Лабораторная работа № 1 классы неорганических соединений

К основным классам неорганических соединений относятся оксиды, кислоты, основания и соли.

Оксиды. Оксидами называют соединения элементов с кислородом, в которых он проявляет степень окисления -2 (Na₂O, CaO, Al₂O₃, SO₂, P₂O₅). Они могут быть получены при горении или медленном окислении простых и сложных веществ, также как и при термическом разложении последних. Оксиды, которые не образуют гидратных соединений и солей, называют несолеобразующими (CO, NO, N₂O). Солеобразующие оксиды подразделяют на кислотные, основные и проявляющие кислотно-основную двойственность (амфотерные). Характерной особенностью кислотных и основных оксидов является образование ими солей при взаимодействии соответственно с основаниями (основными оксидами) и кислотами (кислотными оксидами). Кислотные оксиды, как правило, непосредственно взаимодействуют с водой. Кислотные оксиды образуют все неметаллы (кроме F, He, Ar, Kr) и те из металлов, которые могут находиться в высокой степени окисления +5, +6, +7 (V₂O₅, CrO₃, Mn₂O₇). Основные оксиды образуют металлы в низкой степени окисления (+1, +2): щелочные, щелочноземельные, магний, железо, кобальт и др. Оксиды третьей группы способны проявлять как кислотные, так и основные свойства, например:

ZnO + 2HCl = ZnCl₂ + H₂O;

ZnO + 2NaOH = Na₂ZnO₂ + H₂O

Такие оксиды образуют некоторые металлы в степени окисления +2 (BeO, ZnO, SnO) и почти все металлы в степени окисления +3 и +4 (Al₂O₃, Cr₂O₃. MnO₂, SnO₂). С повышением степени окисления металла основные свойства оксидов ослабевают, а кислотные усиливаются. В том же направлении изменяются свойства оксидов элементов одного и того же периода по ряду слева направо и, наоборот, усиливаются основные свойства оксидов с увеличением порядкового номера элементов в главных подгруппах периодической системы Д.И.Менделеева.

Кислоты. Согласно теории электролитической диссоциации кислотами называют вещества, которые при диссоциации в водных растворах образуют в качестве катионов только ионы водорода. Анионами в этих случаях становятся кислотные остатки. Число ионов водорода, образующихся при диссоциации одной молекулы кислоты, определяет ее основность. Для кислот характерно взаимодействие с основаниями и оксидами, проявляющими основные свойства или кислотно-основную двойственность, что приводит к образованию солей. Отсутствие или наличие атомов кислорода в молекулах кислот подразделяет их на бескислородные и кислородсодержащие. К первой группе относятся водные растворы галогеноводородов, сульфида, селенида и теллурида водорода; ко второй - гидратные производные кислотных оксидов. Прочность кислот определяется мерой способности их молекул разлагаться на оксид и воду. К непрочным относятся H₂CO₃, H₂SO₃. Сила кислот определяется их способностью к электролитической диссоциации. К сильным относятся HCl, HNO₃, H₂SO₄ и др., к средним - H₃PO₄, к слабым - CH₃COOH, HCN.

Основания. Основаниями называются вещества, которые при электролитической диссоциации в водных растворах образуют в качестве анионов только гидроксид-ионы ОН^-. Кислотность основания определяется числом гидроксогрупп в его молекуле. В воде хорошо растворимы только гидроксиды щелочных металлов, за исключением LiOH. Прочность основания определяется мерой их способности разлагаться на оксид и воду. К самым непрочным относятся гидроксиды серебра и ртути, разлагающиеся в момент своего образования. Сила основания определяется их способностью к электролитической диссоциации. Самыми сильными, полностью диссоциированными являются гидроксиды щелочных металлов. Для оснований характерны реакции образования солей при взаимодействии с кислотами и оксидами, способными проявлять кислотные свойства.

Соли. Солями называют вещества, которые при диссоциации в водных растворах образуют катионы металлов (или NH₄⁺) и анионы кислотных остатков. По составу различают средние, кислые, основные, двойные, смешанные соли. В водном растворе кислые соли образуют два катиона: ионы металла и водорода, а основные соли - два аниона: гидроксо-ион и кислотный остаток. Двойными солями называют соли, образованные разными катионами и одним и тем же анионом (KAl(SO₄)₂12H₂O). Смешанными называют соли, образованные одним и тем же катионом, но разными анионами (BaClNO₃, CaCl(OCl)).