Хімія. Повторне видання. 8 клас. Ярошенко

Тема 4. Основні класи неорганічних сполук

Хіміки — це ті, хто насправді розуміє світ.

(Л. К. Полінг)

Матеріал теми дає вам змогу:

• закріпити знання про періодичну систему хімічних елементів, кількість речовини та хімічний зв’язок;
• удосконалити вміння проводити розрахунки за хімічними формулами, навчитися здійснювати розрахунки за хімічними рівняннями реакцій;
• розширити відомості про неорганічні речовини, з якими ознайомились у 7 класі;
• поповнити знання хімічної мови сучасною науковою термінологією основних класів неорганічних сполук;
• зрозуміти властивості оксидів, основ, кислот, солей;
• обґрунтовувати залежність застосування речовин від їхніх властивостей;
• прогнозувати властивості складних неорганічних речовин і встановлювати між ними генетичний зв’язок;
• здійснювати за хімічними рівняннями обчислення маси, об’єму, кількості речовини реагентів і продуктів реакції.

§ 27. Поняття про оксиди. Номенклатура і фізичні властивості оксидів

Опрацювавши матеріал параграфа, ви зможете:

• називати оксиди за сучасною науковою українською номенклатурою;
• складати за назвою оксиду його хімічну формулу;
• характеризувати фізичні властивості оксидів.

Про поділ речовин на дві великі групи — органічні та неорганічні речовини — ви знаєте ще з курсу природознавства та уроків хімії в 7 класі.

Хоча неорганічних речовин у десятки разів менше, ніж органічних, їхній якісний склад порівняно з органічними речовинами набагато різноманітніший. Майже всі металічні та неметалічні елементи трапляються у складі неорганічних речовин. Неорганічні речовини класифікують на основі їх складу, будови та властивостей.

За складом, будовою та властивостями неорганічні речовини поділяють на класи неорганічних сполук — оксиди, кислоти, основи, солі.

СКЛАД ОКСИДІВ. З’ясуємо склад оксидів на прикладі поданих формул:

Cu₂O, СuО, СО₂, Н₂О, СаО.

Кожна формула складається з атомів двох хімічних елементів, одним з яких є Оксиген. Вам відомо, що бінарні сполуки Оксигену з металічним або неметалічним хімічним елементом називають оксидами. Тож якісний склад формул речовин свідчить про належність їх до оксидів.

У складі розглянутих формул наявні металічні й неметалічні хімічні елементи, елементи зі сталою та змінною валентністю. Але обов’язково наявний Оксиген. На підставі цього формулюємо визначення оксидів.

Оксид — це бінарна сполука будь-якого хімічного елемента з Оксигеном (винятки: оксиген фторид (OF₂); пероксиди (Н₂О₂)).

Позначимо сполучений з Оксигеном металічний чи неметалічний елемент великою літерою Е й запишемо загальну формулу оксидів:

де х — валентність елемента й індекс Оксигену.

Якщо при складанні формул оксидів індекси виявляться парними числами, то їх варто скоротити на 2, наприклад:

Після скорочення на 2 одержуємо формулу оксиду:

СО₂.

НОМЕНКЛАТУРА ОКСИДІВ. До запровадження порядку складання, запису та читання назв речовин, тобто їх номенклатури, оксиди, як і багато інших речовин, називали довільно. Нині користуються сучасною науковою українською номенклатурою оксидів.

Назва кожного оксиду складається з двох слів, ужитих у називному відмінку. Перше слово — це назва хімічного елемента, друге — «оксид».

Якщо елемент має змінну валентність, її вказують у круглих дужках після назви елемента. Обидва слова пишуться з малої літери, за винятком початку речення.

Між назвою елемента та записом числа відступу не роблять.

За цими правилами, оксид, формула якого Fe₂O₃, має назву «ферум(ІІІ) оксид», а оксид з формулою FeO — «ферум(ІІ) оксид».

Мал. 41. Оксиди — складники гірських порід і мінералів

ФІЗИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ОКСИДІВ. Оксиди за нормальних умов різні за агрегатним станом. Так, купрум(ІІ) оксид (СuО) — тверда речовина чорного кольору, карбон(ІV) оксид СО₂ — безбарвний газ, гідроген оксид Н₂О — безбарвна прозора рідина. І все ж серед оксидів переважають тверді речовини (мал. 41, с. 141), які здебільшого мають білий колір (наприклад, цинк оксид, алюміній оксид, кальцій оксид). Безбарвними є газоподібні за звичайних умов оксиди: карбон(ІІ) оксид, карбон(ІV) оксид, сульфур(ІV) оксид та деякі інші. Трапляються оксиди, забарвлені в той чи інший колір, наприклад, хром(ІІІ) оксид — темно-зелений, нітроген(ІV) оксид — бурий, купрум(І) оксид — червоно-цегляний.

Серед оксидів є шкідливі для здоров’я людини. Це карбон(ІІ) оксид, сульфур(ІV) оксид, нітроген(І) оксид, нітроген(ІV) оксид та інші.

Попрацюйте групами

1. Визначте й запишіть у зошит валентність елементів у поданих на початку параграфа формулах оксидів, назвіть їх.

2. Потренуйтеся у складанні назв оксидів на прикладі розглянутих формул.

3. Складіть формули оксидів, про які йдеться в частині параграфа «Фізичні властивості оксидів».

4. Складіть таблицю «Фізичні властивості оксидів». Для її заповнення скористайтесь навчальним матеріалом підручника та додатковою інформацією.

Стисло про основне

• Оксид — це бінарна сполука будь-якого елемента з Оксигеном (є винятки).

• Загальна формула оксидів Е₂О_Х·

• В оксидах Оксиген виявляє сталу валентність II.

• Більшість хімічних елементів періодичної системи здатні сполучатися з Оксигеном з утворенням оксидів.

• Номенклатура оксидів — перелік правил, яких дотримуються, коли потрібно назвати ці сполуки. Назва оксиду складається з двох слів, записаних у називному відмінку з малої літери: назви хімічного елемента (із зазначенням валентності, якщо вона в нього змінна) і слова «оксид».

• Фізичні властивості оксидів досить різноманітні. За звичайних умов серед них трапляються речовини трьох агрегатних станів — твердого, рідкого, газоподібного.

Працюємо з медійними джерелами

З різних джерел інформації дізнайтесь, які оксиди називають чадним газом, сірчистим газом, та яка фізіологічна дія цих речовин на організм людини.

Інформацію підручника про колір оксидів доповніть новими прикладами.

Сторінка ерудита

Крім оксидів, є інші групи бінарних сполук елементів з Оксигеном, зокрема пероксиди (префікс «пер» означає «надлишок, понад»). Тобто пероксиди мають більше атомів Оксигену, ніж їх повинно бути, з огляду на усталене правило щодо валентності елемента Оксигену в оксидах. Справді, відомий вам гідроген пероксид Н₂О₂ (перекис водню) має на один атом Оксигену більше, ніж вода Н₂О. На перший погляд здається, що Оксиген у цій сполуці одновалентний. Але насправді в оксидах і пероксидах Оксиген виявляє однакову валентність II, і це добре видно зі структурної формули гідроген пероксиду:

Н — О — О — Н

Порівняємо структурну формулу гідроген пероксиду зі структурною формулою води:

Н — О — Н

З’ясуємо, в чому полягає відмінність між пероксидами та оксидами. Відмінність полягає в тому, що у воді (гідроген оксиді), як і в інших оксидах, наприклад, карбон(ІV) оксиді, атоми Оксигену між собою не сполучені:

О = С = О,

тоді як у пероксидах завжди наявний оксигеновий ланцюжок:

— О — Ο —

У пероксидах атоми Оксигену одним ковалентним зв’язком сполучаються між собою, а другим — з атомом іншого хімічного елемента.

Пероксиди широко застосовуються. Так, гідроген пероксид незамінний у виробництві вибілювачів паперу, текстильних матеріалів, синтетичних мийних засобів, як антисептичний засіб, для реставрації живопису на основі свинцевих фарб, як окисник ракетного палива та джерело кисню.

Пригадайте одержання кисню з гідроген пероксиду, запишіть рівняння цієї реакції.

Натрій пероксид застосовують на підводних човнах для очищення повітря від надлишку вуглекислого газу та збагачення його киснем:

2Na₂O₂ + 2СО₂ = 2Na₂CO₃ + О₂.

Знаємо, розуміємо

1. Сформулюйте визначення оксидів, наведіть приклади.

2. Назвіть правила номенклатури оксидів, наведіть приклади.

3. На прикладі двох-трьох оксидів схарактеризуйте фізичні властивості оксидів.

4. Знайдіть помилки, допущені в назвах деяких оксидів, і виправте їх відповідно до сучасної наукової української номенклатури:

К₂О — калій(І) оксид; СаО — кальцій оксид; СО — карбон оксид; SO₃ — сульфур(VI) оксид; Na₂O — оксид натрію; Аl₂О₃ — алюміній(IІІ) оксид.

5. Укажіть пари хімічних формул оксидів з однаковою валентністю елементів.

А СаО і N₂O

Б Аl₂О₃ і ВаО

В NO₂ і МnО₂

Г МgО і CO

6. Укажіть пару хімічних формул, що складається лише з формул оксидів.

A HBr i NO

Б Н₂О і Na₂O₂

B NH₃ i CaS

Г ZnO i CuO

7. Зазначте рядок з хімічними формулами оксидів, що мають твердий агрегатний стан (н. у.).

А натрій оксид, купрум(ІІ) оксид, карбон(ІІ) оксид

Б карбон(ІV) оксид, карбон(ІІ) оксид, сульфур(VІ) оксид

В фосфор(V) оксид, кальцій оксид, силіцій(ІV) оксид

Г нітроген(IV) оксид, магній оксид, гідроген оксид

Застосовуємо

77. У запропонованому переліку зазначте формули оксидів, покласифікуйте їх на оксиди металічних й оксиди неметалічних елементів:

SiO₂, MgO, SiH₄, SO₃, NO, FeO, Cl₂O₇, N₂O₃, CaCl₂, Fe₂O₃, CO, CaO, Na₂O, KOH, HCl, K₂O₂.

78. Назвіть оксиди, формули яких зазначено в завданні 77, за сучасною науковою українською номенклатурою.

79. Складіть формули: калій оксиду, сульфур(VІ) оксиду, фосфор(ІІІ) оксиду, хлор(І) оксиду, плюмбум(ІV) оксиду. Чому в одних назвах оксидів зазначено валентність, а в інших — ні?

80. Заповніть у зошитах таблицю формулами оксидів поданих елементів. Зазначте назви цих оксидів.

Елемент	Формула оксиду	Назва оксиду
Li
Ва
S(VI)
P(V)

81. Обчисліть густину за повітрям таких оксидів:

• а) нітроген(ІV) оксиду;
• б) карбон(IІ) оксиду;
• в) сульфур(ІV) оксиду.

82. Склад смарагдово-зеленого мінералу малахіту позначається хімічною формулою Сu₂СН₂О₅. Складіть рівняння реакції розкладу цієї речовини, якщо відомо, що всі продукти реакції належать до оксидів, а валентність Купруму — II.

83. Увідповідніть назви речовин і тип кристалічних ґраток.

Назва речовини		Тип кристалічних ґраток
1	кисень	А	йонний
2	силіцій(IV) оксид	Б	молекулярний
3	алюміній оксид	В	атомний
		Г	інший