2. Классы неорганических веществ

Неорганические вещества можно разделить на две группы – простые и сложные.

Простые вещества образованы атомами одного химического элемента. Они включают металлы и неметаллы.

К металлам относится бόльшая часть элементов Периодической системы (см. табл П.1).

Неметаллами являются F, Cl, Br, At, O, S, Se, Te, В, N, P, As, C, Si, H, а также благородные газы.

Сложные вещества (химические соединения) образованы атомами разных элементов. В соответствии с составом и свойствами можно выделить следующие классы неорганических соединений: оксиды, гидроксиды, соли.

2.1. Оксиды

Оксиды – сложные вещества, состоящие из какого-либо элемента и кислорода: Э_mО_n. Степень окисления кислорода в оксидах равна –2.

Различают оксиды:

• солеобразующие (СuO, Al₂O₃, SO₂, N₂O₅ и др.);

• несолеобразующие, или безразличные (CO, NO, N₂O). Несолеобразующие оксиды не взаимодействуют с другими оксидами, водой и не образуют солей.

Солеобразующие оксиды, в свою очередь, подразделяют на основные, кислотные и амфотерные:

• основные оксиды образуют металлы в низких степенях окисления +1, +2; например, MnO, CaO, K₂O;

• кислотные – оксиды неметаллов (например, CO₂, Cl₂O₇) и металлов в высоких степенях окисления +5, +6, +7, например, V₂O₅, СrO₃, Mn₂O₇;

• амфотерные – оксиды некоторых металлов в степенях окисления:

• +2 – BeO, ZnO, SnO, PbO и др.;

• +3 – Al₂O₃, Ga₂O₃, Cr₂O₃, Fe₂O₃ и др.;

• +4 – SnO₂, PbO₂, MnO₂ и др.

Эти оксиды проявляют и основные и кислотные свойства.

Основные оксиды

Способы получения:

• окисление металлов кислородом –

2 Mg + O₂ = 2 MgO

2 Cu + O₂ = 2 CuO

• окислительный обжиг солей –

2 CuS + 3 O₂ = 2 CuO + 2 SO₂

4 FeS₂ + 11 O₂ = 2 Fe₂O₃ + 8 SO₂

• термическое разложение нерастворимых гидроксидов –

Cu(OH)₂ = CuO + H₂O

• термическое разложение солей кислородсодержащих кислот (нитратов, карбонатов и др.) –

BaCO₃ = BaO + CO₂

2 Pb(NO₃)₂ = 2 PbO + 4 NO₂ + O₂

• окисление или восстановление других оксидов:

4 CrO + O₂ = 2 Cr₂O₃

Fe₂O₃ + H₂ = 2 FeO + H₂O

Основные оксиды реагируют:

• с кислотными и амфотерными оксидами –

BaO + СO₂ = BaСO₃

K₂O + Al₂O₃ = 2 KAlO₂

• с кислотами –

СuO + 2 HCl = CuCl₂ + H₂O

• с водой (оксиды щелочных и щелочно-земельных металлов) с образованием щелочей –

K₂O + H₂O = 2 KOH

CaO + H₂O = Ca(OH)₂.

Кислотные оксиды

Кислотные оксиды могут быть получены методами, аналогичными методам получения основных оксидов:

• окисление простых веществ –

4 P + 5 O₂ = 2 P₂O₅

• разложение при нагревании или окисление сложных соединений, в том числе других оксидов –

СaCO₃ = СaO + CO₂

2 H₂S + 3 O₂ = 2 H₂O + 2 SO₂

2 NO + O₂ = 2 NO₂

• взаимодействие солей с более сильными кислотами –

2 KMnO₄ + H₂SO₄ = Mn₂O₇ + K₂SO₄ + H₂O

Кислотные оксиды взаимодействуют:

• с основными и амфотерными оксидами –

SO₂ + BaO = BaSO₃

P₂O₅ + Al₂O₃ = 2 AlPO₄

• с основаниями и амфотерными гидроксидами –

CO₂ + Ca(OH)₂ = CaCO₃ + H₂O

SO₃ + Zn(OH)₂ = ZnSO₄ + H₂O

• с водой с образованием кислот (кроме SiO₂) –

SO₃ + H₂O = H₂SO₄

P₂O₅ + 3 H₂O = 2 H₃PO₄.