ГЕНЕТИЧНИЙ ЗВ’ЯЗОК МІЖ РІЗНИМИ КЛАСАМИ СПОЛУК

ОCНОВНІ КЛАСИ НЕОРГАНІЧНИХ СПОЛУК

 

КЛАСИФІКАЦІЯ НЕОРГАНІЧНИХ СПОЛУК

 

 

Прості речовини.

Молекули складені із атомів одного виду (атомів одного елемента). В хімічних реакціях не можуть розкладатися і утворювати другі речовини.

 

Складні речовини (або хімічні сполуки).

Молекули складені із атомів різного виду (атомів різних хімічних елементів). В хімічних реакціях розклдаются і утворюють декілька інших речовин.

 

Неорганічні речовини
Прості Метали
Неметали
Складні Оксиди
Основи
Кислоти
Солі

 

Чіткої границі між металами та неметалами немає тому, що є прості речовини, які виявляють двоякі властивості.

 

Алотропія

 

 

Алотропія - властивість деяких хімічних елементів утворювати декілька простих вечовин, які відмінні за своїми властивостями та будовою.

 

Речовини, що утворюються називають –алотропними видозмінами, або модифікаціями

 

С - алмаз, графіт, карбін.

O - кисень, озон.

S - ромбовидна, пластична.

P - білий, червоний, чорний.

 

Явище алотропії обумовлене двома причинами:

 

1) різним числом атомів в молекулі, наприклад кисень O2 та озон O3

 

2) утворенням різних кристалічних форм, наприклад алмаз, карбін і графіт.

 

ОСНОВИ

 

Основи - це складні речовини, в яких атоми металів з’єднані з одною або декількома гідроксильними группами (з точки зору теорії електролітичної дисоціації, основи - складні речовини, при дисоціації яких в водному розчині утворюютьсяя катіони металу (або NH4+) і гідроксид - аніони OH-).

 

Класификація.

Розчинні У воді (луги) і нерозчинні.

Амфотерні основи виявляють властивості слабких кислот.

 

Добування

 

1. Реакції активних металів ( лужних та лужно-земельних металів) з водою:

 

2Na + 2H2O ® 2NaOH + H2­

Ca + 2H2O ® Ca(OH)2 + H2­

 

2. Взаємодія оксидів активних металів з водою:

 

BaO + H2O ® Ba(OH)2

 

3. Електроліз водних розчинів солей

 

2NaCl + 2H2O ® 2NaOH + H2­ + Cl2­

Хімічні властивості

 

Луги Нерозчинні основи
1. Дія на індикатори
лакмус - синій метилоранж - жовтий фенолфталеїн - малиновий ––
2. Взаємодія з кислотними оксидами.
2KOH + CO2 ® K2CO3 + H2O KOH + CO2 ® KHCO3 ––
3. Взаємодія з кислотами (реакція нейтралізації)
NaOH + HNO3 ® NaNO3 + H2O Cu(OH)2 + 2HCl ® CuCl2 + 2H2O
4. Реакція обміну з солями
Ba(OH)2 + K2SO4 ® 2KOH + BaSO4¯ 3KOH+Fe(NO3)3 ® Fe(OH)3¯ + 3KNO3 ––
5. Термічний розклад.
–– Cu(OH)2 –t°® CuO + H2O

 

ОКСИДИ

 

Оксиди - складні речовини, які утворенні двома елементами, один із яких Оксиген

 

Класификація:

 

ОКСИДИ  
Несолетворні CO, N2O, NO
Солетворні Основні-це оксиди металів, в яких метали виявляють невелику ступінь окислення +1, +2 Na2O; MgO; CuO
  Амфотерні (металли ступінь окисления яких +3, +4). В качестве гидратов им соответствуют амфотерные гидроксиды ZnO; Al2O3; Cr2O3; SnO2
  Кислотні - це оксиди неметалів і металів, ступінь окислення яких від +5 до +7 SO2; SO3; P2O5; Mn2O7; CrO3
Основним оксидам відповідають основи, кислотним– кислоти, амфотерним – і ті і другі

 

Добування:

 

1. Взаємодія простих і складних речовин с киснем:

 

2Mg + O2 ® 2MgO

4P + 5O2 ® 2P2O5

S + O2 ® SO2

2CO + O2 ® 2CO2

2CuS + 3O2 ® 2CuO + 2SO2

CH4 + 2O2 ® CO2 + 2H2O

4NH3 + 5O2 –кат.® 4NO + 6H2O

 

2. Розклад деяких речовин, які містять кисень (основ, кислот, солей) при нагріванні:

 

Cu(OH)2 –t°® CuO + H2O

(CuOH)2CO3 –t°® 2CuO + CO2 + H2O

2Pb(NO3)2 –t°® 2PbO + 4NO2 + O2

2HMnO4 –t°;H2SO4(конц.)® Mn2O7 + H2O

 

Хімічні властивості

 

Основні оксиди Кислотні оксиди
1. Взаємодія з водою
Утворюється основа: Na2O + H2O ® 2NaOH CaO + H2O ® Ca(OH)2 Утворюється кислота: SO3 + H2O ® H2SO4 P2O5 + 3H2O ® 2H3PO4
2. Взаємодія з кислотою або основою:
В реакції с кислотою утворюється сіль та вода MgO + H2SO4 –t°® MgSO4 + H2O CuO + 2HCl –t°® CuCl2 + H2O В реакції с основою утворюється сіль та вода CO2 + Ba(OH)2 ® BaCO3 + H2O SO2 + 2NaOH ® Na2SO3 + H2O
Амфотерні оксиди взаємодіють:
з кислотами як основні: ZnO + H2SO4 ® ZnSO4 + H2O с основами як кислотні: ZnO + 2NaOH ® Na2ZnO2 + H2O (ZnO + 2NaOH + H2O®Na2[Zn(OH)4])
3. Взаємодія основних і кислотних оксидів між собою - утворюється сіль.
Na2O + CO2 ® Na2CO3
4. Відновлення до простих речовин:
3CuO + 2NH3 ® 3Cu + N2 + 3H2O P2O5 + 5C ® 2P + 5CO

 

 


 

КИСЛОТИ

 

Кислоти – складні речовини, які складаються із атомів водню та кислотного залишку. (З точки зору теорії електролітичної дисоціації: кислоти - електроліти, які при дисоціації в якості катіонів утворюють тільки H+).

 

Классификация:

1. За оксигеновмісністю:

безоксигенові та оксигеновмісні.

2. За числом атомів водню, які можуть заміщуватися на метал:

одно-, двох-, трьохосновні...

безоксигенові:   Назва солі
HCl - хлороводнева (соляна) одноосновна хлорид
HBr - бромоводнева одноосновна бромід
HI - йодоводнева одноосновна йодид
HF - фтороводнева одноосновна фторид
H2S - сірководнева двохосновна сульфид
     
оксигеновмісні:    
HNO3 – нітратна (азотна) одноосновна нітрат
H2SO3 – сульфітна (сірчиста) двохосновна сульфіт
H2SO4 – сульфатна (сірчана) двохосновна сульфат
H2CO3 - карбонатна двохосновна карбонат
H2SiO3 - силікатна двохосновна силікат
H3PO4 - ортофосфорна трьохосновна ортофосфат

 

Добування:

 

1. Взаємодія кислотного оксиду з водою (для оксигеновміснихкислот):

 

SO3 + H2O ® H2SO4

P2O5 + 3H2O ® 2H3PO4

 

2. Взаємодія водню с неметалами і подальшим розчиненням отриманого продукту в воді (для безоксигеновмісних кислот):

 

H2 + Cl2 ® 2HCl

H2 + S ® H2S

 

3. Реакція обміну солі с кислотой

 

Ba(NO3)2 + H2SO4 ® BaSO4¯ + 2HNO3

в тому числі, витіснення слабких, летучих або малорозчинних кислот із солей більш сильними кислотами:

 

Na2SiO3 + 2HCl ® H2SiO3¯ + 2NaCl

2NaCl(тв.) + H2SO4(конц.) –t°® Na2SO4 + 2HCl­

Хімічні властивості

 

1. Дія на індикатори.

 

лакмус - червоний

метилоранж - рожевий

 

2. Взаємодія з основами (реакція нейтралізації):

 

H2SO4 + 2KOH ® K2SO4 + 2H2O

2HNO3 + Ca(OH)2 ®Ca(NO3)2 + 2H2O

 

3. Взаємодія з основними оксидами:

 

CuO + 2HNO3 –t°® Cu(NO3)2 + H2O

 

4. Взаємодія з металами:

 

Zn + 2HCl ® ZnCl2 + H2­

2Al + 6HCl ® 2AlCl3 + 3H2­

(метали, які стоять в витискувальному ряді металів до водню).

 

5. Взаємодія з солями (реакції обміну), при яких виділяється газ або утворюється осад:

 

H2SO4 + BaCl2 ® BaSO4¯ +2HCl

2HCl + K2CO3 ® 2KCl + H2O + CO2­

 


 

СОЛІ

 

Солі – складні речовини, утворені атомами металів та кислотними залишками. Це самий багаточисельний клас неорганічних сполук.

 

Класифікація:

 

СОЛІ
  ¨ Середні
¨ Кислі
¨ Основні
¨ Подвійні
¨ Змішані
¨ Комплексні

 

Середні. При дисоціації дають лише катіони металу (або NH4+)

 

Na2SO4 « 2Na+ +SO42-

CaCl2 « Ca2+ + 2Cl-

 

Кислі. При дисоціації дають катіони металу (NH4+), іони водню і аніони кислотного залишку.

 

NaHCO3 « Na+ + HCO3- « Na+ + H+ + CO32-

 

Основні. При дисоціації дають катіони металу, гідроксид – іони ОН- і аніони кислотного залишку.

Zn(OH)Cl « [Zn(OH)]+ + Cl- « Zn2+ + OH- + Cl-

 

Продукти неповного заміщення групи OH-відповідної основи на кислотний залишок.

 

Подвійні. При диссоціації дають два катіона та один аніон.

 

KAl(SO4)2 « K+ + Al3+ + 2SO42-

 

Змішані. Утворенні одним катіоном і двома аніонами:

 

CaOCl2 « Ca2+ + Cl- + OCl-

 

Комплексні. До складу входять складні катіони або аніони.

 

[Ag(NH3)2]Br « [Ag(NH3)2]+ + Br -

Na[Ag(CN)2] « Na+ + [Ag(CN)2]-


Середні солі

 

Добування

 

Більшість способів добування солей мають в основі взаємодію речовин з протилежними властивостями:

 

1) металу с неметалом:

 

2Na + Cl2 ® 2NaCl

 

2) металу з кислотою:

 

Zn + 2HCl ® ZnCl2 + H2­

 

3) металу з розчином солі менш активного металу

 

Fe + CuSO4 ® FeSO4 + Cu

 

4) основного оксиду з кислотним оксидом:

 

MgO + CO2 ® MgCO3

 

5) основного оксиду з кислотою

 

CuO + H2SO4 –t°® CuSO4 + H2O

 

6) основи з кислотним оксидом

 

Ba(OH)2 + CO2 ® BaCO3¯ + H2O

 

7) основи з кислотою:

 

Ca(OH)2 + 2HCl ® CaCl2 + 2H2O

 

8) солі з кислотою:

 

MgCO3 + 2HCl ® MgCl2 + H2O + CO2­

BaCl2 + H2SO4 ® BaSO4¯ + 2HCl

 

9) розчину основи з розчином солі:

Ba(OH)2 + Na2SO4 ® 2NaOH + BaSO4¯

 

10) розчинів двох солей

 

3CaCl2 + 2Na3PO4 ® Ca3(PO4)2¯ + 6NaCl

Хімічні властивості

 

1. Термічний розклад.

CaCO3 ® CaO + CO2­

2Cu(NO3)2 ® 2CuO + 4NO2­ + O2­

NH4Cl ® NH3­ + HCl­

 

2. Гідроліз.

 

Al2S3 + 6H2O « 2Al(OH)3¯ + 3H2S­

FeCl3 + H2O « Fe(OH)Cl2 + HCl

Na2S + H2O « NaHS +NaOH

 

3. Реакції обміну з кислотами, основами та іншими солями.

 

AgNO3 + HCl ® AgCl¯ + HNO3

Fe(NO3)3 + 3NaOH ® Fe(OH)3¯ + 3NaNO3

CaCl2 + Na2SiO3 ® CaSiO3¯ + 2NaCl

 

4. Окисно-відновні реакції, обумовленні властивостями катіона або аніона.

 

2KMnO4 + 16HCl ® 2MnCl2 + 2KCl + 5Cl2­ + 8H2O

 

 

 


ГЕНЕТИЧНИЙ ЗВ’ЯЗОК МІЖ РІЗНИМИ КЛАСАМИ СПОЛУК

 
 

 

   

       
   


Приклади:

 

1. металл + неметал ® сіль

Hg + S ® HgS

2Al + 3I2 ® 2AlI3

 

2. основний оксид + кислотний оксид ® сіль

 

Li2O + CO2® Li2CO3

CaO + SiO2 ® CaSiO3

 

3. основа + кислота ® сіль

 

Cu(OH)2 + 2HCl ® CuCl2 + 2H2O

 

4. метал ® основний оксид

2Ca + O2 ® 2CaO

4Li + O2 ® 2Li2O

 

5. неметал ® кислотний оксид

S + O2 ® SO2

4As + 5O2 ® 2As2O5

 

6. основний оксид ® основа

BaO + H2O ® Ba(OH)2

Li2O + H2O ® 2LiOH

7. кислотний оксид ® кислота

P2O5 + 3H2O ® 2H3PO4

SO3 + H2O ® H2SO4