Классификация неорганических веществ. Генетическая связь.

Классы неорганических веществ. Номенклатура. Генетическая связь.

План лекции:

• Классификация неорганических веществ.
• Номенклатура неорганических веществ.
• Генетическая связь между классами неорганических веществ.

Классификация неорганических веществ

Вещества

Простые-

Сложные-

состоят из атомов одного химического элемента.

состоят из атомов разных элементов

Простые вещества

Благородные газы

He,

Ne,

Ar,

Kr,

Xe,

Rn

Металлы

Na,

Fe,

Al,

Zn…

Неметаллы

O 2 ,

H 2 ,

Cl 2 ,

S,

P,

C…

Сложные вещества

Гидроксиды

Соли

Оксиды

Кислоты

Основания

Амфотерные

гидроксиды

Оксиды

Оксиды – это сложные вещества, состоящие из двух химических элементов, один из которых – кислород со степенью окисления -2

Общая формула:

Э m O n

m число атомов элемента Э ,

n – число атомов кислорода.

Называют так – «оксид элемента» (степень окисления), если она переменна.

Примеры: C O 2 оксид углерода ( IV )

Fe O оксид железа ( II )

Классификация оксидов

Оксиды неметаллов,

оксиды металлов

(с.о.+5,+6,+7)

Оксиды металлов

(с.о. +3, +4),

а также оксиды

ВеО, ZnO, SnO, PbO

Оксиды металлов

(с.о. +1,+2)

Оксиды

Несолеобразующие оксиды — оксиды, не проявляющие ни кислотных, ни основных, ни амфотерных свойств и не образующие соли

Солеобразующие оксиды ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРУПП ОКСИДОВ

• Основными называются оксиды, которые образуют соли при взаимодействии с кислотами или кислотными оксидами.

• Кислотными называются оксиды, которые образуют соли при взаимодействии с основаниями или основными оксидами.

• Амфотерными оксидами , называют оксиды которые проявляют свойства как кислот, так и оснований .

Свойства оксидов и гидроксидов

• Свойства оксидов и гидроксидов в периоде изменяются от основных через амфотерные к кислотным, т.к. увеличивается положительная степень окисления элементов.
• Na 2 O, Mg +2 O , Al 2 O 3

NaO Н , Mg +2 O Н , Al ( O Н) 3

• В главных подгруппах основные свойства оксидов и гидроксидов возрастают сверху вниз.

+3

+1

основные амфотерный

+3

+1

щелочь

Амфотерный

гидроксид

Слабое

основание

Основные оксиды

Общая формула Ме 2 О, МеО

Физические свойства

• При комнатной температуре основные оксиды твердые , кристаллические вещества чаще всего нерастворимые в воде ;
• Окрашенные в различные цвета, например Cu 2 O – красного цвета, СаO – белого.

CuO

CaO

В aO

Cu 2 O

Свойства кислотных оксидов

Агрегатное состояние различное: Р 2 О 5 – твердый, SiO 2 – твердый, СО 2 – газообразный, SO 3  – жидкий при комнатной температуре, затвердевающий уже при 17°С в твердую кристаллическую массу.

Имеют различный цвет .

Все кислотные оксиды, кроме SiO 2 , растворимы в воде.

SiO 2

Р 2 О 5

Амфотерные оксиды

• Амфотерными называются оксиды, которые в зависимости от условий проявляют основные или кислотные свойства.

• Примеры: ZnO, Al 2 O 3 , Cr 2 O 3 , V 2 O 3
• Амфотерные оксиды с водой непосредственно не соединяются.

Амфотерные оксиды

Al 2 O 3 (оксид алюминия) очень твердые прозрачные кристаллы. Температура плавления – 2053 °C, температура кипения – 3000 °C.

Оксид алюминия как минерал называется корунд.

Крупные прозрачные кристаллы корунда используются как драгоценные камни. Из-за примесей корунд бывает окрашен в разные цвета: рубин, сапфир.

Cr 2 O 3 (оксид хрома(III)) – кристаллы зеленого цвета, нерастворимые в воде.

Используют как пигмент при изготовлении декоративного зеленого стекла и керамики .

ZnO (оксид цинка) – бесцветный кристаллический порошок, нерастворимый в воде. И спользуется для приготовления белой масляной краски (цинковые белила)

Элементы, образующие амфотерные оксиды и гидроксиды

Какие элементы периодической системы образуют амфотерные соединения ?

Неметаллы, исключая элементы побочных подгрупп

Металлы

Амфотерные оксиды

Обозначения:

основные

оксиды

амфотерные

оксиды

кислотные

оксиды

Гидроксиды

Гидроксиды – это неорганические соединения, содержащие в составе гидроксильную группу (- ОН )

Общая формула:

Э(ОН) n

где Э – элемент (металл или неметалл)

Классификация гидроксидов

Гидроксиды

Основания

Кислоты

Амфотерные

гидроксиды

Ca (ОН) 2 , Fe ( O Н) 3

Cu (ОН) 2

Na ОН

Fe ( O Н) 3 , Al ( O Н) 3

Zn ( O Н) 2 , Be ( O Н) 2

Н 2 SO 4 , Н ClO 4 ,

Н 2 WO 4 , Н 2 СО 3

Кислоты

Кислоты – это сложные вещества, молекулы которых состоят из атомов водорода и кислотных остатков.

При электролитической диссоциации кислот в водном растворе образуются катионы водорода и анион кислотного остатка

НС l H + + С l - H 2 SO 4 3H + +PO 4 3-

Классификация кислот

Свойства кислот

• При обычных условиях кислоты могут быть жидкими и твердыми (борная, ортофосфорная, вольфрамовая)
• Кислоты –едкие жидкости (кроме кремневой), с кислым вкусом, без запаха, разъедают многие вещества, ткани .

Названия распространенных кислот

Формула

Название

HCL

Название кислотного остатка

Соляная

H 2 S

Хлорид

HBr

Сероводородная

Сульфид

Бромоводородная

HNO 3

Бромид

Азотная

HNO 2

Нитрат

Азотистая

H 2 SO 4

H 2 SO 3

Нитрит

Серная

Сульфат

Сернистая

H 2 CO 3

Сульфит

Угольная

H 2 SiO 3

Карбонат

Кремниевая

H 3 PO 4

Силикат

Фосфорная

HF

Фосфат

Фтороводородная

Фторид

Основания

Основания – это сложные вещества, состоящие из ионов металлов и связанных с ними одного или нескольких гидроксид-ионов ( ОН )

-

где М – металл, n – число групп ОН и в то же время заряд иона металла

М(ОН) n

+2

+3

+

NaOH Ca(OH) 2 Fe(OH) 3

Называем: гидроксид металла

Классификация оснований

1. Однокислотные

Na ОН

Li ОН

N Н 4 ОН

по числу

гидроксильных

групп

ОСНОВАНИЯ

2. Двухкислотные

Са(ОН) 2

Mg (ОН) 2

В a (ОН) 2

по растворимости

в воде

1. Растворимые, или щелочи

Li ОН, N аОН, Са(ОН) 2

3. Трехкислотные

Fe (ОН) 3

Al(OH) 3

2. Малорастворимые

Fe (ОН) 3 , С r (ОН) 2

Основания.

Гидроксиды щелочных металлов

• Общая формула – МеОН
• Щелочи.
• Белые кристаллические вещества, гигроскопичны, хорошо растворимы в воде (с выделением тепла). Растворы мылкие на ощупь, очень едкие.

NaOH – едкий натр

КОН – едкое кали

LiOH - гидроксид лития

Основные свойства усиливаются в ряду:

LiOH → NaOH → KOH → RbOH → CsOH

Амфотерные гидроксиды

Амфотерными называются гидроксиды , которые в зависимости от условий могут быть как донорами катионов водорода и проявлять кислотные свойства, так и их акцепторами, проявляя основные свойства.

Соли

Соли – это сложные вещества, состоящие из ионов металлов и кислотных остатков.

Ba SO 4 K 3 N Na 3 PO 4

Соли образуются при замещении атомов

водорода в кислоте на ионы металлов.

Например:

HCl Na Cl HNO 3 Na NO 3

H 2 S Na 2 S H 2 SO 4 Na 2 SO 4

Типы солей

Нормальные (средние) -это соли, в которых все атомы водорода соответствующей кислоты замещены на атомы металла.

NaCl, Na 2 SO 4 , Na 3 PO 4

Кислые - это соли, в которых атомы водорода замещены только частично.

NaHSO 4 , Na 2 HPO 4 , NaH 2 PO 4

Основные - это соли, в которых группы ОН соответствующего основания частично замещены на кислотные остатки.

MgOHCl, Al(OH) 2 NO 3

Комплексные - это соли, в состав которых входит комплексный йон.

Na 2 [Zn(OH) 4 ], K 3 [Fe(CN) 6 ]

Свойства солей

• Соли – кристаллические вещества, в основном белого цвета. Соли железа – желто - коричневого цвета. Соли меди – зеленовато-голубого цвета.

По растворимости в воде соли делят

(смотри таблицу растворимости):

Малорастворимые

CaSO 4

Безводный гипс

Растворимые

NaCl

Поваренная соль

Нерастворимые

CaCO 3

Мел, мрамор, известняк

Номенклатура солей

Название металла в родительном падеже

Название

Соли

Название кислотного остатка

Алгоритм составления формулы соли

При составлении формулы соли необходимо:

• расставить заряды ионов металлов и заряды ионов кислотных остатков;
• по правилу креста расставить коэффициенты.
• Чётные коэффициенты сократить.

Соотнесите данные вещества к нужному классу неорганического соединения

Оксиды

основные

амфотерные

Основания

кислотные

щелочи

Кислоты

нерастворимые основания

Соли

Генетическая связь

Связь между классами неорганических соединений, основанная на получении веществ одного класса из веществ другого класса, называется генетической.

Генетическая связь отражается в генетических рядах. В состав любого генетического ряда входят вещества различных классов неорганических соединений.

Генетический ряд металла показывает:

Металл → Основной оксид → Основание → Новая соль

Уравнения реакций к генетическому кальция

Ca → CaO → Ca(OH) 2 → CaCO 3

Генетический ряд неметалла отражает такие превращения:

Неметалл→ Кислотный оксид →Кислота → Соль

Уравнения реакций к генетическому ряду углерода C → CO 2 → H 2 CO 3 → CaCO 3

Задание 1:

Записать уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения, дать названия всем веществам:

Ca → CaO → Ca(OH) 2

CaSO 3

S → SO 2 → H 2 SO 3

Генетическая связь между классами неорганических соединений

Решение:

2Ca + O 2 → CaO

CaO + H 2 O → Ca(OH) 2

Ca(OH) 2 + SO 2 → CaSO 3 + H 2 O

Ca(OH) 2 + H 2 SO 3 → CaSO 3 + 2H 2 O

S + O 2 → SO 2

SO 2 + H 2 O → H 2 SO 3

H 2 SO 3 + Ca(OH) 2 → CaSO 3 + 2H 2 O

Задание 2:

Составьте уравнения реакций, схема которой дана ниже:

CaCO 3 → CaO → Ca(OH) 2 → CaCO 3 → Ca(NO 3 ) 2

Примеры :

Составьте уравнения реакций, схема которой дана ниже:

CaCO 3 → CaO → Ca(OH) 2 → CaCO 3 → Ca(NO 3 ) 2

• СaCO 3 = CaO + CO 2
• CaO + H2O = Ca(OH)2
• Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2O
• CaCO3 + 2HNO3 = Ca(NO3)2 + 2H2O

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!