По химии «Основные классы неорганических соединений»

Реферат
Содержание скрыть

Классификация неорганических веществ базируется на их химическом составе – наиболее простой и постоянной во времени характеристике. Химический состав вещества показывает, какие элементы присутствуют в нём и в каком числовом отношении для их атомов. Символы и названия химических элементов приведены в Периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева.

Элементы условно делятся на элементы с металлическими и неметаллическими свойствами. Первые из них всегда входят в состав катионов многоэлементных веществ (металлические свойства), вторые – в состав анионов (неметаллические свойства).

В соответствии с Периодическим законом вы периодах и группах между этими элементами находятся амфотерные элементы, проявляющие в той или иной мере металлические и неметаллические (амфотерные, двойственные) свойства. Элементы VIII А-группы продолжают рассматривать отдельно (благородные газы), хотя для Kr , Xe и Rn обнаружены явно неметаллические свойства (элементы He , Ne , Ar химически инертны).

Основные классы неорганических веществ

Классификация сложных веществ первых трёх классов по составу основана на обязательном наличии в них самого распространённого в природе элемента – кислорода, и на самом распространённом соединении кислорода – воде.

Первый класс сложных веществ – это оксиды, соединения катионов элементов (реальных или формальных) с кислородом (- II ); их общая формула Э х О у . К оксидам не относятся соединения кислорода с фтором (простейшее из них О II F 2 I ), а также пероксиды и надпероксиды ( Na 2 O 2 , KO 2 ), включающие анионы из химически связанных атомов кислорода О 2 2- и О 2 .

6 стр., 2617 слов

Состав преступления (2)

... состава преступления», «в деянии содержится (или не содержится) состав преступления» [10] . 2. Признаки и элементы состава преступления Как было сказано выше, состав преступления состоит из признаков и элементов. Признак состава преступления — это конкретное юридически значимое свойство деяния, ...

Второй класс сложных веществ – гидроксиды, получающиеся при соединении оксидов с водой (чаще формально, реже реально).

По химическим свойствам различают кислотные (Н х ЭО у ), основные и амфотерные [ M ( OH ) n ] гидроксиды, соответствующие кислотным, основным и амфотерным оксидам.

Третий класс сложных веществ – соли, продукты взаимодействия (реального и формального) гидроксидов. Разные типы гидроксидов реагируют между собой и образуют кислородсодержащие соли, имеющие общую формулу М х (ЭО у ) n и состоящих из катионов М n + и анионов (кислотных остатков) ЭО у х- . Такие соли называют средними солями, а если они содержат два химически разных катиона – двойными. При наличии водорода в составе кислотного остатка соли называются кислыми, а при наличии гидроксогрупп ОН (иногда и ионов О 2– ) – основными солями.

Четвёртый класс сложных веществ – бинарные соединения, их существование и образование логически не вытекает из цепочки первых трёх классов (оксиды – гидроксиды – соли).

Классификация бинарных соединений не связана с наличием в них кислорода (– II ) и не основана на соединении такого кислорода – воде. Фактически это обширный класс сложных неорганических веществ, не относящихся к оксидам, гидроксидам и солям и имеющих разнообразные химические свойства.

Неорганические вещества

Металлы – простые вещества элементов с металлическими свойствами (низкая электроотрицательность).

Типичные металлы:

I А-группа Li , Na , K, Rb, Cs

IIA -группа Mg , Ca , Sr , Ba

При обычных условиях все металлы (за исключением ртути) – твёрдые вещества с характерным металлическим блеском. Большинство металлов имеют серебристо-белый цвет, хотя и есть исключения. Так медь – металл розово-красного цвета, золото – жёлтого. Многие физические свойства металлов изменяются в широких пределах. Например, осмий (самый тяжелый металл) имеет плотность в 42 раза большую, чем литий (самый лёгкий металл).

10 стр., 4504 слов

Заболевания, связанные с нарушением обмена веществ

... содержания в крови жировых компонентов обмена веществ, к развитию гипертензии, кислородному ... инсулит), чаще всего при наличии наследственной предрасположенности. Наблюдения показывают, что заболеваемость ... лица, страдающие ожирением, атеросклерозом, гипертонической болезнью, подагрой. Скрытый диабет клинически, ... предрасполагающих к развитию заболевания. К группе риска относятся: однояйцевые близнецы, ...

В больших интервалах меняются температуры плавления металлов: наибольшая она у вольфрама (3420 о С), наименьшая – у ртути (–38,9 о С).

Взаимодействуют с неметаллами с образованием бинарных соединений, то есть веществ, состоящих из двух элементов. Металлы обладают высокой восстановительной способностью по сравнению с типичными неметаллами. В электрохимическом ряду напряжений они стоят значительно левее водорода, вытесняют водород из воды (магний – при кипячении):

2М + 2Н

М + 2Н

Простые вещества элементов

Неметаллы.

VIIA группа F 2 , Cl 2 , Br 2 , I 2

VIA группа O 2 , S, Se

VA группа N 2 , P , As

IVA группа С, Si

При обычных условиях они могут быть газами (водород, кислород, гелий, хлор), жидкостями (бром), твёрдыми веществами (углерод, сера, фосфор).

Неметаллы, находящиеся в твёрдом состоянии, как правило хрупкие. Характерными свойствами неметаллов являются низкие теплопроводность и электропроводность. Неметаллы образуют простые вещества, молекулы которых могут быть одноатомными (Не, Ne и другие благородные газы), двухатомными (Н 2 , О 2 , I 2 ), многоатомными ( O 3 , P 4 , S 8 ), полимерными ( S х , Р х ).

Неметаллы обладают высокой окислительной способностью по сравнению с типичными металлами.

Амфигены. Амфотерные простые вещества, образованные элементами с амфотерными (двойственными) свойствами (электроотрицательность промежуточная между металлами и неметаллами).

4 стр., 1589 слов

Методика и тактика расследования хищений либо вымогательств оружия, ...

... в гл. 2 Особенной части УК РФ. Наиболее часто встречающейся формой хищения огнестрельного оружия, боеприпасов, ВВ и ВУ является кража этих предметов: обобщение практики по ... (тол), пикриновая кислота, тетрил, гексоген, октоген и другие. Основное назначение их - снаряжение боеприпасов и производство взрывных работ. Третью группу представляют метательные взрывчатые вещества или порох. Характерным ...

Типичные амфигены:

VII -группа Ве

VI Б-группа Cr

II Б-группа Zn

IIIA -группа Al , Ga

IVA -группа Ge , Sn , Pb

Амфигены обладают более низкой восстановительной способностью по сравнению с типичными металлами. В электрохимическом ряду напряжений они примыкают слева к водороду или стоят за ним справа.

Аэрогены. Благородные газы, одноатомные простые вещества элементов VIIIA -группы: He , Ne , Ar , Kr , Хе, Rn . Из них He , Ne и Ar химически пассивны (соединения с другими элементами не получены), а Kr , Хе и Rn проявляют некоторые свойства неметаллов с высокой электроотрицатель-ностью.

Сложные вещества

I . Оксиды . Оксид – это соединение какого-либо элемента с кислородом. Степень окисления кислорода в оксидах всегда равна (- II ).

Оксиды делятся по составу и химическим свойствам на: солеобразующие (основные, кислотные, амфотерные, двойные) и несолеобразующие (пероксиды безразличные, солеобразные,).

Основные оксиды.

  1. Окисление металлов

2 Mg + O 2 = 2 MgO

2 Cu + О 2 = 2 Cu О.

Этот метод практически неприменим для щелочных металлов, которые при окислении обычно дают пероксиды, поэтому оксиды Na 2 О, К 2 О крайне труднодоступны.

6 стр., 2950 слов

Законодательство и основные мероприятия по охране источников ...

... надежности проектируемых и реконструируемых водопроводов хозяйственно-питьевого назначения должны предусматриваться зоны санитарной охраны, куда входят зона источника водоснабжения в месте забора воды, зона и санитарно-защитная полоса водопроводных сооружений и санитарно-защитная полоса водоводов. ...

  1. Обжиг сульфидов

uS + 3 O 2 = 2 CuO + 2 SO 2

4FeS

Метод неприменим для сульфидов активных металлов, окисляющихся до сульфатов.

  1. Разложение гидроксидов

Cu(OH)

Этим методом нельзя получить оксиды щелочных металлов.

  1. Разложение солей кислородсодержащих кислот

ВаСО

4FeSO

Этот способ получения оксидов особенно легко осуществляется для нитратов и карбонатов, в том числе и для основных солей:

[ZnOH]

Основные оксиды при нагревании могут вступать в реакции с кислотными и амфотерными оксидами, с кислотами. Оксиды щелочных и щелочноземельных металлов непосредственно реагируют с водой:

ВаО

Mg

ZnO

СаО + Н 2 О = Са(ОН) 2

Как и другие типы оксидов, основные оксиды могут вступать в окислительно-восстановительные реакции:

Fe

3CuO + 2NH

Кислотные оксиды.

4 P + 5О 2 = 2Р 2 О 5 (при t o )

2ZnS + 3O

Большинство кислотных оксидов непосредственно взаимодействуют с водой с образованием кислот:

СО 2 + H 2 O = H 2 СО 3

SO

Наряду с современной номенклатурой для кислотных оксидов до сих пор широко используется старинная система названий, как ангидридов кислот – продуктов отщепления воды от соответствующих кислот => СО 2 – ангидрид угольной кислоты, а SO 3 – ангидрид серной кислоты. Из типичных неметаллов только S , Se , P , As , С, Si образуют оксиды S О 2 , Se О 2 , Р 2 О 5 , As 2 О 3 , СО 2 , и Si О 2 при сжигании в воздухе. Остальные кислотные оксиды получают другими способами.

3 стр., 1301 слов

Отравление уксусной кислотой

... подвергается диссоциации с образованием кислых ионов. Токсичность прямо пропорциональна концентрации уксусной кислоты, поступившей в организм. Особенность патогенеза отравлений уксусной эссенцией - развитие ожоговой болезни химической этиологии вследствие местного ...

И с к л ю ч е н и е:

б) 2

2 CIO 2 + Н 2 О(хол.) = Н CIO 2 + Н CIO 3

Оксиды

Наиболее типичными для кислотных оксидов являются их реакции с основными и амфотерными оксидами, щелочами:

Р 2 О 5 + Al 2 О 3 = 2 Al РО 4 (при t o )

C

Кислотные оксиды могут вступать в многочисленные окислительно-восстановительные реакции:

СО 2 + С = 2СО

Амфотерные оксиды.

Al

Al

К числу амфотерных оксидов относится оксид алюминия (

Амфотерные свойства воды ярко проявляются при гидролизе растворённых в ней солей

Cu

СО 3 2- + Н 2 О = НСО 3 + ОН

Двойные оксиды.

(Fe II Fe 2 III )O 4 , (Pb 2 II Pb IV )O 4 , (MgAl 2 )O 4 , (CaTi)O 3

10 стр., 4993 слов

Основные направления экологической политики Республики Казахстан

... Зоны экологических бедствий в Казахстане Богатейшие природные ресурсы Казахстана не всегда ... кораблей приводят к выпадению “кислотных дождей” и оказывают вредное ... в сельском хозяйстве, в результате которого заметно повышается содержание соли в почве, ослабевает биологический процесс, происходящий в ... основной причиной повышения кровяного давления у рабочих промышленных предприятий является шум. В ...

Оксид железа образуется при сгорании железа на воздухе, оксид свинца – при слабом нагревании свинца в кислороде; оксиды двух разных металлов получают другими способами.

Несолеобразующие оксиды, Пероксиды.

2Na

Действием кислот на пероксиды щелочных металлов можно получить пероксид водорода:

Na

II Гидроксиды . Гидроксиды металлов принято делить на две группы: растворимые в воде (образованные щелочными и щелочноземельными металлами) и нерастворимые в воде . Основное различие между ними заключается в том, что концентрация ионов ОН в растворах щелочей достаточно высока, для нерастворимых же оснований она определяется растворимостью вещества и обычно очень мала. Тем не менее небольшие равновесные концентрации иона ОН даже в растворах нерастворимых оснований определяют свойства этого класса соединений.

Гидроксиды – соединения элементов (кроме фтора и кислорода) с гидроксогруппами

степень окисления элемента всегда положительная (от +

Основные гидроксиды (основания)

Ме 2 О + Н 2 О = МеОН (Ме = Li , Na , K, Rb, Cs)

МеО + Н

При нагревании реальная дегидратация (потеря воды) протекает для следующих гидроксидов:

Основные гидроксиды замещают свои гидроксогруппы на кислотные остатки по правилу валентности с образованием солей, металлические элементы сохраняют свою степень окисления в катионах солей.

Кислотные гидроксиды (кислоты). Образованы элементами с неметаллическими свойствами. Примеры:

Состав

СО(ОН)

NO

РО(ОН)

SO

Формула

Н 2 СО 3

HNO

Н 3 РО 4

16 стр., 7603 слов

Экспертиза продовольственных товаров. Молоко и молочные продукты

... часть. 1.1 Химический состав и пищевая ценность. Молоко — это продукт нормальной секреции молочной железы коровы. ... средние и кислые соли фосфорной кислоты. Из солей органических кислот присутствуют главным образом соли казеиновой и лимонной ... испытаний. Основные компоненты экспертизы: субъект, объект, критерии, методы, процедуры и результат. Объектом экспертизы являются потребительские свойства ...

H

При диссоциации в разбавленном водном растворе образуются катионы Н

Кислота

Н 2 СО 3

HNO

Н 3 РО 4

H

Кислотные

остатки

НСО

СО 3 2–

NO

Н 2 РО 4

НРО

РО 4 3–

SO

Кислоты HNO 3 и H 2 SO 4 называются сильными, а Н 2 СО 3 и Н 3 РО 4 – слабыми. Кислоты можно получить по реакциям соответствующих кислотных оксидов с водой. Исключение составляет SO 2 . Ему в качестве кислотного гидроксида соответствует полигидрат SO 2 . n Н 2 О («сернистая кислота H 2 SO 3 » не существует, но кислотные остатки HSO 3 и SO 3 2– присутствуют в солях).

При нагревании некоторых кислот протекает реальная дегидратация, и образуются соответствующие кислотные оксиды. При замене (реальной и формальной) водорода кислот на металлы и амфигены по правилам валентности образуются соли, кислотные остатки сохраняют в солях свой состав заряд. Кислоты Н 2 S О 4 и Н 3 РО 4 в разбавленном водном растворе реагируют с металлами и амфигенами, стоящими в ряду напряжений левее водорода, при этом образуются соответствующие соли и выделяется водород (кислота HNO 3 в такие реакции не вступает).

В отличие от бескислородных кислот кислотные гидроксиды называют кислородсодержащими кислотами или оксокислотами .

6 стр., 2685 слов

Основные логические законы

... мышление подчиняется законам логики. Вот одни из основных законов логики: закон тождества, закон ... имеет важное значение в работе юриста, требующей употребления понятий в их ... «логика мышления», «логика рассуждения», «железная логика рассуждений», «в выводе отсутствует логика» и др.; для обозначения ... судебных актах. К числу обстоятельств, по которым приговор признается несоответствующим фактическим ...

Амфотерные гидроксиды.

Ве(ОН)

Не образуются из амфотерных оксидов и воды, но подвергаются реальной дегидратации и образуют амфотерные гидроксиды:

Ме(ОН)

Ме(ОН)

И с к л ю ч е н и е:

Для элементов, имеющих несколько степеней окисления, действует правило: чем выше степень окисления, тем более выражены кислотные свойства гидроксидов (и/или соответствующих оксидов).

П р и м е р:

Cr II

Cr III

Cr VI

Cr (ОН) 2

основной

гидроксид

Cr (ОН) 3 , Cr О(ОН)

амфотерный

гидроксид

Н 2 Cr О 4

хромовая

кислота

III Соли . Соединения, состоящие из катионов основных или амфотер-ных (в роли основных) гидроксидов и и анионов (остатков) кислотных или амфотерных (в роли кислотных) гидроксидов. В отличие от бескислородных срлей (см. выше), соли рассматриваемые здесь, называются кислородсодержащими солями или оксосолями.

Соли делятся на основные, средние, кислые, двойные., Основные соли.

2 Cu ( OH ) + Н 2 СО 3 = Cu 2 CO 3 ( OH ) 2 + Н 2 О

2 Ni ( OH ) 2 + Н 2 S О 4 = Ni 2 SO 4 ( OH ) 2 + Н 2 О

Основные соли, образованные сильными кислотами, при добавлении соответствующего кислотного гидроксида переходят в средние:

Со NO 3 ( OH ) + Н NO 3 = Со( NO 3 ) 2 + Н 2 О

Ni 2 SO 4 (OH) 2 + Н 2 SO 4 = 2NiSO 4 + Н 2 О

Большинство основных солей малорастворимы, в воде; они осаждаются при совместном гидролизе, если образованы слабыми кислотами:

2MgCl

Кислые соли.

2NaOH + H

Zn(OH)

При добавлении гидроксида соответствующего металла или амфигена кислые соли переводятся в средние:

Na Н SO 4 + NaOH = Na 2 SO 4 + Н 2 О

Pb ( HSO 4 ) 2 + Pb ( OH ) 2 = 2 PbSO 4 + Н 2 О

Почти все кислые соли хорошо растворимы в воде, диссоциируют нацело (КНСО, Средние соли.

2КОН и 1Н 2 СО 3 , 1К 2 О и 1Н 2 СО 3 , 2КОН и 1СО 2 .

Основание + Кислота = Соль и Вода
Реакции образования средних солей

1а) Основной гидроксид + кислотный гидроксид = …

2NaOH + H

1б)Амфотерный гидроксид + кислотный гидроксид = …

2Al(OH)

1в) Основной гидроксид + амфотерный гидроксид = …

NaOH

Основной оксид + Кислота = Соль и Вода

2а) Основной оксид + кислотный гидроксид = …

Na 2 О + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + Н 2 О

2б) Амфотерный оксид + кислотный гидроксид = …

Al 2 О 3 + 3H 2 SO 4 = Al 2 (SO 4 ) 3 + 3 Н 2 О

2в) Основной оксид + амфотерный гидроксид = …

Na 2 О + 2 Al ( OH ) 3 = 2 NaAl О 2 + 3Н 2 О

Основание + Кислотный оксид = Соль и Вода

3а) Основной гидроксид + кислотный оксид = …

2NaOH + SO

3б) Амфотерный гидроксид + кислотный оксид = …

Al(OH)

3в) Основной гидроксид + амфотерный оксид = …

2 NaOH + Al 2 О 3 = 2 NaAl О 2 + Н 2 О

Реакция 1в, если она протекает в растворе, сопровождается образованием других продуктов – комплексных солей, например,

NaOH

Все средние соли в растворе – сильные электролиты (диссоциируют нацело)., Двойные соли.

К 2 SO 4 + MgSO 4 + 6H 2 O = К 2 Mg(SO 4 ) 2 . 6H 2 O

Часто двойные соли менее растворимы в воде по сравнению с отдельными средними солями

IV Бинарные соединения . Бинарные соединения – это сложные вещест-ва, не относящиеся к классам оксидов, гидроксидов и солей и состоящие из катионов и бескислородных анионов (реальных или условных).

Их химические свойства разнообразны и рассматриваются в неорганической химии отдельно для неметаллов разных групп Периодической системы; в этом случае классификация прорводится по виду аниона.

П р и м е р ы :

галогениды

хальгогениды

в ) нитриды : NH 3 , Li 3 N, Mg 3 N, AlN, Si 3 N 4

г ) карбиды : Be 2 C, Al 4 C 3 , Na 2 C 2 , CaC 2 , Fe 3 C, SiC

д ) силициды : Li 4 Si, Mg 2 Si, ThSi 2

е ) гидриды : LiH, CaH 2 , AlH 3 , SiH 4

ж) пероксиды Н 2 О 2 , Na 2 О 2 , СаО 2

надпероксиды

По типу химической связи среди этих бинарных соединений различают:

ковалентные

ионные: K 2 Se , Mg 3 N , Na 2 О 2 , СаО 2 , CaC 2

Встречаются двойные (с двумя разными катионами) и смешанные (с двумя разными анионами).

По аналогии со взаимосвязью гидроксидов и солей из всех бинарных соединений выделяют бескислородные кислоты и соли (остальные соединения классифицируют как прочие).

Бескислородные кислоты., Пример реакции солеобразования:

2 H 2 S + Ва(ОН) 2 = Ва( HS ) 2 + 2НО 2

Металлы и амфигены, стоящие в ряду напряжений левее водорода, и не реагирующие с водой, вступают во взаимодействие с сильными кислотами HI , HBr , HCl в разбавленном растворе и вытесняют из них водород , например, Ве + 2 HCl = Ве Cl 2 + Н 2

2 Al + 6HI = 2AlI

Бескислородные соли.

Общий способ получения бескислородных солей с одноэлементными анионами – взаимодействие металлов и амфигенов с неметаллами F 2 , Cl 2 , Br 2 и I 2 (в общем виде Г 2 ) и S (приведены реально протекающие реакции):

2Me +

Me +

2Me + 3

2Me + S = Me

Me + S= MeS (Me = Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Mn, Co, Fe,Ni)

2Me + 3S = Me

Список литературы:

[Электронный ресурс]//URL: https://pravsob.ru/referat/klassyi-veschestv-primenyaemyie-s-opredelennyimi-ogranicheniyami/

  1. Р. А. Лидин , Л. Ю. Аликберова «Химия для поступающих в ВУЗы» Издательство АСТ- ПРЕСС , Москва , 2002 г.

  2. Н. Г. Хомченко «Общая химия» Издательство Новая волна, Оникс , С.- Петербург , 2001 г.

  3. В. А. Володин «Энциклопедия по химии. Том 17.» Издательство Аванта+, Москва , 2001 г.

  4. Э. Т. Оганесян «Руководство по химии» Издательство ВЫСШАЯ ШКОЛА , Москва , 1991 г.

  5. Н. Е. Кузьменко , В.В. Еремин , В. А. Попков «Начала химии» Издательство ЭКЗАМЕН , ОНИКС 21 век , Москва , 2001 г.