются с ростом порядкового номера от основных ( Na₂0 MgO ) через амфотертный Al₂O₃; к кислотным (SiO₂, P₂0_5, S0₃, Cl₂O₇).

Оксиды элементов	Гидроксиды
Ш-го периода
Na2O	NaOH
MgO	Mg(OH)2
Аl2Оз	А1(ОН)з
Si02	H2SiO3
Р2О5	H3P04
SO3	H2S04
Cl2O7	НClO4

Химические свойства. Важнейшие химические свойства оксидов обуславливаются их отношением к кислотам и основаниям. Основные оксида взаимодействуют с кислотами, образуя соль и воду. Например:

MgO+2HCl = MgCl + Н₂О Fe₂0₃₊3H₂S0₄ = Fe₂(S0₄)₃+3H₂0

Кислотные оксиды взаимодействуют с основаниями, образуя также соль и воду.

Например:

СО₂ + 2К0Н = К₂СО₃ +Н₂О

SO₃ + 2КОН = K₂SO₄ + Н₂О

Основные и кислотные оксида взаимодействуют друг с другом, образуя соли. Например:

Ca0 + Si0₂= CaSiO₃ Na₂O + СО2 = Na₂CO₃

Амфотерные оксиды, как уже говорилось выше, взаимодействуют и с кислотами, как основные оксиды, и в основаниями, как кислотные оксиды. Например:

Аl₂ Oз + 6НС1 = 2А1 С1з + 3 H₂O как основной Аl₂Оз + 2 NaOH = 2 NaAlO₂ +Н2О как кислотный

Итак, химические свойства оксидов можно свести в таблицу:

	Кислотный оксид	кислота	Вода
Основный оксид	Соль	Соль и вода	Основание (щелочь)
Основание (щелочь)	Соль и вода
вода	кислота

Получение оксидов

Способы получения оксидов различны. Главные из них следующие :

1. Непосредственное соединение простых веществ с кислородом (при разных условиях)

С + 0₂ = С0₂; 2Mg + 0₂ = 2MgO; Si + 0₂ = Si0₂

2. Термическое разложение солей (карбонатов, нитратов) и нерастворимых оснований:

СаС0₃= СаО + С0₂; 2Си(NОз)2 = 2CuO + 4 NO2 +О2 MgS0₃ = MgO + SO2 Си(ОН)₂ = СиО+Н₂О

3. Горение сложных веществ. Например: СН₄ + 20₂ = С0₂ + 2Н₂0