НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ.

ОСНОВНЫЕ КЛАССЫ НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ.










ОКСИДЫ.
Оксиды – сложные вещества, состоящие из атомов кислорода в степени окисления -2 и атомов другого элемента.

Номенклатура: Fe₂O₃ – оксид железа(III), Cl₂O – оксид хлора(I).
Классификация оксидов Несолеобразующие (безразличные) оксиды: CO, SiO, NO, N₂O.
Солеобразующие оксиды:
основные – оксиды металлов в степени окисления +1, +2,
амфотерные – оксиды металлов в степени окисления +2, +3, +4,
кислотные – оксиды металлов в степени окисления +5, +6, +7 и
оксиды неметаллов в степени окисления +1 – +7.
Получение оксидов Горение простых веществ:
С + O₂ = CO₂
2Са + O₂ = 2СаО
Горение (обжиг) сложных веществ:
CH₄ + 2O₂ = CO₂ + 2Н₂O
4FeS₂ + 11O₂ = 2Fe₂O₃ + 8SO₂
Разложение сложных веществ:
CaCO₃ >t> СаО + CO₂
2Fe(OH)₃ >t> Fe₂O₃ + ЗН₂O
Химические свойства оксидов Основным оксидам (Na₂O, CaO, CuO, FeO) соответствуют основания.
СаО + Н₂O = Са(OH)₂ (растворимы оксиды металлов IA– и IIА-групп, кроме Be, Mg)
CuO + Н₂O ? (оксиды остальных металлов нерастворимы)
СаО + CO₂ = CaCO₃
СаО + 2HCl = CaCl₂ + Н₂O
Кислотным оксидам (CO₂, Р₂O₅, СrO₃, Mn₂O₇) соответствуют кислоты.
SO₂ + Н₂O = H₂SO₃ (кислотные оксиды, кроме SiO₂, растворимы в воде)
SO₂ + СаО = CaSO₃
SO₂ + 2NaOH = Na₂SO₃ + Н₂O
Амфотерным оксидам (ZnO, Al₂O₃, Cr₂O₃, ВеО, РЬО) соответствуют амфотерные гидроксиды.
ZnO + H₂O ? (амфотерные оксиды нерастворимы в воде)
ZnO + 2HCl = ZnCl₂ + Н₂O
ZnO + 2NaOH >t> Na₂ZnO₂ + Н₂O (при нагревании или сплавлении)
ZnO + 2NaOH + H₂O = Na₂[Zn(OH)₄] (в разбавленном растворе).

ОСНОВАНИЯ.

Основания – сложные вещества, состоящие из атомов металла и гидроксиль-ных групп; основания – электролиты, образующие при диссоциации в качестве анионов только анионы гидроксила.
Номенклатура: Fe(OH)₃ – гидроксид железа(III).
Классификация оснований: – растворимые (щелочи) NaOH, KOH;
– нерастворимые Fe(OH)₂, Mg(OH)₂;
– амфотерные Zn(OH)₂, Al(OH)₃, Ве(OH)₂, Сr(OH)₃;
– однокислотные NaOH, KOH;
– двухкислотные Ва(OH)₂, Zn(OH)₂;
– трехкислотные Al(OH)₃, Сr(OH)₃.
Получение оснований Получение щелочей:
2Na + 2Н₂O = 2NaOH + Н₂
Na₂O + Н₂O = 2NaOH
Получение нерастворимых и амфотер-ных оснований:
FeSO₄ + 2NaOH = Fe(OH)₂v + Na₂SO₄
AlCl₃ + 3NaOH = Al(OH)₃v + 3NaCl
Свойства щелочей: NaOH > Na⁺ + OH? (? = 1, фенолфталеин – красный)
NaOH + HCl = NaCl + H₂O (реакция нейтрализации)
2NaOH + CO₂ = Na₂CO₃ + H₂O
2NaOH + Zn(OH)₂ = Na₂[Zn(OH)₄]
2NaOH + Al₂O₃ >t> 2NaAlO₂ + H₂O
2NaOH + CuSO₄ = Cu(OH)₂v + Na₂SO₄
2NaOH + Zn + 2H₂O = Na₂[Zn(OH)₄] + H₂
2NaOH + 2Al + 6H₂O = 2Na[Al(OH)₄] + 3H₂
2NaOH + Si + H₂O = Na₂SiO₃ + 2H₂
Свойства нерастворимых оснований: Fe(OH)₂ - FeOH⁺ + OH? (? << 1);
FeOH⁺ - Fe²⁺ + OH? (? << 1)
Fe(OH)₂ + H₂SO₄ = FeSO₄ + 2H₂O
Fe(OH)₂ >t> FeO + H₂O
Свойства амфотерных оснований: Al³⁺+ ЗOH? + Н₂O - Al(OH)₃v + Н₂O - [Al(OH)₄]? + Н⁺
Al(OH)₃ + ЗHCl = AlCl₃ + ЗН₂O
Al(OH)₃ + NaOH = Na[Al(OH)₄]
2Al(OH)₃ >t> Al₂O₃ + ЗН₂O

КИСЛОТЫ.

Кислоты – сложные вещества, состоящие из атомов водорода и кислотного остатка; кислоты – электролиты, образующие при диссоциации в качестве катионов только катионы водорода.
Номенклатура кислот и кислотных остатков:
Классификация кислот: – одноосновные HCl
– двухосновные H₂S
– трехосновные Н₃PO₄
– кислородсодержащие HNO₃
– бескислородные HCl
Получение кислот CO₂ + Н₂O = Н₂CO₃ (кроме SiO₂)
Na₂SiO₃ + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + H₂SiO₃v
H₂ + Cl₂ = 2HCl
Химические свойства кислот HCl > H⁺ + CI? (? =1) (лакмус – красный)
CH₃COOH - CH₃COO? + H⁺ (? << 1)
Fe + 2HCl = FeCl₂ + H₂ (металл в ряду напряжений до Н)
Cu + HCl ? (не идет, металл в ряду напряжений после Н)
2HCl + CuO = CuCl₂ + Н₂O
2HCl + Cu(OH)₂ = CuCl₂ + 2Н₂O
2HCl + ZnO = ZnCl₂ + Н₂O
3HCl + Al(OH)₃ = AlCl₃ + 3Н₂O
2HCl + Na₂CO₃ = 2NaCl + H₂O + CO₂^ (выделяется газ)
HCl + AgNO₃ = AgClv + HNO₃ (образуется осадок)

СОЛИ.

Соли – сложные вещества, состоящие из атомов металла и кислотного остатка.
Соли – электролиты, образующие при диссоциации катионы металла или аммония и анионы кислотного остатка.
Номенклатура солей Na₂HPO₄ – гидрофосфат натрия
Са(Н₂PO₄)₂ – дигидрофосфат кальция
AlOHSO₄ – гидроксид сульфат алюминия
KMgF₃ – фторид калия магния
NaCl • NaF – фторид хлорид натрия
NaNH₄HPO₄ – гидрофосфат аммония натрия
Na₂[Zn(OH)₄] – тетрагидроксоцинкат натрия
Классификация солей – средние – MgCl₂, Na₃PO₄
– кислые – Na₂HPO₄, Ca(H₂PO₄)₂
– основные – MgOHCl, (Al(OH)₂)₂SO₄
– смешанные – NaCl • NaF, CaBrCl
– двойные – KMgF₃, KAl(SO₄)₂
– комплексные – Na₂[Zn(OH)₄], K₃[Cr(OH)₆]
– кристаллогидраты – CuSO₄ • 5H₂O
Получение солей (на примере получения CuS0₄) Cu + 2H₂SO_{4 конц} = CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O
Cu + 2AgNO₃ = Cu(NO₃)₂ + 2Ag
CuO + H₂SO₄ = CuSO₄ + H₂O
CuO + SO₃ = CuSO₄
Cu(OH)₂ + H₂SO₄ = CuSO₄ + 2H₂O
CuCO₃ + H₂SO₄ = CuSO₄ + H₂O + CO₂
CuCl₂ + Ag₂SO₄ = CuSO₄ + 2AgClv
Химические свойства солей NaHCO₃ > Na⁺ + HCO₃? (? = 1)
HCO₃? - H⁺ + CO₃^2- (? << 1)
MgOHCl > MgOH⁺ + CI? (? = 1)
MgOH⁺ - Mg²⁺ + OH? (? << 1)
NaHSO₄ > Na⁺ + Н⁺ + SO₄? (? = 1)
CuSO₄ + Fe = Cu + FeSO₄ (Fe до Cu в ряду напряжений)
Pb + ZnCl₂ ? (Pb после Zn в ряду напряжений)
CuSO₄ + 2NaOH = Cu(OH)₂v + Na₂SO₄ (осадок)
CuSO₄ + H₂S = CuSv + H₂SO₄ (осадок)
CuSO₄ + BaCl₂ = BaSO₄v + CuCl₂ (осадок)
Разложение некоторых солей при нагревании Ca(HCO₃)₂ >t> CaCO₃v + H₂O + CO₂ (при кипячении воды)
CaCO₃ >t> CaO + CO₂ (роме устойчивых карбонатов щелочных металлов)
2NaNO₃ >t> 2NaNO₂ + O₂ (металл до Mg в ряду напряжений)
2Pb(NO₃)₂ >t> 2РbO + 4NO₂ + O₂ (металл от Mg до Cu в ряду напряжений)
2AgNO₃ >t> 2Ag + 2NO₂ + O₂ (металл после Cu в ряду напряжений)
NH₄Cl >t> NH₃ + HCl (при охлаждении идет в противоположном направлении)
NH₄NO₃ >t> N₂O + 2Н₂O (получение «веселящего» газа)
NH₄NO₂ >t> N₂ + 2H₂O (получение азота в лаборатории)
(NH₄)₂Cr₂O₇ >t> N₂ + Cr₂O₃ + 4Н₂O (реакция «вулкан»)
4KClO3 >400 °C> KCl + 3KClO₄
2KClO3 >t, MnO₄> 2KCl + 3O₂
2КMnO₄ >t> К₂MnO₄ + MnO₂ + O₂
Связь между классами соединений Металл - основный оксид - основание - соль
Неметалл - кислотный оксид - кислота - соль

Получение и химические свойства щелочных металлов

Получение
2NaCl >электролиз расплава> 2Na + Cl₂
KCl + Na >800?С> К + NaCl
Горение в кислороде
4Li + O₂ >t> 2Li₂O
2Na + O₂ >t> Na₂O₂
К + O₂ >t> KO₂
Реакции с другими неметаллами
2Na + Cl₂ = 2NaCl
2Na + H₂ >t> 2NaH
2К + S = K₂S
6Li + N₂ = 2Li₃N
Реакции с водой и разбавленными кислотами
2Na + 2Н₂O = 2NaOH + H₂^
2Na + 2HCl = 2NaCl + H₂^

Кислород и его соединения

Кислород – самый распространенный элемент земной коры. Кислород представляет собой газ без цвета, без вкуса, без запаха. Возможные степени окисления кислорода, электронные формулы соответствующих ионов, химические свойства и примеры соединений приведены в таблице.
Получение и свойства кислорода
Кислород может быть получен при сжижении и разделении воздуха.
2КMnO₄ >t> К₂MnO₄ + MnO₂ + O₂
2KClO₃ >t> 2KCl + 3O₂
(NaOH) + 2Н₂O >электролиз раствора> 2Н₂ + O₂
O₂ + 2F₂ = OF₂
2Са + O₂ = 2СаО
S + O₂ = SO₂
2С₂Н₂ + 5O₂ = 4CO₂ + 2Н₂O
4FeS₂ + 11O₂ >t> 2Fe₂O₃ + 8SO₂
4NH₃ + 3O₂ = 6Н₂O + 2N₂
4NH₃ + 5O₂ >p, t, Pt> 4NO + 6Н₂O
Получение и свойства озона O₃
3O₂ >hv> 2O₃
O₃ = O₂ + О
KI + Н₂O + O₃ = I₂ + 2KOH + O₂
Свойства пероксида водорода
ВaO₂ + H₂SO₄ = BaSO₄v + Н₂O₂ (на холоду)
2Н₂O₂ >MnO₂> 2Н₂O + O₂
2KMnO₄ + 3H₂SO₄ + 5Н₂O₂ = 5O₂ + 2MnSO₄ + K₂SO₄ + 8H₂O
2KI + H₂SO₄ + H₂O₂ = I₂ + K₂SO₄ + 2Н₂O
Н₂O₂ + O₃ = 2O₂ + Н₂O

Водород и его соединения

Водород – наиболее распространенный элемент во Вселенной. Водород – легкий газ без цвета, без запаха. Возможные степени окисления водорода, электронные формулы соответствующих ионов, химические свойства и примеры соединений приведены в таблице.
CH₄ + 2Н₂O >t, катализатор> 4Н₂ + CO₂
Zn + 2HCl = ZnCl₂ + Н₂
(NaOH) + 2Н₂O >электролиз раствора> 2Н₂ + O₂
Н₂ + 2Na >t> 2NaH
Н₂ + Са >t> СаН₂
2Н₂ + O₂ = 2Н₂O
Н₂ + Cl₂ >hv> 2HCl
ЗН₂ + N₂ >t, p, катализатор> 2NH₃
NaH + Н₂O = NaOH + Н₂
СаН₂ + 2HCl = CaCl₂ + 2Н₂

Вода

Молекулы воды связаны водородными связями: nH₂O = (Н₂O)_n, поэтому вода жидкая в отличии от ее газообразных аналогов H₂S, H₂Se и Н₂Те.
Кислород в молекуле воды находится в состоянии sp³-гибридизации, две связи О—Н и две неподеленные пары кислорода располагаются тетраэдрически, угол между связями О—Н равен 104,5°, поэтому молекула воды полярная. Вода является хорошим растворителем для веществ с ионными или полярными связями.
2Na + 2Н₂O = 2NaOH + Н₂
Fe + 4Н₂O >t> Fe₃O₄ + 4Н₂
Ag + Н₂O ?
Н₂O + СаО = Са(OH)₂
Н₂O + Al₂O₃ ?
N₂O₃ + Н₂O = 2HNO₂
2CuSO₄ + 2Н₂O - (CuOH)₂SO₄ + H₂SO₄
H₂SO₄(конц.) + H₂O = H₂SO₄  • H₂O
CuSO₄ + 5H₂O = CuSO₄ • 5H₂O