Лекция 5. Основные классы неорганических соединений

Оксиды: основные, кислотные и амфотерные. Номенклатура окси­дов. Зависимость кислотно-основного характера оксидов от положения в периодической системе и степени окис­ления элемента. Химическое взаимодействие между оксидами с образованием солей. Гидроксиды основные и амфотерные, кислоты. Их номенклатура и получение. Соли: нормальные, кислые и основные. Номенклатура солей. Получение и свойства солей.

Оксиды

Оксиды – это соединения элементов с кислородом, в которых кислород имеет степень окисления (-2). Например, P2О5, ВaО, Аl2О3.

Получаются оксиды при горении, окислении и разложении сложных веществ: 2Мg + О2 → 2Мg О

СН4 + 2О2 → СО2+ 2Н2О

СаСО3–^t°® СаО + СО2

Несолеобразующими оксидами являются N₂O, NO, CO, SiO.

Cолеобразующие оксиды разделяют на основные, кислотные и амфотерные.

Основные оксидыобразуют Ме в степени окисления +1, +2. Это оксиды щелочных и щелочноземных металлов, которые взаимодействуют с водой с образованием оснований:

Na2O + Н2О → 2 NaOH; BaO + Н2О → Ba(OH) 2

Они взаимодействуют с кислотными оксидами, с амфотерными оксидами, с кислотными и амфотерными гидроксидами.

Кислотные оксиды образуют все неметаллы кроме F, He, Ar (фтора, гелия, аргона) и металлы, которые находятся в высшей степени окисления +5, +6, +7 (V2O5; СrO3; Мn2O7).

Большинство кислотных оксидов взаимодействуют с водой, образуя кислоты: СО2+ H2О = Н2СО3

Взаимодействуют со щелочами – (щелочи - это растворимые основания)

SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3+ H2О

Кислотный оксид кремния SiO2 не вступает во взаимодействие с водой, но чтобы правильно написать получающуюся соль кремниевой кислоты, необходимо к молекуле кислотного оксида условно прибавить молекулу воды. Получим формулу кислоты, определим кислотный остаток и его заряд:

H2О + SiO2 = H2SiO3

Кремниевая кислота имеет кислотный остаток SiO3-². Заряд кислотного остатка определяем по количеству атомов водорода, помня, что ионы водорода имеют заряд (+1).

Мn2 O7 + H2О = H2Мn2 O8: 2 = 2HMn O4

Марганцевая кислота имеет кислотный остаток MnО₄^- – перманганат – ион.

CaO + CO2 → CaCO3

Оксид кальция (II) оксид углерода (IV) карбонат кальция

Амфотерные оксиды образуют металлы с промежуточной степенью окисления +3, +4 и некоторые металлы со степенью окисления + 2 (ВеО, ZnO). Амфотерные оксиды проявляют кислотно-основную двойственность, взаимодействуя с кислотами и с основаниями:

ZnO + 2HCl = ZnCl2+ H2О

хлорид цинка

ZnO + 2NaOH –^t°® Na2ZnO2 + H2О (при сплавлении)

цинкат натрия

Амфотерные оксиды с водой не реагируют. Усиление кислотных свойств происходит с повышением степени окисления элемента:

+2 +4 +7

оксиды MnO-2 MnO2-2 Mn2O7 -2

основной амфотерный кислотный

 

Кислоты

Кислоты, с точки зрения теории электролитической диссоциации, это вещества, диссоцинирующие в растворе с образованием ионов водорода

HNO3 Н ⁺+ NO₃-

Согласно протонной теории кислот и оснований, кислоты – это вещества, отдающие ионы водорода, т.е. являющиеся донорами протонов.

Кислоты могут быть кислородосодержащими, например, H2SO4, H3PO4 и бескислородными - HCl, H2Se.

Число ионов водорода, образующихся при диссоциации одной молекулы кислоты, определяют ее основность:

HBr - одно-, H2CO3 - двух-, H3 PO4 - трехосновная кислота.

Многоосновные кислоты диссоциируют ступенчато:

1 ступень: H2SO4 H++ HSO4-

2 ступень: НSO4- H++ SO4 2-

Химические свойства кислот.

Кислоты взаимодействуют с основаниями, основными оксидами и амфотерными оксидами с образованием солей

H2CO3+ Ca(OH) 2→ CaCO3+ H2O

2HCl + MgO → MgCl2 + H2О

2HNO3 + ZnO → Zn(NO3) + H2О

Кислоты взаимодействуют с металлами:

2НСl + Zn → H2↑ + ZnCl 2

Металлы, стоящие в ряду стандартных электродных потенциалов (ряд напряжений Ме) правее водорода, из кислот его не вытесняют.

При взаимодействии кислот с концентрированной серной кислотой образуется SO2. При взаимодействии металлов с концентрированной азотной кислотой образуется NO₂, с разбавленной – NO

Ag + 4HNO3 разб. → 3 АgNO3 + NO + 2H2O

Кислоты взаимодействуют с солями

2HCl + К2SiO3→ H2SiO3↓ + 2КCl

Названия кислородсодержащих кислот строятся из группового слова «кислота» и прилагательного, которое составляется из русского корня названия элемента, окончания -ая- и суффиксов, указывающих, насколько степень окисления кислотообразующего элемента отличается от максимальной. Для высшей или единственной степени окисления применяют суффиксы -н-, -ов-, -ев-: H₃BO₃ - борная кислота; H₂CO₃ - угольная кислота; H₂SiO₃ - кремниевая кислота; H₂CrO₄ - хромовая кислота; HNO₃ - азотная кислота; HPO₃ - метафосфорная кислота; HReO₄ - рениевая кислота; H₃PO₄ - ортофосфорная кислота.

Приставки орто- и мета- применяют, чтобы различать названия кислот, молекулы которых отличаются только «содержанием воды».

Если возможны две степени окисления, то для низшей используют суффиксы -ист-, -овист-: H₂SeO₃ - селенистая кислота; H₂TeO₃ - теллуристая кислота; HAsO₂ - метамышьяковистая кислота; H₃AsO₃ - ортомышьяковистая кислота.

В случае трех возможных степеней окисления кислотообразующего элемента, помимо упомянутых суффиксов, для самой низкой (обычно +1) применяется составной суффикс -новатист-: H₃PO₂ - фосфорноватистая кислота; H₂N₂O₂ - азотноватистая кислота.

В названиях кислот с четырьмя различными степенями окисления последовательно используют суффиксы -н-, -новат-, -ист- и -новатист-: HClO₄ - хлорная кислота; HClO₃ - хлорноватая кислота; HClO₂ - хлористая кислота; HClO₃ - хлорноватистая кислота.

Для того, чтобы различить кислоты, содержащие разное количество атомов кислотообразующего элемента в одной степени окисления, применяют числовые приставки: H₂Cr₂O₇ - дихромовая кислота; H₂Cr₃O₁₀ - трихромовая кислота; H₂S₂O₅ - дисернистая кислота

Оксокислоты, в которых атомы кислорода замещены на атомы серы (частично или полностью) или на пероксогруппы (-О-О-), получают к своему названию приставку соответственно тио- или пероксо- (по необходимости, с числовой приставкой): H₂S₂O₃ (H₂SO₃S) - тиосерная кислота; H₂CS₃ - тритиоугольная кислота; HNO₄ (HNO₂(O₂)) - пероксоазотная кислота; H₂S₂O₈ (H₂S₂O₆(O₂) - пероксодисерная кислота.

⇐ Предыдущая45678910111213Следующая ⇒

Поделиться: