Основные классы неорганических соединений. Лекция №3

ЛЕКЦИЯ №3
Основные классы неорганических соединений
ОП. 05 Химия
1 курс 1 семестр
Составитель: преподаватель Кобзева Марина Валерьевна
Ставрополь, 2020г

Все неорганические вещества можно разделить на классы.
Каждый класс объединяет вещества, сходные по составу и по свойствам.
Все неорганические вещества делят на простые и сложные.

ПРОСТЫЕ ВЕЩЕСТВА делятся на:
металлы (Na, Fe, Cu),
неметаллы (S, Cl2, P)
инертные газы (Ne, Rn, He).
Молекулы простых веществ состоят из атомов одного вида (атомов одного элемента). В химических реакциях не могут разлагаться с образованием других веществ. Резкой границы между металлами и неметаллами нет, т.к. есть простые вещества, проявляющие двойственные свойства.

Поскольку все МЕТАЛЛЫ образуют кристаллическую структуру одного и того же типа, физические свойства их во многом подобны, например, большинство металлов характеризуются высокими электро- и теплопроводностью, металлическим блеском, непрозрачностью, высокой прочностью, пластичностью.
Все металлы, кроме ртути, при комнатной температуре являются твердыми веществами. В кристаллах металлов связь между ионами металла осуществляет общее электронное облако, или электронный газ.

Свойства простых веществ неметаллов при обычных условиях отличаются большим многообразием.
В первую очередь, это касается агрегатного состояния. Газообразные при обычных условиях неметаллы – водород, азот, кислород, фтор, хлор, благородные газы. Жидким неметаллом является бром. Твердые простые вещества образуют углерод, кремний, фосфор, сера, причем аллотропная модификация углерода — алмаз является самым твердым веществом.
Это многообразие объясняется тем, что неметаллы могут образовывать кристаллическую структуру как молекулярного, так и атомного типов.

Газообразные при обычных условиях неметаллы существуют в виде двухатомных (Н2, О2, CI2, N2) или одноатомных (благородные газы) молекул.
Взаимодействие между этими сравнительно небольшими частицами весьма слабое, поэтому данные неметаллы при комнатной температуре представляют собой газы, а в жидкое и твердое агрегатное состояния они переходят только при низких температурах.

Молекулярное состояние имеют также бром (Br2), белый фосфор (P4), и сера (S8), но из-за значительно большей массы этих молекул и, как следствие, большего межмолекулярного взаимодействия, бром при обычных условиях — жидкость, а белый фосфор и сера — твердые вещества.
Большинство твердых при обычных условиях неметаллов имеют немолекулярное состояние и образуют кристаллы атомного типа — алмаз, графит, красный фосфор, кремний.

К сложным неорганическим соединениям относятся: оксиды, основания, кислоты, амфотерные гидроксиды, соли.
Молекулы сложных веществ состоят из атомов разного вида (атомов различных химических элементов).
В химических реакциях разлагаются с образованием нескольких других веществ.

Оксиды - это сложные вещества, состоящие из двух элементов, один из которых кислород. Все оксиды делятся на солеобразующие и несолеобразующие, или индифферентные.
Несолеобразующие оксиды – это оксиды, которые не образуют солей при взаимодействии с кислотами и основаниями. Их немного: CO, SiO, N2O, NO.
Солеобразующие-это оксиды металлов, в которых последние проявляют небольшую степень окисления +1, +2. (Na2O; MgO; CuO)
Например: Na2O + HCl = 2NaCl + H2O
оксид кислота соль

Амфотерным оксидам отвечают гидраты, проявляющие и кислотные, и основные свойства. Амфотерные обычно для металлов со степенью окисления +3, +4. В качестве гидратов им соответствуют амфотерные гидроксиды ZnO; Al2O3; Cr2O3; SnO2
Кислотные-это оксиды неметаллов и металлов со степенью окисления от +5 до +7, а также d-элементов в высших степенях окисления (SO2; SO3; P2O5; Mn2O7; CrO3)

Гидроксиды принято рассматривать как продукты гидратации оксидов, то есть как продукты присоединения воды.
Некоторые гидроксиды можно получить в результате взаимодействия оксида с водой, другие — только косвенным путем.
Основными оксидами соответствуют основания (основные гидроксиды).

Щёлочи. Нерастворимые основания
1. Действие на индикаторы.
лакмус - синий
метилоранж - жёлтый
фенолфталеин – малиновый
Амфотерным оксидам соответствуют амфотерные гидроксиды.
Несолеобразующие оксиды гидроксидов не образуют.
Основания взаимодействуют с кислотами и с кислотными оксидами. При этом образуют соли.

Кислоты - сложные вещества, состоящие из атомов водорода и кислотного остатка.
Классификация
1. По составу: бескислородные и кислородсодержащие.
2. По числу атомов водорода, способных замещаться на металл: одно-, двух-, трёхосновные.

Бескислородные:
Название соли
HCl - хлористоводородная (соляная) одноосновная хлорид
HBr – бромистоводородная одноосновная бромид
HI - йодистоводородная одноосновная йодид
HF - фтористоводородная (плавиковая) одноосновная фторид
H2S – сероводородная двухосновнаясульфид

Кислородсодержащие:
HNO3 - азотная одноосновная нитрат
H2SO3 - сернистая двухосновная сульфит
H2SO4 - серная двухосновная сульфат
H2CO3 - угольная двухосновная карбонат
H2SiO3 - кремниевая двухосновная силикат
H3PO4 - ортофосфорная трёхосновная ортофосфат

Соли - сложные вещества, которые состоят из атомов металла и кислотных остатков. Это наиболее многочисленный класс неорганических соединений.
Классификация соли: средние, кислые, основные, двойные, смешанные, комплексные
Средние. При диссоциации дают только катионы металла (или NH4+)
Na2SO4 « 2Na+ +SO42-
CaCl2 « Ca2+ + 2Cl-

Кислые. При диссоциации дают катионы металла (NH4+), ионы водорода и анионы кислотного остатка.
NaHCO3 « Na+ + HCO3- « Na+ + H+ CO32-
Основные. При диссоциации дают катионы металла, анионы гидроксила и кислотного остатка.
Zn(OH)Cl « [Zn(OH)]+ + Cl- « Zn2+ + OH- + Cl-
Двойные. При диссоциации дают два катиона и один анион.
KAl(SO4)2 « K+ + Al3+ + 2SO42-

Смешанные. Образованы одним катионом и двумя анионами:
CaOCl2 « Ca2+ Cl- + OCl-
Комплексные. Содержат сложные катионы или анионы.
[Ag(NH3)2]Br « [Ag(NH3)2] + Br -
Na[Ag(CN)2] « Na+ + [Ag(CN)2]-

Химические свойства неорганических веществ рассматриваются с точки зрения теории электролитической диссоциации.
Среди неорганических соединений электролитами в водном растворе являются кислоты, основания и соли.
Некоторые органические соединения, содержащие ковалентные полярные или ионные связи, также могут диссоциировать в водных растворах, например: карбоновые кислоты и их соли.

Кислоты — это электролиты, образующие при электролитической диссоциации в качестве катионов только катионы водорода.
Число ионов водорода, способных образоваться в результате диссоциации одной молекулы кислоты, называется основностью кислоты.
Кислоты могут быть одноосновными (HCl, HNO3) и многоосновными (H2SO4, H2CO3, H3PO4).

В зависимости от величины степени диссоциации кислоты делятся на сильные и слабые.
Сильные кислоты являются сильными электролитами, диссоциируют практически полностью, в растворе присутствуют только катионы водорода и анионы кислотного остатка, недиссоциированные молекулы отсутствуют.
Примеры сильных кислот: HCl, HBr, HI, HNO3, H2SO4, HClO3, HClO4.

В ионных уравнениях формулы записываются в диссоциированном виде.
Слабые кислоты являются слабыми электролитами, диссоциированы в незначительной степени, в их водных растворах преобладают недиссоциированные молекулы, присутствует также небольшое количество катионов и анионов кислотного остатка.
Вследствие этого, в ионных уравнениях формулы таких электролитов следует писать в недиссоциированном виде.
Примеры слабых кислот: H2CO3, H2SiO3, H2S, HClO, H3PO4.