Неорганические вещества делят на классы либо по составу (бинарные и многоэлементные; кислородосодержащие, азотсодержащие и т.п.), либо по функциональным признакам.
К важнейшим классам неорганических соединений, выделяемых по функциональным признакам, относятся соли, кислоты, основания и оксиды.
Соли – это соединения, которые в растворе диссоциируют на катионы металла и кислотные остатки. Примерами солей могут служить, например, сульфат бария BaSO 4 и хлорид цинка ZnCl 2 .
Кислоты – вещества, диссоциирующие в растворах с образованием ионов водорода. Примерами неорганических кислот могут служить соляная (НCl), серная (H 2 SO 4), азотная (HNO 3), фосфорная (H 3 PO 4) кислоты. Наиболее характерное химическое свойство кислот – их способность реагировать с основаниями с образованием солей. По степени диссоциации в разбавленных растворах кислоты подразделяются на сильные кислоты, кислоты средней силы и слабые кислоты. По окислительно–восстановительной способности различают кислоты–окислители (HNO 3) и кислоты–восстановители (HI, H 2 S). Кислоты реагируют с основаниями, амфотерными оксидами и гидроксидами с образованием солей.
Основания – вещества, диссоциирующие в растворах с образованием только гидроксид-анионов (OH 1–). Растворимые в воде основания называют щелочами (КОН, NaOH). Характерное свойство оснований – взаимодействие с кислотами с образованием соли и воды.
Оксиды –это соединения двух элементов, один из которых кислород. Различают оксиды основные, кислотные и амфотерные. Основные оксиды образованы только металлами (CaO, K 2 O), им соответствуют основания (Ca(OH) 2 , KOH). Кислотные оксиды образуются неметаллами (SO 3 , P 2 O 5) и металлами, проявляющими высокую степень окисления (Mn 2 O 7), им соответствуют кислоты (H 2 SO 4 , H 3 PO 4 , HMnO 4). Амфотерные оксиды в зависимости от условий проявляют кислотные и основные свойства, взаимодействуют с кислотами и основаниями. К ним относятся Al 2 O 3 , ZnO, Cr 2 O 3 и ряд других. Существуют оксиды, не проявляющие ни основных, ни кислотных свойств. Такие оксиды называются безразличными (N 2 O, CO и др.)
Классификация органических соединений
Углерод в органических соединениях, как правило, образует устойчивые структуры, в основе которых лежат углерод-углеродные связи. В способности образовывать такие структуры углерод не имеет себе равных среди других элементов. Большинство органических молекул состоит из двух частей: фрагмента, который в ходе реакции остаётся без изменения, и группы, подвергающейся при этом превращениям. В связи с этим определяется принадлежность органических веществ к тому или иному классу и ряду соединений.
Неизменный фрагмент молекулы органического соединения принято рассматривать в качестве остова молекулы. Он может иметь углеводородную или гетероциклическую природу. В связи с этим можно условно выделить четыре больших ряда соединений: ароматический, гетероциклический, алициклический и ациклический.
В органической химии также выделяют дополнительные ряды: углеводороды, азотсодержащие соединения, кислородосодержащие соединения, серосодержащие соединения, галогеносодержащие соединения, металлоорганические соединения, кремнийорганические соединения.
В результате комбинации этих основополагающих рядов образуются составные ряды, например: "Ациклические углеводороды", "Ароматические азотсодержащие соединения".
Наличие тех или иных функциональных групп либо атомов элементов определяет принадлежность соединения к соответствующему классу. Среди основных классов органических соединений выделяют алканы, бензолы, нитро- и нитрозосоединения, спирты, фенолы, фураны, эфиры и большое количество других.
В нашу задачу не входит подробное описание органических соединений, их номенклатуры, структуры и химических свойств. Студентам предлагается вспомнить школьный курс общей и органической химии или обратиться к многочисленным литературным источникам.
Типы химических связей
Химическая связь – это взаимодействие, удерживающее два или несколько атомов, молекул или любую комбинацию из них. По своей природе химическая связь представляет собой электрическую силу притяжения между отрицательно заряженными электронами и положительно заряженными атомными ядрами. Величина этой силы притяжения зависит главным образом от электронной конфигурации внешней оболочки атомов.
Способность атома образовывать химические связи характеризуется его валентностью. Электроны, участвующие в образовании химической связи, называются валентными.
Различают несколько типов химических связей: ковалентную, ионную, водородную, металлическую.
При образовании ковалентной связи происходит частичное перекрывание электронных облаков взаимодействующих атомов, образуются электронные пары. Ковалентная связь оказывается тем прочнее, чем в большей степени перекрываются взаимодействующие электронные облака.
Различают полярную и неполярную ковалентные связи.
Если двухатомная молекула состоит из одинаковых атомов (H 2 , N 2), то электронное облако распределяется в пространстве симметрично относительно обоих атомов. Такая ковалентная связь называется неполярной (гомеополярной). Если же двухатомная молекула состоит из разных атомов, то электронное облако смещено к атому с большей относительной электроотрицательностью. Такая ковалентная связь называется полярной (гетерополярной). Примерами соединений с такой связью могут служить HCl, HBr, HJ.
В рассмотренных примерах каждый из атомов обладает одним неспаренным электроном; при взаимодействии двух таких атомов создается общая электронная пара – возникает ковалентная связь. В невозбужденном атоме азота имеется три неспаренных электрона, за счет этих электронов азот может участвовать в образовании трех ковалентных связей (NH 3). Атом углерода может образовать 4 ковалентные связи.
Перекрывание электронных облаков возможно только при их определенной взаимной ориентации, при этом область перекрывания располагается в определенном направлении по отношению к взаимодействующим атомам. Другими словами, ковалентная связь обладает направленностью. Энергия ковалентных связей находится в пределах 150–400 кДж/моль.
Химическая связь между ионами, осуществляемая электростатическим притяжением, называется ионной связью . Её можно рассматривать как предел полярной ковалентной связи. Ионная связь в отличие от ковалентной не обладает направленностью и насыщаемостью.
Важным типом химической связи является связь электронов в металле. Металлы состоят из положительных ионов, которые удерживаются в узлах кристаллической решетки, и свободных электронов. При образовании кристаллической решетки валентные орбитали соседних атомов перекрываются и электроны свободно перемещаются из одной орбитали в другую. Эти электроны уже не принадлежат определенному атому металла, они находятся на гигантских орбиталях, которые простираются по всей кристаллической решетке. Химическая связь, осуществляемая в результате связывания положительных ионов решетки металла свободными электронами, называется металлической.
Между молекулами (атомами) веществ могут осуществляться слабые связи. Одна из самых важных – водородная связь , которая может быть межмолекулярной и внутримолекулярной . Водородная связь возникает между атомом водорода молекулы (он заряжен частично положительно) и сильно электроотрицательным элементом молекулы (фтор, кислород и т.п.). Энергия водородной связи значительно меньше энергии ковалентной связи и не превышает 10 кДж/моль. Однако этой энергии оказывается достаточно для создания ассоциаций молекул, затрудняющих отрыв молекул друг от друга. Водородные связи играют важную роль в биологических молекулах, во многом определяют свойства воды.
Силы Ван-дер-Ваальса также относятся к слабым связям. Они обусловлены тем, что любые две нейтральных молекулы (атома) на очень близких расстояниях слабо притягиваются из-за электромагнитных взаимодействий электронов одной молекулы с ядрами другой и наоборот.
Является классификация неорганических соединений. Как и классификация самих элементов, классификация химических соединений визуально отражена в периодической системе и является, таким образом, объективно закономерной и научно обоснованной.
Важнейшие классы неорганических соединений: соли, оксиды, кислоты, основания (гидроксиды).
Классификация веществ значительно облегчает процесс их изучения. Довольно-таки просто охарактеризовать свойства отдельных представителей тех или иных классов, если известны типичные химические свойства анализируемого класса.
Классы неорганических соединений: оксиды
Оксиды - соединения элементов с Оксигеном, в которых последний присоединяется к атому элемента. Фактически все элементы за исключением трех инертных - Аргон, Гелий, Неон - образуют оксиды.
Классы неорганических соединений: гидраты оксидов
Подавляющее большинство оксидов прямо или непосредственно образуют соединения с водой, которые называют гидратами оксидов или гидроксидами. Состав гидрокисида выражают общей формулой Е(ОН)х, где Е - элемент, который образует гидроксид, х - указывает степень окисления в соответственному оксиду.
В зависимости от химической природы элемента гидроксиды разделяются на гидраты (основания), гидраты амфотерных оксидов (амфотерные гидроксиды), гидраты (кислоты). Принадлежность гидроксида к определенному классу соединений определяется местом размещения элемента в периодической системе, что обуславливает относительную стойкость связей между элементом и Оксигеном - с одной стороны, и между Оксигеном и Гидрогеном - с другой.
Классы неорганических соединений: кислоты
К кислотам относят химические соединения, состоящие из нескольких атомов Гидрогена, который способен смещаться на металл с образованием солей. Группа атомов, которая осталась после отщепления от молекулы кислоты атомов Гидрогена, называется кислотным остатком.
Классы неорганических соединений: соли
Соли рассматривают как продукты частичного или же полного замещения атомов Гидрогена на атомы металлов или ОН групп оснований на кислотные остатки. В некоторых случаях Гидроген в кислотах может замещаться не только металлом, а и другой группой атомов, которые имеют позитивный заряд (катион). В зависимости от состава и свойств соли разделяют на такие типы: кислые, основные, средние, комплексные.
Средние (нормальные) соли образуются вследствие полного замещения атомов Гидрогена кислот на металл (катион), или гидроксильных групп в основаниях на кислые остатки. металла и заряд кислотного остатка необходимо знать для того, чтобы уметь правильно составить формулу средней соли. Соединяются они между собой в таких соотношениях, чтобы соль была электронейтральной.
Получают при неполном замещении атомов Гидрогена в кислотах на металл. Кислые соли образуют только многоосновные кислоты. Процесс составления формул кислых солей остается таким, как и для средних солей: определяется заряд катиона и кислотного остатка и эти частицы соединяются между собой в соотношении, которое не нарушает принцип электронейтральности молекул.
Получают в результате неполного замещения ОН групп оснований или амфотерных гидроксидов на кислотные остатки. Формулы основных солей состоят из остатков многокислотных оснований или амфотерных гидроксидов, которые частично потеряли гидроксильные группы, и кислотных остатков. Как и во всех предыдущих вариантах необходимо обязательно придерживаться принципа электронейтральности.
НЕОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ
К неорганическим относятся соединения всех химических элементов, за исключением большинства соединений углерода.
Кислоты, основания и соли.
Кислотами называются соединения, которые в воде диссоциируют с высвобождением ионов водорода (Н+). Эти ионы определяют характерные свойства сильных кислот: кислый вкус и способность взаимодействия с основаниями. Основания - это вещества, которые в воде диссоциируют с высвобождением гидроксид-ионов (ОН-). Солями называют ионные соединения, образующиеся при взаимодействии кислот и оснований:
Номенклатура неорганических соединений.
Номенклатура большинства распространенных неорганических соединений основана на следующих правилах.
Элементы.
Названия металлов обычно кончаются на -ий (например, натрий, калий, алюминий, магний).
Исключение составляют металлы, известные с древности и тогда же получившие свои названия. Это, например, железо, медь, золото. Названия неметаллов, как правило, кончаются на -ор (хлор, бор, фосфор), -од (водород, кислород, иод) или -он (аргон, неон). Зная названия элементов и наиболее распространенных ионов и используя приведенные ниже правила, можно дать название практически любому неорганическому соединению.
Кислоты.
Названия кислот, молекулы которых не содержат кислорода, оканчиваются на водородная, например хлороводородная (HCl), бромоводородная (HBr), иодоводородная (HI). Названия кислородсодержащих кислот зависят от степени окисления центрального элемента. Название той кислоты, в которой этот элемент имеет меньшую степень окисления, оканчивается на -истая, например азотистая (HNO2), сернистая (H2SO3), а большую - на -ная, например азотная (HNO3), серная (H2SO4). На примере хлора рассмотрим случай, когда элемент образует более двух кислородсодержащих кислот. Их названия формируются следующим образом: хлорноватистая кислота, HClO; хлористая, HClO2; хлорноватая, HClO3; хлорная, HClO4. Степень окисления хлора здесь составляет +1, +3, +5 и +7 соответственно. Названия кислот, молекулы которых содержат разное количество воды, отличаются друг от друга приставками орто-, гипо-, пиро- и мета- (в порядке уменьшения содержания воды):
Положительно заряженные ионы.
Названия этих ионов образуются следующим образом: после слова ион указывают название элемента и римскими цифрами - степень его окисления. Например, Cu2+ - ион меди(II), Cu+ - ион меди(I). Названия некоторых положительных ионов оканчиваются на -оний: аммоний, NH4+; гидроксоний, H3O+.
Отрицательно заряженные ионы.
Названия одноатомных отрицательно заряженных ионов (и соответственно солей), полученных из не содержащих кислорода кислот, оканчиваются на -ид: хлорид-ион, Cl-; бромид-ион, Br-. Названия ионов (и соответственно солей), полученных из кислородсодержащих кислот, в которых центральный элемент имеет меньшую степень окисления, оканчиваются на -ит: сульфит, SO32-; нитрит, NO2-; фосфит, PO33-; а большую - на -ат: сульфат, SO42-; нитрат, NO3-; фосфат, РО43-. Названия ионов, полученных из частично нейтрализованных кислот, образуются прибавлением к названию иона слова кислый либо приставок гидро- или би-: гидрокарбонат (бикарбонат), HCO3-; кислый сульфат, HSO4-.
Соли и ковалентные соединения.
Для солей и ковалентных соединений используют названия ионов, которые в них входят: хлорид натрия, NaCl; гидроксид натрия, NaOH. Если элемент может иметь несколько степеней окисления, то после его названия римскими цифрами указывают степень окисления в данном соединении: сульфат железа(II), FeSO4; сульфат железа(III), Fe2(SO4)3. Если соединение образуют два неметалла, то для указания числа их атомов используют приставки ди-, три-, тетра-, пента- и т.д. Например, дисульфид углерода, CS2; пентахлорид фосфора, PCl5, и т.д.
Энциклопедия Кольера. - Открытое общество . 2000 .
Смотреть что такое "НЕОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ" в других словарях:
неорганические соединения - — Тематики нефтегазовая промышленность EN inorganic compounds … Справочник технического переводчика
неорганические соединения - neorganiniai junginiai statusas T sritis chemija apibrėžtis Cheminiai junginiai, išskyrus organinius junginius. atitikmenys: angl. inorganic compounds rus. неорганические соединения … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
Неорганические вещества – это химические вещества, которые не являются органическими, то есть они не содержат углерода (кроме карбидов, цианидов, карбонатов, оксидов углерода и некоторых других соединений, которые традиционно относят к… … Википедия
К неорганическим относятся соединения всех химических элементов, за исключением большинства соединений углерода. Кислоты, основания и соли. Кислотами называются соединения, которые в воде диссоциируют с высвобождением ионов водорода (Н+). Эти… … Энциклопедия Кольера
Вещества, являющиеся промежуточными или конечными продуктами жизнедеятельности организмов. Термин условен, т.к. к С. п. обычно не относят ряд простых продуктов метаболизма (метан, уксусная кислота, этиловый спирт и др.), компоненты,… … Большая советская энциклопедия
Неорганические вещества это химические вещества, которые не являются органическими, то есть они не содержат углерода (кроме карбидов, цианидов, карбонатов, оксидов углерода и некоторых других соединений, которые традиционно относят к… … Википедия
Основная статья: Кислота Неорганические (минеральные) кислоты неорганические вещества, обладающие комплексом физико химических свойств, которые присущи кислотам. Вещества кислотной природы известны для большинства химических элементов за… … Википедия
Имеют неорг. главные цепи и не содержат орг. боковых радикалов. Главные цепи построены из ковалентных или ионно ковалентных связей; в нек рых Н. п. цепочка ионно ковалентных связей может прерываться единичными сочленениями координац. характера.… … Химическая энциклопедия
У этого термина существуют и другие значения, см. тиоцианаты. Тиоцианаты (тиоцианиды, роданиды, сульфоцианиды) соли … Википедия
Азиды химические соединения, производные азотистоводородной кислоты HN3. Содержат одну или несколько групп N3. Содержание 1 Азиды металлов 2 Азиды неметаллов … Википедия
Книги
- Броматы , Джесси Рассел. Эта книга будет изготовлена в соответствии с Вашим заказом по технологии Print-on-Demand. High Quality Content by WIKIPEDIA articles! Броматы - неорганические соединения, соли бромноватой…
К настоящему моменту известно более 100 тысяч различных неорганических веществ. Чтобы как-то их классифицировать, их разделяют на классы. В каждом классе объединены вещества, сходные по своему составу и свойствам.
Все неорганические вещества подразделяются на простые и сложные. Среди простых веществ выделяют металлы (Na, Cu, Fe), неметаллы (Cl, S, P) и инертные газы (He, Ne, Ar). К сложным неорганическим соединениям относятся уже такие обширные классы веществ, как оксиды, основания, кислоты, амфотерные гидроксиды и соли.
Оксиды
Оксиды – это соединения двух элементов, причем один из них – кислород. Они имеют общую формулу Э(m)O(n), где «n» показывает число атомов кислорода, а «m» – число атомов другого элемента.
Амфотерные гидроксиды
Амфотерные гидроксиды имеют свойства кислот и оснований. Их молекулярная формула также может быть записана в форме основания или в форме кислоты: Zn(OH)2≡H2ZnO2, Al(OH)3≡H3AlO3.
Соли
Соли – это продукты замещения водородных атомов металлами в молекулах кислот или гидроксидных групп в молекулах оснований кислотными остатками. При полном замещении образуются средние (нормальные) соли: K2SO4, Fe(NO3)3. Неполное замещение атомов водорода в молекулах многоосновных кислот дает кислые соли (KHSO4), гидроксидных групп в молекулах многокислотных оснований – основные соли (FeOHCl). Существуют, кроме того, комплексные и двойные соли.
Загрузка...