Важнейшие классы и номенклатура неорганических соединений

Размещено на http://allbest.ru

Важнейшие классы и номенклатура неорганических соединений

Из атомов химических элементов состоят простые и сложные вещества (рисунок 1).

Размещено на http://allbest.ru

Рисунок 1 -- Классификация веществ

По способности проводить ток в водных растворах или расплавах вещества делят на электролиты и неэлектролиты.

Неэлектролиты -- вещества, растворы или расплавы которых не проводят электрический ток. Это вещества с ковалентными неполярными или малополярными связями.

К ним относят, например: кислород, водород, большинство органических веществ -- сахароза, глицерин, спирт, бензол и другие.

Электролиты -- вещества, растворы или расплавы которых проводят электрический ток. Это соединения с ионными или ковалентными полярными связями. К ним относят: соли, кислоты, основания.

Для объяснения электропроводности растворов и расплавов электролитов в 1887 г. С. Аррениусом была создана теория электролитической диссоциации (ТЭД).

Классификация неорганических соединений с позиции теории электролитической диссоциации

1. Кислоты -- это электролиты, при диссоциации которых в качестве катионов образуются только ионы водорода.

Основность кислоты определяется числом катионов водорода, которые образуются при диссоциации этой кислоты:

HCl -- одноосновная,

H₂SO₄ -- двухосновная,

Н₃РО₄ -- трехосновная кислота.

Сильные кислоты диссоциируют необратимо и в одну ступень, слабые кислоты -- ступенчато и обратимо.

Диссоциация сильных кислот:

HCl H⁺ + Cl?HNO₃ H⁺ + NO₃?

HBr H⁺ + Br?HClO₄ H⁺ + ClO₄?

HI H⁺ + I?H₂SO₄ 2H⁺ + SO₄²?

Диссоциация слабых кислот: Водный раствор сероводорода называется сероводородной кислотой. Эта кислота является слабой двухосновной, ее диссоциация протекает в две ступени:

H₂S -H⁺ + HS?

HS? - H⁺ + S²?

В водном растворе угольная кислота диссоциируют в две ступени:

H₂СО₃ - H⁺ + HСО₃?

HСО₃? - H⁺ + СО₃²?

Диссоциация слабой трехосновной фосфорной кислоты протекает в три ступени:

Н₃РО₄ - H⁺ + H₂РО₄?

H₂РО₄? - H⁺ + HРО₄²?

HРО₄²? - H⁺ + РО₄³?

2. Основания -- это электролиты, при диссоциации которых в качестве анионов образуются только гидроксид-ионы.

Кислотность основания определяется числом гидроксогрупп, которые образуются при диссоциации этого основания:

КОН -- однокислотное основание;

Ва(ОН)₂ -- двукислотное;

Al(OH)₃ -- трехкислотное.

Сильные основания диссоциируют в одну ступень и необратимо, слабые -- ступенчато и обратимо.

Диссоциация сильных оснований:

KOH К⁺ + ОН?Сa(OH)₂ Сa²⁺ + 2ОН?

NaOH Na⁺ + ОН?Ba(OH)₂ Ba²⁺ + 2ОН?

Диссоциация слабых оснований:

NH₄OH - NH₄⁺ + OH?Cu(OH)₂ - CuOH⁺ + OH?

CuOH⁺ - Cu²⁺ + OH?

3. Амфотерные гидроксиды -- это слабые электролиты, которые при диссоциации образуют одновременно катионы водорода и гидроксид-анионы, то есть диссоциируют по типу кислоты и основания одновременно.

Диссоциация амфотерных оснований:

по типу основанияпо типу кислоты

Zn(OH)₂ - ZnOH⁺ + OH?Zn(OH)₂ - НZnO₂? + H⁺

ZnOH⁺ - Zn²⁺ + OH?НZnO₂? - ZnО₂²? + H⁺

4. Различают несколько типов солей: средние, кислые и основные.

? Средние соли -- это электролиты, при диссоциации которых образуются катионы металлов и анионы кислотных остатков.

Диссоциация средних солей:

СaCl₂ Ca²⁺ + 2Cl?Fe₂(SO₄)₃ 2Fe³⁺ + 3SO₄²?

? Кислые соли -- это электролиты, при диссоциации которых образуются катионы металлов и сложные анионы (состоят из атомов водорода и кислотного остатка).

Диссоциация кислых солей:

KH₂PO₄ K⁺ + H₂PO₄?

неорганический электролитический гидроксид ионный

Сложные анионы диссоциируют далее частично и обратимо:

H₂PO₄? - Н⁺ + HPO₄²?

HPO₄²? - Н⁺ + PO₄³?

? Основные соли -- это сильные электролиты, при диссоциации которых образуются сложные катионы (состоят из атомов металлов и гидроксогрупп) и анионы кислотных остатков.

Диссоциация основных солей:

Mg(ОН)NO₃ MgОН⁺ + NO₃?

Сложные катионы диссоциируют далее частично и обратимо:

MgОН⁺ - Mg²⁺ + ОН?

Реакции ионного обмена

Поскольку молекулы электролитов в водных растворах диссоциируют на ионы, то и реакции в растворах электролитов происходят между ионами.

Реакции, протекающие между ионами, называются ионными реакциями, а уравнения этих реакций -- ионными уравнениями.

Молекулярное уравнение:

ВaCl₂ + Na₂SO₄ BaSO₄v + 2NaCl

Полное ионное уравнение:

Ba²⁺ + 2Cl? + 2Na⁺ + SO₄²? BaSO₄v + 2Na⁺ + 2Cl?

Сокращенное ионное уравнение:

Ba²⁺ + SO₄²? BaSO₄v

Сокращенное ионное уравнение показывает, что сущность рассматриваемой реакции заключается в связывании ионов Ba²⁺ и SO₄²? в осадок.

В ионных уравнениях формулы веществ могут быть записаны в виде ионов или в виде молекул.

В виде ионов записывают формулы:

? сильных кислот: HCl, HBr, HI, HClO₄, H₂SO₄ и др.;

? сильных оснований -- щелочей: NaOH, Ba(OH)₂ и др.;

? растворимых в воде солей.

В виде молекул записывают формулы:

? нерастворимых в воде солей;

? слабых кислот: HCN, HF, HNO₂, CH₃COOH, H₂CO₃, H₃PO₄ и др.;

? слабых оснований: Cu(OH)₂, Mg(OH)₂, NH₄OH и др.;

? амфотерных гидроксидов: Zn(OH)₂, Al(OH)₃ и др.;

? формулы газообразных веществ: CO₂, SO₂, H₂S, H₂, NH₃ и др.;

? формулы оксидов металлов и неметаллов: Na₂O, CaO, P₂O₅, SiO₂ и др.

Реакции ионного обмена в растворах электролитов необратимы, т.е. протекают преимущественно в одном направлении, если:

а) выпадает осадок:

NaCl + AgNO₃ AgClv + NaNO₃

Na⁺ + Cl? + Ag⁺ + NO₃? AgClv + Na⁺ + NO₃?

Ag⁺ + Cl? AgClv

б) выделяется газ:

Na₂CO₃ + 2HCl 2NaCl + CO₂^ + H₂O

2Na⁺ + CO₃²? + 2H⁺ + 2Cl? 2Na⁺ + 2Cl? + CO₂^ + H₂O

2H⁺ + CO₃²? CO₂^ + H₂O

в) образуются слабые электролиты:

KOH + HNO₃ KNO₃ + H₂O

K⁺ + OH? + H⁺ + NO₃? H₂O + K⁺ + NO₃?

H⁺ + OH? H₂O

Если исходные вещества -- сильные электролиты, которые при взаимодействии не образуют малорастворимых или малодиссоциирующих веществ, то такие реакции не протекают. При смешивании их растворов образуется смесь ионов:

Размещено на Allbest.ru