Класи неорганічних сполук

Предметом вивчення хімії є хімічні елементи. За хімічними властивостями розрізняють елементи з металічними та неметалічними властивостями.

З 110 елементів Періодичної системи більш 80 мають металічні властивості. Хімічні властивості металічних елементів зумовлені здатністю їх атомів віддавати електрони і перетворюватись у катіони, тобто проявляти відновлюючи властивості: Me – nē → Меⁿ⁺ . До металів належать всі елементи побічних або В груп Періодичної системи, елементи ІА (крім Гідрогену), ІІА груп, лантаноїди, актіноїди. З елементів ІІІА-VІІІА груп, ті, які розміщуються нижче діагоналі, проведеної крізь В-Sі-Аs-Те-Аt, належать до металів, останні - до неметалів. Наприклад, до металічних елементів належать Літій, Калій, Кальцій, Ферум, Купрум, Неодим. Елементи, які розміщені поблизу вказаної межі, проявляють властивості одночасно металів і неметалів. Це, наприклад, Бор, Арсен, Станум, Плюмбум. Проявляючи різний ступінь окиснення, елементи можуть мати різні властивості (Ферум, Манган, Хром та інші.).

До елементів-неметалів відносяться Гідроген, Нітроген, Оксиген, Галогени (F, Cl, Br, I), інертні гази (He, Ar, Ne та ін.), Сульфур, Фосфор. Для більшості з них характерною особливістю є здатність приймати електрони і утворювати аніони: S° + 2e ® S^2–, тобто проявляти окиснювальні властивості. Іноді вони можуть виявляти і відновні властивості. Більшість інертних газів не утворюють іони.

В зв’язку з новою українською номенклатурою багато елементів змінило свої назви. В таблиці 1 наведені нові назви деяких елементів і простих речовин, які вони утворюють.

Прості сполуки металів, або просто метали відрізняються від неметалів своїми фізичними, хімічними та механічними властивостями. Для металів характерні високі електро - і теплопровідність, металевий блиск, твердість, ковкість, здатність до пластичної деформації і т.п. Всі метали, крім ртуті за звичайними умовами є твердими речовинами.

Серед простих сполук неметалів є гази (H₂, N₂, O₂, Cl₂, F₂), рідини (Br₂), тверді речовини (S, P, Si). Більшість з них є диелектриками (але графіт, силіцій проводять електричний струм), не мають металевого блиску, мають невелику твердість і є крихкими.

Класифікація неорганічних сполук має велике значення для успішного вивчення хімії. Вона складена за класифікацією елементів згідно з Періодичним законом Д.І. Менделєєва і враховує властивості утворених ними сполук. Хімічні властивості елементів проявляються в хімічних реакціях.

Таблиця 1. Стандартизовані назви елементів і простих речовин

Важливими класами неорганічних сполук є оксиди, основи, кислоти і солі. Генетичний зв’язок між класами неорганічних сполук такий:

Неметали Метали

Кислотні оксиди Основні оксиди

Амфотерні гідроксиди

Кислоти Основи

Солі

Оксиди

Оксидами називаються сполуки елементів з Оксигеном. Наприклад: Na₂О –натрій оксид, Al₂О₃ – алюміній оксид, ZnO – цинк оксид. Якщо елемент утврює декілька оксидів, то після назви вказується його ступінь окиснення: FeO ферум (ІІ) оксид, Fe₂О₃ – ферум (ІІІ) оксид, Cl₂О₇ – хлор (VІІ) оксид.

Оксиди поділяються на солеутворюючі і несолеутворюючі (СО, NО, N₂О). Перші поділяються на основні, кислотні і амфотерні.

Основними називаються оксиди, що утворюють солі при взаємодії з кислотами або кислотними оксидами. Їм відповідають основи: СаО – Са(ОН)₂, FеО – Fе(ОН)₂, K₂О – KОН. Основними можуть бути тільки оксиди металів.

Кислотними називаються оксиди, що утворюють солі взаємодією з основами або основними оксидами. Їм відповідають кислоти SО₂ – Н₂SО₃, Р₂О₅ – Н₃РО₄, N₂О₅ – НNО₃. Ці оксиди називаються ангідридами кислот. Кислотні оксиди утворюються неметалами і деякими металами у вищих ступенях окиснення. Наприклад: манган (VІІ) оксиду Мn₂О₇ відповідає перманганатна (VІІ) кислота НМnО₄, хром (VI) оксиду СrО₃ – хроматна (VІ) кислота Н₂СrО₄.

Амфотерними називаються оксиди, що утворюють солі як з кислотами, так і з основами, наприклад: ZnО; Аl₂О₃; РbО; Сr₂О₃.

Властивості оксидів пов’язані з положенням елементів у Періодичній системі. Так, властивості оксидів елементів ІІІ періоду (Na₂O, MgO, Al₂O₃, SіO₂, Р₂О₅, SO₃, Сl₂O₇) змінюються зі збільшенням порядкового номера елемента від основних (Na₂O, MgO) через амфотерні (Al₂O₃) до кислотних (SіO₂, Р₂О₅, SO₃, Сl₂O₇).

Ступінь окиснення елементів також впливає на властивості їх оксидів: оксиди елементів нижчого ступеню окиснення проявляють основні властивості, середнього – амфотерні, вищого – кислотні. Наприклад: CrO – основний оксид, Cr₂O₃ – амфотерний, CrО₃ – кислотний.

Одержання оксидів

І. Окиснення простих речовин:

С + О₂ → СО₂; 2Мg + О₂ → МgО.

2. Горіння складних речовин:

СН₄ +2О₂ → СО₂­ + 2Н₂О.

3. Розклад солей:

СаСО₃ → СаО + СО₂­; 2Рb(NО₃)₂ → 2РbО + 4NО₂­ + О₂­.

4. Розклад основ:

Mg(OH)₂ → MgО + H₂O; Hg(OH)₂ → HgО + H₂O

5. Розклад кислот:

4НNО₃ → 4NО₂ + 2Н₂О + О₂­; 2Н₃ВО₃ → В₂О₃ + 3Н₂О.

Хімічні властивості оксидів

І. Основні оксиди взаємодіють з кислотами з утворенням солі і води:

FeO + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂O.

2. Кислотні оксиди взаємодіють з основами з утворенням солі і води:

SO₃ + 2NaOH → Na₂SO₄ + H₂O.

3. При взаємодії кислотних і основних оксидів утворюється сіль:

СаО + СО₂ → СаСО₃.

4. Більшість кислотних оксидів і оксиди лужних і лужно-земельних металів взаємодіють з водою:

SO₃ + H₂O → H₂SO₄; Na₂O + H₂O → 2NaOH.

5. Амфотерні окисди реагують з кислотами і основами:

ZnO + HCl → ZnCl₂ + H₂O;

ZnO + 2NaOH → Na₂ZnO₂ + H₂O.