Бинарные соединения (оксиды, галогениды, сульфиды)
Бинарными соединениями называют соединения, образованные двумя элементами. Наиболее распространёнными и важными являются соединения различных элементов с кислородом (оксиды), элементами 7-й группы главной подгруппы, называемых общим термином галогены – фтором, хлором, бромом и иодом (галогениды) и серой (сульфиды).
Почти все элементы ПСЭМобразуют соединения с кислородом – большинство при непосредственном взаимодействии элементов. Название соединение элемента с кислородом образуют путем прибавления названия элемента в родительном падеже к слову оксид. Например, СаО — оксид кальция. Если элемент образует несколько оксидов, то после названия добавляют степень окисления элемента в круглых скобках, например, FeO – оксид железа (II), Fe2O3 – оксид железа (III). Приведем несколько примеров реакций образования оксидов:
2Ca + O2 =2CaO оксид кальция;
2Mg + O2 =2MgO оксид магния;
Si + O2 = SiO2 оксид кремния;
Реакции элементов с галогенами сопровождаются образованием галогенидов:
H2 + Cl2 = 2HCl хлорид водорода (хлористый водород);
2Na + Cl2 = 2NaCl хлорид натрия (поваренная соль);
Сa + F2 = CaF2 фторид кальция;
2Al + 3I2 = 2AlI3 иодид алюминия.
Водные растворы соединений галогенов с водородом являются кислотами, например HF – плавиковая кислота, HCl – соляная или хлористоводородная кислота.
Многие элементы могут вступать в реакции с серой, образуя сульфиды:
2Na + S = Na2S сульфид натрия;
Mg + S =MgS сульфид магния.
Водный раствор соединения серы с водородом (H2S) проявляет кислотные свойства и носит название сероводородной кислоты.
Химические свойства оксидов.Оксиды металлов 1-й и 2-й групп главных подгрупп ПСЭМ могут взаимодействовать с водой, образуя гидроксидыили основания:
Na2O + H2 O = 2NaOH гидроксид натрия (едкий натр);
СаO + H2 O = Ca(OH)2 гидроксид кальция (гашёная известь).
Оксиды, способные образовывать прямо или косвенно основания, называют основными оксидами.
Оксиды многих неметаллов при взаимодействии с водой образуют кислоты:
Оксиды, способные образовывать прямо или косвенно кислоты, называют кислотными оксидами.
Основные оксиды способны взаимодействовать с кислотными оксидами с образованием солей:
СаO + СO2 = СаСO3, карбонат кальция, соль угольной кислоты;
MgO + SO3 = MgSO4, сульфат магния, соль серной кислоты.
Ряд оксидов, называемых амфотерными,способен реагировать и с кислотными и основными оксидами. К ним относятся, например, оксиды бериллия, алюминия, цинка.
ZnO + СаO = СaZnO2, цинкат кальция;
ZnO + SO3 = ZnSO4 , сульфат цинка.
Многие оксиды непосредственно с водой не взаимодействуют, например, SiO2, MgO и др. Тем не менее, косвенными реакциями могут быть получены соответствующие основания (например, Mg(OH)2 – гидроксид магния) или кислоты (H2SiO3 – кремневая кислота). По этой причине оксид магния относят к основным оксидам, а оксид кремния — к кислотным.
Гидроксиды (кислоты, основания,
Амфотерные гидроксиды)
Основания и содержащие кислород кислоты имеют в своём составе гидроксидную группу (ОН), и называются гидроксидами. Например:
Различия в химических свойствах гидроксидов определяются различиями свойств атомов, с которыми связаны гидроксидные группировки ОН. Гидроксиды, образованные атомами с валентностью, равной 1,почти всегда являются основаниями. Большинство гидроксидов, образованных двухвалентными атомами, также относятся к основаниям. Гидроксиды, образованные атомами с валентностью от 4 до 8, относятся к кислотам. Если же валентность атомов равна 3, то их гидроксиды обычно являются амфотерными. Амфотерными являются также некоторые из гидроксидов двухвалентных и четырехвалентных атомов.
Для кислот характерны следующие основные химические свойства:
1) взаимодействие с активными металлами с образованием солей и выделением водорода:
2) взаимодействие с основаниями и амфотерными гидроксидами (реакция нейтрализации), в результате чего образуются соли и вода:
3) взаимодействие с основными и амфотерными оксидами с образованием солей и воды:
Наиболее типичными реакциями оснований являются:
1) взаимодействие с кислотами и амфотерными гидроксидами с образованием солей и воды (реакция нейтрализации):
2) взаимодействие с кислотными и амфотерными оксидами с образованием солей и воды:
Амфотерные гидроксиды ведут себя в реакциях с кислотами как основания, а в реакциях с основаниями как кислоты.
В таблице 3.1. приведены формулы и названия важнейших кислот и их солей и ряда оснований.
Соли
Соединения, содержащие в своём составе атомы металлов и кислотные остатки, называются солями.
Соли можно рассматривать как продукты замещения атомов водорода в молекулах кислот на атомы металла. При полном замещении всех атомов водорода в молекуле кислоты образуются средние соли, например Na2SO4 – сульфат натрия. При частичном замещении атомов водорода образуются кислые соли, например NaHSO4 – гидросульфат натрия (устаревшее название – бисульфат натрия).
Соли можно также рассматривать как продукты замещения гидроксидных групп в молекуле основания на кислотные остатки. При полном замещении всех гидроксидных групп образуются средние соли, например СаCl2. При частичном замещении образуются основные соли, например Ca(OH)Cl – гидроксохлорид кальция. Очевидно, что
Таблица 3.1. Формулы и названия некоторых оснований, кислот и их солей.
| Формула | Химическое название | Синоним (тривиальное название) | Химическое название солей |
| H2SO4 | Серная кислота | Сульфаты | |
| HNO3 | Азотная кислота | Нитраты | |
| HCl | Хлористоводородная кислота | Соляная кислота | Хлориды |
| H2CO3 | Угольная кислота | Карбонаты | |
| NaOH | Гидроксид натрия | Едкий натр, каустическая сода | |
| KOH | Гидроксид калия | Едкое кали | |
| Ca(OH)2 | Гидроксид кальция | Гашеная известь | |
| NH4OH | Гидроксид аммония | Водный ам-миак, наша-тырный спирт |
основные соли не могут быть образованы гидроксидами одновалентных металлов.
Приведем некоторые химические свойства солей:
1) взаимодействие с растворимыми в воде основаниями (NaOH, КOH, Са(OH)2); реакции протекают в том случае, если образующийся гидроксид плохо растворим в воде.:
Стрелка означает, что гидроксид цинка выпадает в осадок.
2) взаимодействие с кислотами; реакция протекает, если продукт реакции является летучим:
Угольная кислота неустойчива, легко разлагается на воду и летучий углекислый газ. Иначе реакция может быть записана так:
Стрелка означает, что углекислый газ улетучивается.
3) Соли взаимодействуют друг с другом, если один из продуктов реакции плохо растворим в воде:
Источник
Соединения оксидов прямо или косвенно с водой
2. Классификация, получение и свойства оксидов
Из бинарных соединений наиболее известны оксиды. Оксидами называются соединения, состоящие из двух элементов, одним из которых является кислород, имеющий степень окисления -2. По функциональным признакам оксиды подразделяются на солеобразующие и несолеобразующие (безразличные). Солеобразующие оксиды, в свою очередь, подразделяются на основные, кислотные и амфотерные.
Названия оксидов образуются с применением слова «оксид» и русского названия элемента в родительном падеже с указанием римскими цифрами валентности элемента, например: SO 2 – оксид серы ( IV ), SO 3 – оксид серы ( VI ), CrO – оксид хрома ( II ), Cr 2 O 3 – оксид хрома ( III ).
2.1. Основные оксиды
Основными называются оксиды, взаимодействующие с кислотами (или с кислотными оксидами) с образованием солей.
К основным оксидам относятся оксиды типичных металлов, им соответствуют гидроксиды, обладающие свойствами оснований (основные гидроксиды), причем степень окисления элемента не изменяется при переходе от оксида к гидроксиду, например,
Получение основных оксидов
1. Окисление металлов при нагревании в атмосфере кислорода:
Этот метод неприменим для щелочных металлов, которые при окислении обычно дают пероксиды и супероксиды, и только литий, сгорая, образует оксид Li 2 O .
2. Обжиг сульфидов:
2 CuS + 3 O 2 = 2 CuO + 2 SO 2 ,
Метод неприменим для сульфидов активных металлов, окисляющихся до сульфатов.
3. Разложение гидроксидов (при высокой температуре):
Этим методом нельзя получить оксиды щелочных металлов.
4. Разложение солей кислородсодержащих кислот (при высокой температуре):
Этот способ получения оксидов особенно легко осуществляется для нитратов и карбонатов, в том числе и для основных солей:
Свойства основных оксидов
Большинство основных оксидов представляет собой твердые кристаллические вещества ионного характера, в узлах кристаллической решетки расположены ионы металлов, достаточно прочно связанные с оксид-ионами О —2 , поэтому оксиды типичных металлов обладают высокими температурами плавления и кипения.
1. Большинство основных оксидов не распадаются при нагревании, исключение составляют оксиды ртути и благородных металлов:
2. Основные оксиды при нагревании могут вступать в реакции с кислотными и амфотерными оксидами, с кислотами:
3. Присоединяя (непосредственно или косвенно) воду, основные оксиды образуют основания (основные гидроксиды). Оксиды щелочных и щелочноземельных металлов непосредственно реагируют с водой:
Исключение составляет оксид магния MgO . Из него нельзя получить гидроксид магния Mg ( OH )2 при взаимодействии с водой.
4. Как и все другие типы оксидов, основные оксиды могут вступать в окислительно-восстановительные реакции:
Источник
ChemStudy
Рефераты и курсовые по химии
Кислород
Соединения оксидов с водой называют гидратами оксидов. Присоединение оксидом воды не приводит к коренному изменению его химического характера, поэтому гидраты основных оксидов проявляют основные свойства, гидраты амфотерных оксидов — амфотерные, а гидраты кислотных оксидов имеют кислотные свойства.
Основаниями называют гидраты основных оксидов. Общая формула оснований — М(ОН)n. Количество гидроксильных групп в молекуле основания определяет его кислотность. Например, NaОН — однокислотное основание, AI(OH)3 — трёхкислотное основание.
Большинство оснований нерастворимо в воде. Растворимы гидроксиды щелочных и щелочноземельных металлов и гидроксид аммония. В водных растворах такие основания диссоциируют на положительно заряженные ионы металла и отрицательно заряженные ионы гидроксила. Многокислотные основания диссоциируют ступенчато:
Са(ОН)2 Û СаОН+ + ОН-
Основания растворимые в воде и хорошо диссоциированные, называются щелочами. Примеры щелочей: LiOH, NaOH, KOH, RbOH, CsOH, Sr(OH)2, Ba(OH)2, Ca(OH)2.
Раствор аммиака в воде проявляет свойства слабого основания, так как на ионы распадается незначительное количество молекул гидроксида аммония NH4OH.
Основания, как и основные оксиды, взаимодействуют с кислотами или кислотными оксидами, образуя соли:
Ni(OH)2 + H2SO4 = NiSO4 + 2 H2O
Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3¯ + H2O.
Способы получения оснований.
1. Взаимодействие активных металлов с водой. Щелочные и щелочноземельные металлы уже при комнатной температуре разлагают воду, образуя основания:
2 K + 2 H2O = 2 KOH + H2
Ca + 2 H2O = Ca(OH)2 + H2.
2. Непосредственное соединения основных оксидов с водой. Подавляющее большинство основных оксидов непосредственно с водой не соединяется. Только оксиды щелочных и щелочноземельных металлов, присоединяя воду, образуют основания:
Li2O + H2O = 2 LiOH
BaO + H2O = Ba(OH)2.
3.Взаимодействие солей со щелочами. Этот метод применяют главным образом для получения нерастворимых в воде оснований:
CuSO4 + 2 KOH = Cu(OH)2¯ + K2SO4
FeCI3 + 3 NaOH = Fe(OH)3¯ + 3 NaCI.
Получение растворимых оснований по этому методу возможно в случае, когда в результате реакции образуется нерастворимая соль:
K2CO3 + Ca(OH)2 = CaCO3¯ + 2 KOH
Na2SO4 + Ba(OH)2 = BaSO4¯ + 2 NaOH.
4. Электролиз растворов солей. Этот метод применяется при получении щелочей в технике, для чего пропускают постоянный электрический ток через водные растворы солей натрия или калия. Например, при электролизе водного раствора хлорида натрия на катоде выделяется водород, на аноде — хлор, а в растворе накапливается гидроксид натрия. Упаривая такой раствор, получают кристаллический гидроксид натрия. Процессы, происходящие при электролизе раствора хлорида натрия, можно представить следующей схемой:
ФИЗИКИ МЕТАЛЛОВ ИНСТИТУТ (ИФМ) РАН , организован в 1932 в Свердловске на базе лабораторий Физико-технического института, с 1939 в системе АН. Исследования по теории твердого тела, физике магнитных явлений, материаловедению.
РЕЧЬ ХУДОЖЕСТВЕННАЯ (речь поэтическая) , реализация эстетической функции языка. Специфика художественной речи — в максимальной организованности и выразительно-смысловой значимости каждого ее элемента. Формируется в устном народном поэтическом творчестве при отождествлении явлений жизни человека и природы (психологический параллелизм); приобретает свойства переносить признаки с предмета на предмет по сходству (метафора) и по смежности (метонимия); сближая далекие по значению слова, формирует и развивает многозначность слова, придает речи усложненную фонологическую организацию, в т. ч. ритмичность. Делится на стихотворную и прозаическую области (см. Поэзия и Проза). Наряду с этим художественной речи свойственны и внеэстетические функции языка: установление контакта между говорящим и слушающим (автором и читателем), передача информации, прямое эмоциональное воздействие на слушателя (читателя), выражение отношения говорящего (пишущего) к предмету речи, уточнение и истолкование сообщения.
ЕПИФАНИЙ СЛАВИНЕЦКИЙ (?-1675) , русский и украинский писатель и ученый. Проповеди, духовные песни, стихи; переводы А. Везалия, Эразма Роттердамского и др. Публицистика. Составитель греко-славяно-латинского и филологического словарей.
Источник
