Основные классы неорганических соединений: их свойства, получение, номенклатура

Харьковская Медицинская  Академия Последипломного Образования

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Доклад

на тему: «Основные классы неорганических соединений: их свойства, получение, номенклатура» 
 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подготовила:

Студентка II курса

Группы М-12

Еременко Анастасия

 

 

План 

      1.Классификация неорганических веществ

1.1 Основания 
1.2 Оксиды 
1.3 Кислоты 
1.4 Соли

     2. Номенклатура неорганических соединений

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.КЛАССИФИКАЦИЯ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ 

 

Простые вещества. Молекулы состоят из атомов одного вида (атомов одного элемента). В химических реакциях не могут разлагаться с образованием других веществ. 

 

Сложные вещества (или химические соединения). Молекулы состоят из атомов разного вида (атомов различных химических элементов). В химических реакциях разлагаются с образованием нескольких других веществ.  

 

Неорганические  вещества
Простые	Металлы
	Неметаллы
Сложные	Оксиды
	Основания
	Кислоты
	Соли

 

 

Резкой границы между  металлами и неметаллами нет, т.к. есть простые вещества, проявляющие  двойственные свойства.

 

 

 

 

1.1 ОСНОВАНИЯ 

 

Основания - сложные вещества, в которых атомы металлов соединены с одной или несколькими гидроксильными группами (с точки зрения теории электролитической диссоциации, основания - сложные вещества, при диссоциации которых в водном растворе образуются катионы металла (или NH₄⁺) и гидроксид - анионы OH^-). 

 

Классификация. Растворимые в воде (щёлочи) и нерастворимые. Амфотерные основания проявляют также свойства слабых кислот.  

 

Получение 

 

1.      Реакции активных металлов ( щелочных и щелочноземельных металлов) с водой: 

 

2Na + 2H₂O => 2NaOH + H₂

Ca + 2H₂O => Ca(OH)₂ + H₂  

 

2.      Взаимодействие оксидов активных металлов с водой: 

 

BaO + H₂O => Ba(OH)₂ 

 

3.      Электролиз водных растворов солей 

 

2NaCl + 2H₂O => 2NaOH + H₂ + Cl₂ 

 

Химические свойства  

 

Щёлочи	Нерастворимые основания
1.      Действие на индикаторы.
лакмус - синий метилоранж - жёлтый фенолфталеин - малиновый	––
2.      Взаимодействие с кислотными оксидами.
2KOH + CO2 => K2CO3 + H2O KOH + CO2 => KHCO3	––
3.      Взаимодействие с кислотами (реакция нейтрализации)
NaOH + HNO3 => NaNO3 + H2O	Cu(OH)2 + 2HCl => CuCl2 + 2H2O
4.      Обменная реакция с солями
Ba(OH)2 + K2SO4 => 2KOH + BaSO4¯ 3KOH+Fe(NO3)3 => Fe(OH)3¯ + 3KNO3	––
5.      Термический распад.
––	Cu(OH)2  –t°=>  CuO + H2O

 

1.2 ОКСИДЫ 

Оксиды - это сложные вещества, состоящие из двух элементов, один из которых кислород.  

 

ОКСИДЫ
Несолеобразующие	CO, N2O, NO
Солеобразующие	Основные  -это оксиды металлов, в которых последние проявляют небольшую степень окисления +1, +2  Na2O; MgO; CuO
	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  SO2; SO3; P2O5; Mn2O7; CrO3

 

Получение: 

 

1.      Взаимодействие простых и сложных веществ с кислородом: 

 

2Mg + O₂ => 2MgO

4P + 5O₂ => 2P₂O₅

S + O₂ => SO₂

2CO + O₂ => 2CO₂

2CuS + 3O₂ => 2CuO + 2SO₂

CH₄ + 2O₂ => CO₂ + 2H₂O

4NH₃  + 5O₂  –^кат.=>  4NO + 6H₂O 

 

2.      Разложение некоторых кислородсодержащих веществ (оснований, кислот, солей) при нагревании: 

 

Cu(OH)₂  –^t°=>  CuO + H₂O

(CuOH)₂CO₃  –^t°=>  2CuO + CO₂ + H₂O

2Pb(NO₃)₂  –^t°=>  2PbO + 4NO₂ + O₂

2HMnO₄  –^{t°;H2SO4(конц.)}=>  Mn₂O₇ + H₂O 

 

Химические свойства  

 

Основные оксиды	Кислотные оксиды
1.      Взаимодействие с водой
Образуется основание: Na2O + H2O => 2NaOH CaO + H2O => Ca(OH)2	Образуется кислота: SO3 + H2O => H2SO4 P2O5 + 3H2O => 2H3PO4
2.      Взаимодействие с кислотой или основанием:
При реакции с кислотой образуется соль и вода MgO + H2SO4   –t°=>  MgSO4 + H2O CuO + 2HCl  –t°=>  CuCl2 + H2O	При реакции с основанием образуется соль и вода CO2 + Ba(OH)2 => BaCO3 + H2O SO2 + 2NaOH => Na2SO3 + H2O
Амфотерные оксиды взаимодействуют
с кислотами как основные: ZnO + H2SO4 => ZnSO4 + H2O	с основаниями как кислотные: ZnO + 2NaOH => Na2ZnO2 + H2O (ZnO + 2NaOH + H2O => Na2[Zn(OH)4])
3.      Взаимодействие основных и кислотных оксидов между собой приводит к солям.
Na2O + CO2 => Na2CO3
4.      Восстановление до простых веществ:
3CuO + 2NH3 => 3Cu + N2 + 3H2O P2O5 + 5C => 2P + 5CO

 

1.3 КИСЛОТЫ 

 

Кислоты - сложные вещества, состоящие из атомов водорода и кислотного остатка. (С точки зрения теории электролитической диссоциации: кислоты - электролиты, которые при диссоциации в качестве катионов образуют только H⁺). 

 

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	двухосновная	сульфид
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

 

 

Получение 

 

1.      Взаимодействие кислотного оксида с водой (для кислородсодержащих кислот): 

 

SO₃ + H₂O => H₂SO₄

P₂O₅ + 3H₂O => 2H₃PO₄  

 

2.      Взаимодействие водорода с неметаллом и последующим растворением полученного продукта в воде (для бескислородных кислот): 

 

H₂ + Cl₂ => 2HCl

H₂ + S => H₂S 

 

3.      Реакциями обмена соли с кислотой  

 

Ba(NO₃)₂ + H₂SO₄ => BaSO₄¯ + 2HNO₃ 

 

в том числе, вытеснение слабых, летучих или малорастворимых  кислот из солей более сильными кислотами:  

 

Na₂SiO₃ + 2HCl => H₂SiO₃¯ + 2NaCl

2NaCl(тв.) + H₂SO₄(конц.)  –^t°=>  Na₂SO₄ + 2HCl 

 

Химические свойства  

 

1.      Действие на индикаторы. 

 

лакмус - красный

метилоранж - розовый 

 

2.      Взаимодействие с основаниями (реакция нейтрализации): 

 

H₂SO₄ + 2KOH => K₂SO₄ + 2H₂O

2HNO₃ + Ca(OH)₂ => Ca(NO₃)₂ + 2H₂O 

 

3.      Взаимодействие с основными оксидами: 

 

CuO + 2HNO₃  –^t°=>  Cu(NO₃)₂ + H₂O 

 

4.      Взаимодействие с металлами:  

 

Zn + 2HCl => ZnCl₂ + H₂

2Al + 6HCl => 2AlCl₃ + 3H₂

(металлы, стоящие в  ряду напряжений до водорода, кислоты-неокислители). 

 

5.      Взаимодействие с солями (реакции обмена), при которых выделяется газ или образуется осадок: 

 

H₂SO₄ + BaCl₂ => BaSO₄¯ +2HCl

2HCl + K₂CO₃ => 2KCl + H₂O + CO₂ 

 

 

 

1.4 СОЛИ 

 

Соли - сложные вещества, которые состоят из атомов металла и кислотных остатков. Это наиболее многочисленный класс неорганических соединений. 

 

 

 

СОЛИ
	Средние
	Кислые
	Основные
	Двойные
	Смешанные
	Комплексные

 

 

Средние. При диссоциации дают только катионы металла (или NH₄⁺) 

 

Na₂SO₄ « 2Na⁺ +SO₄^2-

CaCl₂ « Ca²⁺ + 2Cl^- 

 

Кислые. При диссоциации дают катионы металла (NH₄⁺), ионы водорода и анионы кислотного остатка. 

 

NaHCO₃ « Na⁺ + HCO₃^- « Na⁺ + H⁺ + CO₃^2- 

 

Продукты неполного замещения  атомов водорода многоосновной кислоты  на атомы металла.

Основные. При диссоциации дают катионы металла, анионы гидроксила и кислотного остатка. 

 

Zn(OH)Cl « [Zn(OH)]⁺ + Cl^- « Zn²⁺ + OH^- + Cl^- 

 

Продукты неполного замещения  групп OH соответствующего основания на кислотные остатки. 

 

Двойные. При диссоциации дают два катиона и один анион. 

 

KAl(SO₄)₂ « K⁺ + Al³⁺ + 2SO₄^2- 

 

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]^- 

2. Номенклатура неорганических соединений

Систематическое название неорганического соединения читается справа налево по изображенной формуле, записанной по определенным правилам, согласно которым на первое место всегда ставится электроположительная, а на второе – электроотрицательная составляющая.

В бинарных соединениях неметаллов на первое место ставится тот элемент, символ которого стоит раньше в следующем ряду: 

Rn, Xe, Kr, B, Si, C, Sb, As, P, N, H, Te, Se, S, At, I, Br, Cl, O, F;

например, XeF₄, NH₃, H₂O, Cl₂O, OF₂, IF₇, SO₂, NO, B₂O₃.

В соединениях металлов друг с другом (интерметаллидах) символы элементов указываются в порядке роста электроотрицательности: FeNi₃, MgZn, Al₄Cu₉.

Количество одинаковых атомов или атомных групп в формуле указывается арабскими цифрами в виде правого нижнего индекса в круглых, квадратных или фигурных ^*) скобках; нормальный порядок для скобок – {[( )]}: 

Cr2(SO4)3, Ca3(PO4)2, La2(C2O4)3, [Cr(H2O)6]Cl3.

В кристаллогидратах число молекул воды указывается арабскими цифрами: 

La2(C2O4)3∙10H2O, Na2SO4∙10H2O, CuSO4∙5H2O.

Фигурные скобки обычно используются в формулах координационных соединений, поскольку комплексный ион или нейтральное координационное соединение непременно заключается в квадратные скобки; рекомендуемый порядок скобок [( )], [{( )}], [{[( )]}], например, 

[Co(NH3)6]Cl3, [Zn{NH2–CH2CH(NH2)CH2NH2}2]SO4.

 

Одноатомные катионы называют по русскому названию элемента в родительном падеже и указанием степени окисления в скобках в виде арабской (+n) или римской цифры: Au⁺ – катион золота (+I), Au³⁺ – катион золота (+III), P⁵⁺ – катион фосфора (+V).

Указание степени окисления опускают, если возможен только один катион: K⁺ – катион калия, Ba²⁺ – катион бария.

Сложные катионы, образованные присоединением протона к нейтральной молекуле, называются с прибавлением окончания «-оний» или «-ий»: H₃O⁺ – катион оксония (оксоний), NH₄⁺ – катион аммония (аммоний), C₅H₅NH⁺  – катион пиридиния (пиридиний).

Сложные катионы многозарядных ионов металлов, содержащие кислород, называются с прибавлением окончания «-ил» к корню русского названия элемента: UO₂²⁺– уранил, Mo O₂²⁺– молибденил, VO²⁺– ванадил.

Анионы, состоящие из одного атома или нескольких одинаковых атомов, называют по элементу с окончанием «-ид»: 
H^- – гидрид,  Cl^-– хлорид, O^2-– оксид, As^3-– арсенид, Sb^3- – антимонид, Si^4- – силицид, O₂^2-– пероксид, N₃^-– азид.

Некоторые многоатомные анионы имеют собственное название: OH^-– гидроксид, N₃^- – азид, CN^-– цианид, C₂^2- – ацетиленид.