12. Классификация неорганических веществ. Сложные вопросы

Классификация солей

В зависимости от состава и химических свойств неорганические вещества делят на классы (рис. 1). Классификация веществ значительно облегчает процесс их изучения. Зная свойства класса, можно предсказать свойства каждого представителя данного класса.

В зависимости от состава соли делят на несколько групп: средние, кислые и основные (есть и другие группы солей, которые изучают в старших классах).

Средние соли – сложные вещества, состоящие из металла и кислотного остатка. Например, сульфат кальция CaSO_4, хлорид алюминия AlCl_3, нитрат меди (II) Cu(NO_3)_2.

В составе кислых солей присутствуют атомы водорода, как и в составе кислот. Атом водорода, входящий в состав кислых солей, обозначается приставкой «гидро-» в названии соли. Например, NaHCO_3 – гидрокарбонат натрия (кстати, это вещество еще называют питьевой содой).

В состав основных солей входят гидроксильные группы. Например, Cu(OH)Cl – основная соль. К названиям основных солей прибавляется приставка «гидрокси-». Cu(OH)Cl – гидроксихлорид меди (II).

Любую соль можно рассматривать как продукт взаимодействия между кислотой и основанием. Если все атомы водорода соответствующей кислоты заместятся на атомы металлов из основания, то получится средняя соль. Например:

Если кислота будет взята в избытке и не все атомы водорода в ней заместятся на атомы металла, то образуется кислая соль:

Основные соли образуются при неполном замещении гидроксогрупп оснований на кислотные остатки. Например:

Виды оксидов

Существуют оксиды, которым не соответствуют ни основания, ни кислоты. Они не образуют солей при взаимодействии с кислотами и щелочами, поэтому такие оксиды называют несолеобразующими или безразличными. Примеры несолеобразующих оксидов: СО, N_2O, NO, H_2O.

Большинство оксидов относится к группе солеобразующих. Их делят, как правило, на кислотные и основные. Основные оксиды содержат атомы металлов в валентности I, II, реже III, этим оксидам соответствуют основания. Кислотные оксиды – это оксиды неметаллов или металлов в валентности больше IV, этим оксидам соответствуют кислоты.

Основные оксиды взаимодействуют с кислотами с образованием солей:

CaO + 2HCl = CaCl_2 + H_2O

Кислотные оксиды реагируют с основаниями с образованием солей:

SO_2 + 2KOH = K_2SO_3 + H_2O

Поэтому кислотные и основные оксиды называют солеобразующими.

Виды бинарных веществ

Существуют неорганические вещества, которые нельзя отнести ни к одному из приведенных в схеме на рис. 1 классов. Приведем примеры.

Нашатырный спирт, использующийся в медицинских целях, – это раствор в воде газа с резким запахом – аммиака. Химическая формула аммиака – NH_3. По составу данное вещество больше могло бы соответствовать классу кислот. Однако, водный раствор аммиака окрашивает лакмус в синий цвет, а растворы кислот меняют цвет лакмуса на розовый. Значит, аммиак нельзя отнести ни к одному из перечисленных классов.

Еще одно вещество из домашней аптечки – перекись водорода, или, по-научному, – пероксид водорода. Химическая формула данного вещества – H_2O_2, его структурная формула – Н\\!-\\!О\\!-\\!О\\!-\\!Н. Как видим, валентность кислорода всегда равна II, а валентность водорода – I. В молекуле пероксида водорода атомы кислорода соединены друг с другом и образуют так называемый «кислородный мостик». Такой «мостик» характерен для отдельной группы веществ – пероксидов, в оксидах он не может присутствовать.

Карбидам, нитридам, силицидам тоже нет места в приведенной классификации. Все эти вещества просто относят к группе бинарных веществ. Примеры бинарных веществ:

СаС_2 – карбид кальция

Li_3N – нитрид лития

Mg_2Si – силицид магния

Металлы и неметаллы одновременно

К металлам или неметаллам относится простое вещество олово Sn? Чтобы ответить на этот вопрос, нужно знать, о каком олове идет речь.

Белое олово – серебристо-белый, очень мягкий металл. Используется в пайке, для лужения железа и изготовления сплавов. При низкой температуре белое олово превращается в серый порошок, утрачивая свои металлические свойства. Переход белого олова в серое называют «оловянной чумой» (рис. 2). Эта «болезнь» металла послужила причиной гибели в 1912 году экспедиции Роберта Скотта к Южному полюсу. Керосин путешественники хранили в сосудах, запаянных оловом, которое при низкой температуре рассыпалось в порошок.

Судя по положению в периодической системе элементов, олово находится примерно на границе «металлы – неметаллы» и действительно обладает двойственными свойствами. Белое олово по физическим свойствам – металл, а другая модификация – серое олово – неметалл.

Список литературы

1. Оржековский П. А. Химия: 8-й класс: учеб для общеобр. учрежд. / П. А. Оржековский, Л. М. Мещерякова, М. М. Шалашова. – М.: Астрель, 2013. (§36)

2. Рудзитис Г. Е. Химия: неорган. химия. Орган. химия: учеб. для 9 кл. / Г. Е. Рудзитис, Ф. Г. Фельдман. – М.: Просвещение, ОАО «Московские учебники», 2009. (§33)

3. Хомченко И. Д. Сборник задач и упражнений по химии для средней школы. – М.: РИА «Новая волна»: Издатель Умеренков, 2008. (с. 27-31)

4. Энциклопедия для детей. Том 17. Химия / Глав. ред. В. А. Володин, вед. науч. ред. И. Леенсон. – М.: Аванта+, 2003.

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

1. Новосибирский государственный университет. Факультет естественных наук НГУ

2. Интернет-портал «psciences.net»

Домашнее задание

1. с. 201 №№ 3-5 из учебника П. А. Оржековского «Химия: 8-й класс» / П. А. Оржековский, Л. М. Мещерякова, М. М. Шалашова. – М.: Астрель, 2013.

2. Какие из перечисленных веществ относятся к классу солей: а) гидрокарбонат натрия; б) гидроксид бария; в) оксид натрия; г) гидроксихлорид магния; д) сульфид железа(II); е) гидрид кальция? Выпишите их названия и составьте химические формулы.