S Сульфур сірка

Si Силіцій силіцій

Важливими класами неорганічних сполук є оксиди, основи, кислоти і солі.

Оксиди

Оксидами називаються сполуки елементів з Оксигеном. Наприклад: Na₂О –натрій оксид, ZnO – цинк оксид. Якщо елемент утворює декілька оксидів, то після назви вказується його ступінь окиснення: FeO ферум (ІІ) оксид, Fe₂О₃ – ферум (ІІІ) оксид, Cl₂О₇ – хлор (VІІ) оксид.

Оксиди поділяються на солеутворюючі і несолеутворюючі (СО, NО, N₂О). Перші поділяються на основні, кислотні і амфотерні.

Основними називаються оксиди, що утворюють солі при взаємодії з кислотами або кислотними оксидами. Їм відповідають основи: СаО – Са(ОН)₂, FеО – Fе(ОН)₂. Основними можуть бути тільки оксиди металів.

Кислотними називаються оксиди, що утворюють солі взаємодією з основами або основними оксидами. Їм відповідають кислоти SО₂ – Н₂SО₃, Р₂О₅ – Н₃РО₄. Ці оксиди називаються ангідридами кислот. Кислотні оксиди утворюються неметалами і деякими металами, які проявляють вищий ступінь окиснення. Наприклад: манган (VІІ) оксиду Мn₂О₇ відповідає манганатна (VІІ) кислота НМnО₄, хром (VI) оксиду СrО₃ – хроматна (VІ) кислота Н₂СrО₄.

Амфотерними називаються оксиди, що утворюють солі як з кислотами, так і з основами, наприклад: ZnО; Аl₂О₃; РbО; Сr₂О₃.

Властивості оксидів пов’язані з положенням елементів у Періодичній системі. Так, властивості оксидів елементів ІІІ періоду (Na₂O, MgO, Al₂O₃, SіO₂, Р₂О₅, SO₃, Сl₂O₇) змінюються зі збільшенням порядкового номера елемента від основних (Na₂O, MgO) через амфотерні (Al₂O₃) до кислотних (SіO₂, Р₂О₅, SO₃, Сl₂O₇).

Ступінь окиснення елементів також впливає на властивості їх оксидів: оксиди елементів нижчого ступеню окиснення проявляють основні властивості, середнього – амфотерні, вищого – кислотні. Наприклад: CrO – основний оксид, Cr₂O₃ – амфотерний, CrО₃ – кислотний.

Оксиди одержують безпосоредньою взаємодією з киснем, при розкладенні основ, кислот і солей:

2Мg + О₂  МgО; СаСО₃  СаО + СО₂;

Mg(OH)₂  MgО + H₂O; 2Н₃ВО₃  В₂О₃ + 3Н₂О.

Хімічні властивості оксидів

І. Основні оксиди взаємодіють з кислотами з утворенням солі і води:

FeO + H₂SO₄  FeSO₄ + H₂O.

2. Кислотні оксиди взаємодіють з основами з утворенням солі і води:

SO₃ + 2NaOH  Na₂SO₄ + H₂O.

3. При взаємодії кислотних і основних оксидів утворюється сіль:

СаО + СО₂  СаСО₃.

4. Більшість кислотних оксидів і оксиди лужних і лужно-земельних металів взаємодіють з водою:

SO₃ + H₂O  H₂SO₄; Na₂O + H₂O  2NaOH.

5. Амфотерні окисди реагують з кислотами і основами:

ZnO + HCl  ZnCl₂ + H₂O;

ZnO + 2NaOH  Na₂ZnO₂ + H₂O.

Кислоти Кислотами називаються речовини, які при електролітичній дисоціації з катіонів утворюють тільки катіони Гідрогену. Наприклад:

HCІ  H⁺ + CІ^– ; СН₃СООН  Н⁺ + СН₃СОО^–.

Кислоти поділяються за кількістю утворених іонів Гідрогену при дисоціації; наявності у їх складі Оксигену, силі кислот (їх ступені дисоціації) та їх окиснювальними властивостями.

Основність кислоти визначається числом іонів Гідрогену, утворених при дисоціації однієї молекули речовини. Поділяють кислоти на одноосновні (НСІ, НNO₃), двоосновні (H₂SO₄, H₂S), триосновні (Н₃РО₄). Дво- і багатоосновні кислоти дисоціюють ступінчасто: Наприклад:

Н₃РО₄  Н⁺+ Н₂РО₄^– (перший ступінь);

Н₂РО₄^–  Н⁺ + НРО₄^2– (другий ступінь);

HPO₄^2–  H⁺ + PO₄^3– (третій ступінь);

Дисоціація проходить частіше по першому ступеню, менше – по другому і ще менше — по третьому. Тому в розчині фосфатної кислоти є молекули Н₃РО₄ та іони Н₂РО₄^–, НРО₄^2– , РО₄^3– і Н⁺ .

Розрізняють кислоти оксигеновмісні (HNO₃; H₂SO₄; Н₃РО₄), які є гідратами відповідних оксидів, і безоксигенові (HCІ; H₂S; HCNS).

За кількістю іонів Гідрогену, утворених при дисоціації певної кількості молекул речовини (ступеню дисоціації кислоти – ), розрізняють сильні кислоти – НСІ, HBr, HI, H₂SO₄, HNO₃, HCIO₄ ( > 30%), слабкі кислоти – Н₂СО₃, Н₂SO₃, H₂S, H₂SiO₃, HNO₂ (<3%) і кислоти середньої сили –Н₃РО₄ і т. д.

За елементом-окиснювачем розрізняють звичайні кислоти, у яких окиснювачем є іон Гідрогену і кислоти-окиснювачи, де окиснювачем є елемент, який утворює кислоту. Кислотами-окиснювачами є нітратна кислота будь-якої концентрації і сульфатна кислота концентрована. Всі інші кислоти, в тому числі і сульфатна кислота розбавлена є звичайними (простими) кислотами.

Назви кислот

Назви деяких аніонів: SO₄^2– – cульфат, SO₃^2– – сульфіт, РО₄^3– – фосфат, NO₃^– – нітрат, NO₂^– – нітрит, Cl^– – хлорид, Br^– – бромід, F^– – флуорид.

Назву кислоти можна будувати, використовуючи назву аніона і іменника “кислота”: H₂SO₄ – cульфатна кислота, HNO₃ – нітратна, H₂CrO₄ – хроматна, H₂SO₃ – сульфітна кислоти. Безоксигенові кислот називають так: HІ – йодидна кислота, HCl – хлоридна кислота. Можно також використовувати традиційні назви, наприклад, HCl – хлороводнева кислота.

Кислоти одержують при взаємодії кислотних оксидів з водою; солей з кислотами (одержана кислота повинна бути більш слабкою, менш розчинною або більш леткою, ніж взята); неметалів з воднем:

SO₃+ H₂O  H₂SO₄; P₂O₅+3H₂O  2H₃PO₄;

Na₂SіО₃+H₂SO₄  Na₂SO₄ + H₂SіО₃;

Н₂ + Сl₂  2HСl; H₂ + S  H₂S.

Хімічні властивості кислот

1. Взаємодія з металами (подробно розглядається в темі "Властивості металів").

2. Взаємодія з основними оксидами:

СuO + H₂SO₄  CuSO₄ + H₂O; Fe₂O₃ + 6HCl  2FeCl₃ + 3H₂O.

3. Взаємодія з основами ( реакція нейтралізації):

NaOH + HCl  NaCl + H₂O; Cu(OH)₂ + H₂SO₄  CuSO₄ + 2H₂O.

4. Взаємодія з солями:

H₂SO₄ + BaCl₂  BaSO₄ + 2HCl; HCl+AgNO₃  HNO₃ + AgCl.

Основи

Основами називають речовини, при електролітичній дисоціації яких утворюються гідроксид-іони. Основами є гідрати основних оксидів. Загальна формула основ – Me(OH)_n. Кількість гідроксильних груп дорівнює ступеню окиснення металу і визначає кислотність основи. Так, NaOH — однокислотна, Са(ОН)₂ — двокислотна основа.

Багатокислотні основи дисоціюють ступінчасто:

Са(ОН)₂  СаОН⁺ + ОН^– (перший ступінь);

СаОН⁺  Са²⁺ + ОН^– (другий ступінь).

Назви основ складаються з назви катіона і слова “гідроксид”. Наприклад: КОН – калій гідроксид. Якщо елемент утворює декілька основ, то вказують ступінь його окиснення: Fe(OH)₂ – ферум (ІІ) гідроксид, Fe(OH)₃ – ферум (ІІІ) гідроксид.

Основи, розчинні у воді, називають лугами. Це гідроксиди лужних і лужно-земельних металів: NaOH; КОН; RbOH; CsOH; Са(ОН)₂; Sr(OH)₂; Ва(ОН)₂ (три останні сполуки малорозчинні).

Основи добувають взаємодією лужних і лужно-земельних металів або їх оксидів з водою; солей з лугами (цей спосіб використовується для одержання нерозчинних в воді основ):

2Na + 2H₂O  2NaOH + H₂; Ва + 2Н₂О  Ва(ОН)₂ + Н₂;

Na₂O + H₂O  2NaOH; СаО + Н₂О  Са(ОН)₂;

FeSO₄ + 2NaOH  Fe(OH)₂ + Na₂SO₄; CuCl₂ + 2KOH = Cu(OH)₂.

Хімічні властивості основ.

1. Взаємодія з кислотою (реакція нейтралізації):

KOH + HCl  KCl + H₂O; Cu(OH)₂ + H₂SO₄  CuSO₄ +2H₂O.

2. Взаємодія з кислотними оксидами (ангідридами кислот):

2NaOH+CO₂  Na₂CO₃ + H₂O; Ca(OH)₂ + SO₃  CaSO₄ + H₂O.

3. Взаємодія з солями:

Fe₂(SO₄)₃ + 6NaOH  3Na₂SO₄ + 2Fe(OH)₃.

Амфотерні гідроксиди

Гідрати амфотерних оксидів (Zn(OH)₂; Al(OH)₃; Cr(OH)₃; Sn(OH)₂ та ін.) мають амфотерні властивості. При взаємодії з кислотами амфотерні гідроксиди проявляють основні властивості:

Zn(OH)₂ + 2HCl  ZnCl₂ + 2H₂O; 2Al(OH)₃ + 3H₂SO₄  Al₂(SO₄)₃ + 6H₂O.

При взаємодії з основами вони проявляють кислотні властивості:

Zn(OH)₂ + 2NaOH  Na₂ZnO₂ + 2H₂O ( при сплавленні);

Натрій цинкат .

Al(OH)₃ + 3NaOH  Na₃[Al(OH)₆] (у розчинах).