Классификация неорганических веществ металлы неметаллы



Классификация неорганических веществ

Химические вещества можно разделить на две неравные группы: простые и сложные.

Простые вещества состоят из атомов одного элемента (О2, P4).

Сложные вещества состоят из атомов двух и более элементов (CaO, H3PO4).

Простые вещества можно разделить на металлы и неметаллы.

Металлы – это простые вещества, в которых атомы соединены между собой металлической химической связью. Металлы стремятся отдавать электроны и характеризуются металлическими свойствами (металлический блеск, высокая электро- и теплопроводность, пластичность и др.).

Неметаллы – это простые вещества, в которых атомы соединены ковалентными (или межмолекулярными) связями. Неметаллы стремятся принимать или притягивать электроны. Неметаллические свойства – это способность принимать или притягивать электроны.

Все элементы в Периодической системе химических элементов (ПСХЭ) расположены либо в главной подгруппе, либо в побочной. В различных формах короткопериодной ПСХЭ главные и побочные подгруппы расположены по-разному. Есть простой способ, который позволит вам быстро и надежно определять, к какой подгруппе относится элемент. Дело в том, что все элементы второго периода расположены в главной подгруппе. Те элементы, которые расположены в ячейке точно под элементами второго периода (справа или слева), относятся к главной подгруппе. Остальные — к побочной.

Например , в таблице Менделеева, которая используется на ЕГЭ по химии, элемент номер 31, галлий, расположен в ячейке справа, точно под соответствующим ему элементом второго периода, бором. Следовательно, галлий относится к главной подгруппе. А вот скандий, элемент номер 21, расположен в ячейке слева. Следовательно, скандий относится к побочной подгруппе.

Неметаллы расположены в главных подгруппах, в правом верхнем угле ПСХЭ. К металлам относятся все элементы побочных подгрупп и элементы главных подгрупп, расположенные в левой нижней части ПСХЭ. Разделяют металлы и неметаллы обычно, проводя условную линию от бериллия до астата. На рисунке показано точное разделение на металлы и неметаллы. Закрашены цветом неметаллы.

Основные классы сложных веществ — это оксиды, гидроксиды, соли.

Оксиды — это сложные вещества, которые состоят из атомов двух элементов, один из которых кислород, имеющий степень окисления -2.

В зависимости от второго элемента оксиды проявляют разные химические свойства. Некоторым оксидам соответствуют гидроксиды (солеобразующие оксиды), а некоторым нет (несолеобразующие).

Солеобразующие оксиды делят на основные, амфотерные и кислотные.

Основные оксиды — это оксиды, которые проявляют характерные основные свойства. К ним относят оксиды, образованные атомами металлов со степенью окисления +1 и +2 . Например, оксид лития Li2O, оксид железа (II) FeO.

Кислотные оксиды — это оксиды, которые проявляют кислотные свойства. К ним относят оксиды, образованные атомами металлов со степенью окисления +5, +6 и +7 , а также атомами неметаллов с любой степенью окисления . Например, оксид хлора (I) Cl2O, оксид хрома (VI) CrO3.

Амфотерные оксиды — это оксиды, которые проявляют и основные, и кислотные свойства. Это оксиды металлов со степенью окисления +3 и +4 , а также четыре оксида со степенью окисления +2: ZnO, PbO, SnO и BeO .

Несолеобразующие оксиды не проявляют характерных основных или кислотных свойств, им не соответствуют гидроксиды. К несолеобразующим относят четыре оксида: CO, NO, N2O и SiO .

Встречаются и оксиды, похожие на соли, т.е. солеобразные (двойные).

Двойные оксиды — это некоторые оксиды, образованные элементом с разными степенями окисления. Например , магнетит (магнитный железняк) FeO·Fe2O3.

Алгоритм определения типа оксида: сначала определяем, какой элемент образует оксид – металл или неметалл . Если это металл, то определяем степень окисления, затем определяем тип оксида. Если это неметалл, то оксид кислотный (если это не исключение).

Гидроксиды — это сложные вещества, в составе которых есть группа Э-O-H. К гидроксидам относятся основания, амфотерные гидроксиды, и кислородсодержащие кислоты.

Солеобразующим оксидам соответствуют гидроксиды:

основному оксиду соответствует гидроксид основание ,

кислотному оксиду соответствует гидроксид кислота ,

амфотерному оксиду соответствует амфотерный гидроксид .

Например , оксид хрома (II) CrO — основный, ему соответствует гидроксид основание. Формулу гидроксида легко получить, просто добавив к металлу гидроксидную группу OH: Cr(OH)2.

Оксид хрома (VI) — кислотный, ему соответствует гидроксид кислота H2CrO4, и кислотный остаток хромат-ион CrO4 2- .

Если все индексы кратны 2, то мы делим все индексы на 2.

Например : N2O5 + H2O → H2N2O6, делим на 2, получаем HNO3. Так получаем мета-формулу кислоты. Если мы добавим еще одну молекулу воды, то получим орто-формулу кислоты.

Читайте также:  Способность металла подвергаться обработке давлением это

Например : оксид P2O5, мета-форма: HPO3. Добавляем воду, орто-форма: H3PO4. Орто-форма устойчива у фосфора и мышьяка.

Оксид хрома (III) — Cr2O3 — амфотерный, ему соответствует амфотерный гидроксид, который может выступать и как основание, и как кислота: Cr(OH)3 = HCrO2, кислотный остаток хромит: CrO2 — .

Взаимосвязь оксидов и гидроксидов:

Основания (основные гидроксиды) — это сложные вещества, которые при диссоциации в водных растворах в качестве анионов (отрицательных ионов) образуют только гидроксид-ионы OH — .

Основания можно разделить на растворимые в воде ( щелочи ), нерастворимые в воде, и разлагающиеся в воде .

К разлагающимся в воде (неустойчивым) основаниям относят гидроксид аммония, гидроксид серебра (I), гидроксид меди (I). В водном растворе такие соединения практически необратимо распадаются:

2AgOH → Ag2O + H2O

2CuOH → Cu2O + H2O

Основания с одной группой ОН – однокислотные (например, NaOH ) , с двумя – двухкислотные (Ca(OH)2) и с тремя – трехкислотные (Fe(OH)3) .

Кислоты – это сложные вещества, которые при диссоциации в водных растворах образуют в качестве катионов только ионы гидроксония H3O + (H + ). Кислоты состоят из водорода H + и кислотного остатка.

По числу атомов водорода, которые можно заместить на металлы: одноосновные (HNO3), двухосновные (H2SO4), трехосновные (H3PO4) и т.д.

По содержанию атомов кислорода кислоты бывают бескислородные ( например , соляная кислота HCl) и кислородсодержащие ( например , серная кислота H2SO4).

Кислоты также можно разделить на сильные и слабые.

Сильные кислоты. К ним относятся:

  • Бескислородные кислоты: HCl, HBr, HI . Остальные бескислородные кислоты, как правило, слабые.
  • Некоторые высшие кислородсодержащие кислоты: H2SO4, HNO3, HClO4 и др.

Слабые кислоты . К ним относятся:

  • Слабые и растворимые кислоты : это H3PO4, CH3COOH, HF и др.
  • Летучие или неустойчивые кислоты : H2S — газ; H2CO3 — распадается на воду и оксид: H2CO3 → Н2О + СО2; H2SO3— распадается на воду и оксид: H2SO3 → H2O+ SО2↑.
  • Нерастворимые в воде кислоты : H2SiO3 и другие.

Определить, сильная кислота перед вами, или слабая, позволяет простой прием. Мы вычитаем из числа атомов O в кислоте число атомов H. Если получаем число 2 или 3, то кислота сильная. Если 1 или 0 — то кислота слабая.

Например : HClO: 1-1 = 0, следовательно, кислота слабая.

Соли – сложные вещества, состоящие из катиона металла (или металлоподобных катионов, например, иона аммония NH4 + ) и аниона кислотного остатка. Также солями называют вещества, которые могут быть получены при взаимодействии кислот и оснований с выделением воды.

Если рассматривать соли, как продукты взаимодействия кислоты и основания, то соли делят на средние , кислые и основные .

Средние соли – продукты полного замещения катионов водорода в кислоте на катионы металла ( например , Na2CO3, K3PO4).

Кислые соли – продукты неполного замещения катионов водорода в кислоте на катионы металлов ( например , NaHCO3, K2HPO4).

Основные соли – продукты неполного замещения гидроксогрупп основания на анионы кислотных остатков кислоты ( например , малахит (CuOH)2CO3).

По числу катионов и анионов соли разделяют на:

Простые соли – состоящие из катиона одного типа и аниона одного типа ( например , хлорид кальция CaCl2).

Двойные соли – это соли, состоящие из двух или более разных катионов и аниона одного типа ( например , алюмокалиевые квасцы – KAl(SO4)2).

Смешанные соли – это соли, состоящие из катиона одного типа и двух или более анионов разного типа ( например , хлорид-гипохлорит кальция Ca(OCl)Cl).

По структурным особенностям выделяют также гидратные соли и комплексные соли.

Гидратные соли (кристаллогидраты) – это такие соли, в состав которых входят молекулы кристаллизационной воды ( например , декагидрат сульфата натрия Na2SO4·10 H2O).

Комплексные соли – это соли, содержащие комплексный катион или комплексный анион (K3[Fe(CN)6], [Cu(NH3)4]Cl2).

Помимо основных классов неорганических соединений, существуют и другие.

Например , бинарные соединения элементов с водородом.

Водородные соединения – это сложные вещества, состоящие из двух элементов, один из которых водород. Водород образует солеобразные гидриды и летучие водородные соединения.

Солеобразные гидриды ЭНх – это соединения металлов IA, IIA групп и алюминия с водородом. Степень окисления водорода равна -1. Например , гидрид натрия NaH.

Читайте также:  Металл выглядит как золото

Летучие водородные соединения НхЭ – это соединения неметаллов с водородом, в которых степень окисления водорода равна +1. Например , аммиак NH3, фосфин PH3.

Источник

Классификация неорганических веществ. Металлы. Неметаллы.

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.

Оксиды — это сложные вещества, состоящие из двух химических элементов, один из которых — кислород со степенью окисления (—2),
Общая формула оксидов: ЭmОn, где m — число атомов элемента Э, а n — число атомов кислорода. Оксиды, в свою очередь, классифицируют на солеобразующие и несолеобрадующие. Солеобразующие делятся на основные, амфотерные, кислотные, которым соответствуют основания, амфотерные гидроксиды, кислоты соответственно.

Основания— это сложные вещества, состоящие из атомов металла и одной или нескольких гидроксогрупп (-ОН).

Общая формула оснований: М(ОНу, где у — число гидроксогрупп, равное степени окислении металла М (как правило, +1 и +2).
Основания делятся на растворимые (щелочи) и нерастворимые (подробнее в § 21).

Кислоты — это сложные вещества, состоящие из атомов водорода, способных замещаться на атомы металла, и кислотных остатков.
Общая формула кислот: НхАс, где Ас — кислотный остаток (от английского «acid» — кислота), х — число атомов водорода, равное заряду иона кислотного остатка (подробнее см. § 20).


Амфотерные гидроксиды— это сложные вещества, которые проявляют и свойства кислот, и свойства оснований. Поэтому формулы амфотерных гидроксидов можно записывать и в форме кислот, и в форме оснований (см. также § 22).

Соли — это сложные вещества, состоящие из катионов металла и анионов кислотных остатков.
Такое определение относится к средним солям.

Средние соли— это продукты полного замещения ато мое водорода в молекуле кислоты атомами металла или полного замещения гидроксогрупп в молекуле основания кислотными остатками.

Кислыесоли— это продукты неполного замещения атомов водорода в молекулах мноеоосновных кислот атомами металла.

Основные соли— это продукты неполно/о замещения гидрокеогрупп в многокислотных основаниях кислотны ми остатками.

Помимо средних, кислых, основных солей вы встречались с солями более сложного строения.

Металлы

В периодической системе элементы, которые в виде простых в-в проявляют св-ва металлов, находятся в I, II, III (кроме бора) группах, в побочных подгруппах всех групп. Металлы по численности превосходят неметаллы.

От периода к периоду число металлов, составляющих главные подгруппы, увеличивается. Это связано с тем, что от периода к периоду радиус атома , как правило, увеличивается, поэтому внешние электроны становятся более свободными. Это в значительной мере и определяет, будет элемент металлом или нет. Например, во втором периоде имеется только два металла – литий и бериллий; в состав третьего периода входит три металла – натрий, магний, алюминий. Эту закономерность среди элементов главных подгрупп можно продолжить.

Особенностью строения атомов металлов является небольшое число электронов во внешнем электронном слое, как правило, не превышающее трёх. Все элементы побочных подгрупп – металлы, они имеют на внешнем слое, как правило, 1-2 электрона, это во многом определяет их св-ва.

Атомы металлов, имеющие обычно большие радиусы и малое число электронов во внешнем электронном слое, находятся в главных подгруппах I и II групп. Они наиболее активны, т.е.их атомы легко отдают электроны и являются хорошими восстановителями. В качестве примера можно привести схему строения (электронные формулы) некоторых металлов.

1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3s 1 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3s 2

Итак, строение атомов металлов определяет их св-ва как восстановителей. (Восстановители – это элементы, повышающие его степень окисления в процессе р-ции. Это происходит вследствие отдачи электронов окислителями.)

Восстановительные св-ва металлов проявляются в р-циях: а) с неметаллами; б) с кислотами; в) с водой; г) с солями.

а) Многие металлы реагируют с галогенами, кислородом, серой и другими простыми веществами-неметаллами.

б) Металлы, стоящие в ряду напряжений до водорода, реагируют с растворами соляной и серной кислот с выделением водорода. В этих р-циях металлы выступают как восстановители, а ион водорода как окислитель:

в) Реакция с водой, приводящая к образованию щелочи, характерна для щелочных металлов, кальция, бария и других металлов, основания которых растворимы в воде:

г) В р-цию замещения с солями металлы вступают в соответствии с рядом напряжений.

В этих р-циях восстановителем является вступающий в реакцию, а окислителем – катион, который входит в состав соли.

Реакции металлов как с простыми, так и со сложными в-вами относятся к о.-в. р-циям. Их сущность можно выразить в общем виде:

В таблице ПС хим элементов неметаллы находятся в главных подгруппах VI, V, IV групп, бор принадлежит III группе.

К неметаллам также относят и особое семейство инертных элементов VIII группы. В виде простых в-в они называются газами, состоят из одиночных атомов, находятся в воздухе.

В соответствии с периодическим законом в периоде от элемент к элементу неметаллические св-ва усиливаются; в группе же по мере увеличения порядкового номера атомов наблюдается ослабление неметаллических св-в элементов. В связи с этим от периода к периоду число неметаллов сокращается. Эта закономерность объясняется тем, что радиус атома увеличивается, внешние электроны становятся более свободными, что в значительной мере и определяет, будет элемент металлом или нет.

На внешнем электронном слое у неметаллов находиться от 3-х до 8-ми электронов. Например, у бора на внешнем электронном слое находится три электрона:

у углерода – четыре:

И так от группы к группе число внешних электронов увеличивается вплоть до 8-ми у неона:

Т.о., номер группы равен числу электронов, находящихся на внешнем электронном слое. Это определяет и значение высшей степени окисления элементов. Так у бора она равна+3, у углерода — +4 и т.д. В одном и том же периоде по мере увеличения порядковых (атомных) номеров увеличиваются заряды атомных ядер, число электронов на внешнем слое. Число электронных слоёв в атомах остаётся постоянным, а радиус атома уменьшается за счёт притяжения электронов к ядрам, заряд которых возрастает.

Сравним строение атомов подгруппы кислорода: 8О 2,6(1s 2 2s 2 2p 4 );

16S 2,8,6,(1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4 ).

Вывод: у металлов одной и той же подгруппы по мере увеличения порядковых номеров увеличиваются заряды атомных ядер, число электронных слоёв в атомах, радиус атома за счёт увеличения электронных слоёв: остаётся постоянным число электронов на внешнем слое атомов.

Усиление неметаллических св-в у элементов происходит закономерно в зависимости от способности атомов принимать электроны от других атомов. Таких возможностей больше у тех элементов, у которых больше заряд атомного ядра, больше электронов во внешнем слое и меньше радиус атома.

Это подтверждает изменение о.-в. св-в простых в-в, образованных химическими элементами подгруппы кислорода.

В подгруппе по мере увеличения атомного номера происходит уменьшение электроотрицательности элементов.

Атомы кислорода и серы, как простых веществ-окислителей могут принимать два электрона от других атомов, при этом их внешний электронный слой будет завершенным, таким же, как у инертного газа неона.

Нет (кроме F фтора) более сильного окислителя, чем кислород. В качестве окислителя он выступает в реакциях с металлами, неметаллами и сложными в-вами.

Степень окисления кислорода уменьшается от 0 до -2.

Сера тоже окислитель, но менее сильный, чем кислород. У неё электроотрицательность атомов существенно меньше, чем у кислорода, поэтому для этого элемента характерен больший разброс значений степеней окисления (-2, 0, +4, +6).

Дата добавления: 2015-04-21 ; просмотров: 26 ; Нарушение авторских прав

Источник

Поделиться с друзьями
Металл
Adblock
detector
Читайте также:
  1. CASE-средства. Общая характеристика и классификация
  2. II. ХИМИЯ НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ, БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ, ПРИМЕНЕНИЕ В ВЕТЕРИНАРИИ
  3. А Классификация и общая характеристика основных методов контроля качества.
  4. Адаптации, определение понятия, классификация.
  5. Активы и капитал организации: понятие и классификация.
  6. Акции акционерного общества, их классификация, назначение и роль.
  7. Акции акционерного общества: классификация, назначение и роль.
  8. Амфотерные соединения неорганических и органических веществ
  9. Анатомически узкий таз. Этиология. Классификация по форме и степени сужения. Диагностика. Методы родоразрешения.
  10. Ангины: 1) определение, этиология и патогенез 2) классификация 3) патологическая анатомия и дифференциальная диагностика различных форм 4) местные осложнения 5) общие осложнения