Хімія. Повторне видання. 8 клас. Савчин

Цей підручник можна завантажити у PDF форматі на сайті тут.

Тема 4. Основні класи неорганічних сполук

§ 20. Класифікація неорганічних сполук, їхні склад і номенклатура. Оксиди, кислоти

Опанувавши матеріал параграфа, ви зможете:

формулювати визначення оксидів, кислот, солей, основ;
знати склад оксидів, кислот;
пояснювати походження назв оксидів, кислот;
порівнювати склад оксидів (основних, кислотних, амфотерних) і кислот (оксигеновмісних, безоксигенових, одно-, дво- й триосновних);
класифікувати оксиди й кислоти за складом.

Класифікація речовин, що утворюють основні класи неорганічних сполук. Вам відомо, що хімічні елементи здатні сполучатися між собою. Унаслідок хімічних зв’язків, що виникають між атомами елементів, утворюються прості й складні речовини.

Тема, яку ви вивчатимете, стосується класифікації складних речовин, що утворюють чітку систему сполук. Для кожного класу цих сполук характерні певні склад, будова та властивості. Але, незважаючи на різний склад, будову та властивості, між ними існують внутрішні взаємозв’язки. Вступаючи в хімічні реакції, вони здатні до взаємоперетворень. Саме відмінність у складі й будові цих сполук зумовлює різні властивості. Тому складні речовини об’єднані у відповідні групи — класи: оксиди, кислоти, основи та солі. Класифікацію основних класів неорганічних сполук зображено схематично на рисунку 41 (с. 116).

Рис. 41. Схема класифікації основних класів неорганічних сполук

Склад, назви, класифікація оксидів.

• Установіть за поданим визначенням склад оксидів.

У 7 класі ви частково ознайомилися з речовинами, що утворюють цілий клас неорганічних сполук. Про їхній склад ідеться у визначеннях.

Під час вивчення курсу хімії ставиться завдання оволодіти основами самонавчання, що допоможе вам здійснювати самоосвіту впродовж життя. У цьому вам допоможуть уміння самостійно конструювати поняття, вирізняти в тексті головне, а також здатність оперувати цими вміннями. Такий підхід сприятиме концентрації вашої уваги й виокремленню суттєвих ознак у навчальному матеріалі. Отож спочатку зробимо спробу виконати це завдання за допомогою схем для конструювання назви поняття «оксиди».

Перш ніж розглянути схему конструювання назви, зазначимо, що кожне поняття складається з родового поняття та видових ознак (рис. 42).

Рис. 42. Схема конструювання визначення поняття «оксиди»

• Користуючись схемою, зображеною на рисунку 43, сформулюйте самостійно визначення поняття «оксиди» та звірте з поданим (див. рис. 41). Що потрібно виправити чи уточнити?

Наведіть приклади відомих вам оксидів.

За сучасною науковою українською номенклатурою назви оксидів походять від назви елемента з додаванням слова оксид (рис. 43).

Рис. 43. Схема утворення назв оксидів, до складу яких входять елементи з постійною валентністю

Наприклад: калій оксид К₂О, барій оксид BaO, алюміній оксид Al₂O₃.

Якщо ж у складі оксиду є елемент зі змінною валентністю, то її вказують у назві римською цифрою, узятою в дужки (рис. 44).

Рис. 44. Схема утворення назв оксидів, до складу яких входять елементи зі змінною валентністю

Наприклад, FeO — ферум(ІІ) оксид, Fe₂O₃ — ферум(ІІІ) оксид, MnO — манган(ІІ) оксид, Mn₂O₃ — манган(ІІІ) оксид, MnO₂ — манган(ІV) оксид, Mn₂O₇ — манган(VII) оксид.

• На які групи класифікують оксиди?

Щоб відповісти на це запитання, знову звернемося до першої класифікації хімічних елементів на металічні й неметалічні.

• Пригадайте, як називають оксиди, утворені неметалічними й металічними елементами.

Металічні елементи утворюють з Оксигеном сполуки, які є оксидами (основними, кислотними, амфотерними), а неметалічні — кислотні оксиди.

У періодах періодичної системи є елементи, розміщені на межі між металічними та неметалічними елементами. Вони утворюють оксиди, що проявляють подвійну хімічну природу, тобто мають властивості основних і кислотних оксидів. Їх називають амфотерними. Класифікацію оксидів наведено в таблиці 9.

Таблиця 9

Класифікація оксидів

Група оксидів	Які елементи утворюють?	Приклади, подані формулами
Солетворні оксиди
*Основні*	Металічні (лужні, лужноземельні, Li, Na, K, Rb, Ca, Ba, Sr)	Na₂O, K₂O, CaO, BaO, SrO
*Кислотні*	Неметалічні (S, Si, N, P, C, Cl) і металічні елементи зі ступенями окиснення +5, +6, +7 (Mn₂O₇)	SO₃, P₂O₅, NO₂, Mn₂O₇
*Амфотерні*	Ті, що в періодах розміщені *на межі між металічними та неметалічними* елементами (Be, Zn, Al)	BeO, ZnO, Al₂O₃
Несолетворні оксиди
До групи *несолетворних оксидів* належать такі, що не виявляють ні основних, ні кислотних властивостей. Їх утворюють кілька неметалічних елементів.		СО, SiO, N₂O, NO

• Користуючись даними таблиці 9, узагальніть відомості про класифікацію оксидів.

Кислоти, їхні склад, назви та класифікація. У повсякденному житті людина часто використовує кислоти. Здебільшого вони мають органічне походження: оцтова (розчин, відомий під назвою «оцет»), лимонна, яблучна, щавлева, молочна тощо.

• Оцініть значення названих органічних кислот у житті людини.

Серед великої різноманітності неорганічних сполук виділяють кислоти, що, як і оксиди, утворюють окремий клас речовин.

• Від чого, на ваш погляд, походить загальна назва цього класу речовин?

Найпоширенішими є хлоридна HCl, сульфатна H₂SO₄ й ортофосфатна H₃PO₄ кислоти. Із наведених прикладів формул неорганічних кислот бачимо, що вони містять атоми Гідрогену, які зв’язані з іншими атомами (хлоридна) або групою атомів (сульфатна, ортофосфатна). Отже, завдяки цим даним можна сформулювати визначення кислот.

• Користуючись схемою (рис. 46), сформулюйте самостійно визначення поняття «кислота» й звірте з наведеним раніше (див. рис. 41, с. 116). Чи вдалося вам його сформулювати правильно?

Установіть за визначенням склад кислот.

З’ясуємо, з яких компонентів складаються назви кислот.

Рис. 45. Схема конструювання визначення поняття «кислоти»

Як бачимо зі схеми (рис. 45), видовими ознаками кислот є атоми Гідрогену та кислотний залишок.

Кислотний залишок — це атом або група атомів. Наприклад, хлоридна кислота містить атом Cl, сульфатна й карбонатна — групи атомів, відповідно SO₄ і CO₃. Характерною ознакою кислотних залишків є те, що під час хімічних реакцій вони не руйнуються.

Ознайомимося зі складом і назвами кислот, опрацювавши дані таблиці 10.

Таблиця 10

Склад і назви неорганічних кислот і кислотних залишків

• Подумайте й поясніть, як визначити валентність кислотного залишку, знаючи валентність атомів Гідрогену.

Оскільки атоми Гідрогену одновалентні, то валентність кислотного залишку визначають за числом атомів Гідрогену в складі кислоти. З таблиці 10 стає зрозумілим походження назв неорганічних кислот.

• Поясніть це самостійно.

З аналізу хімічного складу кислот видно, що спільним для них є наявність атомів Гідрогену. Їх може бути різна кількість: один або кілька. Це вважають першою ознакою класифікації кислот. Відповідно кислоти класифікують на: одноосновні, якщо у складі кислоти наявний один атом Гідрогену; двоосновні, якщо атомів Гідрогену два; триосновні, якщо цих атомів три. Крім того, спостерігається різний склад кислотних залишків, зокрема в деяких з них наявний Оксиген, а в інших — відсутній. Це друга ознака, яку взято за основу класифікації кислот. За вмістом Оксигену чи його відсутністю в складі кислотного залишку кислоти поділяють на безоксигенові й оксигеновмісні. Отже, класифікацію кислот можна зобразити схемою (рис. 46).

Рис. 46. Схема класифікації кислот

• Визначте самостійно, до яких груп належать кислоти, зазначені в таблиці 10 (c. 120).

ПІДСУМОВУЄМО ВИВЧЕНЕ

• Складні неорганічні речовини поділяють на чотири групи: оксиди, кислоти, солі, основи.

• Оксиди — складні речовини, що містять у своєму складі два елементи, один з яких — Оксиген у ступені окиснення -2. Існують солетворні й несолетворні оксиди. Солетворні — це основні, кислотні, амфотерні оксиди.

• Назви оксидів походять від назви елемента й слова «оксид». Якщо валентність елемента є змінною, її вказують після назви елемента римськими цифрами, узявши в дужки.

• Кислоти — складні речовини, до складу яких входять один або кілька атомів Гідрогену, здатних заміщуватися на атоми металів, і кислотні залишки.

• Назви кислотних залишків відповідають назвам кислот, якщо забрати закінчення -на.

• Кислоти класифікують за вмістом атомів Гідрогену (одноосновні, двоосновні, триосновні) та за вмістом Оксигену (оксигеновмісні й безоксигенові).

ЗАВДАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ

1. Назвіть класи неорганічних сполук, зі складом, назвами та класифікацією яких ви ознайомилися.

2. Сформулюйте визначення:

а) оксидів;
б) кислот.

3. Наведіть приклади:

а) оксидів;
б) кислот.

Складіть їхні формули.

4. Назвіть солетворні оксиди й наведіть приклади.

5. Поясніть походження назв:

а) оксидів;
б) кислот за сучасною науковою українською номенклатурою.

6. Класифікуйте оксиди на групи за їхніми формулами: Li₂O, NO₂, CO₂, ZnO, CaO, SO₃, BaO, Al₂O₃, P₂O₅, MgO. Назвіть їх.

7. Складіть формули кислот і класифікуйте їх за:

а) вмістом атомів Гідрогену;
б) вмістом Оксигену.

ЦІКАВО ЗНАТИ

• Багато оксидів утворюють мінерали, які використовують у ювелірній справі як дорогоцінні камені. Наприклад, кварц (рис. 47, а) — силіцій(IV) оксид; берил (рис. 47, б) — Al₂O₃, BeO, SiO₂; корунд — Al₂O₃; сапфір (рис. 47, в) — різновид корунду з домішками сполук Титану.