Основные классы неорганических соединений

Класс	Название	Формула
Оксиды	Оксид алюминия	Al2О3
Кислоты	Серная кислота	Н2SО4
Основания	Гидроксид кальция	Са(ОН)2
Соли	Хлорид натрия	NaCl

Классы органических соединений

Класс	Название	Формула
Углеводороды	Метан	СН4
Спирты	Метанол	СН3ОН
Альдегиды	Ацетальдегид (этаналь)	СН3СНО
Карбоновые кислоты	Муравьиная кислота (метановая кислота)	НСООН
Амины	Метиламин	CH3NH2

Оксид³³ – сложное вещество, состоящее из двух элементов, один из которых кислород, атомы которого имеют степень окисления –2.

Кислотный оксид: оксид, которому соответствует кислота. Большинство кислотных оксидов при соединении с водой образуют кислоты.

Например, диоксид углерода:

СО₂ + Н₂О Н₂СО₃

Некоторые кислотные оксиды с водой не взаимодействуют, однако сами они могут быть получены из соответствующей кислоты, например

Н₂SiО₃ = SiО₂ + Н₂О

Кислотные оксиды образуются неметаллами и некоторыми металлами, атомы которых проявляют высокую степень окисления (например, оксиду Мn₂О₇ соответствует марганцовая кислота HMnO₄).

Оснóвный оксид: оксид, которому соответствует основание.

Некоторые основные оксиды при взаимодействии с водой образуют основания.

Например, оксид кальция:

СаО + Н₂О = Са(ОН)₂

Другие основные оксиды непосредственно с водой не взаимодействуют, а соответствующие им основания получают из солей.

Например, в случае оксида никеля NiО(II):

NiSO₄ + 2NaOH = Ni(OH)₂ + Na₂SO₄

Основные оксиды образуются только металлами.

Амфотерный оксид: оксид, который с кислотой реагирует как основание, а с основанием – как кислота.

Оксид алюминия:

Al₂O₃ + 3H₂SO₄ = Al₂(SO₄)₃ + 3Н₂О

Al₂O₃ + 2NaOH + 3Н₂О = 2Na[Al(OH)₄]

Основные, кислотные и амфотерные оксиды называются солеобразующими.

Оксиды, не проявляющие ни основных, ни кислотных свойств, то есть не образующие солей, называются безразличными или индифферентными, например: CO, N₂O, NO, SiO.

Кислота

Определение по Аррениусу³⁴: химическое соединение, которое в водном растворе полностью или частично диссоциирует на положительно заряженные ионы (катионы) водорода и отрицательно заряженные ионы (анионы) кислотного остатка:

HNO3 = H+ + NO3–,		HNO2 Н+ + NО2–
азотная кислота		азотистая кислота

Определение по Брёнстеду³⁵: химическая частица (молекула, ион), которая при взаимодействии с основанием (в водном растворе – с молекулой воды) отдаёт ион водорода, или формально протон (донор³⁶ протона).

НNО₃ + Н₂О NО₃^– + Н₃О⁺

NH₄⁺ + Н₂О NН₃ + Н₃О⁺

кислота основание

Определение по Льюису³⁷: химическая частица, обладающая по крайней мере одной свободной атомной орбиталью, которая может принять электронную пару от какого-либо основания (акцептор электронной пары):

Н⁺ (Н₃О⁺), BF₃, Al(OH)₃

Различают кислоты кислородные (содержат кислород, например, НNО₃, Н₂SО₄, Н₃РО₄) и бескислородные (не содержат кислород, например, НСl, Н₂S).

Основание

Определение по Аррениусу: химическое соединение, которое в водном растворе полностью или частично диссоциирует на положительно заряженные ионы (простые или сложные) и отрицательно заряженные гидроксид-ионы:

NaOH = Na+ + ОН–		NH3 · Н2О NH4+ + ОН–
гидроксид натрия		гидрат аммиака38

Определение по Брёнстеду: химическая частица (молекула, ион), которая при взаимодействии с кислотой (в водном растворе – с молекулой воды) принимает ион водорода, или формально протон (акцептор протона):

NH₃ + Н₂О NH₄⁺ + OH^–

СН₃СОО^– + Н₂О СН₃СООН + ОН^–

Определение по Льюису: химическая частица, обладающая по крайней мере одной неподелённой электронной парой, которая может быть передана на свободную атомную орбиталь какой-либо кислоты (донор электронной пары):

Щёлочь³⁹ – растворимое в воде основание, создающее в водном растворе большую концентрацию ионов ОН^–. Обычно к щелочам относят гидроксиды щелочных и щелочно-земельных металлов.

Гидроксиды щелочных металлов – едкие щёлочи.

Иногда к щелочам относят соли, содержащие катионы сильных оснований и анионы слабых кислот, водные растворы которых имеют щелочную реакцию, например, гидросульфиды NaSH и KSH, карбонат Na₂CO₃, а также TlOH и аммиачную воду.

Амфотерный⁴⁰ гидроксид⁴¹ – соединение, которое может реагировать как кислота (с более сильным основанием) и как основание (с более сильной кислотой).

Аl(ОН)₃ + ОН^– = [Al(OH)₄]^–

кислота основание

Аl(ОН)₃ + 3Н₃О⁺ = [Al(H₂О)₆]³⁺

основание кислота

Соль – кристаллическое соединение, состоящее из положительно заряженных ионов металла или аммония (катионов) и из отрицательно заряженных ионов кислотного остатка (анионов).

Различают соли: средние, или нормальные (например, Nа₂SО₄), кислые (например, NаНSО₄), оснóвные [например, Са(ОН)Сl], двойные [например, КАl(SО₄)₂] и комплексные (например, [Аg(NН₃)₂]Сl).

Соли имеют в твёрдом состоянии ионную кристаллическую решётку и образуют в водном растворе или в расплаве свободно двигающиеся ионы:

Na⁺NО₃^– NH₄⁺Cl^–

нитрат натрия хлорид аммония

В газообразном состоянии соли существуют в молекулярной форме.

Полимерное вещество – вещество, состоящее из агрегатов многочисленных атомов, между которыми существуют ковалентные связи. К ним относятся полимерные простые вещества, полисиликаты, органические полимеры и так называемые биополимеры.

Природные полимерные вещества		Синтетические полимерные вещества
Неорганические	Органические	Неорганические	Органические
Алмаз Графит Кварц Полевой шпат Глинозём	Крахмал Целлюлоза Белки Каучук Нуклеиновые кислоты	Фарфор Цемент Полифосфаты Техническое стекло Кремний Красный фосфор	Термопласты Реактопласты Синтетические каучуки Химические волокна

Алмазоподобное вещество образует кристаллическую решётку, в узлах которой находятся атомы, связанные друг с другом ковалентными связями (атомная решётка).

Макромолекулярные вещества по большей части представляют собой смеси похожих макромолекул с различной молекулярной массой, которые ведут себя как единое целое.

Органические макромолекулярные вещества возникают при полимеризации, поликонденсации или полиприсоединении низкомолеку-лярных веществ.

Минерал (от позднелат. minera – руда) – природное твёрдое тело с характерным химическим составом, кристаллической структурой и свойствами.

Кварц, каменная соль, пирит, агат, сера, каменный уголь.

Горная порода – природная смесь минералов с приблизительно неизменным составом.

Известняк (состоит из минерала кальцит с примесью глины). Гранит (состоит из минералов полевой шпат, кварц и слюда).

Руда – минерал или горная порода, которая с технической и экономической точек зрения подходит для производства металлов.

Красный железняк (гематит), боксит, свинцовый блеск (галенит).

Классификация веществ в зависимости от структуры⁴²

Вещества	Структурные элементы	Химическая связь	Взаимодействие между структурными элементами	Кристал-лическая решётка
Солеподобные Хлорид натрия	Катионы и анионы	Ионная	Электростатические силы притяжения	Ионная
Металлические Цинк	Катионы, атомы и электроны	Метал-лическая		Металлическая
Молекулярные Иод	Молекулы	Ковалентная	Межмолекулярные силы	Молекулярная
Полимерные Алмаз	Атомы		Ковалентная связь	Атомная
Макромолекулярные Полиэтилен	Макро-молекулы		Межмолекулярные силы	Аморфное состояние, частично молекулярная решётка