Классификация и общие свойства основных классов неорганических веществ

Классификация неорганических веществ

Химические вещества можно разделить на две неравные группы: простые и сложные.

Простые вещества состоят из атомов одного элемента (О2, P4).

Сложные вещества состоят из атомов двух и более элементов (CaO, H3PO4).

Простые вещества можно разделить на металлы и неметаллы.

Металлы – это простые вещества, в которых атомы соединены между собой металлической химической связью. Металлы стремятся отдавать электроны и характеризуются металлическими свойствами (металлический блеск, высокая электро- и теплопроводность, пластичность и др.).

Неметаллы – это простые вещества, в которых атомы соединены ковалентными (или межмолекулярными) связями. Неметаллы стремятся принимать или притягивать электроны. Неметаллические свойства – это способность принимать или притягивать электроны.

Все элементы в Периодической системе химических элементов (ПСХЭ) расположены либо в главной подгруппе, либо в побочной. В различных формах короткопериодной ПСХЭ главные и побочные подгруппы расположены по-разному. Есть простой способ, который позволит вам быстро и надежно определять, к какой подгруппе относится элемент. Дело в том, что все элементы второго периода расположены в главной подгруппе. Те элементы, которые расположены в ячейке точно под элементами второго периода (справа или слева), относятся к главной подгруппе. Остальные — к побочной.

Например , в таблице Менделеева, которая используется на ЕГЭ по химии, элемент номер 31, галлий, расположен в ячейке справа, точно под соответствующим ему элементом второго периода, бором. Следовательно, галлий относится к главной подгруппе. А вот скандий, элемент номер 21, расположен в ячейке слева. Следовательно, скандий относится к побочной подгруппе.

Неметаллы расположены в главных подгруппах, в правом верхнем угле ПСХЭ. К металлам относятся все элементы побочных подгрупп и элементы главных подгрупп, расположенные в левой нижней части ПСХЭ. Разделяют металлы и неметаллы обычно, проводя условную линию от бериллия до астата. На рисунке показано точное разделение на металлы и неметаллы. Закрашены цветом неметаллы.

Основные классы сложных веществ — это оксиды, гидроксиды, соли.

Оксиды — это сложные вещества, которые состоят из атомов двух элементов, один из которых кислород, имеющий степень окисления -2.

В зависимости от второго элемента оксиды проявляют разные химические свойства. Некоторым оксидам соответствуют гидроксиды (солеобразующие оксиды), а некоторым нет (несолеобразующие).

Солеобразующие оксиды делят на основные, амфотерные и кислотные.

Основные оксиды — это оксиды, которые проявляют характерные основные свойства. К ним относят оксиды, образованные атомами металлов со степенью окисления +1 и +2 . Например, оксид лития Li2O, оксид железа (II) FeO.

Кислотные оксиды — это оксиды, которые проявляют кислотные свойства. К ним относят оксиды, образованные атомами металлов со степенью окисления +5, +6 и +7 , а также атомами неметаллов с любой степенью окисления . Например, оксид хлора (I) Cl2O, оксид хрома (VI) CrO3.

Амфотерные оксиды — это оксиды, которые проявляют и основные, и кислотные свойства. Это оксиды металлов со степенью окисления +3 и +4 , а также четыре оксида со степенью окисления +2: ZnO, PbO, SnO и BeO .

Несолеобразующие оксиды не проявляют характерных основных или кислотных свойств, им не соответствуют гидроксиды. К несолеобразующим относят четыре оксида: CO, NO, N2O и SiO .

Встречаются и оксиды, похожие на соли, т.е. солеобразные (двойные).

Двойные оксиды — это некоторые оксиды, образованные элементом с разными степенями окисления. Например , магнетит (магнитный железняк) FeO·Fe2O3.

Алгоритм определения типа оксида: сначала определяем, какой элемент образует оксид – металл или неметалл . Если это металл, то определяем степень окисления, затем определяем тип оксида. Если это неметалл, то оксид кислотный (если это не исключение).

Гидроксиды — это сложные вещества, в составе которых есть группа Э-O-H. К гидроксидам относятся основания, амфотерные гидроксиды, и кислородсодержащие кислоты.

Солеобразующим оксидам соответствуют гидроксиды:

основному оксиду соответствует гидроксид основание ,

кислотному оксиду соответствует гидроксид кислота ,

амфотерному оксиду соответствует амфотерный гидроксид .

Например , оксид хрома (II) CrO — основный, ему соответствует гидроксид основание. Формулу гидроксида легко получить, просто добавив к металлу гидроксидную группу OH: Cr(OH)2.

Оксид хрома (VI) — кислотный, ему соответствует гидроксид кислота H2CrO4, и кислотный остаток хромат-ион CrO4 2- .

Если все индексы кратны 2, то мы делим все индексы на 2.

Например : N2O5 + H2O → H2N2O6, делим на 2, получаем HNO3. Так получаем мета-формулу кислоты. Если мы добавим еще одну молекулу воды, то получим орто-формулу кислоты.

Например : оксид P2O5, мета-форма: HPO3. Добавляем воду, орто-форма: H3PO4. Орто-форма устойчива у фосфора и мышьяка.

Оксид хрома (III) — Cr2O3 — амфотерный, ему соответствует амфотерный гидроксид, который может выступать и как основание, и как кислота: Cr(OH)3 = HCrO2, кислотный остаток хромит: CrO2 — .

Взаимосвязь оксидов и гидроксидов:

Основания (основные гидроксиды) — это сложные вещества, которые при диссоциации в водных растворах в качестве анионов (отрицательных ионов) образуют только гидроксид-ионы OH — .

Основания можно разделить на растворимые в воде ( щелочи ), нерастворимые в воде, и разлагающиеся в воде .

Читайте также:
Тренировочные задания. Характерные химические свойства предельных одноатомных и многоатомных спиртов, фенола, альдегидов, предельных карбоновых кислот, сложных эфиров

К разлагающимся в воде (неустойчивым) основаниям относят гидроксид аммония, гидроксид серебра (I), гидроксид меди (I). В водном растворе такие соединения практически необратимо распадаются:

2AgOH → Ag2O + H2O

2CuOH → Cu2O + H2O

Основания с одной группой ОН – однокислотные (например, NaOH ) , с двумя – двухкислотные (Ca(OH)2) и с тремя – трехкислотные (Fe(OH)3) .

Кислоты – это сложные вещества, которые при диссоциации в водных растворах образуют в качестве катионов только ионы гидроксония H3O + (H + ). Кислоты состоят из водорода H + и кислотного остатка.

По числу атомов водорода, которые можно заместить на металлы: одноосновные (HNO3), двухосновные (H2SO4), трехосновные (H3PO4) и т.д.

По содержанию атомов кислорода кислоты бывают бескислородные ( например , соляная кислота HCl) и кислородсодержащие ( например , серная кислота H2SO4).

Кислоты также можно разделить на сильные и слабые.

Сильные кислоты. К ним относятся:

  • Бескислородные кислоты: HCl, HBr, HI . Остальные бескислородные кислоты, как правило, слабые.
  • Некоторые высшие кислородсодержащие кислоты: H2SO4, HNO3, HClO4 и др.

Слабые кислоты . К ним относятся:

  • Слабые и растворимые кислоты : это H3PO4, CH3COOH, HF и др.
  • Летучие или неустойчивые кислоты : H2S — газ; H2CO3 — распадается на воду и оксид: H2CO3 → Н2О + СО2; H2SO3— распадается на воду и оксид: H2SO3 → H2O+ SО2↑.
  • Нерастворимые в воде кислоты : H2SiO3 и другие.

Определить, сильная кислота перед вами, или слабая, позволяет простой прием. Мы вычитаем из числа атомов O в кислоте число атомов H. Если получаем число 2 или 3, то кислота сильная. Если 1 или 0 — то кислота слабая.

Например : HClO: 1-1 = 0, следовательно, кислота слабая.

Соли – сложные вещества, состоящие из катиона металла (или металлоподобных катионов, например, иона аммония NH4 + ) и аниона кислотного остатка. Также солями называют вещества, которые могут быть получены при взаимодействии кислот и оснований с выделением воды.

Если рассматривать соли, как продукты взаимодействия кислоты и основания, то соли делят на средние , кислые и основные .

Средние соли – продукты полного замещения катионов водорода в кислоте на катионы металла ( например , Na2CO3, K3PO4).

Кислые соли – продукты неполного замещения катионов водорода в кислоте на катионы металлов ( например , NaHCO3, K2HPO4).

Основные соли – продукты неполного замещения гидроксогрупп основания на анионы кислотных остатков кислоты ( например , малахит (CuOH)2CO3).

По числу катионов и анионов соли разделяют на:

Простые соли – состоящие из катиона одного типа и аниона одного типа ( например , хлорид кальция CaCl2).

Двойные соли – это соли, состоящие из двух или более разных катионов и аниона одного типа ( например , алюмокалиевые квасцы – KAl(SO4)2).

Смешанные соли – это соли, состоящие из катиона одного типа и двух или более анионов разного типа ( например , хлорид-гипохлорит кальция Ca(OCl)Cl).

По структурным особенностям выделяют также гидратные соли и комплексные соли.

Гидратные соли (кристаллогидраты) – это такие соли, в состав которых входят молекулы кристаллизационной воды ( например , декагидрат сульфата натрия Na2SO4·10 H2O).

Комплексные соли – это соли, содержащие комплексный катион или комплексный анион (K3[Fe(CN)6], [Cu(NH3)4]Cl2).

Помимо основных классов неорганических соединений, существуют и другие.

Например , бинарные соединения элементов с водородом.

Водородные соединения – это сложные вещества, состоящие из двух элементов, один из которых водород. Водород образует солеобразные гидриды и летучие водородные соединения.

Солеобразные гидриды ЭНх – это соединения металлов IA, IIA групп и алюминия с водородом. Степень окисления водорода равна -1. Например , гидрид натрия NaH.

Летучие водородные соединения НхЭ – это соединения неметаллов с водородом, в которых степень окисления водорода равна +1. Например , аммиак NH3, фосфин PH3.

Классификация неорганических веществ

Неорганическая химия – раздел химии, изучающий строение и химические свойства неорганических веществ.

Среди простых веществ выделяют металлы и неметаллы. Среди сложных: оксиды, основания, кислоты и соли. Классификация неорганических веществ построена следующим образом:

Большинство химических свойств мы изучим по мере продвижения по периодической таблице Д.И. Менделеева. В этой статье мне хотелось бы подчеркнуть ряд принципиальных деталей, которые помогут в дальнейшем при изучении химии.

Оксиды

Все оксиды подразделяются на солеобразующие и несолеобразующие. Солеобразующие имеют соответствующие им основания и кислоты (в той же степени окисления (СО)!) и охотно вступают в реакции солеобразования. К ним относятся, например:

  • CuO – соответствует основанию Cu(OH)2
  • Li2O – соответствует основанию LiOH
  • FeO – соответствует основанию Fe(OH)2 (сохраняем ту же СО = +2)
  • Fe2O3 – соответствует основанию Fe(OH)3 (сохраняем ту же СО = +3)
  • P2O5 – соответствует кислоты H3PO4

Солеобразующие оксиды, в свою очередь, делятся на основные, амфотерные и кислотные.

Основным оксидам соответствуют основания в той же СО. В химических реакциях основные оксиды проявляют основные свойства, образуются исключительно металлами. Примеры: Li2O, Na2O, K2O, Rb2O CaO, FeO, CrO, MnO.

Читайте также:
Тренировочные задания. Окислительно-восстановительные реакции с участием органических веществ

Основные оксиды взаимодействуют с водой с образованием соответствующего основания (реакцию идет, если основание растворимо) и с кислотными оксидами и кислотами с образованием солей. Между собой основные оксиды не взаимодействуют.

Li2O + H2O → LiOH (основный оксид + вода → основание)

Здесь не происходит окисления/восстановления, поэтому сохраняйте исходные степени окисления атомов.

Амфотерные (греч. ἀμφότεροι – двойственный)

Эти оксиды действительно имеют двойственный характер: они проявляют как кислотные, так и основные свойства. Примеры: BeO, ZnO, Al2O3, Fe2O3, Cr2O3, MnO2, PbO, PbO2, Ga2O3.

С водой они не взаимодействуют, так как продукт реакции, основание, получается нерастворимым. Амфотерные оксиды реагируют как с кислотами и кислотными оксидами, так и с основаниями и основными оксидами.

ZnO + KOH + H2O → K2[Zn(OH)4] (амф. оксид + основание = комплексная соль)

ZnO + N2O5 → Zn(NO3)2 (амф. оксид + кисл. оксид = соль; СО азота сохраняется в ходе реакции)

Fe2O3 + HCl → FeCl3 + H2O (амф. оксид + кислота = соль + вода; обратите внимание на то, что СО Fe = +3 не меняется в ходе реакции)

Проявляют в ходе химических реакций кислотные свойства. Образованы металлами и неметаллами, чаще всего в высокой СО. Примеры: SO2, SO3, P2O5, N2O3, NO2, N2O5, SiO2, MnO3, Mn2O7.

Каждому кислотному оксиду соответствует своя кислота. Это особенно важно помнить при написании продуктов реакции: следует сохранять степени окисления. Некоторым кислотным оксидам соответствует сразу две кислоты.

  • SO2 – H2SO3
  • SO3 – H2SO4
  • P2O5 – H3PO4
  • N2O5 – HNO3
  • NO2 – HNO2, HNO3

Кислотные оксиды вступают в реакцию с основными и амфотерными, реагируют с основаниями. Реакции между кислотными оксидами не характерны.

SO2 + Na2O → Na2SO3 (кисл. оксид + осн. оксид = соль; сохраняем СО S = +4)

SO3 + Li2O → Li2SO4 (кисл. оксид + осн. оксид = соль; сохраняем СО S = +6)

P2O5 + NaOH → Na3PO4 + H2O (кисл. оксид + основание = соль + вода)

При реакции с водой кислотный оксид превращается в соответствующую ему кислоту. Исключение SiO2 – не реагирует с водой, так как продукт реакции – H2SiO3 является нерастворимой кислотой.

Несолеобразующие оксиды – оксиды неметаллов, которые не имеют соответствующих им гидроксидов и не вступают в реакции солеобразования. К таким оксидам относят:

  • CO
  • N2O
  • NO
  • SiO
  • S2O

Реакции несолеобразующих оксидов с основаниями, кислотами и солеобразующими оксидов редки и не приводят к образованию солей. Некоторые из несолеобразующих оксидов используют в качестве восстановителей:

FeO + CO → Fe + CO2 (восстановление железа из его оксида)

Основания

Основания – химические соединения, обычно характеризуются диссоциацией в водном растворе с образованием гидроксид-анионов. Растворимые основания называются щелочами: NaOH, LiOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2.

Гидроксиды щелочных металлов (Ia группа) называются едкими: едкий натр – NaOH, едкое кали – KOH.

Основания классифицируются по количеству гидроксид-ионов в молекуле на одно-, двух- и трехкислотные.

Так же, как и оксиды, основания различаются по свойствам. Все основания хорошо реагируют с кислотами, даже нерастворимые основания способны растворяться в кислотах. Также нерастворимые основания при нагревании легко разлагаются на воду и соответствующий оксид.

NaOH + HCl → NaCl + H2O (основание + кислота = соль + вода – реакция нейтрализации)

Mg(OH)2 → (t) MgO + H2O (при нагревании нерастворимые основания легко разлагаются)

Если в ходе реакции основания с солью выделяется газ, выпадает осадок или образуется слабый электролит (вода), то такая реакция идет. Нерастворимые основания с солями почти не реагируют.

Ba(OH)2 + NH4Cl → BaCl2 + NH3 + H2O (в ходе реакции образуется нестойкое основание NH4OH, которое распадается на NH3 и H2O)

KOH + BaCl2 ↛ реакция не идет, так как в продуктах нет газа/осадка/слабого электролита (воды)

В растворах щелочей pH > 7, поэтому лакмус окрашивает их в синий цвет.

Амфотерные оксиды соответствуют амфотерным гидроксидам. Их свойства такие же двойственные: они реагирую как с кислотами – с образованием соли и воды, так и с основаниями – с образованием комплексных солей.

Al(OH)3 + HCl → AlCl3 + H2O (амф. гидроксид + кислота = соль + вода)

Al(OH)3 + KOH → K[Al(OH)4] (амф. гидроксид + основание = комплексная соль)

При нагревании до высоких температур комплексные соли не образуются.

Al(OH)3 + KOH → (t) KAlO2 + H2O (амф. гидроксид + основание = (прокаливание) соль + вода – при высоких температурах вода испаряется, и комплексная соль образоваться не может)

Кислоты

Кислота – химическое соединение обычно кислого вкуса, содержащее водород, способный замещаться металлом при образовании соли. По классификации кислоты подразделяются на одно-, двух- и трехосновные.

Основность кислоты определяется числом атомов водорода, которое способна отдать молекула кислоты, реагируя с основанием. Определять основность кислоты по числу атомов водорода в ней – часто верный способ, но не всегда: например, борная кислота H3BO3 является слабой одноосновной кислотой, фосфористая кислота H3PO3 – двухосновной кислотой.

Кислоты отлично реагируют с основными оксидами, основаниями, растворяя даже те, которые выпали в осадок (реакция нейтрализации). Также кислоты способны вступать в реакцию с теми металлами, которые стоят в ряду напряжений до водорода (то есть способны вытеснить его из кислоты).

Читайте также:
Газовые законы

H3PO4 + LiOH → Li3PO4 + H2O (кислота + основание = соль + вода – реакция нейтрализации)

Zn + HCl → ZnCl2 + H2↑ (реакция идет, так как цинк стоил в ряду активности левее водорода и способен вытеснить его из кислоты)

Cu + HCl ↛ (реакция не идет, так как медь расположена в ряду активности правее водорода, менее активна и не способна вытеснить его из кислоты)

Существуют нестойкие кислоты, которые в водном растворе разлагаются на кислотный оксид (газ) и воду – угольная и сернистая кислоты:

  • H2CO3 → H2O + CO2
  • H2SO3 → H2O + SO2

Записать эти кислоты в растворе в виде “H2CO3 или H2SO3” – будет считаться ошибкой. Пишите угольную и сернистую кислоты в разложившемся виде – виде газа и воды.

Все кислоты подразделяются на сильные и слабые. Напомню, что мы составили подробную таблицу сильных и слабых кислот (и оснований!) в теме гидролиз. В реакции из сильной кислоты (соляной) можно получить более слабую, например, сероводородную или угольную кислоту.

Однако невозможно (и противоречит законам логики) получить из более слабой кислоты сильную, например из уксусной – серную кислоту. Природу не обманешь :)

K2S + HCl → H2S + KCl (из сильной – соляной кислоты – получили более слабую – сероводородную)

K2SO4 + CH3COOH ↛ (реакция не идет, так как из слабой кислоты нельзя получить сильную: из уксусной – серную)

Подчеркну важную деталь: гидроксиды это не только привычные нам NaOH, Ca(OH)2 и т.д., некоторые кислоты также считаются кислотными гидроксидами, например серная кислота – H2SO4. С полным правом ее можно записать как кислотный гидроксид: SO2(OH)2

В завершении подтемы кислот предлагаю вам вспомнить названия основных кислот и их кислотных остатков.

Соль – ионное соединение, образующееся вместе с водой при нейтрализации кислоты основанием (не единственный способ). Водород кислоты замещается металлом или ионом аммония (NH4). Наиболее известной солью является поваренная соль – NaCl.

По классификации соли бывают:

  • Средние – продукт полного замещения атомов водорода в кислоте на металл: KNO3, NaCl, BaSO4, Li3PO4
  • Кислые – продукт неполного замещения атомов водорода: LiHSO4, NaH2PO4 и Na2HPO4 (гидросульфат лития, дигидрофосфат и гидрофосфат натрия)
  • Основные – продукт неполного замещения гидроксогрупп на кислотный остаток: CrOHCl (хлорид гидроксохрома II)
  • Двойные – содержат два разных металла и один кислотный остаток (NaCr(SO4)2

Блиц-опрос по теме Классификация неорганических веществ

Классификация и общие свойства основных классов неорганических веществ

ОКСИДЫ – это сложные вещества, состоящие из двух химических элементов, один из которых – кислород.

Оксиды могут быть солеобразующими и несолеобразующими. Солеобразующим оксидам соответствуют гидроксиды и соли с элементом в той же степени окисления, что и в оксиде. Несолеобразующие оксиды не имеют соответствующих гидроксидов и солей. Таких оксидов немного: N 2 O, NO, SiO, CO.

Солеобразующие оксиды в зависимости от кислотно-основного характера делятся на кислотные, амфотерные и основные.

Основные оксиды образованы металлами с небольшими степенями окисления +1, +2. Амфотерные оксиды образованы переходными металлами со степенями окисления +3, +4, а также Be, Zn, Sn, Pb. Кислотные оксиды образованы неметаллами, а также металлами со степенью окисления больше, чем +4. Рис. 3.

ОСНОВАНИЯ – это сложные вещества, состоящие из ионов металла и гидроксид-ионов.

это сложные вещества, которые имеют свойства и кислот, и оснований, и потому их формулы можно записывать в разных формах:

Zn(OH) 2 = H 2 ZnO 2

форма основания форма кислоты

КИСЛОТЫ – это сложные вещества, состоящие из ионов водорода и кислотных остатков.

Кислоты – это сложные вещества, состоящие из атомов водорода, способных замещаться на металлы, и кислотных остатков. Кислоты можно разделить на группы по содержанию кислорода: кислородосодержащие (например, HNO 3 , H 2 SO 4 , H 3 PO 4 ) и бескислородные (HI, H 2 S).

СОЛИ – это сложные вещества, состоящие из ионов металла и кислотных остатков.

Средние соли состоят из катионов металла (или аммония) и анионов кислотных остатков. Кислые соли, кроме катионов металла, содержат катионы водорода и анион кислотного остатка. Основные соли в своем составе содержат гидроксид-анионы.

Если соль образована двумя видами катионов металлов и одним анионом, то ее называют двойной. Например, сульфат алюминия-калия KAl(SO 4 ) 2 .

Соли с двумя разными анионами и одним катионом называют смешанными. Например, Са(OCl)Cl – хлорид-гипохлорит кальция.

В комплексных солях содержится сложный ион, который принято заключать в квадратные скобки.

Свойства основных классов неорганических соединений

Основные классы неорганических соединений

Неорганическими называют соединения, которые не содержат углерод. Также в порядке исключения к ним относят некоторые вещества на основе углерода: карбонаты, карбиды, карбонилы металлов, цианиды и цианаты, оксиды углерода.

Неорганические соединения разделяют на простые (содержат атомы одного элемента) и сложные (образуются из атомов двух и более элементов).

Простые и сложные вещества также подразделяют на классы.

Классы простых веществ — это металлы, неметаллы, амфотерные вещества и благородные газы.

Классы сложных неорганических веществ — основания, оксиды, кислоты и соли.

Основные свойства простых неорганических веществ

Металлы:

  • имеют металлический блеск;
  • находятся в твёрдом агрегатном состоянии (кроме жидкой ртути Hg);
  • обладают тепло- и электропроводностью;
  • прочные, пластичные и ковкие (за исключением хрупких: марганец Mn, висмут V, сурьма Sb, кобальт Co, хром Cr);
  • в химических реакциях металлы обычно восстановители (легко отдают свои электроны);
  • вытесняют водород из кислот.

Неметаллы — химические элементы, не обладающие металлическими свойствами:

  • не имеют блеска, ковкости;
  • слабо проводят тепло (исключение: графит) и электрический ток — диэлектрики (исключение: графит и чёрный фосфор);
  • могут быть в разных агрегатных состояниях: газообразные — водород H2, кислород O2, хлор Cl2 и др.; жидкие — бром Br2; твёрдые — углерод C, фосфор P;
  • в химических реакциях чаще всего выступают в роли окислителей (присоединяют дополнительные электроны);
  • входят в состав кислотных остатков.

Амфотерные вещества проявляют и металлические (оснóвные), и неметаллические (кислотные) свойства: бериллий Be, алюминий Al, свинец Pb, цинк Zn, железо Fe, марганец Mn и другие.

Благородные (инертные) газы — гелий He, неон Ne, аргон Ar, криптон Kr, ксенон Xe и радиоактивный радон Rn:

  • входят в состав воздуха (кроме Rn);
  • не имеют цвета, вкуса и запаха;
  • вступают в реакции с другими веществами только в специально созданных условиях;
  • лучше, чем другие газы, проводят электрический ток, при этом светятся: неон — оранжевый, криптон — зелёный, ксенон — фиолетовый и др.

Основные свойства сложных неорганических веществ

Оксиды — соединения двух химических элементов, один из которых — кислород.

  • могут быть газообразными (оксид углерода (IV) CO2, оксид азота (IV) NO2), жидкими (оксид водорода H2O или вода) и твёрдыми (оксид фосфора (V) P2O5, оксид алюминия Al2O3);
  • имеют разнообразные окраски: оксид меди (II) CuO — чёрный, оксид кальция CaO (негашеная известь) — белый, оксид хрома (VI) Cr2O3 — зелёный и т.п.;
  • некоторые ядовиты: оксид углерода (II) CO или угарный газ; диоксид серы SO2, диоксид азота NO2.

По химическим характеристикам оксиды подразделяют на:

  1. Несолеобразующие — NO, N2O, CO и SiO (им не соответствуют кислоты).
  2. Солеобразующие:
  • оснóвные — оксиды металлов со степенями окисления +1, +2 (оксид натрия NaO, оксид магния MgO), кроме амфотерных; соответствуют основаниям;
  • кислотные — оксиды неметаллов (кроме несолеобразующих): оксид серы (VI) SO3, оксид фосфора (V) P2O5 и металлов со степенями окисления выше +5: оксид хрома (VI) CrO3, оксид марганца (VII) Mn2O7; соответствуют кислотам;
  • амфотерные — оксиды металлов со степенями окисления +2: только Beo, ZnO, SnO, PbO (соответственно, оксиды бериллия, цинка, олова, свинца); +3: все, кроме оксида лантана La2O3 и +4: оксид марганца (IV) MnO2 и др.; проявляют и оснóвные, и кислотные свойства;
  • двойные — состоят из двух оксидов с разными степенями окисления металла: Fe3O4 (железная окалина), Pb2O3 (окись свинца).

Основания — соединения катиона металла (амфотерного элемента или иона NH4+) и гидроксид-аниона -OH.

  • все находятся в твёрдом виде и не имеют запаха, кроме гидроксида аммония NH4OH (нашатырный спирт, аммиачная вода) — он жидкий и с резким характерным запахом аммиака;
  • мягкие на ощупь;
  • почти все основания белого цвета (гидроксид лития LiOH, гидроксид магния Mg(OH)2 и др.), но встречаются и окрашенные: гидроксид меди (I) CuOH — жёлтый, гидроксид меди (II) Cu(OH)2 — голубой, гидроксид железа (III) Fe(OH)3 — красно-коричневый.

Изменяют окраску индикаторов:

  • фенолфталеин (бесцветный) → малиновый;
  • метиловый оранжевый → жёлтый;
  • лакмус фиолетовый → синий.

В зависимости от отношения к воде основания подразделяют на:

  1. Растворимые в воде — щёлочи: образуют щелочные металлы 1А группы: гидроксид калия KOH, гидроксид рубидия RbOH и др.; щелочно-земельные металлы 2А группы, начиная с кальция: гидроксид кальция или гашёная известь Ca(OH)2, гидроксид стронция Sr(OH)2 и гидроксид бария Ba(OH)2 .
  2. Нерастворимые в воде — образуют все остальные металлы, в том числе амфотерные.

Кислоты — соединения анионов кислотных остатков с катионами водорода, которые могут замещаться на катионы металлов.

  • могут находиться в твёрдом (ортофосфорная H3PO4 , борная H3BO3), жидком (азотная HNO3, серная H2SO4) или газообразном (сероводородная H2S, соляная HCl) виде;
  • едкие (кроме кремниевой H2SiO3);
  • кислые на вкус, бесцветные;
  • некоторые имеют резкий запах (HCl — запах хлористого водорода; HNO3 — резкий неприятный запах; H2S — специфический запах тухлых яиц);
  • растворимы в воде, кроме кремниевой H2SiO3 и борной H3BO3;
  • бывают летучие (H2S, HNO3, HCl) и нелетучие (H2SO4, H3PO4).

Меняют цвет индикаторов:

  • метиловый оранжевый → розовый;
  • лакмус фиолетовый → красный;
  • фенолфталеин остаётся бесцветным.

Соли — соединения одного или нескольких катионов (или подобных ионов, например, NH4+ и анионов кислотного остатка (одного или нескольких).

  • твёрдые кристаллические вещества чаще белого, но бывают разного цвета: сульфиды серебра Ag2S, свинца (II) PbS и железа (II) FeS — чёрные; соли железа (III) и их концентрированные растворы — бурые; растворы солей меди (II) — синие и т.д.;
  • растворы солей хорошо проводят электрический ток;
  • по отношению к воде подразделяют на растворимые и нерастворимые (проверяют по таблице растворимости солей).

Генетическая связь классов неорганических соединений

Химические свойства веществ основных классов неорганических соединений дают им возможность вступать в реакции между собой: см. таблицу 1.

1) галогены (F2, Cl2, Br2, J2): 2Me +nHal2 → 2MeHaln – галогенид

2) O2 (кроме Au, Ag, Pt): Ca+O2→CaO – оксид

Me+S→ MeS – сульфид металла

4) H2 с активными Me: 2Na+H2 → 2NaH -гидрид натрия

чаще всего не реагируют, кроме:

Me, находящиеся в ряду активности левее Н2+:

а) разбавленные сильные кислоты (H2SO4, HCl) → соль+водород:

б) HNO3 и H2SO4конц → соль+вода+продукт восстановления кислоты:

Если металл 1 находится в ряду активности металлов левее, чем металл 2, то: Me1+соль1→Me2+соль2

2Mg + TiCl4 → Ti+2MgCl2

а) в растворе щелочные и щелочно-земельные металлы металлы реагируют с водой, а не с солью:

б) Расплавы нитратов, карбонатов, сульфитов при нагревании разлагаются на оксид и газ, поэтому с Me не реагируют:

H2 (T°, давление), C, Si восстанавливают из оксидов металлы, расположенные в ряду активности после Al:

Оксиды металлов, расположенных до Al, образуют карбиды при реакции с С:

CaO+3C Tº→ CaC2+CO

Образуется средняя соль:

Образуется соль и H2O:

только щёлочи: KOHконц+Cl2→

Для щёлочей → соль и вода:

1) Реакция нейтрализации щёлочей:

2) Растворение нерастворимых оснований:

3) Амфотерные гидроксиды:

Al(OH)3 + 3HBr → Al(Br)3 + 3H2O

а) растворимая средняя соль → нерастворимое основание + соль (правило Бертолле):

Mg(OH)2 +Zn(NO3)2 → Zn(OH)2↓ + Ca(NO3)2

б) кислая соль → средняя соль+вода:
KOH + KHCO3 → K2CO3+ H2O

Более активные галогены вытесняют менее активные из солей:

2KJ + Cl2 → 2KCl +J2

Нелетучие оксиды вытесняют летучие из солей:

Na2CO3 + P2O5 → Na3PO4 + CO2↑

1) Для растворимых солей: реакция должна быть необратимой (образование газа, осадка или воды):

BaCl2 +H2SO4 → BaSO4↓ + 2HCl

2) Из нерастворимых солей сильные кислоты вытесняют слабые:

CaSiO3 + HCl → CaCl2 + H2SiO3

Взаимодействуют, если обе соли растворимые и один из продуктов реакции выпадает в осадок:

Pb(NO3)2 + K2SO4 → PbSO4↓ + 2KNO3

2H2O + 2F2 → 4HF + O2↑

H2O + Cl2 → HCl + HClO

Все кислотные оксиды, кроме SiO2 +вода → кислота

не реагирует

Возможен гидролиз, кроме солей, которые образованы сильной кислотой и сильным основанием:

K2CO3+H2O ↔ KHCO3 +KOH

Способность веществ одного класса преобразовываться в вещества другого класса называют генетической связью. Главные принципы генетической связи:

  1. Вещества должны быть образованы одним и тем же элементом.
  2. Взаимопревращения должны идти по схеме цепочке, включающей разные формы существования элемента, то есть относящиеся к различным классам неорганических веществ. Такая цепочка называется генетическим рядом. Ряд может быть полным (если начинается и заканчивается одним и тем же элементом) или неполным.

Примеры веществ основных классов неорганических соединений приведены в таблице 2:

ПРОСТЫЕ — образованы одним элементом

СЛОЖНЫЕ — состоят из двух или более химических элементов

Металлы: K, Fe, Ca.

Неметаллы: C, S, Si.

Амфотерные: Zn, Al, Cr.

Благородные (инертные) газы: Ar, He, Ne.

Несолеобразующие: CO, N2O, NO и SiO.

Растворимые в воде — щёлочи: KOH, RbOH, Ba(OH)2.

2.1. Классификация неорганических веществ. Номенклатура неорганических веществ (тривиальная и международная).

Классификация неорганических веществ с примерами соединений

Теперь проанализируем представленную выше классификационную схему более детально.

Как мы видим, прежде всего все неорганические вещества делятся на простые и сложные:

Простыми веществами называют такие вещества, которые образованы атомами только одного химического элемента. Например, простыми веществами являются водород H2, кислород O2, железо Fe, углерод С и т.д.

Среди простых веществ различают металлы, неметаллы и благородные газы:

Металлы образованы химическими элементами, расположенными ниже диагонали бор-астат, а также всеми элементами, находящимися в побочных группах.

Благородные газы образованы химическими элементами VIIIA группы.

Неметаллы образованы соответственно химическими элементами, расположенными выше диагонали бор-астат, за исключением всех элементов побочных подгрупп и благородных газов, расположенных в VIIIA группе:

Названия простых веществ чаще всего совпадают с названиями химических элементов, атомами которых они образованы. Однако для многих химических элементов широко распространено такое явление, как аллотропия. Аллотропией называют явление, когда один химический элемент способен образовывать несколько простых веществ. Например, в случае химического элемента кислорода возможно существование молекулярных соединений с формулами O2 и O3. Первое вещество принято называть кислородом так же, как и химический элемент, атомами которого оно образовано, а второе вещество (O3) принято называть озоном. Под простым веществом углеродом может подразумеваться любая из его аллотропных модификаций, например, алмаз, графит или фуллерены. Под простым веществом фосфором могут пониматься такие его аллотропные модификации, как белый фосфор, красный фосфор, черный фосфор.

Сложные вещества

Сложными веществами называют вещества, образованные атомами двух или более химических элементов.

Так, например, сложными веществами являются аммиак NH3, серная кислота H2SO4, гашеная известь Ca(OH)2 и бесчисленное множество других.

Среди сложных неорганических веществ выделяют 5 основных классов, а именно оксиды, основания, амфотерные гидроксиды, кислоты и соли:

Оксиды — сложные вещества, образованные двумя химическими элементами, один из которых кислород в степени окисления -2.

Общая формула оксидов может быть записана как ЭxOy, где Э — символ какого-либо химического элемента.

Номенклатура оксидов

Название оксида химического элемента строится по принципу:

Fe2O3 — оксид железа (III); CuO — оксид меди (II); N2O5 — оксид азота (V)

Нередко можно встретить информацию о том, что в скобках указывается валентность элемента, однако же это не так. Так, например, степень окисления азота N2O5 равна +5, а валентность, как это ни странно, равна четырем.

В случае, если химический элемент имеет единственную положительную степень окисления в соединениях, в таком случае степень окисления не указывается. Например:

Na2O — оксид натрия; H2O — оксид водорода; ZnO — оксид цинка.

Классификация оксидов

Оксиды по их способности образовывать соли при взаимодействии с кислотами или основаниями подразделяют соответственно на солеобразующие и несолеобразующие.

Несолеобразующих оксидов немного, все они образованы неметаллами в степени окисления +1 и +2. Список несолеобразующих оксидов следует запомнить: CO, SiO, N2O, NO.

Солеобразующие оксиды в свою очередь подразделяются на основные, кислотные и амфотерные.

Основными оксидами называют такие оксиды, которые при взаимодействии с кислотами (или кислотными оксидами) образуют соли. К основным оксидам относят оксиды металлов в степени окисления +1 и +2, за исключением оксидов BeO, ZnO, SnO, PbO.

Кислотными оксидами называют такие оксиды, которые при взаимодействии с основаниями (или основными оксидами) образуют соли. Кислотными оксидами являются практически все оксиды неметаллов за исключением несолеобразующих CO, NO, N2O, SiO, а также все оксиды металлов в высоких степенях окисления (+5, +6 и +7).

Амфотерными оксидами называют оксиды, которые могут реагировать как с кислотами, так и основаниями, и в результате этих реакций образуют соли. Такие оксиды проявляют двойственную кислотно-основную природу, то есть могут проявлять свойства как кислотных, так и основных оксидов. К амфотерным оксидам относятся оксиды металлов в степенях окисления +3, +4, а также в качестве исключений оксиды BeO, ZnO, SnO, PbO.

Некоторые металлы могут образовывать все три вида солеобразующих оксидов. Например, хром образует основный оксид CrO, амфотерный оксид Cr2O3 и кислотный оксид CrO3.

Как можно видеть, кислотно-основные свойства оксидов металлов напрямую зависят от степени окисления металла в оксиде: чем больше степень окисления, тем сильнее выражены кислотные свойства.

Основания

Основания — соединения с формулой вида Me(OH)x, где x чаще всего равен 1 или 2.

Исключения: Be(OH)2, Zn(OH)2, Sn(OH)2 и Pb(OH)2 не относятся к основаниям, несмотря на степень окисления металла +2. Данные соединения являются амфотерными гидроксидами, которые еще будут рассмотрены в этой главе более подробно.

Классификация оснований

Основания классифицируют по количеству гидроксогрупп в одной структурной единице.

Основания с одной гидроксогруппой, т.е. вида MeOH, называют однокислотными основаниями, с двумя гидроксогруппами, т.е. вида Me(OH)2, соответственно, двухкислотными и т.д.

Также основания подразделяют на растворимые (щелочи) и нерастворимые.

К щелочам относятся исключительно гидроксиды щелочных и щелочно-земельных металлов, а также гидроксид таллия TlOH.

Номенклатура оснований

Название основания строится по нижеследующему принципу:

Fe(OH)2 — гидроксид железа (II),

Cu(OH)2 — гидроксид меди (II).

В тех случаях, когда металл в сложных веществах имеет постоянную степень окисления, указывать её не требуется. Например:

NaOH — гидроксид натрия,

Ca(OH)2 — гидроксид кальция и т.д.

Кислоты

Кислоты — сложные вещества, молекулы которых содержат атомы водорода, способные замещаться на металл.

Общая формула кислот может быть записана как HxA, где H — атомы водорода, способные замещаться на металл, а A — кислотный остаток.

Например, к кислотам относятся такие соединения, как H2SO4, HCl, HNO3, HNO2 и т.д.

Классификация кислот

По количеству атомов водорода, способных замещаться на металл, кислоты делятся на:

— одноосновные кислоты: HF, HCl, HBr, HI, HNO3;

Следует отметить, что количество атомов водорода в случае органических кислот чаще всего не отражает их основность. Например, уксусная кислота с формулой CH3COOH, несмотря на наличие 4-х атомов водорода в молекуле, является не четырех-, а одноосновной. Основность органических кислот определяется количеством карбоксильных групп (-COOH) в молекуле.

Также по наличию кислорода в молекулах кислоты подразделяют на бескислородные (HF, HCl, HBr и т.д.) и кислородсодержащие (H2SO4, HNO3, H3PO4 и т.д.). Кислородсодержащие кислоты называют также оксокислотами.

Более детально про классификацию кислот можно почитать здесь.

Номенклатура кислот и кислотных остатков

Нижеследующий список названий и формул кислот и кислотных остатков обязательно следует выучить.

В некоторых случаях облегчить запоминание может ряд следующих правил.

Как можно видеть из таблицы выше, построение систематических названий бескислородных кислот выглядит следующим образом:

HF — фтороводородная кислота;

HCl — хлороводородная кислота;

H2S — сероводородная кислота.

Названия кислотных остатков бескислородных кислот строятся по принципу:

Например, Cl — — хлорид, Br — — бромид.

Названия кислородсодержащих кислот получают добавлением к названию кислотообразующего элемента различных суффиксов и окончаний. Например, если кислотообразующий элемент в кислородсодержащей кислоте имеет высшую степень окисления, то название такой кислоты строится следующим образом:

Например, серная кислота H2S +6 O4, хромовая кислота H2Cr +6 O4.

Все кислородсодержащие кислоты могут быть также классифицированы как кислотные гидроксиды, поскольку в их молекулах обнаруживаются гидроксогруппы (OH). Например, это видно из нижеследующих графических формул некоторых кислородсодержащих кислот:

Таким образом, серная кислота иначе может быть названа как гидроксид серы (VI), азотная кислота — гидроксид азота (V), фосфорная кислота — гидроксид фосфора (V) и т.д. При этом число в скобках характеризует степень окисления кислотообразующего элемента. Такой вариант названий кислородсодержащих кислот многим может показаться крайне непривычным, однако же изредка такие названия можно встретить в реальных КИМах ЕГЭ по химии в заданиях на классификацию неорганических веществ.

Амфотерные гидроксиды

Амфотерные гидроксиды — гидроксиды металлов, проявляющие двойственную природу, т.е. способные проявлять как свойства кислот, так и свойства оснований.

Амфотерными являются гидроксиды металлов в степенях окисления +3 и +4 (как и оксиды).

Также в качестве исключений к амфотерным гидроксидам относят соединения Be(OH)2, Zn(OH)2, Sn(OH)2 и Pb(OH)2, несмотря на степень окисления металла в них +2.

Для амфотерных гидроксидов трех- и четырехвалентных металлов возможно существование орто- и мета-форм, отличающихся друг от друга на одну молекулу воды. Например, гидроксид алюминия (III) может существовать в орто-форме Al(OH)3 или мета-форме AlO(OH) (метагидроксид).

Поскольку, как уже было сказано, амфотерные гидроксиды проявляют как свойства кислот, так и свойства оснований, их формула и название также могут быть записаны по-разному: либо как у основания, либо как у кислоты. Например:

Амфотерный гидроксид в форме основания Амфотерный гидроксид в форме кислоты «Кислотный» остаток
Zn(OH)2
гидроксид цинка
H2ZnO2
цинковая кислота
ZnO2 2-
цинкат
Al(OH)3
(орто)гидроксид алюминия
H3AlO3
ортоалюминиевая кислота
AlO3 3-
ортоалюминат
AlO(OH)
метагидроксид алюминия
HAlO2
метаалюминиевая кислота
AlO2
метаалюминат

Соли — это сложные вещества, в состав которых входят катионы металлов и анионы кислотных остатков.

Так, например, к солям относятся такие соединения как KCl, Ca(NO3)2, NaHCO3 и т.д.

Представленное выше определение описывает состав большинства солей, однако же существуют соли, не попадающие под него. Например, вместо катионов металлов в состав соли могут входить катионы аммония или его органические производные. Т.е. к солям относятся такие соединения, как, например, (NH4)2SO4 (сульфат аммония), [CH3NH3] + Cl — (хлорид метиламмония) и т.д.

Также противоречат определению солей выше класс так называемых комплексных солей, которые будут рассмотрены в конце данной темы.

Классификация солей

С другой стороны, соли можно рассматривать как продукты замещения катионов водорода H + в кислоте на другие катионы или же как продукты замещения гидроксид-ионов в основаниях (или амфотерных гидроксидах) на другие анионы.

При полном замещении образуются так называемые средние или нормальные соли. Например, при полном замещении катионов водорода в серной кислоте на катионы натрия образуется средняя (нормальная) соль Na2SO4, а при полном замещении гидроксид-ионов в основании Ca(OH)2 на кислотные остатки нитрат-ионы образуется средняя (нормальная) соль Ca(NO3)2.

Соли, получаемые неполным замещением катионов водорода в двухосновной (или более) кислоте на катионы металла, называют кислыми. Так, при неполном замещении катионов водорода в серной кислоте на катионы натрия образуется кислая соль NaHSO4.

Соли, которые образуются при неполном замещении гидроксид-ионов в двухкислотных (или более) основаниях, называют основными солями. Например, при неполном замещении гидроксид-ионов в основании Ca(OH)2 на нитрат-ионы образуется основная соль Ca(OH)NO3.

Соли, состоящие из катионов двух разных металлов и анионов кислотных остатков только одной кислоты, называют двойными солями. Так, например, двойными солями являются KNaCO3, KMgCl3 и т.д.

Если соль образована одним типом катионов и двумя типами кислотных остатков, такие соли называют смешанными. Например, смешанными солями являются соединения Ca(OCl)Cl, CuBrCl и т.д.

Существуют соли, которые не попадают под определение солей как продуктов замещения катионов водорода в кислотах на катионы металлов или продуктов замещения гидроксид-ионов в основаниях на анионы кислотных остатков. Это — комплексные соли. Так, например, комплексными солями являются тетрагидроксоцинкат- и тетрагидроксоалюминат натрия с формулами Na2[Zn(OH)4] и Na[Al(OH)4] соответственно. Распознать комплексные соли среди прочих чаще всего можно по наличию квадратных скобок в формуле. Однако нужно понимать, что, чтобы вещество можно было отнести к классу солей, в его состав должны входить какие-либо катионы, кроме (или вместо) H + , а из анионов должны быть какие-либо анионы помимо (или вместо) OH — . Так, например, соединение H2[SiF6] не относится к классу комплексных солей, поскольку при его диссоциации из катионов в растворе присутствуют только катионы водорода H + . По типу диссоциации данное вещество следует скорее классифицировать как бескислородную комплексную кислоту. Аналогично, к солям не относится соединение [Ag(NH3)2]OH, т.к. данное соединение состоит из катионов [Ag(NH3)2] + и гидроксид-ионов OH — , т.е. его следует считать комплексным основанием.

Номенклатура солей

Номенклатура средних и кислых солей

Название средних и кислых солей строится по принципу:

Если степень окисления металла в сложных веществах постоянная, то ее не указывают.

Названия кислотных остатков были даны выше при рассмотрении номенклатуры кислот.

NaHSO4 — гидросульфат натрия;

CaCO3 — карбонат кальция;

Ca(HCO3)2 — гидрокарбонат кальция и т.д.

Номенклатура основных солей

Названия основных солей строятся по принципу:

(CuOH)2CO3 — гидроксокарбонат меди (II);

Fe(OH)2NO3 — дигидроксонитрат железа (III).

Номенклатура комплексных солей

Номенклатура комплексных соединений значительно сложнее, и для сдачи ЕГЭ многого знать из номенклатуры комплексных солей не нужно.

Следует уметь называть комплексные соли, получаемые взаимодействием растворов щелочей с амфотерными гидроксидами. Например:

*Одинаковыми цветами в формуле и названии обозначены соответствующие друг другу элементы формулы и названия.

Тривиальные названия неорганических веществ

Под тривиальными названиями понимают названия веществ не связанные, либо слабо связанные с их составом и строением. Тривиальные названия обусловлены, как правило, либо историческими причинами либо физическими или химическими свойствами данных соединений.

Список тривиальных названий неорганических веществ, которые необходимо знать:

Классификация неорганических веществ

Урок 25. Химия 11 класс ФГОС

В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.

Получите невероятные возможности

Конспект урока “Классификация неорганических веществ”

Каждый класс веществ образован веществами со сходными свойствами. Эти вещества имеют схожее строение и состав.

Все неорганические вещества делят на простые и сложные. Простые вещества состоят из атомов одного химического элемента. К простым веществам относятся металлы: медь, железо, натрий и другие; неметаллы: сера, фосфор, кислород, хлор; инэртные, или благородные газы: аргон, криптон, гелий, неон.

Сложные вещества состоят из атомов нескольких химических элементов. К сложным веществам относятся оксиды, основания, амфотэрные гидроксиды, кислоты и соли.

Оксидыэто сложные вещества, которые состоят из двух химических элементов, один из которых кислород. Общая формула оксидов: э-эм-о-эн, где эм и эн – индэксы. Степень окисления кислорода в оксидах равна минус двум.

Оксиды делят на две группы: солеобразующие и несолеобразующие (индифферентные).

Солеобразующие оксиды образуют гидроксиды и соответствующие соли. Например, к солеобразующим оксидам относятся оксид серы шесть, оксид кальция, оксид алюминия.

Несолеобразующие оксиды не образуют гидроксидов и солей. К таким оксидам относятся: оксид азота один, оксид азота два, оксид углерода два, оксид кремния два.

Оксиды бывают кислотные, амфотэрные и основные. Кислотным оксидам соответствуют кислотные гидроксиды, основным оксидам соответствуют основные гидроксиды.

Например: оксиду натрия соответствует основный гидроксид – гидроксид натрия, в реакции этого гидроксида с соляной кислотой образуется соль – хлорид натрия.

Оксиду алюминия соответствует амфотэрный гидроксид – гидроксид алюминия, этот гидроксид с азотной кислотой образует соль – нитрат алюминия.

Оксиду серы шесть соответствует кислотный гидроксид – серная кислота, эта кислота с гидроксидом меди два образует соль – сульфат меди два.

Оксиду марганца семь соответствует кислотный гидроксид – марганцовая кислота, которая в реакции с гидроксидом калия образует соль – перманганат калия.

Кислотные оксиды образованы элементами металлами и неметаллами со степенью окисления больше, чем плюс четыре.

Кислотным оксидам соответствуют кислоты: оксиду углерода четыре соответствует угольная кислота, оксиду серы шесть соответствует серная кислота, оксиду фосфора пять соответствует фосфорная кислота.

Для этих оксидов характерен ковалентный характер связи между элементами. В основном у кислотных оксидов молекулярная кристаллическая решётка. Они могут быть газообразными, жидкими и твёрдыми. Например: оксид серы четыре, оксид углерода четыре – газы, оксид хлора семь, оксид марганца семь – жидкости, оксид фосфора пять, оксид кремния четыре, оксид хрома шесть – твёрдые.

Основные оксидыэто оксиды, гидраты которых являются основаниями. Все основные оксиды являются оксидами металлов. Например: оксиду натрия соответствует гидроксид натрия, оксиду кальция соответствует гидроксид кальция, оксиду железа два соответствует гидроксид железа два.

Амфотэрные оксидыэто оксиды, которым соответствуют амфотэрные гидроксиды. Все амфотэрные оксиды являются оксидами металлов. Например: оксид алюминия, оксид хрома три, оксид железа три, оксид свинца четыре, оксид олова четыре. Так оксиду цинка соответствует амфотэрный гидроксид – гидроксид цинка, оксиду алюминия соответствует амфотэрный гидроксид – гидроксид алюминия.

Оксиды широко распространены в природе. Так, большая часть Земли покрыта Мировым океаном, который образован оксидом водорода, в атмосфере содержится оксид углерода четыре; оксид кремния четыре является основой многих минералов и горных пород, таких как кварц, аметист, яшма; оксид алюминия – корунд, известные и его разновидности – рубин и сапфир.

Основанияэто сложные вещества, состоящие из катионов металлов и гидроксогруппы. Общая формула оснований – металл –о-аш.

К основаниям относятся: гидроксид натрия, гидроксид кальция, гидроксид железа три, гидроксид калия и другие. Для оснований характерен ионный тип связи, а значит, и ионная кристаллическая решётка, поэтому основания – это твёрдые вещества.

По числу гидроксогрупп различают однокислотные основания (как гидроксид натрия), двухкислотные (как гидроксид железа два), трёхкислотные (как гидроксид никеля три).

По растворимости в воде различают растворимые в воде основания – щёлочи, которые являются сильными основаниями. К ним относятся: гидроксид натрия, гидроксид бария и другие. Нерастворимые в воде основания – это слабые основания. К ним относятся: гидроксид меди два, гидроксид железа два.

Щёлочи являются твёрдыми веществами.

В реакции сульфата меди два с гидроксидом натрия образуется нерастворимое основание – гидроксид меди два и соль – сульфат натрия.

При добавлении гидроксида натрия к сульфату железа два образуется также нерастворимое основание – гидроксид железа два и соль – хлорид натрия.

Есть основания, где в составе не ионы металла, а катион аммония. Раствор аммиака используют как нашатырный спирт, основания используют для штукатурки стен.

Кислотыэто сложные вещества, которые состоят из атомов металла и кислотных остатков.

Кислоты могут быть образованы не только атомами неметаллов, как соляная кислота, сернистая, азотная кислоты, но и атомами металлов в высшей степени окисления: как например марганцовая кислота.

По количеству атомов водорода (основности) различают одноосновные кислоты (такие как соляная кислота, азотная), двухосновные (такие как сероводородная, дихромовая кислоты), трёхосновные (как фосфорная кислота).

По содержанию атомов кислорода различают кислородсодержащие кислоты (или оксокислоты), как азотная кислота, хромовая кислота, так и бескислородные, как сероводородная, соляная.

По летучести кислоты бывают летучие, которые легко испаряются или выветриваются из раствора: это такие кислоты, как соляная, бромоводородная, азотная, сероводородная; к нелетучим кислотам относятся серная, фосфорная кислота и другие.

Кислоты бывают сильные и слабые. Сильные кислоты практически полностью диссоциируют на ионы. К таким кислотам относятся: азотная, серная, соляная, хлорная. Слабые кислоты диссоциируют незначительно, к таким кислотам относятся: сернистая, сероводородная, фосфорная кислоты.

К кислотам-окислителям относятся: азотная кислота, серная, то есть в этих кислотах есть элемент-окислитель. К кислотам-неокислителям относится большинство кислот, в которых окислителем является ион водорода.

Для кислот характерен ковалентный тип связи и молекулярная кристаллическая решётка.

При обычных условиях кислоты могут быть в газообразном состоянии: как соляная и сероводородная, в жидком состоянии, как азотная, серная кислоты. Кислоты могут быть и в твёрдом состоянии, как кремниевая кислота.

Амфотэрные гидроксидыэто сложные вещества, имеющие свойства кислот и оснований, поэтому формулы амфотэрных гидроксидов можно записать в форме оснований и в форме кислот.

Их образуют элементы, проявляющие переходные свойства металлов и неметаллов. Эти соединения образуют большинство дэ-элементов со степенью окисления плюс три, плюс четыре, иногда плюс два; эти соединения могут образовывать и пэ-элементы: бериллий, алюминий, олово, свинец.

К амфотэрным гидроксидам относятся гидроксид цинка, гидроксид алюминия, гидроксид железа три, гидроксид бериллия.

Амфотэрные гидроксиды практически нерастворимы в воде. Например, при растворении хлорида железа три с гидроксидом натрия образуется бурый осадок – гидроксид железа три.

При растворении сульфата алюминия с гидроксидом натрия образуется белый осадок – гидроксид алюминия. Полученные гидроксиды являются амфотэрными гидроксидами.

Таким образом, к гидроксидам относятся основания, амфотэрные гидроксиды и кислородсодержащие кислоты.

Солиэто сложные вещества, которые состоят из катионов металла или аммония и кислотных остатков.

Соли бывают средними, кислыми, основными.

Средние солиэто продукты полного замещения атомов водорода в кислоте атомами металлов: например, хлорид калия, нитрат алюминия, сульфат меди два, сульфит натрия.

Кислые солиэто продукты неполного замещения атомов водорода в молекулах многоосновных кислот атомами металла. Например: гидрокарбонат натрия, дигидрофосфат калия, гидрофосфат калия, гидросульфат натрия.

Основные солиэто продукты неполного замещения гидроксидных групп в молекулах многокислотных оснований кислотными остатками. Например: гидроксохлорид меди два, дигидроксонитрат алюминия, гидроксохлорид железа два.

Для солей характерен ионный характер связи и ионная кристаллическая решётка, поэтому это твёрдые вещества.

Соли применяются в быту: например, перманганат калия используют как дезинфицирующее средство, широко используют алебастр и побелку, при приготовлении пищи используют поваренную соль.

Таким образом, вещества делят на простые и сложные. К простым веществам относятся металлы, неметаллы, инэртные газы. К сложным веществам относятся оксиды, основания, амфотэрные гидроксиды, кислоты и соли.

Классификация неорганических веществ – свойства, реакции и примеры с названиями

Помимо признаков, они делятся по составу. Классификация неорганических веществ делит их на простые и сложные.

Простые вещества

Простыми называются соединения, состоящие из одного элемента (например, С-углерод, В-бор или Al-аллюминий). Атомы этих веществ соединены металлической или ковалентной связью. Основные классы — это металлы и неметаллы.

Металлы (восстановители)

Металлами называются элементы, обладающие восстановительными свойствами (то есть они стремятся отдавать свои электроны), атомы в составе которых соединяются металлической связью.

Физические признаки:

  • пластичные;
  • твердые;
  • проводят электричество;
  • проводят тепло;
  • имеют блеск (поэтому их можно отличить по внешнему виду);
  • плавятся и кипят.

Химические свойства проявляются в реакции со следующими веществами:

  • неметаллами;
  • солями;
  • кислотами;
  • водой.

При реакции с металлами, которые стоят в ряду активности металлов до алюминия, образуется щелочь и Н₂. При реакции с элементами, которые находятся между алюминием и водородом, образуется оксид металла и Н₂. Реакция со стоящими после водорода металлами не идет.

Неметаллы (окислители)

Неметаллы — это окислители. Какой бы ни была активность вещества, оно стремится принимать электроны. Атомы в соединениях неметаллов связаны ковалентной связью. Основные признаки:

  1. Могут иметь 3 агрегатных состояния: газы (водород, кислород, гелий, хлор, азот и другие), жидкости (бром), твердые тела (сера, фосфор, углерод).
  2. Металлический блеск отсутствует.
  3. Не проводят электричество (кроме черного фосфора и графита).
  4. Не проводят тепло (кроме графита).
  5. Низкая температура кипения.

Химические свойства неметаллов:

  • вступают в реакцию с металлами;
  • взаимодействуют с неметаллами;
  • реагируют со сложными веществами (кислотами, солями, щелочами, оксидами).

Сложные соединения

Химические соединения, состоящие из нескольких элементов, называются сложными: например, NaOH — гидроксид натрия (щелочь), HCl — соляная кислота, CuO — оксид меди, NaCl — хлорид натрия (соль). Классификация неорганических соединений основывается на их свойствах. Отличают 4 класса неорганических соединений: оксиды, гидроксиды, кислоты и соли. Названия веществами даются по номенклатуре ИЮПАК:

  1. Оксиды по номенклатуре: значение названия заключается в том, что они имеют в своем составе кислород со степенью окисления -2.
  2. Гидроксиды по номенклатуре: названия соединениям, содержащих в своем составе группу OH, дается похожим образом, только вместо слова «оксид» употребляется «гидроксид».

Оксиды (основные, кислотные, амфотерные)

Это сложные соединения, в состав которых входит O (кислород). Это могут быть как соединения с металлами (CaO), так и с неметаллами (NO). Могут иметь 3 агрегатных состояния:

  1. Твердые (оксид кремния).
  2. Жидкие (оксид водорода).
  3. Газообразные (оксид углерода со степенью окисления +4).

Могут иметь различные цвета (черный, белый, оранжевый и др.).

Способность кислот взаимодействовать с различными веществами ​зависит от того, к какой классовой единице относится вещества (кислотные или основные).

Признаки кислотных:

  • взаимодействуют с растворимыми основаниями (растворимость вещества можно посмотреть в таблице растворимости), образуя соли;
  • реагируют с водой, образуя кислоты (исключение — оксид кремния);
  • вступают в реакцию с основными оксидами, образуя соль;
  • взаимодействуют с солями более летучих оксидов.
  • реагируют с кислотами, образуя соль и воду;
  • взаимодействуют с водой, в результате чего получается гидроксид;
  • вступают в реакцию с кислотными оксидами.

Описывая свойства, нельзя забывать про один очень важный момент: помимо кислотных и основных оксидов, бывают амфотерные. Они проявляют все свойства (и кислотные, и основные). К таким соединениям относятся оксиды цинка, алюминия, железа со степенью окисления +3, хрома и бериллия.

Гидроксиды (основания)

Гидроксиды — сложные вещества, которые могут состоять из соединения металла и гидроксильной группы OH. Сильные основания называются щелочами.

Физические свойства:

  • твердые вещества белого цвета;
  • растворяются в воде (большинство);
  • проводят тепло и электричество;
  • растворы разъедают ткани, кожу, волокна.

Химические свойства: реагируют с неметаллами, оксидами неметаллов и амфотерными оксидами, с кислотами и солями. Амфотерные гидроксиды реагируют также с металлами и их гидроксидами.

Кислоты и их свойства

Кислотой называется соединение, включающее в себя водород и кислотный остаток. Они могут содержать кислород, а могут быть бескислородными (например, хлороводородная кислота). Огромный список кислот делится на группы по количеству водорода: одноосновные (бромоводородная, йодоводородная кислоты), двухосновные (серная, угольная кислоты) и трехосновные (ортофосфорная кислота).

  1. Несколько агрегатных состояний: газы (например, хлороводородная кислота), жидкости (серная кислота), твердые вещества (кремневая кислота).
  2. Кислые на вкус.
  3. Угольная и сернистая кислота существуют только в водных растворах.
  4. Не имеют запаха.
  5. Хорошо растворимы в воде (большинство).
  6. Разъедают животные и растительные ткани.
  • взаимодействуют с металлами;
  • реагируют с оксидами металлов;
  • вступают в реакцию с гидроксидами металлов;
  • взаимодействуют с солями.

Соли и их растворимость

Соли — это соединения, состоящие из катиона металла и аниона кислотного остатка. В зависимости от состава, различают кислые, средние и основные соли. В кислые соли входит ион водорода, в основные — группа OH.

Физические свойства:

  • твердые вещества, большинство растворимы в воде;
  • проводят электричество;
  • окраска зависит от катионов, входящих в состав соли.
  • реагируют с металлами;
  • взаимодействуют со щелочами;
  • вступают в реакцию с солями;
  • реагируют с кислотами;
  • разлагаются при нагревании.

Все вещества в химии можно разделить на простые и сложные. Основные классы неорганических веществ — это металлы, неметаллы, оксиды, гидроксиды, кислоты и соли. Каждый из них обладает собственными свойствами и признаками, по которым и происходит разделение.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: