Генетическая связь между классами неорганических веществ

Родство и взаимосвязь химических превращений подтверждается генетической связью между классами неорганических веществ. Одно простое вещество в зависимости от класса и химических свойств образует цепочку превращений сложных веществ – генетический ряд.

Неорганические вещества

Соединения, не имеющие углеродного скелета, характерного для органических веществ, называются неорганическими или минеральными веществами. Все минеральные соединения классифицируются на две обширные группы:

  • простые, состоящие из атомов одного элемента;
  • сложные, включающие атомы двух и более элементов.

Общая классификация веществ

Рис. 1. Общая классификация веществ.

К простым соединениям относятся:

  • металлы (K, Mg, Ca);
  • неметаллы (O2, S, P);
  • инертные газы (Kr, Xe, Rn).

Сложные вещества имеют более разветвлённую классификацию, приведённую в таблице.

Класс

Подкласс

Примеры

Оксиды

Основные

CaO, Na2O

Кислотные

CO2, SO3

Амфотерные

ZnO, Al2O3

Гидроксиды

Нерастворимые основания

Mg(OH)2, Cu(OH)2

Щёлочи

NaOH, Ba(OH)2

Амфотерные

Zn(OH)2, Fe(OH)3

Кислоты

Бескислородные

HCl, H2S, HCN

Кислородсодержащие

HNO3, H2SO4

Соли

Основные (комплексные)

Zn(OH)Cl, Cu2(OH)2CO3

Кислые

NaHSO3, CaHPO4

Средние

Na2SO4, Ca3(PO4)2

Классификация сложных веществ

Рис. 2. Классификация сложных веществ.

Амфотерные металлы образуют соответствующие оксиды и гидроксиды. Амфотерные соединения проявляют свойства кислот и оснований.

Генетические ряды

Простые вещества – металлы и неметаллы – образуют цепочки превращений, отражающие генетическую связь неорганических веществ. Посредством химических реакций присоединения, замещения и разложения образуются новые более простые или сложные соединения.

Каждое звено цепочки связано с предыдущим наличием простого вещества. Различие между двумя типами генетических рядов заключается в реакции с водой: металлы образуют растворимые и нерастворимые основания, неметаллы – кислоты.

Основные цепочки превращений описаны в таблице.

Вещество

Генетический ряд

Примеры

Металл

Активный металл → основный оксид → щёлочь → соль

– 2Са + О2 → 2CaO;

– CaO + Н2О → Ca(ОН)2;

– Ca(ОН)2 + 2HCl → CaCl2 + 2H2O

Малоактивный металл → основный оксид → соль → нерастворимое основание → основный оксид → металл

– 2Cu + O2 → 2CuO;

– CuO + 2HCl → CuCl2 + H2O;

– CuCl2 + 2KOH → Cu(OH)2 + 2KCl;

– Cu(OH)2 → CuO + H2O;

– CuO + H2 → Cu + H2O

Неметалл

→ кислотный оксид → растворимая (сильная) кислота → соль

– 4P + 5O2 → 2P2O5;

– P2O5 + 3H2O → 2H3PO4;

– H3PO4 + 3NaOH → Na3PO4 + 3H2O

→ кислотный оксид → соль → нерастворимая (слабая) кислота → кислотный оксид → неметалл

– Si + O2 → SiO2;

– SiO2 + 2NaOH → Na2SiO3 + H2O;

– Na2SiO3 + 2HCl → H2SiO3 + 2NaCl;

– H2SiO3 → SiO2 + H2O;

– SiO2 + 2Zn → 2ZnO + Si

Схема генетической связи между классами

Рис. 3. Схема генетической связи между классами.

С помощью цепочки превращения можно получить средние (нормальные) или кислые соли. Комплексные соли могут включать несколько атомов металлов и неметаллов.

Что мы узнали?

Генетическая связь показывает взаимосвязь между классами неорганических веществ. Она характеризуется генетическим рядом – чередой превращений простых веществ. К простым веществам относятся металлы и неметаллы. Металлы образуют растворимые и нерастворимые основания в зависимости от активности. Неметаллы превращаются в сильные или слабые кислоты. Новые сложные вещества ряда образуются реакциями присоединения, замещения и разложения.

Тест по теме

Оценка доклада

Средняя оценка: 4.7. Всего получено оценок: 162.

Предметы