egc-4.3· Глава 4: Неорганическая химия· ~14 мин

Основные классы неорганических соединений

Оксиды, кислоты, основания, соли: классификация, свойства, генетическая связь и номенклатура

Неорганические соединения делятся на четыре основных класса: оксиды, кислоты, основания и соли. Оксиды бывают основными (Na2ONa_2O, CaOCaO), кислотными (SO3SO_3, CO2CO_2, P2O5P_2O_5), амфотерными (Al2O3Al_2O_3, ZnOZnO, BeOBeO, Cr2O3Cr_2O_3) и несолеобразующими (COCO, NONO, N2ON_2O). Основным оксидам соответствуют гидроксиды металлов (щёлочи NaOHNaOH, KOHKOH, Ca(OH)2Ca(OH)_2 и нерастворимые основания Cu(OH)2Cu(OH)_2, Fe(OH)3Fe(OH)_3), кислотным оксидам — кислородсодержащие кислоты. Эти классы связаны генетической связью и переходят друг в друга: металл \rightarrow основной оксид \rightarrow основание \rightarrow соль; неметалл \rightarrow кислотный оксид \rightarrow кислота \rightarrow соль. Пример: NaNa2ONaOHNa2SO4Na \rightarrow Na_2O \rightarrow NaOH \rightarrow Na_2SO_4.

Ключевые термины

Основной оксидОксид металла; реагирует с кислотой, давая соль и воду; оксиды активных металлов реагируют с водой, образуя щёлочь. Например Na2ONa_2O, CaOCaO.
Кислотный оксидОксид неметалла; реагирует со щёлочью, давая соль и воду; как правило, реагирует с водой, образуя кислоту. Например SO3SO_3, CO2CO_2, P2O5P_2O_5.
Амфотерный оксидОксид, реагирующий как с кислотой, так и со щёлочью. Например Al2O3Al_2O_3, ZnOZnO, BeOBeO, Cr2O3Cr_2O_3.
Несолеобразующий оксидОксид, не образующий солей и не реагирующий с кислотами и щелочами. Например COCO, NONO, N2ON_2O.
ЩёлочьРастворимое в воде основание (гидроксид металла). Например NaOHNaOH, KOHKOH, Ca(OH)2Ca(OH)_2, Ba(OH)2Ba(OH)_2.
Генетическая связьПоследовательность превращений классов друг в друга: металл \rightarrow основной оксид \rightarrow основание \rightarrow соль; неметалл \rightarrow кислотный оксид \rightarrow кислота \rightarrow соль.
Классификация типов оксидов
ТипПримерыХарактерная реакция
ОсновнойNa2ONa_2O, CaOCaOС кислотой — соль + вода
КислотныйSO3SO_3, CO2CO_2, P2O5P_2O_5Со щёлочью — соль + вода
АмфотерныйAl2O3Al_2O_3, ZnOZnO, BeOBeOИ с кислотой, и со щёлочью
НесолеобразующийCOCO, NONO, N2ON_2OСолей не образует

Оксиды делятся на четыре типа по своим свойствам.

Сравнение типов солей
ТипСоставПримеры
Средняя (нормальная)Только металл и кислотный остатокNa2SO4Na_2SO_4, K2SO4K_2SO_4
КислаяСодержит незамещённый HNaHSO4NaHSO_4, NaHCO3NaHCO_3
ОсновнаяСодержит незамещённый OHCu(OH)ClCu(OH)Cl, (CuOH)2CO3(CuOH)_2CO_3

Соли различаются по наличию H или OH в своём составе.

Генетическая цепочка: SSO2SO3H2SO4Na2SO4S \rightarrow SO_2 \rightarrow SO_3 \rightarrow H_2SO_4 \rightarrow Na_2SO_4
  1. 11. Горение: S+O2SO2S + O_2 \rightarrow SO_2 (из неметалла — кислотный оксид)
  2. 22. Каталитическое окисление: 2SO2+O22SO32SO_2 + O_2 \rightarrow 2SO_3 (O2O_2, катализатор)
  3. 33. Реакция с водой: SO3+H2OH2SO4SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4 (кислотный оксид \rightarrow кислота)
  4. 44. Нейтрализация: 2NaOH+H2SO4Na2SO4+2H2O2NaOH + H_2SO_4 \rightarrow Na_2SO_4 + 2H_2O (кислота \rightarrow соль)
Генетическая цепочка: CaCaOCa(OH)2CaCO3Ca \rightarrow CaO \rightarrow Ca(OH)_2 \rightarrow CaCO_3
  1. 11. Горение: 2Ca+O22CaO2Ca + O_2 \rightarrow 2CaO (из металла — основной оксид)
  2. 22. Реакция с водой: CaO+H2OCa(OH)2CaO + H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 (основной оксид \rightarrow щёлочь)
  3. 33. Реакция с CO2CO_2: Ca(OH)2+CO2CaCO3+H2OCa(OH)_2 + CO_2 \rightarrow CaCO_3{\downarrow} + H_2O (основание \rightarrow соль)
🚫Частая ошибка

При реакции металла с кислотой выделяется водород, а НЕ вода: Zn+2HClZnCl2+H2Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2{\uparrow}. Вода образуется только при реакции оксида/основания с кислотой.

⚠️Внимание

NaOHNaOH — исключение: при нагревании не разлагается. Нерастворимые основания разлагаются: Cu(OH)2CuO+H2OCu(OH)_2 \rightarrow CuO + H_2O.

⚠️Внимание

Обратите внимание на степень окисления: SO2SO_2 соответствует H2SO3H_2SO_3 (сера +4+4), а SO3SO_3H2SO4H_2SO_4 (сера +6+6). Не путайте ангидриды.

💡Заметка

Два кислотных оксида (SO3+CO2SO_3 + CO_2) или два основных вещества (Na2O+KOHNa_2O + KOH) между собой не реагируют; реакция идёт между классами противоположного характера.

💡Заметка

Признак амфотерности: при добавлении NaOHNaOH к раствору ZnCl2ZnCl_2 сначала выпадает осадок Zn(OH)2Zn(OH)_2, который растворяется в избытке щёлочи.

Правила

  1. 1Основной оксид + кислота \rightarrow соль + вода; кислотный оксид + щёлочь \rightarrow соль + вода; амфотерный оксид реагирует как с кислотой, так и со щёлочью.
  2. 2Несолеобразующие оксиды (COCO, NONO, N2ON_2O) не образуют солей и не реагируют с кислотами и щелочами.
  3. 3Щёлочи (NaOHNaOH, KOHKOH, Ca(OH)2Ca(OH)_2, Ba(OH)2Ba(OH)_2) растворимы в воде; большинство гидроксидов металлов (Cu(OH)2Cu(OH)_2, Fe(OH)3Fe(OH)_3) — нерастворимы.
  4. 4Соли бывают: средние (Na2SO4Na_2SO_4), кислые (NaHSO4NaHSO_4, NaHCO3NaHCO_3) и основные (Cu(OH)ClCu(OH)Cl, (CuOH)2CO3(CuOH)_2CO_3).
  5. 5Генетический ряд: металл \rightarrow основной оксид \rightarrow основание \rightarrow соль; неметалл \rightarrow кислотный оксид \rightarrow кислота \rightarrow соль.

Тренировка

15 лёгких · 15 средних · 15 сложных

В каждом тесте — 10 случайных вопросов