Основные классы неорганических соединений
Все неорганические вещества делят по составу. Сначала смотрят, простое вещество перед тобой (Fe, O₂, S) или сложное. Сложные вещества распределяют по четырём основным классам неорганических соединений:
- оксиды: два элемента, один из них кислород (CaO, CO₂, Al₂O₃);
- основания: атом металла и одна или несколько групп OH (NaOH, Ca(OH)₂, Fe(OH)₃);
- кислоты: атомы водорода и кислотный остаток (HCl, H₂SO₄, H₃PO₄);
- соли: атомы металла и кислотный остаток (NaCl, CaCO₃, Al₂(SO₄)₃).
Такая классификация неорганических соединений нужна, чтобы по формуле сразу предсказывать свойства. Например, зная, что CaO основный оксид, ты поймёшь, что он реагирует с кислотами и кислотными оксидами.
Кислотный остаток можно найти, если убрать из формулы кислоты водород. У H₂SO₄ остаток SO₄, у HNO₃ остаток NO₃, у HCl остаток Cl. Заряд остатка равен числу убранных атомов водорода. Так ты правильно составишь формулы солей, а в этом помогает тема валентность и формулы.
Оксиды: основные, кислотные, амфотерные, несолеобразующие
В заданиях по теме классы неорганических соединений с оксидами встречаются чаще всего. Оксиды делят на солеобразующие и несолеобразующие.
Солеобразующие бывают трёх видов:
- Основные: оксиды металлов со степенью окисления +1 и +2 (Na₂O, CaO, MgO, FeO, CuO, MnO). Им соответствуют основания. Исключения: BeO и ZnO.
- Кислотные: оксиды неметаллов (SO₂, SO₃, CO₂, P₂O₅, N₂O₅) и оксиды металлов в высоких степенях окисления (Mn₂O₇, CrO₃). Им соответствуют кислоты.
- Амфотерные: BeO, ZnO, Al₂O₃, Cr₂O₃. Они реагируют и с кислотами, и со щелочами.
Несолеобразующие оксиды не реагируют ни с кислотами, ни со щелочами и не дают солей. В школе их надо знать наизусть: CO, NO, N₂O.
У хрома хорошо видно, как класс зависит от степени окисления: CrO основный, Cr₂O₃ амфотерный, CrO₃ кислотный. Чем выше степень окисления металла, тем сильнее кислотные свойства. Степень окисления и ряд неметаллов подробнее описаны в темах про неметаллы и металлы.
Кислоты, основания и соли: как отличить по формуле
Кислоты. Формула начинается с водорода: HCl, H₂S, H₂SO₄, H₃PO₄. Исключение из этого правила только вода и органические кислоты. По составу кислоты делят на бескислородные (HCl, HBr, H₂S) и кислородсодержащие (HNO₃, H₂SO₃). По основности, то есть по числу атомов водорода, которые можно заместить на металл, их делят на одноосновные (HNO₃), двухосновные (H₂CO₃) и трёхосновные (H₃PO₄).
Основания. Формула состоит из металла и групп OH, число групп равно заряду металла: NaOH, Ba(OH)₂, Fe(OH)₃. Растворимые в воде основания называют щелочами. К ним относятся гидроксиды щелочных металлов (LiOH, NaOH, KOH) и Ca(OH)₂, Sr(OH)₂, Ba(OH)₂. Остальные основания нерастворимы. Zn(OH)₂ и Al(OH)₃ амфотерные гидроксиды: они реагируют и с кислотами, и со щелочами.
Соли бывают трёх видов:
- средние, водород и группы OH полностью замещены: Na₂SO₄, CaCl₂;
- кислые, остался водород кислоты: KHSO₄, NaH₂PO₄;
- основные, осталась группа OH: Ca(OH)Cl, BaOHCl.
Если в формуле есть и металл, и водород, это не кислота, а кислая соль. Реакции между этими классами подробно рассмотрены в теме химические реакции, а почему растворы кислот, щелочей и солей проводят ток, объясняет электролитическая диссоциация.
Как определить класс вещества по формуле: разбор задания
Задание. Распределите вещества по классам: K₂O, SO₂, ZnO, NO, H₂SiO₃, Fe(OH)₃, NaHCO₃.
Действуем по порядку. Сначала смотрим, есть ли кислород и с чем он соединён, затем ищем водород в начале формулы или группы OH.
- K₂O: два элемента, один кислород, металл со степенью окисления +1. Это основный оксид.
- SO₂: оксид неметалла (сера +4). Это кислотный оксид, ему соответствует H₂SO₃.
- ZnO: оксид цинка, амфотерный. Его нужно запомнить вместе с Al₂O₃ и BeO.
- NO: оксид неметалла, но несолеобразующий. Кислотным его считать нельзя.
- H₂SiO₃: водород в начале формулы, остаток SiO₃. Это кислородсодержащая двухосновная кислота.
- Fe(OH)₃: металл и три группы OH. Это нерастворимое основание.
- NaHCO₃: металл, водород и остаток CO₃. Это кислая соль, а не кислота.
Если в задании нужно составить соответствие, например «А) CsOH, Б) MnO, В) Cr₂O₃, Г) K₄[Fe(CN)₆]», порядок тот же. CsOH щёлочь, MnO основный оксид, Cr₂O₃ амфотерный оксид, а K₄[Fe(CN)₆] комплексная соль.
Где ошибаются чаще всего
- CO и NO записывают в кислотные оксиды. Это несолеобразующие оксиды. Чтобы не ошибиться, запомни три формулы: CO, NO, N₂O.
- Считают амфотерным любой оксид металла. Основных оксидов металлов много, амфотерных почти нет: BeO, ZnO, Al₂O₃, Cr₂O₃. Остальные оксиды металлов со степенью окисления +1 и +2 основные.
- Путают кислую соль с кислотой. В KHSO₄ есть водород, но это соль: кислотой вещество считается, только если водород стоит в начале формулы и нет металла.
- Называют основанием Ca(OH)Cl. Основание состоит из металла и групп OH, а здесь ещё есть кислотный остаток. Это основная соль.
- Не учитывают степень окисления. Mn₂O₇ и CrO₃ оксиды металлов, но кислотные, так как степень окисления высокая. Сверяйся с таблицей степеней окисления из темы валентность и формулы.
Какие задания по теме присылают ученики
Чаще всего приходят задания на распределение формул по таблице (оксиды, кислоты, соли), на соответствие между формулой и классом, на цепочки превращений вроде Ca → CaO → Ca(OH)₂ → CaSO₄ и на названия веществ. Бывают и расчётные, например найти формулу гидроксида по массовой доле металла.
Чтобы воспользоваться страницей, найди в списке выше задание со схожей формулировкой и сверь ход решения со своим. Если похожего нет, сфотографируй своё задание и отправь: ты получишь решение с пояснением каждого шага.