Хімія. 8 клас. Буринська

Розділ 5. Основні класи неорганічних сполук

Ви вже знаєте, що ми живемо у світі речовин. Сьогодні їх відомо майже 20 млн. Для того щоб орієнтуватися у властивостях цієї величезної кількості речовин, їх зв’язках і взаємоперетвореннях, речовини поділяють на групи, тобто класифікують. Під класифікацією неорганічних речовин розуміють об’єднання різних сполук у певні групи (класи) або за їх складом, або за хімічними властивостями, що відрізняють речовини цього класу від інших речовин. Отже, речовини одного і того самого класу мають подібні властивості.

Питання класифікації поєднане з проблемою номенклатури, тобто системою назв речовин.

Відомо, що найважливішим правилом будь-якої номенклатури є вимога, щоб назва речовини мала однозначний зміст. Наприклад, цинк оксид ΖnΟ - однозначна назва, оскільки Цинк утворює лише один оксид. Проте нітроген оксид - неоднозначна назва, оскільки Нітроген утворює кілька оксидів: N2O, NO, N2O3, NO2, N2O5. Тому за системою хімічної номенклатури, що розроблена Міжнародною спілкою теоретичної і прикладної хімії (ІЮПАК), N2O називається нітроген(І) оксид.

Як номенклатура, так і класифікація сполук (і хімічних реакцій) формувалися протягом століть, тому вони не завжди є логічними і потребують вдумливого осмислення.

Хімічні сполуки прийнято поділяти на дві групи: органічні й неорганічні. Останні, у свою чергу, поділяють на прості (їх майже 400) і численну групу складних речовин. Прості речовини поділяються на метали і неметали. Складні речовини зазвичай поділяють на чотири класи: оксиди, основи (гідроксиди), кислоти і солі.

Така класифікація не є досконалою, оскільки в ній немає місця для амоніаку, сполук металічних елементів із Гідрогеном, Карбоном, Нітрогеном, Фосфором тощо. Ці речовини не менш важливі, ніж оксиди, основи, кислоти і солі, тому багато з них розглядатимуться пізніше, під час вивчення хімії елементів.

§ 24. Оксиди

Опрацювавши зміст параграфа, ви будете:

  • знати класифікацію і визначення оксидів, їх поширення в природі;
  • розуміти застосування оксидів, значення води як найпоширенішого оксиду в природі для життя на Землі, для промисловості, сільського господарства, побуту тощо;
  • вміти наводити приклади оксидів, складати їх формули, називати оксиди за їх формулами.

Склад і назви оксидів. Ви вже знаєте, що метали і неметали, реагуючи з киснем, утворюють оксиди.

• Наведіть один - два приклади рівнянь реакцій між: а) металом і киснем; б) між неметалом і киснем.

Отже, внаслідок взаємодії багатьох простих речовин з киснем утворюються оксиди металічних або неметалічних елементів.

Оксиди — це складні речовини, утворені двома елементами, одним з яких є Оксиген зі ступенем окиснення -2.

В оксидах атоми Оксигену сполучаються з атомами інших елементів і не зв’язуються між собою.

Назви оксидів елементів, які мають сталий ступінь окиснення, складаються з двох слів: назва елемента в називному відмінку + оксид (Na2O - натрій оксид, ВаО - барій оксид). Якщо елемент утворює кілька оксидів, то після назви елемента в дужках римською цифрою вказують його ступінь окиснення (СuО - купрум(ІІ) оксид; Cu2О - купрум(І) оксид).

Для окремих оксидів як синоніми зберігаються назви, що історично склалися і поширені в народній мові. Деякі з таких назв наведено в табл. 8.

Таблиця 8

Назви оксидів

Формула оксиду

Наукова назва

Традиційна назва

CO

карбон(ІІ) оксид

чадний газ

CO2

карбон(ІV) оксид

вуглекислий газ

Н2О

гідроген оксид

вода

СаО

кальцій оксид

негашене вапно

MgO

магній оксид

палена магнезія

Fe3O4(FeO · Fe2O3)

ферум(II) диферум(ІІІ) тетроксид (не для запам’ятовування)

залізна ожарина

Класифікація. Оксиди поділяються на дві групи: солетворні та несолетворні. Оксидів, що не утворюють солей, мало, наприклад, CO, NO, N2O, SiO. Ми їх поки що не розглядаємо. До солетворних належить більшість оксидів. За хімічними властивостями вони поділяються на основні, кислотні та амфотерні.

Поширення в природі. Оксиди багатьох елементів дуже поширені в природі. Наприклад, така добре відома сполука, як звичайний річковий пісок (з деякими домішками) є оксидом із формулою SiO2 - силіцій(ІV) оксид, або кремнезем. Майже чистим кремнеземом є гірський кришталь. Цей оксид разом з алюміній оксидом Аl2О3 входить до складу глин та інших мінералів. Дуже поширені в природі й оксиди Феруму - це різні залізні руди (Криворізьке та Керченське родовища в Україні). До складу повітря входить карбон(ІV) оксид (вуглекислий газ), об’ємна частка якого становить 0,3 %. Однак найпоширенішим оксидом у природі є вода Н2О (гідроген оксид).

SiO2 - пісок

Аl2O3 - рубін, сапфір

Вода - це найдивовижніша, найпоширеніша і найнеобхідніша речовина на нашій планеті. Три чверті земної поверхні вкрито водою, вона утворює океани та моря, ріки й озера. У вигляді великих мас снігу і криги вода цілорічно лежить на вершинах високих гір і в полярних країнах. У надрах Землі також є вода, що просочує ґрунт і гірські породи. Воді належить найважливіша роль у геологічній історії нашої планети.

H2O - вода

Вода впливає на клімат, оскільки має велику теплоємність. Нагріваючись, вона поглинає теплоту, а охолоджуючись, віддає її і тим самим впливає на клімат. Багато води перебуває у газуватому стані в атмосфері. Молекули води, розсіяні там (у хмарах у вигляді пари), захищають Землю від космічного холоду.

Вода має велике значення в житті людини, рослин і тварин. Взагалі без води неможливе існування живих організмів в умовах Землі. Вода є середовищем, у якому відбуваються хімічні процеси у кожному організмі. Вона визначає об’єм і пружність клітин, транспортує в клітину й з неї розчини речовин, охороняє клітину від різких коливань температури і сама бере участь у багатьох біохімічних реакціях, що забезпечують життєдіяльність організму. Відомо, що тіло людини приблизно на 65 % складається з води.

Велике значення вода має у промисловості, для транспорту, у будівництві. Особливо багато води потребують хімічна промисловість, металургія, текстильні фабрики, цукрові та крохмале-патокові заводи. Так, на виробництво 1 т сталі витрачається 3000 м3 води; 1 т паперу - 900 м3; 1 т хімічного волокна - понад 2000 м3.

Багато води потребує сільське господарство. Одній рослині соняшника треба за літо до 300 л води. На вирощування 1 т картоплі необхідно 100 м3, 1 т зерна - 1000 м3 води.

Багато води витрачається у побуті. Кожна доросла людина щоденно споживає з їжею майже 2 л води. Значно більше вона витрачає її на побутові потреби. У великих містах витрати води становлять близько 100 л на людину щодоби. Не дивно, що загальний об’єм водовитрачання в Україні з урахуванням втрат досягає 30 км3 на рік, або 60 % усього стоку її річок. Тому кожний з нас, і ви зокрема, маєте усвідомити, що воду необхідно берегти.

Застосування оксидів. Оксиди широко використовують у промисловості. Оксиди Феруму, Алюмінію, Урану тощо - джерела добування відповідних металів. Прозорі кристали корунду Аl2О3 використовують у ювелірній промисловості як дорогоцінні камені: рубін - червоного (через домішки Хрому), сапфір - синього кольору (через домішки Феруму й Титану). Непрозорі кристали корунду застосовують для виготовлення шліфувальних брусків та інших абразивних матеріалів.

SiO2 - річковий пісок використовують у будівництві та для виготовлення скла; чадний газ CO - як паливо, а також відновник під час виплавляння сталі; ZnO - для виготовлення білої фарби (білила), Fе2О3 - коричневої, Сr2О3 - зеленої; СО2 - для газування фруктової води.

CO - чадний газ

СО2 - вуглекислий газ

SO2 - сірчистий газ

Висновки

Оксиди - це складні речовини, що складаються з двох хімічних елементів, одним з яких є Оксиген зі ступенем окиснення - 2.

За складом оксиди поділяють на оксиди металічних і неметалічних елементів.

Оксиди дуже поширені в природі, оскільки кисень є однією з найактивніших речовин.

Найважливішим природним оксидом є вода - джерело життя на Землі, сировина для промисловості, джерело енергії; чинник, що визначає погоду, клімат Землі. Основні джерела води - моря та океани, річки й озера. Для розв'язання господарських проблем використовується прісна природна вода після її очищення. Прісної води на Землі мало. Воду потрібно берегти.

Завдання для самоконтролю

1. Знаючи валентність елементів, напишіть формули вищих оксидів Гідрогену, Магнію, Натрію, Алюмінію, Силіцію, Фосфору, Сульфуру, Барію. Запишіть назву кожного оксиду.

2. З наведеного переліку формул сполук NaOH, CaO, Н3РО4, SO2, Р2О5, ZnO випишіть формули оксидів і зазначте їх назви.

3. Як ви думаєте, чому вода є найнеобхіднішою речовиною? Відповідь обґрунтуйте.

4. Обчисліть, у якому з оксидів - у нітроген(ІV) оксиді чи у нітроген(ІІІ) оксиді - масова частка Нітрогену більша.

5. Яка кількість речовини алюміній оксиду містить Оксиген масою 24 г.