1. Метал + Неметал. Инертните газове не влизат в това взаимодействие. Колкото по-висока е електроотрицателността на неметала, толкова повече метали ще реагира с него. Например, флуорът реагира с всички метали, а водородът - само с активните. Колкото по-наляво е металът в активната серия от метали, толкова повече неметали може да реагира с него. Например златото реагира само с флуор, литият с всички неметали.
2. Неметални + неметални.
В този случай по-електроотрицателният неметал действа като окислител, по-малко EO - като редуциращ агент. Неметалите с подобна електроотрицателност не взаимодействат добре един с друг, например взаимодействието на фосфор с водород и силиций с водород е практически невъзможно, тъй като равновесието на тези реакции се измества към образуването на прости вещества. Хелият, неонът и аргонът не реагират с неметали, други инертни газове при тежки условия могат да реагират с флуор.
Кислородът не взаимодейства с хлор, бром и йод. Кислородът може да реагира с флуор при ниски температури.
3. Метал + киселинен оксид. Металът възстановява неметал от оксид. След това излишният метал може да реагира с получения неметал. Например:
2 Mg + SiO 2 \u003d 2 MgO + Si (за липса на магнезий)
2 Mg + SiO 2 \u003d 2 MgO + Mg 2 Si (с излишък на магнезий)
4. Метал + киселина. Металите вляво от водорода в поредицата на напрежението реагират с киселини, за да отделят водород.
Изключение правят киселините - окислители (концентрирана сярна и всякаква азотна киселина), които могат да реагират с метали, които са в поредицата от напрежения вдясно от водорода, водородът не се отделя в реакциите, но водата и киселинно-редукционният продукт са получени.
Необходимо е да се обърне внимание на факта, че когато метал взаимодейства с излишък от многоосновна киселина, може да се получи киселинна сол: Mg +2 H 3 PO 4 \u003d Mg (H 2 PO 4) 2 + H 2.
Ако продуктът от взаимодействието на киселината и метала е неразтворима сол, тогава металът се пасивира, тъй като повърхността на метала е защитена от действието на киселината от неразтворимата сол. Например, действието на разредена сярна киселина върху олово, барий или калций.
5. Метал + сол. в разтвор тази реакция включва метал вдясно от магнезия в поредицата на напрежението, включително самия магнезий, но вляво от солния метал. Ако металът е по-активен от магнезия, тогава той не реагира със сол, а с вода, за да образува алкал, който след това реагира със сол. В този случай първоначалната сол и получената сол трябва да са разтворими. Неразтворимият продукт пасивира метала.
Има обаче изключения от това правило:
2FeCl 3 + Cu \u003d CuCl 2 + 2FeCl 2;
2FeCl 3 + Fe = 3FeCl 2 . Тъй като желязото има междинна степен на окисление, неговата сол в най-високо окислително състояние лесно се редуцира до сол в междинно окислително състояние, окислявайки дори по-малко активните метали.
в стопилкиредица метални напрежения не работят. Възможно ли е да се определи дали реакцията между сол и метал е възможна само с помощта на термодинамични изчисления. Например, натрият може да измести калия от стопилка на калиев хлорид, тъй като калият е по-летлив: Na + KCl = NaCl + K (тази реакция се определя от ентропийния фактор). От друга страна, алуминият се получава чрез изместване от натриев хлорид: 3 Na + AlCl 3 \u003d 3 NaCl + Al . Този процес е екзотермичен и се определя от коефициента на енталпия.
Възможно е солта да се разлага при нагряване и продуктите от нейното разлагане да реагират с метала, като алуминиев нитрат и желязо. Алуминиевият нитрат се разлага при нагряване до алуминиев оксид, азотен оксид ( IV ) и кислородът, кислородът и азотният оксид ще окислят желязото:
10Fe + 2Al(NO 3) 3 = 5Fe 2 O 3 + Al 2 O 3 + 3N 2
6. Метал + основен оксид. Също така, както при стопените соли, възможността за тези реакции се определя термодинамично. Алуминият, магнезият и натрият често се използват като редуциращи агенти. Например: 8 Al + 3 Fe 3 O 4 \u003d 4 Al 2 O 3 + 9 Fe екзотермична реакция, фактор на енталпията);2 Al + 3 Rb 2 O = 6 Rb + Al 2 O 3 (летлив рубидий, енталпийски фактор).
8. Неметал + основа. По правило реакцията протича между неметал и алкали.Не всички неметали могат да реагират с алкали: трябва да се помни, че халогените влизат в това взаимодействие (различно в зависимост от температурата), сярата (при нагряване), силиций, фосфор.
KOH + Cl 2 \u003d KClO + KCl + H 2 O (на студено)
6 KOH + 3 Cl 2 = KClO 3 + 5 KCl + 3 H 2 O (в горещ разтвор)
6KOH + 3S = K 2 SO 3 + 2K 2 S + 3H 2 O
2KOH + Si + H 2 O \u003d K 2 SiO 3 + 2H 2
3KOH + 4P + 3H 2 O = PH 3 + 3KPH 2 O 2
1) неметал - редуциращ агент (водород, въглерод):
CO 2 + C \u003d 2CO;
2NO 2 + 4H 2 \u003d 4H 2 O + N 2;
SiO 2 + C \u003d CO 2 + Si. Ако полученият неметал може да реагира с метала, използван като редуциращ агент, тогава реакцията ще продължи (с излишък от въглерод) SiO 2 + 2 C \u003d CO 2 + Si C
2) неметал - окислител (кислород, озон, халогени):
2C O + O 2 \u003d 2CO 2.
С O + Cl 2 \u003d CO Cl 2.
2 NO + O 2 \u003d 2 N O 2.
10. Киселинен оксид + основен оксид . Реакцията протича, ако получената сол съществува по принцип. Например, алуминиевият оксид може да реагира със серен анхидрид, за да образува алуминиев сулфат, но не може да реагира с въглероден диоксид, тъй като съответната сол не съществува.
11. Вода + основен оксид . Реакцията е възможна, ако се образува алкали, тоест разтворима основа (или слабо разтворима, в случай на калций). Ако основата е неразтворима или слабо разтворима, тогава има обратна реакция на разлагане на основата в оксид и вода.
12. Основен оксид + киселина . Реакцията е възможна, ако получената сол съществува. Ако получената сол е неразтворима, тогава реакцията може да бъде пасивирана чрез блокиране на достъпа на киселината до повърхността на оксида. В случай на излишък от многоосновна киселина, образуването на киселинна сол.
13. киселинен оксид + база. По правило реакцията протича между алкален и киселинен оксид. Ако киселинният оксид съответства на многоосновна киселина, може да се получи киселинна сол: CO 2 + KOH = KHCO 3 .
Киселинните оксиди, съответстващи на силните киселини, също могат да реагират с неразтворими основи.
Понякога оксидите, съответстващи на слабите киселини, реагират с неразтворими основи и може да се получи средна или основна сол (като правило се получава по-малко разтворимо вещество): 2 Mg (OH) 2 + CO 2 \u003d (MgOH) 2 CO 3 + H 2 O.
14. киселинен оксид + сол.Реакцията може да протече в стопилка и в разтвор. В стопилката по-малко летливият оксид измества по-летливия оксид от солта. В разтвор оксидът, съответстващ на по-силната киселина, измества оксида, съответстващ на по-слабата киселина. Например, Na 2 CO 3 + SiO 2 \u003d Na 2 SiO 3 + CO 2 , в посока напред тази реакция протича в стопилката, въглеродният диоксид е по-летлив от силициевия оксид; в обратна посока, реакцията протича в разтвор, въглеродната киселина е по-силна от силициева киселина и силициевият оксид се утаява.
Възможно е да се комбинира киселинен оксид със собствена сол, например дихромат може да се получи от хромат, а дисулфатът може да се получи от сулфат, а дисулфитът може да се получи от сулфит:
Na 2 SO 3 + SO 2 \u003d Na 2 S 2 O 5
За да направите това, трябва да вземете кристална сол и чист оксид или наситен солен разтвор и излишък от киселинен оксид.
В разтвор солите могат да реагират със собствените си киселинни оксиди, за да образуват киселинни соли: Na 2 SO 3 + H 2 O + SO 2 \u003d 2 NaHSO 3
15. Вода + киселинен оксид . Реакцията е възможна, ако се образува разтворима или слабо разтворима киселина. Ако киселината е неразтворима или слабо разтворима, тогава има обратна реакция на разлагането на киселината в оксид и вода. Например, сярната киселина се характеризира с реакцията на получаване от оксид и вода, реакцията на разлагане практически не протича, силициева киселина не може да се получи от вода и оксид, но лесно се разлага на тези компоненти, но могат да участват въглеродни и сярни киселини при директни и обратни реакции.
16. Основа + киселина. Реакцията протича, ако поне един от реагентите е разтворим. В зависимост от съотношението на реагентите могат да се получат средни, киселинни и основни соли.
17. Основа + сол. Реакцията протича, ако и двата изходни материала са разтворими и като продукт се получи поне един неелектролит или слаб електролит (утайка, газ, вода).
18. Сол + киселина. По правило реакцията протича, ако и двата изходни материала са разтворими и като продукт се получава поне един неелектролит или слаб електролит (утайка, газ, вода).
Силната киселина може да реагира с неразтворими соли на слабите киселини (карбонати, сулфиди, сулфити, нитрити) и се отделя газообразен продукт.
Реакциите между концентрирани киселини и кристални соли са възможни, ако се получи по-летлива киселина: например, хлороводород може да се получи чрез действието на концентрирана сярна киселина върху кристален натриев хлорид, бромоводород и йодоводород могат да бъдат получени чрез действието на ортофосфорна киселина киселина върху съответните соли. Възможно е да се действа с киселина върху собствена сол, за да се получи киселинна сол, например: BaSO 4 + H 2 SO 4 \u003d Ba (HSO 4) 2.
19. Сол + сол.По правило реакцията протича, ако и двата изходни материала са разтворими и като продукт се получава поне един неелектролит или слаб електролит.
1) солта не съществува, защото необратимо хидролизиран . Това са по-голямата част от карбонати, сулфити, сулфиди, силикати на тривалентни метали, както и някои соли на двувалентни метали и амоний. Солите на тривалентните метали се хидролизират до съответната основа и киселина, а соли на двувалентни метали до по-малко разтворими основни соли.
Помислете за примери:
2 FeCl 3 + 3 Na 2 CO 3 = Fe 2 ( CO 3 ) 3 + 6 NaCl (1)
Fe 2 (CO 3) 3+ 6H 2 O \u003d 2Fe (OH) 3 + 3 H2CO3
Х 2 CO 3 разлага се на вода и въглероден диоксид, водата в лявата и дясната част се намалява и се получава: Fe 2 ( CO 3 ) 3 + 3 H 2 O \u003d 2 Fe (OH) 3 + 3 CO 2 (2)
Ако сега комбинираме (1) и (2) уравнения и намалим железния карбонат, получаваме общото уравнение, отразяващо взаимодействието на железен хлорид ( III ) и натриев карбонат: 2 FeCl 3 + 3 Na 2 CO 3 + 3 H 2 O \u003d 2 Fe (OH) 3 + 3 CO 2 + 6 NaCl
CuSO 4 + Na 2 CO 3 \u003d CuCO 3 + Na 2 SO 4 (1)
Подчертаната сол не съществува поради необратима хидролиза:
2CuCO3+ H 2 O \u003d (CuOH) 2 CO 3 + CO 2 (2)
Ако сега комбинираме (1) и (2) уравнения и намалим медния карбонат, получаваме общото уравнение, отразяващо взаимодействието на сулфат ( II ) и натриев карбонат:
2CuSO 4 + 2Na 2 CO 3 + H 2 O \u003d (CuOH) 2 CO 3 + CO 2 + 2Na 2 SO 4
13. Основни класове неорганични съединения. Оксиди на метали и неметали. Номенклатурата на тези съединения. Химични свойства на основни, киселинни и амфотерни оксиди.
оксиди- съединения на елемент с кислород.
Оксидите, които не образуват киселини, основи и соли при нормални условия, се наричат не образува сол.
Солеобразуващиоксидите се делят на киселинни, основни и амфотерни (имащи двойни свойства). Неметалите образуват само киселинни оксиди, металите - всички останали и някои киселинни.
Основни оксиди- Това са сложни химични вещества, свързани с оксиди, които образуват соли чрез химична реакция с киселини или киселинни оксиди и не реагират с основи или основни оксиди.
Имоти:
1. Взаимодействие с вода:
Взаимодействие с вода за образуване на основа (или алкали)
CaO+H2O = Ca(OH)2 (добре позната реакция на гасене на вар, която отделя много топлина!)
2. Взаимодействие с киселини:
Реакция с киселина за образуване на сол и вода (разтвор на сол във вода)
CaO + H2SO4 \u003d CaSO4 + H2O (Кристалите на това вещество CaSO4 са известни на всички под името "гипс").
3. Взаимодействие с киселинни оксиди: образуване на сол
CaO + CO2 \u003d CaCO3 (Това вещество е известно на всички - обикновен тебешир!)
Киселинни оксиди- това са сложни химикали, свързани с оксиди, които образуват соли при химическо взаимодействие с основи или основни оксиди и не взаимодействат с киселинни оксиди.
Имоти:
Химическа реакция с вода CO 2 +H 2 O=H 2 CO 3 е вещество - въглеродна киселина - една от слабите киселини, добавя се към газирана вода за "мехурчета" газ.
Реакция с основи (основи): CO 2 +2NaOH=Na 2 CO 3 +H 2 O- калцинирана сода или сода за пране.
Реакция с основни оксиди: CO 2 +MgO=MgCO 3 - получена сол - магнезиев карбонат - наричана още "горчива сол".
Амфотерни оксиди- това са сложни химикали, също свързани с оксиди, които образуват соли при химично взаимодействие както с киселини (или киселинни оксиди), така и с основи (или основни оксиди). Най-честата употреба на думата "амфотерна" в нашия случай се отнася до метални оксиди.
Имоти:
Химичните свойства на амфотерните оксиди са уникални с това, че могат да влизат в химични реакции, съответстващи както на основи, така и на киселини. Например:
Реакция с киселинен оксид:
ZnO + H2CO3 \u003d ZnCO3 + H2O - Полученото вещество е разтвор на сол "цинков карбонат" във вода.
Реакция с основи:
ZnO + 2NaOH = Na2ZnO2 + H2O - полученото вещество е двойна сол на натрий и цинк.
14. Основи Номенклатура на основите. Химични свойства на основите. Амфотерни основи, реакции на тяхното взаимодействие с киселини и основи.
Базите са вещества, в които металните атоми са свързани с хидроксилни групи.
Ако дадено вещество съдържа хидроксилни групи (ОН), които могат да бъдат отцепени (като единичен "атом") в реакции с други вещества, тогава такова вещество е основа.
Имоти:
Взаимодействие с неметали:
при нормални условия хидроксидите не взаимодействат с повечето неметали, изключението е взаимодействието на алкали с хлор
Взаимодействие с киселинни оксиди за образуване на соли: 2NaOH + SO 2 = Na 2 SO 3 + H 2 O
Взаимодействие с киселини - реакция на неутрализация:
с образуването на средни соли: 3NaOH + H3PO4 = Na3PO4 + 3H2O
условието за образуване на средна сол е излишък от алкали;
с образуване на киселинни соли: NaOH + H3PO4 = NaH2PO4 + H2O
условието за образуване на киселинна сол е излишък от киселина;
с образуването на основни соли: Cu(OH)2 + HCl = Cu(OH)Cl + H2O
условието за образуване на основната сол е излишък от основа.
Базите реагират със соли, когато се образува утайка в резултат на реакция, отделяне на газ или образуване на слабо дисоцииращо вещество.
амфотернинаречени хидроксиди, които проявяват както основни, така и киселинни свойства в зависимост от условията, т.е. разтварят се в киселини и основи.
Взаимодействието с бази се добавя към всички свойства на базите:
Al(OH)3 + NaOH = Na
AT ИЗПОЛЗВАЙТЕ задачиима въпроси, при които се изисква да се определи вида на оксида. На първо място, има четири вида оксиди, които трябва да запомните:
1) несолеобразуващи
2) основен
3) кисели
4) амфотерни
Основните, киселинните и амфотерните оксиди често също се групират заедно солеобразуващи оксиди.
Без да навлизам в теоретични подробности, ще очертая стъпка по стъпка алгоритъм за определяне на вида на оксида.
Първо- определете: метален оксид пред вас или неметален оксид.
Второ- след като сте установили кой метален или неметален оксид е пред вас, определете степента на окисление на елемента в него и използвайте таблицата по-долу. Естествено, правилата за определяне на оксиди в тази таблица трябва да се научат. Първоначално можете да решавате задачи, като надникнете в него, но целта ви е да го запомните, тъй като няма източници на информация за изпита, освен таблицата за D.I. Менделеев, таблици за разтворимост и серии от активности на метали, няма да имате.
|
неметален оксид |
метален оксид |
|
1) Степен на окисление на неметал +1 или +2 Заключение: несолеобразуващ оксид Изключение: Cl 2 O не е оксид, който не образува сол |
1) Степента на окисление на метала е +1, +2 Заключение: основен метален оксид изключение:бео,ZnO, SnO и PbO не са включенидо основни оксиди!! |
|
2) Степента на окисление е по-голяма или равна на +3 Заключение: кисел оксид Изключение: Cl 2 O е кисел оксид, въпреки степента на окисление на хлор +1 |
2) Степен на окисление на метала +3, +4, Заключение: амфотерен оксид. Изключение: BeO, ZnO, SnO и PbOамфотерни, въпреки +2 степента на окисление на металите |
|
3) Степен на окисление на метала +5,+6,+7 Заключение: кисел оксид. |
Примери:
Упражнение:Определете вида на MgO оксид.
решение: MgO е метален оксид, докато степента на окисление на метала в него е +2. Всички метални оксиди в степени на окисление +1 и +2 са основни, с изключение на берилиевия или цинковия оксид.
Отговор: MgO е основният оксид.
Упражнение:определете вида на оксида Mn 2 O 7
решение: Mn 2 O 7 е метален оксид и степента на окисление на метала в този оксид е +7. Металните оксиди във високи степени на окисление (+5, +6, +7) са киселинни.
Отговор: Mn 2 O 7 - киселинен оксид
Упражнение:определете вида на оксида Cr 2 O 3 .
решение: Cr 2 O 3 е метален оксид и степента на окисление на метала в този оксид е +3. Металните оксиди в степени на окисление +3 и +4 са амфотерни.
Отговор: Cr 2 O 3 е амфотерен оксид.
Упражнение:Определете вида на оксида N 2 O.
решение: N 2 O е оксидът на неметала, а степента на окисление на неметала в този оксид е +1. Неметалните оксиди в степени на окисление +1 и +2 не са солеобразуващи.
Отговор: N 2 O е оксид, който не образува сол.
Упражнение:определете вида на оксида BeO.
решение:берилиевият оксид, както и цинковият оксид са изключения. Въпреки степента на окисление на металите в тях, равна на +2, те са амфотерни.
Отговор: BeO е амфотерен оксид.
Химичните свойства на оксидите могат да бъдат намерени
13.1. Определения
Традиционно най-важните класове неорганични вещества включват прости вещества(метали и неметали), оксиди (киселинни, основни и амфотерни), хидроксиди (част от киселини, основи, амфотерни хидроксиди) и соли. Веществата, принадлежащи към същия клас, имат сходни химични свойства. Но вече знаете, че при разграничаването на тези класове се използват различни характеристики на класификация.
В този раздел най-накрая ще формулираме дефинициите на всички най-важни класове химични вещества и ще видим как се разграничават тези класове.
Да започнем с прости вещества
(класификация според броя на елементите, които съставляват веществото). Обикновено се делят на металии неметали(фиг. 13.1- а).
Вече знаете определението за "метал".
От това определение може да се види, че основната характеристика, която ни позволява да разделяме простите вещества на метали и неметали, е видът химическа връзка.
В повечето неметали връзките са ковалентни. Но има и благородни газове (прости вещества на елементите от група VIIIA), чиито атоми в твърдо и течно състояниесвързани само с междумолекулни връзки. Оттук и определението.
Според химичните свойства сред металите група от т.нар амфотерни метали.Това име отразява способността на тези метали да реагират както с киселини, така и с основи (като амфотерни оксиди или хидроксиди) (фиг. 13.1- б).
Освен това, поради химическата инертност между металите, благородни метали.Те включват злато, рутений, родий, паладий, осмий, иридий, платина. Традиционно, малко по-реактивно сребро също се класифицира като благороден метал, но такива инертни метали като тантал, ниобий и някои други не са включени. Има и други класификации на металите, например в металургията всички метали са разделени на черни и цветнисвързващи желязото и неговите сплави с черни метали.
От сложни вещества
най-важните са преди всичко, оксиди(виж §2.5), но тъй като тяхната класификация взема предвид киселинно-основните свойства на тези съединения, първо припомняме какво киселинии основания.
По този начин ние изолираме киселини и основи от общата маса на съединенията, използвайки две характеристики: състав и Химични свойства.
Според състава си киселините се разделят на съдържащи кислород
(оксокиселини) и аноксичен(фиг. 13.2).
Трябва да се помни, че кислород-съдържащи киселини в тяхната структура са хидроксиди.
Забележка. Традиционно за безкислородните киселини думата "киселина" се използва, когато става въпрос за разтвор на съответното отделно вещество, например: веществото HCl се нарича хлороводород, а неговият воден разтвор се нарича солна или солна киселина.
Сега обратно към оксидите. Насочихме оксидите към групата киселаили майорот това как реагират с вода (или от това дали са направени от киселини или основи). Но не всички оксиди реагират с вода, но повечето от тях реагират с киселини или основи, така че е по-добре да се класифицират оксидите по това свойство.
Има няколко оксида, които при нормални условия не реагират нито с киселини, нито с основи. Такива оксиди се наричат несолеобразуващи. Това е например CO, SiO, N2O, NO, MnO2. За разлика от тях, останалите оксиди се наричат солеобразуващи(фиг. 13.3).
Както знаете, повечето киселини и основи са такива хидроксид. Според способността на хидроксидите да реагират както с киселини, така и с основи, между тях (както и сред оксидите) те разграничават амфотерни хидроксиди(фиг. 13.4).
Сега трябва да дефинираме соли. Терминът "сол" се използва от дълго време. С развитието на науката нейното значение е многократно променяно, разширявано и усъвършенствано. В съвременния смисъл солта е йонно съединение, но традиционно солите не включват йонни оксиди (тъй като се наричат основни оксиди), йонни хидроксиди (основи), както и йонни хидриди, карбиди, нитриди и др. Следователно ние може просто да кажа какво
Възможно е да се даде друго, по-точно определение на солите.
При даването на тази дефиниция оксониевите соли обикновено се класифицират както като соли, така и като киселини.
Солите се класифицират според техния състав на кисел,
средени главен(фиг. 13.5).
Тоест анионите на киселинните соли включват водородни атоми, свързани чрез ковалентни връзки с други атоми на анионите и способни да се разпадат под действието на основи.
Основните соли обикновено имат много сложен състав и често са неразтворими във вода. Типичен пример за основна сол е минералът малахит Cu 2 (OH) 2 CO 3 .
Както можете да видите, най-важните класове химикали се разграничават според различни критерии за класификация. Но без значение как различаваме клас вещества, всички вещества от този клас имат общи химични свойства.
В тази глава ще научите за най-характерните химични свойства на веществата, представляващи тези класове, и най-важните начини за получаването им.
метални
1. Къде в естествената система от елементи са елементите, които образуват метали, и къде са елементите, които образуват неметали?
2. Напишете формулите за пет метала и пет неметала.
3. Съставете структурните формули на следните съединения:
(H 3 O) Cl, (H 3 O) 2 SO 4, HCl, H 2 S, H 2 SO 4, H 3 PO 4, H 2 CO 3, Ba (OH) 2, RbOH.
4. Кои оксиди отговарят на следните хидроксиди:
H 2 SO 4 , Ca (OH) 2 , H 3 PO 4 , Al (OH) 3 , HNO 3 , LiOH?
Каква е природата (киселинна или основна) на всеки от тези оксиди?
5. Намерете соли сред следните вещества. Съставете структурните им формули.
KNO 2 , Al 2 O 3 , Al 2 S 3 , HCN, CS 2 , H 2 S, K 2 , SiCl 4 , CaSO 4 , AlPO 4
6. Направете структурните формули на следните киселинни соли:
NaHSO 4 , KHSO 3 , NaHCO 3 , Ca(H 2 PO 4 ) 2 , CaHPO 4 .
13.2. метали
В кристалите от метали и в техните стопилки атомните ядра са свързани с един електронен облак с метална връзка. Подобно на единичен атом на елемент, който образува метал, металният кристал има способността да дарява електрони. Склонността на метала да отдава електрони зависи от неговата структура и преди всичко от размера на атомите: колкото по-големи са атомните ядра (тоест по-големи са йонните радиуси), толкова по-лесно металът отдава електроните.
Металите са прости вещества, така че степента на окисление на атомите в тях е 0. Влизайки в реакции, металите почти винаги променят степента на окисление на своите атоми. Атомите на металите, които нямат склонност да приемат електрони, могат само да ги раздадат или да ги социализират. Електроотрицателността на тези атоми е ниска, следователно, дори когато образуват ковалентни връзки, металните атоми придобиват положително състояние на окисление. Следователно всички метали, в една или друга степен, се проявяват възстановителни свойства. Те реагират:
1) В неметали(но не всички и не с всички):
4Li + O 2 \u003d 2Li 2 O,
3Mg + N 2 \u003d Mg 3 N 2 (при нагряване),
Fe + S = FeS (при нагряване).
Най-активните метали лесно реагират с халогени и кислород, а само литият и магнезият реагират с много силни азотни молекули.
Реагирайки с кислорода, повечето метали образуват оксиди, а най-активните образуват пероксиди (Na 2 O 2 , BaO 2) и други по-сложни съединения.
2) В оксидипо-малко активни метали:
2Ca + MnO 2 \u003d 2CaO + Mn (при нагряване),
2Al + Fe 2 O 3 \u003d Al 2 O 3 + 2Fe (с предварително нагряване).
Възможността за протичане на тези реакции се определя от общото правило (RWR протичат в посока на образуване на по-слаби окислители и редуциращи агенти) и зависи не само от активността на метала (по-активен, т.е. своите електрони, металът възстановява по-малко активен), но и върху енергията на оксидната кристална решетка (реакцията протича в посока на образуване на по-„силен“ оксид).
3) В киселинни разтвори(§ 12.2):
Mg + 2H 3 O \u003d Mg 2B + H 2 + 2H 2 O, Fe + 2H 3 O \u003d Fe 2 + H 2 + 2H 2 O,
Mg + H 2 SO 4p = MgSO 4p + H 2, Fe + 2HCl p \u003d FeCl 2p + H 2.
В този случай възможността за реакция лесно се определя от поредицата от напрежения (реакцията протича, ако металът в поредицата от напрежения е вляво от водорода).
4) В солеви разтвори(§ 12.2):
Fe + Cu 2 = Fe 2 + Cu, Cu + 2Ag \u003d Cu 2 + 2Ag,
Fe + CuSO 4p = Cu + FeSO 4p, Cu + 2AgNO 3p = 2Ag + Cu(NO 3) 2p.
Тук се използва и поредица от напрежения, за да се определи дали дадена реакция може да продължи.
5) Освен това най-активните метали (алкални и алкалоземни) реагират с вода (§ 11.4):
2Na + 2H 2 O \u003d 2Na + H 2 + 2OH, Ca + 2H 2 O \u003d Ca 2 + H 2 + 2OH,
2Na + 2H 2 O \u003d 2NaOH p + H 2, Ca + 2H 2 O \u003d Ca (OH) 2p + H 2.
При втората реакция е възможно образуването на утайка Ca(OH)2.
Повечето метали в промишлеността получи,възстановяване на техните оксиди:
Fe 2 O 3 + 3CO = 2Fe + 3CO 2 (при висока температура),
MnO 2 + 2C = Mn + 2CO (при висока температура).
В лабораторията водородът често се използва за това:
Най-активните метали, както в промишлеността, така и в лабораторията, се получават чрез електролиза (§ 9.9).
В лабораторията по-малко реактивоспособните метали могат да бъдат редуцирани от разтвори на техните соли с по-реактивни метали (вижте § 12.2 за ограничения).
1. Защо металите не са склонни да проявяват окислителни свойства?
2. От какво зависи основно химическата активност на металите?
3. Извършване на трансформации
а) Li Li 2 O LiOH LiCl; б) NaCl Na Na2O2;
в) FeO Fe FeS Fe 2 O 3; г) CuCl 2 Cu(OH) 2 CuO Cu CuBr 2 .
4. Възстановете левите части на уравненията:
а) ... = H2O + Cu;
б) ... = 3CO + 2Fe;
в) ... = 2Cr + Al 2 O 3
. Химични свойства на металите.
13.3. неметали
За разлика от металите, неметалите са много различни един от друг по своите свойства – както физически, така и химически, и дори по вид структура. Но освен благородните газове, при всички неметали връзката между атомите е ковалентна.
Атомите, които изграждат неметалите, имат склонност да прикрепят електрони, но, образувайки прости вещества, не могат да „задоволят“ тази тенденция. Следователно неметалите (в една или друга степен) имат склонност да прикрепят електрони, тоест могат да покажат окислителни свойства. Окислителната активност на неметалите зависи, от една страна, от размера на атомите (колкото по-малки са атомите, толкова по-активно е веществото), а от друга страна, от силата на ковалентните връзки в простото вещество ( колкото по-силни са връзките, толкова по-малко активно е веществото). При образуването на йонни съединения атомите на неметалите наистина добавят „допълнителни“ електрони, а при образуването на съединения с ковалентни връзки те само изместват общите електронни двойки в тяхната посока. И в двата случая степента на окисление намалява.
Неметалните могат да се окисляват:
1) метали(вещества, повече или по-малко склонни да даряват електрони):
3F 2 + 2Al \u003d 2AlF 3,
O 2 + 2Mg \u003d 2MgO (с предварително нагряване),
S + Fe = FeS (при нагряване),
2C + Ca \u003d CaC 2 (при нагряване).
2) други неметали(по-малко вероятно да приема електрони):
2F 2 + C \u003d CF 4 (при нагряване),
O 2 + S = SO 2 (с предварително нагряване),
S + H 2 \u003d H 2 S (при нагряване),
3) много комплекс
вещества:
4F 2 + CH 4 \u003d CF 4 + 4HF,
3O 2 + 4NH 3 \u003d 2N 2 + 6H 2 O (при нагряване),
Cl2 + 2HBr = Br2 + 2HCl.
Тук възможността за протичане на реакцията се определя основно от силата на връзките в реагентите и реакционните продукти и може да бъде определена чрез изчисляване г.
Най-силният окислител е флуорът. Кислородът и хлорът са малко по-ниски от него (обърнете внимание на позицията им в системата от елементи).
Бор, графит (и диамант), силиций и други прости вещества, образувани от елементи, съседни на границата между метали и неметали, проявяват окислителни свойства в много по-малка степен. Атомите на тези елементи е по-малко вероятно да приемат електрони. Именно тези вещества (особено графит и водород) са способни да се проявяват възстановителни свойства:
2C + MnO 2 \u003d Mn + 2CO,
4H 2 + Fe 3 O 4 \u003d 3Fe + 4H 2 O.
Ще изучавате останалите химични свойства на неметалите в следващите раздели, когато се запознаете с химията на отделните елементи (както беше случаят с кислорода и водорода). Там ще научите и как да получите тези вещества.
1. Кои от следните вещества са неметали: Be, C, Ne, Pt, Si, Sn, Se, Cs, Sc, Ar, Ra?
2. Дайте примери за неметали, които при нормални условия са а) газове, б) течности, в) твърди тела.
3. Дайте примери за а) молекулярни и б) немолекулни прости вещества.
4. Дайте три примера за химични реакции, при които а) хлорът и б) водородът проявяват окислителни свойства.
5. Дайте три примера за химични реакции, които не са в текста на параграфа, при които водородът проявява редуциращи свойства.
6. Извършете трансформации:
а) P4P4O10H3PO4; b) H2NaHH2; в) Cl2NaClCl2.
Химични свойства на неметали.
13.4. Основни оксиди
Вече знаете, че всички основни оксиди са твърди немолекулни вещества с йонни връзки.
Основните оксиди са:
а) оксиди на алкални и алкалоземни елементи,
б) оксиди на някои други елементи, които образуват метали в по-ниски степени на окисление, например: CrO, MnO, FeO, Ag 2 O и др.
Те включват еднократно заредени, двойно заредени (много рядко трикратно заредени катиони) и оксидни йони. Най-характерният Химични свойстваосновните оксиди са точно свързани с наличието на двойно заредени оксидни йони (много силни основни частици) в тях. Химическата активност на основните оксиди зависи преди всичко от силата на йонната връзка в техните кристали.
1) Всички основни оксиди реагират с разтвори на силни киселини (§ 12.5):
Li 2 O + 2H 3 O = 2Li + 3H 2 O, NiO + 2H 3 O \u003d Ni 2 + 3H 2 O,
Li 2 O + 2HCl p = 2LiCl p + H 2 O, NiO + H 2 SO 4p \u003d NiSO 4p + H 2 O.
В първия случай освен реакцията с оксониеви йони протича и реакцията с вода, но тъй като скоростта й е много по-ниска, тя може да се пренебрегне, особено след като в крайна сметка все още се получават същите продукти.
Способността да реагира със слаб разтвор на киселина се определя както от силата на киселината (колкото по-силна е киселината, толкова по-активна е тя), така и от силата на връзката в оксида (колкото по-слаба е връзката, толкова по-активен е оксидът ).
2) Оксидите на алкалните и алкалоземните метали реагират с вода (§ 11.4):
Li 2 O + H 2 O \u003d 2Li + 2OH BaO + H 2 O \u003d Ba 2 + 2OH
Li 2 O + H 2 O = 2LiOH p, BaO + H 2 O \u003d Ba (OH) 2p.
3) В допълнение, основните оксиди реагират с киселинни оксиди:
BaO + CO 2 \u003d BaCO 3,
FeO + SO 3 \u003d FeSO 4,
Na 2 O + N 2 O 5 \u003d 2NaNO 3.
В зависимост от химическата активност на тези и други оксиди, реакциите могат да протичат при обикновена температура или при нагряване.
Каква е причината за подобни реакции? Нека разгледаме реакцията на образуване на BaCO 3 от BaO и CO 2 . Реакцията протича спонтанно и ентропията в тази реакция намалява (от две вещества, твърдо и газообразно, се образува едно кристално вещество), следователно реакцията е екзотермична. При екзотермични реакции енергията на образуваните връзки е по-голяма от енергията на разкъсването на връзките, следователно енергията на връзката в BaCO 3 е по-голяма, отколкото в първоначалните BaO и CO 2 . Както в изходните вещества, така и в продуктите на реакцията има два вида химични връзки: йонни и ковалентни. Енергията на йонната връзка (енергията на решетката) в BaO е малко по-висока, отколкото в BaCO 3 (размерът на карбонатния йон е по-голям от този на оксидния йон), следователно енергията на системата O 2 + CO 2 е по-голяма от енергия на CO 3 2 .
+ В
С други думи, йонът на CO 3 2 е по-стабилен от йона O 2 и молекулата на CO 2, взети отделно. А по-голямата стабилност на карбонатния йон (неговата по-ниска вътрешна енергия) е свързана с разпределението на заряда на този йон (– 2 д) от три кислородни атома на карбонатния йон вместо един в оксидния йон (вижте също § 13.11).
4) Много основни оксиди могат да бъдат редуцирани до метал с по-активен редуциращ метал или неметал:
MnO + Ca = Mn + CaO (при нагряване),
FeO + H 2 \u003d Fe + H 2 O (при нагряване).
Възможността за възникване на такива реакции зависи не само от активността на редуктора, но и от силата на връзките в първоначалния и получения оксид.
Общ начин да получитепочти всички основни оксиди е окисляването на съответния метал с кислород. Оксиди на натрий, калий и някои други много активни метали (при тези условия образуват пероксиди и по-сложни съединения), както и злато, сребро, платина и други много неактивни метали (тези метали не реагират с кислород) не могат да бъдат получени в насам. Основните оксиди могат да бъдат получени чрез термично разлагане на съответните хидроксиди, както и някои соли (например карбонати). Така че магнезиевият оксид може да се получи по трите начина:
2Mg + O 2 \u003d 2MgO,
Mg (OH) 2 \u003d MgO + H 2 O,
MgCO 3 \u003d MgO + CO 2.
1. Съставете уравненията на реакцията:
а) Li 2 O + CO 2 b) Na 2 O + N 2 O 5 в) CaO + SO 3
г) Ag 2 O + HNO 3 e) MnO + HCl е) MgO + H 2 SO 4
2. Съставете уравненията на реакциите, които възникват при изпълнението на следните трансформации:
а) Mg MgO MgSO 4 б) Na 2 O Na 2 SO 3 NaCl
в) CoO Co CoCl 2 d) Fe Fe 3 O 4 FeO
3. Порция от никел с тегло 8,85 g се калцинира в поток от кислород, за да се получи никелов(II) оксид, след което се третира с излишък от солна киселина. Към получения разтвор се прибавя разтвор на натриев сулфид до спиране на утаяването. Определете масата на тази утайка.
Химични свойства на основните оксиди.
13.5. Киселинни оксиди
Всички киселинни оксиди са вещества с
ковалентна връзка.
Киселинните оксиди включват:
а) оксиди на елементи, които образуват неметали,
б) някои оксиди на елементи, които образуват метали, ако металите в тези оксиди са в по-високи степени на окисление, например CrO 3, Mn 2 O 7.
Сред киселинните оксиди има вещества, които са газове при стайна температура (например: CO 2, N 2 O 3, SO 2, SeO 2), течности (например Mn 2 O 7) и твърди вещества (например: B 2 O 3, SiO 2, N 2 O 5, P 4 O 6, P 4 O 10, SO 3, I 2 O 5, CrO 3). Повечето киселинни оксиди са молекулярни вещества (изключения са B 2 O 3, SiO 2, твърд SO 3, CrO 3 и някои други; има и немолекулни модификации на P 2 O 5). Но немолекулните киселинни оксиди също стават молекулярни при преминаване в газообразно състояние.
Киселинните оксиди се характеризират със следното Химични свойства.
1) Всички киселинни оксиди реагират със силни основи както с твърдите:
CO 2 + Ca (OH) 2 \u003d CaCO 3 + H 2 O
SiO 2 + 2KOH \u003d K 2 SiO 3 + H 2 O (при нагряване),
и с алкални разтвори (§ 12.8):
SO 3 + 2OH \u003d SO 4 2 + H 2 O, N 2 O 5 + 2OH \u003d 2NO 3 + H 2 O,
SO 3 + 2NaOH p = Na 2 SO 4p + H 2 O, N 2 O 5 + 2KOH p \u003d 2KNO 3p + H 2 O.
Причината за възникване на реакции с твърди хидроксиди е същата като при оксидите (виж § 13.4).
Най-активните киселинни оксиди (SO 3 , CrO 3 , N 2 O 5 , Cl 2 O 7 ) също могат да реагират с неразтворими (слаби) основи.
2) Киселинните оксиди реагират с основни оксиди (§ 13.4):
CO 2 + CaO = CaCO 3
P 4 O 10 + 6FeO = 2Fe 3 (PO 4) 2 (при нагряване)
3) Много киселинни оксиди реагират с вода (§11.4).
N 2 O 3 + H 2 O = 2HNO 2 SO 2 + H 2 O = H 2 SO 3
N 2 O 5 + H 2 O = 2HNO 3 SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4
Много киселинни оксиди могат да бъдат полученочрез окисление с кислород (изгаряне в кислород или във въздух) на съответните прости вещества (C gr, S 8, P 4, P cr, B, Se, но не N 2 и не халогени):
C + O 2 \u003d CO 2,
S 8 + 8O 2 \u003d 8SO 2,
или при разлагане на съответните киселини:
H 2 SO 4 \u003d SO 3 + H 2 O (при силно нагряване),
H 2 SiO 3 \u003d SiO 2 + H 2 O (при сушене на въздух),
H 2 CO 3 \u003d CO 2 + H 2 O (при стайна температура в разтвор),
H 2 SO 3 \u003d SO 2 + H 2 O (при стайна температура в разтвор).
Нестабилността на въглеродните и сярни киселини прави възможно получаването на CO 2 и SO 2 под действието на силни киселини върху карбонати Na 2 CO 3 + 2HCl p \u003d 2NaCl p + CO 2 + H 2 O
(реакцията протича както в разтвор, така и с твърд Na2CO3), и сулфити
K 2 SO 3tv + H 2 SO 4conc \u003d K 2 SO 4 + SO 2 + H 2 O (ако има много вода, серен диоксид не се отделя като газ).
Имоти химични съединениясе определят преди всичко от техния състав, следователно е необходимо ясно да се разберат моделите на съставяне на химични формули, които отразяват този състав. При изучаване на отделни класове неорганични съединения трябва да се знае определението на всеки клас, класификацията, методите на получаване и свойствата. Оксиди. Оксидите са съединения, състоящи се от два елемента, единият от които е кислород в окислително състояние -2. В оксидите кислородните атоми са свързани само с атоми на други елементи и не са свързани един с друг.Имената на оксиди на елементи, които имат постоянно състояние на окисление, се състоят от две думи " оксид + име на елемент в роден падеж»: MgO - магнезиев оксид, Na 2 O - натриев оксид, CaO - калциев оксид.Ако елементът образува няколко оксида, то след името на елемента степента му на окисление се обозначава с римска цифра в скоби: MnO - манганов (II) оксид , Mn 2 O 3 - оксид манган (III).Наименованието на оксидите може да се образува и чрез добавяне на гръцки цифри към думата "оксид". Например, CO 2 е въглероден диоксид, SO 2 е серен диоксид, SO 3 е серен триоксид, OsO 4 е осмиев тетроксид. По химични свойства оксидите се разделят на солеобразуващии несолеобразуващи. оксиди, които химична реакциясоли на формата се наричат солеобразуващи: CO 2 + Ca (OH) 2 = CaCO 3 + H 2 O въглероден оксид (IV) калциев хидроксид калциев карбонат MgO + 2HC1 \u003d MgCl 2 + H 2 O магнезиев оксид солна киселина магнезиев хлорид CO 2 и MgO образуват сол оксиди. Оксидите, които не образуват соли, се наричат несолеобразуващи: NO - азотен оксид (II), N 2 O - азотен оксид (I), SiO - силициев оксид (II) са несолеобразуващи оксиди. Солеобразуващите оксиди се делят на основни, киселинни и амфотерни.К главеноксидите включват само оксиди на метали: алкални (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr), алкалоземни (Mg, Ca, Sr, Ba, Ra), лантан, както и всички други метали в по-ниските им степени на окисление. Например Na2O, CaO, Cu2O, CrO, MnO, BaO, La2O3 са основни оксиди. Хидратите на всички основни оксиди са основи:
Да се киселаоксидите включват оксиди на неметали, както и метали в по-високи степениокисляване. Например, SO2, SO3, CO2, CrO3, Mn2O7 са киселинни оксиди. Хидратите на всички киселинни оксиди са киселини:
Да се амфотерниоксидите включват оксиди на някои метали от основните подгрупи (оксиди на берилий, алуминий), както и оксиди на някои метали от вторични подгрупи на периодичната система от елементи на Д. И. Менделеев в междинни степени на окисление. Например, BeO, A1 2 O 3, ZnO, MnO 3, Fe 2 O 3, Cr 2 O 3 са амфотерни оксиди. Хидроксидите на амфотерните оксиди проявяват свойствата на киселини и основи: Zn(OH) 2 ← ZnO → H 2 ZnO 2 цинков хидроксид цинков оксид цинкова киселина
Формулиране на оксиди.Когато съставяте формули за оксиди, препоръчваме да се придържате към следния план (използвайки азотен (III) оксид като пример): 1) запишете химичните признаци на елементите, които съставляват веществото, и посочете техните степени на окисление: N + 3 O -2 2) намерете най-малкото общо кратно на степените на окисление: 3 x 2 = 63) определете индексите на елементите, като разделите най-малкото общо кратно на модула на степента на окисление на всеки елемент: 6: 3 = 2; 6: 2 = 3. 4) присвоете получените индекси вдясно на знаците на елементите: N 2 O 3. Основи. Основите са сложни вещества, чиито молекули се състоят от метален атом и една или повече хидроксилни групи (OH -).Например, Fe (OH) 3, Ca (OH) 2. Имената на основите са съставени от думи "хидроксид" и имена на метали в родителен падеж: Ba(OH) 2 - бариев хидроксид; NaOH е натриев хидроксид. Ако металът образува няколко хидроксида, тогава посочете степента на неговото окисление с римска цифра в скоби. Например, Fe (OH) 2 е железен (II) хидроксид, Bi (OH) 3 е бисмут (III) хидроксид. Името на основата също е съставено по следния начин: към думата хидроксид се добавят представки, които показват броя на хидроксо групите в основата. Например, Ca(OH) 2 е калциев дихидроксид, Bi(OH) 3 е бисмут трихидроксид. Броят на хидроксо групите в основната молекула определя нейния киселинност.В зависимост от броя на протоните, които една база може да прикрепи, има: 1) единична киселина(NaOH, KOH, NH4OH), 2) двукиселинен(Ca(OH) 2, Sr(OH) 2, Ba(OH) 2), 3) трикиселина(La(OH) 3 , Bi(OH) 3) и др. основания. Останалите основи. Положително заредените групи от атоми (катиони), които остават след отделяне от основната молекула на една или повече хидроксо групи, се наричат остатъци от основата.Стойността на положителния заряд на основния остатък се определя от броя на отделените хидроксо групи. В табл. 1 са показани формулите и имената на някои основи и техните остатъци. Таблица 1 - Имена и формули на някои основи и техните остатъци (съгласно номенклатурата на IUPAC)
амфотерни хидроксиди.
Амфотерните хидроксиди са тези, които в зависимост от условията проявяват основни и киселинни свойства.Например: Zn (OH) 2 + 2HCI \u003d ZnCl 2 + 2H 2 O Zn (OH) 2 + 2H + \u003d Zn 2+ + 2H 2 O Zn (OH) 2 + 2NaOH \u003d Zn (OH) 2 + 2NaOH \u003d Na 2 ZnO 2 + 2H 2 O в разтвор на натриев тетрахидроксоцинкат по време на сливане на натриев цинкат От гледна точка на теорията електролитна дисоциация, хидроксидите се наричат амфотерни, които при дисоциация образуват както водородни катиони, така и хидроксидни йони.Амфотерните хидроксиди включват хидроксиди на някои метали от основните подгрупи (берилий, алуминий), както и някои метали от вторични подгрупи на периодичната система от елементи в междинни степени на окисление. Например, Be (OH) 2, A1 (OH) 3, Zn (OH) 2, Ge (OH) 2, Sn (OH) 4, Fe (OH) 3, Cr (OH) 3 са амфотерни хидроксиди. киселини.
Киселините са сложни съединения, които включват водородни атоми, които могат да бъдат заменени с метални атоми.Киселините се разграничават: 1) по наличието или отсъствието на кислород в състава на киселината: а) аноксичен(това са водни разтвори водородни съединениянеметали от групи VI и VII от периодичната система от елементи H 2 S, H 2 Te, HF, HC1, HBr, HI, както и HSCN и HCN); б) съдържащи кислород(това са хидрати на оксиди на неметали, както и някои метали в по-високи степени на окисление (+5, +6, +7) - H 2 CO 3, H 2 SO 4, H 2 ClO 4 и др.); 2) от основност(т.е. по броя на водородните атоми в киселинната молекула, които могат да бъдат заменени с метални атоми, за да образуват сол) а) едноосновен(HC1, HNO 3, HCN, CH 3 COOH), b) двуосновен(H 2 S, H 2 SO 4, H 2 CO 3), в) триосновен(H 3 RO 4, H 3 AsO 4) и др.
Имената на аноксиновите киселини са съставени от имена на елементи + O + думата "водород": HC1 - солна киселина; H 2 S - хидросулфидна киселина; HCN - циановодородна киселина; HI - йодоводородна киселина. Имената на кислородните киселини произлизат от името на неметала с добавка - ная, - ваяако степента на окисление на неметала е равно на номера на групата. Тъй като степента на окисление намалява, наставките се променят в следния ред: - овал; - вярно; - яйцевидни: HCIO 4 - перхлорна киселина; HCIO 2 - хлорна киселина; HCIO 3 - хлорна киселина; HCIO = хипохлорна киселина; HNO 3 - азот; HNO 2 - азотен; H 2 SO 4 - сярна; H 2 SO 3 - сярна. киселинни аниони.
Отрицателно заредените групи от атоми и единични атоми (отрицателни йони), които остават след отделяне от киселинна молекула на един или повече водородни атоми, се наричат киселинни аниони.Стойността на отрицателния заряд на киселинния анион се определя от броя на водородните атоми, заместени от метала (Таблица 2). Сол.
Солите са продукти от замяната на водорода на киселина с метал или на хидроксо групите на основа с киселинни остатъци.Например, 2HCl + Zn \u003d ZnCl 2 + H 2 H 2 SO 4 + 2NaOH = Na 2 SO 4 + 2H 2 O киселинна сол киселинно-основна сол От гледна точка на теорията на електролитната дисоциация, солите са електролити, при чиято дисоциация се получават катиони, различни от водородни катиони и аниони, различни от OH - аниони.
Таблица 2 - Имена и формули на някои киселинни остатъци
| Киселинна формула | Име на киселината | анион | Име на анион | |
| HC1 | солна (солна) | Cl - | хлориден йон | |
| HBr | Бромоводородна | Br - | бромиден йон | |
| Здрасти | Хидройод | аз | Йодиден йон | |
| H 2 S | Водороден сулфид | HS-S 2- | Хидросулфиден йон Сулфиден йон | |
| HClO | хипохлорен | ClO- | Хипохлоритен йон | |
| HClO 2 | хлорид | ClO 2 - | хлоритен йон | |
| HClO 3 | хлор | Сlo 3 - | хлоратен йон | |
| HClO 4 | Хлорна | ClO 4 - | перхлоратен йон | |
| H2SO3 | сярна | HSO 3 – SO 3 2– | Хидросулфитен йон Сулфитен йон | |
| H2SO4 | сярна | HSO 4 - SO 4 2− | Хидросулфатен йон Сулфатен йон | |
| HNO 2 | азотни | НЕ 2 - | Нитритен йон | |
| HNO3 | Азот | НЕ 3 - | Нитратен йон | |
| H3PO4 | ортофосфорна | n 2 ro 4 - nro 4 2 - ro 4 3 - | Дихидрофосфат йон Хидрофосфат йон Ортофосфат йон | |
| H2CO3 | въглища | HCO 3 - CO 3 2- | Бикарбонатен йон Карбонат йон | |
| H2SiO3 | силиций | HSiO 3 - SiO 3 2- | Хидросиликатен йон Силикатен йон | |
| HMnO 4 | манган | MnO 4 - | перманганатен йон | |
| H3BO3 | борик (ортоборен) | VO 3 3- | Боратен йон | |
| H 2 CrO 4 | хромати | CrO 4 2- | хроматен йон | |
| H2Cr2O7 | дихром | Cr 2 O 7 2 - | бихроматен йон | |
| HCN | Циановодород | CN- | цианиден йон |
Солите обикновено се делят на средни, киселинни и основни. Средна сол -това е продукт на пълно заместване на водорода на киселина с метал или на хидроксо групата на основа с киселинен остатък. Например, Na 2 SO 4, Ca (NO 3) 2 са средни соли. Киселинна сол -продукт на непълна замяна на водорода на многоосновна киселина с метал. Например, NaHSO 4, Ca (HCO 3) 2 са киселинни соли. Основна сол -продукт на непълно заместване на хидроксо групите на поликиселинна основа с киселинни остатъци. Например, Mg(OH)NO3, Al(OH)Cl2 са основни соли. Ако водородните атоми в киселината се заменят с атоми на различни метали или хидроксо групите на основите се заменят с различни киселинни остатъци, тогава двойносол. Например, KA1 (SO 4) 2, Ca (OC1) C1. Двойните соли съществуват само в твърдо състояние. Комплексни соли -Това са соли, съдържащи сложни йони. Например солта K 4 е сложна, тъй като съдържа сложен йон 4-. Формулиране на соли. Когато съставяте формули за соли, трябва да запомните правилото: абсолютната стойност на продукта на зарядите на катиони по техния брой е равна на абсолютна стойностпроизведение на заряда на киселинния остатък от броя на киселинните остатъци. Например, за формулиране на натриев карбонат: 1) запишете катиона и до аниона от таблици 1 и 2: Na + CO 3 2-; 2) намерете най-малкото общо кратно на зарядните модули: 1x2=2; 3) разделете общото кратно на модула на заряда на катиона и получете техния брой (индекс): 2/1=2. Намерете също броя на анионите: 2/2=1; 4) запишете индекси и вземете формулата Na 2 CO 3. Името на солите се образува от името на киселинния остатък (табл. 2) в именителен падеж и името на катиона (табл. 1) в родителен падеж (без думата "йон"): NaCl - натриев хлорид; FeS - железен (II) сулфид; NH 4 CN - амониев цианид. Окончанията на имената на аниони на кислород-съдържащи киселини зависят от степента на окисление на киселиннообразуващия елемент:
Например, CaCO3 е калциев карбонат; Fe 2 (SO 3) 3 - железен (III) сулфит. Наименованията на киселинните и основни соли се образуват по същите общи правила като имената на средните соли. В този случай името на аниона на киселинната сол се доставя с префикса хидро-
което показва наличието на незаместени водородни атоми (броят на водородните атоми се обозначава с гръцки цифрови префикси). Основният катион на солта получава префикса хидроксо-
което показва наличието на незаместени хидроксо групи. Например, CaHPO 4 е калциев хидроген фосфат; (MgOH) 2SO 4 - хидроксомагнезиев сулфат; NaHCO 3 - натриев бикарбонат; KA1 (SO 4) 2 - калиев алуминиев сулфат. Генетични връзки.
Генетичните връзки са връзки между различни класове въз основа на техните взаимни трансформации. Познаване на класовете неорганични вещества, е възможно да се състави генетичната серия от метали и неметали. Тези редове се основават на един и същ елемент. Сред металите могат да се разграничат два вида серии:
1. Генетична серия, в която алкалите действат като основа. Тази серия може да бъде представена чрез следните трансформации: метал-основен оксид-алкал-сол, например, генетичната серия на калия K–K2O–KOH–KCl.
2. Генетична серия, където неразтворима база действа като основа. Тази серия може да бъде представена чрез верига от трансформации: метал – основен оксид – сол – неразтворима основа – основен оксид – метал.Например: Cu - CuO - CuCl 2 - Cu (OH) 2 - CuO - Cu.
Сред неметалните могат да се разграничат и два вида серии:
1. Генетичната поредица от неметали, където разтворимата киселина действа като връзка в серията. Веригата от трансформации може да се представи като следната форма: неметал–киселинен оксид–разтворима киселина–сол. Например: P - P 2 O 5 - H 3 PO 4 - Na 3 PO 4.
2. Генетичната серия от неметали, където неразтворима киселина действа като връзка в серията: неметал - киселинен оксид - сол - киселина - киселинен оксид - неметал.Например:
Si - SiO 2 - Na 2 SiO 3 - H 2 SiO 3 - SiO 2 - Si.Когато изучавате химичните свойства на различни класове неорганични съединения, трябва да се помни, че само вещества, принадлежащи към различни генетични серии (метални и неметални), могат да взаимодействат помежду си, което е отразено на диаграмата:
2.3 Семинар No1. « Методи за получаване и химични свойства на оксиди, киселини, основи, соли"Цел:развиване на умения за съставяне на молекулярни и структурни формули на вещества, назоваване и определяне дали съединенията принадлежат към определени класове. Въпроси за дискусия и задачи: 1. Какви вещества се наричат оксиди? Направете формули и дайте имената на оксидите на следните елементи: а) калий; б) цинк; в) фосфор (III); г) силиций (IV); д) хром (VI); е) хлор (VII); ж) живак (II) 2. Начертайте графично формулите на следните оксиди: а) меден оксид (I); б) фосфорен (V) оксид; в) серен оксид (VI); г) манганов (VII) оксид; д) азотен оксид (III).3. Дайте примери за несолеобразуващи оксиди.Какви оксиди се наричат: а) основни; б) киселина; в) амфотерна? Дайте примери за всички видове оксиди 4. Как естеството на оксида зависи от позицията на елемента в периодична система елементи D.I. Менделеев? Илюстрирайте отговора си с примери.5. Кое от следните съединения ще реагира със серен оксид (VI): P 2 O 3, CaO, HNO 3, Ba (OH) 2, MgO, H 2 O, SO 2? Напишете уравненията на възможните реакции.6. Съставете формули на оксиди и техните хидрати за следните елементи: желязо (III), манган (II, VII), сяра (IV, VI), хлор (I, VII). Назовете хидроксидите.7. Съставете уравненията на реакцията между: а) калциев оксид и фосфорен (V) оксид; б) железен оксид (III) и серен оксид (VI); в) калиев хидроксид и цинков оксид; г) сярна киселина и цинков оксид; д) фосфорна киселина и цинков оксид. 8. Какви съединения се наричат основи? Какво определя киселинността на основата? Какъв е остатъкът от основата? Дай примери. 9. Напишете имената и графичните изображения на формулите на следните основи и техните остатъци: Ba (OH) 2, KOH, Ca (OH) 2, La (OH) 3, Th (OH) 4. 10. Какви основи са алкали? Как алкалите променят цвета на индикаторите? 11. Каква реакция се нарича реакция на неутрализация? Напишете уравненията на реакциите за следните съединения (с всички възможни продукти): а) калиев хидроксид и азотна киселина; б) калиев хидроксид и никелов (II) хлорид, в) бисмут трихидроксид и сярна киселина; г) калиев хидроксид и силициев оксид (IV); д) натриев хидроксид и магнезиев сулфат; ж) калиев хидроксид и цинков хлорид. 12. Напишете уравненията на реакциите, с които можете да извършвате преобразувания: а) K → KOH; б) FeSO 4 → Fe (OH) 2; в) Ca (OH) 2 → CaCO 3. 13. Какви съединения се наричат киселини? Какво определя основността на киселината? Какво е киселинен остатък и какво определя неговия заряд? 14. Напишете формулите на оксидите, които отговарят на киселините: ортоборен H 3 BO 3, манган HMnO 4, ортофосфорен H 3 PO 4. 15. Напишете уравненията за реакциите на разредена сярна киселина: а) с алуминий; б) с магнезиев оксид; в) с железен (III) хидроксид; г) с бариев нитрат. Какво общо имат тези реакции? 16. Напишете уравненията на реакциите, с които можете да получите: а) сярна киселина H 2 SO 4; б) хидросулфидна киселина H2S; в) въглеродна киселина H 2 CO 3 .17. Кои от следните метали изместват водорода от солната киселина: K, Ba, Hg, Fe, Cu, Al, Ag, Na, Mg, Au? Напишете реакционни уравнения. 18. Какви съединения се наричат соли? Какви соли познавате Направете формулите на солите от следните остатъци: а) хидроксомагнезиев йон и ортофосфатен йон; b) хидроксовимут(III)-йонисулфатен йон; в) хидроксовимут (III) йон и нитратен йон; г) бисмут(III) йон и хлориден йон; д) никелов(II) йон и ортофосфатен йон. 19. Дайте имена на следните соли и начертайте графични формули: MgCl 2, Na 2 SO 4, K 3 PO 4, Cu(NO 3) 2, BaCO 3, Fe(NO 3) 3 FeS, KHCO 3, Na 2 HPO 4, NaH 2 PO 4 , Fe(OH)Cl.20 Напишете формулите на следните соли: а) железен сулфат (III); б) магнезиев дихидрофосфат; в) хидроксоалуминиев хлорид. 21. Кои от следните вещества взаимодействат помежду си: меден оксид (II), сярна киселина, калциев хидроксид, въглероден окис (IV), цинков хидроксид, натриев хидроксид? Напишете реакционни уравнения. 22. С какви класове съединения взаимодействат металите? Напишете уравненията за съответните реакции. 24. При взаимодействието на съединения от какви класове се образуват соли? Напишете уравненията за съответните реакции. Индивидуална задача:За солта, дадена от учителя, посочете: - името на солта; - формули на хидроксидите, които го образуват, техните имена, степента на окисление на хидроксидообразуващия елемент; - формули на оксидите за горните хидроксиди, техния характер; - уравнения на дисоциация за хидроксиди (общи и поетапни): а) основи б) киселини в) за амфотерни хидроксиди, уравнения на дисоциация по вид киселина и по вид основа; - реакционни уравнения за получаване на сол в молекулярна и йонна форма; - графична формула на солта; - Определете еквивалентите на хидроксиди и сол. Опции за задачи: AlCl 3 , KNO 3 , KBr, Na 3 PO 4 , Na 2 CO 3 , CaCl 2 , KMnO 4 , NaClO, KClO 3 , KClO 4 , Cr(NO 3) 3 , Zn(NO 3) 2 , K 2 ZnO 2 , KAlO 2 , Na 2 SO 3 , Na 2 S, LiHS, KCN, K 2 CO 3 , KHCO 3 , NaHCO 3 , (CuOH) 2 CO 3 , AlOHCl 2 Предложен алгоритъм за изпълнение:- формулата на солта е Al 2 (SO 4) 3, името й е алуминиев сулфат - тази сол се образува от алуминиев хидроксид Al (OH) 3 и сярна киселина H 2 SO 4. Степента на окисление на киселинния елемент (сяра) +6 - формули на оксидите и тяхната природа: алуминиевият оксид Al 2 O 3 проявява амфотерни свойства; серен оксид (VI) SO 3 - кисел оксид. - уравнения на дисоциация на хидроксид (общи и поетапно): а) основи по вид основа: Al (OH) 3 "Al 3+ + 3OH - - общо по стъпки: 1) Al (OH) 3 "Al (OH) 2 + + OH - 2) Al (OH) 2 + "AlOH 2+ + OH - 3) AlOH +" Al 3+ + OH - по вид киселина: H 3 AlO 3 "H 2 O + HAlO 2 Ортоформна метаформа - по-стабилна HAlO 2 “H + + AlO 2 - б) киселини: H 2 SO 4 “2H + + SO 4 2- - общо на стъпки: 1) H 2 SO 4 “H + + HSO 4 - 2) HSO 4 - “H + + SO 4 2- - реакции на образуване: а) в молекулярна форма 2Al (OH) 3 + 3H 2 SO 4 \u003d Al 2 (SO 4) 3 + 6H 2 Ob) в пълно йонно 2Al (OH) 3 + 6H + + 3SO 4 2- = 2Al 3+ + 3SO 4 2- + 6H 2 O c) в редуцирания йонен 2Al (OH) 3 + 6H + \u003d 2Al 3+ + 6H 2 O - графична формуласол
