Оксиди, солі, основи, кислоти. Властивості оксидів, основ, кислот, солей

Сучасна хімічна наука являє собою безліч різноманітних галузей, і кожна з них, крім теоретичної бази, має велике прикладне значення, практичне. Чого не торкнися, все кругом - продукти хімічного виробництва. Головні розділи - це неорганічна та органічна хімія. Розглянемо, які основні класи речовин відносять до неорганічних і якими властивостями вони володіють.

Головні категорії неорганічних сполук

До таких прийнято відносити наступні:

1. Оксиди.
2. Солі.
3. Підстави.
4. Кислоти.

Кожен з класів представлений великою різноманітністю сполук неорганічної природи і має значення практично в будь-якій структурі господарської та промислової діяльності людини. Всі головні властивості, характерні для цих сполук, знаходження в природі та отримання вивчаються в шкільному курсі хімії в обов'язковому порядку, у 8-11 класах.

Існує загальна таблиця оксидів, солей, основ, кислот, в якій представлені приклади кожної з речовин та їх агрегатний стан, знаходження в природі. А також показані взаємодії, що описують хімічні властивості. Однак ми розглянемо кожен з класів окремо і більш детально.

Група з'єднань - оксиди

Оксиди - це клас неорганічних сполук, що складаються з двох елементів (бінарних), один з яких завжди (кисень) з нижчою ступенем окислення -2, стоїть на другому місці в емпіричній формулі речовини. Приклад: N_25, СаО і так далі.

Оксиди класифікуються наступним чином.

I. Несолеобразующие - не здатні утворювати солі.

II. Солеобразующие - здатні утворювати солі (з основами, амфотерними сполуками, один з одним, кислотами).

1. Кислотні - при попаданні у воду утворюють кислоти. Утворені неметалами найчастіше або металами з високою СО (ступенем окислення).
2. Основні - при попаданні у воду утворюють підстави. Утворені елементами-металами.
3. Амфотерні - виявляють кислотно-основну подвійну природу, яка визначається умовами реакції. Утворені перехідними металами.
4. Змішані - часто відносяться до солей і утворені елементами в кількох ступенях окислення.

Вищий оксид - це оксид, в якому твірний елемент знаходиться в максимальному ступені окислення. Приклад: Te⁺⁶_. Для телуру максимальна ступінь окислення +6, значить TeO₃ - вищий оксид елемента. У періодичній системі під кожною групою елементів підписана загальна емпірична формула, що відображає вищий оксид для всіх елементів, що знаходяться у цій групі, але тільки головної підгрупи. Наприклад, під першою групою елементів (лужні метали) варто формула виду R₂O, що означає, що всі елементи головної підгрупи в цій групі будуть мати саме таку формулу вищого оксиду. Приклад: Rb₂Про, Cs₂O і так далі.

Більше:

Перший штучний супутник Землі

Перший штучний супутник Землі є одним з найбільших досягнень науки ХХ століття. Тим не менш, як це ні парадоксально, цьому великому науковому і технічному досягненню значною мірою сприяла холодна війна між двома наддержавами: США і Радянським Союзом....

Що таке соціалізація, і як вона змінює людину

Спробуємо розібратися, що таке соціалізація, в чому її сутність і особливість. Адже для кожної особистості входження у суспільство і засвоєння його основних норм є фундаментом до подальшої безпроблемною і успішного життя і діяльності. Отже, що таке с...

Принц Чарльз – головний спадкоємець британського престолу

Згідно із законом королівства Великобританія, спадкоємець британського престолу - це старший закононароджена син чинного монарха або ж попереднього претендента на престол. Однак якщо у царюючого особи немає дитини чоловічої статі, то право спадкуванн...

При розчиненні вищого оксиду у воді ми отримаємо відповідний гідроксид (луг, кислоту або амфотерний гідроксид).

Характеристика оксидів

Оксиди здатні існувати у всіх агрегатних станах при звичайних умовах. Більшість з них знаходиться в твердому кристалічному або порошкоподібному вигляді (СаО, SiO₂), деякі КО (кислотні оксиди) зустрічаються у вигляді рідин (Mn₂O₇), а також газів (NO, NO₂). Це пояснюється будовою кристалічної решітки. Звідси і різниця в температурах кипіння і плавлення, які варіюються у різних представників від -272⁰С до +70-80⁰С (іноді і вище). Розчинність у воді різна.

1. Розчинні - основні оксиди металів, званих лужних, лужно-земельними, і всі кислотні, крім оксиду кремнію (IV).
2. Нерозчинні - амфотерні оксиди, всі інші основні та SiO_2.

З чим оксиди взаємодіють?

Оксиди, солі, основи, кислоти виявляють схожі властивості. Загальні властивості практично всіх оксидів (крім несолеобразующих) - це здатність в результаті певних взаємодій утворювати різні солі. Однак для кожної групи оксидів характерні свої особливі хімічні характеристики, що відображають властивості.

Кожен вищий оксид, утворений як металом, так і неметаллом, розчиняючись у воді, дає сильну кислоту або луг.

Кислоти органічні і неорганічні

В класичному звучанні (ґрунтуючись на позиціях ЕД - електролітичної дисоціації - Сванте Арреніуса) кислоти - це сполуки, в водної середовищі диссоциирующие на катіони Н⁺ і аніони залишків кислоти An^-. Однак сьогодні ретельно вивчені кислоти і в безводних умовах, тому існує багато різних теорій для гідроксидів.

Емпіричні формули оксидів, основ, кислот, солей складаються лише з символів, елементів та індексів, що вказують їх кількість в речовині. Наприклад, неорганічні кислоти виражаються формулою H⁺ кислотний залишок ^N-. Органічні речовини мають інше теоретичне відображення. Крім емпіричної, для них можна записати повну і скорочену структурну формулу, яка буде відображати не тільки склад і кількість молекули, але і порядок розташування атомів, їх зв'язок між собою і головну функціональну групу для карбонових кислот -СООН.

В неорганике все кислоти діляться на дві групи:

• безкисневі - HBr, HCN, HCL та інші;
• кисневмісні (оксокислоты) - HClO₃ і все, де є кисень.

Також неорганічні кислоти класифікуються по стабільності (стабільні або стійкі - всі, крім вугільної та сірчистої, нестабільні або нестійкі - вугільна і сірчиста). По силі кислоти можуть бути сильними: сірчана, соляна, азотна, хлорне та інші, а також слабкими: сірководнева, хлорнуватиста та інші.

Зовсім не така різноманітність пропонує органічна хімія. Кислоти, які мають органічну природу, відносяться до карбоновим кислотам. Їх загальна особливість - наявність функціональної групи -СООН. Наприклад, НСООН (мурашина), СН₃СООН (оцтова), З₁₇Н₃₅СООН (стеаринова) і інші.

Існує ряд кислот, на які особливо ретельно робиться акцент при розгляді даної теми в шкільному курсі химии.

1. Соляная.
2. Азотная.
3. Ортофосфорная.
4. Бромоводородная.
5. Угольная.
6. Иодоводородная.
7. Серная.
8. Уксусная, або этановая.
9. Бутанова, або масляна.
10. Бензойна.

Дані 10 кислот з хімії є основними речовинами відповідного класу як в шкільному курсі, так і в цілому в промисловості і синтезах.

Властивості неорганічних кислот

До основних фізичних властивостей слід віднести в першу чергу різний агрегатний стан. Адже існує ряд кислот, що мають вигляд кристалів або порошків (борна, ортофосфорна) при звичайних умовах. Переважна більшість відомих неорганічних кислот являє собою різні рідини. Температури кипіння і плавлення також варіюються.

Кислоти здатні викликати важкі опіки, так як володіють силою, яка руйнує органічні тканини і шкірний покрив. Для виявлення кислот використовують індикатори:

• метилоранж (у звичайному середовищі - оранжевий, в кислотах - червоний),
• лакмус (в нейтральній - фіолетовий, у кислотах - червоний) або деякі інші.

До найважливіших хімічним властивостям можна віднести здатність вступати у взаємодію як за простими, так і складними речовинами.

При взаємодії з металами однаково реагують не всі кислоти. Хімія (9 клас) в школі передбачає досить неглибоке вивчення таких реакцій, однак і на такому рівні розглядаються специфічні властивості концентрованої азотної та сірчаної кислоти при взаємодії з металами.

Гідроксиди: луги, амфотерні й нерозчинні основи

Оксиди, солі, основи, кислоти - всі ці класиречовин мають загальну хімічну природу, объясняющуюся будовою кристалічної решітки, а також взаємним впливом атомів у складі молекул. Однак якщо для оксидів можна було дати цілком конкретне визначення, то для кислот і підстав це зробити складніше.

Так само, як і кислоти, підставами по теорії ЕД називаються речовини, здатні у водному розчині розпадатися на катіони металів Мо^N+ і аніони гидроксогрупп ВІН^-.

Розділити на категорії підстави можна наступним чином:

• Розчинні або лугу (сильні підстави, що змінюють колір індикаторів). Утворені металами I, II груп. Приклад: КОН, NaOH, LiOH (тобто враховуються тільки елементи головних підгруп);
• Малорозчинні або нерозчинні (середньої сили, не змінюють забарвлення індикаторів). Приклад: магнію гідроксид, заліза (II), (III) та інші.
• Молекулярні (слабкі підстави, у водному середовищі оборотно дисоціюють на іони-молекули). Приклад: N₂H_4, аміни, аміак.
• Амфотерні гідроксиди (виявляють двоїсті основно-кислотні властивості). Приклад: гідроксид алюмінію, берилия, цинку і так далі.

Кожна представлена група вивчається в шкільному курсі хімії в розділі "Підстави". Хімія 8-9 класу передбачає докладне вивчення лугів і малорозчинних сполук.

Головні характерні властивості основ

Всі луги і малорозчинні сполуки знаходяться в природі у твердому кристалічному стані. При цьому температури плавлення їх, як правило, невисокі, і малорозчинні гідроксиди розкладаються при нагріванні. Колір підстав різний. Якщо лугу білого кольору, то кристали розчиняються і молекулярних підстав можуть бути самої різної забарвлення. Розчинність більшості сполук даного класу можна подивитися в таблиці, в якій представлені формули оксидів, основ, кислот, солей, показана їх розчинність.

Лугу здатні змінювати забарвлення індикаторів наступним чином: фенолфталеїн - малиновий, метилоранж - жовтий. Це забезпечується вільним присутністю гидроксогрупп в розчині. Саме тому малорозчинні підстави такої реакції не дають.

Хімічні властивості кожної групи підстав різні.

Це більшість хімічних властивостей, які проявляють підстави. Хімія підстав достатньо проста і підкоряється загальним закономірностям всіх неорганічних сполук.

Клас неорганічних солей. Класифікація, фізичні властивості

Спираючись на положення ЕД, солями можна назвати неорганічні сполуки, у водному розчині диссоциирующие на катіони металів Мо⁺ⁿ і аніони кислотних залишків An^N-. Так можна представити солі. Визначення хімія дає не одне, однак це найбільш точне.

При цьому за своєю хімічною природою всі солі поділяються на:

• Кислі (що мають у складі катіон водню). Приклад: NaHSO_4.
  
• Основні (що мають у складі гидроксогруппу). Приклад: MgOHNO₃, FeOHCL_2.
• Середні (складаються з катіона металу і кислотного залишку). Приклад: NaCL, CaSO_4.
• Подвійні (включають в себе два різних катіона металу). Приклад: NaAl(SO₄)_3.
• Комплексні (гидроксокомплексы, аквакомплексы та інші). Приклад:₂[Fe(CN)₄].

Формули солей відображають їх хімічну природу, а також говорять про якісному і кількісному складі молекули.

Оксиди, солі, основи, кислоти володіють різною здатністю до розчинності, яку можна переглянути у відповідній таблиці.

Якщо ж говорити про агрегатному стані солей, то потрібно помітити їх одноманітність. Вони існують тільки у твердому, кристалічному або порошкоподібному стані. Колірна гамма досить різноманітна. Розчини комплексних солей, якправило, мають яскраві, насичені фарби.

Хімічні взаємодії для класу середніх солей

Мають схожі хімічні властивості основи, кислоти, солі. Оксиди, як ми вже розглянули, дещо відрізняються від них по цьому фактору.

Все можна виділити 4 основних типи взаємодій для середніх солей.

I. Взаємодія з кислотами (тільки сильними з точки зору ЕД) з утворенням іншої солі і слабкої кислоти:

KCNS + HCL = KCL + HCNS

II. Реакції з розчинними гідроксидами з появою солей і нерозчинних основ:

CuSO₄ + 2LiOH = 2LiSO_{4 розчинна сіль} + Cu(OH)_{2 нерозчинна основа}

III. Взаємодія з іншого розчинної сіллю з утворенням нерозчинної солі і розчинної:

PbCL₂ + Na₂S = PbS + 2NaCL

IV. Реакції з металами, що стоять у ЭХРНМ лівіше того, що утворює сіль. При цьому вступає в реакцію метал не повинен при звичайних умовах вступати у взаємодію з водою:

Mg + 2AgCL = MgCL₂ + 2Ag

Це головні типи взаємодій, які характерні для середніх солей. Формули солей комплексних, основних, подвійних і кислих самі за себе говорять про специфічність проявляються хімічних властивостей.

Формули оксидів, основ, кислот, солей відображають хімічну сутність всіх представників даних класів неорганічних сполук, а крім того, дають уявлення про назву речовини і його фізичних властивостях. Тому на їх написання слід звертати особливу увагу. Величезна різноманітність сполук пропонує нам в цілому дивовижна наука - хімія. Оксиди, основи, кислоти, солі - це лише частина неосяжного різноманіття.