Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Конспект_лекций ФЗО.doc
Скачиваний:
20
Добавлен:
01.05.2025
Размер:
1 Мб
Скачать
☆

Многоэлементные соединения

К этому типу неорганических веществ относятся соединения, которые имеют в своем составе катионы и анионы, содержащие атомы двух и более химических элементов. Порядок расположения элементов внутри сложного катиона или аниона определяется также, как и для бинарных соединений, а в случае комплексных соединений – особыми номенклатурными правилами. Исключение составляют формулы аниона OH– и ионных производных соединений азота с водородом (например, NH4Cl и др.). Круглые скобки в формулах используются для выделения многоатомных групп, если их число больше одной.

Гидроксиды. Это неорганические соединения, содержащие одну или несколько гидроксильных групп OH, соединенных с атомами различных элементов. К ним относятся основания (основные гидроксиды) - NaOH, Ca(OH)2 и др. и амфотерные гидроксиды, которые способны проявлять как свойства оснований, так и кислот. Характерный пример амфотерных гидроксидов – Al(OH)3.

Растворимые в воде гидроксиды щелочных и щелочноземельных металлов называются щелочами.

Систематические названия этого класса соединений состоят из слова «гидроксид» и названия элемента в родительном падеже с указанием его степени окисления, если это необходимо: LiOH – лития гидроксид; Ca(OH)2 – кальция гидроксид; Fe(OH)3 –железа (III) гидроксид и т.п.

Число групп OH, входящее в состав гидроксида, определяет его кислотность.

Кислоты. Это вещества, диссоциирующие в водных растворах с образованием катионов водорода (протонов) H+ и простых или сложных анионов - кислотных остатков. Число атомов водорода в молекуле кислоты, способных замещаться на металл, называется основность кислоты: HNO3 – одноосновная, H2SO4 – двухосновная, H3PO4 – трехосновная, H4P2O7  – четырехосновная кислоты.

Неорганические кислоты делятся на содержащие кислород (оксокислоты) – типа HnЭОm и бескислородные – типа HnXm , где Э – кислотообразующий элемент; Х –атомы галогенов, халькогенов и некоторых других элементов; n и m – количество соответствующих атомов.

В номенклатуре кислот используются как систематические, так и традиционные, тривиальные названия, которые не всегда полностью отражают состав вещества и поэтому пригодны только для наименования ограниченного числа хорошо известных кислот.

Систематические названия оксокислот строятся по следующим правилам: в названии аниона вначале указываются атомы кислорода (-оксо-), затем – кислотообразующий элемент с добавлением суффикса -ат, независимо от степени его окисления: H2CO3 – триоксокарбонат (IV) водорода; H2SO4 – тетраоксосульфат (VI) водорода; HNO2 – диоксонитрат (III) водорода и т.п.

При наличии в анионе других атомов (заместителей кислорода) название аниона состоит из корней названий соответствующих элементов и соединительной гласной -о- в порядке их размещения в формуле: HSO2F – фтородиоксосульфат (IV) водорода, H2CS3 – тритиокарбонат (IV) водорода и т.п.

Традиционное название оксокислоты также состоит из двух слов – прилагательного, производного от корня названия кислотообразующего элемента, и слова «кислота», например серная кислота, азотная кислота, соляная кислота.

Если элемент образует несколько кислот, то различие между ними регулируется с помощью суффиксов, присоединяемых к корню русского названия элемента:

-н-, -в- или -ев- – при высшей или единственной степени окисления элемента: H3BO3 – ортоборная кислота; H2Cr2O7 – хромовая кислота; HReO4 – рениевая кислота;

-новат- – при промежуточной степени окисления +5:

HClO3 – хлорноватая кислота, HBrO3 – бромноватая кислота;

-(ов)ист- – при промежуточной степени окисления +3 и +4:

HClO2 – хлористая кислота, H2SO3 – сернистая кислота, H3AsO3 – ортомышьяковистая кислота;

-новатист- – при низшей положительной степени окисления +1:

HClO – хлорноватистая кислота, HlO – иодноватистая кислота.

Если различие между кислотами, образованными одним элементом в одной и той же степени окисления, заключается в разном количестве атомов кислорода, приходящихся на один атом кислотообразующего элемента, то в традиционном названии это отражается с помощью приставок мета- (для кислоты с меньшим числом атомов кислорода) или орто- (для кислоты с большим количеством атомов кислорода): H2TeO4 – метателлуровая кислота, H6TeO6 – ортотеллуровая кислота.

Оксокислоты, содержащие два или более атома кислотообразующего элемента, называются изополикислотами. Для кислот такого типа предпочтительнее систематические названия, но для наиболее известных используются и традиционные, в которых число атомов кислотообразующего элемента указывается с помощью числовой приставки: H4P2O7 – дифосфорная кислота, H2S2O7 – дисерная кислота.

Соли. Соли представляют собой продукт полного или частичного замещения атомов водорода в кислоте на металл или групп ОН в гидроксиде на кислотный остаток.

В зависимости от степени замещения атомов водорода или групп ОН образующиеся соли классифицируются на:

– средние (нормальные) соли, представляющие собой продукт полного замещения атомов водорода в кислоте на металл или групп ОН в гидроксиде: Na2SO4, FeCl3, CaCO3 Zn(NO3)2 и т.п.;

– кислые соли (гидросоли) – могут быть образованы многоосновными кислотами в тех случаях, когда количество взятого основания недостаточно для образования средней соли. Примеры кислых солей: KHSO4, Ca(HСO3)2, Fe(H2PO4)2 и т.п.;

– основные соли (гидроксосоли) - образуются только многокислотными гидроксидами и представляют собой продукт частичного замещения групп ОН гидроксида кислотными остатками: MgOHCl, Fe(OH)NO3 и т.п.

Различают также двойные соли – образованные двумя металлами и одним кислотным остатком (KAl(SO4)2, (NH4)2Fe(SO4)2 и др.), смешанные соли – образованные одним металлом и двумя кислотными остатками (CaClOCl, Sr(HS)Cl и др.) и комплексные соли (K3[Fe(CN)6], [Ag(NH3)2]ClO4 и др.).

Систематическое название кислоты плностью связано с названием кислоты, производным от которой является эта соль, например – K2SO4 – калия тетраоксосульфат (VI), K2Cr2O7 – калия гетпоксодихромат (VI) , NaCl – натрия хлорид и т.д.

Традиционные названия солей также составляются из названий анионов в именительном падеже и названия катионов в родительном падеже. При этом, если кислотообразующий элемент аниона может иметь только одну степень окисления, то добавляется суффикс -ат, а в случае, когда кислотообразующий элемент аниона имеет две степени окисления, то при высшей степени окисления к корню прибавляется суффикс -ат, а при низшей – -ит: Na2CO3 – карбонат натрия, CaSO4 – сульфат кальция, Na2SO3 – сульфит натрия. При наличии анионов, соответствующих четырем степеням окисления кислотообразующего элемента, их названия образуются следующим образом: для высшей степени окисления используется приставка пер- и суффикс -ат: KBrO4 – пербромат калия; затем (в порядке уменьшения степени окисления) суффикс -ат без приставки: KBrO3 – бромат калия; суффикс -ит: KBrO2 – бромит калия; для наименьшей степени окисления приставка гипо- и суффикс -ит: KBrO – гипобромит калия.

В традиционных названиях солей сохраняются приставки мета-, орто-, а также числовые приставки ди-, три- и другие, которые имелись в названиях кислот: LiBrO3 – ортобромат лития, K4P2O7 – дифосфат калия и т.п.

Традиционные названия средних солей некоторых кислот приведены в табл. 2.

Таблица 2. Названия наиболее часто применяемых кислот и их средних солей.

Название кислоты

Химическая

Традиционное

традиционное

(добавляется слово «кислота»)

систематическое (добавляется слово «водорода»)

формула

название

средней соли

ортоборная

триоксоборат (III)

H3BO3

ортоборат

угольная

триоксокарбанат(IV)

H2CO3

карбонат

метакремниевая

триоксосиликат (IV)

H2SiO3

метасиликат

ортокремниевая

тетраоксосиликат (IV)

H4SiO4

ортосиликат

мышьяковая

тетраоксоарсенат (V)

H3AsO4

арсенат

ортомышьяковистая

триоксоарсенат (III)

H3AsO3

ортоарсенат

ортофосфорная

тетраоксофосфат (V)

H3PO4

ортофосфат

(фосфат)

дифосфорная

гептаоксодифосфат (V)

H4P2O7

дифосфат

азотная

триоксонитрат (V)

HNO3

нитрат

азотистая

диоксонитрат (III)

HNO2

нитрит

хромовая

тетраоксохромат (VI)

H2CrO4

хромат

серная

тетраоксосульфат (VI)

H2SO4

сульфат

сернистая

триоксосульфат (IV)

H2SO3

сульфит

марганцевая

тетраоксоманганат (VII)

HMnO4

пермаганат

хлорноватистая

оксохлорат (I)

HClO

гипохлорит

хлористая

диоксохлорат (III)

HClO2

хлорит

хлорноватая

триоксохлорат (V)

HClO3

хлорат

хлорная

тетраоксохлорат (VII)

HClO4

перхлорат

хлороводородная (соляная)

HCl

хлорид

При построении традиционных названий кислых солей к названию аниона средней соли добавляются приставка гидро- и числовая приставка, если количество атомов водорода в анионе больше одного: NaHSO3 – гидросульфит натрия, Fe(H2PO4)2 – дигидрофосфат железа(II)и т.п.

Традиционные названия основных солей образуются добавлением к названиюаниона средней соли приставки гидроксо- : Mg(OH)NO3 – гидроксонитрат магния (II), Fe(OH)Cl2 – гидроксохлорид железа (III) и т.п.

Названия двойных и смешанных солей строятся обычным образом. Единственной особенностью при письменной записи является дефис, который разделяет двойную часть (катионную в первом случае и анионную – во втором), например: KAl(SO4)2 – сульфат алюминия–калия, NaTl(NO3)2 – нитрат таллия (I)–натрия, CaClOCl – хлорид–гипохлорит кальция.

Гидраты и кристаллогидраты. В наиболее общем случае гидраты – соединения, содержащие в своем составе воду, например: Fe2O3 . nH2O, NH3 . H2O и др. Кристаллические гидраты определенного состава называются кристаллогидратами: CuSO4 .  5H2O, CaSO4 . 2H2O и т.п.

Как систематические так и традиционные названия таких соединений начинаются со слова «гидрат» в именительном падеже с соответствующей числовой приставкой. Затем указывается систематическое или традиционное название соединения в родительном падеже: NH3 . H2O – гидрат аммиака, Fe2O3 . nH2O – полигидрат оксида железа (III), CuSO4 .  5H2O – пентагидрат тетраоксосульфата (VI) меди (II), пентагидрат сульфата меди (II).