72. Классы неорганических соединений: классификация, номенклатура, химические свойства и способы получения оксидов, оснований, кислот и солей.

Оксиды – сложные вещества, состоящие из двух элементов, одним из которых является кислород в степени окисления -2. Оксиды получаются обычно при взаимодействии простых веществ с кислородом, разложением солей, кислот, гидроксидов. Оксиды делятся на солеобразующие (Na2O, P2O5, CO2 и т.д.) и несолеобразующие, для которых неизвестны гидроксиды (NO, CO, N2O). Оксиды, образующие соли, подразделяются на основные, амфотерные и кислотные. Основные оксиды – это оксиды металлов, имеющие низкую степень окисления (+1, +2): щелочных, щелочно-земельных металлов, магния, меди, железа и др. Свойства основных оксидов. Основные оксиды – твердые вещества, как правило, устойчивы. При обычных условиях или при нагревании вступают во взаимодействие с кислотными, амфотерными оксидами и кислотами:

CaO + CO2 = CaCO3 BaO + Al2O3 = Ba(AlO2)2 CuO + 2HCl = CuCl2 + H2O

С водой взаимодействуют только оксиды щелочных и щелочно-земельных металлов:

Li2O + H2O = 2LiOH     BaO + H2O = Ba(OH)2

Кислотные оксиды – это оксиды всех неметаллов (исключение – F, благородные газы), а также металлов в высокой степени окисления (+5, +6, +7) (CrO3, Mn2O7 и др.). Свойства кислотных оксидов Взаимодействие с основными, амфотерными оксидами и щелочами:

NaOH + CO2 = NaHCO3

Большинство кислотных оксидов непосредственно взаимодействуют с водой с образованием кислот:

SO2 + H2O = H2SO3

Исключение составляют оксиды кремния (IV), теллура (IV) и др. Их кислотный характер подтверждается взаимодействием со щелочами с образованием солей:

SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O     (сплавление).

Амфотерные оксиды – это оксиды, которые проявляют как основные, так и кислотные свойства. Такие оксиды образуют некоторые металлы в степени окисления +2 (BeO, ZnO) и почти все металлы в степени окисления +3 и +4 (Al2O3, Cr2O3, MnO2):

ZnO + 2HCl = ZnCl2 + H2O (оксид проявляет основные свойства), ZnO + 2NaOH = Na2ZnO2 + H2O  (сплавление) (оксид проявляет кислотные свойства).

С повышением степени окисления металла основные свойства оксидов ослабевают, кислотные – усиливаются. Та же закономерность наблюдается в периодах слева направо. В главных подгруппах сверху вниз основные свойства оксидов усиливаются. Кислоты – это электролиты, при диссоциации которых в качестве катионов образуются ионы водорода; анионами являются кислотные остатки. Число ионов водорода определяет основность кислоты. Так HCl, H2CO3, H3PO4 – примеры одно-, двух- и трехосновных кислот. Хлороводородная – бескислородная; угольная и ортофосфорная – кислородсодержащие или оксокислоты. Получение 1. Взаимодействие кислотного оксида с водой. 2. Взаимодействие солей слабых и летучих кислот с более сильными и менее летучими кислотами:

2NaCl (тв.) + H2SO4 = Na2SO4 + 2HCl

Свойства  Сила кислот определяется степенью (константой) диссоциации. Сильные кислоты полностью распадаются на ионы:

HNO3 = H+ + NO3-

В слабых кислотах имеет место равновесие между молекулами и ионами:

H2CO3 ↔ H+ + HCO3- HCO3- ↔ H+ + CO32-

Легко запомнить сильные кислоты: HCl, HBr, HI, HClO4, H2SO4, HNO3. Остальные кислоты слабые Общие свойства кислот определяются наличием в их растворах катионов водорода: изменение окраски индикаторов, взаимодействием с основными и амфотерными оксидами, с металлами, стоящими в ряду напряжений до водорода, с солями и основаниями. Основания – сложные вещества, при диссоциации которых в качестве анионов образуются  гидроксид-ионы; катионами являются ионы металла. Кислотность основания определяется числом гидроксогрупп. Так, NaOH, Ca(OH)2, Al(OH)3, соответственно одно-, двух- и трехкислотные основания. В воде хорошо растворимы только гидроксиды щелочных металлов, хуже – щелочно-земельных металлов, остальные – малорастворимы. Получение  1. Взаимодействие с водой щелочных и щелочно-земельных металлов и их оксидов:

2Li + 2H2O = 2LiOH + H2 CaO + H2O = Ca(OH)2

2. Взаимодействие щелочей с солями:

2NaOH + MgCl2 = Mg(OH)2 + 2NaCl

3. Электролиз водных растворов солей:

2KCl + 2H2O = 2KOH + H2↑ + Cl2↑

Свойства  Сила оснований определяется их способностью к электролитической диссоциации. Полностью диссоциируют на ионы гидроксиды щелочных щелочно-земельных металлов; в растворах других оснований устанавливается равновесие между ионами и не распавшимися на ионы частицами:

KOH = K+ + OH- Mg(OH)2 ↔ MgOH+ + OH-  MgOH+ ↔ Mg2+ + OH-

Для оснований характерны реакции с кислотами, кислотными оксидами; амфотерные основания реагируют с кислотами, и со щелочами. Нерастворимые основания при нагревании разлагаются. В главных подгруппах сила оснований увеличивается сверху вниз; основные свойства гидроксидов ослабевают в периодах слева направо. С увеличением степени окисления металла в гидроксидах основные свойства также ослабевают. Соли – это сложные вещества, состоящие из ионов металлов и кислотных остатков. Средние соли – это электролиты, диссоциирующие на катионы металла (аммония) и анионы кислотного остатка:

K3PO4 = 3K+ + PO43-

Основные соли - это электролиты, диссоциирующие на катионы металла, гидроксид-ионы и ионы кислотного остатка (если соль сильного основания):

СаOHCl = Са2+ + OH- + Cl-

Если соль слабого основания, диссоциирует полностью на анион кислоты и гидроксокатион:

MgOHCl = MgOH+ + Cl- MgOH+ ↔ Mg2+ + OH-

гидроксокатион затем диссоциирует как слабый электролит. Кислые соли - это электролиты, диссоциирующие на катионы металла (аммония), катионы водорода и ионы кислотного остатка(если соль сильной кислоты):

KHSO4 = K+ + H+ + SO42-

Кислые соли слабых кислот диссоциируют аналогично основным солям слабых оснований. Известны двойные соли (содержат два различных катиона и один анион - KCl·MgCl2), смешанные соли (содержат один и тот же катион и разные анионы – CaCl2·Ca(OCl)2). В водных растворах они также полностью распадаются на соответствующие ионы. Получение  Средние соли можно получить при взаимодействии: - оснований с кислотами, кислотными и амфотерными оксидами; - кислот с металлами, основаниями и амфотерными оксидами; - кислотных оксидов с основными и амфотерными. Реакциями обмена между солями, кислотой и солью, замещения:

BaCl2 + K2SO4 = BaSO4 + 2KCl AgNO3 + HCl = AgCl + HNO3 Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu

Кислые соли образуются: - при неполной нейтрализации кислот основаниями:

H3PO4 + KOH = KH2PO4 + H2O

- при действии избытка кислотных оксидов на основания:

Ca(OH)2 + SO2 = Ca(HSO3)2

- при взаимодействии кислот со средними солями:

K2SO4 + H2SO4 = 2KHSO4

Основные соли образуются при неполной нейтрализации оснований кислотами:

Mg(OH)2 + HCl = MgOHCl + H2O

Свойства Для характеристики свойств солей принято рассматривать их растворимость в воде, термическую устойчивость, взаимодействие с водой с образованием слабых электролитов (гидролиз), а также ОВР, обусловленные катионами или анионами, входящими в состав некоторых солей. Температура разложения и характер продуктов зависят от состава солей.