Lumea materială în care trăim și din care suntem o mică parte este una și, în același timp, infinit diversă. Unitatea și diversitatea substanțelor chimice ale acestei lumi se manifestă cel mai clar în legătura genetică substanțe, care se reflectă în așa-numita serie genetică. Să evidențiem cel mai mult caracteristici astfel de rânduri.
1. Toate substanțele din această serie trebuie să fie formate dintr-un element chimic. De exemplu, o serie scrisă folosind următoarele formule:
2. Substanțele formate din același element trebuie să aparțină unor clase diferite, adică să reflecte forme diferite ale existenței sale.
3. Substanțele care formează seria genetică a unui element trebuie să fie legate prin transformări reciproce. Pe această bază, se poate distinge între serii genetice complete și incomplete.
De exemplu, seria genetică de brom de mai sus va fi incompletă, incompletă. Și iată următorul rând:
poate fi considerat deja complet: a început cu substanța simplă brom și s-a terminat cu ea.
Rezumând cele de mai sus, putem da următoarea definiție serie genetică.
serie genetică- acesta este un număr de substanțe - reprezentanți ai diferitelor clase, care sunt compuși ai unui element chimic, legați prin transformări reciproce și care reflectă originea comună a acestor substanțe sau geneza lor.
legătura genetică- conceptul este mai general decât seria genetică, care este, deși o manifestare vie, dar particulară a acestei conexiuni, care se realizează în orice transformări reciproce ale substanțelor. Atunci, evident, prima serie dată de substanțe se potrivește și ele acestei definiții.
Există trei tipuri de serii genetice:
Cea mai bogată serie de metale, care prezintă diferite grade de oxidare. Ca exemplu, luați în considerare seria genetică a fierului cu stări de oxidare +2 și +3:
Amintiți-vă că pentru oxidarea fierului în clorură de fier (II), trebuie să luați un agent oxidant mai slab decât pentru a obține clorură de fier (III):
Similar cu seria metalelor, seria nemetală cu diferite stări de oxidare este mai bogată în legături, de exemplu, seria genetică a sulfului cu stări de oxidare +4 și +6:
Dificultatea poate provoca doar ultima tranziție. Urmați regula: pentru a obține o substanță simplă dintr-un compus oxidat al unui element, trebuie să luați în acest scop compusul său cel mai redus, de exemplu, unul volatil. legătură de hidrogen metaloid. În cazul nostru:
Prin această reacție, sulful se formează din gazele vulcanice din natură.
În mod similar pentru clor:
3. Seria genetică a metalului, care corespunde oxidului și hidroxidului amfoter,este foarte bogat în legături, deoarece, în funcție de condiții, prezintă proprietăți fie acide, fie bazice.
De exemplu, luați în considerare seria genetică a zincului:
Relația genetică între clasele de substanțe anorganice
Reacțiile dintre reprezentanții diferitelor serii genetice sunt caracteristice. Substanțele din aceeași serie genetică, de regulă, nu interacționează.
De exemplu:
1. metal + nemetal = sare
Hg + S = HgS
2Al + 3I 2 = 2AlI 3
2. oxid bazic + oxid acid = sare
Li 2 O + CO 2 \u003d Li 2 CO 3
CaO + SiO 2 \u003d CaSiO 3
3. bază + acid = sare
Cu(OH) 2 + 2HCl \u003d CuCl 2 + 2H 2 O
FeCl 3 + 3HNO 3 \u003d Fe (NO 3) 3 + 3HCl
sare acid sare acid
4. metal - oxid bazic
2Ca + O 2 \u003d 2CaO
4Li + O 2 \u003d 2Li 2 O
5. nemetal - oxid acid
S + O 2 \u003d SO 2
4As + 5O 2 \u003d 2As 2 O 5
6. oxid bazic - bază
BaO + H2O \u003d Ba (OH) 2
Li 2 O + H 2 O \u003d 2LiOH
7. oxid acid – acid
P 2 O 5 + 3H 2 O \u003d 2H 3 PO 4
SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4
Pe parcursul reacții chimice din unele substante se obtin altele (a nu se confunda cu reactiile nucleare in care un element chimic este transformat in altul).
Orice reacție chimică este descrisă printr-o ecuație chimică:
Reactivi → Produse de reactie
Săgeata indică direcția reacției.
De exemplu:
În această reacție, metanul (CH 4 ) reacționează cu oxigenul (O 2 ), rezultând formarea de dioxid de carbon (CO 2) și apă (H 2 O), sau mai degrabă, vapori de apă. Aceasta este exact reacția care se întâmplă în bucătărie când aprindeți un arzător pe gaz. Ecuația ar trebui citită astfel: o moleculă de gaz metan reacționează cu două molecule de oxigen gazos, rezultând o moleculă de dioxid de carbon și două molecule de apă (abur).
Se numesc numerele din fața componentelor unei reacții chimice coeficienții de reacție.
Reacţiile chimice sunt endotermic(cu absorbție de energie) și exotermic(cu eliberare de energie). Arderea metanului este un exemplu tipic de reacție exotermă.
Există mai multe tipuri de reacții chimice. Cel mai comun:
- reacții compuse;
- reacții de descompunere;
- reacții de substituție unică;
- reacții de dublă substituție;
- reacții de oxidare;
- reacții redox.
Reacții de conexiune
Într-o reacție compusă, cel puțin două elemente formează un produs:
2Na (t) + Cl 2 (g) → 2NaCl (t)- formarea sării.
Trebuie acordată atenție unei nuanțe esențiale a reacțiilor compuse: în funcție de condițiile reacției sau de proporțiile reactanților implicați în reacție, rezultatul acesteia poate fi diferiți produși. De exemplu, în condiții normale de ardere a cărbunelui, se obține dioxid de carbon:
C (t) + O 2 (g) → CO 2 (g)
Dacă nu există suficient oxigen, atunci se formează monoxid de carbon mortal:
2C (t) + O 2 (g) → 2CO (g)
Reacții de descompunere
Aceste reacții sunt, parcă, opuse în esență reacțiilor compusului. Ca urmare a reacției de descompunere, substanța se descompune în încă două (3, 4...). element simplu(conexiuni):
- 2H 2 O (g) → 2H 2 (g) + O 2 (g)- descompunerea apei
- 2H 2 O 2 (g) → 2H 2 (g) O + O 2 (g)- descompunerea peroxidului de hidrogen
Reacții de substituție unică
Ca rezultat al reacțiilor de substituție unică, elementul mai activ îl înlocuiește pe cel mai puțin activ din compus:
Zn (t) + CuSO 4 (soluție) → ZnSO 4 (soluție) + Cu (t)
Zincul din soluția de sulfat de cupru înlocuiește cuprul mai puțin activ, rezultând o soluție de sulfat de zinc.
Gradul de activitate al metalelor în ordinea crescătoare a activității:
- Cele mai active sunt metalele alcaline și alcalino-pământoase.
Ecuația ionică pentru reacția de mai sus va fi:
Zn (t) + Cu 2+ + SO 4 2- → Zn 2+ + SO 4 2- + Cu (t)
Legătura ionică CuSO 4, atunci când este dizolvată în apă, se descompune într-un cation de cupru (sarcină 2+) și un sulfat anionic (sarcină 2-). În urma reacției de substituție, se formează un cation de zinc (care are aceeași sarcină ca cationul de cupru: 2-). Rețineți că anionul sulfat este prezent de ambele părți ale ecuației, adică, după toate regulile matematicii, poate fi redus. Rezultatul este o ecuație ion-moleculară:
Zn (t) + Cu 2+ → Zn 2+ + Cu (t)
Reacții de dublă substituție
În reacțiile de dublă substituție, doi electroni sunt deja înlocuiți. Astfel de reacții se mai numesc reacții de schimb. Aceste reacții au loc în soluție pentru a forma:
- insolubil solid(reacții de precipitare);
- apa (reactii de neutralizare).
Reacții de precipitare
Când amestecați o soluție de azotat de argint (sare) cu o soluție de clorură de sodiu, se formează clorură de argint:
Ecuația moleculară: KCl (soluție) + AgNO 3 (p-p) → AgCl (t) + KNO 3 (p-p)
Ecuația ionică: K + + Cl - + Ag + + NO 3 - → AgCl (t) + K + + NO 3 -
Ecuația molecular-ionică: Cl - + Ag + → AgCl (t)
Dacă compusul este solubil, acesta va fi în soluție sub formă ionică. Dacă compusul este insolubil, va precipita, formând un solid.
Reacții de neutralizare
Acestea sunt reacții între acizi și baze, în urma cărora se formează molecule de apă.
De exemplu, reacția de amestecare a unei soluții de acid sulfuric și a unei soluții de hidroxid de sodiu (leșie):
Ecuația moleculară: H2SO4 (p-p) + 2NaOH (p-p) → Na2SO4 (p-p) + 2H2O (l)
Ecuația ionică: 2H + + SO 4 2- + 2Na + + 2OH - → 2Na + + SO 4 2- + 2H 2 O (l)
Ecuația molecular-ionică: 2H + + 2OH - → 2H 2 O (g) sau H + + OH - → H 2 O (g)
Reacții de oxidare
Acestea sunt reacții de interacțiune a substanțelor cu oxigenul gazos din aer, în care, de regulă, o cantitate mare de energie este eliberată sub formă de căldură și lumină. Reacție tipică oxidarea este arderea. La începutul acestei pagini, este dată reacția interacțiunii metanului cu oxigenul:
CH4 (g) + 2O2 (g) → CO2 (g) + 2H2O (g)
Metanul se referă la hidrocarburi (compuși de carbon și hidrogen). Când o hidrocarbură reacţionează cu oxigenul, se eliberează multă energie termică.
Reacții redox
Acestea sunt reacții în care se fac schimb de electroni între atomii reactanților. Reacțiile discutate mai sus sunt, de asemenea, reacții redox:
- 2Na + Cl 2 → 2NaCl - reacție compusă
- CH 4 + 2O 2 → CO 2 + 2H 2 O - reacție de oxidare
- Zn + CuSO 4 → ZnSO 4 + Cu - reacție de substituție simplă
Cele mai detaliate reacții redox cu un număr mare de exemple de rezolvare a ecuațiilor prin metoda echilibrului electronic și metoda semireacției sunt descrise în secțiunea
Clasificare substanțe anorganice bazat pe compoziție chimică- cea mai simplă și mai constantă caracteristică în timp. Compoziție chimică substanța arată ce elemente sunt prezente în ea și în ce raport numeric pentru atomii lor.
Elementeîmpărțit convențional în elemente cu proprietăți metalice și nemetalice. Prima dintre acestea este întotdeauna inclusă în cationi substanțe cu mai multe elemente (metal proprietăți), al doilea - în compoziție anionii (nemetalice proprietăți). În conformitate cu Legea periodicăîn perioade și grupuri dintre aceste elemente sunt elemente amfotere care prezintă simultan metalice și nemetalice într-un grad sau altul (amfoter, proprietăți duale). Elementele grupului VIIIA continuă să fie luate în considerare separat (gaze nobile), deși pentru Kr, Xe și Rn s-au găsit în mod clar proprietăți nemetalice (elementele He, Ne, Ar sunt inerte chimic).
Clasificarea substanțelor anorganice simple și complexe este dată în tabel. 6.
Mai jos sunt definițiile (definițiile) claselor de substanțe anorganice, cele mai importante ale acestora Proprietăți chimiceși metodele de obținere.
substanțe anorganice- legaturi formate de toti elemente chimice(cu excepția celor mai multe compusi organici carbon). Ele sunt împărțite în funcție de compoziția lor chimică:
Substanțe simple formată din atomi ai aceluiași element. Ele sunt împărțite în funcție de proprietățile lor chimice:
Metalele- substanţe simple ale elementelor cu proprietăţi metalice (electronegativitate scăzută). Metale tipice:
Metalele au o capacitate mare de reducere în comparație cu nemetalele tipice. În seria electrochimică de tensiuni, acestea sunt mult la stânga hidrogenului, înlocuiesc hidrogenul din apă (magneziu - în timpul fierberii):
Substanțele simple ale elementelor Cu, Ag și Ni sunt denumite și metale, deoarece oxizii lor CuO, Ag 2 O, NiO și hidroxizii Cu (OH) 2, Ni (OH) 2 sunt dominați de proprietățile de bază.
nemetale- substanţe simple ale elementelor cu proprietăţi nemetalice (electronegativitate mare). Nemetale tipice: F2, CI2, Br2, I2, O2, S, N2, P, C, Si.
Nemetalele au o putere de oxidare mare în comparație cu metalele tipice.
Amfigenele- substanţe simple amfotere formate din elemente cu proprietăţi amfotere (duale) (electronegativitatea este intermediară între metale şi nemetale). Amfigene tipice: Be, Cr, Zn, Al, Sn, Pb.
Amfigenele au o putere de reducere mai mică în comparație cu metalele tipice. În seria electrochimică de tensiuni, ele se alătură hidrogenului în stânga sau stau în spatele lui în dreapta.
Aerogeni- gaze nobile, substanțe monoatomice simple ale elementelor grupei VIIIA: He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn. Dintre aceștia, He, Ne și Ar sunt pasivi chimic (nu s-au obținut compuși cu alte elemente), în timp ce Kr, Xe și Rn prezintă unele dintre proprietățile nemetalelor cu electronegativitate ridicată.
Substanțe complexe format din atomi de diferite elemente. Împărțit după compoziție și proprietăți chimice:
oxizi- compuși ai elementelor cu oxigen, starea de oxidare a oxigenului în oxizi este întotdeauna egală cu (-II). Împărțit după compoziție și proprietăți chimice:
Elementele He, Ne și Ar nu formează compuși cu oxigenul. Compușii elementelor cu oxigen în alte stări de oxidare nu sunt oxizi, ci compuși binari, de exemplu O + II F 2 -I și H 2 + I O 2 -I. Nu se aplică la oxizi și compuși binari amestecați, de exemplu S + IV Cl 2 -I O -II.
Oxizii bazici- produsele de deshidratare completa (reala sau conditionata) a hidroxizilor bazici pastreaza proprietatile chimice ale acestora din urma.
Dintre metalele tipice, numai Li, Mg, Ca și Sr formează oxizii Li2O, MgO, CaO și SrO atunci când sunt arse în aer; oxizii de Na 2 O, K 2 O, Rb 2 O, Cs 2 O şi BaO se obţin prin alte metode.
Oxizii CuO, Ag2O și NiO sunt, de asemenea, clasificați ca bazici.
Oxizii acizi- produsele deshidratării complete (reale sau condiționate) a hidroxizilor acizi, păstrează proprietățile chimice ale acestora din urmă.
Dintre nemetalele tipice, numai S, Se, P, As, C și Si formează oxizi SO 2 , SeO 2 , P 2 O 5 , As 2 O 3 , CO 2 și SiO 2 atunci când sunt arse în aer; oxizii Cl 2 O , Cl 2 O 7 , I 2 O 5 , SO 3 , SeO 3 , N 2 O 3 , N 2 O 5 şi As 2 O 5 se obţin prin alte metode.
Excepție: NO 2 și ClO 2 oxizi nu au hidroxizi acizi corespunzători, dar sunt considerați acizi, deoarece NO 2 și ClO 2 reacţionează cu alcalii, formând săruri a doi acizi, iar ClO 2 cu apa, formând doi acizi:
a) 2NO 2 + 2NaOH \u003d NaNO 2 + NaNO 3 + H 2 O
b) 2ClO 2 + H 2 O (rece) = HClO 2 + HClO 3
2ClO 2 + 2NaOH (rece) = NaClO 2 + NaClO 3 + H 2 O
Oxizii CrO3 și Mn2O7 (crom și mangan în cel mai înalt grad oxidare) sunt de asemenea acide.
Oxizi amfoteri- produsele deshidratării complete (reale sau condiționate) a hidroxizilor amfoteri păstrează proprietățile chimice ale hidroxizilor amfoteri.
Amfigenele tipice (cu excepția Ga) atunci când sunt arse în aer formează oxizii BeO, Cr2O3, ZnO, Al2O3, GeO2, SnO2 și PbO; oxizii amfoteri Ga 2 O 3 , SnO şi PbO 2 se obţin prin alte metode.
oxizi dubli sunt formate fie din atomi ai unui element amfoter în diferite stări de oxidare, fie din atomi ai două elemente diferite (metalice, amfoter), ceea ce determină proprietățile lor chimice. Exemple:
(Fe II Fe 2 III) O 4 , (Рb 2 II Pb IV) O 4 , (MgAl 2 ) O 4 , (CaTi) O 3 .
Oxidul de fier se formează prin arderea fierului în aer, oxidul de plumb - prin încălzirea slabă a plumbului în oxigen; oxizii a două metale diferite se obțin prin alte metode.
Oxizi care nu formează sare- oxizi nemetalici care nu au hidroxizi acizi și nu intră în reacții de formare a sărurilor (diferență față de oxizii bazici, acizi și amfoteri), de exemplu: CO, NO, N 2 O, SiO, S 2 O.
Hidroxizi- compuși ai elementelor (cu excepția fluorului și oxigenului) cu grupări hidroxo O -II H, pot conține și oxigen O -II. La hidroxizi, starea de oxidare a unui element este întotdeauna pozitivă (de la +I la +VIII). Numărul grupelor hidroxo este de la 1 la 6. Ele sunt împărțite după proprietăți chimice:
Hidroxizi bazici (baze) format din elemente cu proprietăţi metalice.
Obținut prin reacțiile oxizilor bazici corespunzători cu apa:
M 2 O + H 2 O \u003d 2MON (M \u003d Li, Na, K, Rb, Cs)
MO + H 2 O \u003d M (OH) 2 (M \u003d Ca, Sr, Ba)
Excepție: Hidroxizii de Mg(OH) 2, Cu(OH) 2 și Ni(OH) 2 se obțin prin alte metode.
Când este încălzit, are loc o deshidratare reală (pierderea de apă) pentru următorii hidroxizi:
2LiOH \u003d Li 2O + H 2O
M (OH) 2 \u003d MO + H 2 O (M \u003d Mg, Ca, Sr, Ba, Cu, Ni)
Hidroxizii bazici își înlocuiesc grupările hidroxo cu reziduuri acide pentru a forma săruri; elementele metalice își păstrează starea de oxidare în cationi de sare.
Hidroxizii bazici care sunt ușor solubili în apă (NaOH, KOH, Ca (OH) 2, Ba (OH) 2 etc.) se numesc alcaline,întrucât cu ajutorul lor se creează un mediu alcalin în soluție.
Hidroxizi acizi (acizi) format din elemente cu proprietăţi nemetalice. Exemple:
La disociere în diluat soluție apoasă se formează cationii H + (mai precis, H 3 O +) și următorii anioni, sau reziduuri acide:
Acizii pot fi obținuți prin reacțiile oxizilor acizi corespunzători cu apa (următoarele sunt reacțiile reale care au loc):
Cl2O + H2O \u003d 2HClO
E 2 O 3 + H 2 O \u003d 2NEO 2 (E \u003d N, As)
Ca 2 O 3 + 3H 2 O \u003d 2H 3 AsO 3
EO 2 + H 2 O \u003d H 2 EO 3 (E \u003d C, Se)
E 2 O 5 + H 2 O \u003d 2HEO 3 (E \u003d N, P, I)
E 2 O 5 + 3H 2 O \u003d 2H 3 EO 4 (E \u003d P, As)
EO 3 + H 2 O = H 2 EO 4 (E = S, Se, Cr)
E 2 O 7 + H 2 O \u003d 2HEO 4 (E \u003d Cl, Mn)
Excepție: Oxidul de S02 ca hidroxid acid corespunde polihidratului de S02 n H 2 O („acid sulfuros H 2 SO 3” nu există, dar reziduurile acide HSO 3 - și SO 3 2- sunt prezente în săruri).
Când unii acizi sunt încălziți, are loc o deshidratare reală și se formează oxizii acizi corespunzători:
2HAsO 2 \u003d Ca 2 O 3 + H 2 O
H 2 EO 3 \u003d EO 2 + H 2 O (E \u003d C, Si, Ge, Se)
2HIO 3 \u003d I 2 O 5 + H 2 O
2H 3 AsO 4 \u003d Ca 2 O 5 + H 2 O
H 2 SeO 4 \u003d SeO 3 + H 2 O
Când hidrogenul (real și formal) al acizilor este înlocuit cu metale și amfigene, se formează săruri, reziduurile acide își păstrează compoziția și se încarcă în săruri. Acizii H 2 SO 4 şi H 3 RO 4 într-o soluţie apoasă diluată reacţionează cu metalele şi amfigenii care se află în seria de tensiuni la stânga hidrogenului, în timp ce sărurile corespunzătoare se formează şi se eliberează hidrogen (acidul HNO 3 nu intră în astfel de reacții; mai jos sunt metale tipice, cu excepția faptului că Mg nu sunt enumerați deoarece reacţionează cu apa în condiții similare):
M + H 2 SO 4 (pasb.) \u003d MSO 4 + H 2 ^ (M \u003d Be, Mg, Cr, Mn, Zn, Fe, Ni)
2M + 3H 2 SO 4 (razb.) \u003d M 2 (SO 4) 3 + 3H 2 ^ (M \u003d Al, Ga)
3M + 2H 3 PO 4 (dif.) \u003d M 3 (PO 4) 2 v + 3H 2 ^ (M \u003d Mg, Fe, Zn)
Spre deosebire de acizii anoxici, se numesc hidroxizi acizi acizi oxigenați sau oxoacizi.
Hidroxizi amfoteri format din elemente cu proprietăţi amfotere. Hidroxizi amfoteri tipici:
Be(OH) 2 Sn(OH) 2 Al(OH) 3 AlO(OH)
Zn(OH) 2 Pb(OH) 2 Cr(OH) 3 CrO(OH)
El se formează din oxizi amfoteri și apă, dar suferă o deshidratare reală și formează oxizi amfoteri:
Excepție: pentru fier(III) se cunoaște numai metahidroxid FeO(OH), „hidroxid de fier(III) Fe(OH) 3” nu există (nu se obține).
Hidroxizii amfoteri prezintă proprietățile hidroxizilor bazici și acizi; formează două tipuri de săruri, în care elementul amfoter face parte fie din cationii de sare, fie din anionii acestora.
Pentru elementele cu mai multe stări de oxidare, se aplică regula: cu cât starea de oxidare este mai mare, cu atât este mai pronunțată proprietăți acide hidroxizi (și/sau oxizi corespunzători).
sare- conexiuni formate din cationi hidroxizi bazici sau amfoteri (în rol de bazic) şi anionii(reziduuri) de hidroxizi acizi sau amfoteri (în rol de acid). Spre deosebire de sărurile anoxice, sărurile considerate aici se numesc săruri oxigenate sau oxosăruri. Ele sunt împărțite în funcție de compoziția cationilor și anionilor:
Săruri medii conţin reziduuri acide medii CO 3 2- , NO 3 - , PO 4 3- , SO 4 2- şi altele; de exemplu: K2CO3, Mg (NO3)2, Cr2(SO4)3, Zn3(PO4)2.
Dacă prin reacții care implică hidroxizi se obțin săruri medii, atunci reactivii se iau în cantități echivalente. De exemplu, sarea K 2 CO 3 poate fi obținută luând reactivii în rapoartele:
2KOH și 1H2CO3, 1K2O și 1H2CO3, 2KOH și 1CO2.
Reacții pentru formarea sărurilor medii:
Baza + Acid > Sare + Apa
1a) hidroxid bazic + hidroxid acid >...
2NaOH + H 2 SO 4 \u003d Na 2 SO 4 + 2H 2 O
Cu(OH) 2 + 2HNO 3 = Cu(NO 3) 2 + 2H 2 O
1b) hidroxid amfoter + hidroxid acid >...
2Al (OH) 3 + 3H 2 SO 4 \u003d Al 2 (SO 4) 3 + 6H 2 O
Zn (OH) 2 + 2HNO 3 \u003d Zn (NO 3) 2 + 2H 2 O
1c) hidroxid bazic + hidroxid amfoter >...
NaOH + Al (OH) 3 \u003d NaAlO 2 + 2H 2 O (în topitură)
2NaOH + Zn(OH) 2 = Na 2 ZnO 2 + 2H 2 O (în topitură)
Oxid de bază + acid = sare + apă
2a) oxid bazic + hidroxid acid >...
Na 2 O + H 2 SO 4 \u003d Na 2 SO 4 + H 2 O
CuO + 2HNO 3 \u003d Cu (NO 3) 2 + H 2 O
2b) oxid amfoter+ hidroxid acid >...
Al 2 O 3 + 3H 2 SO 4 \u003d Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O
ZnO + 2HNO 3 \u003d Zn (NO 3) 2 + H 2 O
2c) oxid bazic + hidroxid amfoter >...
Na 2 O + 2Al (OH) 3 \u003d 2NaAlO 2 + ZN 2 O (în topitură)
Na 2 O + Zn(OH) 2 = Na 2 ZnO 2 + H 2 O (în topitură)
Baza + Oxid acid > Sare + Apa
Pentru) hidroxid bazic + oxid acid > ...
2NaOH + SO 3 \u003d Na 2 SO 4 + H 2 O
Ba (OH) 2 + CO 2 \u003d BaCO 3 + H 2 O
3b) hidroxid amfoter + oxid acid >...
2Al (OH) 3 + 3SO 3 \u003d Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O
Zn (OH) 2 + N 2 O 5 \u003d Zn (NO 3) 2 + H 2 O
Sv) hidroxid bazic + oxid amfoter >...
2NaOH + Al 2 O 3 \u003d 2NaAlO 2 + H 2 O (în topitură)
2NaOH + ZnO = Na 2 ZnO 2 + H 2 O (în topitură)
Oxid bazic + Oxid acid > Sare
4a) oxid bazic + oxid acid >...
Na 2 O + SO 3 \u003d Na 2 SO 4, BaO + CO 2 \u003d BaCO 3
4b) oxid amfoter + oxid acid >...
Al 2 O 3 + 3SO 3 \u003d Al 2 (SO 4) 3, ZnO + N 2 O 5 \u003d Zn (NO 3) 2
4c) oxid bazic + oxid amfoter >...
Na 2 O + Al 2 O 3 \u003d 2NaAlO 2, Na 2 O + ZnO \u003d Na 2 ZnO 2
Reacțiile 1c, dacă continuă în soluţie, însoțită de formarea altor produse - săruri complexe:
NaOH (conc.) + Al(OH)3 = Na
KOH (conc.) + Cr (OH) 3 \u003d K 3
2NaOH (conc.) + M (OH) 2 \u003d Na 2 (M \u003d Be, Zn)
KOH (conc.) + M (OH) 2 \u003d K (M \u003d Sn, Pb)
Toate sărurile medii din soluție sunt electroliți puternici (se disociază complet).
Săruri acide conţin resturi acide acide (cu hidrogen) HCO 3 -, H 2 PO 4 2-, HPO 4 2- etc., se formează prin acţiunea hidroxizilor bazici şi amfoteri sau a sărurilor medii ale unui exces de hidroxizi acizi care conţin cel puţin două atomi de hidrogen din moleculă; oxizii acizi corespunzători acționează în mod similar:
NaOH + H2S04 (conc.) = NaHS04 + H20
Ba (OH) 2 + 2H 3 RO 4 (conc.) \u003d Ba (H 2 RO 4) 2 + 2H 2 O
Zn (OH) 2 + H 3 PO 4 (conc.) \u003d ZnHPO 4 v + 2H 2 O
PbS04 + H2SO4 (conc.) = Pb (HSO4)2
K 2 HPO 4 + H 3 PO 4 (conc.) \u003d 2KN 2 PO 4
Ca (OH) 2 + 2EO 2 \u003d Ca (HEO 3) 2 (E \u003d C, S)
Na 2 EO 3 + EO 2 + H 2 O \u003d 2NaHEO 3 (E \u003d C, S)
Când se adaugă hidroxidul metalului sau amfigenului corespunzător, sărurile acide sunt transformate în unele medii:
NaHSO4 + NaOH \u003d Na2SO4 + H2O
Pb (HSO 4) 2 + Pb (OH) 2 \u003d 2PbSO 4 v + 2H 2 O
Aproape toate sărurile acide sunt foarte solubile în apă, complet disociate (KHCO 3 = K + + HCO 3 -).
Săruri de bază conţin grupări OH hidroxo, considerate ca anioni separaţi, de exemplu FeNO 3 (OH), Ca 2 SO 4 (OH) 2, Cu 2 CO 3 (OH) 2, se formează prin acţiunea hidroxizilor acizi. exces hidroxid bazic care conține cel puțin două grupări hidroxo într-o unitate de formulă:
Co (OH) 2 + HNO 3 \u003d CoNO 3 (OH) v + H 2 O
2Ni(OH) 2 + H 2 SO 4 = Ni 2 SO 4 (OH) 2 v + 2H 2 O
2Cu(OH) 2 + H 2 CO 3 = Cu 2 CO 3 (OH) 2 v + 2H 2 O
S-au format săruri de bază acizi tari, când se adaugă hidroxidul acid corespunzător, acestea intră în medie:
CoNO 3 (OH) + HNO 3 \u003d Co (NO 3) 2 + H 2 O
Ni 2 SO 4 (OH) 2 + H 2 SO 4 \u003d 2NiSO 4 + 2H 2 O
Majoritatea sărurilor de bază sunt puțin solubile în apă; sunt precipitate prin co-hidroliză dacă sunt formate din acizi slabi:
2MgCl 2 + H 2 O + 2Na 2 CO 3 \u003d Mg 2 CO 3 (OH) 2 v + CO 2 ^ + 4NaCl
săruri duble conțin doi cationi diferiți din punct de vedere chimic; de exemplu: CaMg (CO3)2, KAl (SO4)2, Fe (NH4)2 (SO4)2, LiAl (Si03)2. Se formează multe săruri duble (sub formă de hidrați cristalini) în timpul cocristalizării sărurilor medii corespunzătoare dintr-o soluție saturată:
K 2 SO 4 + MgSO 4 + 6H 2 O \u003d K 2 Mg (SO 4) 2 6H 2 Ov
Adesea, sărurile duble sunt mai puțin solubile în apă în comparație cu sărurile medii individuale.
Conexiuni binare- sunt substanțe complexe care nu aparțin claselor de oxizi, hidroxizi și săruri și constau din cationi și anioni fără oxigen (reali sau condiționali).
Proprietățile lor chimice sunt variate și sunt considerate în Chimie anorganică separat pentru nemetale din diferite grupuri Sistem periodic; în acest caz, clasificarea se realizează în funcție de tipul de anion.
Exemple:
A) halogenuri: OF 2, HF, KBr, PbI2, NH4CI, BrF3, IF7
b) calcogenuri: H2S, Na2S, ZnS, As 2S3, NH4HS, K2Se, NiSe
în) nitruri: NH3, NH3H2O, Li3N, Mg3N2, AlN, Si3N4
G) carburi: CH4, Be2C, Al4C3, Na2C2, CaC2, Fe3C, SiC
e) siliciuri: Li4Si, Mg2Si, ThSi2
e) hidruri: LiH, CaH2, AlH3, SiH4
și) peroxid H2O2, Na202, CaO2
h) superoxizi: HO 2, KO 2, Ba (O 2) 2
Tip legătură chimică dintre acești compuși binari se disting:
covalent: OF 2, IF 7, H 2 S, P 2 S 5, NH 3, H 2 O 2
ionic: Nal, K2Se, Mg3N2, CaC2, Na2O2, KO2
Întâlni dubla(cu doi cationi diferiți) și amestecat(cu doi anioni diferiți) compuși binari, de exemplu: KMgCl3, (FeCu)S2 și Pb(Cl)F, Bi(Cl)O, SCl2O2, As(O)F3.
Toate sărurile complexe ionice (cu excepția sărurilor complexe hidroxo) aparțin de asemenea acestei clase. substanțe complexe(deși de obicei luate în considerare separat), de exemplu:
SO4K4Na3
CIK3K2
Compușii binari includ compuși complecși covalenti fără o sferă exterioară, de exemplu, și [Na(CO)4].
Prin analogie cu relația dintre hidroxizi și săruri, acizii și sărurile fără oxigen sunt izolați din toți compușii binari (alți compuși sunt clasificați ca alții).
Acizii anoxici conțin (ca oxoacizii) hidrogen mobil H + și, prin urmare, prezintă unele proprietăți chimice ale hidroxizilor acizi (disocierea în apă, participarea la reacțiile de formare a sărurilor ca acid). Acizii anoxici comuni sunt HF, HCl, HBr, HI, HCN și H 2 S, dintre care HF, HCN și H 2 S - acizi slabi iar restul sunt tari.
Exemple Reacții de formare a sărurilor:
2HBr + ZnO = ZnBr2 + H2O
2H 2 S + Ba (OH) 2 \u003d Ba (HS) 2 + 2H 2 O
2HI + Pb (OH) 2 \u003d Pbl 2 v + 2H 2 O
Metalele și amfigenele, aflate în seria tensiunilor la stânga hidrogenului și nereacționând cu apa, interacționează cu acizii puternici HCl, HBr și HI (în vedere generala NG) într-o soluție diluată și înlocuiți hidrogenul din ele (sunt date reacțiile reale):
M + 2NG = MG 2 + H 2 ^ (M = Be, Mg, Zn, Cr, Mn, Fe, Co, Ni)
2M + 6NG = 2MG 3 + H 2 ^ (M = Al, Ga)
Săruri anoxice format din cationi metalici și amfigen (precum și cation NH 4 + de amoniu) și anioni (reziduuri) de acizi fără oxigen; exemple: AgF, NaCI, KBr, PbI2, Na2S, Ba(HS)2, NaCN, NH4CI. Ele prezintă unele proprietăți chimice ale oxosărurilor.
Metoda generală de obținere a sărurilor fără oxigen cu anioni cu un singur element este interacțiunea metalelor și amfigenilor cu nemetalele F 2, Cl 2, Br 2 și I 2 (în forma generală G 2) și sulful S (reacții reale). sunt date):
2M + G2 = 2MG (M = Li, Na, K, Rb, Cs, Ag)
M + G 2 \u003d MG 2 (M \u003d Fi, Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Mn, Co)
2M + ZG2 = 2MG3 (M = Al, Ga, Cr)
2M + S \u003d M 2 S (M \u003d Li, Na, K, Rb, Cs, Ag)
M + S = MS (M = Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Mn, Fe, Co, Ni)
2M + 3S = M2S3 (M = Al, Ga, Cr)
Excepții:
a) Cu și Ni reacționează numai cu halogenii Cl 2 și Br 2 (produse MCl 2, MBr 2)
b) Cr și Mn reacționează cu Cl 2, Br 2 și I 2 (produșii CrCl 3, CrBr 3, CrI 3 și MnCl 2, MnBr 2, MnI 2)
c) Fe reacţionează cu F 2 şi Cl 2 (produse FeF 3, FeCl 3), cu Br 2 (amestec de FeBr 3 şi FeBr 2), cu I 2 (produs FeI 2)
d) Cu reacționează cu S formând un amestec de produse Cu 2 S și CuS
Alți compuși binari- toate substanțele din această clasă, cu excepția acizilor și sărurilor fără oxigen alocate subclaselor separate.
Metodele de obținere a compușilor binari din această subclasă sunt diverse, cea mai simplă este interacțiunea substanțelor simple (sunt date reacții reale):
a) halogenuri:
S + 3F 2 \u003d SF 6, N 2 + 3F 2 \u003d 2NF 3
2P + 5G 2 = 2RG 5 (G = F, CI, Br)
C + 2F 2 = CF 4
Si + 2Г 2 = Sir 4 (Г = F, CI, Br, I)
b) calcogenuri:
2As + 3S = As2S3
2E + 5S = E 2 S 5 (E = P, As)
E + 2S = ES 2 (E = C, Si)
c) nitruri:
3H2 + N22NH3
6M + N 2 \u003d 2M 3 N (M \u003d Li, Na, K)
3M + N 2 \u003d M 3 N 2 (M \u003d Fi, Mg, Ca)
2Al + N2 = 2AlN
3Si + 2N 2 \u003d Si 3 N 4
d) carburi:
2M + 2C \u003d M 2 C 2 (M \u003d Li, Na)
2Be + C \u003d Fi 2 C
M + 2C = MC 2 (M = Ca, Sr, Ba)
4Al + 3C \u003d Al 4 C 3
e) siliciuri:
4Li + Si = Li 4 Si
2M + Si = M 2 Si (M = Mg, Ca)
f) hidruri:
2M + H 2 \u003d 2MH (M \u003d Li, Na, K)
M + H 2 \u003d MH 2 (M \u003d Mg, Ca)
g) peroxizi, superoxizi:
2Na + O 2 \u003d Na 2 O 2 (combustie în aer)
M + O 2 \u003d MO 2 (M \u003d K, Rb, Cs; ardere în aer)
Multe dintre aceste substanțe reacţionează complet cu apa (mai des sunt hidrolizate fără a modifica stările de oxidare ale elementelor, dar hidrurile acționează ca agenți reducători, iar superoxizii intră în reacții de dismutare):
PCl 5 + 4H 2 O \u003d H 3 PO 4 + 5HCl
SiBr 4 + 2H 2 O \u003d SiO 2 v + 4HBr
P 2 S 5 + 8H 2 O \u003d 2H 3 PO 4 + 5H 2 S ^
SiS 2 + 2H 2 O \u003d SiO 2 v + 2H 2 S
Mg 3 N 2 + 8H 2 O \u003d 3Mg (OH) 2 v + 2 (NH 3 H 2 O)
Na 3 N + 4H 2 O \u003d 3NaOH + NH 3 H 2 O
Fii 2 C + 4H 2 O \u003d 2Be (OH) 2 v + CH 4 ^
MC 2 + 2H 2 O \u003d M (OH) 2 + C 2 H 2 ^ (M \u003d Ca, Sr, Ba)
Al 4 C 3 + 12H 2 O \u003d 4Al (OH) 3 v + 3CH 4 ^
MH + H 2 O \u003d MOH + H 2 ^ (M \u003d Li, Na, K)
MgH 2 + 2H 2 O \u003d Mg (OH) 2 v + H 2 ^
CaH 2 + 2H 2 O \u003d Ca (OH) 2 + H 2 ^
Na 2 O 2 + 2H 2 O \u003d 2NaOH + H 2 O 2
2MO 2 + 2H 2 O = 2MOH + H 2 O 2 + O 2 ^ (M = K, Rb, Cs)
Alte substanțe, dimpotrivă, sunt rezistente la apă, printre care SF 6, NF 3, CF 4, CS 2, AlN, Si 3 N 4, SiC, Li 4 Si, Mg 2 Si și Ca 2 Si.
Exemple de sarcini pentru părțile A, B, C1. Substantele simple sunt
1) fullerenă
2. În unitățile de formulă ale produselor de reacție
Si + CF1 2 >…, Si + O 2 >…, Si + Mg >…
3. În produșii de reacție care conțin metale
Na + H 2 O >…, Ca + H 2 O >…, Al + HCl (soluție) >…
valoare totală numărul de atomi ai tuturor elementelor este
4. Oxidul de calciu poate reacționa (individual) cu toate substanțele din set
1) CO2, NaOH, NO
2) HBr, S03, NH4CI
3) BaO, S03, KMgCI3
4) O2, Al203, NH3
5. Va avea loc o reacție între oxidul de sulf (IV) și
6. Sarea МAlO 2 se formează în timpul fuziunii
2) Al203 şi KOH
3) Al și Ca (OH) 2
4) Al2O3 şi Fe2O3
7. În ecuație moleculară reactii
ZnO + HNO 3 > Zn(NO 3) 2 +...
suma coeficienților este
8. Produșii reacției N 2 O 5 + NaOH > ... sunt
1) Na20, HNO3
3) NaN03, H20
4) NaN02, N2, H20
9. Un set de baze este
1) NaOH, LiOH, ClOH
2) NaOH, Ba (OH) 2, Cu (OH) 2
3) Ca (OH) 2, KOH, BrOH
4) Mg (OH) 2, Be (OH) 2, NO (OH)
10. Hidroxidul de potasiu reacţionează în soluţie (separat) cu substanţele setului
4) S03, FeCI3
11–12. Reziduul corespunzător acidului numit
11. sulfuric
12. Azot
are formula
13. Din acizi clorhidric și sulfuric diluați nu evidențiază gaz numai metal
14. hidroxid amfoter- aceasta este
15-16. După formulele date ale hidroxizilor
15. H3P04, Pb(OH)2
16. Cr(OH)3, HNO3
se derivă formula pentru sare medie
1) Pb 3 (PO 4) 2
17. După trecerea excesului de H 2 S printr-o soluție de hidroxid de bariu, soluția finală va conține sare
18. Reacții posibile:
1) CaSO 3 + H 2 SO 4 >...
2) Ca(NO 3) 2 + HNO 3 >...
3) NaHCOg + K 2 SO 4 >...
4) Al(HSO 4) 3 + NaOH >...
19. În ecuația reacției (CaOH) 2 CO 3 (t) + H 3 PO 4 > CaHPO 4 v + ...
suma coeficienților este
20. Stabiliți o corespondență între formula substanței și grupul căruia îi aparține.
21. Stabiliți o corespondență între materiile prime și produșii de reacție.
22. În schema transformărilor
substanțele A și B sunt indicate în set
1) NaN03, H20
4) HN03, H20
23. Faceți ecuații ale reacțiilor posibile conform schemei
FeS > H2S + PbS > PbSO4 > Pb(HSO4)2
24. Faceți ecuații pentru patru reacții posibile între substanțe:
1) Acid azotic(conc.)
2) carbon (grafit sau cocs)
3) oxid de calciu
