Классы неорганических соединений

Классы неорганических соединений

 

Это очень важная тема в неорганической химии и в учебниках, и в интернете, но здесь я хочу показать именно практическое применение классификации. Так что, давайте разбираться!

 

Основные классы неорганических соединений:

простые вещества;
 
сложные вещества:
 

  • оксиды;
  • основания;
  • кислоты;
  • соли

 

Классы неорганических соединений

 

Давайте сразу разберем эту схему на примерах:

 

У нас есть простые вещества:

 

  • металлы:       Na, например
  • неметаллы:  S

 

При взаимодействии с кислородом (O2) образуются оксиды:

 

  • из металлов образуются основные оксиды: 4Na + O2 = 2Na2O
  • из переходных элементов (диагональ о Be к At) — амфотерные оксиды — Al2O3
  • из неметаллов образуются кислотные оксиды — SO2
  • также из неметаллов образуются несолеобразующие оксиды: 2С + O2 = 2CO

 

Названия оксидов очень логичны — из основных оксидов  образуются основания — соединения с- OH — группой:

 

Na2O + H2O = NaOH

 

( Me(OH)x — общая формула. Х= степени окисления металла. Заряд группы -OH= -1)

Систематическое названия — гидроксиды;
 
Растворимые основания называются щелочи.
 

Кислотные оксиды при взаимодействии с водой дают кислоты — соединения, у которых в начале молекулы стоит Н — водород: SO2 + H2O = H2SO3

 

(Когда пишите уравнения взаимодействия, то просто складываете атомы: сначала H, потом неметалл, потом кислород)

 

Кислоты и основания при взаимодействии друг с другом дают соли: 2NaOH + H2SO3 = Na2SO3 + 2H2O

 

Эта реакция называется реакцией нейтрализации, т.к. кислота и щелочь дают соль и воду — «нейтрализуется» действие каждого из реагентов.

 

Амфотерные оксиды и несолеобразующие лучше разобрать отдельно… у них своя запутанная история 🙂

 

Есть еще одна довольно удобная табличка по взаимодействиям основных классов неорганических соединений:

 

Классы неорганических соединений

 

Правый столбец — все, что относится к металлам и их соединениям.

Левый столбец — неметаллы и их соединения.

 

ВНУТРИ СТОЛБЦА РЕАКЦИИ НЕ ИДУТ!

 

(есть некоторые исключения — например, реакции оксидов и металлов d-элементов)

 

Т.е. основной оксид с основанием взаимодействовать не будет:    Na2O + NaOH —> реакция не идет

 

        кислота с кислотным оксидом взаимодействовать не будут:   SO2 +  H2SO3 —> реакция не идет

 

ВЕЩЕСТВА ИЗ РАЗНЫХ СТОЛБЦОВ РЕАГИРУЮТ МЕЖДУ СОБОЙ

 

Давайте эти реакции разберем подробнее…

 

1. Идем по синим стрелочкам

 
1. Металл + неметалл = соль:
 

2Na+ Cl2 = 2NaCl — хлорид натрия

 
2Na + S = Na2S — сульфид натрия

 

2. металл + кислотный оксид = оксид металла + неметалл/несолеобразующий оксид:

 

2Na + CO2 = Na2O + CO

 
Na + SO2 = Na2O + S

 

здесь суть в том, что металл окисляется кислородом кислотного оксида, а оксид, соответственно, восстанавливается металлом.

 

3. металл + кислота = соль + …

 


Здесь нам понадобится ряд активности металлов.      

 

  • Если металл стоит ДО ВОДОРОДА Н, то он вытесняет водород из кислот:           2Na + 2HCl =2 NaCl + H2
  • Если металл стоит ПОСЛЕ ВОДОРОДА, то реакция идет без выделения H2:         Сu + 4HNO3 = Cu(NO3)2 + NO2 +2 H2O

 
4. металл + соль = другая соль + другой  металл
 
И опят нам нужен ряд активности металлов. Только предыдущий металл может вытеснить последующий из его соли:
 

2Na + MgCl2 = 2NaCl + Mg

 

Na + CaCl2 —> реакция не идет!

 

2. Идем по зеленым стрелочкам

 

1. Основной оксид + неметалл = металл/ оксид с меньшей степенью окисления + кислотный оксид/ несолеобразующий оксид

 

Na2O + S = 2Na + SO2

 

Fe2O3 + C = 2FeO + CO

 

здесь идет окислительно-восстановительный процесс — неметалл восстанавливает основной оксид, сам при этом окисляется

 

2. Основной оксид + кислотный оксид = соль

 


Na2O + SO2 = Na2SO3 — сульфит натрия (просто «складываем» количество атомов 🙂 )

 

3. Основной оксид + соль —> реакция не идет

 

3. Идем по желтым стрелочкам

 
1. основание + неметалл =…
 
Обычно такие реакции не идут. Исключение составляет NaOH и Cl2:    
 
               щелочь и хлор
 
2. основание + кислотный оксид = соль
 

2NaOH + SO2 = Na2SO3 + H2O

 

3. основание + кислота = соль — РЕАКЦИЯ НЕЙТРАЛИЗАЦИИ

 

NaOH + HCl = NaCl + H2O

 

4. основание + соль —> реакция не идет

 

Как видите, в большинстве случаев реакции между веществами из двух столбцов приводят к образованию соли. Ну а исключения надо отдельно все разобрать, а некоторые выучить.

 
тесты по оксидам
 


 

в ЕГЭ это задания:

 

  • А7 — классификация органических и неорганических веществ.
  • А8 — свойства простых веществ.
  • А9 — химические свойства оксидов.
  • А10 — свойства оснований и кислот.
  • А11 — химические свойства солей.
  • А12 — взаимосвязь неорганических соединений.

 

в ГИА (ОГЭ) по химии:

 

  • А9 — Химические свойства простых веществ: металлов и неметаллов
  • А10 — Хи­ми­че­ские свойства оксидов: основных, амфотерных, кислотных
  • А11 — Свойства оснований и кислот
  • А12 — Химические свойства солей (средних)

 


 

Тест классы неорганических веществ

1. Кислотный оксид Cl2O соответствует кислоте:
2. Cr2O3 - это оксид
3. Кислой солю является:
4. С каким из перечисленных веществ будет реагировать оксид углерода (II):
5. С выделением водорода будут реагировать:
6. Продукты реакции NaOH (горячий раствор) с Сl2:
7. Только основные оксиды указаны в ряду:
8. Укажите кислоты - окислители:
9. Реакция Na + CaSO4
10. Укажите несолеобразующие оксиды:

 
 
 

Обсуждение: "Классы неорганических соединений"

  • Виктория:

    Здравствуйте, это снова я. И как всегда с вопросами))) Нужно составить структурные формулы следующих веществ:HClO4, HNO2, HBrO3, BCl3/ Или где посмотреть. Вообще, задание заключается в том, что нужно расположить вещества по увеличении числа связей в молекуле. Но ведь, чтобы это понять нужна структурная формула или я не права?

    • Лолита Окольнова:

      Здравствуйте! Вам здесь всегда рады :)))
      Здесь нужно смотреть по валентности (валентность=кол-во связей).
      HClO4 — 1 связь у H, 7 связей у хлора и у кислорода (каждого) — двойная связь
      HNO2 — у водорода, как всегда 1, у азота — 3, у кислорода — двойная,
      HBrO3 — у водорода, как всегда 1, 5 у брома и двойная от каждого кислорода
      Bcl3 — только 3 связи.
      Получается вот такая последовательность (увеличение кол-ва связей): BCl3 — HNO2 — HBrO3 — HClO4.
      Для практики можно и нарисовать — я вам письмом рисунок на почту пришлю

  • Ольга:

    Здравствуйте, Лолита! Скажите пожалуйста, а почему Вы пишите, что кислотные оксиды не реагируют с кислотами? Разве сернистый и фосфорный ангидрид с азотной кислотой не взаимодействуют?

    • Лолита Окольнова:

      Добрый день! В этом посте рассмотрены реакции присоединения, обмена и замещения по основным классам химических соединений.Кислоты — окислители — это отдельный разговор.
      Зря я, конечно, в схеме указала именно кислород-содержащие кислоты, надо будет поправить, просто
      разбор окислительно-восстановительных — немного другая тема, но она тоже есть на сайте

      • Ольга:

        То есть это характерно только для кислот-окислителей? А ещё я не совсем поняла про окислительно-восстановительные. Реакция фосфорного ангидрида с азотной кислотой не окислительно-восстановительная. Там же степени окисления элементов не меняются… Какой тогда там механизм будет?

        • Лолита Окольнова:

          Да, конечно. Такие реакции характерны только для кислот- окислителей:
          P2O3 + 2HNO3 = P2O5 + 2NO2 + H2O
          1*\P(+3)-2e(-) -> P(+5)
          2*\N(+5)+1e(-) -> N(+4)

          • Ольга:

            Я имела в виду оксид фосфора (V). Там степени окисления не меняются:
            2HNO3 + P2O5 = N2O5 + 5HPO3

          • Лолита Окольнова:

            такая реакция возможна только в теории — ОЧЕНЬ разбавленная азотная кислота может отдать воду, но на практике ангидриды и кислоты не обмениваются водой, и уж тем более кислот-сильные окислители.

          • Ольга:

            Понятно. А значит ли это, что написание подобной теоретической реакции в ЕГЭ будет ошибкой?

          • Лолита Окольнова:

            Да, в ЕГЭ такие вопросы в части А встречаются и там все по той схеме, что указана на сайте — кислотные оксиды реагируют с производными металлов — оксидами и основаниями.

(Правила комментирования)