Лабораторная работа №1 Изучение классов неорганических соединений Введение

В настоящее время известно более десяти миллионов различных веществ. Классификация их, т.е. объединение в группы или классы, обладающие сходными свойствами, позволяет систематизировать знания о веществах и облегчает изучение веществ. Знание того, к какому классу принадлежит то или иное вещество, позволяет прогнозировать его физические и химические свойства.

Огромное количество соединений приводит к необходимости создания способа наименования химических веществ, или номенклатуры. До тех пор, пока веществ было известно сравнительно немного, они получали бессистемные названия, отражающие их свойства, способ получения, имя первооткрывателя и т.д. Часто это были весьма образные названия, многие из которых сохранились и поныне — глауберова соль, соляная кислота, нашатырный спирт и т.д. Однако с развитием химии появилась необходимость в универсальном способе названия веществ, который отражал бы их строение и был бы международным.

В современной химии принято использовать несколько видов номенклатуры: международная систематическая номенклатура ИЮПАК (IUРАС - международный союз теоретической и прикладной химии) и исторически сложившаяся тривиальная и рациональная номенклатуры. Однако только номенклатура ИЮПАК связывает структуру соединения и его названия.

Исторически первой и до сегодняшнего времени наиболее употребимой является классификация веществ, основанная главным образом на их строении (Рис. 1).

В зависимости от состава все вещества можно разделить на две большие группы: простые и сложные.

Простыми называют вещества, образованные атомами одного элемента.

Сложными веществами (или химическими соединениями) называют вещества, образованные атомами разных элементов.

Простых веществ гораздо меньше (учитывая аллотропные модификации – около 400), чем сложных; как правило, название простого вещества совпадает с названием образующего его элемента. Исключение составляют названия разных аллотропных модификаций одного вещества; как правило, они имеют собственные названия (например, алмаз, графит и т.д.).

Вещества

Рис. 1. Классификация веществ

Простые вещества делят на металлы и неметаллы. Неметаллов всего 22: водород, галогены, благородные газы, азот, кислород, углерод, бор, фосфор, сера, мышьяк, селен, теллур.

Сложные вещества делят на две большие группы: органические и неорганические. К органическим относят большинство соединений углерода, за исключением его оксидов, солей угольной кислоты и ряда других.

Неорганические соединения могут классифицироваться как по составу, так и по свойствам (функциональным признакам). По составу они, прежде всего, подразделяются на двухэлементные (бинарные) и многоэлементные соединения.

К бинарным соединениям относятся, например, соединения элементов с кислородом (оксиды), галогенами (галиды – фториды, хлориды, бромиды, иодиды), серой (сульфиды), азотом (нитриды), фосфором (фосфиды), углеродом (карбиды), соединения металлов с водородом (гидриды). Названия бинарных соединений образуются из латинского корня названия более электроотрицательного элемента с окончанием «ид» и русского названия менее электроотрицательного элемента в родительном падеже. Так, Al₂O₃ – оксид алюминия, OF₂ – фторид кислорода (так как фтор – более электроотрицательный элемент, чем кислород).

Среди многоэлементных соединений важную группу образуют гидроксиды, т.е. вещества, в состав которых входят гидроксильные группы –ОН и которые можно рассматривать как соединения оксидов с водой. К ним относятся как основания (основные гидроксиды - NaOH), так и кислоты (кислотные гидроксиды – H₂SO₄ или SO₂(OH)₂), а также вещества, способные проявлять как кислотные, так и основные свойства (амфотерные гидроксиды – Al(OH)₃).

По функциональным признакам неорганические соединения подразделяются на классы в зависимости от характерных функций, выполняемых ими в химических реакциях: оксиды, основания (гидроксиды), кислоты и соли.

Рассмотрим важнейшие классы неорганических веществ.

ОКСИДЫ

Оксидами называются сложные вещества, состоящие из атомов двух элементов, один из которых — кислород.

Оксиды, в свою очередь, делятся на две группы солеобразующие и несолеобразующие.

По химическим свойствам солеобразующие оксиды делят на три подгруппы: основные, кислотные и амфотерные.

Несолеобразующие оксиды не взаимодействуют ни с кислотами, ни с основаниями. Наиболее важные из них такие, как СО - оксид углерода (II), N₂O - оксид азота (I), NО - оксид азота (II).