1. Класифікація неорганічних сполук

Програмні питання

Основні класи неорганічних сполук. Оксиди: кислотні, основні та амфотерні; їх хімічні властивості. Кислоти: оксигенвмісні та безоксигенові; способи одержання кислот, їх властивості. Основи, луги; способи їх одержання, хімічні властивості. Амфотерні гідроксиди; способи одержання та хімічні властивості. Солі; одержання та хімічні властивості середніх, кислих і основних солей.

1.1. Оксиди

Знаючи властивості основних класів неорганічних сполук, можна теоретично передбачити хімічну поведінку речовин, які мають подібні властивості. Запропонована класифікація розглядає сполуки елементів з Окси-геном, але містить і деякі безоксигенові сполуки. Однак і вона не може охопити все різноманіття хімічних речовин.

Зазвичай виділяють такі основні класи неорганічних сполук: оксиди, кислоти, основи, амфотерні гідроксиди і солі.

Оксиди  це бінарні (тобто утворені з двох типів різних атомів) сполуки елементів з Оксигеном, причому Оксиген в оксидах має ступінь окиснення мінус 2. Отже, в оксидах немає зв’язку атомів Оксигену між собою.

Нагадаємо, що ступінь окиснення елемента – це такий заряд, який виник би на атомі за умови утворення іонних зв’язків з іншими атомами у хімічній сполуці.

Оксиди відомі практично для всіх хімічних елементів за винятком Гелію, Нeону, Aргону та Флуору.

Загальні формули оксидів:

₂О, О, ₂О₃, О₂, ₂О₅, О₃, ₂О₇ і О₄,

де Е  символ хімічного елемента (металу чи неметалу).

Бінарні сполуки типу та інші належать до пероксидів, в котрих оксиген має ступінь окиснення 1: (Na⁺¹О^1О^1Na⁺¹).

Оксиди за їх хімічним характером поділяють на солетворні (основні, кислотні та амфотерні) та несолетворні (індиферентні).

Зазвичай хімічний характер оксиду визначається його відношенням до кислот (або кислотних оксидів) і лугів (або основних оксидів лужних і лужно-земельних металів).

Основні оксиди  це завжди оксиди металів, які мають ступінь окиснення +1, +2. Наприклад: Na₂О, K₂О, CuO, MgO, CaO, MnО.

Гідратні сполуки (гідроксиди) основних оксидів є основами. Виняток  оксиди які мають амфотерні властивості. Взаємодіючи з кислотами та кислотними оксидами, основні оксиди утворюють солі:

Na₂O + H₂SO₄= Na₂SO₄ + H₂O

Na₂O + SO₃= Na₂SO₄

Між собою основні оксиди не реагують.

Кислотні оксиди (ангідриди відповідних кислот) – це оксиди, гідратні сполуки яких є кислотами. До них належать майже всі солетворні оксиди неметалів, а також значна кількість оксидів металів, у яких ступінь окиснення металу п’ять і вище , наприклад: B₂О₃, SiО₂, N₂О₅, SО₃, V₂О₅, CrО₃, Mn₂О₇ тощо. Кислотні оксиди реагують з основами, основними й амфотерними оксидами з утворенням солей:

SO₃ + 2NaOH= Na₂SO₄ + H₂O

SO₃ + CaO = CaSO₄

3SO₃ + Al₂O₃= Al₂(SO₄)₃

Амфотерні оксиди залежно від умов виявляють властивості і основних, і кислотних оксидів, тобто здатні реагувати і з кислотами, і з основами з утворенням солей. Вони можуть утворювати солі з кислотними та основними оксидами, а також взаємодіючи між собою:

ZnO + H₂SO₄= ZnSO₄ + H₂O

ZnO + 2NaOH= Na₂ZnO₂ + H₂O

До амфотерних оксидів належать та більшість оксидів металів зі ступенями окиснення +3, +4. Відповідні їм гідроксиди також мають амфотерний характер.

Оксиди, які не утворюють солей, реагуючи з іншими речовинами, називаються несолетворними. До них належать оксиди: СО, SiО, N₂O та NO, які не виявляють основних і кислотних властивостей. Але індиферентні вони лише під час реакцій солеутворення, вони можуть активно взаємодіяти в хімічних реакціях іншого типу.

Із найважливіших методів одержання оксидів зазначимо такі:

• Безпосереднє сполучення елементів з киснем:

2Cu + O₂ = 2CuO

S + O₂ = SO₂

• Окиснення хімічних сполук киснем або повітрям:

CuS + 3O₂= 2CuO + 2SO₂

• Розкладання гідратних сполук (гідроксидів):

Cu(OH)₂ = CuO + H₂O↑

H₂SiO₃ = SiO₂ + H₂O↑

• Розкладання солей оксигенвмісних кислот:

CaCO₃ = CaO + CO₂↑