Классификация неорганических веществ

Каждый класс веществ образован веществами со сходными свойствами. Эти вещества имеют схожее строение и состав.

Все неорганические вещества делят на простые и сложные. Простые вещества состоят из атомов одного химического элемента. К простым веществам относятся металлы: медь, железо, натрий и другие; неметаллы: сера, фосфор, кислород, хлор; инэртные, или благородные газы: аргон, криптон, гелий, неон.

Сложные вещества состоят из атомов нескольких химических элементов. К сложным веществам относятся оксиды, основания, амфотэрные гидроксиды, кислоты и соли.

Оксиды – это сложные вещества, которые состоят из двух химических элементов, один из которых кислород. Общая формула оксидов: э-эм-о-эн, где эм и эн – индэксы. Степень окисления кислорода в оксидах равна минус двум.

Оксиды делят на две группы: солеобразующие и несолеобразующие (индифферентные).

Солеобразующие оксиды образуют гидроксиды и соответствующие соли. Например, к солеобразующим оксидам относятся оксид серы шесть, оксид кальция, оксид алюминия.

Несолеобразующие оксиды не образуют гидроксидов и солей. К таким оксидам относятся: оксид азота один, оксид азота два, оксид углерода два, оксид кремния два.

Оксиды бывают кислотные, амфотэрные и основные. Кислотным оксидам соответствуют кислотные гидроксиды, основным оксидам соответствуют основные гидроксиды.

Например: оксиду натрия соответствует основный гидроксид – гидроксид натрия, в реакции этого гидроксида с соляной кислотой образуется соль – хлорид натрия.

Оксиду алюминия соответствует амфотэрный гидроксид – гидроксид алюминия, этот гидроксид с азотной кислотой образует соль – нитрат алюминия.

Оксиду серы шесть соответствует кислотный гидроксид – серная кислота, эта кислота с гидроксидом меди два образует соль – сульфат меди два.

Оксиду марганца семь соответствует кислотный гидроксид – марганцовая кислота, которая в реакции с гидроксидом калия образует соль – перманганат калия.

Кислотные оксиды образованы элементами металлами и неметаллами со степенью окисления больше, чем плюс четыре.

Кислотным оксидам соответствуют кислоты: оксиду углерода четыре соответствует угольная кислота, оксиду серы шесть соответствует серная кислота, оксиду фосфора пять соответствует фосфорная кислота.

Для этих оксидов характерен ковалентный характер связи между элементами. В основном у кислотных оксидов молекулярная кристаллическая решётка. Они могут быть газообразными, жидкими и твёрдыми. Например: оксид серы четыре, оксид углерода четыре – газы, оксид хлора семь, оксид марганца семь – жидкости, оксид фосфора пять, оксид кремния четыре, оксид хрома шесть – твёрдые.

Основные оксиды – это оксиды, гидраты которых являются основаниями. Все основные оксиды являются оксидами металлов. Например: оксиду натрия соответствует гидроксид натрия, оксиду кальция соответствует гидроксид кальция, оксиду железа два соответствует гидроксид железа два.

Амфотэрные оксиды – это оксиды, которым соответствуют амфотэрные гидроксиды. Все амфотэрные оксиды являются оксидами металлов. Например: оксид алюминия, оксид хрома три, оксид железа три, оксид свинца четыре, оксид олова четыре. Так оксиду цинка соответствует амфотэрный гидроксид – гидроксид цинка, оксиду алюминия соответствует амфотэрный гидроксид – гидроксид алюминия.

Оксиды широко распространены в природе. Так, большая часть Земли покрыта Мировым океаном, который образован оксидом водорода, в атмосфере содержится оксид углерода четыре; оксид кремния четыре является основой многих минералов и горных пород, таких как кварц, аметист, яшма; оксид алюминия – корунд, известные и его разновидности – рубин и сапфир.

Основания – это сложные вещества, состоящие из катионов металлов и гидроксогруппы. Общая формула оснований – металл –о-аш.

К основаниям относятся: гидроксид натрия, гидроксид кальция, гидроксид железа три, гидроксид калия и другие. Для оснований характерен ионный тип связи, а значит, и ионная кристаллическая решётка, поэтому основания – это твёрдые вещества.

По числу гидроксогрупп различают однокислотные основания (как гидроксид натрия), двухкислотные (как гидроксид железа два), трёхкислотные (как гидроксид никеля три).

По растворимости в воде различают растворимые в воде основания – щёлочи, которые являются сильными основаниями. К ним относятся: гидроксид натрия, гидроксид бария и другие. Нерастворимые в воде основания – это слабые основания. К ним относятся: гидроксид меди два, гидроксид железа два.

Щёлочи являются твёрдыми веществами.

В реакции сульфата меди два с гидроксидом натрия образуется нерастворимое основание – гидроксид меди два и соль – сульфат натрия.

При добавлении гидроксида натрия к сульфату железа два образуется также нерастворимое основание – гидроксид железа два и соль – хлорид натрия.

Есть основания, где в составе не ионы металла, а катион аммония. Раствор аммиака используют как нашатырный спирт, основания используют для штукатурки стен.

Кислоты – это сложные вещества, которые состоят из атомов металла и кислотных остатков.

Кислоты могут быть образованы не только атомами неметаллов, как соляная кислота, сернистая, азотная кислоты, но и атомами металлов в высшей степени окисления: как например марганцовая кислота.

По количеству атомов водорода (основности) различают одноосновные кислоты (такие как соляная кислота, азотная), двухосновные (такие как сероводородная, дихромовая кислоты), трёхосновные (как фосфорная кислота).

По содержанию атомов кислорода различают кислородсодержащие кислоты (или оксокислоты), как азотная кислота, хромовая кислота, так и бескислородные, как сероводородная, соляная.

По летучести кислоты бывают летучие, которые легко испаряются или выветриваются из раствора: это такие кислоты, как соляная, бромоводородная, азотная, сероводородная; к нелетучим кислотам относятся серная, фосфорная кислота и другие.

Кислоты бывают сильные и слабые. Сильные кислоты практически полностью диссоциируют на ионы. К таким кислотам относятся: азотная, серная, соляная, хлорная. Слабые кислоты диссоциируют незначительно, к таким кислотам относятся: сернистая, сероводородная, фосфорная кислоты.

К кислотам-окислителям относятся: азотная кислота, серная, то есть в этих кислотах есть элемент-окислитель. К кислотам-неокислителям относится большинство кислот, в которых окислителем является ион водорода.

Для кислот характерен ковалентный тип связи и молекулярная кристаллическая решётка.

При обычных условиях кислоты могут быть в газообразном состоянии: как соляная и сероводородная, в жидком состоянии, как азотная, серная кислоты. Кислоты могут быть и в твёрдом состоянии, как кремниевая кислота.

Амфотэрные гидроксиды – это сложные вещества, имеющие свойства кислот и оснований, поэтому формулы амфотэрных гидроксидов можно записать в форме оснований и в форме кислот.

Их образуют элементы, проявляющие переходные свойства металлов и неметаллов. Эти соединения образуют большинство дэ-элементов со степенью окисления плюс три, плюс четыре, иногда плюс два; эти соединения могут образовывать и пэ-элементы: бериллий, алюминий, олово, свинец.

К амфотэрным гидроксидам относятся гидроксид цинка, гидроксид алюминия, гидроксид железа три, гидроксид бериллия.

Амфотэрные гидроксиды практически нерастворимы в воде. Например, при растворении хлорида железа три с гидроксидом натрия образуется бурый осадок – гидроксид железа три.

При растворении сульфата алюминия с гидроксидом натрия образуется белый осадок – гидроксид алюминия. Полученные гидроксиды являются амфотэрными гидроксидами.

Таким образом, к гидроксидам относятся основания, амфотэрные гидроксиды и кислородсодержащие кислоты.

Соли – это сложные вещества, которые состоят из катионов металла или аммония и кислотных остатков.

Соли бывают средними, кислыми, основными.

Средние соли – это продукты полного замещения атомов водорода в кислоте атомами металлов: например, хлорид калия, нитрат алюминия, сульфат меди два, сульфит натрия. 

Кислые соли – это продукты неполного замещения атомов водорода в молекулах многоосновных кислот атомами металла. Например: гидрокарбонат натрия, дигидрофосфат калия, гидрофосфат калия, гидросульфат натрия.

Основные соли – это продукты неполного замещения гидроксидных групп в молекулах многокислотных оснований кислотными остатками. Например: гидроксохлорид меди два, дигидроксонитрат алюминия, гидроксохлорид железа два.

Для солей характерен ионный характер связи и ионная кристаллическая решётка, поэтому это твёрдые вещества.

Соли применяются в быту: например, перманганат калия используют как дезинфицирующее средство, широко используют алебастр и побелку, при приготовлении пищи используют поваренную соль.

Таким образом, вещества делят на простые и сложные. К простым веществам относятся металлы, неметаллы, инэртные газы. К сложным веществам относятся оксиды, основания, амфотэрные гидроксиды, кислоты и соли.