2.1. Эквивалент вещества

2.2. Важнейшие классы и номенклатура неорганических веществ

Все вещества делятся на простые 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, хорошей теплопроводностью и электрической проводимостью. При комнатной температуре все металлы (кроме ртути) находятся в твердом состоянии, ртуть – жидкость.

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

Сложные вещества делят на органические, неорганические и элементоорганические.

Неорганические вещества разделяются на классы, например:

1. по количеству элементов: двухэлементные (в формулах бинарных соединений металлы всегда предшествуют неметаллам: CuS – сульфид меди; или на первое место ставится символ того элемента, который располагается левее в ряду В, Si, С, As, Р, Н, Те, Se, S, I, Вг, Cl, N, О, F, например, CS₂, или первым указывается металл, располагающийся в большом периоде раньше (от начала периода) CuZn) и многоэлементные соединения (HNO₃, K₂SO₄);

2. по составу: кислородсодержащие (SO₂), азотсодержащие (N₂O₃);

3. по типу неметалла для бинарных соединений: галогениды (NaCl – хлорид натрия, KF – фторид калия), оксиды (CaO – оксид кальция), гидриды (NaH – гидрид натрия) и т.д. (остальные бинарные соединения – интерметаллиды).

Если менее электроотрицательный элемент может находиться в разных окислительных состояниях, то после его названия в скоб¬ках указывают римскими цифрами его степень окисления (Сu₂О — оксид меди (I), СuО — оксид меди (II)) или пользуются приставками (моно-, ди-, три- и т.д.) (СО — монооксид углерода, СО₂ — диоксид углерода, SF₆ — гексафторид серы).

Из бинарных соединений наиболее известны оксиды. По функциональным признакам оксиды подразделяются на солеобразующие и несолеобразующие (не способны взаимодействовать с кислотами или основаниями с образованием солей (N₂O, NO)). Солеобразующие оксиды бывают трех типов:

1. основными называются оксиды, взаимодействующие с кислотами образованием солей, а с водой: СаО + Н2O = Са(ОН)₂;

2. кислотными называются оксиды, взаимодействующие с основаниями с образованием солей, а с водой: SO₃ + H₂O = H₂SO₄;

3. амфотерными называются оксиды, образующие соли при взаимодействии как с кислотами, так и с основаниями. К таким оксидам относятся, например, Al₂O₃, ZnO, Сr₂O₃.

Среди многоэлементных соединений важную группу составляют гидроксиды — вещества, содержащие гидроксогруппы ОН. Некоторые из них (основные гидроксиды) проявляют свойства оснований — NaOH, Ва(ОН)₂ и т.п.; существуют и амфотерные гидроксиды, способные в зависимости от условий проявлять как основные, так и кислотные свойства — Zn(OH)₂, Аl(OН)₃. Названия основных гидроксидов составляются из слова «гидроксид» и русского названия элемента в родительном падеже (LiOH — гидроксид лития, Fe(OH)₂ — гидроксид железа (II)). Растворимые основные гидроксиды называются щелочами; (гидроксид натрия NaOH, гидроксид калия КОН).

К важнейшим классам неорганических соединений, выделяемым по функциональным признакам, относятся кислоты, основания и соли.

Кислотами с позиций теории электролитической диссоциации называются вещества, диссоциирующие в растворах с образованием ионов водорода (HNO₃ = H⁺ + NO₃^⁻). С точки зрения протонной теории кислот и оснований к кислотам относятся вещества, способные отдавать ион водорода, т.е. быть донорами протонов.

Кислоты классифицируют по:

1. силе – сильные (H₂SO₄ – серная, HCl – соляная) и слабые (H₂SiO₃ – кремниевая, H₂SO₃ – сернистая);

2. основности – одноосновная (HNO₃), двухосновная (H₂SO₄), трехосновная (H₃PO₄);

3. наличию или отсутствию кислорода в составе кислоты – кислородсодержащие (HNО₃, Н₃РО₄) и бескислородные (НСl, H₂S) (Названия бескислородных кислот составляют, добавляя к корню русского названия кислотообразующего элемента суффикс «о» и окончание «водород»: НСl — хлороводород, H₂Se – селеноводород).

Названия кислородсодержащих кислот также образуются от русского названия соответствующего элемента с добавлением слова «кислота». При этом название кислоты, в которой элемент находится в высшей степени окисления, оканчивается на «ная» или «овая», например, H₂SO₄ — серная кислота, НClO₄ — хлорная кислота. С понижением степени окисления кислотообразующего элемента окончания изменяются в следующей последовательности: «оватая» (НClO₃ — хлорноватая кислота), «истая» (НClO₂ — хлористая кислота), «оватистая» (НClO — хлорноватистая кислота). Если элемент образует кислоты, находясь только в двух степенях окисления, то название кислоты, отвечающее низшей степени окисления элемента, получает окончание «истая» (HNO₃ — азотная кислота, HNO₂ — азотистая кислота).

Основаниями с позиций теории электролитической диссоциации являются вещества, диссоциирующие в растворах с образованием гидроксид-ионов, т.е. основные гидроксиды (NaOH = Na⁺ + OH^-).

К солям относятся вещества, диссоциирующие в растворах с образованием положительно заряженных ионов, отличных от ионов водорода, и отрицательно заряженных ионов, отличных от гидроксид-ионов. Соли можно рассматривать как продукты замещения атомов водорода в кислоте атомами металлов или как продукты замещения гидроксогрупп в основном гидроксиде кислотными остатками. При полном замещении получаются средние соли. При неполном замещении водорода кислоты получаются кислые соли, при неполном замещении гидроксогрупп основания — основные соли.

Примеры.

Са(ОН)₂ + H₂SO₄ = CaSO₄ + 2Н₂O,

CaSO₄ (сульфат кальция) — средняя соль;

КОН+H₂SO₄=KHSO₄ + Н₂O,

KHSO₄ (гидросульфат калия) — кислая соль;

Mg(OH)₂ + НСl = Mg(OH)Cl + Н₂O,

Mg(OH)Cl (хлорид гидроксомагния) — основная соль.

Согласно современным номенклатурным правилам, названия солей образуются из названия аниона в именительном падеже и названия катиона в родительном падеже. Название аниона состоит из корня латинского наименования кислотообразующего элемента, окончания и, если необходимо, приставки (см. ниже). Для названия катиона используется русское наименование соответствующего металла или группы атомов; при этом, если необходимо, указывают (в скобках римскими цифрами) степень окисления металла.

Анионы бескислородных кислот называются по общему для бинарных соединений правилу, т.е. получают окончание «ид». Так, NH₄F — фторид аммония, SnS — сульфид олова (II), NaCN — цианид натрия. Окончания названий кислородсодержащих кислот зависят от степени окисления кислотообразующего элемента. Для высшей его степени окисления («...ная» или «...овая» кислота) применяется окончание «ат»; например, соли азотной кислоты HNO₃ называются нитратами, серной кислоты H₂SO₄ — сульфатами, хромовой кислоты Н₂СrO₄ — хроматами. Для более низкой степени окисления («...истая» кислота) применяется окончание «ит», так, соли азотистой кислоты HNO₃ называются нитритами, сернистой кислоты H₂SO₃ — сульфитами. Если элемент образует кислоту, находясь в еще более низкой степени окисления («... оватистая» кислота), то название аниона этой кислоты получает приставку «гипо» и окончание «ит»; например, соли хлорноватистой кислоты НОСl называются гипохлоритами.

К названиям анионов кислот, содержащих несколько атомов кислотообразующего элемента, добавляются греческие числительные приставки, указывающие число этих атомов (тетраборная кислота Н₂В₄О₇ дает тетрабораты).

Названия кислых и основных солей образуются по тем же общим правилам, что и названия средних солей. При этом название аниона кислой соли снабжают приставкой «гидро», указывающей на наличие незамещенных атомов водорода (Na₂HPО₄ – гидроортофосфат натрия, NaH₂PО₄ — дигидроортофосфат натрия). Аналогично катион основной соли получает приставку «гидроксо» (Аl(ОН)Сl₂ – хлорид гидроксоалюминия). Некоторые важнейшие соли: NO₃^- – нитраты, PO₄^3- – фосфаты, SO₄^2- – сульфаты, CO₃^2- – карбонаты, SiO₃^2- – силикаты.

Контрольный вопрос:

Fe₂(SO₄)₃ - это ... ?