Основные классы неорганических соединений

Лекция №2 

Тема Основные классы неорганических соединений

Цель лекции:

Закрепить знания студентов по основным классам и химическим свойствам неорганических соединений.

План лекции:

1. Кислоты, оксиды, основания и соли

2. Классификация кислот, оксидов, оснований и солей

3. Химические свойства основных классов неорганических соединений

4.Генетическая связь между оксидами, кислотами, основаниями и солями

Классификация веществ облегчает их изучение. Зная особенности классов соединений, можно охарактеризовать свойства отдельных их представителей. Важнейшими классами неорганических соединений являются оксиды, кислоты, основания, соли.

Классификация оксидов и их химические свойства  

Оксидами называются сложные вещества, состоящие из двух элементов, один из которых кислород.

Почти все химические элементы образуют оксиды. До настоящего времени еще не получены оксиды трех элементов — благородных газов гелия, неона и аргона.

Названия оксидов. Согласно международной номенклатуре названия оксидов образуют из латинского корня названия элемента с большей относительной электроотрицательностью с окончанием «ид» и русского названия элемента с меньшей относительной электроотрицательностью  в родительном падеже. Если же элемент образует несколько оксидов, то в их названиях указывается степень окисления элемента римской цифрой в скобках сразу после названия. Например, H2O — оксид водорода (вода), FeO — оксид железа (II), Fе2Оз — оксид железа (III), Р2О3 — оксид фосфора (III), P2O5 — оксид фосфора (V), Сu2О — оксид меди (I) или СuО оксид меди (II).

Особую группу кислородных соединений элементов составляют пероксиды. Обычно их рассматривают как соли пероксида водорода Н2О2, проявляющего слабые кислотные свойства. У пероксидов атомы кислорода химически связаны не только с атомами других эле¬ментов, но и между собой (образуют пероксидную группу — О — О — ). Например, пероксид натрия Na2O2 (пероксо- — название группы — О — О — ). Надо уметь правильно определять степень окисления элементов в пероксидах. Так, в пероксиде бария Ва2О2 степень окисления бария равна +2, а кислорода -1.

По химическим свойствам оксиды делятся на три группы: основные, кислотные и амфотерные.

Основные оксиды. Основными называются такие оксиды, которым соответствуют основания. Например, Na2O, CaO, FeO, NiO являются основными оксидами, так как им соответствуют основания NaOH, Са(ОН)2, Fе(ОН)2, Ni(OH)2. Некоторые основные оксиды при взаимодействии с водой образуют основания. Например:

Na2O + Н2О = 2NaOH

CaO + Н2О = Са(ОН)2

Основные оксиды образуются только металлами.

Кислотные оксиды. Кислотными оксидами называются такие ок-сиды, которым соответствуют кислоты. Например, СО2, Р2О5, SО2, SОз — кислотные оксиды, так как им соответствуют кислоты Н2СОз, НзРО4, H2SO3, H2SO4. Большинство кислотных оксидов образуют кис¬лоты при взаимодействии с водой, например:

СO2 + Н2О = Н2СО3

 SO3 + Н2O = H2SO4,

Некоторые же кислотные оксиды с водой не взаимодействуют. Однако сами они могут быть получены из соответствующей кислоты. Например:

H2SiO3 = SiO2 + Н2О

Кислотные оксиды образуются неметаллами и некоторыми металлами, проявляющими высокие степени окисления (например, оксиду Мn2О7 отвечает марганцовая кислота НМnО4).

Амфотерные оксиды. Амфотерными называются такие оксиды, которые в зависимости от условий проявляют основные или кислотные свойства, т.е. обладают двойственными свойствами. К ним относятся некоторые оксиды металлов: ZnO, AI2O3, Сг2О3 и др. Амфотерные оксиды с водой непосредственно не соединяются, но они реагируют и с кислотами, и с основаниями. Например:

ZnO + 2HCI = ZnCI2 + Н2О

  ZnO + 2NaOH + 4 Н2О = Na2[Zn(OH)4]

При сплавлении Аl2O3 со щелочами или карбонатами щелочных металлов образуются метаалюминаты (безводные алюминаты):

А12О3 + 2NaOH = 2NaAIO2 + Н2О

А12О3 + Na2CО3 = 2NaAlO2 + СО2

Удобно рассматривать свойства оксидов, пользуясь периодической системой элементов Д.И. Менделеева. Так, свойства оксидов элементов третьего периода Na2O, MgO, Аl2Оз, SiO2, P2O5, SО3, Cl2O7 закономерно изменяются в соответствии со строением их атомов от основных (Na2O, MgO) через амфотерные (А12O3) к кислотным (SiO2, P2O5, SО3, Cl2O7). Такой переход справедлив для оксидов элементов всех периодов, кроме первого и седьмого. Основные, кислотные и амфотерные оксиды являются солеобразующими, т.е. обладают способностью образовывать соли (при взаимодействии с кислотами или основаниями). Имеется небольшая группа оксидов, которые не проявляют ни основных, ни кислотных свойств и не образуют солей. Такие оксиды называются безразличными или индифферентными, К ним, например, относятся оксид углерода (II) СО, оксид азота (I) N2O, оксид азота (II) NO и оксид кремния (II) SiO.