Номенклатура и химические свойства сложных неорганических веществ

Оксиды – сложные вещества, состоящие из атомов двух элементов, один из которых - кислород.

Название оксида дают по следующей схеме: «оксид» + название элемента + валентность элемента римскими цифрами.

Примеры: FeO ― оксид железа (II), Fe₂O₃ ― оксид железа (III).

Оксиды бывают солеобразующие − оксиды, образующие соли при взаимодействии с кислотами или основаниями (СО₂, N₂O₅), и несолеобразующие − оксиды, не образующие соли при взаимодействии с кислотами или основаниями (СО, N₂O).

Различают оксиды:

основные ― оксиды металлов с валентностью I и II (кроме Be, Zn и Sn), им соответствуют основания, например: K₂O ― КОН, СаО ― Са(ОН)₂;

кислотные ― оксиды неметаллов и металлов, имеющих валентность V,VI,VII. Им соответствуют кислоты, например: N₂O₅ ― HNO₃, SO₃ ― Н₂SO₄, Mn₂O₇ – HMnO₄;

амфотерные ― оксиды переходных металлов, могут проявлять свойства и кислот, и оснований, например: Zn(OН)₂ ― ZnO ― Н₂ZnO₂.

Основными называются оксиды, которым соответствуют основные гидроксиды (основания). Их образуют металлы с валентностью I или II (кроме Ве и Zn). Оксиды щелочных и щелочноземельных металлов взаимодействуют с водой с образованием щелочей (растворимых в воде оснований). Остальные оксиды металлов (I, II) в воде не растворяются. Основные оксиды взаимодействуют с кислотами, с кислотными оксидами, в результате образуются соли.

Например, MgO + 2HCI → MgCI₂ + H₂O,

CaO + CO₂ → CaCO₃,

K₂O + H₂O → 2KOH.

Кислотными называются оксиды, которым соответствуют кислотные гидроксиды (кислоты). Их образуют неметаллы, а также металлы, проявляющие валентность V, VI, VII. Например: NO₂, CO₂, SiO₂, V₂O₅, CrO₃, Mn₂O₇ и др. (N, C, Si – неметаллы, валентность которых в данных соединениях соответственно равна V, VI, VII).

Газообразные кислотные оксиды растворяются в воде с образованием кислот. Кислотные оксиды взаимодействуют также со щелочами, с основными оксидами, с амфотерными оксидами и гидроксидами. В результате образуются соли. Многие кислотные оксиды (CrO₃, Mn₂O₇, ClO₄ и др.), а также соответствующие им кислоты являются пожаровзрывоопасными, т.к., будучи сильными окислителями, способствуют самовозгоранию горючих веществ. Другие кислотные оксиды (СО₂, SiO₂, H₂O и т.д.) широко применяются в качестве огнетушащих средств.

Примеры реакций кислотных оксидов:

CO₂ + 2NaOH → Na₂CO₃ + H₂O,

P₂O₅ + 3MgO → Mg₃(PO₄)₂,

SO₂ + H₂O → H₂SO₃,

P₂O₅ + H₂O → 2H₃PO₄,

SO₃ + H₂O → H₂SO₄,

N₂O₅ + H₂O → 2HNO₃.

Амфотерные оксиды образуют бериллий, цинк и металлы с валентностью III, IV (BeO, ZnO, Al₂O₃, SnO₂ и др.). В зависимости от условий они проявляют как основные, так и кислотные свойства.

Например, ZnO + 2HNO₃ → Zn(NO₃)₂ + H₂O,

ZnO + 2КОН → K₂ZnO₂ + Н₂О (при сплавлении),

ZnO + 2КОН + Н₂О → K₂ [Zn(OН)₄] (в растворе).

К гидроксидам относятся основания, кислоты и амфотерные гидроксиды, то есть соединения образованные из оксида и воды.

Основания – сложные вещества, молекулы которых состоят из атома металла и нескольких гидроксидных групп – ОН. Общая формула Ме(ОН)_n, где

n - число гидроксидных групп, равное валентности металла или кислотности основания.

Название основания дают по следующей схеме: «гидроксид» + название металла + валентность элемента римскими цифрами.

Примеры: Fe (OH)₂ ― гидроксид железа (II), Fe (OH)₃ ― гидроксид железа (III)

По числу гидроксильных (ОН-) групп в молекуле основания делятся на:

однокислотные (например, NaOH);

двухкислотные (например, Мg(OH)₂);

трехкислотные (например, Аl(OH)₃).

Основания взаимодействуют с кислотами, кислотными оксидами, с амфотерними оксидами и гидроксидами. В результате образуются соль и вода.

Например, КОН + HCI → КСl + Н₂О,

Са(ОН)₂ + СО₂ → СаСО₃↓ + Н₂О.

Амфотерные гидроксиды – это сложные вещества, которые проявляют свойства кислот и оснований. К ним относятся Zn(OН)₂, Be(OН)₂, Аl(OH)₃ и др. Они взаимодействуют с кислотами и щелочами. Причем реакции амфотерных гидроксидов с щелочью в растворе и в расплаве идут по-разному.

Например, Zn(OH)₂ + 2НCl → ZnCl₂ + 2Н₂О.

В растворе образуются гидроксокомплексы:

Zn(OH)₂ + 2NaOH → Na₂[Zn(OH)₄] (тетрагидроксицинкат натрия),

в расплаве – обычные соли:

Zn(OH)₂ + 2NaOH → Na₂ZnО₂ + 2H₂O (цинкат натрия).

Кислоты - сложные вещества, молекулы которых состоят из катионов водорода и аниона кислотного остатка.

Кислоты взаимодействуют с металлами, основаниями, основными оксидами, с амфотерными оксидами и гидроксидами с образованием соли и воды.

Например, 2НCl + Сu(ОН)₂ → СuCl₂ + 2Н₂О,

2НCl + СаО → СаCl₂ + Н₂О.

По содержанию атомов кислорода в молекуле кислоты делятся на: бескислородные, кислородсодержащие.

Таблица 1