Российский государственный педагогический университет имени А.И. Герцена

Балашев К.П., Васильева С.В.

ОСНОВЫ ХИМИЧЕСКОГО ЯЗЫКА

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

ксеминарским, лабораторным занятиям

исамостоятельной работе по общей химии

Санкт-Петербург 2007

ББК 24.1 и 73 П 69 УДК 546(076.5)

Печатается по решению кафедры неорганической химии РГПУ им. А.И. Герцена

Учебно-методическое пособие включает в себя теоретическое введение, примеры решения задач, упражнения, лабораторные работы и индивидуальные задания для самостоятельной работы по общей химии.

Предназначено для студентов естественно-научных факультетов педагогических Вузов.

Составитель – д-р. хим. наук., проф. К.П. Балашев, к. хим. наук., доцент С.В. Васильева

2

Предисловие

В соответствии с государственными образовательными стандартами высшего профессионального образования РФ «химия» входит в программу подготовки специалистов практически всех естественно-научных направлений. Это определяется тем, что химия по своей природе является центральной, фундаментальной наукой, тесно связанной с любым проявлением наших контактов с материальным миром.

Трудности, с которыми сталкивается большинство студентов при изучении химии, в значительной степени связаны с особенностями химического языка, включающего не только много специфических и профессиональных терминов, но и химическую символику. Пожалуй, никакая другая наука, кроме математики, не создала столь удобного и емкого способа записи информации. Именно основам химического языка (химической номенклатуре) и посвящено настоящее учебное пособие, состоящее из девятнадцати разделов. Каждый раздел пособия содержит краткое теоретическое введение, примеры решения типовых задач и упражнения для самостоятельной аудиторной и внеаудиторной работы студентов. Для эффективного усвоения материала пособие содержит описание четырех лабораторных работ, а также два набора индивидуальных заданий. В конце пособия приведены справочные материалы, а также ответы к упражнениям.

3

1.Химический элемент – символы и названия………… ………………5-6

2.Классификация химических элементов ………………………………6-8

3.Классификация химических соединений по составу…………………8-10

4.Принципы химической номенклатуры – химическая формула, химическое название соединения ..……………………………………10-11

5.Систематические и традиционные названия простых веществ……...11-12

6.Систематические и специальные названия одноэлементных ионов...12-13

7.Степень окисления элементов в химических соединениях…...……...13-14

9.1.Оксиды……………………....………………...………………… ……...16-20

9.2.Гидроксиды – основные (основания), амфотерные, кислотные……...20-25

9.3.Пероксокислоты………………….…………………..…………..………25

9.4.Тиокислоты, политионовые и другие замещенные оксокислоты.……25-26

9.5.Бескислородные кислоты………………….………………….…………26-27

9.6.Галогенангидриды……………...………………………………...……...27-29

9.7.Соли……………………...………………………………………………..29-36

10.Основные положения координационной теории………………………36-41

10.1.Номенклатура комплексных соединений……………………………....42-45

11.Соединения постоянного и переменного состава (дальтониды и бертолиды)…..…………………………………………………………...45-46

12.Аддукты………..…………………………………………………………46-

47

13.Количественные характеристики химических элементов и соединений….............................................................................................49-55

4

ХИМИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ, ХИМИЧЕСКОЕ СОЕДИНЕНИЕ

1. Химический элемент – символы и названия.

Химический элемент – определенный вид атомов с одинаковым зарядом атомных ядер. Символы химических элементов, а также латинские, русские и английские их названия приведены в приложении

1. Корни названий химических элементов используются для построения систематических и традиционных названий сложных веществ (цинкат, хромат, хлорат и т.д.). Для названия производных молибдена и фосфора принято использовать сокращенные корни названий элементов – например: молибдат и фосфат. Для большинства элементов корни их русских названий совпадают с корнями латинских названий. Для элементов, русское название которых не совпадает с латинским, в названиях сложных анионов используют корни латинских названий элементов:

Таблица 1. Название соединений, образуемых от латинского корня названия

Упражнения:

1. Что такое химические структурные элементы вещества? Как они соотносятся с «физическими», «биологическими» и «геологическими» структурными элементами?

5

2.Cистему химической символики, которая используется в настоящее время, разработал: Д. Дальтон, М. Ломоносов, Я. Берцелиус, А. Лавуазье?

3.Приведите примеры названий химических элементов:

а) связанных с запахом и цветом - зловонный, запах, небесно-голубой, зеленоватый, зеленый, зеленый близнец, светло-желтый, темно-красный, розовый, фиолетовый, цвета золота, цвета индиго, радуга, цвет;

б) названных по имени мифологических богов – Ванадис, Ниоба, Прометей, Тантал, Титан, Тор;

в) в честь астрономических объектов – Луна, Солнце, астероид Паллада, планета Уран, планета Нептун, планета Плутон, малая планета Церера;

г) по своим специфическим свойствам - безжизненный, несущий свет, неустойчивый, искусственный, разрушающий, тяжелый, неактивный, рождающий кислоты, рождающий воду, рождающий уголь, получаемый с трудом, скрытый, скрывающийся;

д) по географическому месту открытия - Стронтиан (Шотландия), Иттербю (Швеция), Беркли (США), Калифориния (США), Рейн (Германия), Гессен (Германия), Дубна (СССР), Европа, Америка, Скандинавия; е) в честь государств – Россия, Польша, Франция, Германия;ж) в честь городов – Париж, Стокгольм, Копенгаген;

з) в честь ученых - Ю. Гадолин, П. Кюри и М. Кюри, А. Эйнштейн, Э. Ферми, Д.И. Менделеев, А. Нобель, Э.О. Лоуренс, Э. Резерфорд, Г.Т. Сиборг,

Н.Бор, Л. Мейтнер.

2.Классификация химических элементов.

Классификация химических элементов основана на положении элементов в периодической системе Д.И. Менделеева, которое определяется характером электронного строения атомов химических элементов. Гра-

фическим отражением на плоскости периодической системы химических элементов являются различные формы периодических таблиц – например, короткопериодная таблица 1.2. В соответствии с принципом периодичности периодическая таблица состоит из шести полных и седьмого незавершенного периодов, содержащих соответственно – 2, 8, 8, 18, 18, 32 и 23 химических элементов. Первые три периода называют малыми, а 4 – 7 – большими периодами.

Распределение элементов по периодам приводит к формированию в периодических таблицах вертикальных столбцов, образующих восемь групп. Наличие разного количества элементов в малых и больших периодах приводит к формированию в пределах каждой группы двух подгрупп – главной и побочной, для обозначения которых используют буквы «А» и «В». Главные подгруппы начинаются с элементов 2 периода, а побочные – с элементов 4 (первого большого) периода. Особое место в периодических таблицах занимают IIIB и VIIIB подгруппы. В IIIB подгруппу, наряду со скандием, иттрием, лантаном и актинием, входят два семейства по четырнадцать элементов – лантаноидов и актиноидов. Восьмая группа также содержит «избыточное» количество (12) элементов побочной VIIIB подгруппы – по три элемента из каждого большого периода.

6

Таблица 2. Короткопериодная таблица периодической системы.

Элементы главных подгрупп образуют семейство непереходных, а элементы побочных подгрупп – семейство переходных элементов. В зависимости от природы внешних электронов (табл. 1.2.) непереходные элементы IA и IIA подгрупп называют s-элементами, а элементы IIIA-VIIIA подгрупп – р-элемента- ми. Переходные элементы также подразделяются на два подсемейства: актиноиды и лантаноиды назвают f-элементами, а остальные элементы побочных подгрупп – d-элементами. Поскольку в виде простых веществ все переходные элементы являются типичными металлами, то семейство переходных элементов и подсемейства d- и f-элементов часто называют – переходные металлы, d- металлы и f-металлы.

7

В каждой главной подгруппе элементы второго и третьего периода относятся к типическим непереходным элементам, а элементы 4-7 периодов образуют подсемейство непереходных элементов, называемые по имени элемента четвертого периода. Например, кислород и сера являются типическими элементами VIA подгруппы, а селен, теллур и полоний образуют подсемейство селена. Непереходные элементы IA, IIA, VIA, VIIA и VIIIA подгрупп имеют специальные названия – щелочные металлы, щелочноземельные металлы, халькогены (рождающие руды), галогены

(рождающие соли) и благородные газы соответственно.

Совокупность переходных d-элементов каждой из IB-VIIB подгруппы называют по имени d-элемента четвертого периода: IB – подгруппа меди (Cu, Ag, Au), IIB – подгруппа цинка (Zn, Cd, Hg), IIIB - подгруппа скандия (Sc, Y, La, Ac), IVB –подгруппа титана (Ti, Zr, Hf, Rf), VB - подгруппа ванадия (V, Nb, Ta, Db), VIB – подгруппа хрома (Cr, Mo, W, Sg), VIIB – подгруппа марганца (Mn, Tc, Re, Bh). Переходные d-элементы VIIIB подгруппы образуют два подсемейства: железа (Fe, Co, Ni) и платиновых металлов (Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt).

Пример. Классифицируйте следующие химические элементы: Ba, Si, Te, Mo, Rh, Tb, Np.

Решение. Ba – непереходный s-элемент второй группы и шестого периода, подгруппа щелочноземельных металлов, подсемейство кальция;

Si – непереходный р-элемент четвертой группы и третьего периода, типический элемент IVA подгруппы;

Te – непереходный р-элемент шестой группы и пятого периода, подгруппа халькогенов, подсемейство селена;

Mo – переходный d-элемент шестой группы и пятого периода, подгруппа хрома;

Rh – переходный d-элемент восьмой группы и пятого периода, семейство платиновых металлов;

Tb – переходный f-элемент третьей группы и шестого периода, семейство лантаноидов;

Np – переходный f-элемент третьей группы и седьмого периода, семейство актиноидов.

Упражнения:

4. Какие химические элементы VII группы относятся: к переходным и непереходным элементам и как называются подгруппы непереходных и переходных элементов? Как называют совокупность следую-

щих элементов VIIА подгруппы: фтор, хлор, бром, иод, астат.

5.Классифицируйте следующие химические элементы: Rb, Y, Ta, Be, Sg, In, Ni, C, Pd, As, Sm, O, Am, I, Ne.

3. Классификация химических соединений по составу.

Химическое соединение – совокупность химических структурных элементов (атомов или ионов), объединенных химическим взаимодействием, называемым химической связью. Химическая связь –

8

взаимодействие между химическими структурными элементами вещества, сопровождающееся изменением в их электронном строении в результате обобществления электронов и приводящее к понижению энергии системы.

Взависимости от состава химические соединения подразделяют на простые

исложные.

Аллотропия – это способность химических элементов образовывать несколько разных простых веществ, отличающихся по своим свойствам. Явление аллотропии может быть обусловлено либо различным составом молекул простого вещества данного элемента (аллотропия состава), либо способом размещения молекул или атомов в кристаллической решетке (аллотропия формы). Например, селен в виде твердого при нормальных условиях простого вещества существует в виде: красного селена, в узлах кристаллической которого на-

ходятся циклические молекулы Se∞, серого селена - кристаллы образованы зигзагообразными цепями Se∞, и красно-коричневой стекловидной моди-

фикации, образованной неупорядоченно расположенными молекулами Se∞ разной длины. Красный и серый селен являются примерами аллотропных модификаций состава, а красный и красно-коричневый селен – примерами аллотропных модификаций формы. Аллотропия – частный случай явления полиморфизма. Способность элемента к образованию аллотропных модификаций связана с электронным строением атома.

Химические соединения, содержащие атомы или ионы двух химических элементов называются бинарными (CS2, NaCl, SiCl4), а более двух химических элементов - многоэлементными (Na2SO4, SeO2F2, K3[Fe(CN)6]).

Упражнения:

6. Какие химические соединения называются простыми, сложными?

7. Привести примеры аллотропных модификаций состава и формы для кислорода и серы как простых веществ.

9

8.Что такое бинарные химические соединения? Приведите примеры бинарных химических соединений щелочноземельных металлов с галогенами, халькогенами, азотом, фосфором, водородом.

9.Какие из следующих соединений серы относятся к простым, сложным би-

нарным и сложным многоэлементным соединениям: (SO3)3, S8, SO2Cl2, FeS2, Na2SO4?

4.Принципы химической номенклатуры – химические формулы (простейшая, молекулярная, графическая) и химические названия соединений (систематическое, традиционное, специальное, тривиальное).

Химическая номенклатура - это язык химии, который включает в себя формулы химических соединений, отображающих состав веществ с помощью символов химических элементов, числовых индексов и других

знаков, и названия соединений – изображение состава веществ с помощью слова или группы слов. Переход от химических формул к названиям и наоборот определяется системой номенклатурных правил. Современная номенклатура разработана Международным союзом теоретической и прикладной химии (ИЮПАК, IUPAC). В основу номенклатуры положен состав химических соединений.

По номенклатурным правилам каждое вещество в соответствии с его формулой получает систематическое название, полностью отражающее его состав (N2 – диазот, Hg2Cl2 – дихлорид диртути). Для ограниченного числа распространенных кислот и их солей правила ИЮПАК рекомендуют использование традиционных названий (H2SO4 – серная кислота, Na2SO4 – сульфат натрия), хотя они не дают точного представления о составе и требуют запоминания. По правилам ИЮПАК допускается использование небольшого числа специальных исторически сложившихся названий – например, вода H2O, аммиак NH3, аммоний NH4+, гидразин N2H4. В технической литературе иногда применяют тривиальные названия: соляная кислота HCl, сода Na2CO3, медный купорос

CuSO4×5H2O, нашатырь NH4Cl.

В химической практике в основном используется три типа формул химических соединений – простейшая (эмпирическая), молекулярная и графическая (структурно-графическая). Простейшая формула отражает минимальное соотношение между атомами химических элементов в соединении: S для всех аллотропных модификаций серы как простого вещества, CH для бензола и т.д. Молекулярная формула отображает истинный состав молекул или сложных ионов: S2, S8, S∞, C6H6, C2O42-. Графическая формула, наряду с истинным составом, отображает расположение атомов химических элементов в соединении и кратность химических связей между ними. Каждая двухцентровая двухэлектронная химическая связь между атомами изображается отдельной «черточкой», а делокализованные между несколькими атома связи – кривой, охватывающей эти атомы:

10

Для отображения состава и структуры соединений в молекулярных формулах соединений, наряду с символами химических элементов, используются: числовые индексы; круглые, фигурные и квадратные скобки; математические символы «×» или «´»; буквы греческого алфавита; буквенные обозначения типа кристаллической решетки (куб. – кубическая, тетр. – тетрагональная, монокл. – моноклинная, гекс. – гексагональная, триг. – тригональная, трикл. – триклинная): NH4, NH4+, (NH4)2SO4, [Co(NH3)6]Cl3, Na2SO4×5H2O, Na2SO4´5H2O, a-Pb,

S(ромб).

Упражнения:

10. В одинаковой ли мере обоснована запись графических формул для соединений с молекулярной и ионной структурой?

11. Приведите простейшие, молекулярные и графические формулы следующих химических соединений: аммиак, пероксид водорода, азот, белый фосфор, озон, гелий.

12. Приведите по три примера формул химических соединений использующих, наряду с символами химических элементов, другие обозначения: числовые индексы, круглые и квадратные скобки, математический символ «×» или «´», буквы греческого алфавита.

5. Систематические и традиционные названия простых веществ.

Систематические названия простых веществ образуются из названия химического элемента с указанием с помощью числовых приставок (2 - ди, 3 – три, 4 – тетра, 5 – пента, 6 – гекса, 7 – гепта, 8 –

окта, 9 – нона, 10 – дека, 11 – ундека, 12 – додека) числа атомов в молекуле: H2 диводород, О3 трикислород, Р4 тетрафосфор, S8 октасера, B12 додекабор. Неопределенное число атомов обозначается приставкой «поли-» - Sn полисера, Pn полифосфор. Для обозначения твердых аллотропных модификаций простых веществ допускается использование греческих букв a, b, g, d и т.д., начиная с наиболее низкотемпературной модификации: a-Sn – альфа-олово, b-Sn – бета

олово, g-Sn – гамма-олово. Вместо греческих букв для твердых аллотропных модификаций может быть использовано буквенное обозначение типа крис-

таллической решетки: b-Sn, или Sn(гекс.) – бета-олово, или олово гексагональное. Аморфное состояние твердых простых веществ указывают буквенным

обозначением «ам.»: C(ам.).

Для ограниченного круга простых веществ допускается использование традиционных названий: Н2, Hal2, О2, N2 - молекулярный водород, галоген (фтор, хлор и т.д.), кислород, азот; О3 озон; S8 кристаллическая сера; P4 белый фосфор и др.

11

Упражнения:

13. Приведите систематическое и традиционное название простых ве-

ществ: Ne, Cl2, O2, S2, S8, Sn, N2, P4, Pn, B12.

14. На примере серы продемонстрируйте указание в названии и формуле простых веществ существование их в различных аллотропных модификациях формы.

6. Степень окисления элементов в химических соединениях.

Состояние каждого элемента в химическом соединении принято характеризовать его степенью окисления – формальным зарядом атома химического элемента в соединении, вычисленного исходя из

предположения об ионном строении соединения. Будучи формальной величиной, не соответствующей ни одной реальной характеристике атома элемента в соединении, исторически сложившееся понятие о степени окисления широко используется в химической номенклатуре.

В формулах химических соединений степень окисления элементов может быть указана в виде верхнего правого индекса символа химического элемента арабскими цифрами со знаком «+» или «-» перед цифрой: Na+2S+6O-24. Для отличия от степени окисления элемента заряд реально существующих простых и сложных ионов указывается справа от его величины: K+, Mg2+, Cl-, SO42-. В названиях химических соединений степень окисления элемента (если это необходимо) указывается римскими цифрами в круглых скобках: FeBr2 – бромид железа (II).

Для определения степени окисления элемента в химическом соединении используют ряд правил:

-степень окисления элемента в простых веществах равна нулю;

-алгебраическая сумма степеней окисления элементов в составе химического соединения равна заряду соединения – нулю в нейтральных соединениях

(Na+2S+6O-24 – [2×(+1) + (+6) + 4×(-2) = 0]) и величине заряда сложного иона ([S+6O-24]2- - [(+6) + 4×(-2) = -2]);

-степень окисления фтора во всех соединениях (-1);

-за исключением солеобразных гидридов активных металлов (NaH, CaH2 и др.), в которых степень окисления водорода равна –1, степень окисления водорода в соединениях равна +1;

-степень окисления кислорода в большинстве соединений –2. Исключение

составляют: соединения со связью -О-О- - пероксиды (Na+2O-2, Ca+2O-2), надпероксиды (Cs+O-1/22) и озониды (K+O-1/33), соединения с фтором (O+2F-2);

-степень окисления элементов главных подгрупп I, II и III (за исключением таллия Tl) группы периодической системы постоянна и равна номеру группы: +1, +2, +3 соответственно; таллий, наряду со степенью окисления +3, образует также соединения со степенью окисления +1: Tl+3F-3 и Tl+F-;

-переменные степени окисления элементов главных подгрупп IV, V, VI и VII группы хорошо согласуются с «менделеевским правилом (N-2) или четности, нечетности» – для элементов четных групп наиболее характерны соеди-

12

нения с четными степенями окисления, а для элементов нечетных групп – соединения с нечетными степенями окисления; таким образом, для элементов главных подгрупп IV, V, VI и VII наиболее характерные степени окисления являются: высшая положительная, совпадающая с номером группы N (за исключением фтора и кислорода), промежуточные – (N-2), (N-4), (N-6) и низшая отрицательная степень окисления, равная (N-8);

-степень окисления элементов побочных подгрупп III и II (за исключением ртути) группы постоянна и равна номеру группы N - +3 и +2 соответственно; ртуть, наряду со степенью окисления +2 , образует соединения, содержащие катион Hg22+ с формальной степенью окисления +1;

-элементы побочных подгрупп I (за исключением серебра с постоянной степенью окисления +1) , IV, V, VI и VII групп характеризуются переменными положительными степенями окисления, не согласующимися с «менделеевским правилом»; для элементов IV, V, VI и VII группы высшая степень окисления совпадает с номером группы N; наиболее часто встречающиеся на практике соединения элементов побочных подгрупп характеризуются следующими степенями окисления: Cu (+1, +2), Au (+1,+3), Ti (+2, +4), V (+2, +3, +4, +5), Cr (+2, +3, +6), Mn (+2, +4, +6, +7), Fe (+2, +3), Co (+2, +3), Ni (+2).

Упражнения:

26. Какие элементы периодической системы имеют постоянные степени окисления в соединениях?

27. В чем заключается менделеевское правило «четности» или «N-2»? Какие степени окисления наиболее характерны для р-элементов IV-VII групп?

28.Чему равна высшая степень окисления элементов побочных подгрупп II-VII группы?

29.Приведите наиболее характерные степени окисления следующих элементов: Fe, Co, Ni, Cr, Mn, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, Hg.

30.Какие степени окисления имеют элементы в следующих соединениях: O3,

OsO4, N2O, NiO, Na2O2, OF2, PbO2, Pb3O4, Na2S2O7, Na2S2O8, LiH2PO4, K3PO4,

(NH4)2Cr2O7, KPHO3, BaH2, Al(OH)2Cl, Hg2(NO3)2, HIO4, Ba(H3IO6), Ca(IO3)2,

Mg(IO2)2, Ca(IO)2, CaCl(ClO).

7. Систематические и специальные названия одноэлементных ионов.

Систематические названия одноэлементных катионов Эz+ образуются из слова «катион» и русского названия элемента в родительном падеже с указанием (для элементов с переменной степенью окисления) римскими цифрами в круглых скобках его заряда: Fe2+ катион железа

(II) (читается: катион железа-два), Fe3+ катион железа (III), Са2+ катион кальция. Для многоатомных катионов с помощью числовых приставок указывают число атомов в составе катиона, а его заряд указывают в круглых скобках арабскими цифрами со знаком «+»: Hg22+ катион диртути (2+) (читается: катион ди- ртути-два-плюс). Для катиона О2+, наряду с систематическим названием – кати-

13

он дикислорода (+1), допускается использование специального названия – катион диоксигенила.

Систематическое название одноэлементных анионов составляются из корня русского, или латинского (табл.) названия элемента и окончания –ид с добавлением через дефис слова «ион»: Н- гидрид-ион, Cl- хлорид-ион, О2- оксид-ион, N3- нитрид-ион. В тексте допускается называть анионы с помощью прилагательных: Cl- - хлоридный ион.

Для многоатомных анионов с помощью числовых приставок указывают число атомов элемента и в круглых скобках арабскими цифрами со знаком «-« общий заряд иона: S22- дисульфид(2-)-ион (читается: дисульфид-два-минус-ион), I3- трииодид(1-)-ион. Для распространенных многоэлементных анионов допускается использование специальных названий: C22- ацетиленид-, N3- азид-, О3- озонид-, О2- надпероксид-, О22- пероксид-ион.

Упражнения:

31. Приведите систематические названия ионов: Cr3+, Ca2+, Hg2+, S82+, H-,

Cl-, O2-N3-, I3-, S22-.

32. Приведите систематические и специальные названия ионов: C22-, N3-,

O3-, O22-, O2-.

8. Систематические и специальные названия бинарных соединений.

В соответствии с русским литературным языком название любого сложного вещества согласно его формуле читается справа налево1:

вначале называется электроотрицательная составляющая (условный

анион) формулы в именительном падеже, а затем – электроположительная составляющая (условный катион) в родительном падеже.

Систематические названия бинарных соединений образуются из латинского корня названия наиболее электроотрицательного элемента с суффиксом –ид и русского названия менее электроотрицательного элемента в родительном падеже. Одним из способов образования названий бинарных соединений является способ с применением латинских числовых приставок:

Вторым, допускаемым правилами ИЮПАК, способом образования систематического названия сложных соединений является метод Штока. Если менее электроотрицательный элемент может находиться в различных степенях окисления, то степень окисления указывается в скобках римскими цифрами; при этом предполагается, что заряд аниона очевиден:

1 В английском варианте правил ИЮПАК названиz веществ строятся «по ходу формул» – вначале называется электроположительная часть, а затем - электроотрицательная часть.

14

Следует отметить, что, несмотря на лаконичность, метод Штока не является универсальным. Его использование практически невозможно для соединений с кратными стехиометрическими соотношениями между составляющими (2:2, 2:4 и т.д.), поскольку в этом случае метод Штока не дает адекватного соответствия между молекулярной формулой соединения и его названием. Например, название хлорид ртути (I) отвечает простейшей формуле HgCl, а не молекулярной – Hg2Cl2.

В обоих методах многоатомные анионы, имеющие специальные названия, сохраняют их в систематических названиях соединений: CaC2 - ацетилинид кальция, PbN3 - азид свинца (II), RbO3 - озонид рубидия, MgO2 - пероксид магния, KO2 - надпероксид калия.

Исключением из правил, используемых для образования систематических названий бинарных соединений, являются водородные соединения р-элемен- тов IV-VII группы, а также бора. Водородные соединения галогенов и халькогенов, проявляюшие свойства кислот, называют по правилам для бескислородных кислот: название образуется из русского названия элемента с добавлением соединительной гласной –о- и окончания «водород»: HCl хлороводород, H2S сероводород (для H2O используется специальной название «вода»). Для большинства водородных соединений р-элементов V и IV группы, а также бора применяют специальные названия с суффиксами –ан и –ин: SiH4 - силан, Si2H6 - дисилан, Si3H8 - трисилан, GeH4 - герман, SnH4 - станнан, PbH4 - плюмбан, PH3 - фосфин, P2H6 - дифосфин, AsH3 - арсин, SbH3 - стибин, BiH3 - висмутин, B2H6 - диборан, B4H10 - тетраборан. Водородные соединения азота имеют исторически сложившиеся специальные названия: NH3 - аммиак, N2H4 - гидразин, HN3 - азидоводород. Водородные соединения углерода называют по специальным правилам для органических соединений.

Упражнения:

33. Приведите систематические названия соединений: CaH2, Al2O3,

Fe2O3, Na2S, SF6, SeO2, K3N, Mg3P2, FeSe2, Al2Cl6, SiC, Si3N4, S2I2, OF2. 34. Приведите систематические и специальные названия соединений:

NaN3, CaC2, K2O2, CsO2, RbO3.

35. Приведите специальные названия соединений: HF, PH3, N2H4, HI, HN3, H2Se, SiH4, H2Te, As2H4, B2H6.

9. Функциональная классификация сложных неорганических соединений

Традиционно по химическим свойствам среди основных классов неорганических соединений выделяют оксиды, гидроксиды, бескислородные кислоты, соли и галогенангидриды (см. схему 2):

Упражнения:

36. Приведите примеры химических соединений, относящихся к различным функциональным классам сложных неорганических соединений: несолеобразующий оксид, основной оксид, амфотерный

оксид, кислотный оксид, основной гидроксид (основание), амфотерный

15

16

элемента (Эя+, z = 1-8) и кислорода О2- возможно образование оксидов с простейшими формулами: Э2О, ЭО, Э2О3, ЭО2, Э2О5. ЭО3, Э2О7, ЭО4. Истинные молекулярные формулы оксидов соответствуют целому числу структурных единиц, определяемых простейшей формулой. Например, молекулярная формула оксида фосфора (V) P4O10 соответствует его удвоенной простейшей формуле P2O5. В графических формулах оксидов число химических связей, образуемых каждым атомом химического элемента, принимается равным его формальной степени окисления. Каждый атом кислорода может образовывать две химические связи либо непосредственно с одним атомом элемента, либо, выступая в качестве «мостикового атома», по одной связи с двумя атомами элемента. Важно отметить, что в оксиды характеризуются наличием не более одного мостикового атома кислорода между двумя атомами химических элементов. Это показывает, что бинарные соединения с кислородом, характеризующиеся наличием двух и более мостиковых атомов кислорода, к оксидам не относятся. Например, как видно из графических формул:

Pb2O3 (PbO×PbO2), Pb3O4 (2PbO×PbO2), называемые ранее смешанными оксидами, следует рассматривать как свинцовые соли метасвинцовой (H2PbO3) и ортосвинцовой (H4PbO4) кислот.

Характерной особенностью строения пероксидов является наличие в их структурах кислородной группировки из O22- с непосредственной химической

Систематические названия оксидов и пероксидов образуются в соответствии с общими правилами для названий бинарных соединений. Названия складываются из слова оксид (пероксид) и русского названия элемента в родительном падеже с указанием (для элементов с переменной степенью окисления) римскими цифрами в круглых скобках степени окисления элемента:

Либо в названиях оксидов используются латинские числовые приставки: Na2O - оксид динатрия, Fe2O3 - триоксид дижелеза.

Некоторые оксиды и пероксиды имеют тривиальные названия (приложение 2.), используемые в основном в технической литературе.

В зависимости от способности оксидов к образованию солей при взаимодействию с кислотами, кислотными оксидами, или основаниями и основными оксидами, они подразделяются на солеобразующие и несолеобразующие (CO,

17

Основные оксиды с преимущественно ионным характером химической связи Э-О образуют прочные ионные кристаллические решетки с высокими температурами кипения и плавления. В результате этого при нормальных условиях они существуют в виде твердых кристаллических веществ. Такие оксиды образуют наименее электроотрицательные элементы периодической системы с относительно низкой степенью окисления – например, катионы щелочных и щелочноземельных металлов, ряд переходных металлов в низких степенях окисления.

Для кислотных оксидов с преимущественно ковалентным характером связи Э-О характерны менее прочные молекулярные кристаллические решетки с относительно низкими температурами кипения и плавления. Как следствие этого, типичные кислотные оксиды при нормальных условиях являются газами – CO2, SO2, летучими жидкостями, или лекгоплавкими твердыми веществами – (SO3)3 (tкип. = 44,8 оС, tпл. = 16,8 оС). Кислотные оксиды образуют электроотрицательные химические элементы (неметаллы или переходные металлы с высокой степенью окисления).

Амфотерные оксиды характеризуются ионно-ковалентным характером химической связи Э-О и в основном образуют полимерные структуры. При нормальных условиях это твердые вещества. Образованию амфотерных оксидов способствует как промежуточное значение относительной электроотрицатель-

18

ности химического элемента, так и средние значения его степени окисления. Например, увеличение степени окисления хрома: Сr2+→Cr3+→Cr6+ приводит к ослаблению степени ионности и усилению ковалентности связи Cr-O в оксидах и, как следствие этого, к закономерному переходу от основного оксида CrO к амфотерному Cr2O3 и кислотному оксиду CrO3

В соответствии с характером химической связи основные и кислотные оксиды взаимодействуют с водой с образованием соответствующих основных и кислотных гидроксидов – оснований и кислородсодержащих кислот (оксокислот):

BaO + H2O = Ba(OH)2

SO3 + H2О = Н2SO4 {SO2(OH)2)}

Взаимодействие основных оксидов с кислотами, а кислотных оксидов с основаниями сопровождается образованием соли и воды:

BaO + 2HCl = BaCl2 + H2O SO3 + 2NaOH = Na2SO4 + H2O

Различный характер химической связи Э-О в кислотных и основных оксидах определяет эффективное взаимодействие их между собой с образование оксосолей: BaO + SO3 = BaSO4

Кислотно-основные свойства амфотерных оксидов выражены значительно слабее. С водой большинство амфотерных оксидов практически не взаимодействуют. Их кислотно-основная двойственность проявляется при взаимодействии с сильными основаниями и кислотами, а также с типично основными и кислотными оксидами:

ZnO + 2HCl = ZnCl2 + 2H2O

ZnO + 2NaOH + H2O = Na2[Zn(OH)4] ZnO + 2NaOH (сплав) = Na2ZnO2 + H2O ZnO + SO3 = ZnSO4

ZnO + Na2O (сплав) = Na2ZnO2

Следует отметить, что образование оксосолей на основе амфотерных оксидов происходит только в расплавах. В водных растворах продуктами их взаимодействия с основаниями являются соли, содержащие в качестве аниона гидроксокомплексы.

Упражнения:

10. Приведите систематические названия оксидов, распределите оксиды по классам: K2O, BeO, Al2O3, OsO4, CO, CO2, ZnO, N2O, NiO, N2O5, Cr2O3, CrO3, Mn2O7. Какие из данных оксидов будут вступать в реакцию: а) с соляной кислотой, б) с гидроксидом натрия, в) и с соляной кислотой, и с гидроксидом натрия; записать уравнения химических

реакций.

11. Указать, какая из приведенных графических формул отвечает оксиду Mn (VII) и почему:

O

19

12.Приведите молекулярные и графические формулы оксидов: магния, алюминия, азота (IV), азота (I), фосфора (V), серы (VI), хлора (VII), марганца (VII), хрома (III). Приведите реакции гидратации (взаимодействия с водой) этих оксидов.

13.Напишите реакции, демонстрирующие кислотный характер следующих оксидов: CrO3, TeO3, Сl2O3, NO2, SeO2.

14.Приведите графические формулы, отражающие молекулярный состав оксидов фосфора(III) P4O6 и фосфора(V) P4O10.

15.На основании структурных формул объясните, какие из приведенных бинарных кислородных соединений относятся к оксидам:

16.Приведите реакции, демонстрирующих кислотно-основные свойства оксидов: Na2O, MgO, Al2O3, SiO2, P2O5, SO3, Cl2O7, CrO, Cr2O3, CrO3.

9.2.Гидроксиды – основные (основания), амфотерные, кислотные (оксокислоты).

Гидроксидами называются сложные вещества, содержащие группировку OH-, которая связана через атом кислорода одинарной химической связью с различными химическими элементами. Подобно оксидам,

в зависимости от характера химической связи Э-ОН, гидроксиды подразделяются на основные (основания) (NaOH, Tl(OH), Cu(OH), Mg(OH)2, Ba(OH)2, Cr(OH)2) с преимущественно ионной связью, амфотерные (I(OH), Be(OH)2, B(OH)3), Zn(OH)2, Fe(OH)3, Al(OH)3) с ионно-ковалентным типом связи и кислотные (кислородсодержащие или оксокислоты) (NO2(OH) HNO3,

PO(OH)3 H3PO4, SO2(OH)2 H2SO4, Te(OH)6 H6TeO6), ClO3(OH) HClO4,

MnO2(OH)2 H2MnO4, MnO3(OH) HMnO4) с преимущественно ковалентной связью.

В соответствии с преимущественно ионным характером химической связи Э-ОН основные гидроксиды (основания) при растворении в воде диссоциируют с образованием гидроксид-ионов и катионов, причем, в зависимости от эффективности (степени) диссоциации различают сильные основания (NaOH, Ba(OH)2), диссоциирующие практически нацело, основания средней силы (Tl(OH), Mg(OH)2, Cr(OH)2) и слабые основания (Сu(OH), Fe(OH)2), диссоциация которых протекает частично:

NaOH → Na+ + OH-, Fe(OH)2 Fe2+ + 2OH-

Кислотные гидроксиды (оксокислоты) в водных растворах диссоциируют с образованием ионов гидроксония H3O+, которые сокращенно часто изображают в виде катиона водорода H+. Подобно основаниям, кислотные гидроксиды по степени их диссоциации подразделяют на сильные (HNO3, HClO4), средней силы (HAsO3, HClO2) и слабые (HClO, H5IO6) кислоты:

HNO3 + H2O → H3O+ + NO3- (HNO3 → H+ + NO3-)

20

HI>HBr>HClO4>HCl>H2SO4>HMnO4>HNO3│>H2Cr2O7>H2CrO4>H2SO3>H3PO4>HF│

Слабые

> HNO2 > HCOOH > CH3COOH > H2CO3 > H2S > HClO > HCN > H3BO3 > H2SiO3

Амфотерные гидроксиды в основном плохо растворимы в воде и проявляют как слабые основные, так и кислотные свойства:

OH- + I+ I(OH), HIO IO- + H+

2OH- + Zn2+ Zn(OH)2 + 2H2O [Zn(OH)4]2- + 2H+

Образование в процессе диссоциации гидроксидов катионов гидроксония, или гидроксид-ионов определяет важнейшее химическое свойство гидроксидов

– реакцию нейтрализации, приводящую к образованию воды и соли при взаимодействии оснований и кислот:

NaOH (Na + OH-) + HNO3 (H+ + NO3-) = NaNO3 (Na+ + NO3-) + H2O OH- + H+ = H2O

Обладая кислотно-основной двойственностью, амфотерные гидроксиды в реакциях нейтрализации могут выступать как в качестве основания, так и кислоты:

I(OH) + HClO4 = IClO4 + H2O

HIO + NaOH = NaIO + H2O

Подобно амфотерным оксидам металлов, взаимодействие с основаниями их гидроксидов в водных растворах приводит к образованию солей, содержащих не оксо-, а гидроксокомплексные анионы:

Al(OH)3↓ + 3NaOH = Na3[Al(OH)6]

Образование же оксосолей происходит при взаимодействии амфотерных гидроксидов со щелочными расплавами:

Al(OH)3↓ + NaOH (расплав) = NaAlO2 + 2Н2О

В зависимости от числа OH- группировок, содержащихся в гидроксиде, кислотные гидроксиды подразделяют на одно- (HNO3), двух- (H2SO4), трех- (H3PO4) и т.д. основные кислоты, а основные гидроксиды – на одно- (NaOH), двух- (Ca(OH)2), трех- (Al(OH)3) кислотные основания.

По растворимости основания делятся на растворимые и нерастворимые. Основания щелочных (Li, Na, K, Rb, Cs) и щелочноземельных (Ca, Sr, Ba) металлов являются растворимыми в воде и называются щелочами.

Систематические названия основных и амфотерных гидроксидов образуются из слова гидроксид и русского названия элемента в родительном падеже с указанием (для элементов с переменной степенью окисления) римскими цифрами в круглых скобках степени окисления элемента:

21

Тривиальные названия некоторых гидроксидов, в основном используемые в технической литературе, приведены в приложении 2.

Следует отметить специфику названия водного раствора аммиака, частичная диссоциация которого приводит к образованию в растворе гидроксид-ионов и проявлению слабых основных свойств. Ранее полагали, что в водном растворе аммиак образует гидроксид аммония состава NH4OH. Однако в настоящее время установлено, что основной формой существования аммиака в водном растворе является его гидратированные молекулы, которые условно записывают в виде NH3×H2O и называют гидрат аммиака. Подобно аммиаку, водные растворы гидразина N2H4 и гидроксиламина NH2OH также в основном содержат гидратированные молекулы, которые называют: N2H4×H2O – гидрат гидразина и NH2OH×H2O – гидрат гидроксиламина.

Упражнения:

10. Приведите систематические названия гидроксидов, классифицируйте их по кислотности и растворимости: LiOH, Sr(OH)2, Cu(OH)2, Cd(OH)2, Al(OH)3, Cr(OH)3. Приведите формулы

соответствующих им оксидов.

11.Приведите молекулярные и графические формулы гидроксидов: гидроксид железа (III), гидроксид берилия, гидроксид лития, гидроксид хрома (III), гидроксид магния. Какие из данных гидроксидов будут взаимодействовать а) с гидроксидом калия, б) с оксидом бария, в) с соляной кислотой? Написать уравнения реакций.

12.Приведите реакции, демонстрирующие кислотно-основные свойства гидроксидов бария, цинка, калия и хрома (III), а также методы их получения.

Систематические названия кислотных гидроксидов (оксокислот) строятся по правилам номенклатуры для комплексных соединений, которые будут рассмотрены ниже. В тоже время, в отечественной практике широко используются традиционные названия распространенных оксокислот – угольная, серная, фосфорная и т.д. Их применение допустимо, но только для ограниченного круга действительно наиболее распространенных кислот, а в остальных случаях следует применять систематические названия.

Традиционное название оксокислоты состоит из двух слов: названия кислоты, выраженного прилагательным и группового слова кислота. Название кислоты образуется из русского названия кислотообразующего элемента (если в названии элемента есть окончание «й», «о», «а», то оно опускается) с добавлением, в зависимости от степени окисления элемента, различных окончаний

(табл. 1.3, 1.4). По традиции H2CO3 называют угольной, а не углеродной кислотой.

В соответствии с менделеевским правилом «четности» для кислотообразующих p-элементов IV-VI группы наиболее характерны степени окисления соответствующие номеру группы N, а также N-2 и N-4.

Как видно из табл. 1.2, для высшей степени окисления элемента N название кислоты образуется добавлением к названию большинства элементов

22

окончаний: -ная, -евая и –овая. Для мышьяка и сурьмы по правилам русского языка используются окончания -янная и –яная. Название кислот со степенью окисления элемента N-2 образуется в основном образуется с помощью окончания –истая (для серы, мышьяка и сурьмы: –нистая, -овистая и – янистая). Кислоты, образованные элементами с наиболее низкими степенями окисления N-4, имеют окончания –новатистая. Для фосфористой H2PHO3 и фосфорноватистой HPH2O2 кислот, характеризующихся специфическими строением в связи с наличием Р-Н связей, рекомендуется использовать специальные названия – фосфоновая и фосфиновая.

В некоторых случаях происходит образование двух форм кислот, в которых кислотообразующий элемент находится в одинаковой степени окисления. К названию кислоты с бóльшим количеством гидроксо-групп прибавляется приставка орто-, а к названию кислоты с мéньшим числом гидроксо-групп прибавляется приставка мета-.

Таблица 3. Традиционные названия оксокислот р-элементов III-VI группы.

Традиционные названия оксокислот галогенов (табл. 4) в высшей степени окисления N, также образуются добавлением к названию элемента окончания –

23

ная. Однако, для оксокислот галогенов в степени окисления N-2 используются окончания –новатая, а окончание –истая применяется для названия кислот со степенью окисления галогенов N-4. Оксокислоты галогенов с наиболее низкими степенями окисления N-6 имеют окончания –новатистая.

Несмотря на то, что характерные степени окисления переходных d-элемен- тов не подчиняются менделеевскому правилу «четности», высшая степень окисления d-металлов, образующих побочные подгруппы III-VII группы, также определяются номером группы N и традиционные названия их оксокислот образуются подобно р-элементам c помощью окончаний – овая, -евая: H4TiO4 титановая, H3VO4 ванадиевая, H2CrO4 хромовая, H2Cr2O7 дихромовая, HMnO4 марганцевая. Для оксокислот d-элементов в более низких степенях окисления металла рекомендуется использовать систематические названия, образованные по правилам для комплексных соединений.

Таблица 4. Традиционные названия оксокислот р-элементов VII группы.

Упражнения:

13. Приведите традиционные названия и графические формулы следую-

щих оксокислот: H2SO4, H2S2O7, HNO3, HNO2, H3PO4, HPO3, H4P2O7, H2PHO3, HPH2O2, HClO, HClO2, HClO3, HClO4, H5IO6, HMnO4,

H2Cr2O7.

14.Приведите молекулярные и графические формулы следующих оксокислот: бромноватистая, иодная, селенистая, ортотеллуровая, метамышьяковая, дикремниевая, метаоловянная, фосфористая (фосфоновая), фосфорноватистая (фосфиновая), пентафосфорная, метаванадиевая.

15.Приведите реакции, демонстрирующие общие методы получения оксокислот. Приведите примеры оксидов элементов в промежуточных степенях окисления, которые при взаимодействии с водой образуют две кислоты.

24

16.Напишите реакции дегидратации следующих кислот: H3BO3, HMnO4, H2S2O7, HNO2, H3PO4, H2WO4, H3AsO3, H2CrO4. Приведите названия кислот и получающихся кислотных оксидов (ангидридов кислот).

17.Какие из перечисленных веществ будут взаимодействовать с соляной

кислотой: Zn, CO, Mg(OH)2, CaCO3, Cu, N2O5, Al(OH)3, Na2SiO3, BaO? Напишите уравнения реакций.

18.Напишите реакции, демонстрирующие кислотный характер следующих

оксидов, назовите соответствующие им кислоты: P4O10, SeO3, N2O3, NO2, SO2, As2O5.

19.Приведите реакции взаимного перехода между фосфорными кислотами:

H3PO4→HPO3, H3PO4→H4P2O7, HPO3→H3PO4, HPO3→H4P2O7, H4P2O7→HPO3, H4P2O7→H3PO4.

9.3.Пероксокислоты.

Кислотные гидроксиды, содержащие пероксидную группу –О-О- получили групповое название пероксокислоты. Пероксидная группа в составе пероксокислот может замещать как атом кислорода в гидроксид-

ной группировке, так и мостиковый кислородный атом, объединяющий атомы элемента кислотообразователя в полиядерных кислотных гидроксидах:

При записи формул пероксокислот рекомендуется пероксидную группу заключать в круглые скобки и записывать в правой части формулы. Традиционные названия пероксокислот образуются из названия соответствущей оксокислоты с добавлением приставки пероксо-. При наличии в составе пероксокислоты нескольких пероксидных группировок их количество указывается численной приставкой: ди-, три-, тетра- и т.д. Например: HNO2(O2) пероксоазотная кислота, H3PO2(O2)2 дипероксофосфорная кислота.

Упражнение:

9. Приведите традиционные названия и графические формулы следующих пероксокислот: H3PO2(O2), H4P2O6(O2), H3BO2(O2).

9.4.Тиокислоты, политионовые и другие замещенные оксокислоты*- раздел для углубленного изучения.

25

Оксокислоты, в которых часть или все атомы кислорода замещены на атомы серы, называют тиокислотами. При записи формул тиокислот рекомендуется серу помещать на последнее место справа - H3PO3S, H3PO2S2, H3POS4, H3PS4:

Традиционные названия тиокислот образуются из названия соответствующей оксокислоты с добавлением приставки тио-; при замещении двух и более атомов кислорода на атомы серы их количество указывается численными приставками: ди-, три-, тетра- и т.д.

Оксокислоты общей формулы H2(O3S-Sn-SO3) (n = 0÷4) называют политионовыми. Характерной особенностью их строения (за исключение H2S2O6) является наличие мостиковых атомов серы, объединяющих две структурные {SO3}- группировки:

В дитионовой кислоте две структурные группировки объединениы непосредственно атомами серы-кислотообразователями H2(O3S-SO3). Традиционные названия политионовых кислот состояи из чмсловой приставки, указывающей общее количество атомов серы в составе и группового окончания –тионовая кислота.

Кислотные гидроксиды, в которых часть гидроксидных группировок или атомов кислорода замещена на другие атомы галогенов или -NH2, =NH группировки, называют замещенными кислотами. Традиционные названия таких кислот образуются от названия соответствующей оксокислоты с добавлением приставки, составленной из названия замещающих атомов галогенов или групп (NH2 – амид, NH – имид) и соединительной гласной –о. В формулах таких кислот замещающие атомы или группы помещают на последнее место.

26

По традиции, замещенные серные кислоты называют сульфоновыми кислотами:

HSO3F - фторсульфоновая, HSO3Cl - хлорсульфоновая,

HSO3(NH2) – амидосульфоновая, H2S2O4(NH) - имидодисульфоновая кислота.

Упражнения:

10.Приведите традиционные названия замещенных оксокислот: HSeO3F, HAsO2Cl2, H2CS3, H3POS3, H2AsO3(NH2).

11.Приведите молекулярные и графические формулы кислот: тиосер-

ная, тритионовая, дитиосурьмяная, амидосульфоновая, диброммышьяковая, амидоугольная.

9.5.Бескислородные кислоты.

Водные растворы водородных соединений халькогенов (H2S, H2Se, H2Te) и галогенов (HF, HCl, HBr, HI), а также псевдогалогенов (HCN, HNCS, HCNO, HN3), в которых роль электроотрицательных составляю-

щих (анионов) играют группы атомов, обладающих галогенидоподобными свойствами, проявляют кислотные свойства и диссоциируют с образованием ионов гидроксония. Они образуют семейство бескислородных кислот.

Систематическое название бескислородных кислот образуется из русского названия элемента или специального названия псевдогалогенидной группировки с добавлением соединительной гласной –о и словосочетания водородная

HN3 - азидоводородная кислота (или азотистоводородная кислота). Исторически для водных растворов ряда бескислородных кислот в химичес-

кой практике применяют и тривиальные названия (см. приложение 2):

Упражнение:

12. Приведите систематические и тривиальные названия бескислородных кислот: HCl, HCN, HBr, HNCS, HI, H2S, HF, H2Se.

13. Приведите формулы следующих кислот: синильная, бромоводородная, плавиковая, азидоводородная, сероводородная, родановодородная, иодоводородная, циановодородная, тиоционатоводородная кислота.

9.6.Галогенангидриды.

Галогенангидридами называют сложные вещества, которые можно рассматривать как продукты полного замещения гидроксидных группировок в молекулах оксокислот атомами галогенов. Таким образом, гало-

генангидриды являются конечным членом ряда последовательных превращений оксокислоты при замещении гидроксидных групп на атомы галогенов: ок-

27

сокислота → галогензамещенная оксокислота → галогенангидрид. Например, POCl3 является конечным членом ряда последовательного замещения трех гидроксидных групп в ортофосфорной кислоте:

Некоторые галогенангидриды могут быть рассмотрены как производные неустойчивых оксокислот – например, CCl4 и PCl5 формально являются хлорангидридами полностью гидратированных кислотных гидроксидов углерода (IV) H4CO4 и фосфора (V) H5PO5, в которых число гидроксидных групп совпадает со степенью окисления элемента-кислотообразователя. Галогенангидриды могут содержать либо атомы только одного галогена, либо атомы разных галогенов: POCl3, POBrCl2, POIBrCl.

В химической практике для галогенангидридов используют несколько методов построения их названий:

-по правилам систематической номенклатуры для сложных соединений с использованием латинских числовых приставок указывающих количество электроотрицательных галогенидных и оксидных ионов галогенангидрида:

PCl3 - трихлорид фосфора, PCl5 - пентахлорид фосфора,

POCl3 - трихлорид-оксид фосфора, POBrCl2 - дихлорид-бромид-оксид фосфора; - по правилам систематической номенклатуры для бинарных соединений с указанием по методу Штока римскими цифрами в круглых скобках степени

окисления элемента:

PCl3 - хлорид фосфора (III), PCl5 - хлорид фосфора (V);

-традиционные названия образуют с помощью числовых приставок, указывающих количество атомов галогенов, русского названия галогенов, оконча-

ния – ангидрид и названия килоты в родительном падеже: PCl3 - трихлорангидрид фосфористой кислоты, POCl3 - трихлорангидрид фосфорной кислоты, POBrCl2 - дихлорбромангидрид фосфорной кислоты;

-для галогеннгидридов серной и сернистой кислоты допускается ограниченное использование специальных названий, в которых применяются специаль-

ные названия катионов: SO22+ - сульфурил и SO2+ - тионил:

SO2Cl2 - сульфурилхлорид, SO2FCl - сульфурилхлоридфторид, SOBr2 - тионилбромид, SOF2 - тионилфторид.

Характерным химическим свойством галогенангидридов является их эффективное взаимодействие с водой с образованием галогеноводородной и оксокислоты:

PCl5 + 3H2O = H3PO4 + 5HCl

POBrCl2 + 3H2O = H3PO4 + 2HCl + HBr

28

Упражнения:

14. Приведите систематические и традиционные названия галогенангидридов и напишите реакции их взаимодействия с водой: SbOCl, SeO2F2, NOBr, NO2F2, NF3, AsOCl2F, CO2Cl2, SOCl2, SO2Br2.

15. Приведите молекулярные и графические формулы галогенангидридов: хлорид-оксид бора, бромид кремния(IV), дифторид-оксид кремния, сульфурилфторид, дихлорангидрид селенистой кислоты, сульфурилбромид, тионилхлорид, хлоробромойодоангидрид ортофосфорной кислоты, дихлоробромоангидрид ортомышьяковой кислоты, тионилфторид.

9.7.Соли.

Соли являются одним из наиболее емких по числу химических соединений классов неорганических соединений. Они образуются в результате самых разнообразных химических процессов и, в частности, яв-

ляются продуктами кислотно-основных реакций взаимодействия основных и кислотных бинарных ЭnXm и полиэлементных химических соединений, характеризующихся соответственно преимущественно ионным и ковалентным характером химической связи Э-Х (табл. 1.5).

Таблица 1.5. Кислотно-основные реакции солеобразования.

В составе солей можно выделить катионную и анионную составляющие, являющиеся производными исходных основных и кислотных соединений и имеющих преимущественно ионный характер химической связи. Вследствие этого

29

в расплавах и растворах соли подвергаются процессу электролитической диссоциации, приводящей к образованию катионов и анионов.

В зависимости от состава соли классифицируются по природе катионов и анионов:

-соли со сложными катионами на основе двух разных ионов металла или

иона аммония и металла ({(KAl)[SO4]2, {(NH4)2Fe}[SO4]2) называются двойными солями, а соли со сложными анионами (Ca[(ClO)Cl], Fe[(SO4)NO3]) –

смешанными солями:

-в зависимости от того, анионы каких кислот входят в состав соли, выделяют:

соли оксокислот и бескислородных кислот (Na2SO4 и Na2S), а также соли различных замещенных оксокислот (Na2S2O8, Na2SO3S, NaSO3Cl и т.д.):