Лекція 3 КЛАСИ НЕОРГАНІЧНИХ СПОЛУК ОКСИДИ ОСНОВИ Програмні

Лекція 3 КЛАСИ НЕОРГАНІЧНИХ СПОЛУК. ОКСИДИ. ОСНОВИ Програмні питання: 1. Класифікація неорганічних сполук за кислотноосновним принципом. 2. Ступінь окиснення елементів. 3. Оксиди. 1. Структурні формули оксидів. 2. Класифікація їх. 3. Номенклатура оксидів. 4. Хімічні властивості оксидів. 5. Методи одержання оксидів. 4. Основи. 1

Література: 1. Глінка М. Л. Загальна хімія, Вища шк. . , К, 1982 і наст. вид. 2. Романова Н. В. Загальна та неорганічна хімія, ВШ, 1998. 3. Телегус В. С. і ін. Основи загальної хімії. Львів «Світ» , 2000. 4. Рейтер Л. Г. та ін. Теоретичні розділи загальної хімії. Київ, 2003. 5. Кириченко. В. І. Загальна хімія -Київ: Вища шк. , 2005. 6. Романко П. Д. та ін. Загальна хімія. Лабораторний практикум, 2005. 7. Мельник О. Д. Загальна хімія. Конспект лекцій. ІФНТУНГ, 2008. 8. Калин Т. І. Загальна хімія. Конспект лекцій. ІФНТУНГ, 2010. 9 Хімія (тести, приклади і розв’язки): Навчальний посібник Г. А. Романко, П. Д. Романко, О. Д. Мельник, Т. І. Калин. За заг. редакцією П. Д. Романка. – Івано-Франківськ: Факел, 2008. 2

1. Класифікація неорганічних сполук за кислотно-основним принципом Основні класи неорганічних сполук оксиди основи кислоти солі 3

2. Ступінь окиснення елементів Ступінь окиснення (ст. ок) – це умовний заряд атома у сполуці Характерні ступені окиснення елементів головних підгруп I A IIIA IVA VA VIIA +1 +2 +3, +1 +4, +2 +5, +3, -4 -3 N (+1÷ +5) +6, +4, +7, 5, +3, -2 +1, -1 O(-2)! F(-1)! 4

Характерні ступені окиснення деяких елементів побічних підгруп IB IIIB IVB +1, +2, +3 +2 +3 Hg (+1, +2) VB VIIB Ti V Cr Mn +2, +3, +2, +3 +4 +4, +5 +6 +4, +6 +7 VIIIB +2, +3 Fe(+2 +3, +6) Pt(+4) 5

3 ОКСИДИ Структурні формули оксидів 6

Класифікація оксидів оксиди несолетворні (н. с. о) N 2 O, NO, CO, Si. O основні (о. о) солетворні амфотерні (а. о) кислотні (к. о) 7

Основні оксиди 1. Оксиди елементів IA та IIA груп (крім Ве. O), та з третьої – оксиди талію. 2. Оксиди елементів побічних підгруп, в яких елементи проявляють нижчі ступені окиснення. Наприклад: ТіО, Мn 2 О 3, Fe. O, Со. О, Сu 2 О, Ag 2 О, Cd. O, Hg 2 O, Hg. O. 3. Більшість оксидів лантаноїдів загальної формули Е 2 О 3 (для церію Се. О 2) і більшість oксидів актиноїдів. Na 2 O + H 2 O = 2 Na. OH Ca. O + H 2 O = Ca(OH)2 8

Кислотні оксиди 1. Переважна більшість оксидів неметалів (за винятком несолеутворюючих). 2. Оксиди металів побічних підгруп, в яких метали проявляють вищі ступені окиснення (+5, +6 або +7). Наприклад: V 2 O 5, Сr. О 3, Mn 2 O 7. SO 2 + H 2 O = H 2 SO 3 N 2 O 5 + H 2 O = 2 HNO 3 9

Амфотерні оксиди n n 1. Оксиди деяких елементів головних підгруп: Be. O, Al 2 O 3, Ga 2 O 3, In 2 O 3, Ge. O 2, Sn. O 2, Pb. O 2, As 2 O 3, Sb 2 O 3 та деякі інші. 2. Оксиди металів побічних підгруп, частіше такі, в яких метали проявляють проміжні ступені окиснення, наприклад: Cr 2 O 3, Mn. O 2, Fe 2 O 3, Cu. O, Zn. O. 10

ОКСИДИ. КЛАСИФІКАЦІЯ - неметали - основні - змінні властивості - амфотерні - кислотні 11

Оксиди металів з нижчим ступенем окиснення проявляють основні властивості, з вищим – кислотні, а з проміжним – амфотерні. Наприклад: Основні: Амфотерні: Кислотні: 12

НОМЕНКЛАТУРА ОКСИДІВ Назва елемента у називному відмінку + ступінь окиснення (римськими цифрами) + оксид Mn 2 O 7 – Cr 2 O 3 – Si. O 2 – Li 2 O – Са. O – манган (VII) оксид хром (III) оксид силіцій (IV) оксид літій оксид кальцій оксид 13

ОКСИДИ. ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ Основні оксиди взаємодіють з: n водою з утворенням основ – лугів (лише оксиди елементів IA та IIA): Na 2 O + H 2 O = 2 Na. OH Вa. O + H 2 O = Вa(OH)2 n кислотами з утворенням солей та води: Ca. O + 2 HCl = Ca. Cl 2 + H 2 O Mg. O + 2 HNO 3= Mg(NO 3)2 + H 2 O амфотерними оксидами з утворенням солей: Ca. O + Zn. O = Ca. Zn. O 2 Li 2 O + Al 2 O 3 = 2 Li. Al. O 2 n 14

ОКСИДИ. ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ Кислотні оксиди взаємодіють з: n водою з утворенням розчинних у воді кислот (не всі): SO 2 + H 2 O = H 2 SO 3 P 2 O 5 + H 2 O = 2 HPO 3 n основними оксидами з утворенням солі та основами: N 2 O 5 + Sr. O = Sr(NO 3)2 SO 2 + 2 Na. OH = Na 2 SO 3+ H 2 O nамфотерними оксидами та гідроксидами з утворенням солі: Si. O 2 + Al 2 O 3 = Al 2(Si. O 3)3 3 CO 2 + 2 Cr(OH)3 = Cr 2(CO 3)3 + 3 H 2 O n при сплавлянні їх з солями здатні витісняти більш леткі оксиди: 15

ОКСИДИ. ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ Амфотерні оксиди Zn(OH)2 ← Zn. O →H 2 Zn. O 2 основа а. о. кислота Al(OH)3 ← Al 2 O 3 → H 3 Al. O 3 основа а. о. кислота не реагують з водою через нерозчинність відповідних гідроксидів. n взаємодіють з кислотними сполуками, проявляючи основні властивості: Zn. O + 2 HCl = Zn. Cl 2 + H 2 O Al 2 O 3 +3 H 2 SO 4= Al 2(SO 4)3+ 3 H 2 O n взаємодіють з основними сполуками, проявляючи кислотні властивості: Pb. O + 2 Na. OH = Na 2 Pb. O 2 + H 2 O Al 2 O 3 + Mn. O = Mn(Al. O 2)2 n 16

ОКСИДИ. ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ Cхеми кислотно-основних взаємодій: О – основний оксид, основа; К – кислотний оксид, кислота; А – амфотерний оксид, основа; Н. С. О – несолетворний оксид. О + О = не проходить К + К = не проходить О, К, А+Н. С. О=не проходить О + К = сіль (О)+(H 2 O) А + К = сіль (А) +(H 2 O) А + О = сіль (О) +(H 2 O) А 1 + А 2 = сіль (А) з меншим ступенем окиснення 17

Методика написання рівнянь кислотно-основних взаємодій +2 +3 Сa. O + B 2 O 3 = ? Сa(BO 2)2 1. Визначаємо ступені окиснення елементів та характер взаємодіючих оксидів: Сa. O – основний; B 2 O 3 – кислотний. 2. До кислотного оксиду додаємо воду: Н 2 O + В 2 O 3 = Н 2 В 2 O 4 = 2 НВO 2 3. Для одержання формули солі на першому місці записуємо катіон металу, на другому - аніон кислотного залишку і розставляємо індекси згідно валентностей: +2 – Сa. O + В 2 O 3 = Сa(ВO 2)2 18

Методика написання рівнянь кислотно-основних взаємодій +3 +2 Mn 2 O 3 + Zn(OH)2 =? 2(Zn. O 2)3 + 3 Н 2 O Mn 1. Визначаємо ступені окиснення елементів та характер взаємодіючих речовин: Mn 2 O 3 – основний оксид; Zn(OH)2 – амфотерний гідроксид. 2. Записуємо амфотерний гідроксид у формі кислоти: Zn(OH)2 ↔ Н 2 Zn. O 2 3. Для написання формули солі на першому місці записуємо катіон металу, на другому – аніон кислотного залишку і розставляємо індекси згідно валентностей: 2– +3 Mn 2 O 3 + Н 2 Zn. O 2 → Mn 2(Zn. O 2)3 + Н 2 O 4. Розставляємо коефіцієнти 19 Mn 2 O 3 + 3 Zn(OH)2 = Mn 2(Zn. O 2)3 + 3 Н 2 O

Методи одержання оксидів 1 Взаємодія простих речовин з киснем 2 Ca + О 2 = 2 Са. О S + О 2 = SO 2 2 Окиснення складних речовин 4 NH 3 +5 O 2 = 4 NO + 6 H 2 O 2 Zn. S + 3 O 2 = 2 Zn. О + 2 SO 2 3 Термічний розклад (тобто розклад при нагріванні) деяких основ, кислот, солей Cu(OH)2 = Cu. O + H 2 O 2 H 3 BO 3 = B 2 O 3 + 3 H 2 O Ca. CO 3 = Ca. O + CO 2 4 Витіснення більш леткого оксиду менш летким при нагріванні. K 2 CO 3 + Si. O 2 = K 2 Si. О 3 + СО 2 Са 3(РО 4)2 + 3 Si. O 2 = 3 Ca. Si. O 3 + P 2 O 5 20

ГІДРАТИ ОКСИДІВ. ОСНОВИ Класифікація гідратів оксидів Гідрати оксидів Основи Амфотерні гідроксиди Кислоти (кисневмісні) Основами називають сполуки, до складу яких входять атом металу і гідроксильні групи (ОН–). 21

ОСНОВИ Число гідроксильних груп у молекулі основи відповідає валентності металу і визначає кислотність основи. Наприклад, КOH – однокислотна основа, Ва(ОН)2 – двокислотна і т. д. За розчинністю у воді основи поділяються на розчинні і нерозчинні. Розчинні у воді основи називаються лугами. Структурні формули основ 22

НОМЕНКЛАТУРА ОСНОВ Назва елемента у називному відмінку + (валентність) + гідроксид Mn(OH)2 – манган (II) гідроксид Li. OН – літій гідроксид Mg(OH)2 – магній гідроксид Fe(OH)3 – ферум (ІІІ) гідроксид 23

ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ОСНОВ Основи при взаємодії з речовинами кислотного характеру та амфотерної природи утворюють солі: • основа + кислота → сіль + вода Ba(OH)2 + 2 HNO 3 → Ba(NO 3)2 + 2 H 2 O • основа + кислотний оксид → сіль + вода Ca(OH)2 + СО 2 → Са. СO 3 + H 2 O • при сплавленні з амфотерними сполуками → сіль + вода, а в водному розчині – амфотерні гідроксиди з лугами утворюють комплексні сполуки: 24

Горіння магнію з утворенням Mg. O 25

Горіння сірки з утворенням SO 2 26