Основания. Структурная формула

Основание-сложное вещество, состоящее из катиона металла и связанных с ним одной или нескольких гидроксогрупп.
О Н - группа
-2
+
Гидроксильная группа
Гидроксогруппа в реакциях ионного обмена- единая неделимая частица, сложный анион с общим зарядом «-1» и способный образовывать 1 химическую связь.

Число гидроксильных групп в молекуле основания = степени окисления металла, так как валентность ОН-группы =1.
Аl(OH)3-гидроксид алюминия
Модель молекулы
Al
ОН
ОН
ОН
Структурная формула
+3
-
-
-

Номенклатура оснований
Слово «гидроксид» + название металла по-русски в родительном падеже + в скобках римскими цифрами значение степени окисления металла, если она непостоянная.
Cu(OH)2-[купрум – о –аш-дважды]
Гидроксид меди(II)

Fe(OH)2-[феррум-о-аш-дважды]
Гидроксид железа(II)
Fe
OH
OH
+2
Это кристаллическое вещество сине-зеленого цвета.
Fe(OH)3-[феррум-о-аш-трижды]
Гидроксид железа(III)
Fe
+3
OH
OH
OH
Это кристаллическое вещество оранжево-коричневого цвета.

получение оснований
Растворимые в воде основания называются щелочами.
Щелочи получаются непосредственным взаимодействием щелочных Ме (Ме, Є главной подгруппе 1 группы) и щелочноземельных Ме (Ме, Є главной подгруппе 2 группы) с водой.
2К+2Н2О=2КОН + Н2↑ + Q
калий
вода
гидроксид калия
водород
реагенты
продукты
Признак реакции

Щелочи еще получаются взаимодействием оксидов щелочных Ме и оксидов щелочноземельных Ме с водой.
К2О + Н2О = 2КОН + Q
СаО + Н2О = Са(ОН)2 + Q
Оксид кальция
(негашеная известь)
гидроксид кальция
(гашеная известь)
Это реакция соединения

Щелочи еще можно получить взаимодействием гидридов щелочных Ме и гидридов щелочноземельных Ме с водой.
NaН+Н2О = 2NaОН+H2↑+Q
Гидрид натрия
Гидроксид натрия
Это реакции обмена
СaН2+2Н2О=Сa(ОН)2+2H2↑
Гидрид КАЛЬЦИЯ
Гидроксид КАЛЬЦИЯ

Нерастворимые в воде основания получают по-другому: берут растворимую соль нужного Ме с определенной степенью окисления и к ее раствору приливают раствор щелочи.
Задача: получить гидроксид меди(II).
Находим по таблице растворимости растворимую соль меди и проводим реакцию со щелочью:
CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4
Сульфат меди
Сульфат натрия
Гидроксид натрия
Гидроксид меди
Это реакции обмена

Сульфат меди
Гидроксид натрия
Осадок гидроксида меди(II)
+
=
Cu2++SO42-+2Na++2OH- =Cu(OH)2↓+2Na++SO42-
Cu2++2OH- =Cu(OH)2↓

Диссоциация оснований
По теории С.Аррениуса основанием считается вещество, образующее при диссоциации гидроксид-анионы.
Щелочи являются сильными электролитами⇒ они диссоциируют полностью и необратимо.
NaOH→Na++OH-
+
Гидроксид натрия
Катион натрия
Гидроксид-анион

Сa(OH)2→Сa2++2OH-
Гидроксид
кальция
Катион
кальция
Гидроксид-
анион
+

Запомни!
Не путать понятия «растворимость вещества» и «сила электролита»!
Гидроксид кальция плохо растворим в воде ( его раствор называется известковой водой), но та небольшая часть молекул, что перешла в раствор, полностью диссоциирует на ионы⇒ Са(ОН)2-сильный электролит.

Многие малорастворимые в воде основания являются слабыми электролитами ⇒диссоциируют обратимо и ступенчато.
Fe(OH)3
Fe(OH)2++ОН-
Fe(OH)2+
FeOH2++ОН-
FeOH2+
Fe3++ОН-
+3
+3
+3
+3
+3
+3
-
-
-
-
-
Внимание: красным цветом показана степень окисления железа и гидроксид-анионов, а синим- общий заряд сложного катиона.

Обнаружение оснований
Обнаружить основания (точнее, гидроксид-анионы) в растворе можно с помощью специальных веществ-индикаторов.
№1
лакмус
Нейтральная среда
Кислотная среда
Щелочная среда

А чтобы было легче запомнить окраску индикаторов, надо выучить стихи:
лакмус
Фиолетовый в воде,но такой он не везде.
В кислоте, как мак, краснеет,
Ну а в щелочи синеет.

№2
метилоранж
Нейтральная среда
Кислотная среда
Щелочная среда
От щелочи я желт, как в лихорадке.
Краснею от кислот, как от стыда.
Но я бросаюсь в воду без оглядки
И тут уж я оранжевый всегда.

№3
фенолфталеин
Нейтральная среда
Кислотная среда
Щелочная среда
В кислоте, в воде бесцветный, очень-очень неприметный.
Зато в щелочах для фенолфталеина наступит не жизнь, а сплошная малина!

Оксиды и основания
Оксиды, которым соответствуют гидроксиды-основания, называются основными.
Это оксиды Ме главных подгрупп, а также оксиды Ме побочных подгрупп с маленькой степенью окисления(< или = 3).
Оксиды
Гидроксиды-основания
К2+О
Mg+2О
Cr2+3О3
К+ОH
Mg+2(ОH)2
Cr+3(ОH)3

Известные основания
КОН- едкое кали
Белое, в растворе едкое вещество.Применение:
Производство источников тока.
Производство лекарств
Производство посуды из тугоплавкого стекла

NaОН- едкий натр
Тоже белое, в растворе едкое вещество.
Применение:
Кожевенное
производство
Производство искусственных
волокон
Производство бумаги