Оксиды образованные неметаллами. Металлы неметаллы оксиды основания кислоты соли. Основания.Номенклатура оснований. Химические свойства оснований. Амфотерные основания, реакции их взаимодействия с кислотами и щелочами

Оксиды образованные неметаллами. Металлы неметаллы оксиды основания кислоты соли. Основания.Номенклатура оснований. Химические свойства оснований. Амфотерные основания, реакции их взаимодействия с кислотами и щелочами
Оксиды образованные неметаллами. Металлы неметаллы оксиды основания кислоты соли. Основания.Номенклатура оснований. Химические свойства оснований. Амфотерные основания, реакции их взаимодействия с кислотами и щелочами

Разработала урок учитель химии Ильясова Лилия Сахиповна муниципального бюджетного образовательного учреждения «Средняя общеобразовательная школа №6» города Альметьевска Республики Татарстан.

Тема урока: «Оксиды металлов и неметаллов - состав и названия»

Тип урока: Урок формирования первоначальных предметных навыков, овладения предметными умениями.

Цели урока: Организовать деятельность учащихся по формированию знаний по теме оксиды, научить самостоятельно, выдвигать признак классификации.

Задачи:

Образовательные: усвоение новых знаний на основе имеющихся, самостоятельный поиск новых знаний из различных источников и закрепление практических умений и навыков;

Развивающие: развитие познавательного интереса, самостоятельности мышления, памяти, инициативы учащихся через использование коммуникативно-деятельностной методики, частично-поискового подхода и элементов проблемного обучения;

Воспитательные: формирование коммуникативных умений, культуры общения, сотрудничества.

Структура урока:

1.Организационный этап – 2 мин.
2.Подготовительный этап (мотивация и актуализация) – 7 мин.
3.Основной этап:

усвоения новых знаний и способов деятельности;

первичной проверки понимания изученного;

закрепления новых знаний и способов деятельности – 25 мин.

4.Информация о домашнем задании – 5 мин.
5.Подведение итогов учебного занятия. Рефлексия – 6 мин.

Этапы учебного занятия

Образовательные задачи этапа

Деятельность учителя

Деятельность учащихся

Показатели выполнения образовательных задач этапа

1. Организационный

Подготовка учащихся к работе на уроке

Организует процесс подготовки к занятию

Организационный настрой на работу

Доброжелательный настрой преподавателя и учащихся; быстрое включение учащихся в деловой ритм

2. Подготовительный

1.Обеспечение мотивации учения учащихся, принятие ими целей урока.

2.Актуализация субъектного опыта учащихся

1.Создание проблемной ситуации с целью определения темы занятия.

2.Предлагает работу по учебному тексту с целью определения задач учебного занятия и актуализации субъектного опыта учащихся

1.Решают проблемную ситуацию, предлагают варианты темы учебного занятия

2.Работают по учебному тексту, обсуждают результаты работы в паре, формулируют адаптивную цель учебного занятия

Готовность учащихся к активной учебно- познавательной деятельности, понимание учащимися ценности изучаемого материала

3. Усвоения новых знаний и способов деятельности

Первичной проверки понимания изученного

Закрепления новых знаний и способов деятельности

1.Обеспечение восприятия и первичного запоминания информации

2.Установление правильности и осознанности усвоения новых знаний, выявление пробелов и их коррекция

3.Обеспечение усвоения способов действий на уровне применения в знакомой и изменённой ситуации

1.Выстраивает систему последовательных блоков информации

2.Предлагает учащимся фронтальные задания с целью первичной проверки понимания

3.Предлагает учащимся индивидуальные задания с целью закрепления новых знаний и способов деятельности

4.Предлагает учащимся тест для первичной проверки понимания изученного

1.Воспринимают учебную информацию, определяют отличительные признаки изучаемого объекта

2.Выполняют предлагаемые учителем задания для фронтальной и самостоятельной работы

3.Выполняют тест

1.Учащиеся активно работают при изучении нового материала

2.Правильность и осознанность ответов в процессе выполнения заданий

4. Информации о домашнем задании

Обеспечение понимания учащимися цели, содержания и способов выполнения домашнего задания

Дает информацию о домашнем задании

Записывают информацию о домашнем задании

Учащиеся осознали цель, содержание и способы выполнения домашнего задания

5. Подведения итогов учебного занятия

Рефлексии

Обеспечение анализа успешности достижения цели и постановки перспективы следующей работы,

осознания процесса и результата своей учебной деятельности

Предлагает учащимся вернуться к учебному тексту и определить уровень достижения цели, проанализировав результат своей работы

Учащиеся работают по учебному тексту, определяют уровень достижения цели, обсуждают результаты работы в паре, формулируют перспективную цель следующего учебного занятия

Цели занятия реализованы, учащиеся получили информацию об индивидуальных результатах учения

Ход урока:

1. Организационный этап

Учитель приветствует учащихся. Учащиеся проверяют наличие необходимого инструментария для урока.

2. Подготовительный этап

Учитель : На предыдущем уроке мы с вами изучали « Простые вещества – металлы и неметаллы». Для того чтобы проверить на сколько вы усвоили урок мы проделаем следующее задание. Сначала дайте определение простое вещество.

Ученик: Простые вещества - это вещества, образованные из разновидности атомов одного химического элемента.

Учитель : Задание: У вас на столах лежат формулы веществ, каждый ученик возьмет одну формулу из предложенных и скажет почему выбрал именно ее.

1 стол: О 2, Ca, AL, S, N 2, СО 2, CO

2 стол: О 2, Ca, AL, S, N 2, SO 2, SiO 2

3 стол : О 2, Ca, AL, S, N 2, Fe 2 O 3 , FeO,

4 стол : О 2, Ca, AL, S, CaO, Н 2 SO 4 , N Н 3

Учащиеся рассказывают и обосновывают свой выбор.

Посмотрите на формулы, которые у вас остались. Как вы думаете, что здесь лишнее.

Ученик: NН 3 и Н 2 SO 4

Учитель : Как вы определили.

Ученик: И у всех оставшихся формул в состав молекулы входит кислород. В состав последней формулы входят три разных атома химических элементов, а остальные состоят из двух элементов один из которых кислород.

Учитель : С этими веществами мы уже сталкивались на предыдущих уроках. Так, о чём же мы будем сегодня говорить? Какова тема нашего разговора?

Ученик: Об оксидах.

Учитель : Вы правильно определили тему нашего разговора.

Я хочу её немного конкретизировать и напишу на доске, вы работаете со мной в тетрадях.

«Оксиды металлов и неметаллов - состав и названия» §14 стр. 71

А как вы думаете, в чем заключается цель нашего урока.

Ученик: Изучить оксиды металлов и неметаллов их состав и названия.

3. Усвоения новых знаний и способов деятельности.

Перепишите формулы с доски.

Как вы считаете, что же общего между ними?

(Дети говорят о схожести состава молекул.)

Верно. Они состоят из двух элементов. И так, что такое оксиды?

Ученик: Оксиды это сложные вещества, в состав которых входят атомы двух химических элементов, один из которых - кислород.

Названия оксидов

Учитель: Посмотрите на формулы оксидов, которые записаны у вас в тетради.

на стр.72 учебника в таблице даны химические названия этих оксидов и исторически сложившиеся.

Дайте названия СО 2, CO , SO 2, SiO 2 Fe 2 O 3 , FeO , CaO.

Почему в некоторых формулах мы не указали валентность, а в некоторых указали?

(учащиеся выдвигают версию о том, что для элементов с постоянной валентностью не надо указывать, для элементов с переменной валентность необходимо указать валентность.)

По международной номенклатуре названия оксидов происходят от названия химических элементов с добавлением слова “Оксид”(оксиген). Если элемент имеет переменную валентность, то она указывается римскими цифрами, взятыми в скобки после названия химического элемента.

Поскольку оксиды могут быть образованы почти всеми химическими элементами (за некоторым исключением), необходимо, чтобы не было путаницы, чтобы у каждого было свое название. Давайте вместе разработаем основные правила современной международной номенклатуры (учащиеся сами подходят к решению проблемы)

Название оксида = "Оксид" + Название элемента в родительном падеже + валентность римскими цифрами

Задание №4
Сравните состав оставшихся формул и разделите их на группы. Ответ

(учащиеся говорят, что в первых двух формулах на первом месте стоит неметалл, а в третьей формуле – металл.)

Оксиды неметаллов называют кислотными оксидами.

Оксиды металлов называют основными оксидами.

Существуют амфотерные элементы они образуют амфотерные оксиды.

Амфотерность – способность элементов и веществ проявлять двойственные свойства.

Амфотерными являются Be, Zn, Al и некоторые другие элементы.

Но при классификации оксидов нужно учесть, что один и тоже элемент может образовать разные оксиды например: оксид хрома(II ) – CrO -основный; оксид хрома( VI ) CrO 3 - кислотный; оксид хрома(III ) Cr 2 O 3 амфотерный.

Как вы думаете, по какому признаку оксиды отнесли к разным группам.

(учащиеся говорят, что разная валентность) Да, действительно элементы, которые являются металлами и имеют валентность I - II образуют основные; элементы проявляющие валентность III амфотерные; элементы имеющие валентность IV -V II - кислотные оксиды

На столах оксиды (Al 2 O 3 , SO 3 , МgO, K 2 O) посовещайтесь, разделите их на группы и поднимите формулы основного, кислотного, амфотерного оксидов.

Физические свойства оксидов.

Что такое физические свойства?

Рассмотрите образца оксидов (вода, оксид хрома, оксиды железа, оксид кальция, оксид алюминия и др.)

Демонстрация: Открываем бутылку газированной воды. Наблюдаем

Сделайте выводы о физических свойствах оксидов.

(учащиеся самостоятельно записывают основные физические свойства оксидов, оксиды бывают твёрдые, жидкие и газообразные, различного цвета. Например, оксид меди (II) CuO чёрного цвета, оксид кальция СаО белого цвета – твёрдые вещества. Оксид водорода- бесцветная летучая жидкость, а оксид углерода (IV) СО 2 - бесцветный газ при обычных условиях.”

Информация о распространении оксидов в природе и их значении.

Вы получили задания в группах подготовить сообщения о некоторых оксидах.

1 группа СО 2, CO

1. Угарный газ (СО) попадает в воздух при сжигании топлива в печах и двигателях автомобилей. Ядовит, т.к. соединяется с гемоглобином крови, в результате чего кровь не способна переносить кислород из легким к тканям. Это вызывает удушье. При 10-минутном вдыхании наступает летальный исход.

2.Углекислый газ (СО2) – кислотный оксид, входит в состав воздуха. Не ядовит. Малозаметная “ вуаль ”, состоящая из СО 2 , воды, озона и метана является в атмосфере своеобразным фильтром, пропуская 70% солнечного излучения, она задерживает отражаемые Землёй тепловые лучи. Вследствие этого у поверхности нашей планеты, словно под стеклянной крышей оранжереи, температура поддерживается более или менее на одном уровне от -40 до + 40°С. Однако все возрастающие количество сжигаемого топлива приводит к тому, что содержание углекислого газа в атмосфере неуклонно увеличивается. Изменение климата планеты вследствие концентрации парниковых газов в атмосфере является на сегодняшний день одной из основных глобальных экологических проблем. Примерно 80% парникового эффекта приходится на углекислый газ. Если не остановить это губительное для человечества увеличение содержания СО 2 в атмосфере, то под море уйдут Гамбург и Гонконг, Лондон и Копенгаген. Европа станет засушливой зоной с массой вредных насекомых и болезнетворных микроорганизмов.

Учитель: Да. Проблема загрязнения природной среды становится столь острой как из-за роста объемов промышленного и сельскохозяйственного производства, так и в связи с качественным изменением производства под влиянием научно-технического прогресса. Но есть пути решения этих проблем. Назовите их

Учащиеся:

1) установка очистных сооружений 2) озеленение территорий 3) возникновение и деятельность разного рода “зеленых” движений и организаций: Green Peace ,Фонд дикой природы, департамент экологии.

2.группа

Богата природа кварцевыми песками и глиной, в состав которых входят такие оксиды как оксид (IV) SiO 2 и алюминий оксид.

Гай Плиний Секунд древнеримский писатель-эрудит, считал, что горный хрусталь “рождается из небесной влаги и чистейшего снега”. Однако состав его иной: оксид кремния (IV) SiO 2 .

Кварц, кремень, горный хрусталь, аметист, яшма, опал - все это оксид кремния, Окрашенный различными примесями образует драгоценные и полудрагоценные камни – яшма, аметист, агат.

Более 50 % земной коры состоит из SiO 2

2) Al 2 O 3 * 2SiO 2 * 2 H 2 O – белая глина, в основном состоит из оксидов алюминия и кремния.

3.группа

3) Руды железа – красный (Fe 2 O 3), бурый (Fe 2 O 3 * n H 2 O) и магнитный железняки

(Fe 3 O 4 или FeO * Fe 2 O 3)

Велико значение железа в жизни человека и его роль в истории цивилизации. Одним из самых распространенных металлов в земной коре является железо. Применять его начали гораздо позже других металлов (меди, золота, цинка, свинца, олова), что, скорее всего, объясняется малым сходством руды железа с металлом. Первобытным людям было очень трудно догадаться, что из руды можно получить металл, который успешно можно использовать при изготовлении различных предметов, сказалось отсутствие инструментов и необходимых приспособлений для организации такого процесса. До того времени, когда человек научился получать из руды железо и изготавливать из него сталь и чугун, прошло довольно длительное время. На данный момент железные руды являются необходимым сырьем для черной металлургии, теми полезными ископаемыми, обходиться без которых не сможет ни одна развитая промышленная страна. Издавна люди верили в то, что намагниченный гематит способен улучшить не только физическое состояние тела, но и восстановить душевный баланс. Камень гематит усиливает энергетику своего владельца, помогает достичь желаемого.

Получение оксидов:

Мы уже встречались с оксидами, при изучении темы “ Простые вещества – металлы и неметаллы”. При взаимодействии разных веществ с кислородом получают оксиды.

Вспомните, из каких веществ можно получить оксиды.

(учащиеся вспоминают, что оксиды получают при взаимодействии кислорода с простыми веществами.)

Работа учащихся.

Записать уравнения реакций взаимодействия металлов с кислородом и неметаллов с кислородом, назвать продукты (работа у доски)

Допишите уравнения 1)Si + O 2 =

2) Al +O 2 =

Какие еще вещества, кроме простых веществ вам известны?

(ответ учащихся – сложные вещества)

Дайте определения сложным веществам

(учащиеся формулируют определение сложных веществ)

Как горят сложные вещества?

(ответ учащихся – с образованием двух продуктов, а именно двух оксидов)

2. Взаимодействие сложных веществ с кислородом

Работа учащихся.

Записать уравнение реакции взаимодействия метана с кислородом, назвать продукты (работа у доски) CH 4 + O 2 =

А сейчас я познакомлю вас с новыми, неизвестными еще для вас способами получения оксидов.

3. Разложение оснований

Mg(OH) 2 = MgO + H 2 O

4. Разложение кислот

H 2 CO 3 = H 2 O + CO 2

4. Закрепление изученного материала

Проверим свои знания – тест делает стол 1,2, 4

А стол № 4 упражнение “не прерви цепочку”(Для каждого ученика приготовлена карточка с формулой оксида. Ученик поднимает карточку, показывает всем, и дает название оксиду. Работа по цепочке. N 2 O 3 ? SrO ?ZnO?SnO 2 ? Aq 2 O ? Cl 2 O 7 )

Тест вариант 1

1. При нормальных условиях оксиды - это вещества:

а) только газообразные
б) только жидкие
в) газообразные, жидкие и твердые
г) только твердые

2. Оксиды – это:

н) вещества, в состав которых входит 3 элемента один из которых кислород.
о) вещества, в состав которых входит 2 элемента один из которых кислород.

п) вещества, в состав которых входят металлы

3. Как называется оксид SO 2 ?

в) оксид серы
г) оксид серы (II)
д) оксид серы (IV)
е) оксид серы (VI)

4. Какие вещества получим при разложении CaCO 3 ?

а) СаО и СО 2
б) Са и О 2
в) Са и СО 2
г) С и СаО

Тест вариант 2

1. Формула амфотерного оксида, это

о)Cr 2 O 3 м) N 2 O 5 г) BаO д) As 2 O 3

2. Только основные оксиды расположены в ряду

б). H20, CaO, S0 2 е). Li20, NaOH, NO

ж) N 2 О 5 , S О 2 , SO 3 к) . Ba0, Li 2 O, Cr0

3. Как называется оксид SO3?

в) оксид серы

г) оксид серы (II)

д) оксид серы (IV)

с) оксид серы (VI)

4. Из приведенных формул веществ оксидом является

о)NaCl, и)Na 2 O е) НСl

5. Какие вещества образуются при разложении AL(OH)3

а) AL и О 2 д) Al 2 O 3 и H 2 O в) О 2 и H 2 O

Ответ теста: Вода это оксид

А о нем мы поговорим на следующем уроке.

Домашнее задание.

6. Подведение итогов урока.

Что узнали нового?

Что было наиболее интересным?

О чем хотелось бы узнать больше?

Выставление оценок за урок.

Бинарные соединения кислорода с неметаллическими элементами - это большая группа веществ, которые входят в класс оксидов. Многие оксиды неметаллов всем хорошо известны. Это, например, углекислый газ, вода, двуокись азота. В нашей статье мы рассмотрим их свойства, выясним области применения бинарных соединений и их влияние на окружающую среду.

Общая характеристика

Практически все неметаллические элементы, за исключением фтора, аргона, неона и гелия, могут образовывать оксиды. Большинство элементов имеют несколько оксидов. Например, сера образует два соединения: двуокись серы и серный ангидрид. Это вещества, в которых валентность сульфура равна четырем и шести соответственно. Водород и бор имеют только по одному оксиду, а наибольшее количество бинарных веществ с кислородом характерно для азота. Высшими называются такие окислы, в которых степень окисления атома неметалла равна номеру группы, где находится элемент в периодической системе. Так, CO 2 и SO 3 - это высшие оксиды углерода и серы. Некоторые соединения могут подвергаться дальнейшему окислению. Например, угарный газ в таком случае превращается в диоксид углерода.

Строение и физические свойства

Практически все известные оксиды неметаллов состоят из молекул, между атомами которых образуются ковалентные связи. Сами частицы вещества могут быть как полярными (например, у диоксида серы), так и неполярными (молекулы углекислого газа). Двуокись кремния, представляющая собой природную форму песка, имеет атомное строение. Агрегатное состояние ряда кислотных оксидов может быть различным. Так, окислы карбона, такие как монооксид и диоксид углерода, - газообразны, а бинарные кислородные соединения водорода (H 2 O) или серы в высшей степени окисления (SO 3) представляют собой жидкости. Особенностью воды является то, что оксид относится к несолеобразующим. Их еще называют безразличными.

Трехокись серы или серный ангидрид - это кристаллическое белое вещество. Оно быстро поглощает из воздуха влагу, поэтому диоксид серы хранят в запаянных колбах из стекла. Вещество используется в качестве осушителя воздуха и в производстве сульфатной кислоты. Окислы фосфора или кремния являются твердыми кристаллическими веществами. Взаимное превращение агрегатного состояния характерно для оксидов азота. Так, соединение NO 2 - это газ бурого цвета, а соединение с формулой N 2 O 4 имеет вид бесцветной жидкости или белого твердого вещества. При нагревании жидкость превращается в газ, а его охлаждение приводит к образованию жидкой фазы.

Взаимодействие с водой

Известны реакции кислотных оксидов с водой. Продуктами реакций будут соответствующие кислоты:

SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4 - сульфатная кислота

К ним можно отнести взаимодействие пятиокиси фосфора, а также диоксидов серы, азота, углерода с молекулами H 2 O. Однако оксид кремния непосредственно с водой не реагирует. Чтобы получить силикатную кислоту, применяют косвенный способ. Сначала SiO 2 сплавляют со щелочью, например, с гидроксидом натрия. На полученную среднюю соль - силикат натрия, действуют сильной кислотой, например хлоридной.

В результате выпадает белый студенистый осадок кремниевой кислоты. Двуокись кремния может при нагревании реагировать с солями, при этом образуются летучие кислотные оксиды. К кислотным оксидам относятся несколько соединений азота, серы и фосфора, которые занимают ведущее место в загрязнении воздуха. Они взаимодействуют с атмосферной влагой, что приводит к образованию серной, нитратной и азотистой кислоты. Их молекулы вместе с дождем или снегом попадают на растения и почву. Кислотные осадки не только вредят посевам, снижая их урожайность, но также негативно влияют на здоровье людей. Они разрушают постройки из известняка или мрамора, вызывают коррозию металлических конструкций.

Безразличные окислы

К кислотным оксидам относится группа соединений, которые не могут вступать в реакции ни с кислотами, ни со щелочами и не образуют соли. Всем вышеперечисленным соединениям не соответствуют ни кислоты, ни основания, то есть они являются несолеобразующими. Таких соединений немного. Например, к ним относится угарный газ, закись азота и его монооксид - NO. Он, наряду с диоксидом азота и двуокисью серы, участвует в образовании смога над большими промышленными предприятиями и городами. Предотвратить образование токсичных окислов можно, если снизить температуру сгорания топлива.

Взаимодействие со щелочами

Способность к реакциям со щелочами - важная особенность кислотных оксидов. Например, при взаимодействии гидроксида натрия и трехокиси серы образуется соль (сульфат натрия) и вода:

SO 3 + 2NaOH → Na 2 SO 4 + H 2 O

К кислотным оксидам относится двуокись азота. Ее интересной особенностью является реакция со щелочью, в продуктах обнаруживаются соли двух видов: нитраты и нитриты. Это объясняется способностью оксида азота (IV) при взаимодействии с водой образовывать две кислоты - азотную и азотистую. Двуокись серы также взаимодействует со щелочами, при этом образуются средние соли - сульфиты, а также вода. Соединение, попадая в воздух, сильно загрязняет его, поэтому на предприятиях, использующих топливо с примесью SO 2 , отработанные промышленные газы очищают, распыляя в них негашеную известь или мел. Также можно пропускать диоксид серы через известковую воду или раствор сульфита натрия.

Роль бинарных кислородных соединений неметаллических элементов

Многие кислотные оксиды имеют важное практическое значение. Например, углекислый газ используют в огнетушителях, так как он не поддерживает горение. Окись кремния - песок, широко используется в строительной промышленности. Угарный газ является исходным сырьем для получения метилового спирта. К кислотным оксидам относится пятиокись фосфора. Это вещество применяют в производстве ортофосфорной кислоты.

Бинарные кислородные соединения неметаллов влияют на организм человека. Большинство из них являются токсичными. О вредном влиянии угарного газа мы говорили ранее. Также доказано негативное воздействие оксидов азота, особенно двуокиси азота, на дыхательную и сердечно-сосудистую систему. К кислотным оксидам относится углекислый газ, который не считают ядовитым веществом. Но если его объемная доля в воздухе превышает 0,25%, у человека возникают симптомы удушья, которые могут иметь летальный исход вследствие остановки дыхания.

В нашей статье мы изучили свойства кислотных оксидов и привели примеры их практического значения в жизни человека.

13.1. Определения

К важнейшим классам неорганических веществ по традиции относят простые вещества (металлы и неметаллы), оксиды (кислотные, основные и амфотерные), гидроксиды (часть кислот, основания, амфотерные гидроксиды) и соли. Вещества, относящиеся к одному и тому же классу, обладают сходными химическими свойствами. Но вы уже знаете, что при выделении этих классов используют разные классификационные признаки.
В этом параграфе мы окончательно сформулируем определения всех важнейших классов химических веществ и разберемся, по каким признакам выделяются эти классы.
Начнем с простых веществ (классификация по числу элементов, входящих в состав вещества). Их обычно делят на металлы и неметаллы (рис. 13.1-а ).
Определение понятия " металл" вы уже знаете.

Из этого определения видно, что главным признаком, позволяющим нам разделить простые вещества на металлы и неметаллы, является тип химической связи.

В большинстве неметаллов связь ковалентная. Но есть еще и благородные газы (простые вещества элементов VIIIA группы), атомы которых в твердом и жидком состоянии связаны только межмолекулярными связями. Отсюда и определение.

По химическим свойствам среди металлов выделяют группу так называемых амфотерных металлов. Это название отражает способность этих металлов реагировать как с кислотами, так и со щелочами (как амфотерные оксиды или гидроксиды) (рис. 13.1-б ).
Кроме этого, из-за химической инертности среди металлов выделяют благородные металлы. К ним относят золото, рутений, родий, палладий, осмий, иридий, платину. По традиции к благородным металлам относят и несколько более реакционно-способное серебро, но не относят такие инертные металлы, как тантал, ниобий и некоторые другие. Есть и другие классификации металлов, например, в металлургии все металлы делят на черные и цветные, относя к черным металлам железо и его сплавы.
Из сложных веществ наибольшее значение имеют, прежде всего, оксиды (см.§2.5), но так как в их классификации учитываются кислотно-основные свойства этих соединений, мы сначала вспомним, что такое кислоты и основания .

Таким образом, мы выделяем кислоты и основания из общей массы соединений, используя два признака: состав и химические свойства.
По составу кислоты делятся на кислородсодержащие (оксокислоты ) и бескислородные (рис. 13.2).

Следует помнить, что кислородсодержащие кислоты по своему строению являются гидроксидами .

Примечание. По традиции для бескислородных кислот слово кислота" используется в тех случаях, когда речь идет о растворе соответствующего индивидуального вещества, например: вещество HCl называют хлороводородом, а его водный раствор – хлороводородной или соляной кислотой.

Теперь вернемся к оксидам. Мы относили оксиды к группе кислотных или основных по тому, как они реагируют с водой (или по тому, из кислот или из оснований они получаются). Но с водой реагируют далеко не все оксиды, зато большинство из них реагирует с кислотами или щелочами, поэтому оксиды лучше классифицировать по этому свойству.

Существует несколько оксидов, которые в обычных условиях не реагируют ни с кислотами, ни со щелочами. Такие оксиды называют несолеобразующими . Это, например, CO, SiO, N 2 O, NO, MnO 2 . В отличие от них, остальные оксиды называют солеобразующими (рис. 13.3).

Как вы знаете, большинство кислот и оснований относится к гидроксидам . По способности гидроксидов реагировать и с кислотами, и со щелочами среди них (как и среди оксидов) выделяют амфотерные гидроксиды (рис. 13.4).

Теперь нам осталось дать определение солей . Термин " соль" используется издавна. По мере развития науки, его смысл неоднократно изменялся, расширялся и уточнялся. В современном понимании соль – это ионное соединение, но традиционно к солям не относят ионные оксиды (так как их называют основными оксидами), ионные гидроксиды (основания), а также ионные гидриды, карбиды, нитриды и т. п. Поэтому упрощенно можно сказать, что

Можно дать и другое, более точное, определение солей.

Давая такое определение, соли оксония обычно относят и к солям, и к кислотам.
Соли принято подразделять по составу на кислые , средние и основные (рис. 13.5).

То есть в состав анионов кислых солей входят атомы водорода, связанные ковалентными связями с другими атомами анионов и способные отрываться под действием оснований.

Основные соли обычно имеют очень сложный состав и часто нерастворимы в воде. Типичный пример основной соли – минерал малахит Cu 2 (OH) 2 CO 3 .

Как видите, важнейшие классы химических веществ выделяются по разным классификационным признакам. Но по какому бы признаку мы не выделяли класс веществ, все вещества этого класса обладают общими химическими свойствами.

В этой главе вы познакомитесь с наиболее характерными химическими свойствами веществ-представителей этих классов и с самыми важными способами их получения.

МЕТАЛЛЫ, НЕМЕТАЛЛЫ, АМФОТЕРНЫЕ МЕТАЛЛЫ, КИСЛОТЫ, ОСНОВАНИЯ, ОКСОКИСЛОТЫ, БЕСКИСЛОРОДНЫЕ КИСЛОТЫ, ОСНОВНЫЕ ОКСИДЫ, КИСЛОТНЫЕ ОКСИДЫ, АМФОТЕРНЫЕ ОКСИДЫ, АМФОТЕРНЫЕ ГИДРОКСИДЫ, СОЛИ, КИСЛЫЕ СОЛИ, СРЕДНИЕ СОЛИ, ОСНОВНЫЕ СОЛИ
1.Где в естественной системе элементов расположены элементы, образующие металлы, а где – элементы, образующие неметаллы?
2.Напишите формулы пяти металлов и пяти неметаллов.
3.Составьте структурные формулы следующих соединений:
(H 3 O)Cl, (H 3 O) 2 SO 4 , HCl, H 2 S, H 2 SO 4 , H 3 PO 4 , H 2 CO 3 , Ba(OH) 2 , RbOH.
4.Каким оксидам соответствуют следующие гидроксиды:
H 2 SO 4 , Ca(OH) 2 , H 3 PO 4 , Al(OH) 3 , HNO 3 , LiOH?
Каков характер (кислотный или основный) каждого из этих оксидов?
5.Среди следующих веществ найдите соли. Составьте их структурные формулы.
KNO 2 , Al 2 O 3 , Al 2 S 3 , HCN, CS 2 , H 2 S, K 2 , SiCl 4 , CaSO 4 , AlPO 4
6.Составьте структурные формулы следующих кислых солей:
NaHSO 4 , KHSO 3 , NaHCO 3 , Ca(H 2 PO 4) 2 , CaHPO 4 .

13.2. Металлы

В кристаллах металлов и в их расплавах атомные остовы связывает единое электронное облако металлической связи. Как и отдельный атом элемента, образующего металл, кристалл металла обладает способностью отдавать электроны. Склонность металла отдавать электроны зависит от его строения и, прежде всего, от размера атомов: чем больше атомные остовы (то есть чем больше ионные радиусы), тем легче металл отдает электроны.
Металлы – простые вещества, поэтому степень окисления атомов в них равна 0. Вступая в реакции, металлы почти всегда изменяют степень окисления своих атомов. Атомы металлов, не обладая склонностью принимать электроны, могут только их отдавать или обобществлять. Электроотрицательность этих атомов невелика, поэтому даже при образовании ими ковалентных связей атомы металлов приобретают положительную степень окисления. Следовательно, все металлы в той или иной степени проявляют восстановительные свойства . Они реагируют:
1) С неметаллами (но не все и не со всеми):
4Li + O 2 = 2Li 2 O,
3Mg + N 2 = Mg 3 N 2 (при нагревании),
Fe + S = FeS (при нагревании).
Наиболее активные металлы легко реагируют с галогенами и кислородом, а с очень прочными молекулами азота реагирует только литий и магний.
Реагируя с кислородом, большинство металлов образует оксиды, а наиболее активные – пероксиды (Na 2 O 2 , BaO 2) и другие более сложные соединения.
2) С оксидами менее активных металлов:
2Ca + MnO 2 = 2CaO + Mn (при нагревании),
2Al + Fe 2 O 3 = Al 2 O 3 + 2Fe (с предварительным нагреванием).
Возможность протекания этих реакций определяется общим правилом (ОВР протекают в направлении образования более слабых окислителя и восстановителя) и зависит не только от активности металла (более активный, то есть легче отдающий свои электроны металл восстанавливает менее активный), но и от энергии кристаллической решетки оксида (реакция протекает в направлении образования более " прочного" оксида).
3) С растворами кислот (§ 12.2):
Mg + 2H 3 O = Mg 2B + H 2 + 2H 2 O, Fe + 2H 3 O = Fe 2 + H 2 + 2H 2 O,
Mg + H 2 SO 4p = MgSO 4p + H 2 , Fe + 2HCl p = FeCl 2p + H 2 .
В этом случае возможность реакции легко определяется по ряду напряжений (реакция протекает, если металл в ряду напряжений стоит левее водорода).
4) C растворами солей (§ 12.2):

Fe + Cu 2 = Fe 2 + Cu, Cu + 2Ag = Cu 2 +2Ag,
Fe + CuSO 4p = Cu + FeSO 4p , Cu + 2AgNO 3p = 2Ag + Cu(NO 3) 2p .
Для определения возможности протекания реакции здесь также используется ряд напряжений.
5) Кроме этого, наиболее активные металлы (щелочные и щелочноземельные) реагируют с водой (§ 11.4):
2Na + 2H 2 O = 2Na + H 2 + 2OH , Ca + 2H 2 O = Ca 2 + H 2 + 2OH ,
2Na + 2H 2 O = 2NaOH p + H 2 , Ca + 2H 2 O = Ca(OH) 2p + H 2 .
Во второй реакции возможно образование осадка Ca(OH) 2 .
Большинство металлов в промышленности получают, восстанавливая их оксиды:
Fe 2 O 3 + 3CO = 2Fe + 3CO 2 (при высокой температуре),
MnO 2 + 2C = Mn + 2CO (при высокой температуре).
В лаборатории для этого часто используют водород:

Наиболее активные металлы, как в промышленности, так и в лаборатории, получают с помощью электролиза (§ 9.9).
В лаборатории менее активные металлы могут быть восстановлены из растворов их солей более активными металлами (ограничения см. в § 12.2).

1.Почему металлы не склонны проявлять окислительные свойства?
2.От чего в первую очередь зависит химическая активность металлов?
3.Осуществите превращения
а) Li Li 2 O LiOH LiCl; б) NaCl Na Na 2 O 2 ;
в) FeO Fe FeS Fe 2 O 3 ; г) CuCl 2 Cu(OH) 2 CuO Cu CuBr 2 .
4.Восстановите левые части уравнений:
а) ... = H 2 O + Cu;
б) ... = 3CO + 2Fe;
в) ... = 2Cr + Al 2 O 3
. Химические свойства металлов.

13.3. Неметаллы

В отличие от металлов, неметаллы очень сильно отличаются друг от друга по своим свойствам – как физическим, так и химическим, и даже по типу строения. Но, не считая благородных газов, во всех неметаллах связь между атомами ковалентная.
Атомы, входящие в состав неметаллов, обладают склонностью к присоединению электронов, но, образуя простые вещества, " удовлетворить" эту склонность не могут. Поэтому неметаллы (в той или иной степени) обладают склонностью присоединять электроны, то есть могут проявлять окислительные свойства . Окислительная активность неметаллов зависит, с одной стороны, от размеров атомов (чем меньше атомы, тем активнее вещество), а с другой – от прочности ковалентных связей в простом веществе (чем прочнее связи, тем менее активно вещество). При образовании ионных соединений атомы неметаллов действительно присоединяют " лишние" электроны, а при образовании соединений с ковалентными связями – лишь смещают в свою сторону общие электронные пары. И в том, и в другом случае степень окисления уменьшается.
Неметаллы могут окислять:
1) металлы (вещества более или менее склонные отдавать электроны):
3F 2 + 2Al = 2AlF 3 ,
O 2 + 2Mg = 2MgO (с предварительным нагреванием),
S + Fe = FeS (при нагревании),
2C + Ca = CaC 2 (при нагревании).
2) другие неметаллы (менее склонные принимать электроны):
2F 2 + C = CF 4 (при нагревании),
O 2 + S = SO 2 (с предварительным нагреванием),
S + H 2 = H 2 S (при нагревании),
3) многие сложные вещества:
4F 2 + CH 4 = CF 4 + 4HF,
3O 2 + 4NH 3 = 2N 2 + 6H 2 O (при нагревании),
Cl 2 + 2HBr = Br 2 + 2HCl.
Здесь возможность протекания реакции определяется прежде всего прочностью связей в реагентах и продуктах реакции и может быть определена путем расчета G .
Самый сильный окислитель – фтор. Ненамного уступают ему кислород и хлор (обратите внимание на их положение в системе элементов).
В значительно меньшей степени окислительные свойства проявляют бор, графит (и алмаз), кремний и другие простые вещества, образованные элементами, примыкающими к границе между металлами и неметаллами. Атомы этих элементов менее склонны присоединять электроны. Именно эти вещества (особенно графит и водород) способны проявлять восстановительные свойства :
2С + MnO 2 = Mn + 2CO,
4H 2 + Fe 3 O 4 = 3Fe + 4H 2 O.
Остальные химические свойства неметаллов вы изучите в следующих разделах при знакомстве с химией отдельных элементов (как это было в случае кислорода и водорода). Там же вы изучите и способы получения этих веществ.

1.Какие из приведенных веществ являются неметаллами: Be, C, Ne, Pt, Si, Sn, Se, Cs, Sc, Ar, Ra?
2.Приведите примеры неметаллов, при обычных условиях представляющих собой а) газы, б) жидкости, в) твердые вещества.
3.Приведите примеры а) молекулярных и б) немолекулярных простых веществ.
4.Приведите по три примера химических реакций, в которых окислительные свойства проявляет а) хлор и б) водород.
5.Приведите три примера химических реакций, отсутствующие в тексте параграфа, в которых водород проявляет восстановительные свойства.
6.Осуществите превращения:
а) P 4 P 4 O 10 H 3 PO 4 ; б) H 2 NaH H 2 ; в) Cl 2 NaCl Cl 2 .
Химические свойства неметаллов.

13.4. Основные оксиды

Вы уже знаете, что все основные оксиды – твердые немолекулярные вещества с ионной связью.
К основным оксидам относятся:
а) оксиды щелочных и щелочноземельных элементов,
б) оксиды некоторых других элементов, образующих металлы, в низших степенях окисления, например: СrO, MnO, FeO, Ag 2 O и др.

В их состав входят однозарядные, двухзарядные (очень редко трехзарядные катионы) и оксид-ионы. Наиболее характерные химические свойства основных оксидов как раз и связаны с присутствием в них двухзарядных оксид-ионов (очень сильных частиц-оснований). Химическая активность основных оксидов зависит прежде всего от прочности ионной связи в их кристаллах.
1) Все основные оксиды реагируют с растворами сильных кислот (§ 12.5):
Li 2 O + 2H 3 O = 2Li + 3H 2 O, NiO + 2H 3 O = Ni 2 +3H 2 O,
Li 2 O + 2HCl p = 2LiCl p + H 2 O, NiO + H 2 SO 4p = NiSO 4p + H 2 O.
В первом случае кроме реакции с ионами оксония протекает еще и реакция с водой, но, так как ее скорость значительно меньше, ею можно пренебречь, тем более, что в итоге все равно получаются те же продукты.
Возможность реакции с раствором слабой кислоты определяется как силой кислоты (чем сильнее кислота, тем она активнее), так и прочностью связи в оксиде (чем слабее связь, тем активнее оксид).
2) Оксиды щелочных и щелочноземельных металлов реагируют с водой (§ 11.4):
Li 2 O + H 2 O = 2Li + 2OH BaO + H 2 O = Ba 2 + 2OH
Li 2 O + H 2 O = 2LiOH p , BaO + H 2 O = Ba(OH) 2p .
3) Кроме того, основные оксиды реагируют с кислотными оксидами:
BaO + CO 2 = BaCO 3 ,
FeO + SO 3 = FeSO 4 ,
Na 2 O + N 2 O 5 = 2NaNO 3 .
В зависимости от химической активности тех и других оксидов реакции могут протекать при обычной температуре или при нагревании.
В чем причина протекания таких реакций? Рассмотрим реакцию образования BaCO 3 из BaO и CO 2 . Реакция протекает самопроизвольно, а энтропия в этой реакции уменьшается (из двух веществ, твердого и газообразного, образуется одно кристаллическое вещество), следовательно, реакция экзотермическая. В экзотермических реакциях энергия образующихся связей больше, чем энергия рвущихся, следовательно, энергия связей в BaCO 3 больше, чем в исходных BaO и CO 2 . И в исходных веществах, и в продуктах реакции два типа химической связи: ионная и ковалентная. Энергия ионной связи (энергия решетки) в BaO несколько больше, чем в BaCO 3 (размер карбонатного иона больше, чем оксид-иона), следовательно, энергия системы O 2 + CO 2 больше, чем энергия CO 3 2 .

+ Q

Иными словами, ион CO 3 2 более устойчив, чем отдельно взятые ион O 2 и молекула CO 2 . А большая устойчивость карбонат-иона (его меньшая внутренняя энергия) связана с распределением заряда этого иона (– 2 е ) по трем атомам кислорода карбонат-иона вместо одного в оксид-ионе (см. также § 13.11).
4) Многие основные оксиды могут быть восстановлены до металла более активным металлом или неметаллом-восстановителем:
MnO + Ca = Mn + CaO (при нагревании),
FeO + H 2 = Fe + H 2 O (при нагревании).
Возможность протекания таких реакций зависит не только от активности восстановителя, но и от прочности связей в исходном и образующемся оксиде.
Общим способом получения почти всех основных оксидов является окисление соответствующего металла кислородом. Таким способом не могут быть получены оксиды натрия, калия и некоторых других очень активных металлов (в этих условиях они образуют пероксиды и более сложные соединения), а также золота, серебра, платины и других очень малоактивных металлов (эти металлы не реагируют с кислородом). Основные оксиды могут быть получены термическим разложением соответствующих гидроксидов, а также некоторых солей (например, карбонатов). Так, оксид магния может быть получен всеми тремя способами:
2Mg + O 2 = 2MgO,
Mg(OH) 2 = MgO + H 2 O,
MgCO 3 = MgO + CO 2 .

1.Составьте уравнения реакций:
а) Li 2 O + CO 2 б) Na 2 O + N 2 O 5 в) CaO + SO 3
г) Ag 2 O + HNO 3 д) MnO + HCl е) MgO + H 2 SO 4
2.Составьте уравнения реакций, протекающих при осуществлении следующих превращений:
а) Mg MgO MgSO 4 б) Na 2 O Na 2 SO 3 NaCl
в) CoO Co CoCl 2 г) Fe Fe 3 O 4 FeO
3.Порцию никеля массой 8,85 г прокалили в токе кислорода до получения оксида никеля(II), затем обработали избытком соляной кислоты. К полученному раствору добавили раствор сульфида натрия до прекращения выделения осадка. Определите массу этого осадка.
Химические свойства основных оксидов.

13.5. Кислотные оксиды

Все кислотные оксиды - вещества с ковалентной связью.
К кислотным оксидам относятся:
а) оксиды элементов, образующих неметаллы,
б) некоторые оксиды элементов, образующих металлы, если металлы в этих оксидах находятся в высших степенях окисления, например, CrO 3 , Mn 2 O 7 .
Среди кислотных оксидов есть вещества, представляющие собой при комнатной температуре газы (например: СО 2 , N 2 O 3 , SO 2 , SeO 2), жидкости (например, Mn 2 O 7) и твердые вещества (например: B 2 O 3 , SiO 2 , N 2 O 5 , P 4 O 6 , P 4 O 10 , SO 3 , I 2 O 5 , CrO 3). Большинство кислотных оксидов - молекулярные вещества (исключения составляют B 2 O 3 , SiO 2 , твердый SO 3 , CrO 3 и некоторые другие; существуют и немолекулярные модификации P 2 O 5). Но и немолекулярные кислотные оксиды при переходе в газообразное состояние становятся молекулярными.
Для кислотных оксидов характерны следующие химические свойства .
1) Все кислотные оксиды реагируют с сильными основаниями, как с твердыми:
CO 2 + Ca(OH) 2 = CaCO 3 + H 2 O
SiO 2 + 2KOH = K 2 SiO 3 + H 2 O (при нагревании),
так и с растворами щелочей (§ 12.8):
SO 3 + 2OH = SO 4 2 + H 2 O, N 2 O 5 + 2OH = 2NO 3 + H 2 O,
SO 3 + 2NaOH р = Na 2 SO 4р + H 2 O, N 2 O 5 + 2KOH р = 2KNO 3р + H 2 O.
Причина протекания реакций с твердыми гидроксидами та же, что с оксидами (см. § 13.4).
Наиболее активные кислотные оксиды (SO 3 , CrO 3 , N 2 O 5 , Cl 2 O 7) могут реагировать и с нерастворимыми (слабыми) основаниями.
2) Кислотные оксиды реагируют с основными оксидами (§ 13.4):
CO 2 + CaO = CaCO 3
P 4 O 10 + 6FeO = 2Fe 3 (PO 4) 2 (при нагревании)
3) Многие кислотные оксиды реагируют с водой (§11.4).
N 2 O 3 + H 2 O = 2HNO 2 SO 2 + H 2 O = H 2 SO 3 (более правильная запись формулы сернистой кислоты -SO 2 . H 2 O
N 2 O 5 + H 2 O = 2HNO 3 SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4
Многие кислотные оксиды могут быть получены путем окисления кислородом (сжигания в кислороде или на воздухе) соответствующих простых веществ (C гр, S 8 , P 4 , P кр, B, Se, но не N 2 и не галогены):
C + O 2 = CO 2 ,
S 8 + 8O 2 = 8SO 2 ,
или при разложении соответствующих кислот:
H 2 SO 4 = SO 3 + H 2 O (при сильном нагревании),
H 2 SiO 3 = SiO 2 + H 2 O (при высушивании на воздухе),
H 2 CO 3 = CO 2 + H 2 O (при комнатной температуре в растворе),
H 2 SO 3 = SO 2 + H 2 O (при комнатной температуре в растворе).
Неустойчивость угольной и сернистой кислот позволяет получать CO 2 и SO 2 при действии сильных кислот на карбонаты Na 2 CO 3 + 2HCl p = 2NaCl p + CO 2 +H 2 O
(реакция протекает как в растворе, так и с твердым Na 2 CO 3), и сульфиты
K 2 SO 3тв + H 2 SO 4конц = K 2 SO 4 + SO 2 + H 2 O (если воды много, диоксид серы в виде газа не выделяется).

Свойства химических соединений в первую очередь определяются их составом, поэтому надо четко разбираться в закономерностях составления химических формул, отражающих этот состав. При изучении отдельных классов неорганических соединений надо знать определение каждого класса, классификацию, способы получения и свойства. Оксиды. Оксидами называют соединения, состоящие из двух элементов, одним из которых является кислород в степени окисления -2. В оксидах атомы кислорода соединяются только с атомами других элементов и не связаны между собой. Названия оксидов элементов, имеющих постоянную степень окис­ления, составляются из двух слов «оксид + название элемента в родительном падеже»: MgO - оксид магния, Na 2 O - оксид натрия, СаО - оксид кальция.Если элемент образует несколько оксидов, то после названия элемента указывается его степень окисления римской цифрой в скобках: МnО - оксид марганца (II), Мn 2 О 3 - оксид марганца (III).Название оксидов можно также образовывать добавлением к слову "оксид" грече­ских числительных. Например, СО 2 - диоксид углерода, SO 2 - диоксид серы, SO 3 - триоксид серы, OsO 4 - тетраоксид осмия.По химическим свойствам оксиды делятся на солеобразующие и несолеобразующие. Оксиды, которые при химических реакциях образуют соли, называ­ются солеобразующими: СО 2 + Са(ОН) 2 = СаСО 3 + Н 2 О оксид углерода (IV) гидроксид кальция карбонат кальция MgO + 2НС1 = MgCl 2 + Н 2 О оксид магния хлороводородная кислота хлорид магния СО 2 и MgO - солеобразующие оксиды. Оксиды, которые не образуют солей, называются несолеобразующими: NO - оксид азота (II), N 2 O - оксид азота (I), SiO - оксид кремния (II) - это несолеобразующие окси­ды. Солеобразующие оксиды делятся на основные, кислотные и амфотерные.К основным оксидам относятся только оксиды металлов: щелочных (Li, Na, К, Rb, Cs, Fr), щелочноземельных (Mg, Ca, Sr, Ba, Ra), лантана, а также всех остальных металлов в их низших степенях окисления. Напри­мер, Na 2 O, CaO, Cu 2 O, CrO, MnO, BaO, La 2 O 3 - основные оксид. Гидраты всех основных оксидов являются основаниями:

К кислотным оксидам относятся окси­ды неметаллов, а также металлов в высших степенях окисления. Например, SO 2 , SO 3 , СО 2 , СrО 3 , Мn 2 О 7 - кислотные оксиды. Гидраты всех кислотных оксидов являются кислотами:

К амфотерным оксидам относятся оксиды некоторых металлов главных подгрупп (оксиды бериллия, алюминия), а также оксиды некоторых металлов побочных подгрупп периодической системы элементов Д. И. Менделеева в промежуточных степенях окисления. Например, BeO, A1 2 O 3 , ZnO, MnO 3 , Fe 2 O 3 , Cr 2 O 3 - амфотерные оксиды. Гидроксиды амфотерных оксидов проявляют свойства кислот и оснований: Zn(OH) 2 ← ZnO → H 2 ZnO 2 гидроксид цинка оксид цинка цинковая кислота

Составление формул оксидов. При составлении формул оксидов рекомендуем придерживаться следующего плана (на примере оксида азота (III)): 1) записать химические знаки элементов, входящих в состав вещества, и указать их степени окисления: N +3 O -2 2) найти наименьшее общее кратное степеней окисления: 3 x 2 = 63) определить индексы элементов, разделив наименьшее общее кратное на модуль степени окисления каждого элемента: 6: 3 = 2; 6: 2 = 3. 4) полученные индексы приписать справа к знакам элементов: N 2 O 3 . Основания. Основания – это сложные вещества, молекулы которых состоят из атома металла и одной или нескольких гидроксильных групп (OH -). Например, Fe(OH) 3 , Ca(OH) 2 . Названия оснований складывается из слов «гидроксид» и названия металла в родительном падеже: Ва(ОH) 2 – гидроксид бария; NaOH – гидроксид натрия. Если металл образует несколько гидроксидов, то указывают степень его окисления римской цифрой в скобках. Например, Fe(ОН) 2 - гидроксид железa (II), Bi(OH) 3 - гидро­ксид висмута (III). Haзвание основания составляют и так: к слову гидроксид добавляют приставки, которые показывают количество гидроксогрупп в основании. Например, Са(ОН) 2 - дигидроксид кальция, Вi(ОН) 3 - тригидроксид висмута. Число гидроксогрупп в молекуле основания определяет его кислотность. В зависимости от числа протонов, которые может присоединить основание, различают: 1) однокислотные (NaOH, КОН, NH 4 OH), 2) двухкислотные (Ca(OH) 2 , Sr(OH) 2 , Ва(OH) 2), 3) трехкислотные (La(OH) 3 , Bi(OH) 3) и т.д. основания. Остатки оснований. Положительно заряженные группы атомов (катионы), которые остаются после отрыва от молекулы основания одной или нескольких гидроксогрупп, называются остатками основания. Величина положительного заряда остатка основания определяется числом оторвавшихся гидроксогрупп. В табл. 1 приведены формулы и названия некоторых оснований и их остатков. Таблица 1 - Названия и формулы некоторых оснований и их остатков (по номенклатуре ИЮПАК)

Амфотерные гидроксиды. Амфотерными называются такие гидроксиды, которые в зависимости от условий проявляют основные и кислотные свойства. Например: Zn(OH) 2 + 2HCI = ZnCl 2 + 2H 2 O Zn(OH) 2 + 2H + = Zn 2+ + 2H 2 O Zn(OH) 2 + 2NaOH = Zn(OH) 2 + 2NaOH = Na 2 ZnO 2 + 2H 2 O в растворе тетрагидроксоцинкат натрия при сплавлении цинкат натрия С позиций теории электролитической диссоциации, амфотерными называются гидроксиды, которые при диссоциации образуют и катионы водорода, и гидроксид-ионы. К амфотерным гидроксидам относятся гидроксиды некоторых металлов главных подгрупп (бериллия, алюминия), а также некоторых металлов побочных подгрупп пе­риодической системы элементов в промежуточных степенях окисления. Например, Ве(ОН) 2 , А1(ОН) 3 , Zn(OH) 2 , Ge(OH) 2 , Sn(OH) 4 , Fe(OH) 3 , Cr(OH) 3 - амфотерные гидро­ксиды. Кислоты. Кислотами называют сложные соединения, в состав которых входят атомы водорода, способные замещаться атомами металла. Кислоты различают: 1) по наличию или отсутствию кислорода в составе кислоты: а) бескислородные (это водные растворы водородных соединений неметаллов VI и VII групп периодической системы элементов H 2 S, Н 2 Те, HF, HC1, HBr, HI, а также HSCN и HCN); б) кислородсодержащие (это гидраты оксидов неметаллов, а также некоторых ме­таллов в высших степенях окисления (+5, +6, +7) - Н 2 СО 3 , H 2 SO 4 , Н 2 СlO 4 и т.д.); 2) по основности (т.е. по числу атомов водорода в молекуле кислоты, способных замещаться атомами металлов с образованием соли) а) одноосновные (НС1, HNO 3 , HCN, CH 3 COOH), б) двухосновные (H 2 S, H 2 SO 4 , H 2 CO 3), в) трехосновные (Н 3 РО 4 , H 3 AsO 4) и т.д.
Названия бескислородных кислот составляют из названия элемента + О + слово "водородная": НС1 - хлороводородная кислота; H 2 S - сероводородная кислота; HCN - циановодородная кислота; HI - йодоводородная кислота. Названия кислородных кислот производятся от названия неметалла с прибавлением –ная, - вая , если степень окисления неметалла равна номеру группы. По мере понижения степени окисления суффиксы меняются в следующем порядке: -оватая; - истая; - оватистая : HCIO 4 – хлорная кислота; HCIO 2 – хлористая кислота; HCIO 3 – хлорноватая кислота; HCIO − хлорноватистая кислота; HNO 3 − aзотная; HNO 2 – азотистая; H 2 SO 4 − серная; H 2 SO 3 – сернистая. Анионы кислоты. Отрицательно заряженные группы атомов и одиночные атомы (отрицательные ионы), которые остаются после отрыва от молекулы кислоты одного или нескольких атомов водорода, называются анионами кислоты. Величина отрицательного заряда аниона кислоты определяется числом атомов водорода, замещенных металлом (табл. 2). Соли. Соли – это продукты замещения водорода кислоты металлом или гидроксогрупп основания кислотными остатками. Например, 2НСl + Zn = ZnCl 2 + H 2 Н 2 SO 4 + 2NaOH = Na 2 SO 4 + 2H 2 O кислота соль кислота основание соль С позиций теории электролитической диссоциации, соли - это электролиты, при диссоциации которых образуются катионы,отличные от катионов водорода, и анионы, отличные от анионов ОН - .

Таблица 2 - Названия и формулы некоторых кислотных остатков

Фор­мула кисло­ты Название кисло­ты Анион Название аниона
НС1 Хлороводород­ная (соляная) Сl - Хлорид-ион
НВr Бромоводородная Вr - Бромид-ион
HI Йодоводородная I Йодид-ион
H 2 S Сероводородная HS – S 2– Гидросульфид-ион Сульфид-ион
HClO Хлорноватистая ClO – Гипохлорит-ион
HClO 2 Хлористая ClO 2 - Хлорит-ион
НСlO 3 Хлорноватая СlO 3 - Хлорат-ион
HClO 4 Хлорная ClO 4 - Перхлорат-ион
H 2 SO 3 Сернистая HSO 3 – SO 3 2– Гидросульфит-ион Сульфит-ион
H 2 SO 4 Серная HSO 4 - SO 4 2− Гидросульфат-ион Сульфат-ион
HNO 2 Азотистая NO 2 − Нитрит-ион
HNO 3 Азотная NO 3 − Нитрат-ион
H 3 PO 4 Ортофосфорная н 2 ро 4 - нро 4 2 - ро 4 3 - Дигидрофосфат-ион Гидрофосфат-ион Ортофосфат-ион
H 2 CO 3 Угольная НСО 3 - СО 3 2- Гидрокарбонат-ион Карбонат-ион
H 2 SiO 3 Кремниевая HSiO 3 - SiO 3 2- Гидросиликат-ион Силикат-ион
HMnO 4 Марганцовая МnО 4 - Перманганат-ион
H 3 BO 3 Борная (ортоборная) ВО 3 3- Борат-ион
Н 2 СrO 4 Хроматы СrO 4 2- Хромат-ион
H 2 Cr 2 O 7 Дихромовая Cr 2 O 7 2 - Дихромат-ион
HCN Циановодородная CN − Цианид-ион

Соли принято делить на средние, кислые и основные. Средняя соль - это продукт полного замещения водорода кислоты металлом или гидроксогруппы основания кислотным остатком. Например, Na 2 SO 4 , Са(NО 3) 2 - средние соли. Кислая соль - продукт неполного замещения водорода многоосновной кислоты ме­таллом. Например, NaHSO 4 , Са(НСО 3) 2 - кислые соли. Основная соль - продукт неполного замещения гидроксогрупп многокислотного ос­нования кислотными остатками. Например, Mg(OH)NO 3 , Al(OH)Cl 2 - основные соли. Если атомы водорода в кислоте замещаются атомами разных металлов или гидро­ксогруппы оснований замещаются различными кислотными остатками, то образуются двойные соли. Например, KA1(SO 4) 2 , Са(ОС1)С1. Двойные соли существуют только в твердом состоянии. Комплексные соли - это соли, в состав которых входят комплексные ионы. Напри­мер, соль K 4 - комплексная, так как в ее состав входит комплексный ион 4- . Составление формул солей. При составлении формул солей нужно помнить правило: абсо­лютная величина произведения зарядов катионов на их число равна абсолютной величине произведения заряда кислотного остатка на число кислотных остатков. Например, для составления формулы карбоната натрия: 1) записывают катион и рядом анион из таблиц 1 и 2: Na + CO 3 2- ; 2) находят наименьшее общее кратное модулей зарядов: 1х2=2; 3) делят общее кратное на модуль заряда катиона и получают их число (индекс): 2/1=2. Также находят число анионов: 2/2=1; 4) проставляют индексы и получают формулу Na 2 CO 3 . Название солей образуется из названия кислотного остатка (табл.2) в именительном падеже и названия катиона (табл. 1) в родительном падеже (без слова «ион»): NaCI – хлорид натрия; FeS - сульфид железа (II); NH 4 CN - цианид аммония. Окончания названий анионов кислородсодержащих кислот зависят от степени окисления кислотообразующего элемента:

Например, CaCO 3 – карбонат кальция; Fe 2 (SO 3) 3 - сульфит железа (III). Названия кислых и основных солей образуются по тем же общим правилам, что и названия средних солей. При этом название аниона кислой соли снабжают приставкой гидро- ,указывающей на наличие незамещенных атомов водорода (число атомов водо­рода указывают греческими числительными приставками). Катион основной соли полу­чает приставку гидроксо- ,указывающую на наличие незамещенных гидроксогрупп. Например, СаНРО 4 – гидроортофосфат кальция; (MgOH) 2 SO 4 - сульфат гидроксомагния; NaHCO 3 - гидрокарбонат натрия; КА1(SO 4) 2 - сульфат калия-алюминия. Генетические связи . Генетические связи - это связи между разными классами, основанные на их взаимопревращениях. Зная классы неорганических веществ, можно составить генетические ряды металлов и неметаллов. В основу этих рядов положен один и тот же элемент. Среди металлов можно выделить две разновидности рядов:
1. Генетический ряд, в котором в качестве основания выступает щёлочь. Этот ряд можно представить с помощью следующих превращений: металл– основный оксид–щёлочь–соль , например генетический ряд калия K – K 2 O –KOH–KCl.
2. Генетический ряд, где в качестве основания выступает нерастворимое основание. Данный ряд можно представить цепочкой превращений: металл–основный оксид–соль–нерастворимое основание–основный оксид–металл. Например: Cu – CuO – CuCl 2 – Cu(OH) 2 – CuO – Cu.
Среди неметаллов также можно выделить две разновидности рядов:
1. Генетический ряд неметаллов, где в качестве звена ряда выступает растворимая кислота. Цепочку превращений можно представить в следующем виде: неметалл–кислотный оксид–растворимая кислота–соль. Например: P – P 2 O 5 – H 3 PO 4 – Na 3 PO 4 .
2. Генетический ряд неметаллов, где в качестве звена ряда выступает нерастворимая кислота: неметалл – кислотный оксид – соль – кислота –кислотный оксид – неметалл. Например:
Si – SiO 2 – Na 2 SiO 3 – H 2 SiO 3 – SiO 2 – Si. При изучении химических свойств различных классов неорганических соединений необходимо помнить, что взаимодействовать друг с другом могут только вещества, относящиеся к различным генетическим рядам (металла и неметалла), что отражено схемой:

2.3 Семинар № 1. « Способы получения и химические свойства оксидов, кислот, оснований, солей» Цель: отработка навыков составления молекулярных и структурных формул веществ, составления названий и определения принадлежности соединений к определенным классам. Вопросы для обсуждения и задания: 1.Какие вещества называют оксидами? Составьте формулы и дайте названия оксидов следующих элементов:а) калия; б) цинка; в) фосфора (III); г) кремния (IV); д) хрома (VI); е) хлора (VII); ж) ртути (II).2.Изобразите графически формулы следующих оксидов: а) оксида меди (I); б) ок­сида фосфора (V); в) оксида серы (VI); г) оксида марганца (VII); д) оксида азота (III).3. Приведите примеры несолеобразующих оксидов.Какие оксиды называются: а) основными; б) кислотными; в) амфотерными? Приведите примеры всех видов оксидов.4.Как зависит характер оксида от положения элемента в периодической системе элементов Д.И. Менделеева? Ответ проиллюстрируйте примерами.5. Какие из следующих соединении будут реагировать с оксидом серы (VI): P 2 O 3 , СаО, НNO 3 , Ва(ОН) 2 , MgO, H 2 O, SO 2 ? Напишите уравнения возможных реакций.6. Cоставьте формулы оксидов и их гидратов для следующих элементов: железа (III), марганца (II, VII), серы (IV, VI), хлора (I, VII). Назовите гидроксиды.7. Составьте уравнения реакций между: а) оксидом кальция и оксидом фосфора (V); б) оксидом железа (III) и оксидом серы (VI); в) гидроксидом калия и оксидом цинка; г) серной кислотой и оксидом цинка; д) ортофосфорной кислотой и оксидом цинка. 8. Какие соединения называются основаниями? Чем определяется кислотность оснований? Что называется остатком основания? Приведите примеры. 9. Напишите названия и графические изображения формул следующих оснований и их остатков: Ва(ОН) 2 , КОН, Cа(ОН) 2 , La(OH) 3 , Th(OH) 4 . 10. Какие основания являются щелочами? Как щелочи изменяют цвет индикаторов? 11. Какая реакция называется реакцией нейтрализации? Напишите уравнения реакций между следующими соединениями (со всеми возможными продуктами): а) гидроксидом калия и азотной кислотой; б) гидроксидом калия и хлоридом никеля (II), в) тригидроксидом висмута и серной кислотой; г) гидроксидом калия и оксидом кремния (IV); д) гидроксидом натрия и сульфатом магния; ж) гидрокси­дом калия и хлоридом цинка. 12. Напишите уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить превра­щения: а) К → КОН; б) FeSO 4 → Fe(OH) 2 ; в) Са(ОН) 2 → СаСО 3 . 13. Какие соединения называются кислотами? Чем определяется основность кислоты? Что называется кислотным остатком и чем определяется его заряд? 14. Напишите формулы оксидов, которые соответствуют кислотам: ортоборной Н 3 ВО 3 , марганцовой НMnО 4 , ортофосфорной Н 3 РО 4 . 15. Напишите уравнения реакций разбавленной серной кислоты: а) с алюминием; б) с оксидом магния; в) с гидроксидом железа (III); г) с нитратом бария. Что общего в этих реакциях? 16.Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно получить:а) серную кислоту Н 2 SО 4 ; б) сероводородную кислоту H 2 S; в) угольную кислоту Н 2 СО 3 .17. Какие из следующих металлов вытесняют водород из хлороводородной кислоты: К, Ва, Hg, Fe, Сu, Al, Ag, Na, Mg, Au? Составьте уравнения реакций. 18. Какие соединения называются солями? Какие соли вы знаете?Составьте формулы солей из следующих остатков: а) гидроксомагний-ион иортофосфат-ион; б) гидроксовисмут(III)-ионисульфат ион; в) гидроксовисмут (III)-ион и нитрат-ион; г) висмут(III)-ион и xлорид-ион; д) никель(II)-ион и ортофосфат-ион.19.Дайте названия следующим солям и изобразите графические формулы: MgCl 2 , Na 2 SO 4 , K 3 PO 4 , Cu(NO 3) 2 , BaCO 3 , Fe(NO 3) 3 FeS, KHCO 3 , Na 2 HPO 4 , NaH 2 PO 4 , Fe(OH)Cl.20.Напишите формулы следующих солей: а) сульфат железа (III); б) дигидрофосфат магния; в) хлорид гидроксоалюминия. 21. Какие из следующих веществ взаимодействуют между собой: оксид меди (II), серная кислота, гидроксид кальция, оксид углерода (IV), гидроксид цинка, гидроксид натрия? Напишите уравнения реакций. 22. С соединениями каких классов взаимодействуют металлы? Напишите уравнения соответствующих реакций. 24. При взаимодействии соединений каких классов образуются соли? Напишите уравнения соответствующих реакций. Индивидуальное задание: Для заданной преподавателем соли указать: - название соли; - формулы гидроксидов, ее образовавших, их названия, степень окисления гидроксидообразующего элемента; - формулы оксидов для вышеприведенных гидроксидов, их характер; - уравнения диссоциации гидроксидов (общее и по ступеням): а) основания б) кислоты в) для амфотерных гидроксидов уравнения диссоциации по типу кислоты, и по типу основания; - уравнения реакции получения соли в молекулярном и ионном виде; - графическую формулу соли; - определите значения эквивалентов гидроксидов и соли. Варианты заданий: AlCl 3 , KNO 3 , KBr, Na 3 PO 4 , Na 2 CO 3 , CaCl 2 , KMnO 4 , NaClO, KClO 3 , KClO 4 , Cr(NO 3) 3 , Zn(NO 3) 2 , K 2 ZnO 2 , KAlO 2 , Na 2 SO 3 , Na 2 S, LiHS, KCN,K 2 CO 3 , KHCO 3 , NaHCO 3 , (CuOH) 2 CO 3 , AlOHCl 2 Предлагаемый алгоритм выполнения: - формула соли Al 2 (SO 4) 3 , ее название – сульфат алюминия - данная соль образована гидроксидом алюминия Al(OH) 3 , и серной кислотой Н 2 SO 4 . Cпень окисления кислотообразующего элемента (серы) +6 - формулы оксидов и их характер: оксид алюминия Al 2 O 3 проявляет амфотерные свойства; оксид серы (VI) SO 3 – кислотный оксид. - уравнения диссоциации гидроксидов (общее и по ступеням): а) основания по типу основания: Al(OH) 3 «Al 3+ +3OH - - общее по ступеням: 1) Al(OH) 3 «Al(OH) 2 + +OH - 2) Al(OH) 2 + «AlOH 2+ +OH - 3) AlOH + «Al 3+ +OH - по типу кислоты: H 3 AlO 3 « H 2 O + HAlO 2 Ортоформа метаформа – более устойчивая HAlO 2 «H + + AlO 2 - б) кислоты: H 2 SO 4 «2H + +SO 4 2- - общее по ступеням: 1) H 2 SO 4 «H + +HSO 4 - 2) HSO 4 - «H + +SO 4 2- - реакции образования: а) в молекулярном виде 2Al(OH) 3 + 3H 2 SO 4 = Al 2 (SO 4) 3 + 6H 2 Oб) в полном ионном 2Al(OH) 3 +6H + +3SO 4 2- = 2Al 3+ + 3SO 4 2- + 6H 2 O в) в сокращенном ионном 2Al(OH) 3 +6H + = 2Al 3+ + 6H 2 O - графическая формула соли