Раздел 2 задания и методические указания по выполнению контрольной работы Тема 1. Основные классы неорганических соединений

Все вещества являются простыми или сложными. Простые вещества состоят из атомов одного и того же элемента, например металл железо – Fe, газ хлор Cl₂, кислород О₂ и т.д. По физическим и химическим свойствам простые вещества делятся на металлы и неметаллы.

Сложные вещества состоят из атомов нескольких элементов. Многоэлементные кислородосодержащие соединения по химическим свойствам разделяются на оксиды, основания, кислоты и соли.

Основания и кислородосодержащие кислоты часто рассматриваются как гидраты оксидов и объединяются в единый класс гидроксидов, имеющих основный или кислотный характер.

Оксиды - соединения элемента с кислородом. По свойствам различают основные, кислотные и амфотерные оксиды. Основным оксидам соответствуют основания. Это оксиды большинства металлов обычно со степенью окисления +1, +2 и редко +3.

Кислотным оксидам соответствуют кислоты. К ним относятся оксиды неметаллов (большинства р-элементов) со степенью окисления обычно +3, +4, +5, +6, +7, например, B₂O₃, CO₂, P₂O₅, SO₃, Cl₂O₇, а также некоторых металлов (d-элементов) с максимальной степенью окисления металла, например Ta₂O₅, MoO₃, Mn₂O₇.

Амфотерные оксиды – это оксиды некоторых элементов, которые в зависимости от условий проявляют свойства как основных, так и кислотных оксидов, т.е. характеризуются кислотно-основной двойственностью, например BeO, Al₂O₃, MnO₂, ZnO, Cr₂O₃, PbO, SnO, PbO₂, SnO₂ и т.д. Такие соединения могут реагировать и с кислотами, и с кислотными оксидами, проявляя основные свойства:

Кислоты – это электролиты, которые в водных растворах диссоциируют на катионы водорода и анионы кислотного остатка. Кислоты бывают сильные (HCl, HBr, HNO₃, H₂SO₄ и др.) и слабые (HNO₂, H₂CO₃, H₃PO₄ и др.). Основность кислоты определяется числом ионов Н⁺, участвующих в реакции с основанием, и является переменной величиной, например:

Н_ЗРО₄ Н⁺ + Н₂РО₄^-, основность кислоты равна 1;

Н_ЗРО₄ 2Н⁺ + НРО₄^2-, основность кислоты равна 2;

Н_ЗРО₄ 3Н⁺ + РО₄^3-, основность кислоты равна 3;

Основания – это электролиты, которые в водных растворах диссоциируют на гидроксид-ионы и катионы основного остатка, причем число образующихся ионов ОН^- определяет кислотность основания, например:

Cа(OH)₂ (CаOH)⁺ + OH^-, кислотность равна 1;

Cа(OH)₂ Cа²⁺ + 2OH^-, кислотность равна 2.

Амфотерные основания - это сложные вещества, которые обладают химическими свойствами основания и кислоты, т.е. как и амфотерные оксиды, характеризуются кислотно-основной двойственностью, и их можно представить в форме основания и кислоты:

Al(OH)₃ H₃AlO₃

Соли – вещества ионного строения, которые в водных растворах диссоциируют на ионы основного и кислотного остатка:

Na₂SO₄ 2Na⁺ + SO₄^2-

По составу различают следующие виды солей:

1) средние – продукты полной нейтрализации кислоты основанием, при этом происходит полное замещение атомов водорода в молекуле кислоты:

Сu(OH)₂ + H₂SO₄ = CuSO₄ + 2H₂O

2) при неполном замещении атомов водорода образуются кислые соли; их образуют обычно многоосновные кислоты при избытке последних:

Сu(OH)₂ + 2H₂SO₄ = Cu(НSO₄)₂ + 2H₂O

3) при частичном замещении групп ОН^- в молекуле основания кислотными остатками образуются основные соли:

2Сu(OH)₂ + H₂SO₄ = (CuОН)₂SO₄ + 2H₂O

Основные соли могут быть образованы только многокислотными основаниями.

При добавлении кислоты основные соли легко переходят в средние:

Al(OH)₂NO₃ + 2HNO₃ = Al(NO₃)₃ + 2H₂O

Для превращения кислой соли в нормальную соль следует добавить щелочи (основания):

Cu(НSO₄)₂ + Сu(OH)₂ = 2CuSO₄ = 2H₂O

Принципы научной классификации, химические свойства, способы получения, взаимные превращения и названия всех рассмотренных важнейших классов неорганических соединений подробно описаны в учебно-методической литературе.