Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования «Вологодская государственная молочнохозяйственная академия имени Н.В. Верещагина»

Кафедра «Химии и физики»

Преподаватель: доц. Полянская Ирина Сергеевна

Вопросы для коллоквиума, собеседования с глоссарием по разделам 1-3

( глоссарий от лат. glossarium — «собрание глосс», теза́урус от греч. θησαυρός — «сокровищница»,

гиперссылки для выполнения индивидуальных проектов по темам № 513-594)

по разделу (теме):

1 Химия: основные понятия. Валентность, степень окисления, эмпирические и структурные формулы соединений. Классы, названия соединений и их основные свойства

1. Атом, молекула, ион (катион, анион). Валентность (ковалентность). Степень окисления элемента в веществе.

2. Химический элемент, изотопы.

3. Эмпирические формулы и структурные формулы веществ.

4. Простые вещества. Cложные неорганические вещества (соединения). Класс органических соединений.

5. Основны́е оксиды и их свойства. Кислотные оксиды, их свойства.

6. Амфотерные оксиды и их свойства.

7. Кисло́ты и их свойства.

8. Основания (осно́вные гидрокси́ды) и их свойства.

9. Со́ли и их свойства.

10. Комплексное соединение. Лиганд, комплексообразователь, координационное число.

1. 1. Атом – электронейтральная частица, состоящая из положительно заряженного ядра и отрицательных электронов; наименьшая химически неделимая частица, входящая в состав простых и сложных веществ.

1. 2. Молекула – наименьшая частица данного вещества, обладающая его химическими свойствами; наименьшая электронейтральная замкнутая совокупность атомов, образующих определенную структуру с помощью химических связей.

1.3. Валентность (ковалентность) В – число электронных пар, связывающих данный атом с другими атомами в конкретном соединении. Имеет смысл только для соединений, в которых все химические связи являются двухцентровыми, т.е. каждая связь осуществляется парой электронов, находящейся между двумя атомами в молекуле. В большинстве соединений определяют не валентность, универсальную С.О.

1.4. Степень окисления С.О.– заряд, который приобрел бы атом, если бы все химические связи были чисто ионными, т.е. если бы все электронные пары были сдвинуты в сторону более электроотри-цательного элемента. Для молекул, состоящих из одинаковых атомов, равна нулю. Степень окисления в ряде случаев не совпадает с валентностью. Например, в органических соединениях углерод всегда четырёхвалентен, а степень окисления атома углерода в соединениях метана CH₄, метилового спиртаCH₃OH, формальдегида HCOH, муравьиной кислоты HCOOH и диоксида углерода CO₂, соответственно, равна −4, −2, 0, +2 и +4. Может быть дробная.

Степень окисления конкретного элемента в веществе

• 0 в простых веществах: H₂⁰, О₃⁰, S₈⁰.

• +1 для Н (в гидридах щелочных мет.- I) и щелочных мет.; H⁺₂O, H⁺₂SO₄, Na⁺H^-.

• +2 – для щелочноземельных мет. и Zn: Ca⁺²(OH)₂, Zn⁺² О.

• +3 – для В, Аl: (Al⁺³(OH)₃.

• -2 – для атомов кислорода (в перекисях -I): H⁺₂O^-2;, H⁺₂O₂^-

Переменная С.О. для др. элементов, рассчитывается исходя из электронейтральности молекулы. С.О. в ряде случаев не совпадает с валентностью. Например, в органических соединениях углерод всегда четырёхвалентен, а степень окисления атома углерода в соединениях метана CH₄, метилового спирта CH₃OH, формальдегида HCOH, муравьиной кислоты HCOOH и диоксида углерода CO₂, соответственно, равна −4, −2, 0, +2 и +4.

1.5. Химический элемент – вид атомов, характеризующийся определенным зарядом ядра, включающий все его изотопы. Например Н – атом водорода, состоит из элементов протия ¹₁Н, дейтерия¹₂Н и трития ¹₃Н. Радиоактивные эдементы подвергаются ядерным реакциям.

1.6. Эмпирические формулы показывают сколько каких атомов содержится в молекуле: Оксид углерода(IV) CO₂.

1.7. Структурные формулы дополнительно показывают валентность каждого атома (число электронных пар, т.е. связей черточками или парами точек): О=С=О или О : С : О.

1.8. Простые вещества состоят из одинаковых атомов: H₂- водород О₂, - кислород, О₃- озон, N₂ - азот_, Cl₂ - хлор, S - сера, S₈ – газообразная сера C - углерод, C₆₀ - фуллерен.

1.9. Cложные неорганические вещества (соединения) состоят из нескольких различных атомов: 1) оксиды (H₂O, CaO, CO₂, P₂O₅ (P₄O₁₀) и др.) бывают: не образующие гидроксидов (не кислотообразующие, например СО, NO), кислотные, основные, амфотерные

2) гидроксиды: основания (Na(OH), Ca(OH)₂ и др.); кислородосодержащие кислоты (HNO₃, H₂SO₄, H₃PO₄ и др.); амфотерные гидроксиды (Al(OH)₃, Fe(OH)₃ и др.); 3) безкислородные кислоты (HCl, HCN и др.); 4) соли (NaCl, KNO₃, Fe₂(SO₄)₃, LiBr и др.), кристаллогидраты солей: (CuSO₄·5H₂O и др.) 5) комплексные соединения: (K₃[Fe(CN)₆] и др.)

1.10. Класс органических соединений. Химические соединения делят на классы: неорганические и органические. Органические соединения, органические вещества — класс химических соединений, в состав которых входит углерод (за исключением карбидов, угольной кислоты, карбонатов, оксидов углерода и цианидов).

1.11. Кислотные оксиды (ангидриды) – оксиды, растворяющиеся только в щелочах, с образованием соли и воды. Образуются типичными неметаллами и некоторыми переходными элементами. Элементы в кислотных оксидах обычно проявляют валентность от IV до VII. Оксид углерода(IV) CO₂;Оксид серы(IV) SO₂; Оксид серы(VI) SO₃; Оксид кремния(IV) SiO₂; Оксид фосфора(V) P₂O₅; Оксид хрома(VI) CrO₃; Оксид марганца(VII) Mn₂O₇; Оксид хлора (VII) Cl₂O₇

1.12. Основны́е оксиды – оксиды, которым соответствуют основания. К ним относятся: оксиды металлов главной подгруппы первой группы (щелочные металлы) Li — Fr; оксиды металлов главной подгруппы второй группы (щелочноземельные металлы) Be — Ra, оксиды переходных металлов в низших степенях окисления. Металлы в основных оксидах обычно проявляют степень окисления +1 и +2. Основные оксиды наиболее активных металлов (щелочных и щелочноземельных, начиная с оксида кальция) при взаимодействии с водой (реакция гидратации) образуют соответствующие им гидроксиды (основания). Например, при растворении оксида кальция (негашёной извести) в воде образуется гидроксид кальция – сильное основание: СаO + H₂O → Са(OH)_2. Оксид лития Li₂O; Оксид натрия Na₂O; Оксид калия K₂O; Оксид серебра Ag₂O; Оксид магния MgO; Оксид кальция CaO; Оксид стронция SrO; Оксид бария BaO; Оксид ртути HgO; Оксид марганца MnO; Оксид хрома CrO; Оксид никеля NiO; Оксид франция Fr₂O; Оксид цезия Cs₂O; Оксид рубидия Rb₂O; Оксид меди CuO, Оксид железа(II) FeO.

1.13. Амфотерные оксиды — солеобразующие оксиды, проявляющие в зависимости от условий либо осно́вные, либо кислотные свойства (то есть проявляющие амфотерность). Образуются переходными металлами. Металлы в амфотерных оксидах обычно проявляют валентность II, III, IV. Оксид цинка ZnO, Оксид хрома(III) Cr₂O_3, Оксид алюминия Al₂O_3, Оксид олова(II) SnO, Оксид олова(IV) SnO_2, Оксид свинца(II) PbO, Оксид свинца(IV) PbO_2, Оксид титана(IV) TiO_2, Оксид марганца(IV) MnO_2, Оксид железа(III) Fe₂O_3, Оксид бериллия BeO.

ZnO + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂O; ZnO + 2NaOH → Na₂ZnO₂ + H₂O; Al₂O₃ + 2NaOH + 3H₂O → 2Na[Al(OH)₄]

1.14. Кисло́ты — сложные вещества, в состав которых обычно входят атомы водорода, способные замещаться на атомы металлов, и кислотный остаток. Водные растворы кислот имеют кислый вкус, обладают раздражающим действием, способны менять окраску индикаторов, в частности лакмуса на красный. H₂CO₃ – неустойчивая, H₂S – летучая кислота.

№	Формула кислоты	Название кислоты	Название солеи	№	Формула кислоты	Название кислоты	Название солеи
11	Н3ВО3	(Орто)- борная	(Орто-)бораты	11	Н3РО4	(Орто-) фосфорная	(Орто-) фосфаты
12	Н3В4О7	Тетраборная	Тетрабораты	12	Н3АsО4	Мышьяковая	Арсенаты
13	Н2СО3	Угольная	Карбонаты	13	H2SO3	Сернистая	Сульфиты
14	Н2С2О4	Щавелевая	Оксалаты	14	H2SO4	Серная	Сульфаты
15	СН3СООН	Уксусная	Ацетаты	15	H2S	Сероводород	Сульфиды
16	HCN	Циановодород	Цианиды	16	НСl	Хлороводород	Хлориды
17	HCNS	Родановодород	Роданиды	17	НСlO	Хлорноватис-тая	Гипохлориты
18	H2SiO3	Кремниевая	Силикаты	18	HCIO2	Хлористая	Хлориты
19	HNO2	Азотистая	Нитриты	19	НСlO3	Хлорноватая	Хлораты
210	HNO3	Азотная	Нитраты	20	НС1O4	Хлорная	Перхлораты

1.15. Основания (осно́вные гидрокси́ды) — сложные вещества, которые состоят из атомов металла или иона аммония и гидроксогруппы (-OH). В водном растворе диссоциируют с образованием катионов и анионов ОН⁻. Название основания обычно состоит из двух слов: «гидроксид металла/аммония». Хорошо растворимые в воде основания называются щелочами.

1.16. Со́ли — класс химических соединений, состоящих из катионов и анионов. В роли катионов в солях могут выступать катионы металлов, ониевые катионы (катионов аммония  , фосфония  , гидроксония   и их органические производные), комплексные катионы и т.д., в качестве анионов — анионы кислотного остатка различных кислот, включая комплексные анионы и т.п.

1.17. Комплексное соединение — химическое вещество, в состав которого входят комплексные частицы. Комплексная частица — сложная частица, способная к самостоятельному существованию в кристалле или растворе, образованная из других, более простых частиц, также способных к самостоятельному существованию. [(Zn(NH₃)₄)]Cl₂ — хлорид тетраамминцинка(II), [Co(NH₃)₆]Cl₂ — хлорид гексаамминкобальта(II), K₂[BeF₄] — тетрафторобериллат(II) калия,Li[AlH₄] — тетрагидридоалюминат(III) лития, K₃[Fe(CN)₆] — гексацианоферрат(III) калия, [Ni(CO)₄] — тетракарбонилникель, [Pt(NH₃)₂Cl₂] — дихлородиамминплатина(II).