Гідроксиди

Оксиди.

ЛЕКЦІЯ І. СИСТЕМАТИКА ОСНОВНИХ НЕОРГАНІЧНИХ СПОЛУК.

План:

1. Оксиди. Способи утворення, хімічні властивості.

2. Гідроксиди (Кислоти, основи).

3. Солі.

4. Номенклатура неорганічних сполук.

До основних класів неорганічних сполук належать:

1. Оксиди.

2. Гідроксиді (основи, кислоти).

3. Солі.

Оксидами називають сполуки елемента з киснем. Оксиди поділяють на солетворні та несолетворні. Несолетворні оксиди (NO, N₂O, CO, SiO) ні за яких умов не утворюють солей.

За хімічними властивостями солетворні оксиди поділяються на:

· основні,

· кислотні,

· амфотерні.

Кислотно-основні властивості оксидів зумовлені типом хімічного зв¢язку між елементом і киснем. У випадку іонного зв¢язку в оксидах різко виражені основні властивості. Ослаблення іонного зв¢язку чи посилення ковалентного зв¢язку приводить до появи амфотерних чи кислотних властивостей. Посилення ковалентного характеру хімічного зв¢язку збігається зі збільшенням валентності елементу та з посиленням кислотного характеру сполук. Наприклад, у ряді: Na₂O, MgO, Al₂O₃, SiO₂, P₂O₅, SO₃, Cl₂O₇ властивості оксидів змінюються від основних через амфотерні до кислотних відповідно до закономірностей періодичної системи елементів Д.І. Менделєєва.

Оксиди одержують:

1) безпосередньою взаємодією елементів з киснем

2Ca + O₂ ®2CaO, 4P + 5O₂®2P₂O₅

4Al + 3O₂ ®2Al₂O₃ S + O₂ ®SO₂.

2) розкладом солей, основ, кислот

CaCO₃ ®CaO + CO₂,

Cu(OH)₂ ®CuO + H₂O,

H₂SO₃ ®SO₂ + H₂O.

3) взаємодією металів з концентрованими кислотами (окислювачами)

Cu + 2H₂SO₄ ® CuSO₄ + SO₂ +2H₂O,

Cu + 4HNO₃ ®Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O.

Основні оксиди - це сполуки металів з низьким ступенем окиснення з киснем, наприклад: Na₂O, CaO, BaO, FeO, Cu₂O. Характерною властивістю основних оксидів є здатність взаємодіяти з кислотами, кислотними оксидами з утворенням солей:

CaO + 2HCl ®CaCl₂ + H₂O,

MgO + CO₂ ®MgCO₃.

Кислотні оксиди - це сполуки неметалів (SO₂, SO₃, NO₂, N₂O₅, P₂O₅, CO₂, SiO₂) та металів з високим ступенем окиснення з киснем (Mn₂O₇, V₂O₅, CrO₃, MoO₃, WO₃). Характерна властивість кислотних оксидів - здатність взаємодіяти з лугами і основними оксидами з утворенням солей:

СO₂ + 2NaOH ®Na₂CO₃ + H₂O,

CO₂ + CaO ®CaCO_3.

Амфотерні оксиди _, наприклад, Al₂O₃, ZnO, SnO, SnO₂, PbO, PbO₂, MnO₂, мають подвійний характер. Вони взаємодіють з кислотами і кислотними оксидами, виявляючи властивості основних оксидів, та разом з тим, з основами і основними оксидами, виявляючи властивості кислотних оксидів:

ZnO + H₂SO₄ ®ZnSO₄ + H₂O,

ZnO + 2NaOH ®Na₂ZnO₂ + H₂O,

Al₂O₃ + 3H₂SO₄ ®Al₂(SO₄)₃ + 3H₂O,

Al₂O₃ + 2NaOH ®2NaAlO₂ + H₂O,

Al₂O₃ + 2NaOH + H₂O ®2Na[Al(OH)₄],

сплавлення Al₂O₃ + CaO ®Ca(AlO₂)₂.

Продукти реакції оксидів з водою називають гідроксидами. Вони, як і оксиди, бувають:

· Основні,

· Кислотні,

· Амфотерні.

Основні гідроксиди (основи) - це сполуки металів із гідроксильною групою ОН^-

Основні гідроксиди поділяються за розчинністю у воді:

а) розчинні (гідроксиди лужних і лужноземельних металів: NaOH, KOH, Ca(OH)₂, Ba(OH)₂, Sr(OH)₂, вони називаються лугами),

б) нерозчинн і (гідроксиди Fe(OH)₂, Mg(OH)₂, Cu(OH)₂, Mn(OH)₂).

Розчинні у воді гідроксиди одержують при взаємодії оксидів лужних та лужноземельних металів з водою:

CaO + H₂O ®Ca(OH)₂,

K₂O + H₂O ®2KOH.

Нерозчинні у воді гідроксиди утворюються при взаємодії солей металів з лугами:

FeSO₄ + 2NaOH ®Fe(OH)₂¯ + Na₂SO₄,

Mg(NO₃)₂ + 2KOH ®Mg(OH)₂ ¯+2KNO₃.

Основні гідроксиди, які мають у своєму складі дві та більше гідроксильних груп, при дисоціації утворюють кілька основних залишків. Наприклад, основний гідроксид Ba(OH)₂ утворює основні залишки: Ba(OH)⁺, Ba²⁺. Характерна властивість основних гідроксидів - їх здатність взаємодіяти з кислотами та кислотними оксидами:

2NaOH + SO₃ ®Na₂SO₄ + H₂O,

NaOH + SO₃ ®NaHSO₄,

Mg(OH)₂ + 2HNO₃ ®Mg(NO₃)₂ + 2H₂O.

Кислотні гідроксиди (кислоти) - сполуки, які мають у своєму складі водень, здатний заміщуватися металом з утворенням солей, та кислотний залишок. Кислоти розрізняють за основністю, яка визначається числом атомів водню, здатних заміщуватися металом. Наприклад, HNO₃ - одноосновна азотна (нітратна) кислота, H₂SO₄ - двохосновна сірчана (сульфатна) кислота, H₃PO₄ - трьохосновна фосфорна (фосфатна) кислота.

За хімічним складом кислоти поділяють на безкисневі, наприклад H₂S, HСl, HВr і кисневмісні, наприклад, HNO₃, H₂SO₄. Назви кислот утворюються від назви центрального атома з додаванням суфікса -”н[а]” та -”ев[а]” для елементів з найвищим ступенем окислення, для елементів з найнижчим ступенем окислення додається суфікс - “ист[а]” або ”евист[а]”. Так, HNO₃ - азотна кислота, HNO₂ - азотиста кислота, HMnO₄ - марганцева кислота, H₂MnO₄ - марганцевиста кислота.

Назви аніонів пероксикислот містять префікс “перокси-”, наприклад, пероксисульфат калію K₂S₂O₈. Відповідно традиції, що склалася історично, солі хлорної HClO₄ і марганцевої HMnO₄ кислот називають перхлоратами і перманганатами. Солі марганцевистої, хлорнуватої HClO₃, бромнуватої HBrO₃ та йоднуватої HIO₃ кислот називають відповідно манганатами, хлоратами, броматами і йодатами.

Кисневмісні кислоти одержують розчиненням кислотних оксидів у воді:

CO₂ + H₂O ®H₂CO₃,

SO₃ + H₂O ®H₂SO₄.

Кислоти нерозчинних у воді оксидів одержують взаємодією солі даної кислоти з більш сильними кислотами:

NaSiO₃ + 2НСl ®H₂SiO₃ + 2NaCl.

Безкисневі кислоти одержують взаємодією елементів і розчиненням отриманого продукту у воді:

H₂ + S ®H₂S,

H₂ + Cl₂ ®2HCl.

Для кислотних гідроксидів (кислот) характерні реакції взаємодії з основними гідроксидами та основними оксидами з утворенням солей. Наприклад:

H₂SO₄ + Cu(OH)₂ ®CuSO₄ + 2H₂O,

2НСl + CuO ®CuCl₂ + H₂O.

Амфотерні гідроксиди залежно від умов проявляють як властивості основних гідроксидів, реагуючи з кислотами і кислотними оксидами, так і властивості кислотних гідроксидів, реагуючи з основними оксидами та гідроксидами:

2Al(OH)₃ + 3H₂SO₄ ®Al₂(SO₄)₃ + 6H₂O,

Al(OH)₃ÛH₃AlO₃ ®H₂O + HAlO₂,

Al(OH)₃Û H₃AlO₃ +NaOH® 2H₂O + NaAlO₂,

Zn(OH)₂ + 2NaOH ®Na₂[Zn(OH)₄].

Дата добавления: 2014-11-16