Навигация по странице:
|
классиф. Методические указания к практическим занятиям и для самостоятельной работы студентов дневной и заочной форм обучения
ГОСУДАРСТВЕННОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«БЕЛОРУССКО-РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра «Технологии металлов»
ХИМИЯ
Методические указания к практическим занятиям
и для самостоятельной работы студентов
дневной и заочной форм обучения
ВАЖНЕЙШИЕ КЛАССЫ И НОМЕНКЛАТУРА НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
Могилев 2009
УДК 54
ББК 24.1
Х 46
Рекомендовано к опубликованию
учебно-методическим управлением
ГУ ВПО «Белорусско-Российский университет»
Одобрено кафедрой «Технологии металлов» «7» МАЯ 2009 г., протокол № 11
Составители: канд. биол. наук, ст. преподаватель И. А. Лисовая;
канд. техн. наук, Г.Ф. Ловшенко
Рецензент: канд. хим.. наук, И.В. Гарист
В методических указаниях приведены общие принципы и приемы построения названий химических соединений с учетом поправок, принятых в русскоязычной химической номенклатуре.. Рассмотрены классификации неорганических соединений по составу и по химическим свойствам. Изложены основные характеристики ( состав, классификация, номенклатура, физические и химические свойства, способы получения) важнейших классов неорганических соединений. Представлены уравнения соответствующих химических реакций.
Учебное издание
ХИМИЯ
Ответственный за выпуск Д. И. Якубович
Технический редактор А. А. Подошевко
Компьютерная верстка Н. П. Полевничая
Подписано в печать . Формат 60x84/16. Бумага офсетная. Гарнитура Таймс. Печать трафаретная. Усл.- печ. л. . Уч.-изд. л. . Тираж 71 экз. Заказ №
Издатель и полиграфическое исполнение
Государственное учреждение высшего профессионального образования
«Белорусско-Российский университет»
ЛИ № 02330/375 от 29.06.2004 г.
212000, г. Могилев, пр. Мира, 43
© ГУ ВПО «Белорусско-Российский
университет», 2009
1 Номенклатура неорганических веществ
Система наименований химических соединений длительное время развивалась хаотично, наименования давались в основном первооткрывателями каких-либо соединений. Многие вещества известны настолько давно, что происхождение их наименований носит легендарный характер. Исторически сложившиеся «собственные имена» выделяют как тривиальные названия. Они не вытекают из каких-либо единых систематических принципов, не выражают строения соединения и чрезвычайно разнообразны. Напрмер:вода, аммиак, рудничный газ, соляная кислота, озон, винный спирт, ванилин и т.д.
Систематическая номенклатура. Исходя из смыслового содержания этого термина, систематической можно назвать любую номенклатуру, имеющую в основе какую-либо систему. Поэтому все научные номенклатуры, за исключением системы тривиальных названий, являются систематическими.
Современная номенклатура химических соединений в основном базируется на правилах ИЮПАК (IUPAC) – Международного союза теоретической и прикладной химии, которые разрабатывались, начиная с 40-х годов XX века. Правила ИЮПАК определяют общие принципы и приемы построения названий соединений и периодически пересматриваются. Наиболее значительные изменения вводились в 1979 и в 1993 годах.
Обратите внимание, что в настоящем методическом пособии сложные неорганические вещества называются в соответствии с правилами, принятыми в русскоязычной литературе по химии. В этом случае название электроотрицательной части (аниона) дается в именительном падеже, а название электроположительной части (катиона) – в родительном падеже. Например: Fe2O3 – оксид железа (III), NaOH – гидроксид натрия, K2SO4 – сульфат калия. Именно такой подход к названию неорганических веществ использован в новом школьном учебнике Химия – 8 (2004 г.). В пока еще действующих школьных учебниках по химии до 2004 года издания применяется международная номенклатура, согласно которой сначала называется катион, а затем – анион. Например, Fe2O3 – железо (III)-оксид, NaOH – натрий-гидроксид, K2SO4 – калий-сульфат.
Номенклатура неорганических веществ основана на наиболее простой и постоянной во времени характеристике – химическом составе, который показывает атомы элементов, образующих данное вещество, в их числовом отношении. Номенклатура состоит из формул и названий. Химическая формула – изображение состава вещества с помощью символов химических элементов, числовых индексов и некоторых других знаков. Химическое название – изображение состава вещества с помощью слова или группы слов. Построение химических формул и названий определяется системой номенклатурных правил.
Символы и наименования химических элементов приведены в Периодической системе элементов Д.И. Менделеева. При составлении названий веществ обычно применяют русские наименования элементов, например, дикислород, дифторид ксенона, селенат калия. По традиции для некоторых элементов в производные термины вводят корни их латинских наименований. Используются следующие числовые приставки:
1 – моно
|
4 – тетра
|
7 – гепта
|
10 – дека
|
2 – ди
|
5 – пента
|
8 – окта
|
11 – ундека
|
3 – три
|
6 – гекса
|
9 – нона
|
12 – додека
|
Номенклатура отдельных классов неорганических соединений будет представлена в соответствующих разделах.
2 Классификация неорганических веществ
Все вещества делятся на простые и сложные. Простые вещества состоят из одного элемента, в состав сложных входит два или более элементов. Простые вещества условно делят на металлы и неметаллы.
Металлы отличаются характерным металлическим блеском, ковкостью, тягучестью, могут прокатываться в листы или вытягиваться в проволоку, обладают хорошей тепло- и электропроводностью. При комнатной температуре все металлы (кроме ртути) находятся в твердом состоянии.
Неметаллы не обладают характерным для металлов блеском, хрупки, плохо проводят теплоту и электричество. Некоторые из них при обычных условиях газообразны.
Сложные вещества в зависимости от атомарной природы изучаемого вещества, типов химической связи между атомами делят на органические, неорганические и элементоорганические.
Неорганическая химия охватывает химию всех элементов периодической системы. Неорганические вещества разделяются на классы либо по составу (двухэлементные или бинарные соединения и многоэлементные соединения; кислородсодержащие, азотсодержащие и т.д.), либо по химическим свойствам, т. е. по их функциональным признакам (кислотно-основным, окислительно-восстановительным и т. д.).
2.1 Бинарные соединения
К важнейшим бинарным соединениям относятся любые соединения только двух различных элементов. Например, бинарными соединениями азота и кислорода являются: N2O, NO, N2O3, NO2, N2O5; бинарные соединения меди и серы: Cu2S, CuS, CuS2. В формулах бинарных соединений металлы всегда предшествуют неметаллам: SnCl2, AIN. Если бинарное соединение образовано двумя неметаллами, то на первом месте ставится символ того элемента, который располагается левее в следующей последовательности:
В, Si, С, As, Р, Н, Те, Se, S, I, Br, CI, N, О, F.
Например, СВr4, Н2О, SF6. Если бинарное соединение состоит из двух металлов, то первым указывается металл, располагающийся в большом периоде раньше (от начала периода). Если оба металла находятся в одной группе, то первым указывается элемент с большим порядковым номером. Например, CuZn, AuCu3.
Бинарные соединения подразделяются на классы в зависимости от типа неметалла (таблица 1), а остальные бинарные соединения относят к соединениям между металлами – интерметаллидам.
Таблица 1 – Классификация бинарных соединений по типу неметалла
Класс
|
Неметалл
|
Пример формулы
соединения
|
Название
|
Галогениды
|
F, CI, Br, I
|
NaCl
|
Хлорид натрия
|
Оксиды
|
О
|
FeO
|
Оксид железа (II)
|
Халькогениды
|
S, Se, Те
|
ZnS
|
Сульфид цинка
|
Пниктогениды
|
N, P, As
|
Li3N
|
Нитрид лития
|
Гидриды
|
Н
|
CaH2
|
Гидрид кальция
|
Карбиды
|
С
|
SiC
|
Карбид кремния
|
Силициды
|
Si
|
FeSi
|
Силицид железа
|
Бориды
|
В
|
Mg3B2
|
Борид магния
|
Их названия образуются из латинского корня названия неметалла с окончанием «ид» и русского названия менее электроотрицательного элемента в родительном падеже (табл. 1). Если менее электроотрицательный элемент может находиться в разных окислительных состояниях, то после его названия в скобках указывают римскими цифрами степень окисления. Так, Сu2О – оксид меди (I), СuО – оксид меди (II), СО – оксид углерода (II), СО2 – оксид углерода (IV), SF6 – фторид серы (VI). Можно также вместо степени окисления указывать с помощью греческих числительных приставок стехиометрический состав соединения: СО – монооксид углерода (приставку «моно» часто опускают), СO2 – диоксид углерода, SF6 – гексафторид серы, Fe3O4 – тетраоксид трижелеза. Для отдельных бинарных соединений сохраняют традиционные названия: Н2О – вода, NH3 – аммиак, РНз – фосфин.
Из бинарных соединений наиболее известны оксиды.
По химическим свойствам неорганические соединения можно разделить на оксиды, гидроксиды и соли.
2.2 Оксиды
2.2.1 Определение. Состав и строение оксидов.
Оксиды – соединения, состоящие из двух элементов, одним из которых является кислород в степени окисления –2.
Например, СаО – оксид кальция, SО3 – оксид серы (VI).
Следует отличать оксиды от пероксидов, в составе которых кислород находится в степени окисления –1. В этих соединениях атомы кислорода связаны друг с другом. Примеры: Н2О2 – пероксид водорода, ВаО2 – пероксид бария. По своей природе пероксиды представляют собой соли очень слабой кислоты пероксида (перекиси) водорода Н2О2.
Ионными можно считать практически лишь оксиды щелочных и щелочноземельных металлов, остальные оксиды – ковалентные соединения (тип связи – ковалентная полярная). В случае ковалентной связи кристаллическая решетка оксида может быть атомной (например, в SiО2) или молекулярной (если рассматривать оксиды в твердом состоянии). Примерами последних могут быть: СО2, SО2 и т. д.
2.2.2 Классификация и номенклатура оксидов.
По функциональным признакам оксиды подразделяются на солеобразующиеи несолеобразующие (безразличные). Солеобразующие оксиды, в свою очередь, делятся на основные, кислотные и амфотерные (таблица 2).
Таблица 2 –Классификация солеобразующих оксидов по их кислотно-основному характеру
Солеобразующие оксиды
|
Основные
|
Амфотерные
|
Кислотные
|
Гидраты* основных оксидов – основания
|
Гидраты амфотерных оксидов – амфотерные гидроксиды
|
Гидраты кислотных оксидов – кислоты
|
Основные оксиды образованы металлами, причем степень окисления металла в оксиде, как правило, равна +1 или +2.
Na2О, MgO, MnO
Существуют исключения, например: BeO, ZnO, SnO (относятся к амфотерным оксидам)
|
Амфотерные оксиды образованы металлами, причем степень окисления металла в оксиде равна +3 или +4.
А12О3, Сг2О3, МnО2
Исключение: ВеО, ZnO, SnO – амфотерные оксиды
|
Кислотные оксиды образованы:
– неметаллами
Р2О5, СО2, SО3
– металлами, причем степень окисления металла в оксиде равна +5, +6, +7
V2О5, CrО3, Мn2О7
|
* Примечание: гидраты – продукты соединения с водой, получаемые присоединением воды к данному веществу прямо или косвенно
|
|
|
|