Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Тихоокеанский государственный университет»

ОСНОВНЫЕ КЛАССЫ

НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

Методические указания

к изучению раздела курса общей химии

Хабаровск

Издательство ТОГУ

2007

УДК 546

Основные классы неорганических соединений : методические указания к изучению раздела курса общей химии / cост. Н. Л. Мара. – Хабаровск : Изд-во Тихоокеан. гос. ун-та, 2007. – 44 с.

Методические указания составлены на кафедре «Химия». Содержат общие сведения, включающие классификацию, номенклатуру, химические свойства и способы получения основных классов неорганических соединений, многовариантные задачи и тесты для закрепления данной темы.

Предназначены для самостоятельной аудиторной и внеаудиторной работы студентов 1-го курса всех специальностей, изучающих химию.

Печатается в соответствии с решениями кафедры «Химия» и методического совета факультета математического моделирования и процессов управления.

Главный редактор л. А. Суевалова

Редактор Е. Н. Ярулина

Оператор компьютерного набора А. Р. Деменкова

Оператор компьютерной верстки О. А. Суворова

Подписано в печать 15.09.06. Формат 60  84 ¹/₁₆.

Бумага писчая. Гарнитура «Таймс». Печать цифровая. Усл. печ. л. 2,56.

Тираж 490 экз. Заказ .

Издательство Тихоокеанского государственного университета.

680035, Хабаровск, ул. Тихоокеанская, 136.

Отдел оперативной полиграфии издательства Тихоокеанского государственного университета.

680035, Хабаровск, ул. Тихоокеанская, 136.

© Тихоокеанский государственный

университет, 2007

Неорганические соединения находят широкое применение в химии, химической технологии и в различных отраслях промышленности: автомобильной, лесохимической, строительной.

Современному инженеру любой специальности необходимы знания свойств химических элементов и их соединений. Так, в строительном производстве инженер имеет дело с воздушными и гидравлическими, известковыми и гипсовыми вяжущими смесями, которые включают оксиды, соли, основания. Инженер-механик, связанный с эксплуатацией машин, механизмов, химических источников тока, имеет дело с различными композиционными материалами, металлами и сплавами, топливами, в состав которых входят разнообразные неорганические соединения.

Цель данных методических указаний – научить студентов систематизировать и классифицировать неорганические вещества, расширить представление о номенклатуре неорганических соединений, их свойствах и способах получения.

Классификация веществ облегчает их изучение. Зная особенности классов соединений, можно охарактеризовать свойства отдельных их представителей. Все вещества делятся на две основные группы – простые и сложные. Если вещество образовано одинаковыми атомами, то его называют простым, если же различными – сложным. Сложные вещества являются химическими соединениями и подразделяются на основные классы и неосновные. К основным классам химических соединений относятся оксиды, основания, кислоты, соли. К неосновным классам относятся, пероксиды, гидриды, галогенангидриды и другие, которые в данных методических указаниях не рассматриваются.

1. Основные классы

неорганических соединений

ОKCИДЫ

Оксидами называются сложные вещества, состоящие из двух элементов, одним из которых является кислород (Э_хO_у). Оксиды образуют все химические элементы, кроме Не, Ne, Ar (прил. 1).

Названия оксидов. В названиях оксидов придерживаются следующих правил: вначале указывают слово «оксид», затем в родительном падеже название элемента. Если же элемент образует несколько оксидов, то в их названиях указывается валентность элемента римской цифрой в скобках сразу после названия. Например, Na₂O – оксид натрия, FeO – оксид железа (II), Fe₂O₃ – оксид железа (III), Р₂О₅ – оксид фосфора (V). Для некоторых оксидов применяют традиционные названия: СO₂ – углекислый газ, CaO – негашеная известь, CO – угарный газ.

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}

ГИДРОКСИДЫ

Гидроксидами (гидратами оксидов) называют водные формы оксидов. Это химические соединения с общей формулой Э_xO_y ∙ NH₂O. По отношению к кислотам и щелочам гидроксиды делятся на основные (основания), кислотные (кислоты) и амфотерные (амфолиты) (прил. 1).

Классификация гидроксидов

Г ИДРОКСИДЫ

Основные Амфотерные Кислотные

NaOH, Ca(OH)₂ Zn (OH)₂, Al(OH)₃ HNO₃, HMnO₄

Mn(OH)₂, Cr(OH)₂ Cr(OH)₃, Mn(OH)₄ H₂SO₄, H₂CrO₄