- •Тема 4. Классификация и номенклатура неорганических соединений
- •4.1. Оксиды: определение, классификация и номенклатура. Общие методы получения и химические свойства оксидов
- •Общие методы получения оксидов
- •4.2. Основания: определение, классификация и номенклатура. Общие методы получения и химические свойства оснований. Щелочи
- •Общие методы получения оснований
- •Кислоты: определение, классификация и номенклатура. Общие методы получения и химические свойства кислот
- •Общие методы получения кислот
- •Соли: определение, классификация и номенклатура. Общие методы получения и химические свойства солей
- •Общие методы получения солей
Тема 4. Классификация и номенклатура неорганических соединений
Классификация неорганических соединений проводится по ряду признаков, среди которых в первую очередь необходимо выделить, число элементов, образующих вещество, например:
гомоядерные соединения (простые вещества), например, Не, Н2, О3, P4, S8;
гетероядерные соединения (сложные вещества), например, Н2О, Н2SО4:
бинарные соединения, например, Н2О;
тройные соединения, например, Н2SО4;
четверные соединения, например, (NH4)3PO4.
По кислотно-основным свойствам неорганические соединения подразделяют на кислоты, основания и соли.
Часто при классификации используют несколько принципов одновременно. Так обычно неоганические соединения разделяют на следующие основные классы: оксиды, гидроксиды, кислоты и соли. Особым классом неорганических соединений составляют координационные (комплексные) соединения, знакомству с которыми посвящена следующий раздел данного пособия.
4.1. Оксиды: определение, классификация и номенклатура. Общие методы получения и химические свойства оксидов
Оксиды - это соединения, состоящие из двух элементов, один из которых кислород в степени окисления -2. Существует ряд бинарных соединений кислорода в других степенях окисления, не относящихся к оксидам: пероксиды - ; надпероксиды -; фториды кислорода -и.
Классификацию оксидов обычно проводят по способности к образованию солей:
1. Несолеобразующие оксиды - CO, SiO, N2O, NO.
2. Солеобразующие оксиды:
кислотные оксиды, образующие соли при взаимодействии с основаниями, т.е., выполняющие роль кислоты, например:
SO2 + 2NaOH = Na2SO3 + H2O
основные оксиды, образующие соли при взаимодействии с кислотами, т.е., выполняющие роль основания, например:
MgO + H2SO4 = MgSO4 + H2O
амфотерные оксиды, образующие соли при взаимодействии как с кислотами, так и основаниями, например:
ZnO + 2HCl = ZnCl2 + H2O;
ZnO + 2NaOH + H2O = Na2[Zn(OH)4]
Типичными амфотерными оксидами являются ZnO, BeO, Al2O3, Cr2O3.
По правилам IUPAC названия оксидов строятся следующим образом - оксид элемента (степень окисления римской цифрой). Примеры: Fе2O3 - оксид железа(III); CrO3 - оксид хрома(VI); Nb2O5 - оксид ниобия(V). Для элементов с постоянной валентностью степень окисления обычно не указывают, например, Na2O - оксид натрия.
Общие методы получения оксидов
1. Окисление простых и сложных веществ, например:
S + O2 SO2;
2CH3-S-CH3 + 9O2 4CO2 + 2SO2 + 6H2O
2. Разложение кислот с образованием кислотного оксида, например:
H2SiO3 SiO2 + H2O
Оксид, который может быть получен отщеплением воды от кислоты, часто называют ее ангидридом. Так, оксид кремния - ангидрид кремниевой кислоты, оксид фосфора(V) - ангидрид фосфорной кислоты.
3. Разложение основания идет с образованием основного оксида, например:
Cu(OH)2 CuO + H2O
4. Разложение солей позволяет получить как основной, так и кислотный оксид:
CaCO3 СaO + CO2
Общие химические свойства оксидов. Обычно оксиды термически весьма устойчивы, но некоторые из них разлагаются на простые вещества уже при незначительном нагревании, например:
2HgO 2Hg + O2
Оксиды реагируют при нагревании с восстановителями, например, с водородом, восстанавливаясь при этом до простых веществ или оксидов в более низкой степени окисления:
FeO + H2 Fe + H2O;
N2O + H2 N2 + H2O
Оксиды, содержащие элементы в промежуточной степени окисления, могут повышать ее при взаимодействии с кислородом, галогенами или серой:
2CO + O2 2CO2;
h
CO + Cl2 = COCl2
Кислотные оксиды взаимодействуют с основными с образованием солей:
Na2O + SiO2 Na2SiO3
Амфотерные оксиды реагируют как с кислотными, так и с основными оксидами.
Значительное число оксидов реагирует с водой. При этом кислотные оксиды образуют кислоты, а оксиды щелочных и щелочноземельных металлов (основные оксиды) образуют основания.
SO2 + H2O = H2SO4; CaO + H2O = Ca(OH)2
Амфотерные и несолеобразующие оксиды с водой не взаимодействуют.
Кислотные оксиды взаимодействуют с основаниями, основные оксиды - с кислотами, а амфотерные - и с кислотами и с основаниями. Продуктом реакции во всех случаях является соль. Примеры реакций рассмотрены ранее.