А) I; Б) III; В) II; Г) IV.
1. Водород в соединениях обычно проявляет валентность равную:
А) I; Б) III; В) II; Г) IV.
2. Соединения водорода с металлами называют:
2. Соединения, состоящие из двух элементов один из которых кислород называют:
А) Оксиды; Б) Гидриды; В) Пероксиды; Г) Гидроксиды.
А) SO2; Б) P2O5; В) CO2; Г) SiO2.
3. С водой не взаимодействует:
А) CuO; Б) CaO; В) Na2O; Г) BaO.
4. При взаимодействии воды с оксидами неметаллов в продуктах образуется:
4. При взаимодействии воды с оксидами активных металлов в продуктах образуется:
А) Кислота; Б) Щёлочь; В) Водород.
5. Реакция взаимодействия веществ с кислородом называется:
5. Реакция взаимодействия оксидов металлов с водородом называется:
А) Восстановление; Б) Брожение; В) Окисление; Г) Разложение.
6. Для получения водорода в лаборатории не используют реакцию:
А) СH4 = C + 2H2;
Б) Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2;
В) 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2;
Г) Ca + 2H2O = Ca(OH)2 + H2.
6. Для получения кислорода в промышленности используют реакцию:
А) 2KMnO4 = K2MnO4 + MnO2+O2;
Б) Фотосинтез:
В) 2H2O2 = 2H2O + O2;
Г) Сжижение воздуха под давлением.
1.ядро атома серы имеет заряд +16 сколько электронов содержится в наружном электронном слое атома серы? в чем сходство атомов серы и атомов хлора?2.напишите формулы соединения серы с металлами: натрий, цинк, алюминия, магний, учитывая, что степень окисления серы в этих соединениях -2
Тест «Кислород».
а) Кислород входит в состав воды
Б) Кислород входит в состав воды
В) Кислородом мы дышим
Г) В кислороде горят многие вещества
Какое утверждение не относится к кислороду
а) самый распространенный химический элемент в земной коре
Б) в природе получается в результате фотосинтеза
В) молекула простого вещества кислорода состоит из одного атома
Г) молекула простого вещества кислорода состоит из двух атомов
О кислороде как простом веществе, а не химическом элементе идет речь во фразе
а) Кислород растворяется в воде
Б) Кислород содержится в земной коре
В) В человеческом организме содержится 65% кислорода
Г) Бинарные соединения кислорода называются оксидами
Какое утверждение неверно? Кислород…
а) получают при разложении сложных веществ, богатых кислородом
Б) для промышленных целей получают из воздуха
В) относительная молекулярная масса – 16
Г) необходим для жизнедеятельности человека
О кислороде как химическом элементе, а не простом веществе идет речь во фразе
а) Кислород немного тяжелее воздуха
Б) Кислород поддерживает дыхание
В) Кислород входит в состав земной атмосферы
Г) Кислород входит в состав оксидов
В лаборатории кислород получают
а) сжижением воздуха в) разложением перманганата калия KMnO4
Б) разложением воды электрическим током г) разложением озона
Основным сырьем для получения кислорода в промышленности служит
а) вода б) воздух в) горные породы г) зеленые растения
Какое утверждение неверно?
А) кислород поддерживает горение
Б) кислород поддерживает дыхание
В) кислород взаимодействует с неметаллами, например, с серой
Г) кислород взаимодействует с с водой
Какое утверждение неверно? Кислород
а) при высокой температуре взаимодействует с железом
Б) взаимодействует с золотом
В) взаимодействует с метаном СН4
Г) взаимодействует с неметаллами
Кислород взаимодействует
а) только с металлами и неметаллами
Б) с металлами, неметаллами, сложными веществами
В) только с простыми веществами
Г) только с металлами и сложными веществами
В лаборатории кислород не получают из
а) жидкого воздуха в) бертолетовой соли KClO3
Б) воды г) перманганата калия KMnO4
В промышленных масштабах озон получают с помощью
а) реакции фотосинтеза в) окисления морских водорослей
Б) окисления сосновой смолы г) действия на кислород электрического разряда
Чтобы доказать наличие в сосуде кислорода, а не воздуха, проще всего использовать
а) разницу в плотности воздуха и кислорода
Б) совпадение цвета
В) тлеющую лучинку
Г) разницу в степени растворимости в воде
В реакциях кислород является
а) восстановителем в) заместителем
Б) окислителем г) катализатором
Реакции взаимодействия веществ с кислородом называются
а) разложением в) окислением
Б) восстановлением г) замещением
Какая реакция является эндотермической?
а) N2+3H2= 2NH3+Q
Б) CuO +H2SO4= CuSO4 + H2O-Q
Г) 2H2+O2=2H2O +Q
Какая реакция является экзотермической?
а) N2+3H2= 2NH3+Q
Б) Cu(OH)2 = CuO+ H2O-Q
В) HgO=Hg+O2-Q
Г) 2H2O=2H2+O2-Q
Fe + O2 " Fe3O4
А) 1 б) 2 в) 3 г) 4
Коэффициент перед формулой кислорода в уравнении реакции
Al + O2 " Al2O3
А) 1 б) 2 в) 3 г) 4
Коэффициент перед формулой кислорода в уравнении реакции
А) 1 б) 3 в) 5 г) 7
Коэффициент перед формулой кислорода в уравнении реакции
Ca + O2 " CaO
А) 1 б) 2 в) 3 г) 4
Сумма коэффициентов в уравнении реакции C2H2 + O2 "CO2 + H2O
равна
А) 11 б) 13 в) 12 г) 10
Сумма коэффициентов в уравнении реакции C2H4 + O2 "CO2 + H2O
равна
А) 8 б) 5 в) 7 г) 9
Сумма коэффициентов в уравнении реакции CH4 + O2
"CO2 + H2O
равна
А) 2 б) 4 в) 6 г) 8
Сумма коэффициентов в уравнении реакции H2S+ O2 "SO2 + H2O
равна
А) 9 б) 8 в) 7 г) 6
· В соответствии с термохимическим уравнением 2Na (к) + Сl2 (г) = 2NaCl (к) + 411,3 кДж
при образовании 58.5 г хлорида натрия NaCl
А) выделяется 411,3 кДж теплоты
Б) поглощается 411,3 кДж теплоты
В) выделяется 205,65 кДж теплоты
Г) поглощается 205,65 кДж теплоты
2KClO3(тв) = 2KCl(тв) + 3O2(г) + 91 кДж,
Выделилось 182 кДж теплоты. Масса образовавшегося при этом кислорода равна
1) 96 г 2) 192 г 3) 288 г 4) 576 г
В соответствии с термохимическим уравнением
C6H12O6 (к) + 6O2 (г) 6CO2 (г) + 6H2O (ж) + 2800 кДж
При образовании 12 моль углекислого газа CO2
А) выделяется 2800 кДж теплоты
Б) поглощается 2800 кДж теплоты
В) выделяется 5600 кДж теплоты
Г) поглощается 5600 кДж теплоты
В результате реакции, термохимическое уравнение которой
2С2Н2+ 5O2 = 4CO2 + 2H2O + 2700 кДж,
Выделилось 67,5 кДж теплоты. Объем сгоревшего при этом ацетилена С2Н2 равен
А) 1,12 л б) 2,24 л г) 11,2 л д) 22,4 л
6. Степень окисления металлов в соединениях Fe2O3; AlCl3; KH равна соответственноа) +3, +1 и +3;
б) +3, +3 и +1;
в) +2, +3 и +1;
г) +3, +3 и +2.
7. Валентность углерода в соединениях CO; CO2 и CH4 равна соответственно
а) +1, +2 и +3;
б) +1, +2 и +4;
в) +2, + 2 и +4;
г) +2, +4 и -4.
8. Массовая доля (%) углерода в карбонате кальция CaCO3 равна
а) 12;
б) 40;
в) 48;
г) 100.
9. Масса серы, необходимой для получения 4 моль оксида серы (IV),
S + O2 -> SO2 равна
а) 128 г;
б) 64 г;
в) 32 г;
г) 4 моль.
10. Признаки физических явлений
а) изменение агрегатного состояния;
б) выделение теплоты;
в) изменение окраски;
г) выделение осадка.
11. Вычислите массу 2,5 моль серной кислоты H2SO4
а) 245 грамм;
б) 300 грамм;
в) 230 грамм;
г) 250 грамм.
12. На одну чашку весов лаборант положил порцию алюминия, содержащую 31,605 · 1023 атомов. Какое количество вещества железа лаборант должен положить на другую чашку весов, чтобы весы были в состоянии равновесия
а) 2,5 моль;
б) 3,0 моль;
в) 2,0 моль;
г) 2,7 моль.
13. Выразите в граммах массу одной молекулы углекислого газа CO2
а) 8,120 ·10-23 грамм;
б) 7,308 ·10-23 грамм;
в) 7,501 ·10-23 грамм;
г) 6,905 ·10-23 грамм.
14. Из следующих атомов составьте формулы бинарных соединений по валентности: H, O, S, P, Cl, Na.
а) Н3РО4; SO2; NaCl; Na2SO4;
б) SO2; NaCl; Р2О5;
в) H2S; NaCl ; Н3РО4; Na2SO4;
г) Р2О5; NaCl ; Н3РО4; HCl.
15. У каких веществ больше относительная молекулярная масса (Mr)
а) H2SO4 б) Н2СО3
а) а>б;
б) б>а;
в) а=б.
16. Сколько молекул воды содержится в ведре, объемом 9 литров при плотности 1 г/мл?
а) 5 ·1023;
б) 3 ·1026;
в) 8 ·1026;
г) 7 ·1024.
17. Что тяжелее а) 20 моль S; б) 25 моль Р
а) а>б;
б) б>а;
в) а=б.
18. Какие из этих веществ применяются в повседневной жизни?
а) сахар, свинцовые белила, купорос, медь, свинец;
б) камфора, сахар, свинцовые белила, купорос, медь;
в) сахар, свинцовые белила, купорос, медь, красная соль;
г) сахар, купорос, медь, свинец.
19. Сравните массовую долю натрия в следующих солях. Расположите в порядке возрастания массовых долей.
а) NaCl; б) Na2СО; в) Na2S.
0,39 0,43 0,58
а) б,в,а;
б) в,б,а;
в) а,б,в;
г) а,в,в.
20. Считаете ли вы знания по этой теме важными для себя?
а) очень важны;
б) важны;
в) малозначимые;
г) абсолютно незначимые.
Классификация неорганических веществ
Все вещества делятся на простые (элементарные) и сложные. Простые вещества состоят из одного элемента, в состав сложных входит два или более элементов. Простые вещества, в свою очередь, разделяются на металлы и неметаллы.
Металлы отличаются характерным «металлическим» блеском, ковкостью, тягучестью, могут прокатываться в листы или вытягиваться в проволоку, обладают хорошей теплопроводностью и электрической проводимостью. При комнатной температуре все металлы (кроме ртути) находятся в твердом состоянии.
Неметаллы не обладают характерным для металлов блеском, хрупки, очень плохо проводят теплоту и электричество. Некоторые из них при обычных условиях газообразны.
Сложные вещества делят на органические, неорганические и элементоорганические. Неорганическая химия охватывает химию всех элементов периодической системы. Свойства органических соединений существенно отличаются от свойств неорганических, а элементоорганические соединения, с учетом их специфики, занимают промежуточное положение.
Неорганические вещества разделяются на классы либо по составу (двухэлементные, или бинарные, соединения и многоэлементные соединения; кислородсодержащие, азотсодержащие и т.п.), либо по химическим свойствам, т.е. по функциям (кислотно-основным, окислительно-восстановительным и т.д.), которые эти вещества осуществляют в химических реакциях, - по их функциональным признакам.
Бинарные соединения
К важнейшим бинарным соединениям относятся любые соединения только двух различных элементов.
Например:
- бинарными соединениями азота и кислорода являются: N 2 O, NO, N 2 O 3 , NO 2 , N 2 O 5 ;
- бинарные соединения меди и серы: Cu 2 S, CuS, CuS 2 .
В формулах бинарных соединений металлы всегда предшествуют неметаллам: SnCl 2 , Al 3 N . Если бинарное соединение образовано двумя неметаллами, то на первом месте ставится символ того элемента, который располагается левее в следующей последовательности:
В, Si, С, As, Р, Н, Те, Se, S, I, Вr, Cl, N, О, F
Например: СВr 4 , Н 2 0, SF 6 .
Если бинарное соединение состоит из двух металлов, то первым указывается металл, располагающийся в большом периоде раньше (от начала периода). Если оба металла находятся в одной группе, то первым указывается элемент с большим порядковым номером.
Например: CuZn, АuСu 3 .
Бинарные соединения подразделяются на классы в зависимости от типа неметалла, а остальные бинарные соединения относят к соединениям между металлами - интерметаллидам.
Классы бинарных соединений в зависимости от типа неметалла
| Класс | Неметалл | Пример формулы соединения | Название |
| Галогениды | F, Cl, Вr, I | KCl | хлорид калия |
| Оксиды | О | FeO | оксид железа (II) |
| Халькогениды | S, Se, Те | ZnS | сульфид цинка |
| Пниктогениды | N, Р, As | Li 3 N | нитрид лития |
| Гидриды | Н | CaH 2 | гидрид кальция |
| Карбиды | С | SiC | карбид кремния |
| Силициды | Si | FeSi | силицид железа |
| Бориды | В | Mg 3 B 2 | борид магния |
Названия бинарных соединений образуются из латинского корня названия неметалла с окончанием «ид» и русского названия менее электроотрицательного элемента в родительном падеже. Если менее электроотрицательный элемент может находиться в разных окислительных состояниях, то после его названия в скобках указывают римскими цифрами его степень окисления.
Например: Сu 2 О - оксид меди (I), СuО - оксид меди (II), СО - оксид углерода (II), СО 2 - оксид углерода (IV), SF 6 - фторид серы (VI).
Можно также вместо степени окисления указывать с помощью греческих числительных приставок (моно-, ди-, три-, тетра-, пента-, гекса- и т. д.) стехиометрический состав соединения.
Например: СО - монооксид углерода (приставку «моно» часто опускают), СО 2 - диоксид углерода, SF 6 - гексафторид серы, Fe 3 0 4 - тетраоксид трижелеза.
Для отдельных бинарных соединений сохраняют традиционные названия: Н 2 О - вода, NH 3 - аммиак, РН 3 - фосфин.
Из бинарных соединений наиболее известны оксиды. По функциональным признакам оксиды подразделяются на солеобразующие и несолеобразующие (безразличные). Солеобразующие оксиды, в свою очередь, подразделяются на основные, кислотные и амфотерные.
Основными называются оксиды, взаимодействующие с кислотами (или с кислотными оксидами) с образованием солей. Присоединяя (непосредственно или косвенно) воду, основные оксиды образуют основания.
Например: оксид кальция СаО реагирует с водой, образуя гидроксид кальция Са(ОН) 2 :
СаО + Н 2 0 = Са(ОН) 2
Оксид магния MgO - тоже основной оксид. Он малорастворим в воде, но ему соответствует основание - гидроксид магния Mg(OH) 2 , который можно получить из MgO косвенным путем.
Кислотными называются оксиды, взаимодействующие с основаниями (или с основными оксидами) с образованием солей. Присоединяя (непосредственно или косвенно) воду, кислотные оксиды образуют кислоты.
Например: триоксид серы SO 3 взаимодействует с водой, образуя серную кислоту H 2 SO 4 :
SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4
Диоксид кремния SiO 2 - тоже кислотный оксид. Хотя он не взаимодействует с водой, ему соответствует кремниевая кислота Н 2 SiO 3 , которую можно получить из SiO 2 косвенным путем.
Один из способов получения кислотных оксидов - отнятие воды от соответствующих кислот. Поэтому кислотные оксиды иногда называют ангидридами кислот .
Амфотерными называются оксиды, образующие соли при взаимодействии как с кислотами, так и с основаниями. К таким оксидам относятся, например, Al 2 O 3 , ZnO, РbO 2 , Сr 2 O 3 .
Несолеобразующие оксиды, как видно из их названия, не способны взаимодействовать с кислотами или основаниями с образованием солей. К ним относятся N 2 O, NO и некоторые другие оксиды.
Существуют вещества - соединения элементов с кислородом, которые, относясь по составу к классу оксидов, по строению и свойствам относятся к классу солей. К таким веществам принадлежат, в частности, пероксиды металлов, например, пероксид бария ВаO 2 . По своей природе пероксиды представляют собой соли очень слабой кислоты - пероксида (перекиси) водорода Н 2 О 2 . К солеобразным соединениям относятся и такие вещества, как Рb 2 O 3 и Рb 3 O 4 .
Многоэлементные соединения
Среди многоэлементных соединений важную группу составляют гидроксиды - вещества, содержащие гидроксогруппы ОН . Некоторые из них (основные гидроксиды) проявляют свойства оснований - NaOH, Ва(ОН) 2 и т.п.; другие (кислотные гидроксиды) проявляют свойства кислот - HNO 3 , Н 3 РO 4 и другие; существуют и амфотерные гидроксиды, способные в зависимости от условий проявлять как основные, так и кислотные свойства - Zn(OH) 2 , Аl(OН) 3 и т. п. Кислотные гидроксиды называются по правилам, установленным для кислот. Названия основных гидроксидов составляются из слова «гидроксид» и русского названия элемента в родительном падеже с указанием, если необходимо, степени окисления элемента (римскими цифрами в скобках).
Например: LiOH - гидроксид лития, Fe(OH) 2 - гидроксид железа (II).
Растворимые основные гидроксиды называются щелочами. Важнейшие щелочи - гидроксид натрия NaOH , гидроксид калия КОН , гидроксид кальция Са(ОН) 2 .
Классификация по функциональным признакам
К важнейшим классам неорганических соединений, выделяемым по функциональным признакам, относятся кислоты, основания и соли.
Кислотами с позиций называются вещества, диссоциирующие в растворах с образованием ионов водорода. С точки зрения протонной теории кислот и оснований к кислотам относятся вещества, способные отдавать ион водорода, т.е. быть донорами протонов. Наиболее характерное химическое свойство кислот - их способность реагировать с основаниями (а также с основными и амфотерными оксидами) с образованием солей.
Например:
H 2 SO 4 + 2NaOH = Na 2 SO 4 + 2Н 2 O;
2HNO 3 + FeO = Fe(NO 3) 2 + H 2 O;
2HCl + ZnO = ZnCl 2 + H 2 O
Кислоты классифицируют по их силе, по основности и по наличию или отсутствию кислорода в составе кислоты. По силе кислоты делятся на сильные и слабые. Важнейшие сильные кислоты - азотная HNO 3 , серная H 2 SO 4 и соляная НС1 . По наличию кислорода различают кислородсодержащие кислоты (HNO 3 , Н 3 РO 4 ит. п.) и бескислородные кислоты (НС1, H 2 S, HCN и т.п.).
По основности, т.е. по числу атомов водорода в молекуле кислоты, способных замещаться атомами металла с образованием соли, кислоты подразделяют на одноосновные (например, НС1, HNO 3 ), двухосновные (H 2 S, H 2 SO 4 ), трехосновные (Н 3 РO 4 ) и т.д.
Названия бескислородных кислот составляют, добавляя к корню русского названия кислотообразующего элемента (или к названию группы атомов, например CN - циан) суффикс «о» и окончание «водород»: НС1 - хлороводород, H 2 Se - селеноводород, HCN - циановодород.
Названия кислородсодержащих кислот также образуются от русского названия соответствующего элемента с добавлением слова «кислота». При этом название кислоты, в которой элемент находится в высшей степени окисления, оканчивается на «ная» или «овая».
Например: H 2 SO 4 - серная кислота, НСlO 4 - хлорная кислота, H 3 AsO 4 - мышьяковая кислота. С понижением степени окисления кислотообразующего элемента окончания изменяются в следующей последовательности:
- «оватая» (НСlO 3 - хлорноватая кислота);
- «истая» (HClO 2 - хлористая кислота);
- «оватистая» (НOС1 - хлорноватистая кислота).
Если элемент образует кислоты, находясь только в двух степенях окисления, то название кислоты, отвечающее низшей степени окисления элемента, получает окончание «истая» (HNO 3 - азотная кислота, HNO 2 - азотистая кислота).
Одному и тому же кислотному оксиду (например, Р 2 О 5 ) могут соответствовать несколько кислот, содержащих по одному атому данного элемента в молекуле (например, НРО 3 и Н 3 РО 4 ). В подобных случаях к названию кислоты, содержащей наименьшее число атомов кислорода, добавляется приставка «мета», а к названию кислоты, содержащей наибольшее число атомов кислорода - приставка «орто» (НРО 3 - метафосфорная кислота, Н 3 РО 4 - ортофосфорная кислота). Если же молекула кислоты содержит несколько атомов кислотообразующего элемента, то название кислоты снабжается соответствующей греческой числительной приставкой.
Например: Н 4 Р 2 О 7 - дифосфорная кислота, Н 2 В 4 О 7 - тетраборная кислота.
Некоторые кислоты содержат в своем составе группировку атомов -О-О- . Такие кислоты рассматриваются как производные пероксида водорода и называются пероксокислотами (старое название - надкислоты). Названия подобных кислот снабжаются приставкой «пероксо» и, если необходимо, греческой числительной приставкой, указывающей число атомов кислотообразующего элемента в молекуле кислоты.
Например: H 2 SO 5 - пероксосерная кислота, H 2 S 2 O 8 - пероксодисерная кислота.
Основаниями с позиций теории электролитической диссоциации являются вещества, диссоциирующие в растворах с образованием гидроксид-ионов, т.е. основные гидроксиды.
Наиболее характерное химическое свойство оснований - их способность взаимодействовать с кислотами (а также с кислотными и амфотерными оксидами) с образованием солей, например:
КОН + НС1 = КС1 + Н 2 О
Са(ОН) 2 + СO 2 = СаСО 3 + Н 2 O
2NaOH + ZnO = Na 2 ZnO 2 + Н 2 O
С позиций протонной теории кислот и оснований к основаниям относятся вещества, способные присоединять ионы водорода, т.е. быть акцепторами протонов. С этой точки зрения к основаниям относится, например, аммиак, который, присоединяя протон, образует аммоний-ион NH 4 + . Подобно основным гидроксидам аммиак взаимодействует с кислотами, образуя соли, например:
2NH 3 + H 2 SO 4 = (NH 4) 2 SO 4
В зависимости от числа протонов, которые может присоединить основание, различают однокислотные основания (LiOH, КОН, NH 3 и т.п.), дикислотные [Ва(ОН) 2 , Fe(OH) 2 ] и т.д. По силе основания делятся на сильные и слабые; к сильным основаниям относятся все щелочи.
К солям относятся вещества, диссоциирующие в растворах с образованием положительно заряженных ионов, отличных от ионов водорода, и отрицательно заряженных ионов, отличных от гидроксид-ионов. Соли можно рассматривать как продукты замещения атомов водорода в кислоте атомами металлов (или группами атомов, например, группа атомов NH 4 ) или как продукты замещения гидроксогрупп в основном гидроксиде кислотными остатками. При полном замещении получаются средние (или нормальные) соли. При неполном замещении водорода кислоты получаются кислые соли, при неполном замещении гидроксогрупп основания - основные соли. Кислые соли могут быть образованы только кислотами, основность которых равна двум или больше, а основные соли - гидроксидами, содержащими не менее двух гидроксогрупп. Примеры образования солей:
Са(ОН) 2 + H 2 SO 4 = CaSO 4 + 2Н 2 O
CaSO 4 (сульфат кальция) - нормальная соль.
КОН + H 2 SO 4 - KHSO 4 + Н 2 O
KHSO 4 (гидросульфат калия) - кислая соль.
Mg(OH) 2 + НС1 = Mg(OH)Cl + Н 2 O
Mg(OH)Cl (хлорид гидроксомагния) - основная соль.
Соли, образованные двумя металлами и одной кислотой, называются двойными солями ; соли, образованные одним металлом и двумя кислотами, - смешанными солями . Примером двойной соли может служить сульфат калия-алюминия (алюмокалиевые квасцы) KA1(SO 4) 2 ·12H 2 O . К смешанным солям относится, например, хлорид-гипохлорит кальция СаСl(ОСl) (или СаОСl 2 ) - кальциевая соль соляной (НС1 ) и хлорноватистой (НОС1 ) кислот.
Бинарные соединения
Бина́рные соедине́ния - химические вещества, образованные, как правило, двумя химическими элементами . Термин «бинарные соединения» обычно не применяется в отношении основных и кислотных оксидов . При этом несолеобразующие оксиды включают в бинарные соединения. Многоэлементные вещества, в формульной единице которых одна из составляющих содержит не связанные между собой атомы нескольких элементов, а также одноэлементные или многоэлементные группы атомов (кроме гидроксидов и солей), рассматривают как бинарные соединения.
Бинарные соединения, несмотря на кажущуюся простоту их химического состава, представляют собой следующий после простых веществ принципиально важный объект изучения природы вещества. С химической точки зрения, этот класс веществ обладает и качественно иными характеристиками, с которыми не приходится сталкиваться при изучении простых веществ . Во-первых, помимо внешних факторов, влияющих на состояние и свойства вещества (температура и давление), здесь появляется и внутренний фактор - состав , и связанная с ним проблема постоянства и переменности состава, имеющая фундаментальное значение в химии. Во-вторых, при описании бинарных соединений впервые формируются такие базисные понятия, как валентность , степень окисления , поляризация химической связи . Здесь, в отличие от простых веществ, появляются гетерополярная составляющая химической связи и все эффекты, связанные с разностью электроотрицательностей компонентов.
Исключительно важную роль играют бинарные соединения с классификационной точки зрения. Многие из них относятся и к так называемым характеристическим соединениям, отражающим типичные степени окисления и их сравнительную стабильность. К таким соединениям относятся прежде всего оксиды , летучие водородные соединения, а также галогениды .
Номенклатура
Бинарные соединения - это собирательная группа веществ, которые имеют различное химическое строение. Поэтому их номенклатура может варьироваться в зависимости от генетической принадлежности.
Названия простых бинарных веществ, как правило, образуются добавлением к названию более электроотрицательного элемента суффикса -ид . При необходимости к названиям элементов добавляют кратные приставки или указывают в скобках степень окисления электроположительного элемента без пробела:
- SiC - карби́д кре́мния
- KBr - броми́д ка́лия
- CS 2 - дисульфи́д углеро́да или сульфид углерода(IV)
В сложных бинарных соединениях суффикс -ид добавляется к названиям элементов, находящихся в низших степенях окисления:
- PCl 3 O - окси́д-трихлори́д фо́сфора
- CrO 2 Cl 2 - диокси́д-дихлори́д хро́ма
- СCl 2 O - окси́д-дихлори́д углеро́да или хлорангидрид угольной кислоты , больше известный как фосген .
Многие широко известные бинарные соединения носят тривиальные названия, среди них уже приведенный выше фосген, вода H 2 O аммиак NH 3 , веселящий газ N 2 O и другие.
Свойства
Группа бинарных соединений включает в себя очень большое число веществ, и, естественно, все эти вещества различаются по физическим свойствам. Среди бинарных соединений есть представляющие собой при нормальных условиях газы (например, аммиак, фосфин), жидкости (например, тетрахлорид титана TiCl 4 , дисульфид углерода CS 2) и твердые вещества (например, нитрид бора BN, карбид кремния SiC)
Получение
Часто бинарные соединения можно получить прямым взаимодействием простых веществ между собой:
- N 2 + 3H 2 ⇆ 2NH 3 ( , , кат.)
- 2Na + Cl 2 = 2NaCl
Другие бинарные вещества могут получаться более сложным путем - через реакции обмена или окислительно-восстановительные реакции :
- AgNO 3 (р.) + NaBr (р.) = AgBr↓ + NaNO 3 (р.)
- NH 4 NO 3 = N 2 O + 2H 2 O (до 250 °C)
Применение
В силу того, что к данной группе веществ можно отнести очень большое их количество, можно сказать, что бинарные соединения применяются практически во всех областях деятельности человека, от приготовления пищи до использования в качестве сырья для крупнотоннажных производств. Ниже приведены примеры использования некоторых веществ, относящихся к бинарным соединениям.
Аммиак
В химической промышленности аммиак используется в качестве прекурсора для получения азотной кислоты и для производства химических удобрений . Кроме того, аммиак используется в большом количестве разнообразных химических синтезов, в том числе в тонком органическом синтезе. В жидком аммиаке химически растворяются многие вещества, например, калий , натрий , сера . Аммиак применялся в качестве хладагента в первых холодильниках , и до недавнего времени превалировал в промышленных холодильных установках.
Гексафторид урана
Летучий гексафторид урана UF 6 применяется для разделения изотопов урана в процессе его обогащения, а также как фторирующий агент.
Карбид вольфрама
Карбид вольфрама в силу своей исключительной твердости находит очень широкое применение в производстве разнообразного режущего инструмента. А в силу своей химической инертности -- в производстве химического оборудования для работы в агрессивных средах.Пример:печи,ножи,лабораторное оборудование полный бред)
Оксид диазота
«Веселящий газ» N 2 O в смесях с кислородом применяется в медицине как агент для ингаляционного общего наркоза .
Хлороводород
Водный раствор хлороводорода (соляная кислота) широко используется для получения хлоридов, для травления металлов, очистки поверхности сосудов, скважин от карбонатов, обработки руд, при производстве каучуков, глутамата натрия, соды, хлора и других продуктов. Также применяется в органическом синтезе.
Литература
Андреева Л. Л., Лидин Р. А., Молочко В. А. Химические свойства неорганических веществ. Учебное пособие для вузов. - М.: Химия, 1996
Wikimedia Foundation . 2010 .
- DJ, Take Me Away
- All Night Long
Смотреть что такое "Бинарные соединения" в других словарях:
Нестехиометрические соединения - Бертоллиды (термин в память К.Л. Бертолле) соединения переменного состава, не подчиняющиеся законам постоянных и кратных отношений. Это нестехиометрические бинарные соединения переменного состава, зависящего от способа получения. Многочисленные… … Википедия
НИКЕЛЬОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ - содержат связь NiЧС. Связь Ni с орг. лигандом может осуществляться по s и p типу (соотв. s и p комплексы). s К о м п л е к с ы. Соед. Ni с s связью NiЧС относятся в осн. к типам и (R = Alk или Аr, L = PR 3, амины и др., Х… … Химическая энциклопедия
МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ - (металлиды), обладают металлич. св вами, в частности электрич. проводимостью, что обусловлено металлич. характером хим. связи. К М. с. относятся соед. металлов друг с другом интер металлиды и мн. соед. металлов (в осн. переходных) с неметаллами.… … Химическая энциклопедия
полупроводниковые материалы - полупроводники, применяемые для изготовления электронных приборов и устройств. Используют главным образом кристаллические полупроводниковые материалы (например, легированные монокристаллы кремния или германия, химические соединения некоторых… … Энциклопедический словарь
Химическая номенклатура - страдает беспринципностью и синонимизмом, благодаря чему она трудна для изучения (ср. отзыв о ней Дюма Орто). Древние называли различные вещества частью по их происхождению, частью по месторождению, частью же употребляли для них случайные… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Плутоний - 94 Нептуний ← Плутоний → Америций Sm Pu … Википедия
Неорганическое вещество - или неорганическое соединение это химическое вещество, химическое соединение, которое не является органическим, то есть оно не содержит углерода (кроме карбидов, цианидов, карбонатов, оксидов углерода и некоторых других соединений, которые… … Википедия
МОЛЕКУЛЯРНЫЕ КРИСТАЛЛЫ - кристаллы, образованные из молекул, связанных друг с другом слабыми ван дер ваальсовыми силами или водородной связью (см. МЕЖМОЛЕКУЛЯРНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ, МЕЖАТОМНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ). Внутри молекул между атомами действует более прочная, обычно… … Физическая энциклопедия
Фосфиды - Фосфиды бинарные соединения фосфора с другими менее электроотрицательными химическими элементами, в которых фосфор проявляет отрицательную степень окисления. Получение Большинство фосфидов представляют собой соединения фосфора с типичными… … Википедия
Сложные вещества
Простые вещества
Химические элементы в свободном виде находятся в форме простых веществ Названия простых веществ не подчиняются систематической номенклатуре т.е. являются тривиальными. Число атомов в одной молекуле простого вещества называют атомностью . Например, все инертные газы (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn) - образуют одноатомные молекулы. Молекулы водорода (H 2), кислорода (O 2), азота (N 2), хлора (Cl 2) и др. – состоят из двух атомов одного и того же химического элемента и поэтому называются двухатомными.
Явление существования химического элемента в виде двух или нескольких простых веществ, различающихся по количественному составу или кристаллическому строению, получило называние аллотропия . В названиях аллотропных модификаций простых веществ по систематической номенклатуре, как правило, совпадающих с названием соответствующих химических элементов, необходимо указывать число атомов элемента в молекуле, например O 3 – трикислород (озон), S 8 – октасера (кристаллическая сера), S n –полисера (аморфная сера). Исключение составляют углерод и кислород, для которых аллторопные модификации называются, соответственно, алмаз, графит, карбин, фуллерен и озон .
Все изотопы какого-либо элемента (различные по атомному строению его разновидности) имеют одинаковое название. Единственным исключением является водород, каждый из трех изотопов которого имеет самостоятельное название: протий, дейтерий, тритий .
В соответствии с принципами систематической номенклатуры, химическая формула сложного вещества разделяется на условные электрически положительную (катион) и электрически отрицательную (анион) составляющие. Первая составляющая – катион ставится в формуле слева, а вторая – анион – справа.
В формулах бинарных соединений, состоящих из металла и неметалла, на первом месте (слева) всегда стоит металл: CaO, NaCl, Cr 2 O 3 , K 2 S и т.п.
В формулах веществ, не содержащих атомы металла, на первом месте указывается элемент с меньшей электроотрицательностью: H 2 O, C 2 H 6 , NO 2 , CS 2 и т.п. Исключение составляют некоторые соединения азота с водородом, для которых оставлено тривиальное написание формул: NH 3 , N 2 H 4 .
Названия бинарных соединений образуются от латинского корня названия более электроотрицательного элемента с окончанием -ид и русского названия менее электроотрицательного элемента в родительном падеже. Если менее электроотрицательного элемент может находится в различных состояниях окисления, то в скобках указывают его степень окисления. Число атомов более электроотрицательного элемента, входящего в состав бинарного соединения может быть указано греческим числительным (моно, ди, три, тетра и т.д.). Исключением из указанных правил являются водородные соединения неметаллов, проявляющие особые свойства и по этому их названия образуются по правилам, принятым для кислот.
Оксиды . Оксидами называются соединения химических элементов с одним или более атомов кислорода: H 2 O, CaO, CO 2 , NO, Al 2 O 3 и т.д. Оксиды, содержащие группу атомов кислорода, соединенных друг с другом (–О–О–), называются пероксидами , например, H 2 O 2 , CaO 2 – пероксиды водорода и кальция соответственно.
По функциональным признакам оксиды подразделяются на несолеобразующие или безразличные (CO, NO,N 2 O)и солеобразующие . Последние, в свою очередь, делятся на основные, кислотные и амфотерные .
Основными , называются оксиды, которым соответствуют основания и которые образуют соли при взаимодействии с кислотами или кислотными оксидами. Например, оксидам Na 2 O, CaO, FeO соответствуют основания NaOH, Ca(OH) 2 , Fe(OH) 2 и т.п.
Кислотными , называются оксиды, которым соответствуют кислоты и которые образуют соли при взаимодействии с основаниями или основными оксидами. Например, оксидам СO 2 , SO 3 , N 2 O 5 соответствуют кислоты H 2 CO 3 , H 2 SO 4 , HNO 3 и т.п. Кислотные оксиды могут быть получены путем отнятия воды от соответствующих кислот, поэтому их называют также ангидридами кислот.
К амфотерным относятся оксиды, которые в зависимости от условий проявляют кислотные или основные свойства т.е. могут образовывать соли как с кислотами, так и с основаниями. К амфотерным оксидам относятся ZnO, Al 2 O 3 , SnO, Cr 2 O 3 , PbO и др.
Амфотерные оксиды не взаимодействуют с водой, а кислотные и основные оксиды прямо или косвенно взаимодействуя с водой образуют соответствующие кислоты и основания.
Галогениды . Это соединения галогенов (F, Cl, Br, I) с менее электро-отрицательными элементами: NaCl, AgBr, KI, NaF и т.п.
Халькогениды . К этой группе принадлежат бинарные соединения элементов группы VIА – серы (S), селена (Se) и теллура (Te) с менее электроотрицательными элементами: CdS, H 2 S, K 2 Te, Cu 2 Se и т.п.
Водные растворы водородных соединений S, Se и Te относят к бескислорподным кислотам с соответствующими названиями: H 2 S – сероводородная кислота; H 2 Se – селеноводородная кислота; H 2 Te – теллуроводородная кислота.
Нитриды . Это бинарные соединения азота с менее электроотрицательными элементами: V 3 N, Mg 3 N 2 , BN и т.п. Нитриды переходных металлов – металлоподобные химически устойчивые соединения с очень высокой твердостью и тугоплавкостью.
Водородные соединения азота и их производные . К этому типу веществ относят NH 3 – аммиак (нитрид водорода), N 2 H 4 – гидразин, диамид (пернитрид водорода) и HN 3 – азидоводород (азид водорода). Их ионные производные имеют следующие названия:
NH 4 + – аммоний ; NH 2 – – амид ; NH 2– – имид ; N 3– – нитрид ; N 2 H 5 + – гидразиний (1+); N 2 H 6 2+ – гидразиний (2+).
Фосфиды . Это бинарные соединения фосфора с менее электроотрицательными элементами: Ca 3 P 2 , Fe 3 P, K 2 P 5 и т.п. Соединения фосфора с водородом – H 3 P –фосфид водорода и H 4 P 2 – дифосфид водорода – традиционно рассматриваются как гидриды. Поэтому они имеют специальные названия – фосфин и дифосфа н и записываются как PH 3 и P 2 H 4 .
Карбиды . К карбидам относятся соединения углерода с менее электроотрицательными элементами: CaC 2 , SiC, TaC, Mg 2 C 3 и т.п.
Гидриды . Гидридами являются соединения водорода с металлами или неметаллами, менее электроотрицательными, чем водород: CaH 2 , FeH 2 и т.п. Для гидридов элементов групп IVA и VA применяют специальные названия с суффиксами -ан и -ин : SiH 4 – моносилан ; Si 3 H 8 – трисилан ; AsH 3 – арсин ; SbH 3 – стибин ; BiH 3 – висмутин ; As 2 H 4 – диарсан .
Общее название многочисленных гидридов бора – бораны . Число атомов водорода в этих соединениях указывают арабской цифрой в круглых скобках: B 2 H 6 – диборан (6) ; B 5 H 11 – пентаборан (11) .
Интерметаллиды . Интерметаллиды - химические соединения двух металлов. Для записи формул интерметаллических соединений принят следующий порядок. Если металлы принадлежат к разным группам, то первым в формуле указывается элемент, расположенный левее в длиннопериодном варианте периодической таблицы Менделеева (Mg 2 Sn 2 и т.п.), а если металлы находятся в одной группе, то первым указывается элемент с большим порядковым номером: KNa 2 , AuCu 3 и т.п. Систематическое название интерметаллидов составляется из названий элементов с соответствующими числовыми приставками в именительном падеже: CuZn 3 – трицинк-медь ; Na 3 Pb 7 – гептасвинец-тринатрий .
Другие бинарные соединения . Помимо указанных в табл. 1 бинарных соединений, существуют и другие, подобные им вещества, где в качестве электроотрицательной составляющей выступают B, Si, As и другие химические элементы. Принципы построения их названий и написания формул не отличаются от рассмотренных типов.
Часть I
1. Сероводород.
1) Строение молекулы:
2) Физические свойства: бесцветный газ, с резким запахом тухлых яиц, тяжелее воздуха.
3) Химические свойства (закончите уравнения реакций и рассмотрите уравнения в свете ТЭД или с позиций окисления-восстановления).
4) Сероводород в природе: в виде соединений – сульфидов, в свободном виде – в вулканических газах.
2. Оксид серы (IV) – SO2
1) Получение в промышленности. Запишите уравнения реакций и рассмотрите их с позиций окисления-восстановления.
2) Получение в лаборатории. Запишите уравнение реакции и рассмотрите её в свете ТЭД:
3) Физические свойства: газ с резким удушливым запахом.
4) Химические свойства.
3. Оксид серы (VI)- SO3.
1) Получение синтезом из оксида серы (IV):
2) Физические свойства: жидкость, тяжелее воды, в смеси с серной кислотой – олеум.
3) Химические свойства. Проявляет типичные свойства кислотных оксидов:
Часть II
1. Охарактеризуйте реакцию синтеза оксида серы (VI) по всем классификационным признакам.
а) каталитическая
б) обратимая
в) ОВР
г) соединения
д) экзотермическая
е) горения
2. Охарактеризуйте реакцию взаимодействия оксида серы (IV) с водой по всем классификационным признакам.
а) обратимая
б) соединения
в) не ОВР
г) экзотермическая
д) некаталитическая
3. Объясните, почему сероводород проявляет сильные восстановительные свойства.
4. Объясните, почему оксид серы (IV) может проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства:
Подтвердите этот тезис уравнениями соответствующих реакций.
5. Сера вулканического происхождения образуется в результате взаимодействия сернистого газа и сероводорода. Запишите уравнения реакции и рассмотрите с позиций окисления-восстановления.
6. Запишите уравнения реакций переходов, расшифровав неизвестные формулы:
7. Напишите синквейн на тему «Сернистый газ».
1) Сернистый газ
2) Удушливый и резкий
3) Кислотный оксид, ОВР
4) Используется для получения SO3
5) Серная кислота H2SO4
8. Используя дополнительные источники информации, в том числе и Интернет, подготовьте сообщение о токсичности сероводорода (обратите внимание на его характерный запах!) и первой помощи при отравлении этим газом. Запишите план сообщения в особой тетради.
Сероводород
Бесцветный газ с запахом тухлых яиц. Обнаруживается в воздухе по запаху даже в малых концентрациях. В природе встречается в воде минеральных источников, морей, вулканических газах. Образуется при разложении белков без доступа кислорода. Может выделяться в воздух в ряде производств химической, текстильной промышленности, при добыче и переработке нефти, из канализации.
Сероводород - сильный яд, вызывающий острые и хронические отравления. Оказывает местное раздражающее и общетоксическое действие. При концентрации 1,2 мг/л отравление развивается молниеносно, смерть наступает вследствие острого угнетения процессов тканевого дыхания. При прекращении воздействия даже при тяжелых формах отравления пострадавший может быть возвращен к жизни.
При концентрации 0,02-0,2 мг/л наблюдается головная боль, головокружение, стеснение в груди, тошнота, рвота, понос, потеря сознания, судороги, поражение слизистой оболочки глаз, конъюнктивит, светобоязнь. Опасность отравления увеличивается в связи с потерей обоняния. Постепенно нарастает сердечная слабость и нарушение дыхания, коматозное состояние.
Первая помощь - удаление пострадавшего из загрязненной атмосферы, вдыхание кислорода, искусственное дыхание; средства, возбуждающие дыхательный центр, согревание тела. Рекомендуются также глюкоза, витамины, препараты железа.
Профилактика - достаточная вентиляция, герметизация некоторых производственных операций. При спуске рабочих в колодцы и емкости, содержащие сероводород, они должны обязательно пользоваться противогазами и спасательными поясами на тросах. Обязательна газоспасательная служба в шахтах, в местах добычи и на предприятиях по переработке нефти.