3. Классы бинарных соединений от типа неметалла

Класс	Неметалл	Пример форму-лы соединения	Название
Галогениды	F, Cl, Br, I	NaCl	Хлорид натрия
Оксиды	O	FeO	Оксид железа (II)
Халькогениды	S, Se, Te	ZnS	Сульфид цинка
Пниктогениды	N, P, As	Li3N	Нитрид лития
Гидриды	H	CaH2	Гидрид кальция
Карбиды	C	SiC	Карбид кремния
Силициды	Si	FeSi	Силицид железа
Бориды	B	Mg3B2	Борид магния

Их названия образуются из латинского корня названия неметалла с окончанием «ид» и русского названия менее электроотрицательного элемента в родительном падеже (табл. 3). Если менее электроотрицательный элемент может находиться в разных окислительных состояниях, то после его названия в скобках указывают римскими цифрами его степень окисления. Так, Cu₂O - оксид меди (I), CuO- оксид меди (II), CO - оксид углерода (II), CO₂ - оксид углерода (IV), SF₆ - фторид серы (VI). Можно также вместо степени окисления указывать с помощью греческих числительных приставок (моно-, ди-, три-, тетра-, пента-, гекса- и т.д.) стехиометрический состав соединения: СО – монооксид углерода (приставку «моно» часто опускают), СО₂ – диоксид углерода, SF₆ – гексафторид серы, Fe₃O₄ – тетраоксид трижелеза. Для отдельных бинарных соединений сохраняют традиционные названия: Н₂О – вода, NН₃ – аммиак, РН₃ – фосфин.

1.3.1. Оксиды. Оксиды - сложные вещества, бинарные соединения, состоящие из двух элементов, один из которых является кислород. Атомы кислорода в оксидах связаны ионно или ковалентно с атомами электро­положительного элемента и не связаны друг с другом. Например:

O

Na Al О

O Mg = O O Si

Na Al O O

Na₂ O MgO Аl₂O₃ SiO₂

оксид оксид оксид оксид

натрия магния алюминия кремния

Оксиды образуют почти все химические элементы. При образовании названия к слову оксид добавляется название элемента в родительном падеже. Если элемент проявля­ет переменную степень окисления, то ему соответствует несколько оксидов. В таких слу­чаях при названии оксидов указывается степень окисления римской цифрой в скобках: Fe⁺²O –оксид железа (II), Fe⁺³₂ O₃ – оксид железа (III), S⁺⁴O₂ – оксид серы (IV), S⁺⁶О₃ – ок­сид серы (VI) и др.

По химическим свойствам оксиды можно разделить на солеобразующие (их большинст­во) и несолеобразующие (безразличные). Примером несолеобразующих оксидов могут служить такие, как NO, N₂O. Они не образуют солей. Солеобразующие оксиды подразде­ляются на кислотные, основные и амфотерные.

К кислотным относят оксиды типичных неметаллов (SО₃, N₂O₅, CO₂, P₂O₅, Сl₂O₇), а также оксиды некоторых металлов в их высшей степени окисления (СrO₃, V₂O₅, Mn₂O₇ и др.). Этим оксидам соответствуют кислоты.

Основные оксиды - это оксиды типичных металлов: Na₂O, MgO, BaO, CuO, Fe₂O₃ и др. Им соответствуют гидроксиды (основания).

К амфотерным относятся оксиды некоторых металлов: ZnO, Al₂O₃, SnO, Сr₂O₃, РbО и др. Они обладают одновременно свойствами кислотных и основных оксидов. В данной ра­боте амфотерные оксиды и гидроксиды не рассматриваются.

Получение оксидов

1.Взаимодействие простых веществ с кислородом:

2Mg + O_{2 =}^t° 2MgO;

S + О_{2 =}^t° SO₂

2. Разложение гидроксидов:

Mg(OH)_{2 =}^t° = MgO + H₂O;

Cu(OH)_{2 =}^t° CuO + H₂O

3. Разложение кислородных кислот при комнатной температуре и при нагревании:

Н₂СО₃ ↔ Н₂О + СО_2;

4HNO_{3 =}^t° 4NO₂ + 2Н₂О + О₂; 2Н₃BO_{3 =}^t° В₂О₃ + ЗН₂О

4.Разложение солей кислородных кислот:

СаСО_{3 =}^t° СаО + СО₂;

Fe₂(SO₄)_{3 =}^t° Fe₂O₃ + 3SO₃

5. Разложение оксидов, образованных металлом в высшей степени окисления:

4СrO_{3 =}^t° 2Сr₂О₃ + ЗО₂

Известны и другие способы получение оксидов, но они применяются редко.

Свойства оксидов

1.Большинство кислотных оксидов взаимодействуют с водой, образуя кислоты:

СО₂ + Н₂О ↔ Н₂СО₃;

SO₃ + Н₂О ↔ H₂SO₄

Оксид кремния (IV) SiO₂, а так же кислотные оксиды некоторых металлов (WO₃, MoO₃) не взаимодействуют с водой. Из основных оксидов в воде растворимы только окси­ды щелочных (Li₂O, Na₂O, K₂O) и щелочноземельных металлов (СаО, SrO, BaO), при этом образуются соответствующие гидроксиды:

Na₂O + H₂O = 2NaOH

ВаО +Н₂О =Ва(ОН)₂

Оксиды остальных металлов с водой не реагируют и соответствующие им гидроксиды получают косвенным путем.

2. Кислотные оксиды взаимодействуют с гидроксидами и их растворами, образуя соль и воду:

SO₃ + 2NaOH = Na₂SO₄ + Н₂О;

СО₂ + Са(ОН)₂ = ↓ СаСОз + Н₂О.

Основные оксиды взаимодействуют с кислотами, также образуя соль и воду:

CuO + H₂SO₄ = CuSO₄ + H₂O

Fe₂O₃ + 6HCl = 2FeCl₃ + 3H₂O

3.Взаимодействие кислотных оксидов с основными приводит к образованию солей:

SO₃ + Na₂O = Na₂SO₄

SiO₂ + CaO = CaSiO₃

1.3.2. Кислоты. Кислоты - это электролиты, диссоциирующие в водных растворах с образованием только катионов водорода.

HCl ↔ H⁺ + Cl ^¯ ; CH₂COOH ↔H⁺ + CH₃COO¯

Кислоты по своему химическому составу могут быть кислородными (HNO₃, HNO₂, H₂SO₄, Н₂СО₃ и др.) бескислородными (Н₂S, НСl, HF, HBr, HCN) и др. Названия кислородных кислот происходят от названия кислото-образователя (центрального атома). Например, Н₂СО₃ – угольная кислота.

Если элемент – кислотообразователь проявляет перемен-ную степень окисления и образу­ет несколько кислородных кислот, то в названиях кислот с высшей степенью окисления элемента употребляется -ная, -вая, с наименьшей степенью окисления элемента -истая: HNO₃ – азотная; HNO₂ – азотистая; H₂SO₄ – серная; H₂SO₃ – сернистая; НМnO₄ –марганцевая; Н₂МnO₄ – марганцовистая. В тех случаях, когда элемент в одной и той же степени окисления образует несколько кислородных кислот, отличающихся между собой количеством атомов водорода и кисло­рода, к названию кислот добавляются приставки: мета – (наименьшее количество атомов водорода и киcлорода): орто – (наибольшее количество атомов водорода и кислорода). На­пример, НРО₃ – метафосфорная кислота, Н₃РO₄ – ортофосфорная кислота.

Некоторые кислотообразующие элементы при одной и той же степени окисления обра­зуют несколько кислот, молекулы которых отличаются числом атомов кислотообразовате­ля. Эти кислоты называются изополикислотами. В названии кислоты содержится при­ставка из русского числительного, показы-вающая число атомов кислотообразователя в ее молекуле. Например: Н₂S₂О₇ – двусерная кислота; Н₂B₄O₇ – четырех-борная кислота; H₄P₂O₇ – двуфосфорная кислота; Н₂Сr₂О₇ - двухромовая кислота.