Mit jelent a kölcsönhatás a kémiában. A kémiai reakciók típusai. Genetikai kapcsolat a szervetlen anyagok osztályai között

A szervetlen anyagok osztályozása azon alapul kémiai összetétel- a legegyszerűbb és időben legállandóbb jellemző. Kémiai összetétel Az anyag megmutatja, hogy mely elemek és milyen számarányban vannak jelen benne atomjaik.

Elemek hagyományosan elemekre osztva fémes és nem fémes tulajdonságok. Ezek közül az első mindig benne van kationok többelemes anyagok (fém tulajdonságok), a második - a készítményben anionok (nemfémes tulajdonságok). Vminek megfelelően Periodikus törvény az elemek közötti időszakokban és csoportokban amfoter elemek vannak, amelyek egyszerre mutatnak fémes és nemfémes hatást valamilyen mértékben (amfoter, kettős) tulajdonságok. A VIIIA-csoport elemeit továbbra is külön kell figyelembe venni (nemesgázok), bár Kr, Xe és Rn esetében egyértelműen nem fémes tulajdonságokat találtunk (a He, Ne, Ar elemek kémiailag inertek).

Az egyszerű és összetett szervetlen anyagok osztályozását a táblázat tartalmazza. 6.

Az alábbiakban a szervetlen anyagok osztályainak definícióit (meghatározásait) közöljük, amelyek a legfontosabbak Kémiai tulajdonságokés megszerzésének módszerei.

szervetlen anyagok- az összes kémiai elem által alkotott vegyületek (a legtöbb kivételével szerves vegyületek szén). Kémiai összetételük szerint osztják őket:

Egyszerű anyagok ugyanazon elem atomjaiból áll. Kémiai tulajdonságaik szerint osztják őket:

Fémek- fémes tulajdonságokkal rendelkező elemek egyszerű anyagai (alacsony elektronegativitás). Tipikus fémek:

A fémek nagy redukciós képességgel rendelkeznek a tipikus nemfémekhez képest. Az elektrokémiai feszültségsorokban a hidrogéntől jóval balra helyezkednek el, kiszorítják a hidrogént a vízből (magnézium - forrás közben):

A Cu, Ag és Ni elemek egyszerű anyagait fémnek is nevezik, mivel oxidjaik CuO, Ag 2 O, NiO és hidroxidjai a Cu (OH) 2, Ni (OH) 2 bázikus tulajdonságok dominálnak.

nem fémek- nem fémes tulajdonságú elemek egyszerű anyagai (nagy elektronegativitás). Tipikus nemfémek: F 2, Cl 2, Br 2, I 2, O 2, S, N 2, P, C, Si.

A nemfémek a tipikus fémekhez képest nagy oxidálóképességgel rendelkeznek.

Amphigenes- amfoter egyszerű anyagok, elemek alkotják amfoter (kettős) tulajdonságokkal (az elektronegativitás köztes a fémek és a nemfémek között). Tipikus amfigének: Be, Cr, Zn, Al, Sn, Pb.

Az amfigéneknek kisebb a redukálóereje a tipikus fémekhez képest. Az elektrokémiai feszültségsorokban balról csatlakoznak a hidrogénhez, vagy jobbról mögötte állnak.

Aerogén anyagok- nemesgázok, a VIIIA csoport elemeinek monoatomikus egyszerű anyagai: He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn. Ezek közül a He, Ne és Ar kémiailag passzívak (más elemekkel rendelkező vegyületeket nem sikerült előállítani), míg a Kr, Xe és Rn a nemfémek bizonyos tulajdonságait mutatják nagy elektronegativitással.

Összetett anyagok különböző elemek atomjaiból áll. Összetétel és kémiai tulajdonságok szerint osztva:

oxidok- elemek oxigénnel alkotott vegyületei, az oxigén oxidációs állapota az oxidokban mindig egyenlő (-II). Összetétel és kémiai tulajdonságok szerint osztva:

A He, Ne és Ar elemek nem képeznek vegyületeket oxigénnel. Az oxigénnel rendelkező elemek más oxidációs állapotú vegyületei nem oxidok, hanem bináris vegyületek, például O + II F 2 -I és H 2 + I O 2 -I. Nem alkalmazható oxidokra és vegyes bináris vegyületekre, például S + IV Cl 2 -I O -II.

Bázikus oxidok- a bázikus hidroxidok teljes (valós vagy feltételes) dehidratációjának termékei megőrzik az utóbbiak kémiai tulajdonságait.

A tipikus fémek közül csak a Li, Mg, Ca és Sr alkotja a Li 2 O, MgO, CaO és SrO oxidokat levegőben égetve; A Na 2 O, K 2 O, Rb 2 O, Cs 2 O és BaO oxidjait más módszerekkel állítják elő.

A CuO, Ag 2 O és NiO oxidok szintén bázikusnak minősülnek.

Savas oxidok- a savas hidroxidok teljes (valós vagy feltételes) dehidratációjának termékei, megőrzik az utóbbi kémiai tulajdonságait.

A tipikus nemfémek közül csak S, Se, P, As, C és Si képez SO 2, SeO 2, P 2 O 5, As 2 O 3, CO 2 és SiO 2 oxidokat levegőben égetve; a Cl 2 O, Cl 2 O 7, I 2 O 5, SO 3, SeO 3, N 2 O 3, N 2 O 5 és As 2 O 5 oxidokat más módszerekkel állítják elő.

Kivétel: A NO 2 és a ClO 2 oxidok nem rendelkeznek megfelelő savas hidroxiddal, de savasnak minősülnek, mivel az NO 2 és a ClO 2 lúgokkal reagál, két sav sóit képezve, a ClO 2 pedig vízzel, két savat képezve:

a) 2NO 2 + 2NaOH \u003d NaNO 2 + NaNO 3 + H 2 O

b) 2ClO 2 + H 2 O (hideg) = HClO 2 + HClO 3

2ClO 2 + 2NaOH (hideg) = NaClO 2 + NaClO 3 + H 2 O

A CrO 3 és Mn 2 O 7 oxidok (legmagasabb oxidációs állapotban a króm és a mangán) szintén savasak.

Amfoter oxidok- az amfoter hidroxidok teljes dehidratációjának (valós vagy feltételes) termékei megőrzik az amfoter hidroxidok kémiai tulajdonságait.

A tipikus amfigének (a Ga kivételével) levegőben elégetve a BeO, Cr 2 O 3, ZnO, Al 2 O 3, GeO 2, SnO 2 és PbO oxidokat alkotják; a Ga 2 O 3, SnO és PbO 2 amfoter oxidokat más módszerekkel állítják elő.

kettős oxidok vagy egy amfoter elem különböző oxidációs állapotú atomjaiból, vagy két különböző (fém, amfoter) elem atomjaiból jönnek létre, ami meghatározza kémiai tulajdonságaikat. Példák:

(Fe II Fe 2 III) O 4, (Рb 2 II Pb IV) O 4, (MgAl 2) O 4, (CaTi) O 3.

A vas-oxid a vas levegőben való elégetésével, az ólom-oxid - az ólom oxigénben való gyenge hevítésével keletkezik; két különböző fém oxidjait más módszerekkel állítják elő.

Nem sóképző oxidok- nem fémek oxidjai, amelyek nem tartalmaznak savas hidroxidot és nem lépnek be sóképzési reakciókba (különbség a bázikus, savas és amfoter oxidoktól), például: CO, NO, N 2 O, SiO, S 2 O.

Hidroxidok- O -II H hidroxocsoportokkal rendelkező elemek (a fluor és oxigén kivételével) vegyületei O -II oxigént is tartalmazhatnak. A hidroxidok esetében az elem oxidációs állapota mindig pozitív (+I-től +VIII-ig). A hidroxocsoportok száma 1 és 6 között van. Kémiai tulajdonságok szerint osztják őket:

Bázikus hidroxidok (bázisok) fémes tulajdonságokkal rendelkező elemek alkotják.

A megfelelő bázikus oxidok vízzel való reakciójával nyerik:

M 2 O + H 2 O \u003d 2MON (M \u003d Li, Na, K, Rb, Cs)

MO + H 2 O \u003d M (OH) 2 (M \u003d Ca, Sr, Ba)

Kivétel: A Mg(OH) 2, Cu(OH) 2 és Ni(OH) 2 hidroxidot más módszerekkel állítják elő.

Melegítéskor valódi kiszáradás (vízveszteség) következik be a következő hidroxidok esetében:

2LiOH \u003d Li 2 O + H 2 O

M (OH) 2 \u003d MO + H 2 O (M = Mg, Ca, Sr, Ba, Cu, Ni)

A bázikus hidroxidok hidroxocsoportjaikat helyettesítik savmaradékok sók képződésével a fémes elemek sókationokban megtartják oxidációs állapotukat.

A vízben jól oldódó bázikus hidroxidok (NaOH, KOH, Ca (OH) 2, Ba (OH) 2 stb.) ún. lúgok, hiszen segítségükkel lúgos környezet jön létre az oldatban.

Savas hidroxidok (savak) nemfémes tulajdonságú elemek alkotják. Példák:

Disszociáció után híg vizesoldat képződnek H + kationok (pontosabban H 3 O +) és a következő anionok, ill savmaradékok:

Savak a megfelelő savas oxidok vízzel való reakciójával állíthatók elő (a tényleges reakciók a következők):

Cl 2 O + H 2 O \u003d 2HClO

E 2 O 3 + H 2 O \u003d 2NEO 2 (E \u003d N, As)

Mint 2 O 3 + 3H 2 O \u003d 2H 3 AsO 3

EO 2 + H 2 O \u003d H 2 EO 3 (E \u003d C, Se)

E 2 O 5 + H 2 O \u003d 2HEO 3 (E \u003d N, P, I)

E 2 O 5 + 3H 2 O \u003d 2H 3 EO 4 (E \u003d P, As)

EO 3 + H 2 O = H 2 EO 4 (E = S, Se, Cr)

E 2 O 7 + H 2 O \u003d 2HEO 4 (E \u003d Cl, Mn)

Egy kivétel: Az SO 2 -oxid mint savas hidroxid SO 2 polihidrátnak felel meg n H 2 O („kénsav H 2 SO 3” nem létezik, de a sókban jelen vannak a HSO 3 - és SO 3 2- savmaradékok).

Egyes savak felmelegítésekor valódi kiszáradás következik be, és a megfelelő sav-oxidok képződnek:

2HAsO 2 \u003d As 2 O 3 + H 2 O

H 2 EO 3 \u003d EO 2 + H 2 O (E \u003d C, Si, Ge, Se)

2HIO 3 \u003d I 2 O 5 + H 2 O

2H 3 AsO 4 \u003d As 2 O 5 + H 2 O

H 2 SeO 4 \u003d SeO 3 + H 2 O

Ha a savak (valódi és formális) hidrogénét fémekkel és amfigénekkel helyettesítjük, sók képződnek, a savmaradékok megtartják összetételüket és töltésüket a sókban. A H 2 SO 4 és H 3 RO 4 savak híg vizes oldatban reakcióba lépnek a hidrogéntől balra lévő feszültségsorban lévő fémekkel és amfigénekkel, miközben a megfelelő sók képződnek és hidrogén szabadul fel (a HNO 3 sav nem Az alábbiakban a tipikus fémeket soroljuk fel, kivéve, hogy a Mg nincs felsorolva, mivel hasonló körülmények között reagálnak vízzel):

M + H 2 SO 4 (pasb.) \u003d MSO 4 + H 2 ^ (M \u003d Be, Mg, Cr, Mn, Zn, Fe, Ni)

2M + 3H 2SO 4 (razb.) \u003d M 2 (SO 4) 3 + 3H 2^ (M \u003d Al, Ga)

3M + 2H 3PO 4 (diff.) \u003d M 3 (PO 4) 2 v + 3H 2 ^ (M \u003d Mg, Fe, Zn)

Ellentétben az anoxikus savakkal, a savas hidroxidok ún oxigéntartalmú savak vagy oxosavak.

Amfoter hidroxidok amfoter tulajdonságú elemek alkotják. Tipikus amfoter hidroxidok:

Be(OH) 2 Sn(OH) 2 Al(OH) 3 AlO(OH)

Zn(OH) 2 Pb(OH) 2 Cr(OH) 3 CrO(OH)

Amfoter oxidokból és vízből képződik, de valódi kiszáradáson megy keresztül, és amfoter oxidokat képez:

Kivétel: a vas(III) esetében csak a FeO(OH) metahidroxid ismert, a „vas(III)-hidroxid Fe(OH) 3” nem létezik (nem került elő).

Az amfoter hidroxidok bázikus és savas hidroxidok tulajdonságait mutatják; kétféle sót képeznek, amelyekben az amfoter elem vagy sókationok vagy anionjaik része.

Több oxidációs állapotú elemekre a szabály érvényes: minél magasabb az oxidációs állapot, annál hangsúlyosabb savas tulajdonságok hidroxidok (és/vagy megfelelő oxidok).

só- kapcsolatok alkotják kationok bázikus vagy amfoter (bázikus szerepben) hidroxidok és anionok savak (maradékai) vagy amfoter (sav szerepében) hidroxidok. Az anoxikus sókkal ellentétben az itt tárgyalt sókat ún oxigéntartalmú sók vagy oxosók. A kationok és anionok összetétele szerint vannak felosztva:

Közepes sók közepes savmaradékokat tartalmaznak CO 3 2-, NO 3 -, PO 4 3-, SO 4 2- és mások; például: K 2 CO 3, Mg (NO 3) 2, Cr 2 (SO 4) 3, Zn 3 (PO 4) 2.

Ha a közepes sókat hidroxidot tartalmazó reakciókkal állítják elő, akkor a reagenseket egyenértékű mennyiségben veszik fel. Például a K 2 CO 3 sót úgy kaphatjuk meg, hogy a reagenseket a következő arányban vesszük fel:

2KOH és 1H2CO3, 1K2O és 1H2CO3, 2KOH és 1CO2.

Közepes sók képződésének reakciói:

Bázis + sav > só + víz

1a) bázikus hidroxid + savas hidroxid >…

2NaOH + H 2 SO 4 \u003d Na 2 SO 4 + 2H 2 O

Cu(OH) 2 + 2HNO 3 = Cu(NO 3) 2 + 2H 2 O

1b) amfoter hidroxid + savas hidroxid >…

2Al (OH) 3 + 3H 2 SO 4 \u003d Al 2 (SO 4) 3 + 6H 2 O

Zn (OH) 2 + 2HNO 3 \u003d Zn (NO 3) 2 + 2H 2 O

1c) bázikus hidroxid + amfoter hidroxid >…

NaOH + Al (OH) 3 \u003d NaAlO 2 + 2H 2 O (olvadékban)

2NaOH + Zn(OH) 2 = Na 2 ZnO 2 + 2H 2 O (olvadékban)

Bázikus oxid + sav = só + víz

2a) bázikus oxid + savas hidroxid >…

Na 2 O + H 2 SO 4 \u003d Na 2 SO 4 + H 2 O

CuO + 2HNO 3 \u003d Cu (NO 3) 2 + H 2 O

2b) amfoter oxid + savas hidroxid >…

Al 2 O 3 + 3H 2 SO 4 \u003d Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O

ZnO + 2HNO 3 \u003d Zn (NO 3) 2 + H 2 O

2c) bázikus oxid + amfoter hidroxid >…

Na 2 O + 2Al (OH) 3 \u003d 2NaAlO 2 + ZN 2 O (olvadékban)

Na 2 O + Zn(OH) 2 = Na 2 ZnO 2 + H 2 O (olvadékban)

Bázis + savas oxid > só + víz

Mert) bázikus hidroxid + savas oxid >…

2NaOH + SO 3 \u003d Na 2 SO 4 + H 2 O

Ba (OH) 2 + CO 2 \u003d BaCO 3 + H 2 O

3b) amfoter hidroxid + sav-oxid >…

2Al (OH) 3 + 3SO 3 \u003d Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O

Zn (OH) 2 + N 2 O 5 \u003d Zn (NO 3) 2 + H 2 O

Sv) bázikus hidroxid + amfoter oxid >…

2NaOH + Al 2 O 3 \u003d 2NaAlO 2 + H 2 O (olvadékban)

2NaOH + ZnO = Na 2 ZnO 2 + H 2 O (olvadékban)

Bázikus oxid + savas oxid > Só

4a) bázikus oxid + savas oxid >…

Na 2 O + SO 3 \u003d Na 2 SO 4, BaO + CO 2 \u003d BaCO 3

4b) amfoter oxid + savas oxid >…

Al 2 O 3 + 3SO 3 \u003d Al 2 (SO 4) 3, ZnO + N 2 O 5 \u003d Zn (NO 3) 2

4c) bázikus oxid + amfoter oxid >…

Na 2 O + Al 2 O 3 \u003d 2NaAlO 2, Na 2 O + ZnO \u003d Na 2 ZnO 2

1c. reakciók, ha beindulnak megoldás, amelyet más termékek képződése kísér - komplex sók:

NaOH (tömény) + Al(OH) 3 = Na

KOH (tömény) + Cr (OH) 3 \u003d K 3

2NaOH (tömény) + M (OH) 2 \u003d Na 2 (M \u003d Be, Zn)

KOH (tömény) + M (OH) 2 \u003d K (M = Sn, Pb)

Az oldatban lévő összes közepes só erős elektrolit (teljesen disszociál).

Savas sók savas savmaradékokat tartalmaznak (hidrogénnel) HCO 3 -, H 2 PO 4 2-, HPO 4 2- stb., bázikus és amfoter hidroxidok vagy feleslegben lévő savas hidroxidok közepes sóinak hatására keletkeznek, amelyek legalább kettőt tartalmaznak. hidrogénatomok a molekulában; a megfelelő savas oxidok hasonlóan hatnak:

NaOH + H 2 SO 4 (tömény) = NaHS04 + H 2 O

Ba (OH) 2 + 2H 3 RO 4 (tömény) \u003d Ba (H 2 RO 4) 2 + 2H 2 O

Zn (OH) 2 + H 3 PO 4 (tömény) \u003d ZnHPO 4 v + 2H 2 O

PbSO 4 + H 2 SO 4 (tömény) = Pb (HSO 4) 2

K 2 HPO 4 + H 3 PO 4 (konc.) \u003d 2KN 2 PO 4

Ca (OH) 2 + 2EO 2 \u003d Ca (HEO 3) 2 (E \u003d C, S)

Na 2 EO 3 + EO 2 + H 2 O \u003d 2NaHEO 3 (E \u003d C, S)

A megfelelő fém vagy amfigén hidroxidjának hozzáadásával savas sókátlagra átszámítva:

NaHSO 4 + NaOH \u003d Na 2 SO 4 + H 2 O

Pb (HSO 4) 2 + Pb (OH) 2 \u003d 2PbSO 4 v + 2H 2 O

Szinte minden savas só jól oldódik vízben, teljesen disszociál (KHCO 3 = K + + HCO 3 -).

Bázikus sók OH hidroxocsoportokat tartalmaznak, amelyeket külön anionoknak tekintünk, például FeNO 3 (OH), Ca 2 SO 4 (OH) 2, Cu 2 CO 3 (OH) 2, savas hidroxidok hatására keletkeznek többlet bázikus hidroxid, amely egy képletegységben legalább két hidroxocsoportot tartalmaz:

Co (OH) 2 + HNO 3 \u003d CoNO 3 (OH) v + H 2 O

2Ni(OH) 2 + H 2 SO 4 = Ni 2 SO 4 (OH) 2 v + 2H 2 O

2Cu(OH) 2 + H 2 CO 3 = Cu 2 CO 3 (OH) 2 v + 2H 2 O

Az erős savak által képzett bázikus sók a megfelelő sav-hidroxid hozzáadásával közepes sókká alakulnak:

CoNO 3 (OH) + HNO 3 \u003d Co (NO 3) 2 + H 2 O

Ni 2 SO 4 (OH) 2 + H 2 SO 4 \u003d 2NiSO 4 + 2H 2 O

A legtöbb bázikus só nehezen oldódik vízben; kohidrolízissel kicsapódnak, ha gyenge savak alkotják:

2MgCl 2 + H 2 O + 2Na 2 CO 3 \u003d Mg 2 CO 3 (OH) 2 v + CO 2 ^ + 4NaCl

kettős sók két kémiailag különböző kationt tartalmaznak; például: CaMg (CO 3) 2, KAl (SO 4) 2, Fe (NH 4) 2 (SO 4) 2, LiAl (SiO 3) 2. Sok kettős só képződik (kristályos hidrátok formájában) a megfelelő közepes sók telített oldatból történő kokristályosítása során:

K 2 SO 4 + MgSO 4 + 6H 2 O \u003d K 2 Mg (SO 4) 2 6H 2 Ov

A kettős sók gyakran kevésbé oldódnak vízben, mint az egyes közepes sók.

Bináris kapcsolatok- ezek összetett anyagok, amelyek nem tartoznak az oxidok, hidroxidok és sók osztályaiba, és kationokból és oxigénmentes anionokból állnak (valós vagy feltételes).

Kémiai tulajdonságaik változatosak, és figyelembe veszik szervetlen kémia külön a különböző csoportokhoz tartozó nemfémekhez Periodikus rendszer; ebben az esetben az anion típusa szerint történik az osztályozás.

Példák:

a) halogenidek: OF 2, HF, KBr, PbI 2, NH 4 Cl, BrF 3, IF 7

b) kalkogenidek: H 2 S, Na 2 S, ZnS, As 2 S 3, NH 4 HS, K 2 Se, NiSe

v) nitridek: NH 3, NH 3 H 2 O, Li 3 N, Mg 3 N 2, AlN, Si 3 N 4

G) karbidok: CH 4, Be 2 C, Al 4 C 3, Na 2 C 2, CaC 2, Fe 3 C, SiC

e) szilicidek: Li 4 Si, Mg 2 Si, ThSi 2

e) hidridek: LiH, CaH 2, AlH 3, SiH 4

g) peroxid H 2 O 2, Na 2 O 2, CaO 2

h) szuperoxidok: HO 2, KO 2, Ba (O 2) 2

típus kémiai kötés ezek közül a bináris vegyületek közül megkülönböztethetők:

kovalens: OF 2, IF 7, H 2 S, P 2 S 5, NH 3, H 2 O 2

ión: Nal, K 2 Se, Mg 3 N 2, CaC 2, Na 2 O 2, KO 2

Találkozik kettős(két különböző kationnal) és vegyes(két különböző anionnal) bináris vegyületek, például: KMgCl 3, (FeCu)S 2 és Pb(Cl)F, Bi(Cl)O, SCl 2 O 2, As(O)F 3 .

Mind ionos komplex sók(a hidroxo komplex kivételével) szintén ebbe az osztályba tartoznak összetett anyagok(bár általában külön vizsgálják), például:

SO 4 K 4 Na 3

Cl K 3 K 2

A bináris vegyületek kovalensek összetett vegyületek például a külső gömb és a [Na(CO) 4] nélkül.

A hidroxidok és sók kapcsolatával analóg módon az oxigénmentes savakat és sókat minden bináris vegyületből izolálják (a többi vegyületet a többiek közé soroljuk).

Anoxikus savak(az oxosavakhoz hasonlóan) mozgékony H + hidrogént tartalmaznak, ezért a savas hidroxidok bizonyos kémiai tulajdonságait mutatják (vízben való disszociáció, savként részt vesz a sóképzési reakciókban). Gyakori anoxikus savak a HF, HCl, HBr, HI, HCN és H 2 S, amelyek közül a HF, a HCN és a H 2 S gyenge savak, a többi erős.

Példák sóképződési reakciók:

2HBr + ZnO = ZnBr 2 + H 2 O

2H 2S + Ba (OH) 2 \u003d Ba (HS) 2 + 2H 2 O

2HI + Pb (OH) 2 \u003d Pbl 2 v + 2H 2 O

A fémek és amfigének, amelyek a feszültségek sorában állnak a hidrogéntől balra, és nem reagálnak vízzel, kölcsönhatásba lépnek erős savakkal, HCl, HBr és HI Általános nézet NG) híg oldatban, és kiszorítjuk belőlük a hidrogént (a tényleges reakciókat megadjuk):

M + 2NG = MG 2 + H 2 ^ (M = Be, Mg, Zn, Cr, Mn, Fe, Co, Ni)

2M + 6NG = 2MG3 + H2^ (M = Al, Ga)

Anoxikus sók fémek kationjai és amfigének (valamint ammóniumkation NH 4 +) és oxigénmentes savak anionjai (maradékai) alkotják; példák: AgF, NaCl, KBr, PbI2, Na2S, Ba(HS)2, NaCN, NH4Cl. Megmutatják az oxosalis kémiai tulajdonságait.

Az oxigénmentes sók egyelemes anionokkal történő előállításának általános módszere a fémek és amfigének kölcsönhatása nemfémekkel F 2, Cl 2, Br 2 és I 2 (általános formában G 2) és kénnel (tényleges reakciók). adottak):

2M + G 2 = 2MG (M = Li, Na, K, Rb, Cs, Ag)

M + G 2 \u003d MG 2 (M \u003d Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Mn, Co)

2M + ZG 2 = 2MG 3 (M = Al, Ga, Cr)

2M + S \u003d M 2 S (M \u003d Li, Na, K, Rb, Cs, Ag)

M + S = MS (M = Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Mn, Fe, Co, Ni)

2M + 3S = M 2S 3 (M = Al, Ga, Cr)

Kivételek:

a) A réz és a nikkel csak a Cl 2 és Br 2 halogénekkel lép reakcióba (MCl 2, MBr 2 termékek)

b) A Cr és a Mn reagál Cl 2-vel, Br 2-vel és I 2-vel (CrCl 3, CrBr 3, CrI 3 és MnCl 2, MnBr 2, MnI 2 termékek)

c) Fe reagál F 2 -vel és Cl 2 -vel (FeF 3, FeCl 3 termékek), Br 2 -vel (FeBr 3 és FeBr 2 keveréke), I 2 -vel (FeI 2 termék)

d) Cu reakcióba lép S-vel, és a Cu 2 S és a CuS termékek keverékét képezi

Egyéb bináris vegyületek- ebbe az osztályba tartozó összes anyag, kivéve az oxigénmentes savakat és a külön alosztályokhoz tartozó sókat.

Az alosztályba tartozó bináris vegyületek előállításának módszerei változatosak, a legegyszerűbb az egyszerű anyagok kölcsönhatása (a tényleges reakciók megadva):

a) halogenidek:

S + 3F 2 \u003d SF 6, N 2 + 3F 2 \u003d 2NF 3

2P + 5G 2 = 2RG 5 (G = F, CI, Br)

C + 2F 2 = CF 4

Si + 2Г 2 = Sir 4 (Г = F, CI, Br, I)

b) kalkogenidek:

2As + 3S = As2S3

2E + 5S = E 2 S 5 (E = P, As)

E + 2S = ES 2 (E = C, Si)

c) nitridek:

3H2 + N22NH3

6M + N 2 \u003d 2M 3 N (M \u003d Li, Na, K)

3M + N 2 \u003d M 3 N 2 (M \u003d Be, Mg, Ca)

2Al + N 2 = 2AlN

3Si + 2N 2 \u003d Si 3 N 4

d) karbidok:

2M + 2C \u003d M 2 C 2 (M = Li, Na)

2Be + C \u003d Legyen 2 C

M + 2C = MC 2 (M = Ca, Sr, Ba)

4Al + 3C \u003d Al 4 C 3

e) szilicidek:

4Li + Si = Li 4 Si

2M + Si = M 2 Si (M = Mg, Ca)

f) hidridek:

2M + H 2 \u003d 2MH (M \u003d Li, Na, K)

M + H 2 \u003d MH 2 (M \u003d Mg, Ca)

g) peroxidok, szuperoxidok:

2Na + O 2 \u003d Na 2 O 2 (égés levegőn)

M + O 2 \u003d MO 2 (M \u003d K, Rb, Cs; égés levegőben)

Ezen anyagok közül sok teljesen reakcióba lép a vízzel (gyakrabban hidrolizálódnak anélkül, hogy megváltoztatnák az elemek oxidációs állapotát, de a hidridek redukálószerként működnek, a szuperoxidok pedig diszmutációs reakciókba lépnek):

PCl 5 + 4H 2 O \u003d H 3 PO 4 + 5HCl

SiBr 4 + 2H 2 O \u003d SiO 2 v + 4HBr

P 2 S 5 + 8H 2 O \u003d 2H 3 PO 4 + 5H 2 S ^

SiS 2 + 2H 2 O \u003d SiO 2 v + 2H 2 S

Mg 3 N 2 + 8H 2 O \u003d 3Mg (OH) 2 v + 2 (NH 3 H 2 O)

Na 3 N + 4H 2 O \u003d 3NaOH + NH 3 H 2 O

Legyen 2 C + 4H 2 O \u003d 2Be (OH) 2 v + CH 4 ^

MC 2 + 2H 2 O \u003d M (OH) 2 + C 2 H 2 ^ (M \u003d Ca, Sr, Ba)

Al 4 C 3 + 12H 2 O \u003d 4Al (OH) 3 v + 3CH 4 ^

MH + H 2 O \u003d MOH + H 2 ^ (M \u003d Li, Na, K)

MgH 2 + 2H 2 O \u003d Mg (OH) 2 v + H 2 ^

CaH 2 + 2H 2 O \u003d Ca (OH) 2 + H 2 ^

Na 2 O 2 + 2H 2 O \u003d 2NaOH + H 2 O 2

2MO 2 + 2H 2 O = 2MOH + H 2 O 2 + O 2 ^ (M = K, Rb, Cs)

Más anyagok ezzel szemben ellenállnak a víznek, köztük az SF 6, NF 3, CF 4, CS 2, AlN, Si 3 N 4, SiC, Li 4 Si, Mg 2 Si és Ca 2 Si.

Példák az A, B, C rész feladatokra

1. Az egyszerű anyagok azok

1) fullerén

2. A reakciótermékek képletegységeiben

Si + CF1 2 >…, Si + O 2 >…, Si + Mg >…

3. Fémtartalmú reakciótermékekben

Na + H 2 O >…, Ca + H 2 O >…, Al + HCl (oldat) >…

az összes elem atomszámának összösszege az

4. A kalcium-oxid (egyedileg) reagálhat a halmaz összes anyagával

1) CO 2, NaOH, NO

2) HBr, SO 3, NH 4 Cl

3) BaO, SO 3, KMgCl 3

4) O 2, Al 2 O 3, NH 3

5. Reakció lesz a kén-oxid (IV) és

6. A fúzió során só МAlO 2 képződik

2) Al 2O 3 és KOH

3) Al és Ca (OH) 2

4) Al 2 O 3 és Fe 2 O 3

7. A molekuláris reakcióegyenletben

ZnO + HNO 3 > Zn(NO 3) 2 +…

az együtthatók összege az

8. Az N 2 O 5 + NaOH > ... reakció termékei az

1) Na 2 O, HNO 3

3) NaNO 3, H 2 O

4) NaNO 2, N 2, H 2 O

9. Az alapok halmaza az

1) NaOH, LiOH, ClOH

2) NaOH, Ba (OH) 2, Cu (OH) 2

3) Ca(OH)2, KOH, BrOH

4) Mg (OH) 2, Be (OH) 2, NO (OH)

10. A kálium-hidroxid oldatban (külön) reagál a halmaz anyagaival

4) SO 3, FeCl 3

11–12. A nevezett savnak megfelelő maradék

11. kénes

12. Nitrogén

képlete van

13. Sósavból és híg kénsavakból nem emeli ki gáz csak fém

14. Az amfoter hidroxid az

15-16. A hidroxidok megadott képletei szerint

15. H 3 PO 4, Pb(OH) 2

16. Cr(OH) 3, HNO 3

az átlagos só képlete származik

1) Pb 3 (PO 4) 2

17. Miután a feleslegben lévő H 2 S-t bárium-hidroxid oldaton átengedtük, a végső oldat sót tartalmaz.

18. Lehetséges reakciók:

1) CaSO 3 + H 2 SO 4 >…

2) Ca(NO 3) 2 + HNO 3 >…

3) NaHCOg + K 2 SO 4 >…

4) Al(HSO 4) 3 + NaOH >…

19. A reakcióegyenletben (CaOH) 2 CO 3 (t) + H 3 PO 4 > CaHPO 4 v + ...

az együtthatók összege az

20. Állítson fel egyezést az anyag képlete és a csoport között, amelyhez tartozik!

21. Állítson fel egyezést a kiindulási anyagok és a reakciótermékek között.

22. A transzformációk sémájában

Az A és B anyagok szerepelnek a készletben

1) NaNO 3, H 2 O

4) HNO 3, H 2 O

23. Készíts egyenleteket lehetséges reakciók séma szerint

FeS > H 2 S + PbS > PbSO 4 > Pb(HSO 4) 2

24. Készítsen egyenleteket négy lehetséges reakcióra az anyagok között:

1) Salétromsav(konc.)

2) szén (grafit vagy koksz)

3) kalcium-oxid

Alatt kémiai reakciók egyes anyagokból másokat nyernek (nem tévesztendő össze azokkal a nukleáris reakciókkal, amelyek során az egyik kémiai elem egy másikká alakul).

Bármely kémiai reakciót egy kémiai egyenlet ír le:

Reagensek → Reakciótermékek

A nyíl jelzi a reakció irányát.

Például:

Ebben a reakcióban a metán (CH 4) reakcióba lép oxigénnel (O 2), melynek eredményeként szén-dioxid (CO 2) és víz (H 2 O), pontosabban vízgőz képződik. Pontosan ez a reakció történik a konyhájában, amikor meggyújt egy gázégőt. Az egyenletet így kell értelmezni: egy molekula metángáz reagál két molekula oxigéngázzal, ami egy molekula szén-dioxidot és két molekula vizet (gőz) eredményez.

A kémiai reakció komponensei előtti számokat nevezzük reakció együtthatók.

A kémiai reakciók azok endoterm(energia elnyeléssel) és hőtermelő(energiafelszabadítással). A metán elégetése az exoterm reakció tipikus példája.

A kémiai reakcióknak többféle típusa van. A leggyakrabban:

• összetett reakciók;
• bomlási reakciók;
• egyszeri szubsztitúciós reakciók;
• kettős szubsztitúciós reakciók;
• oxidációs reakciók;
• redox reakciók.

Kapcsolódási reakciók

Egy összetett reakcióban legalább két elem alkot egy terméket:

2Na (t) + Cl 2 (g) → 2NaCl (t)- só képződése.

Figyelembe kell venni a vegyületreakciók egy lényeges árnyalatát: a reakció körülményeitől vagy a reakcióban részt vevő reagensek arányától függően különböző termékek születhetnek. Például normál szénégetési körülmények között szén-dioxid keletkezik:
C (t) + O 2 (g) → CO 2 (g)

Ha az oxigén mennyisége nem elegendő, akkor halálos szén-monoxid képződik:
2C (t) + O 2 (g) → 2CO (g)

Bomlási reakciók

Ezek a reakciók lényegében ellentétesek a vegyület reakcióival. A bomlási reakció eredményeként az anyag két (3, 4...) egyszerűbb elemre (vegyületre) bomlik:

• 2H 2O (g) → 2H 2 (g) + O 2 (g)- vízbomlás
• 2H 2O 2 (g) → 2H2 (g) O + O 2 (g)- a hidrogén-peroxid bomlása

Egyszeri szubsztitúciós reakciók

Az egyszeri szubsztitúciós reakciók eredményeként az aktívabb elem helyettesíti a kevésbé aktív elemet a vegyületben:

Zn (t) + CuSO 4 (oldat) → ZnSO 4 (oldat) + Cu (t)

A réz-szulfát oldatban lévő cink kiszorítja a kevésbé aktív rezet, ami cink-szulfát oldatot eredményez.

A fémek aktivitási foka növekvő aktivitási sorrendben:

• A legaktívabbak az alkáli- és alkáliföldfémek.

A fenti reakció ionegyenlete a következő lesz:

Zn (t) + Cu 2+ + SO 4 2- → Zn 2+ + SO 4 2- + Cu (t)

A CuSO 4 ionos kötés vízben oldva rézkationra (2+ töltés) és anion-szulfátra (2- töltés) bomlik. A szubsztitúciós reakció eredményeként cinkkation képződik (amelynek töltése megegyezik a rézkationéval: 2-). Figyeljük meg, hogy a szulfát anion az egyenlet mindkét oldalán jelen van, azaz a matematika összes szabálya szerint redukálható. Az eredmény egy ion-molekula egyenlet:

Zn (t) + Cu 2+ → Zn 2+ + Cu (t)

Kettős helyettesítési reakciók

A kettős szubsztitúciós reakciókban már két elektron kicserélődik. Az ilyen reakciókat más néven cserereakciók. Ezek a reakciók oldatban mennek végbe, és kialakulnak:

• oldhatatlan szilárd(kicsapódási reakciók);
• víz (semlegesítési reakciók).

Kicsapódási reakciók

Az ezüst-nitrát (só) oldatának nátrium-klorid-oldattal való összekeverésekor ezüst-klorid képződik:

Molekula egyenlet: KCl (oldat) + AgNO 3 (p-p) → AgCl (t) + KNO 3 (p-p)

Ionos egyenlet: K + + Cl - + Ag + + NO 3 - → AgCl (t) + K + + NO 3 -

Molekuláris-ionos egyenlet: Cl - + Ag + → AgCl (t)

Ha a vegyület oldható, akkor ionos formában lesz oldatban. Ha a vegyület oldhatatlan, kicsapódik, és szilárd anyagot képez.

Semlegesítési reakciók

Ezek savak és bázisok közötti reakciók, amelyek eredményeként vízmolekulák képződnek.

Például a kénsav oldatának és a nátrium-hidroxid (lúg) oldatának összekeverésének reakciója:

Molekula egyenlet: H 2 SO 4 (p-p) + 2NaOH (p-p) → Na 2 SO 4 (p-p) + 2H 2 O (l)

Ionos egyenlet: 2H + + SO 4 2- + 2Na + + 2OH - → 2Na + + SO 4 2- + 2H 2 O (l)

Molekuláris-ionos egyenlet: 2H + + 2OH - → 2H 2 O (g) vagy H + + OH - → H 2 O (g)

Oxidációs reakciók

Ezek az anyagok és a levegőben lévő gáz-halmazállapotú oxigén kölcsönhatásának reakciói, amelyek során általában nagyszámú energia hő és fény formájában. Tipikus oxidációs reakció az égés. Ennek az oldalnak a legelején a metán és az oxigén kölcsönhatásának reakciója látható:

CH 4 (g) + 2O 2 (g) → CO 2 (g) + 2H 2 O (g)

A metán szénhidrogénekre utal (szén és hidrogén vegyületei). Amikor egy szénhidrogén oxigénnel reagál, sok hőenergia szabadul fel.

Redox reakciók

Ezek olyan reakciók, amelyek során a reaktánsok atomjai között elektroncsere történik. A fent tárgyalt reakciók egyben redox reakciók is:

• 2Na + Cl 2 → 2NaCl - vegyület reakció
• CH 4 + 2O 2 → CO 2 + 2H 2 O - oxidációs reakció
• Zn + CuSO 4 → ZnSO 4 + Cu - egyszeres szubsztitúciós reakció

A legrészletesebb redoxreakciókat, számos példával az egyenletek elektronegyensúlyi módszerrel és félreakciós módszerrel történő megoldására a fejezetben ismertetjük.

Az anyagi világ, amelyben élünk, és amelynek egy apró része vagyunk, egy és egyben végtelenül sokszínű. Egység és sokszínűség vegyi anyagok Ennek a világnak a legvilágosabban az anyagok genetikai kapcsolatában nyilvánul meg, ami az úgynevezett genetikai sorozatban tükröződik. Kiemeljük az ilyen sorozatok legjellemzőbb vonásait.

1. Ennek a sorozatnak az összes anyagát egyetlen kémiai elemnek kell képeznie. Például a következő képletekkel írt sorozat:

2. Az ugyanazon elem által alkotott anyagoknak különböző osztályokba kell tartozniuk, azaz létezésének különböző formáit kell tükrözniük.

3. Az egy elem genetikai sorozatát alkotó anyagokat kölcsönös átalakulással kell összekapcsolni. Ez alapján megkülönböztethető a teljes és a nem teljes genetikai sorozat.

Például a bróm fenti genetikai sorozata hiányos, hiányos lesz. És itt a következő sor:

már befejezettnek tekinthető: elkezdődött egyszerű anyag bróm és azok is véget értek.

A fentieket összefoglalva a következő definíciót adhatjuk a genetikai sorozatra.

genetikai sorozat- számos anyag - képviselői különböző osztályok, amelyek vegyületei egy kémiai elem, melyeket kölcsönös átalakulások kötnek össze, és tükrözik ezen anyagok közös eredetét vagy genezisüket.

genetikai kapcsolat- a fogalom általánosabb, mint a genetikai sorozat, amely bár élénk, de sajátos megnyilvánulása ennek a kapcsolatnak, amely az anyagok bármilyen kölcsönös átalakulásában valósul meg. Akkor nyilván az első adott szubsztanciasor is erre a definícióra illeszkedik.

Háromféle genetikai sorozat létezik:

A fémek leggazdagabb sorozata, amelyek különböző fokú oxidációt mutatnak. Példaként vegyük a +2 és +3 oxidációs állapotú vas genetikai sorozatát:

Emlékezzünk vissza, hogy a vas vas(II)-kloriddá történő oxidálásához gyengébb oxidálószert kell venni, mint a vas(III)-klorid előállításához:

A fém sorozathoz hasonlóan a különböző oxidációs állapotú nemfémes sorozatok is gazdagabbak kötésekben, például a kén +4 és +6 oxidációs állapotú genetikai sorozata:

A nehézség csak az utolsó átmenetet okozhatja. Kövesse a szabályt: annak érdekében, hogy egy elem oxidált vegyületéből egyszerű anyagot kapjunk, erre a célra a leginkább redukált vegyületet kell venni, például egy illékony vegyületet. hidrogén kötés nem fém. A mi esetünkben:

Ezzel a reakcióval a természetben vulkáni gázokból kén keletkezik.

Hasonlóképpen a klór esetében:

3. A fém genetikai sorozata, amely megfelel az amfoter oxidnak és hidroxidnak,nagyon gazdag kötésekben, mert a körülményektől függően savas vagy bázikus tulajdonságokat mutatnak.

Vegyük például a cink genetikai sorozatát:

Genetikai kapcsolat a szervetlen anyagok osztályai között

Jellemzőek a különböző genetikai sorozatok képviselői közötti reakciók. Az azonos genetikai sorozatból származó anyagok általában nem lépnek kölcsönhatásba.

Például:
1. fém + nem fém = só

Hg + S = HgS

2Al + 3I 2 = 2AlI 3

2. bázikus oxid + savas oxid = só

Li 2 O + CO 2 \u003d Li 2 CO 3

CaO + SiO 2 \u003d CaSiO 3

3. bázis + sav = só

Cu(OH) 2 + 2HCl \u003d CuCl 2 + 2H 2 O

FeCl 3 + 3HNO 3 \u003d Fe (NO 3) 3 + 3HCl

só sav só sav

4. fém - bázikus oxid

2Ca + O 2 \u003d 2CaO

4Li + O 2 \u003d 2Li 2O

5. nem fém - savas oxid

S + O 2 \u003d SO 2

4As + 5O 2 \u003d 2As 2 O 5

6. bázikus oxid - bázis

BaO + H 2 O \u003d Ba (OH) 2

Li 2 O + H 2 O \u003d 2LiOH

7. sav-oxid - sav

P 2 O 5 + 3H 2 O \u003d 2H 3 PO 4

SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4