Основные понятия химии (стр. 3 )

↑,

↑.

Метод неприменим для сульфидов активных металлов, окисляющихся до сульфатов:

.

в. Термическое разложение (пиролиз) слабых оснований:

,

.

Метод неприменим для получения оксидов металлов, об­разующих сильные основания, поскольку щелочи практически не подвержены пиролизу.

г. Термическое разложение (пиролиз) солей кислородсо-держащих кислот:

↑,

,

.

Термическому разложению подвергаются главным обра­зом соли тяжелых металлов, выделяющие в качестве одного из продуктов реакции какое-либо летучее соединение.

д. Взаимодействие металла с другим оксидом:

.

1.2.1.4 Химические свойства основных оксидов

а. Соединение основных оксидов с кислотными или амфотерными оксидами:

,

.

б. Взаимодействие основных оксидов с кислотами:

,

.

3. Взаимодействие основных с водой с образованием оснований:

,

.

В эту реакцию вступают оксиды щелочных и щелочнозе­мельных металлов, а также оксид магния. В последнем случае взаимодействие идет только при сильном нагревании. Основные оксиды многих других металлов с водой не взаимодействуют. Их гидраты получают косвенным путем.

1.2.1.5 Химические свойства кислотных оксидов

а. Соединение кислотных оксидов с основными или амфотерными оксидами:

,

.

б. Взаимодействие кислотных оксидов с основаниями:

,

.

в. Взаимодействие кислотных оксидов с водой с образованием кислородсодержащих кислот:

,

.

В данную реакцию вступает подавляющее большинство кислотных оксидов, лишь некоторые из них (например, диоксид кремния SiO2) не способны к соединению с водой.

1.2.1.6 Химические свойства амфотерных оксидов

Амфотерные оксиды характеризуются двойственной природой: они од­новременно способны к реакциям, в которые вступают как ос­новные, так и кислотные оксиды. Например, они могут реагиро­вать и с кислотами, и с основаниями (рисунок 1.7):

,

.

Амфотерные оксиды с водой не взаимодействуют.

Рисунок 1.7 – Химические свойства оксидов

После сравнения химических свойств оксидов можно сделать следующие определения:

а) оксиды, которые образуют соли только с кислотами или кислотными оксидами, называются основными;

б) оксиды, которые образуют соли только с основаниями или основными оксидами, называются кислотными;

в) оксиды, которые взаимодействуют и с кислотами и со щелочами и при этом образуют соли, называются амфотерными.

Как мы видим, основные и кислотные оксиды имеют противоположные свойства. Амфотерные оксиды в зависимости от условий могут проявлять свойства основных или кислотных оксидов (таблица 1.3)

Таблица 1.3 – Сравнение некоторых свойств основных, кислотных и амфотерных оксидов

Свойства оксидов	Оксиды
основные	кислотные	амфотерные
Агрегатное состояние	Твердое	Твердое, жидкое, газообразное	Твердое
Тип химической связи	Ионный	Ковалентный полярный	Ковалентный полярный
Характер гидратов	Основания	Кислоты	Проявляют свойства и кислот, и оснований
Взаимодействие с кислотой	Взаимодействуют с образованием солей	Не взаимодействуют	Взаимодействуют с образованием солей
Взаимодействие с оксидами:  а) основными б)кислотными	Не взаимодействуют Взаимодействуют с образованием солей	Взаимодействуют с образованием солей  Не взаимодействуют	Взаимодействуют с образованием солей  Взаимодействуют с образованием солей

1.2.2 Основания

1.2.2.1 Номенклатура и физические свойства оснований

Основания (гидроксиды металлов) − это сложные вещества, которые состоят из атомов металла и одной или нескольких гидроксогрупп.

ОН - − это гидроксид-ион, заряд его равен единице. Число гидроксид-ионов в основании определяется степенью окисления металла. Именно гидроксид-ионы обусловливают общие свойства класса гидроксидов. Водные растворы оснований обладают своеобразным мыльным вкусом.

Положительно заряженные группы атомов (положительные ионы), которые остаются после отрыва от молекулы основания одной или нескольких гидроксогрупп, называются остатками основания или радикалами основания. Величина положительного заряда остатка основания определяется числом оторвавшихся гидроксогрупп.

Основания − твердые вещества, различно окрашенные: КОH, Са(ОН)2, NaOH – белые; Ni(ОН)2 − зеленый и др.

Название основания состоит из слов «гидроксид» + название металла (в родительном падеже) + валентность металла: Сu(OH)2 − гидрокcид меди (II), Al(OH)3 − гидросид алюминия.

Если металл образует несколько гидроксидов, то указывают степень его окисления римской цифрой в скобках. Например, Fe(ОН)2 − гидроксид железa (II), Bi(OH)3 − гидроксид висмута (III). Haзвание основания составляют и так: к слову гидроксид добавляют приставки, которые показывают количество гидроксогрупп в основании. Например, Са(ОН)2 − дигидроксид кальция, Вi (ОН)3 − тригидроксид висмута.

1.2.2.2 Классификация оснований

Основания по растворимости в воде принято делить на две группы:

− растворимые: LiOH − гидроксид лития, NaOH − гидроксид натрия, KOH − гидроксид калия, Ca(OH) − гидроксид кальция, Ba(OH) − гидроксид бария, Sr(OH) − гидроксид стронция;

− нерастворимые: Сu(OH)2 − гидрокcид меди (II), Fe(OH)2 − гидроксид железа (II), Fe(OH)3 − гидроксид железа (III).

Хорошо растворимые в воде гидроксиды называются щелочами.

Щелочами являются гидроксиды щелочных (элементов главной подгруппы I группы), щелочноземельных (элементов главной подгруппы II группы, кроме Be и Mg) металлов. Например, КОН − гидроксид калия, NaOH − гидроксид натрия, Ca(OH)2 − гидроксид кальция. Щелочи − это ионные соединения. В узлах кристаллических решеток твердых щелочей находятся ионы металлов и гидроксид-ионы.

Щелочи являются сильными электролитами, которые полностью распадаются в водных растворах на ионы, и их растворы хорошо проводят электрический ток.

Все остальные гидроксиды металлов являются трудно растворимыми в воде соединениями и являются слабыми электролитами (частично в водных растворах распадаются на ионы).

Существуют два исключения:

NH4OH − гидроксид аммония − хорошо растворимое в воде соединение, но слабый электролит;

Ca(OH)2 − гидроксид кальция − трудно растворимое в воде соединение, но сильный электролит.

Водные растворы щелочей изменяют окраску индикатора. Например, водно-спиртовый раствор фенолфталеина при добавлении любой щелочи становится малиновым. Нерастворимые основания на растворы индикаторов не действуют.

Количество гидроксидных групп в молекуле основания зависит от валентности металла и определяет кислотность основания. По числу гидроксидных групп в молекуле основания делятся на:

− однокислотные, молекула которых содержит одну гидроксидную группу: NaOH гидросид натрия, гидроксид калия KOH, гидроксид лития LiOH;

− двухкислотные, молекулы которых содержат две гидроксидные группы: гидроксид кальция Ca(OH)2, гидроксид железа (II) Fe(OH)2;

− трехкислотные, молекулы которых содержат три гидроксидные группы: гидроксид никеля (III) Ni(OH)3, гидроксид алюминия Al(OH)3, гидрокид висмута (III) Bi(OH)3;

− четырехкислотные, молекулы которых содержат четыре гидроксильные группы: гидросид тория (IV) Th(OH)4. Пятикислотные и шестикислотные основания неизвестны (рисунок 1.8).

Рисунок 1.8 – Классификация оснований

1.2.2.3 Способы получения оснований

а). Нерастворимые в воде основания получаются при взаимодействии водного раствора соли со щелочью:

.

б). Щелочи можно получить взаимодействием щелочных и щелочноземельных металлов или их оксидов с водой:

,

,

,

.

Последняя реакция широко применяется в быту под названием «гашение извести».