2 Сложные вещества

Сложные вещества состоят из атомов различных элементов.

При соединении двух элементов образуются бинарные соединения. Данные соединения образуется при взаимодействии металла с неметаллом или неметалла с неметаллом. Например: КС1, Н₂О, НС1 и т.д. Из бинарных соединений наиболее распространенными являются оксиды.

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

Например: Н₂СО₃, КОН, К₂СО₃ и т.д.

Оксиды – соединения элементов с кислородом. Оксиды делятся на две группы: солеобразующие и несолеобразующие.

Несолеобразующие оксиды – не образуют кислоты, основания и соли. Например: NO, CO и др.

Солеобразующие оксиды – при определённых химических реакциях образуют соли. Солеобра­зующие оксиды подразделяются на кислотные, основные и амфотерные.

Кислотные оксиды – при взаимодействием с водой образуют кислоты.

Например, СО₂+ Н₂О = Н₂СО₃.

Кислот­ные оксиды образуют все неметаллы, а также металлы в степени окисления +3 и выше. Например: СО₂, Р₂О₃, Р₂О₅, SО₃, СrО₃ и др.

Некоторые оксиды являются смешанными оксидами двух кислот. Например, NО₂ является смешанным оксидом азотной и азотистой кислот 2NО₂ + Н₂О = HNО₃ + HNО₂.

Основные оксиды – при взаимодействием с водой образуют основания.

Например, Na₂О + Н₂О = 2NaOH.

К основным оксидам отно­сятся все оксиды, образованные щелочными, щелочноземельными и другими металлами в степенях окисления не выше +3. Например: Na₂О, СаО, BaO, MgO, NiO и др.

Амфотерные оксиды – это оксиды проявляющие как кислотные так и основные свойства. Например:

Сr₂О₃ + 6НС1 = 2СrС1₃ + 3Н₂О,

Сr₂О₃ + 2NaOH= 2NaCrО₂ + Н₂О.

Примеры амфотерных оксидов: BeO, ZnO, А1₂О₃, PbO, РbО₂, Fe₂О₃ и др.

В настоящее время за основу номенклатуры неорганических соединений принята номенклатура, разработанная Международным Союзом по теоретиче­ской и прикладной химии (IUPAC).

Названия оксидов образуются от слова «оксид» и названия элемента в ро­дительном падеже. Если элемент образует несколько оксидов, то в название

оксида включают валентность элемента. Например:

FeO– оксид железа(II), Fe₂ О₃– оксид железа(III).

Формулы соединений можно выражать посредством брутто-формул, которые показывают, какие элементы и в каком соотношении входят в состав соединения, а также графических формул, которые показывают не только состав, но и последовательность соединения атомов в соединении. Например, для оксида алюминия: брутто-формула – А1₂О₃,

графическая формула — О=А1–О–А1=О.

Существуют также смешанные оксиды. Например, Fe₃О₄ стехиометрически состоит из двух оксидов FeО и Fe₂О₃. В данном соединении FeО проявляет основные свойства, а Fe₂О₃– кислотные, поэтому этот оксид можно отнести к классу солей Fe(FeО₂)₂– феррит железа(II). Структурную формулу можно представить следующим образом: О= Fe–О–Fe–О–Fe=О.

Кислоты – соединения диссоциирующие в водном растворе на катионы водорода и анионы кислотного остатка. Сильные кислоты диссоциируют полностью и необратимо по всем ступеням, а слабые – обратимо и ступенчато. Например: H₂SО₄ →2Н⁺ + SО₄^2–;

Н₂СО₃ ↔ Н⁺ + НСО₃^–(I–ступень),

НСО₃^–↔ Н⁺ + СО₃^2– (II–ступень).

Названия бескислородных кислот состоят из двух частей: название элемента, образовавшего кислоту, а затем слово «водородная». Напри­мер: НС1 – хлороводородная, H₂S– сероводородная и др.

Названия кислородсодержащих кислот, содержащих кислотообразующий элемент в высшей степени окисления, состоят из названия элемента с окон­чанием –ная и добавлением слова «кислота». Если кислотообразующий эле­мент имеет ещё одну (более низкую) степень окисления, то в названии ки­слоты появляется суффикс – истая. Например:

H₂SO₄ – серная кислота, H₂SO₃ – сернистая кислота.

Если оксид образует несколько кислородсодержащих кислот с разным содержанием молекул воды, то к названию кислоты с меньшим её содержанием добавляется приставка мета-, а при наибольшем её содержании приставка орто-. Например: H₂SiО₃ – метакремниевая и H₄SiО₄ – ортокремниевая кислоты.

Основания – соединения диссоциирующие в водном растворе на гидроксид-ионы и катионы металла. Например:

Са(OH)₂ → Сa²⁺+ 2ОН^–;

Fe(OH)₂ ↔ FeОН⁺ + ОН^– (I–ступень ),

FeОН⁺ ↔ Fe²⁺ + ОН^– (II–ступень).

Названия оснований состоит из слова «гидроксид» и названия катиона в роди­тельном падеже. Например:

NaOH – гидроксид натрия,Fe(OH)₃ – гидроксид железа(III).

Соли – соединения диссоциирующие на катион металла и анион кислотного остатка.

Например, Аl₂(SО₄)₃ → 2Аl³⁺ + 3SО₄^2-.

Соли образуются в результате реакции нейтрализации. Это реакция взаимодействия кислоты с основанием или их оксидов приводящая к образованию нейтрального соединения (соли). Например:

Н₂SО₄ + 2NаОН = Nа₂SО₄ + 2Н₂О,

Н₂SО₄ + Nа₂О = Nа₂SО₄ + Н₂О,

SО₃ + NаОН = Nа₂SО₄ + Н₂О,

SО₃ + Nа₂О = Nа₂SО₄.

Если для реакции взяты стехиометрические количества кислоты и основания, то образуются средние соли. Например:

Н₂СО₃ + 2NаОН = Nа₂СО₃ + 2Н₂О, Mg(ОН)₂ + 2HCl = Mg(ОН)₂ + 2Н₂О.

В случае стехиометрического избытка слабой кислоты или слабого основания возможно образование

кислых или основных солей. Например:

Н₂СО₃ + NаОН = NаНСО₃ + Н₂О – кислая соль,

NаНСО₃ – гидрокарбонат натрия;

Mg(ОН)₂ + HCl = MgОНCl + Н₂О – основная соль,

MgОНCl– хлорид гидроксомагния.

Название соли включает латинское название кислотного остатка с прибавлением русского названия металла. Для бескислородных кислот к названию кислотного остатка присоединяется окончание – ид. Например, СuС1₂ – хлорид меди(II). В случае солей кислородсодержащих кислот, с кислородсодержащим элементом в высшей степени окисления, к названию кислотного остатка присоединяется окончание – ат. Если кислородсодержащий элемент имеет вторую (более низкую) степень окисления, то к названию кислотного остатка присоединяется окончание – ит. Например:

Nа₂SО₄ – сульфат натрия, Nа₂SО₃ – сульфит натрия.

Для солей кислородсодержащих кислот с кислотообразующим элементом, проявляющим более двух степеней окисления, прибавляются следующие приставки и суффиксы, которые приведены ниже на примере кислородсодержащих солей хлора:

NaСlO, NaСlO₂, NaСlO₃, NaСlO₄.

гипохлорит натрия, хлорит натрия, хлорат натрия, перхлорат натрия.

Оксиды, гидроксиды и соли элементов III-периода.

На примере элементов III-периода составим формулы возможных оксидов и образуемых из них кислот, оснований и солей:

1) Оксиды:

Nа₂О, МgО, Аl₂О₃, SiО, SiО₂, Р₂О₃, Р₂О₅, SО₂,SО₃, Сl₂О, Сl₂О₃, Сl₂О₅, Сl₂О₇;

2) Гидроксиды:

NаОН, Мg(ОН)₂, Аl(ОН)₃, Н₃АlО₃, Н₂SiО₃, Н₃РО₃, Н₃РО₄, Н₂SО₃, Н₂SО₄, НСlО, НСlО₂, НСlО₃, НСlО₄;

3) Соли:

NаСl, МgCl₂, АlCl₃, К₃АlО₃, К₂SiО₃, К₃РО₃, К₃РО₄, К₂SО₃, К₂SО₄,КСlО, КСlО₂, КСlO₃, КСlО₄.

Из приведенных формул видно, что в периодах с увеличением порядкового номера элемента основные свойства ослабевают, а кислотные усиливаются, проходя через амфотерные.

ТЕМА 2