Це елементи I групи періодичної системи: Літій (Li), натрій (Na), калій (K), рубідій (Rb), цезій (Cs), францій (Fr); дуже м'які, пластичні, легкоплавкі і легкі, як правило, сріблясто-білого кольору; хімічно дуже активні; бурхливо реагують з водою, утворюючи лугу (Звідки назва).

Всі лужні метали надзвичайно активні, у всіх хімічних реакціях проявляють відновні властивості, віддають свій єдиний валентний електрон, перетворюючись на позитивно заряджений катіон, виявляють єдину ступінь окислення +1.

Відновлювальна здатність збільшується в ряду --Li-Na-K-Rb-Cs.

Всі з'єднання лужних металів мають іонний характер.

Практично всі солі розчинні у воді.

Низькі температури плавлення,

Малі значення щільності,

М'які, ріжуться ножем

Внаслідок своєї активності лужні метали зберігають під шаром гасу, щоб перепинити доступ повітря і вологи. Літій дуже легкий і в гасі спливає на поверхню, тому його зберігають під шаром вазеліном.

Хімічні властивості лужних металів

1. Лужні метали активно взаємодіють з водою:

2Na + 2H 2 O → 2NaOH + H 2

2Li + 2H 2 O → 2LiOH + H 2

2. Реакція лужних металів з киснем:

4Li + O 2 → 2Li 2 O (оксид літію)

2Na + O 2 → Na 2 O 2 (пероксид натрію)

K + O 2 → KO 2 (надпероксід калію)

На повітрі лужні метали миттєво окислюються. Тому їх зберігають під шаром органічних розчинників (гас і ін.).

3. У реакціях лужних металів з іншими неметалами утворюються бінарні сполуки:

2Li + Cl 2 → 2LiCl (нітрати)

2Na + S → Na 2 S (сульфіди)

2Na + H 2 → 2NaH (гідриди)

6Li + N 2 → 2Li 3 N (нітриди)

2Li + 2C → Li 2 C 2 (карбіди)

4. Реакція лужних металів з кислотами

(Проводять рідко, йде конкуруюча реакція з водою):

2Na + 2HCl → 2NaCl + H 2

5. Взаємодія лужних металів з аміаком

(Утворюється амід натрію):

2Li + 2NH 3 \u003d 2LiNH 2 + H 2

6. Взаємодія лужних металів із спиртами і фенолами, які виявляють в даному випадку кислотні властивості:

2Na + 2C 2 H 5 OH \u003d 2C 2 H 5 ONa + H 2;

2K + 2C 6 H 5 OH \u003d 2C 6 H 5 OK + H 2;

7. Якісна реакція на катіони лужних металів - фарбування полум'я в наступні кольори:

Li + - карміново-червоний

Na + - жовтий

K +, Rb + і Cs + - фіолетовий

Отримання лужних металів

Металеві літій, натрій і калій отримують електролізом розплаву солей (хлоридів), а рубідій і цезій - відновленням у вакуумі при нагріванні їх хлоридів кальцієм: 2CsCl + Ca \u003d 2Cs + CaCl 2
У невеликих масштабах використовується також вакуум-термічне отримання натрію і калію:

2NaCl + CaC 2 \u003d 2Na + CaCl 2 + 2C;
4KCl + 4CaO + Si \u003d 4K + 2CaCl 2 + Ca 2 SiO 4.

Активні лужні метали виділяються в вакуум-термічних процесах завдяки своїй високій летючості (їх пари видаляються із зони реакції).

Особливості хімічних властивостей s-елементів I групи і їх фізіологічна дія

Електронна конфігурація атома літію 1s 2 2s 1. У нього найбільший у 2-му періоді атомний радіус, що полегшує відрив валентного електрона і виникнення іона Li + зі стабільною конфігурацією інертного газу (гелію). Отже, його сполуки утворюються з передачею електрона від літію до іншого атому і виникненням іонної зв'язку з невеликою часткою ковалентності. Літій - типовий металевий елемент. У вигляді речовини це лужний метал. Від інших членів I групи він відрізняється малими розмірами і найменшою, порівняно з ними, активністю. В цьому відношенні він нагадує розташований по діагоналі від Li елемент II групи - магній. У розчинах іон Li + сильно сольватованих; його оточують кілька десятків молекул води. Літій за величиною енергії сольватації - приєднання молекул розчинника, варто ближче до протона, ніж до катіонів лужних металів.

Малий розмір іона Li +, високий заряд ядра і всього два електрона створюють умови для виникнення навколо цієї частки досить значного поля позитивного заряду, тому в розчинах до нього притягується значне число молекул полярних розчинників і його координаційне число велике, метал здатний утворювати значне число литийорганических з'єднань .

Натрієм починається 3-й період, тому у нього на зовнішньому рівні всього 1е - , займає 3s-орбіталь. Радіус атома Na - найбільший в 3-му періоді. Ці дві особливості визначають характер елемента. його електронна конфігурація 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 . Єдина ступінь окислення натрію +1. Електронегативність його дуже мала, тому в сполуках натрій присутній тільки у вигляді позитивно зарядженого іона і надає хімічного зв'язку іонний характер. За розміром іон Na + значно більше, ніж Li +, і сольватация його не так велика. Однак в розчині у вільному вигляді він не існує.

Фізіологічне значення іонів К + і Na + пов'язано з їх різної адсорбируемостью на поверхні компонентів, що входять до складу земної кори. З'єднання натрію лише незначно схильні до адсорбції, в той час як з'єднання калію міцно утримуються глиною та іншими речовинами. Мембрани клітин, будучи поверхнею розділу клітина - середовище, проникні для іонів К +, внаслідок чого внутрішньоклітинна концентрація К + значно вище, ніж іонів Na +. У той же час в плазмі крові концентрація Na + перевищує вміст в ній калію. З цією обставиною пов'язують виникнення мембранного потенціалу клітин. Іони К + і Na + - одні з основних компонентів рідкої фази організму. Їх співвідношення з іонами Са 2+ строго визначено, а його порушення призводить до патології. Введення іонів Na + в організм не робить помітного шкідливого впливу. Підвищення ж змісту іонів К + шкідливо, але в звичайних умовах зростання його концентрації ніколи не досягає небезпечних величин. Вплив іонів Rb +, Cs +, Li + ще недостатньо вивчено.

З різних поразок, пов'язаних із застосуванням сполук лужних металів, найчастіше зустрічаються опіки розчинами гідроксидів. Дія лугів пов'язано з розчиненням в них білків шкіри і утворенням лужних альбуминатов. Луг знову виділяється в результаті їх гідролізу і діє на більш глибокі шари організму, викликаючи появу виразок. Нігті під впливом лугів стає тьмяним і ламким. Поразка очей, навіть дуже розведеними розчинами лугів, супроводжується не тільки поверхневими руйнуваннями, але порушеннями глибших ділянок очі (райдужної оболонки) і призводить до сліпоти. При гідролізі амідів лужних металів одночасно утворюється луг і аміак, що викликають трахеобронхит фібринозного типу і запалення легенів.

Калій був отриманий Г. Деві практично одночасно з натрієм в 1807 р при електролізі вологого гідроксиду калію. Від назви цього з'єднання - «їдке калі» і отримав своє найменування елемент. Властивості калію помітно відрізняються від властивостей натрію, що зумовлено відмінностями величин радіусів їх атомів і іонів. У з'єднаннях калію зв'язок більш іонна, а в вигляді іона К + він володіє меншим поляризующим дією, ніж натрій, через великі розмірів. Природна суміш складається з трьох ізотопів 39 К, 40 К, 41 К. Один з них 40 К ‑ радіоактивний і певна частка радіоактивності мінералів і грунту пов'язана з присутністю цього ізотопу. Його період напіврозпаду великий - 1,32 млрд. Років. Визначити присутність калію в зразку досить легко: пари металу і його сполуки забарвлюють полум'я в фіолетово-червоний колір. Спектр елемента досить простий і доводить наявність 1е - на 4s-орбіталі. Вивчення його послужило однією з підстав для знаходження загальних закономірностей в будові спектрів.

У 1861 р при дослідженні солі мінеральних джерел спектральним аналізом Роберт Бунзен виявив новий елемент. Його наявність доводилося темно-червоними лініями в спектрі, яких не давали інші елементи. За кольором цих ліній елемент і був названий рубідій (rubidus-темно-червоний). У 1863 р Р. Бунзен отримав цей метал і в чистому вигляді відновленням тартрату рубідію (виннокислою солі) сажею. Особливістю елемента є легка збудливість його атомів. Електронна емісія у нього з'являється під дією червоних променів видимого спектру. Це пов'язано з невеликою різницею в енергіях атомних 4d і 5s-орбіталей. З усіх лужних елементів, що мають стабільні ізотопи, рубідій (як і цезію) належить один з найбільших атомних радіусів і маленький потенціал іонізації. Такі параметри визначають характер елемента: високу електропозитивний, надзвичайну хімічну активність, низьку температуру плавлення (39 0 C) і малу стійкість до зовнішніх впливів.

Відкриття цезію, як і рубідію, пов'язане зі спектральним аналізом. У 1860 р Р.Бунзен виявив дві яскраві блакитні лінії в спектрі, які не належать жодному відомому на той час елементу. Звідси походить і назва «цезіус» (caesius), що означає небесно-блакитний. Це останній елемент підгрупи лужних металів, який ще зустрічається в вимірних кількостях. Найбільший атомний радіус і найменші перші потенціали іонізації визначають характер і поведінку цього елементу. Він має яскраво виражену електропозитивний і яскраво вираженими металевими якостями. Прагнення віддати зовнішній 6s-електрон призводить до того, що все його реакції протікають виключно бурхливо. Невелика різниця в енергіях атомних 5d- і 6s-орбіталей обумовлює легку збудливість атомів. Електронна емісія у цезію спостерігається під дією невидимих \u200b\u200bінфрачервоних променів (теплових). Зазначена особливість структури атома визначає хорошу електричну провідність струму. Все це робить цезій незамінним в електронних приладах. В останнім часом все більше уваги приділяється цезієвої плазмі як палива майбутнього і в зв'язку з вирішенням проблеми термоядерного синтезу.

На повітрі літій активно реагує не тільки з киснем, а й з азотом і покривається плівкою, що складається з Li 3 N (до 75%) і Li 2 O. Решта лужні метали утворюють пероксиди (Na 2 O 2) і надпероксида (K 2 O 4 або KO 2).

Перераховані речовини реагують з водою:

Li 3 N + 3 H 2 O \u003d 3 LiOH + NH 3;

Na 2 O 2 + 2 H 2 O \u003d 2 NaOH + H 2 O 2;

K 2 O 4 + 2 H 2 O \u003d 2 KOH + H 2 O 2 + O 2.

Для регенерації повітря на підводних човнах і космічних кораблях, В ізолюючих протигазах і дихальних апаратах бойових плавців (підводних диверсантів) використовувалася суміш «Оксон»:

Na 2 O 2 + CO 2 \u003d Na 2 CO 3 + 0,5O 2;

K 2 O 4 + CO 2 \u003d K 2 CO 3 + 1,5 O 2.

В даний час це стандартна начинка регенерують патронів ізолюючих протигазів для пожежних.
Лужні метали реагують при нагріванні з воднем, утворюючи гідриди:

Гідрид літію використовується як сильний відновник.

гідроксиди лужних металів роз'їдають скляний і фарфоровий посуд, їх не можна нагрівати і в кварцовою посуді:

SiO 2 + 2NaOH \u003d Na 2 SiO 3 + H 2 O.

Гідроксиди натрію і калію НЕ отщепляют воду при нагріванні аж до температур їх кипіння (понад 1300 0 С). Деякі сполуки натрію називають содамі:

а) кальцинована сода, безводна сода, Білизна сода або просто сода - карбонат натрію Na 2 CO 3;
б) кристалічна сода - кристаллогидрат карбонату натрію Na 2 CO 3. 10H 2 O;
в) двовуглекисла або питна - гідрокарбонат натрію NaHCO 3;
г) гідроксид натрію NaOH називають каустичною содою або каустиком.

Тема № 3. хімічні властивості НЕМЕТАЛІВ

план

1. Основні хімічні властивості неметалів.

2.Оксіди неметалічних елементів.

3.Распространеніе неметалічних елементів в природі.

4.Применение неметалів.

1. Основні хімічні властивості неметалів

Неметали (за винятком інертних газів) хімічноактивні речовини.

У реакціях з металами атоми неметалічних елементів приєднують електрони, а в реакціях з неметалами утворюють спільні електронні пари.

Дізнатися, до якого атому зміщуються загальні електронні пари, допомагає ряд електронегативності:

F, O, N, Cl, Br, I, S, C, Se, H, P, As, B, Si

електронегативність зменшується

1. Взаємодія неметалів з металами:

2Mg + O 2 \u003d 2MgO (магній оксид)

6Li + N 2 \u003d 2Li 3 N (літій нітрид)

2Al + 3Cl 2 \u003d 2AlCl 3 (Алюміній хлорид)

Ca + H 2 \u003d CaH 2 (Кальцій гідрид)

Fe + S \u003d FeS (ферум (II) сульфід)

При взаємодії неметалів з металами утворюються бінарні сполуки з іонним хімічним зв'язком.

2 . Взаємодія неметалів з киснем:

З + О2 \u003d СО2 (Карбон (IV) оксид)

S + O 2 \u003d SO 2 (c ульфур (IV) оксид)

Продуктами взаємодії неметалів з киснем є бінарні сполуки з ковалентним полярної зв'язкомоксиди , В яких кисень має ступінь окислення- 2.

3. Взаємодія неметалів з воднем:

H 2 + Cl 2 \u003d 2HCl (гидроген хлорид або хлороводород)

H 2 + S \u003d H 2 S (гидроген сульфід або сірководень)

При взаємодії неметалів з воднем утворюються летючі (газоподібні або рідкі) бінарні сполуки з ковалентним полярної зв'язком.

4. Взаємодія неметалів з іншими неметалами:

З + 2S \u003d CS 2 (Карбон (IV) сульфід)

Si + 2Cl 2 \u003d SiCl 4 (Силіцій (IV) хлорид)

Продуктами взаємодії двох неметалів є речовини з різним агрегатним станом, які мають ковалентний тип хімічного зв'язку.

1. Оксиди неметалічних елементів

Оксиди неметалічних елементів ділять на:

а) солеобразующіе (Їх більшість) і

б) несолеобразующіе(СО, NO, N 2 O, H 2 O).

Серед оксидів є газоподібні речовини (СО, СО2, SO 2 ), Тверді речовини (Р2 О 5), рідини (H 2 O, Сl 2 O 7).

У всіх без винятку оксидах атоми неметалічних елементів, з'єднані з оксигенів, маютьпозитивні ступеня окислення.

Більшість оксидів неметалічних елементівкислотні . Вони взаємодіють:

• з водою з утворенням кислот,
• з основними і амфотерними оксидами з утворенням солей,
• з підставами і амфотерними гідроксидами з утворенням солей і води.

1. Поширення неметалічних елементів у природі

Неметали більш поширені в природі, ніж метали.

До складу повітря входять: азот, кисень, інертні гази.

Родовища самородної сірки в Прикарпатті одні з найбільших в світі.

Промисловим родовищем графіту в Україні є Завальевськоє родовище, сировина якого використовує Маріупольський графітовий комбінат.

У Житомирській області, на Волині виявлені поклади порід, які можуть містити алмази, однак промислові родовища поки ще не відкриті.

Атоми неметалічних елементів утворюють різні складні речовини, Серед яких домінують оксиди, солі.

1. застосування неметалів

кисень:

Процеси дихання,

горіння,

Обмін речовин і енергії,

Виробництво металів.

водень:

Виробництво аміаку,

Хлоридної кислоти,

метанолу,

Перетворення рідких жирів в тверді,

Зварювання та різання тугоплавких металів,

Відновлення металів з руд.

сірка:

Отримання сульфатної кислоти,

Виготовлення гуми з каучуку,

Виробництво сірників,

Чорного пороху,

Виготовлення лікарських препаратів.

Бор:

Складова нейтронопоглинаючих матеріалів ядерних реакторів,

Захист поверхонь сталевих виробів від корозії,

В напівпровідниковій техніці,

Виготовлення перетворювачів теплової енергії в електричну.

азот:

газоподібний:

Для виробництва аміаку,

Для створення інертного середовища при зварюванні металів,

У вакуумних установках,

Електричних лампах,

рідкий:

В якості холодоагенту в морозильних установках,

Медицині.

фосфор:

білий - для виробництва червоного фосфору,

червоний - для виробництва сірників.

кремній:

В електроніки та електротехніки для виготовлення:

схем,

діодів,

транзисторів,

фотоелементів,

Для виготовлення сплавів.

хлор:

Виробництво хлоридної кислоти,

Органічних розчинників,

ліків,

Мономерів для виробництва пластмас,

відбілювачів,

Як дезинфікуючий засіб.

вуглець:

алмаз:

Виготовлення інструментів для буріння і різання,

Абразивний матеріал,

Ювелірні прикраси,

графіт:

Ливарне, металургійне, радіотехнічне виробництво,

Виготовлення акумуляторів,

У нафтогазовидобувної промисловості для бурових робіт,

Виготовлення антикорозійного покриття,

Мастик, що зменшують силу тертя,

Адсорбція.

адсорбція здатність деяких речовин (зокрема вуглецю) утримувати на своїй поверхні частинки інших речовин (газу або розчиненого речовини).

На адсорбційної здатності вуглецю базується його використання в медицині в лікувальних цілях це таблетки або капсули активованого вугілля. Їх застосовують всередину при отруєнні.

Щоб повернути адсорбенти здатність до адсорбції і вилучити адсорбована речовина, досить нагріву.

Адсорбційну здатність вуглецю використовував М.Д. Зелінський у винайденому ним в 1915 вугільному протигазі засобі індивідуального захисту органів дихання, обличчя та очей людини від впливу шкідливих речовин. У 1916 було налагоджено промисловий випуск протигазів, що врятувало життя сотень тисяч солдатів під час Першої світової війни. Вдосконалений протигаз застосовується і зараз.

Домашнє завдання

Напишіть реакції взаємодії: а) кремнію з киснем; б) кремнію з воднем; в) цинку з хлором; г) фосфору з хлором. Назвіть отримані сполуки.

Нам треба знати, що з неметалів, що згадуються в шкільному курсі:

C, N 2, O 2 - не реагують з лугами

Si, S, P, Cl 2, Br 2, I 2, F 2 - реагують:

Si + 2KOH + H 2 O \u003d K 2 SiO 3 + 2H 2,
3S + 6KOH \u003d 2K 2 S + K 2 SO 3 + 3H 2 O,
Cl 2 + 2KOH (холодний) \u003d KCl + KClO + H 2 O,
3Cl 2 + 6KOH (гарячий) \u003d 5KCl + KClO 3 + 3H 2 O

(Аналогічно бром і йод)

4P + 3NaOH + 3H 2 O \u003d 3NaH 2 PO 2 + PH 3

Органічна хімія

тривіальні назви

Треба знати, які органічні речовини співпадають з назвами:

изопрен, дивинил, вінілацетилен, толуол, ксилол, стирол, кумол, етиленгліколь, гліцерин, формальдегід, оцтовий альдегід, пропіоновий альдегід, ацетон, перші шість граничних одноосновних кислот (мурашина, оцтова, пропіонова, масляна, валеріанова, капронова), акрилова кислота, стеаринова кислота, пальмітинова кислота, олеїнова кислота, лінолева кислота, щавлева кислота, бензойна кислота, анілін, гліцин, аланін. Не плутайте пропионовую кислоту з пропеновой !! Солі найважливіших кислот: мурашиної - Форміат, оцтової - ацетати, пропіонової - пропіонати, масляної - бутират, щавлевої - оксалати. Радикал -CH \u003d CH 2 називається вініл !!

Заодно і деякі неорганічні тривіальні назви:

Кухонна сіль (NaCl), негашене вапно (CaO), гашене вапно (Ca (OH) 2), вапняна вода (розчин Ca (OH) 2), вапняк (CaCO 3), кварц (він же кремнезем або діоксид кремнію - SiO 2), вуглекислий газ (CO 2), чадний газ (CO), сірчистий газ (SO 2), бурий газ (NO 2), питна або харчова сода (NaHCO 3), кальцинована сода (Na 2 CO 3), аміак (NH 3) , фосфін (PH 3), силан (SiH 4), пірит (FeS 2), олеум (розчин SO 3 в концентрованій H 2 SO 4), мідний купорос (CuSO 4 ∙ 5H 2 O).

Деякі рідкісні реакції

1) Освіта вінілацетилену:

2) Реакція прямого окислення етилену в оцтовий альдегід:

Ця реакція підступна тим, що ми добре знаємо, як ацетилен перетворюється в альдегід (реакція Кучерова), а якщо в ланцюжку зустрінеться перетворення етилен → альдегід, то це може нас поставити в глухий кут. Так ось, мається на увазі ця реакція!

3) Реакція прямого окислення бутану в оцтову кислоту:

Ця реакція лежить в основі промислового виробництва оцтової кислоти.

4) Реакція Лебедєва:

Відмінності фенолів від спиртів

Величезна кількість помилок в таких завданнях !!

1) Слід пам'ятати, що феноли більш кислотні, ніж спирти ( зв'язок О-Н в них більш полярна). Тому спирти не реагують з лугом, а феноли реагують і з лугом, і деякими солями (карбонати, гідрокарбонати).

наприклад:

завдання 10.1

Які з цих речовин реагують з літієм:

а) етиленгліколь, б) метанол, в) фенол, г) кумол, д) гліцерин.

завдання 10.2

Які з цих речовин реагують з гідроксидом калію:

а) етиленгліколь, б) стирол, в) фенол, г) етанол, д) гліцерин.

завдання 10.3

Які з цих речовин реагують з гідрокарбонатом цезію:

а) етиленгліколь, б) толуол, в) пропанол-1, г) фенол, д) гліцерин.

2) Слід пам'ятати, що спирти реагують з галогеноводородами (ця реакція йде по зв'язку С-О), а феноли немає (в них зв'язок С-О через ефект сполучення малорухливі).

дисахариди

Основні дисахариди: сахароза, лактоза і мальтоза мають однакову формулу C 12 H 22 O 11.

Про них слід пам'ятати:

1) що вони здатні гідролізувати на ті моносахариди, з яких складаються: сахароза - на глюкозу і фруктозу, лактоза - на глюкозу і галактозу, мальтоза - на дві глюкози.

2) що лактоза і мальтоза мають альдегідної функцією, тобто є відновлюють цукрами (зокрема, дають реакції «срібного» та «мідного» дзеркала), а сахароза - невідновлюючий дисахарид, не має альдегідної функції.

механізми реакцій

Будемо сподіватися, що досить наступних знань:

1) для алканів (в тому числі в бічних ланцюгах аренов, якщо ці ланцюги граничні) характерні реакції свободнорадикального заміщення (З галогенами), які йдуть по радикальному механізму (Ініціювання ланцюга - утворення вільних радикалів, розвиток ланцюга, обрив ланцюга на стінках посудини або при зіткненні радикалів);

2) для алкенів, алкінів, аренів характерні реакції електрофільного приєднання , Які йдуть по іонному механізму (Через освіту пі-комплексу і карбокатіон ).

особливості бензолу

1. Бензол на відміну від інших арені не окислюється перманганатом калію.

2. Бензол і його гомологи здатні вступати в реакцію приєднання з воднем. Але тільки бензол здатний також вступати в реакцію приєднання з хлором (тільки бензол і тільки з хлором!). При цьому всі арени здатні вступати в реакцію заміщення з галогенами.

реакція Зініна

Відновлення нитробензола (або аналогічних йому з'єднань) в анілін (або інші ароматичні аміни). Ця реакція в одному з її видів майже обов'язково зустрінеться!

Варіант 1 - відновлення молекулярним воднем:

C 6 H 5 NO 2 + 3H 2 → C 6 H 5 NH 2 + 2H 2 O

Варіант 2 - відновлення воднем, отриманим при реакції заліза (цинку) з соляною кислотою:

C 6 H 5 NO 2 + 3Fe + 7HCl → C 6 H 5 NH 3 Cl + 3FeCl 2 + 2H 2 O

Варіант 3 - відновлення воднем, отриманим при реакції алюмінію з лугом:

C 6 H 5 NO 2 + 2Al + 2NaOH + 4H 2 O → C 6 H 5 NH 2 + 2Na

властивості амінів

Чомусь властивості амінів запам'ятовуються найгірше. Можливо, це пов'язано з тим, що аміни вивчаються в курсі органічної хімії останніми, і їх властивості не вдається повторити, вивчаючи інші класи речовин. Тому рецепт такий: просто вивчити всі властивості амінів, амінокислот і білків.

Соль19 Сіль

1. Метал + неметали.В даний взаємодія не вступають інертні гази. Чим вище електронний торгівельний неметалла, тим з більшим числом металів він буде реагувати. Наприклад, фтор реагує з усіма металами, а водень - тільки з активними. Чим лівіше в ряду активності металів знаходиться метал, тим з більшим числом неметалів він може реагувати. Наприклад, золото реагує тільки з фтором, літій - з усіма неметалами.

2. неметалів + неметалл.При цьому більш електронегативний неметалл виступає окислювачем, менш ЕО - відновником. Неметали з близької електронегативні погано взаємодіють між собою, наприклад, взаємодія фосфору з воднем і кремнію з воднем практично не можливо, так як рівновага цих реакцій зміщено в бік утворення простих речовин. Чи не реагують з неметалами гелій, неон і аргон, інші інертні гази в жорстких умовах можуть реагувати з фтором. Чи не взаємодіють кисень з хлором, бромом і йодом. З фтором кисень може реагувати при низьких температурах.

3. Метал + кислотний оксид.Метал відновлює неметалл з оксиду. Після цього надлишок металу може реагувати з кінцевим неметаллом. наприклад:

2Mg + SiO 2 \u003d 2MgO + Si (при нестачі магнію)

2Mg + SiO 2 \u003d 2MgO + Mg 2 Si (при надлишку магнію)

4. Метал + кислота.Метали, що стоять у ряді напруг лівіше водню, реагують з кислотами з виділенням водню.

Виняток становлять кислоти - окислювачі (сірчана концентрована і будь-яка азотна), які можуть реагувати з металами, що стоять в ряду напруг правіше водню, в реакціях не виділяється водень, а виходить вода і продукт відновлення кислоти.

Потрібно звернути увагу на те, що при взаємодії металу з надлишком багатоосновної кислоти може вийти кисла сіль: Mg + 2H 3 PO 4 \u003d Mg (H 2 PO 4) 2 + H 2.

Якщо продуктом взаємодії кислоти і металу є нерозчинна сіль, то метал пассивируется, так як поверхня металу захищається нерозчинної сіллю від дії кислоти. Наприклад, дія розбавленої сірчаної кислоти на свинець, барій або кальцій.

5. Метал + сіль. У розчинів дану реакцію вступають метал, що стоїть в ряду напруг правіше магнію, включаючи сам магній, але лівіше металу солі. Якщо метал активніше магнію, то він реагує не з сіллю, а з водою з утворенням лугу, яка в подальшому реагує з сіллю. При цьому вихідна сіль і получающаяся сіль повинні бути розчинними. Нерозчинний продукт пасивує метал.

Однак, з цього правила бувають винятки:

2FeCl 3 + Cu \u003d CuCl 2 + 2FeCl 2;

2FeCl 3 + Fe \u003d 3FeCl 2. Так як залізо має проміжну ступінь окислення, то його сіль в надзвичайно окислення легко відновлюється до солі в проміжній ступеня окислення, окислюючи навіть менш активні метали.

У розплавах ряд напруг металів не діє. Визначити, чи можлива реакція між сіллю і металом, можна тільки за допомогою термодинамічних розрахунків. Наприклад, натрій може витіснити калій з розплаву хлориду калію, так як калій більш летючий: Na + KCl \u003d NaCl + K (цю реакцію визначає ентропійний фактор). З іншого боку алюміній отримували витісненням з хлориду натрієм: 3Na + AlCl 3 \u003d 3NaCl + Al. Цей процес екзотермічний, його визначає ентальпійного фактор.

Можливий варіант, що сіль при нагріванні розкладається, і продукти її розкладання можуть реагувати з металом, наприклад нітрат алюмінію та залізо. Нітрат алюмінію розкладається при нагріванні на оксид алюмінію, оксид азоту (IV) і кисень, кисень і оксид азоту будуть окисляти залізо:

10Fe + 2Al (NO 3) 3 \u003d 5Fe 2 O 3 + Al 2 O 3 + 3N 2

6. Метал + основний оксид.Також, як і в розплавах солей, можливість цих реакцій визначається термодинамічно. Як відновники часто використовують алюміній, магній і натрій. Наприклад: 8Al + 3Fe 3 O 4 \u003d 4Al 2 O 3 + 9Fe реакція екзотермічна, ентальпійного фактор); 2 Al + 3Rb 2 O \u003d 6Rb + Al 2 O 3 (рубідій летючий, ентальпійного фактор).

7. неметалів + основний оксид.Тут можливі два варіанти: 1) неметалл - відновник (водень, вуглець): CuO + H 2 \u003d Cu + H 2 O; 2) неметалл - окислювач (кисень, озон, галогени): 4FeO + O 2 \u003d 2Fe 2 O 3.

8. неметалів + підставу.Як правило, реакція йде між неметаллом і щелочью.Не все неметали можуть реагувати з лугами: потрібно пам'ятати, що в це взаємодія вступають галогени (по-різному в залежності від температури), сірка (при нагріванні), кремній, фосфор.

2KOH + Cl 2 \u003d KClO + KCl + H 2 O (на холоді)

6KOH + 3Cl 2 \u003d KClO 3 + 5KCl + 3H 2 O (в гарячому розчині)

6KOH + 3S \u003d K 2 SO 3 + 2K 2 S + 3H 2 O

2KOH + Si + H 2 O \u003d K 2 SiO 3 + 2H 2

3KOH + 4P + 3H 2 O \u003d PH 3 + 3KPH 2 O 2

9. неметалів + кислотний оксид.Тут також можливі два варіанти:

1) неметалл - відновник (водень, вуглець):

СО 2 + С \u003d 2СО;

2NO 2 + 4H 2 \u003d 4H 2 O + N 2;

SiO 2 + C \u003d CO 2 + Si. Якщо отриманий неметалл може реагувати з металом, використаним в якості відновника, то реакція піде далі (при надлишку вуглецю) SiO 2 + 2C \u003d CO 2 + siс

2) неметалл - окислювач (кисень, озон, галогени):

2СO + O 2 \u003d 2СО 2.

СO + Cl 2 \u003d СОCl 2.

2NO + O 2 \u003d 2NО 2.

10. Кислотний оксид + основний оксид. Реакція йде, якщо получающаяся сіль в принципі існує. Наприклад, оксид алюмінію може реагувати з сірчаним ангідридом з утворенням сульфату алюмінію, але не може реагувати з вуглекислим газом, так як відповідної солі не існує.

11. Вода + основний оксид. Реакція можлива, якщо утворюється луг, тобто розчинна підставу (або мало розчинний, в разі кальцію). Якщо основа нерозчинний або мало розчинна, то йде зворотна реакція розкладання підстави на оксид і воду.

12. Основний оксид + кислота. Реакція можлива, якщо утворюється сіль існує. Якщо получающаяся сіль нерастворима, то реакція може пасивуватися через перекриття доступу кислоти до поверхні оксиду. У разі надлишку багатоосновної кислоти можливе утворення кислої солі.

13. Кислотний оксид + підставу. Як правило, реакція йде між лугом і кислотним оксидом. Якщо кислотний оксид відповідає багатоосновної кислоті, може вийти кисла сіль: CO 2 + KOH \u003d KHCO 3.

Кислотні оксиди, відповідні сильним кислотам, можуть реагувати і з нерозчинними підставами.

Іноді з нерозчинними підставами реагують оксиди, відповідні слабких кислот, при цьому може вийти середня або основна сіль (як правило, виходить менше розчинна речовина): 2Mg (OH) 2 + CO 2 \u003d (MgOH) 2 CO 3 + H 2 O.

14. Кислотний оксид + сіль.Реакція може йти в розплаві і в розчині. У розплаві менш летючий оксид витісняє з солі більш летючий. У розчині оксид, відповідний сильнішою кислоті, витісняє оксид, відповідний слабшої кислоті. Наприклад, Na 2 CO 3 + SiO 2 \u003d Na 2 SiO 3 + CO 2, в прямому напрямку ця реакція йде в розплаві, вуглекислий газ більш летючий, ніж оксид кремнію; в зворотному напрямку реакція йде в розчині, вугільна кислота сильніше кремнієвої, до того ж оксид кремнію випадає в осад.

Можливе об'єднання кислотного оксиду з власної сіллю, наприклад, з хромату можна отримати Дихромат, і сульфату - дисульфат, з сульфіту - дісульфіт:

Na 2 SO 3 + SO 2 \u003d Na 2 S 2 O 5

Для цього потрібно взяти кристалічну сіль і чистий оксид, або насичений розчин солі і надлишок кислотного оксиду.

У розчині солі можуть реагувати з власними кислотними оксидами з утворенням кислих солей: Na 2 SO 3 + H 2 O + SO 2 \u003d 2NaHSO 3

15. Вода + кислотний оксид. Реакція можлива, якщо утворюється розчинна або мало розчинна кислота. Якщо кислота нерозчинна або мало розчинна то йде зворотна реакція розкладання кислоти на оксид і воду. Наприклад, для сірчаної кислоти характерна реакція отримання з оксиду і води, реакція розкладання практично не йде, кремнієву кислоту не можна отримати з води і оксиду, але вона легко розкладається на ці складові, а ось вугільна і сірчиста кислоти можуть брати участь як в прямих, так і зворотних реакціях.

16. Підстава + кислота.Реакція йде, якщо хоча б одне з реагуючих речовин розчиняється. Залежно від співвідношення реагентів можуть виходити середні, кислі і основні солі.

17. Підстава + сіль.Реакція йде, якщо обидва вихідні речовини розчиняються, а в якості продукту виходить хоча б один неелектроліт або слабкий електроліт (осад, газ, вода).

18. Сіль + кислота.Як правило, реакція йде, якщо обидва вихідні речовини розчиняються, а в якості продукту виходить хоча б один неелектроліт або слабкий електроліт (осад, газ, вода).

Сильна кислота може реагувати з нерозчинними солями слабких кислот (Карбонатами, сульфідами, сульфітами, нітритами), при цьому виділяється газоподібний продукт.

реакції між концентрованими кислотами і кристалічними солями можливі, якщо при цьому виходить більш летюча кислота: наприклад, хлороводень можна отримати дією концентрованої сірчаної кислоти на кристалічний хлорид натрію, бромоводород і йодоводород - дією ортофосфорної кислоти на відповідні солі. Можна діяти кислотою на власну сіль для отримання кислої солі, наприклад: BaSO 4 + H 2 SO 4 \u003d Ba (HSO 4) 2.

19. Сіль + сіль.Як правило, реакція йде, якщо обидва вихідні речовини розчиняються, а в якості продукту виходить хоча б один неелектроліт або слабкий електроліт.

Особливо звернемо увагу на ті випадки, коли утворюється сіль, яка в таблиці розчинності показана прочерком. Тут можливі 2 варіанти:

1) сіль не існує, тому що необоротно гідролізується . Це більшість карбонатів, сульфітів, сульфідів, силікатів тривалентних металів, а так само деякі солі двовалентних металів і амонію. Солі тривалентних металів гідролізуються до відповідного підстави і кислоти, а солі двовалентних металів - до менш розчинних основних солей.

Розглянемо приклади:

2FeCl 3 + 3Na 2 CO 3 \u003d Fe 2 (CO 3) 3 + 6NaCl (1)

Fe 2 (CO 3) 3 + 6H 2 O \u003d 2Fe (OH) 3 + 3 H 2 CO 3

H 2 CO 3 розкладається на воду і вуглекислий газ, вода в лівій і правій частині скорочується і виходить: Fe 2 (CO 3) 3 + 3H 2 O \u003d 2Fe (OH) 3 + 3 CO 2(2)

Якщо тепер об'єднати (1) і (2) рівняння і скоротити карбонат заліза, ми отримаємо сумарне рівняння, що відображає взаємодію хлориду заліза (III) і карбонату натрію: 2FeCl 3 + 3Na 2 CO 3 + 3H 2 O \u003d 2Fe (OH) 3 + 3CO 2 + 6NaCl

CuSO 4 + Na 2 CO 3 \u003d CuCO 3 + Na 2 SO 4 (1)

Підкреслена сіль не існує через незворотного гідролізу:

2CuCO 3+ H 2 O \u003d (CuOH) 2 CO 3 + CO 2 (2)

Якщо тепер об'єднати (1) і (2) рівняння і скоротити карбонат міді, ми отримаємо сумарне рівняння, що відображає взаємодію сульфату (II) і карбонату натрію:

2CuSO 4 + 2Na 2 CO 3 + H 2 O \u003d (CuOH) 2 CO 3 + CO 2 + 2Na 2 SO 4

2) Сіль не існує за рахунок внутримолекулярного окислення-відновлення , Таким солям відносяться Fe 2 S 3, FeI 3, CuI 2. Як тільки вони виходять, тут же розкладаються: Fe 2 S 3 \u003d 2FeS + S; 2FeI 3 \u003d 2FeI 2 + I 2; 2CuI 2 \u003d 2CuI + I 2

наприклад; FeCl 3 + 3KI \u003d FeI 3 + 3KCl (1),

але замість FeI 3 потрібно записати продукти його розкладання: FeI 2 + I 2.

Тоді вийде: 2FeCl 3 + 6KI \u003d 2FeI 2 + I 2 + 6KCl

Це не єдиний варіант запису цієї реакції, якщо йодид був в нестачі, то може вийти йод і хлорид заліза (II):

2FeCl 3 + 2KI \u003d 2FeCl 2 + I 2 + 2KCl

У запропонованій схемі нічого не сказано про амфотерні сполуки і відповідні їм прості речовини. На них ми звернемо особливу увагу. Отже, амфотерний оксид в даній схемі може зайняти місце і кислотного і основного оксидів, амфотерний гідроксид - місце кислоти і підстави. Потрібно пам'ятати, що, виступаючи в якості кислотних, амфотерні оксиди і гідроксиди утворюють в безводному середовищі звичайні солі, а в розчинах - комплексні солі:

Al 2 O 3 + 2NaOH \u003d 2NaAlO 2 + H 2 O (сплав)

Al 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O \u003d 2Na (в розчині)

Прості речовини, відповідні амфотерним оксиду та гідроксиду, реагують з розчинами лугів з утворенням комплексних солей і виділенням водню: 2Al + 2NaOH + 6H 2 O \u003d 2Na + 3Н 2

ЗАВДАННЯ

Обговоріть можливість взаємодії ...Це означає, що Ви повинні вирішити:

1) чи можлива реакція;

2) якщо можлива, то за яких умов (в розчині, в розплаві, при нагріванні і т.п.), якщо не можлива, то чому;

3) чи можуть вийти різні продукти при різних (яких) умовах.

Після цього Ви повинні записати всі можливі реакції.

Наприклад: 1. обговоріть можливість взаємодії магнію з нітратом калію.

1) Реакція можлива

2) Вона може відбуватися в розплаві (при нагріванні)

3) В розплаві реакція можлива, так як нітрат розкладається з виділенням кисню, який окисляє магній.

KNO 3 + Mg \u003d KNO 2 + MgO

2. обговоріть можливість взаємодії сірчаної кислоти з хлоридом натрію.

1) Реакція можлива

2) Вона може відбувається між концентрованою кислотою і кристалічною сіллю

3) Як продукту може виходити сульфат натрію і гидросульфат натрію (в надлишку кислоти, при нагріванні)

H 2 SO 4 + NaCl \u003d NaHSO 4 + HCl

H 2 SO 4 + 2NaCl \u003d Na 2 SO 4 + 2HCl

Обговоріть можливість протікання реакції між:

1. Ортофосфорной кислотою і гідроксидом калію;

2. оксиду цинку і гідроксидом натрію;

3. сульфітів калію і сульфатом заліза (III);

4.Хлоридо міді (II) і йодидом калію;

5. карбонату кальцію і оксидом алюмінію;

6. вуглекислого газу і карбонатом натрію;

7. хлориду заліза (III) і сірководнем;

8. Магнієм і сірчистим газом;

9. дихроматом калію і сірчаної кислотою;

10. Натрієм і сіркою.

Проведемо невеликий аналіз прикладів С2

Поділ підстав на групи за різними ознаками представлено в таблиці 11.

Таблиця 11
Класифікація підстав

Всі підстави, крім розчину аміаку у воді, є тверді речовини, що мають різне забарвлення. Наприклад, гідроксид кальцію Са (ОН) 2 білого кольору, гідроксид міді (II) Сu (ОН) 2 блакитного кольору, гідроксид нікелю (II) Ni (OH) 2 зеленого кольору, гідроксид заліза (III) Fe (OH) 3 червоно бурого кольору і т. д.

Водний розчин аміаку NH 3 Н 2 O, на відміну від інших підстав, містить не катіони металу, а складний однозарядний катіон амонію NH - 4 і існує тільки в розчині (цей розчин вам відомий під назвою нашатирного спирту). Він легко розкладається на аміак і воду:

Однак, якими б різними не були підстави, всі вони складаються з іонів металу і гидроксогрупп, число яких дорівнює ступеню окислення металу.

Всі підстави, і в першу чергу лугу (сильні електроліти), утворюють при дисоціації гідроксид-іони ОН -, які і обумовлюють ряд загальних властивостей: милкость на дотик, зміна забарвлення індикаторів (лакмус, метилового оранжевого і фенолфталеїну), взаємодія з іншими речовинами.

Типові реакції підстав

Перша реакція (універсальна) була розглянута в § 38.

Лабораторний дослід № 23
Взаємодія лугів з кислотами

Запишіть два молекулярних рівняння реакцій, сутність яких виражається наступним іонним рівнянням:

H + + ОН - \u003d Н 2 O.

Проведіть реакції, рівняння яких ви склали. Згадайте, які речовини (крім кислоти і луги) необхідні для спостереження за цими хімічними реакціями.

Друга реакція протікає між лугами і оксидами неметалів, яким відповідають кислоти, наприклад,

Відповідає

При взаємодії оксидів з основами утворюються солі відповідних кислот і вода:

Мал. 141.
Взаємодія лугу з оксидом неметалла

Лабораторний дослід № 24
Взаємодія лугів з оксидами неметалів

Повторіть досвід, який ви робили раніше. У пробірку налийте 2-3 мл прозорого розчину вапняної води.

Помістіть в неї соломинку для соку, яка виконує роль газовідвідної трубки. Обережно пропускайте через розчин повітря, що видихається. Що спостерігаєте?

Запишіть молекулярне та іонне рівняння реакції.

Мал. 142.
Взаємодія лугів з солями:
а - з утворенням осаду; б - з утворенням газу

Третя реакція є типовою реакцією іонного обміну і протікає тільки в тому випадку, якщо в результаті утворюється осад або виділяється газ, наприклад:

Лабораторний дослід № 25
Взаємодія лугів з солями

У трьох пробірках злийте попарно по 1-2 мл розчинів речовин: 1-я пробірка - гідроксиду натрію і хлориду амонію; 2-я пробірка - гідроксиду калію і сульфату заліза (III); 3-тя пробірка - гідроксиду натрію і хлориду барію.

Нагрійте вміст 1-й пробірки і визначте по запаху один з продуктів реакції.

Сформулюйте висновок про можливість взаємодії лугів з солями.

Нерозчинні підстави розкладаються при нагріванні на оксид металу і воду, що нехарактерно для лугів, наприклад:

Fe (OH) 2 \u003d FeO + Н 2 O.

Лабораторний дослід № 26
Отримання і властивості нерозчинних підстав

У дві пробірки налийте по 1 мл розчину сульфату або хлориду міді (II). В кожну пробірку додайте по 3-4 краплі розчину гідроксиду натрію. Опишіть утворився гідроксид міді (II).

Примітка. Залиште пробірки з отриманим гідроксидом міді (II) для проведення наступних дослідів.

Складіть молекулярне та іонні рівняння проведеної реакції. Вкажіть тип реакції за ознакою «число і склад вихідних речовин і продуктів реакції».

Додайте в одну з пробірок з отриманим в попередньому досвіді гідроксидом міді (II) 1-2 мл соляної кислоти. Що спостерігаєте?

За допомогою піпетки, помістіть 1-2 краплі отриманого розчину на скляний або фарфоровий пластину і, використовуючи тигельні щипці, обережно випарьте його. Розгляньте утворюються кристали. Відзначте їх колір.

Складіть молекулярне та іонні рівняння проведеної реакції. Вкажіть тип реакції за ознакою «число і склад вихідних речовин і продуктів реакції», «участь каталізатора» і «оборотність хімічної реакції».

Нагрійте одну з пробірок з отриманим раніше або виданими учителем гідроксидом міді () (рис. 143). Що спостерігаєте?

Мал. 143.
Розкладання гідроксиду міді (II) при нагріванні

Складіть рівняння проведеної реакції, вкажіть умова її протікання і тип реакції за ознаками «число і склад вихідних речовин і продуктів реакції», «виділення або поглинання теплоти» і «оборотність хімічної реакції».

Ключові слова і словосполучення

1. Класифікація підстав.
2. Типові властивості підстав: взаємодія їх з кислотами, оксидами неметалів, солями.
3. Типове властивість нерозчинних підстав: розкладання при нагріванні.
4. Умови протікання типових реакцій підстав.

Робота з комп'ютером

1. Зверніться до електронного додатком. Вивчіть матеріал уроку і виконайте запропоновані завдання.
2. Знайдіть в Інтернеті електронні адреси, які можуть служити додатковими джерелами, Що розкривають зміст ключових слів і словосполучень параграфа. Запропонуйте вчителю свою допомогу в підготовці нового уроку - зробіть повідомлення по ключовими словами і словосполученнями наступного параграфа.

1. Метал + неметали. В даний взаємодія не вступають інертні гази. Чим вище електронний торгівельний неметалла, тим з більшим числом металів він буде реагувати. Наприклад, фтор реагує з усіма металами, а водень - тільки з активними. Чим лівіше в ряду активності металів знаходиться метал, тим з більшим числом неметалів він може реагувати. Наприклад, золото реагує тільки з фтором, літій - з усіма неметалами.

2. неметалів + неметалл. При цьому більш електронегативний неметалл виступає окислювачем, менш ЕО - відновником. Неметали з близької електронегативні погано взаємодіють між собою, наприклад, взаємодія фосфору з воднем і кремнію з воднем практично не можливо, так як рівновага цих реакцій зміщено в бік утворення простих речовин. Чи не реагують з неметалами гелій, неон і аргон, інші інертні гази в жорстких умовах можуть реагувати з фтором.
Чи не взаємодіють кисень з хлором, бромом і йодом. З фтором кисень може реагувати при низьких температурах.

3. Метал + кислотний оксид. Метал відновлює неметалл з оксиду. Після цього надлишок металу може реагувати з кінцевим неметаллом. наприклад:

2 Mg + SiO 2 \u003d 2 MgO + Si (При нестачі магнію)

2 Mg + SiO 2 \u003d 2 MgO + Mg 2 Si (При надлишку магнію)

4. Метал + кислота. Метали, що стоять у ряді напруг лівіше водню, реагують з кислотами з виділенням водню.

Виняток становлять кислоти - окислювачі (сірчана концентрована і будь-яка азотна), які можуть реагувати з металами, що стоять в ряду напруг правіше водню, в реакціях не виділяється водень, а виходить вода і продукт відновлення кислоти.

Потрібно звернути увагу на те, що при взаємодії металу з надлишком багатоосновної кислоти може вийти кисла сіль: Mg +2 H 3 PO 4 \u003d Mg (H 2 PO 4) 2 + H 2.

Якщо продуктом взаємодії кислоти і металу є нерозчинна сіль, то метал пассивируется, так як поверхня металу захищається нерозчинної сіллю від дії кислоти. Наприклад, дія розбавленої сірчаної кислоти на свинець, барій або кальцій.

5. Метал + сіль. У розчині в дану реакцію вступають метал, що стоїть в ряду напруг правіше магнію, включаючи сам магній, але лівіше металу солі. Якщо метал активніше магнію, то він реагує не з сіллю, а з водою з утворенням лугу, яка в подальшому реагує з сіллю. При цьому вихідна сіль і получающаяся сіль повинні бути розчинними. Нерозчинний продукт пасивує метал.

Однак, з цього правила бувають винятки:

2FeCl 3 + Cu \u003d CuCl 2 + 2FeCl 2;

2FeCl 3 + Fe \u003d 3FeCl 2. Так як залізо має проміжну ступінь окислення, то його сіль в вищого ступеня окислення легко відновлюється до солі в проміжній ступеня окислення, окислюючи навіть менш активні метали.

У розплавах ряд напруг металів не діє. Визначити, чи можлива реакція між сіллю і металом, можна тільки за допомогою термодинамічних розрахунків. Наприклад, натрій може витіснити калій з розплаву хлориду калію, так як калій більш летючий:Na + KCl \u003d NaCl + K (Цю реакцію визначає ентропійний фактор). З іншого боку алюміній отримували витісненням з хлориду натрієм: 3Na + AlCl 3 \u003d 3 NaCl + Al . Цей процес екзотермічний, його визначає ентальпійного фактор.

Можливий варіант, що сіль при нагріванні розкладається, і продукти її розкладання можуть реагувати з металом, наприклад нітрат алюмінію та залізо. Нітрат алюмінію розкладається при нагріванні на оксид алюмінію, оксид азоту (IV ) І кисень, кисень і оксид азоту будуть окисляти залізо:

10Fe + 2Al (NO 3) 3 \u003d 5Fe 2 O 3 + Al 2 O 3 + 3N 2

6. Метал + основний оксид. Також, як і в розплавах солей, можливість цих реакцій визначається термодинамічно. Як відновники часто використовують алюміній, магній і натрій. Наприклад: 8Al + 3 Fe 3 O 4 \u003d 4 Al 2 O 3 + 9 Fe реакція екзотермічна, ентальпійного фактор); 2Al + 3 Rb 2 O \u003d 6 Rb + Al 2 O 3 (Рубідій летючий, ентальпійного фактор).

8. неметалів + підставу. Як правило, реакція йде між неметаллом і щелочью.Не все неметали можуть реагувати з лугами: потрібно пам'ятати, що в це взаємодія вступають галогени (по-різному в залежності від температури), сірка (при нагріванні), кремній, фосфор.

KOH + Cl 2 \u003d KClO + KCl + H 2 O (на холоді)

6 KOH + 3 Cl 2 \u003d KClO 3 + 5 KCl + 3 H 2 O (В гарячому розчині)

6KOH + 3S \u003d K 2 SO 3 + 2K 2 S + 3H 2 O

2KOH + Si + H 2 O \u003d K 2 SiO 3 + 2H 2

3KOH + 4P + 3H 2 O \u003d PH 3 + 3KPH 2 O 2

1) неметалл - відновник (водень, вуглець):

СО 2 + С \u003d 2СО;

2NO 2 + 4H 2 \u003d 4H 2 O + N 2;

SiO 2 + C \u003d CO 2 + Si. Якщо отриманий неметалл може реагувати з металом, використаним в якості відновника, то реакція піде далі (при надлишку вуглецю)SiO 2 + 2 C \u003d CO 2 + Si З

2) неметалл - окислювач (кисень, озон, галогени):

2С O + O 2 \u003d 2СО 2.

З O + Cl 2 \u003d СО Cl 2.

2 NO + O 2 \u003d 2 N О 2.

10. Кислотний оксид + основний оксид . Реакція йде, якщо получающаяся сіль в принципі існує. Наприклад, оксид алюмінію може реагувати з сірчаним ангідридом з утворенням сульфату алюмінію, але не може реагувати з вуглекислим газом, так як відповідної солі не існує.

11. Вода + основний оксид . Реакція можлива, якщо утворюється луг, тобто розчинна підставу (або мало розчинний, в разі кальцію). Якщо основа нерозчинний або мало розчинна, то йде зворотна реакція розкладання підстави на оксид і воду.

12. Основний оксид + кислота . Реакція можлива, якщо утворюється сіль існує. Якщо получающаяся сіль нерастворима, то реакція може пасивуватися через перекриття доступу кислоти до поверхні оксиду. У разі надлишку багатоосновної кислоти можливе утворення кислої солі.

13. кислотний оксид + підставу. Як правило, реакція йде між лугом і кислотним оксидом. Якщо кислотний оксид відповідає багатоосновної кислоті, може вийти кисла сіль:CO 2 + KOH \u003d KHCO 3.

Кислотні оксиди, відповідні сильним кислотам, можуть реагувати і з нерозчинними підставами.

Іноді з нерозчинними підставами реагують оксиди, відповідні слабких кислот, при цьому може вийти середня або основна сіль (як правило, виходить менше розчинна речовина): 2 Mg (OH) 2 + CO 2 \u003d (MgOH) 2 CO 3 + H 2 O.

14. кислотний оксид + Сіль.Реакція може йти в розплаві і в розчині. У розплаві менш летючий оксид витісняє з солі більш летючий. У розчині оксид, відповідний сильнішою кислоті, витісняє оксид, відповідний слабшої кислоті. наприклад,Na 2 CO 3 + SiO 2 \u003d Na 2 SiO 3 + CO 2 , В прямому напрямку ця реакція йде в розплаві, вуглекислий газ більш летючий, ніж оксид кремнію; в зворотному напрямку реакція йде в розчині, вугільна кислота сильніше кремнієвої, до того ж оксид кремнію випадає в осад.

Можливе об'єднання кислотного оксиду з власної сіллю, наприклад, з хромату можна отримати Дихромат, і сульфату - дисульфат, з сульфіту - дісульфіт:

Na 2 SO 3 + SO 2 \u003d Na 2 S 2 O 5

Для цього потрібно взяти кристалічну сіль і чистий оксид, або насичений розчин солі і надлишок кислотного оксиду.

У розчині солі можуть реагувати з власними кислотними оксидами з утворенням кислих солей: Na 2 SO 3 + H 2 O + SO 2 \u003d 2 NaHSO 3

15. Вода + кислотний оксид . Реакція можлива, якщо утворюється розчинна або мало розчинна кислота. Якщо кислота нерозчинна або мало розчинна то йде зворотна реакція розкладання кислоти на оксид і воду. Наприклад, для сірчаної кислоти характерна реакція отримання з оксиду і води, реакція розкладання практично не йде, кремнієву кислоту не можна отримати з води і оксиду, але вона легко розкладається на ці складові, а ось вугільна і сірчиста кислоти можуть брати участь як в прямих, так і зворотних реакціях.

16. Підстава + кислота. Реакція йде, якщо хоча б одне з реагуючих речовин розчиняється. Залежно від співвідношення реагентів можуть виходити середні, кислі і основні солі.

17. Підстава + сіль. Реакція йде, якщо обидва вихідні речовини розчиняються, а в якості продукту виходить хоча б один неелектроліт або слабкий електроліт (осад, газ, вода).

18. Сіль + кислота. Як правило, реакція йде, якщо обидва вихідні речовини розчиняються, а в якості продукту виходить хоча б один неелектроліт або слабкий електроліт (осад, газ, вода).

Сильна кислота може реагувати з нерозчинними солями слабких кислот (карбонатами, сульфідами, сульфітами, нітритами), при цьому виділяється газоподібний продукт.

Реакції між концентрованими кислотами і кристалічними солями можливі, якщо при цьому виходить більш летюча кислота: наприклад, хлороводень можна отримати дією концентрованої сірчаної кислоти на кристалічний хлорид натрію, бромоводород і йодоводород - дією ортофосфорної кислоти на відповідні солі. Можна діяти кислотою на власну сіль для отримання кислої солі, наприклад: BaSO 4 + H 2 SO 4 \u003d Ba (HSO 4) 2.

19. Сіль + сіль.Як правило, реакція йде, якщо обидва вихідні речовини розчиняються, а в якості продукту виходить хоча б один неелектроліт або слабкий електроліт.

1) сіль не існує, тому що необоротно гідролізується . Це більшість карбонатів, сульфітів, сульфідів, силікатів тривалентних металів, а так само деякі солі двовалентних металів і амонію. Солі тривалентних металів гідролізуються до відповідного підстави і кислоти, а солі двовалентних металів - до менш розчинних основних солей.

Розглянемо приклади:

2 FeCl 3 + 3 Na 2 CO 3 \u003d Fe 2 (CO 3 ) 3 + 6 NaCl (1)

Fe 2 (CO 3) 3 + 6H 2 O \u003d 2Fe (OH) 3 + 3 H 2 CO 3

H 2 CO 3 розкладається на воду і вуглекислий газ, вода в лівій і правій частині скорочується і виходить: Fe 2 (CO 3 ) 3 + 3 H 2 O \u003d 2 Fe (OH) 3 + 3 CO 2 (2)

Якщо тепер об'єднати (1) і (2) рівняння і скоротити карбонат заліза, ми отримаємо сумарне рівняння, що відображає взаємодію хлориду заліза (III ) І карбонату натрію: 2FeCl 3 + 3 Na 2 CO 3 + 3 H 2 O \u003d 2 Fe (OH) 3 + 3 CO 2 + 6 NaCl

CuSO 4 + Na 2 CO 3 \u003d CuCO 3 + Na 2 SO 4 (1)

Підкреслена сіль не існує через незворотного гідролізу:

2CuCO 3+ H 2 O \u003d (CuOH) 2 CO 3 + CO 2 (2)

Якщо тепер об'єднати (1) і (2) рівняння і скоротити карбонат міді, ми отримаємо сумарне рівняння, що відображає взаємодію сульфату (II ) І карбонату натрію:

2CuSO 4 + 2Na 2 CO 3 + H 2 O \u003d (CuOH) 2 CO 3 + CO 2 + 2Na 2 SO 4

Подання про сучасну квантово-механічної моделі атома. Характеристика стану електронів в атомі за допомогою набору квантових чисел, їх трактування та допустимі значення

Заповнення енергетичних рівнів і підрівнів електронами в багатоелектронних атомах. Принцип Паулі. Правило Гунда. Принцип мінімуму енергії.

Енергія іонізації і спорідненість до електрона. Характер їх зміни за періодами і групам періодичної системи Д. І. Менделєєва. Метали і неметали.

електронегативність хімічних елементів. Характер зміни електронегативності за періодами і групам періодичної системи Д. І. Менделєєва. Поняття ступеня окислення.

Основні типи хімічного зв'язку. Ковалентний зв'язок. Основні положення методу валентних зв'язків. Загальне уявлення про метод молекулярних орбіталей.

Два механізму утворення ковалентного зв'язку: звичайний і донорно-акцепторні.

Іонна зв'язок як граничний випадок поляризації ковалентного зв'язку. Електростатичне взаємодія іонів.

11.металеві зв'язку. Металеві зв'язку як граничний випадок делокализации валентних електронних орбіталей. Кристалічні решітки металів.

12. Міжмолекулярні зв'язку. Взаємодії Ван-дер-Ваальса - дисперсійне, диполь-дипольна, індуктивний). Водневий зв'язок.

13. Основні класи неорганічних сполук. Оксиди металів і неметалів. Номенклатура цих сполук. Хімічні властивості основних, кислотних і амфотерних оксидів.

15. Кіслоти.Бескіслородние і кисневі кислоти. Номенклатура (назва кислот). Хімічні властивості кислот.

16. Солі як продукти взаємодії кислот і підстав. Типи солей: середні (нормальні), кислі, основні, оксосолі, подвійні, комплексні солі. Номенклатура солей. Хімічні властивості солей.

17. Бінарні сполуки металів і неметалів. Ступені окислення елементів в них. Номенклатура бінарних сполук.

18. Типи хімічних реакцій: прості і складні, гомогенні і гетерогенні, оборотні і необоротні.

20. Основні поняття хімічної кінетики. Швидкість хімічної реакції. Фактори, що впливають на швидкість реакції в гомогенних і гетерогенних процесах.

22. Вплив температури на швидкість хімічної реакції. Енергія активації.

23. хімічна рівновага. Константа рівноваги, її залежність від температури. Можливість зміщення рівноваги хімічної реакції. Принцип Ле-Шательє.

1) Кислота - сильний електроліт.

36. А) Стандартний водневий електрод. Кисневий електрод.

37. Рівняння Нернста для розрахунку електроднихпотенціалів електродних систем різних типів. Рівняння Нернста для водневого і кисневого електродів

3) Метали, що стоять в ряду активності після водню, не реагують з водою.

I - величина струму

49. Кислотно-основний метод тітрованія.Расчети за законом еквівалентів. Методика титрування. Мірний посуд в титриметричному методі

13. Основні класи неорганічних сполук. Оксиди металів і неметалів. Номенклатура цих сполук. Хімічні властивості основних, кислотних і амфотерних оксидів.

оксиди- з'єднання елемента з киснем.

Оксиди що не утворюють кислот, підстав і солей при звичайних умовах, називаються нЕ солеобразующіе.

солеобразующіеоксиди поділяються на кислотні, основні та амфотерні (володіють подвійними властивостями). Неметали утворюють тільки кислотні оксиди, метали - всі інші і деякі кислотні.

Основні оксиди- це складні хімічні речовини, що відносяться до окислам, які утворюють солі при хімічної реакції з кислотами або кислотними оксидами і не реагують з основами або основними оксидами.

властивості:

1. Взаємодія з водою:

Взаємодія з водою з утворенням основи (або лугу)

CaO + H2O \u003d Ca (OH) 2 (відома реакція гасіння вапна, при цьому виділяється велика кількість тепла!)

2. Взаємодія з кислотами:

Взаємодія з кислотою з утворенням солі і води (розчин солі у воді)

CaO + H2SO4 \u003d CaSO4 + H2O (Кристали цієї речовини CaSO4 відомі всім під назвою "гіпс").

3. Взаємодія з кислотними оксидами: освіта солі

CaO + CO2 \u003d CaCO3 (Ця речовина відомо всім - звичайний крейда!)

кислотні оксиди- це складні хімічні речовини, що відносяться до окислам, які утворюють солі при хімічній взаємодії з підставами або основними оксидами і не взаємодіють з кислотними оксидами.

властивості:

Хімічна реакція з водою CO 2 + H 2 O \u003d H 2 CO 3 - це речовина - вугільна кислота - одна зі слабких кислот, її додають у газовану воду для "бульбашок" газу.

Реакція з лугами (підставами): CO 2 + 2NaOH \u003d Na 2 CO 3 + H 2 O- кальцинована сода або пральна сода.

Реакція з основними оксидами: CO 2 + MgO \u003d MgCO 3 - отримала сіль - карбонат магнію - ще називається "гірка сіль".

амфотерні оксиди- це складні хімічні речовини, також відносяться до окислам, які утворюють солі при хімічній взаємодії і з кислотами (або кислотними оксидами) і підставами (або основними оксидами). Найбільш часте застосування слово "амфотерний" в нашому випадку відноситься до оксидів металів.

властивості:

Хімічні властивості амфотерних оксидів унікальні тим, що вони можуть вступати в хімічні реакції, відповідні як підставами так і з кислотами. наприклад:

Реакція з кислотним оксидом:

ZnO + H2CO3 \u003d ZnCO3 + H2O - Утворене засіб - розчин солі "карбонату цинку" в воді.

Реакція з підставами:

ZnO + 2NaOH \u003d Na2ZnO2 + H2O - отримане речовина - подвійна сіль натрію і цинку.

14. Основанія.Номенклатура підстав. Хімічні властивості підстав. Амфотерні підстави, реакції їх взаємодії з кислотами і лугами.

Підставами називаються речовини, в яких атоми металу пов'язані з гідрокси-групами.

Якщо речовина містить гідрокси-групи (ОН), які можуть отщепляться (подібно окремому "атому") в реакціях з іншими речовинами, то така речовина є підставою.

властивості:

Взаємодія з неметалами:

при нормальних умовах гідроксиди не взаємодіють з більшістю неметалів, виняток - взаємодія лугів з хлором

Взаємодія з кислотними оксидами з утворенням солей: 2NaOH + SO 2 \u003d Na 2 SO 3 + H 2 O

Взаємодія з кислотами - реакція нейтралізації:

з утворенням середніх солей: 3NaOH + H3PO4 \u003d Na3PO4 + 3H2O

умова освіти середньої солі - надлишок лугу;

з утворенням кислих солей: NaOH + H3PO4 \u003d NaH2PO4 + H2O

умова освіти кислої солі - надлишок кислоти;

з утворенням основних солей: Cu (OH) 2 + HCl \u003d Cu (OH) Cl + H2O

умова освіти основної солі - надлишок підстави.

З солями підстави реагують при випаданні осаду в результаті реакції, виділення газу або освіти малодиссоциирующие речовини.

амфотерниминазиваються гідроксиди, які проявляють і основні і кислотні властивості в залежності від умов, тобто розчиняються в кислотах і лугах.

До всіх властивостям підстав додаються взаємодія з підставами.