Классификация неорганических соединений и их свойства. Основные классы неорганических соединений Сложные неорганические вещества можно классифицировать

В настоящее время известно более 118 химических элементов: по различным источникам, в природе встречаются от 88 до 94. Химические элементы образуют огромное количество неорганических соединений. Хотя каждому соединению присущи свои особенности, свои специфические свойства, имеется целый ряд веществ с некоторыми сходными, общими свойствами. Исходя из общности свойств, соединения объединяют в группы, классы, то есть классифицируют их, что облегчает изучение многообразия веществ.

Вспомним, что, исходя их состава молекул, вещества делятся на простые и сложные.

Простые вещества – вещества, молекулы которых состоят из атомов одного вида (атомов одного элемента). В химических реакциях не могут разлагаться с образованием других веществ.

Сложные вещества (или химические соединения) – вещества, молекулы которых состоят из атомов разного вида (атомов различных химических элементов). В химических реакциях разлагаются с образованием нескольких других веществ.

Простые вещества разбиваются на две большие группы: металлы и неметаллы.

Металлы – группа элементов, обладающая характернымиметаллическими свойствами: твёрдые вещества (исключение составляет ртуть) имеют металлический блеск, являются хорошими проводниками теплоты и электричества, ковкие (железо (Fe), медь (Cu), алюминий (Al), ртуть (Hg), золото (Au), серебро (Ag) и др.).

Неметаллы – группа элементов: твёрдые, жидкие (бром) и газообразные веществ, которые не обладают металлическим блеском, являются изоляторы, хрупкие.

А сложные вещества в свою очередь подразделятся на четыре группы, или класса: оксиды, основания, кислоты и соли.

Оксиды – это сложные вещества, в состав молекул которых входят атомы кислорода и какого – нибудь другого вещества.

Основания – это сложные вещества, в которых атомы металлов соединены с одной или несколькими гидроксильными группами.

С точки зрения теории электролитической диссоциации, основания – сложные вещества, при диссоциации которых в водном растворе образуются катионы металла (или NH 4 +) и гидроксид – анионы OH - .

Кислоты – это сложные вещества, в состав молекул которых входят атомы водорода, способные замещаться или обмениваться на атомы металла.

Соли – это сложные вещества, молекулы которых состоят из атомов металлов и кислотных остатков. Соль представляет собой продукт частичного или полного замещения атомов водорода кислоты металлом.

Остались вопросы? Хотите знать больше о классификации неорганических соединений?
Чтобы получить помощь репетитора – зарегистрируйтесь .
Первый урок – бесплатно!

сайт, при полном или частичном копировании материала ссылка на первоисточник обязательна.

И их производные. Все остальные вещества - неорганические.

Классификация неорганических веществ
Неорганические вещества по составу делят на простые и сложные.

Простые вещества состоят из атомов одного химического элемента и подразделяются на металлы, неметаллы, благородные газы. Сложные вещества состоят из атомов разных элементов, химически связанных друг с другом.

Сложные неорганические вещества по составу и свойствам распределяют по следующим важнейшим классам: оксиды, основания , кислоты, амфотерные гндроксиды, соли.

Содержание урока конспект урока опорный каркас презентация урока акселеративные методы интерактивные технологии Практика задачи и упражнения самопроверка практикумы, тренинги, кейсы, квесты домашние задания дискуссионные вопросы риторические вопросы от учеников Иллюстрации аудио-, видеоклипы и мультимедиа фотографии, картинки графики, таблицы, схемы юмор, анекдоты, приколы, комиксы притчи, поговорки, кроссворды, цитаты Дополнения рефераты статьи фишки для любознательных шпаргалки учебники основные и дополнительные словарь терминов прочие Совершенствование учебников и уроков исправление ошибок в учебнике обновление фрагмента в учебнике элементы новаторства на уроке замена устаревших знаний новыми Только для учителей идеальные уроки календарный план на год методические рекомендации программы обсуждения Интегрированные уроки

Видеоурок: Классы неорганических соединений

Лекция: Классификация неорганических веществ. Номенклатура неорганических веществ (тривиальная и международная)

Начнем с простого деления неорганических веществ на простые и сложные. Молекулы простых состоят из атомов одного элемента, а сложных из атомов нескольких элементов. Простые делятся на металлы и неметаллы. Сложные в свою очередь подразделены на оксиды, гидроксиды, соли.

Оксиды

Оксиды - это сложные вещества, состоящие из двух элементов, один из которых кислород со степенью окисления -2.

Оксиды подразделяются на солеобразующие (основные, кислотные, амфотерные), несолеобразующие и солеобразные (двойные).

Основные оксиды обладают основными свойствами и способны образовать типичные металлы, имеющие степень окисления +1, +2, (Li 2 O, MgO, CaO, CuO).

Кислотные оксиды обладают кислотными свойствами и способны образовать неметаллы со степенью окисления более +2. Так же образуют металлы со степенью от +5 до +7 (SO 2 , SeO 2 , P 2 O 5 , As 2 O 3 , CO 2 , SiO 2 , CrO 3 , и Mn 2 O 7). Исключение: у оксидов NO 2 и ClO 2 нет соответствующих кислотных гидроксидов. Несмотря на это, их считают кислотными.

Амфортерные оксиды обладают и основными, и кислотными свойствами. Они образованы амфотерными металлами, имеющими степень окисления +2, +3, +4 (Cr 2 O 3 , Al 2 O 3 , GeO 2 , SnO 2 . В данной группе оксидов со степенью окисления +2 всего 4: ZnO, PbO, SnO, BeO.

Несолеобразующие оксиды не обладают ни основными, ни кислотными свойствами. К ним относятся оксиды неметаллов со степенью окисления +1, +2. Их всего 4: CO, NO, N 2 O, SiO.

Солеобразные оксиды образованы двумя элементами с разными степенями окисления. К примеру, магнитный железняк FeO·Fe 2 O 3 , который при взаимодействии с кислотами образует две соли: FeO·Fe 2 O 3 + 4H 2 SO 4 → FeSO 4 + Fe 2 (SO 4) 3 + 4H 2 O

Гидроксиды

Гидроксиды - это сложные вещества, состоящие из оксидов и воды, имеющие гидроксогруппу (OH -).

Они подразделяются на основания, кислородсодержащие кислоты и амфотерные гидроксиды.

• Основания – гидроксиды металлов со степенью окисления +1, +2, проявляющие основные свойства и состоящие из ионов металлов и гидроксид – ионов OH - .

К примеру:

• гидроксид натрия - Na + OH,
• гидроксид кальция - Ca +2 (OH) 2 ,
• гидроксид железа - Fe +3 (OH) 3 .

Все основания – твердые вещества. Они делятся на растворимые (щелочи) и нерастворимые. О том, растворимо основание в воде или нет можно узнать из таблицы.

• Кислотные гидроксиды (кислородсодержащие кислоты) – гидроксиды неметаллов и металлов со степенью окисления +5, +6, проявляющие кислотные свойства, состоящие из гидроксоний – катионов Н 3 О + и кислотного остатка.

К примеру:

• Азотная кислота - HNO 3 ,
• Серная кислота - H 2 SO 4.

• Амфотерные гидроксиды – гидроксиды металлов со степенью окисления +2, +3, +4, проявляющие и кислотные, и основные свойства. В данной группе гидроксидов со степенью окисления +2 всего 4: Zn(OН) 2 , Pb(OН) 2 , Sn(OН) 2 , Be(OН) 2 .

Соли

Соли - сложные химические вещества, образованные атомами металлов, связанных с кислотными остатками.

К примеру:

• Хлорид натрия - NaCl,
• Сульфат натрия - Na 2 SO 4 ,
• Хлорид кальция - СаCl 2 ,
• Сульфат кальция - СаSO 4 .

Существуют следующие виды солей:

Средние соли – соли, содержащие атомы металлов и кислотного остатка. К примеру: нитрат кальция Ca(NO 3) 2 , сульфат свинца PbSO 4 , карбонат натрия Na 2 CO 3 и др.

Кислые соли – соли, содержащие атомы металлов, кислотного остатка и водорода. Атомы металла образуются при нейтрализации основания избытком кислоты. Чтобы образовать название какой - либо кислой соли, необходимо к названию соли добавить приставку гидро - или дигидро -. Приставка зависит от числа атомов водорода, входящих в состав кислой соли. Пример : KHCO 3 – гидрокарбонат калия, КH 2 PO 4 – дигидроортофосфат калия. Так же необходимо помнить, что кислые соли способны образовывать две и более основные кислоты. Ими могут быть как кислородсодержащие, так и бескислородные кислоты.

Основные соли – соли, содержащие атомы металлов, кислотного остатка и гидроксогруппы (OH−). Чтобы определить название основной соли, необходимо к названию обычной соли добавить приставку гидроксо- или дигидроксо. Приставка будет зависеть от количества ОН - групп, входящих в состав соли. К примеру, (CuOH) 2 CO 3 - гидроксокарбонат меди (II). Так же следует знать, что основные соли образуют основания, содержащие в составе две и более гидроксогрупп.

Двойные соли – соли, содержащие катионы двух металлов и кислотный остаток. К примеру, сульфат алюминия - калия KAl(SO 4) 2 ·12H 2 O

Смешанные соли – соли, содержащие анионы двух металлов и кислотный остаток. К примеру, дигидроксокарбонат меди (II) Cu 2 (OH) 2 CO 3 .

Гидратные соли – соли, содержащие молекулы кристаллизационной воды. К примеру, декагидрат сульфата натрия Na 2 SO 4 10H 2 O

Номенклатура неорганических веществ

Построение формул и названий определяются химической тривиальной и международной номенклатурой. Тривиальные названия – это исторически сложившиеся традиционные названия.

Формула	Тривиальные названия	Международные названия
	Поваренная соль	Хлорид натрия
	Едкий натр	Гидроксид натрия
	Сода, кальцинированная сода	Карбонат натрия
	Питьевая сода	Гидрокарбонат натрия
	Жидкое стекло	Силикат натрия
	Негашеная известь	Оксид кальция
	Гашеная известь	Гидроксид кальция
	Известняк, мел, мрамор	Карбонат кальция
		Фторид кальция
	Графит, алмаз
	Угарный газ	Монооксид углерода
	Углекислый газ	Диоксид углерода
	Едкое кали	Гидроксид калия
		Карбонат калия
	Калийная селитра	Нитрат калия
	Бертолетова соль	Хлорат калия
	Желтая кровяная соль	Гексацианоферрат (II) калия
	Красная кровяная соль	Гексацианоферрат (III) калия
	Жженая магнезия Оксид магния	Оксид магния
	Магнезит Карбонат магния	Карбонат магния
		Оксид железа (III)
	Железный колчедан, пирит	Дисульфид железа
Fe 4 3	Берлинская лазурь	Гексацианоферрат (II) железа (III)
	Железный купорос	Гептагидрат сульфата железа (II)
	Медный блеск	Сульфид меди (I)
Cu 2 (OH) 2 CO 3		Карбонат гидроксомеди (II)
	Медный купорос	Пентагидрат сульфата меди (II)

Возник вопрос по теме? Задавайте его репетитору по химии 👉

Во-первых, все неорганические вещества делятся на простые и сложные. Простые вещества - это вещества, состоящие из атомов одного химического элемента. Иными словами, это форма существования элементов в свободном виде. Все остальные вещества являются сложными.

Простые:

1) Неметаллы: H 2 , O 2 , O 3 , N 2 , F 2 , He и др. Всего в периодической таблице химических элементов присутствуют 22 неметалла. В обычных условиях они могут быть в твердом состоянии (I 2), жидком (Br 2) или газообразном (H 2 , O 2 , F 2 , Cl 2 и другие).
2) Металлы: Na, Ag, Fe, Be и другие. Единственным жидким металлом является ртуть (Hg).

Сложные:

1) Оксиды - соединения, состоящие из двух элементов, один из которых кислород в степени окисления -2.

• Основные
  Оксиды металлов в степени окисления +1 и +2 за исключением ZnO, BeO, PbO, SnO:
  Li 2 O, Na 2 O, K 2 O, CaO, MgO, RaO, SrO и др.
• Амфотерные
  Оксиды металлов в степени окисления +3 и +4, а также ZnO, BeO, PbO, SnO:
  ZnO, BeO, PbO, SnO, Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 , Cr 2 O 3 , MnO 2 , PbO 2 , SnO 2 и др.
• Кислотные
  Оксиды металлов в степени окисления +5, +6, +7, а также оксиды всех неметаллов кроме CO, NO, N 2 O и SiO:
  CO 2 , P 2 O 5 , SO 2 , SO 3 , NO 2 , CrO 3 и др.
• Несолеобразующие
  CO, NO, N 2 O и SiO

2) Пероксиды - сложные вещества, в которых атомы кислорода соединены друг с другом и находятся в степени окисления -1.

• H 2 O 2 - пероксид водорода (перекись водорода)
• Na 2 O 2 - пероксид натрия
• BaO 2 - пероксид бария

3) Гидроксиды

• Основания: растворимые (NaOH, KOH И др.) и нерастворимые (Mg(OH) 2 , Cu(OH) 2 , Fe(OH) 2 , Cr(OH) 2 и др.)
• Амфотерные гидроксиды (Zn(OH) 2 , Be(OH) 2 , Al(OH) 3 , Fe(OH) 3 , Cr(OH) 3 и др.)
• Кислородсодержащие кислоты (HNO 3 , H 2 SO 4 , H 2 SO 3 , H 2 CO 3 , H 3 PO 4 и др.)

4) Соли - сложные вещества, состоящие из катиона(ов) металла (или катиона аммония NH 4 +) и аниона(нов) кислотного остатка.

• Средние (NaNO 3 , CaSO 4 , Cu(NO 3) 2 и др.)
• Кислые - содержат H (NaHSO 4 , KHSO 3 , CaHPO 4 и др)
• Основные - содержат группу OH ((CuOH) 2 CO 3 , MgOHBr, ZnOHCl и др.)
• Двойные - содержат два типа катионов (KAl(SO 4) 2)
• Смешанные - содержат два типа анионов (CaClBr)
• Комплексные - состоят из катиона и комплексного аниона (Na 2 , SO 4 , Cl и др.)

5) Бинарные неорганические соединения

• Карбиды (CaC 2 , Al 4 C 3 и др.)
• Фосфиды (Na 3 P, Ca 3 P 2 и др.)
• Силициды (Mg 2 Si, Ca 2 Si и др.)

6) Водородные соединения (также являются бинарными соединениями)

• Гидриды - соединения щелочных и щелочно-земельных металлов с водородом (NaH, CaH 2 и др.)
• Летучие водородные соединения - соединения неметаллов с водородом (CH 4 , SiH 4 , NH 3 , PH 3 , H 2 O, H 2 S, HF, HCl, HBr и HI и др.)

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.