Водородные соединения неметаллов. Закономерности в изменении их свойств в связи с положением химических элементов в периодической системе Д. И. Менделеева.

С неметаллами водород образует летучие соединения молекулярного строения. В обычных условиях это газы (исключение – вода H₂O). Например, CH₄ – метан, NH₃ –аммиак, HF – фтороводород и др.

Группа IV V VI VII

общая формула водородного RH4 RH3 RH2 RH

соединения.

Представители (CH₄ ,SiH₄) (NH₃ ,PH₃) (H₂O, H₂S, H₂Se) (HF, HCl, HBr, HI)

Растворимость в воде нераствор. раствор. раствор. раствор.

Агрегатное состояние газы газы газы газы

(искл.- H₂O)

Характер безразличный основной кислотный кислотный

(нейтраль- (искл. H₂O-

ный) амфотерный)

Отношение к кислороду горят горят горят негорючие

При растворении в воде водородные соединения неметаллов дают гидраты – основания или кислоты. Соединения с общей формулой RH₃ проявляют основные свойства. При взаимодействии с водой они образуют основания, а при взаимодействии с кислотами – соли. Например, при растворении аммиака образуется гидроксид аммония – основание, а при взаимодействии с соляной кислотой – хлорид аммония – соль.

NH₃ + H₂O = NH₄OH

гидроксид аммония

NH₃ + HCl = NH₄Cl

аммиак хлорид аммония

Соединения с общими формулами RH₂ и RH проявляют кислотные свойства. Так, при растворении в воде водородные соединения галогенов, серы, селена и теллура образуют кислоты той же формулы, что и сами водородные соединения: HF – фтороводородная (плавиковая), HCl – хлороводородная (соляная), HBr – бромоводородная, HI – иодоводородная, H₂S – сероводородная, H₂Se – селеноводородная, H₂Te – теллуроводородная.

Как все кислоты, они диссоциируют в растворах с отщеплением катионов водорода, например,

HCl = H⁺ + Cl^–

соляная кислота

При взаимодействии со щелочами эти водородные соединения образуют соли. Например, сероводород взаимодействует со щелочью с образованием соли и воды:

H₂S + NaOH = Na₂S + H₂O

Сероводород гидроксид натрия сульфид натрия

В периоде слева направо кислотные свойства водородных соединений увеличиваются.

В подгруппе сверху вниз кислотные свойства

и окислительная способность водородных

соединений увеличиваются, а

основные свойства – уменьшаются.

Вода является амфотерным соединением, т.к. взаимодействует и с основными и с кислотными оксидами: CaO + H₂O = Ca(OH)₂.

оксид кальция гидроксид кальция (основание)

SO₃ + H₂O = H₂SO₄.

оксид серы (VI) cерная кислота

Высшие оксиды и гидроксиды химических элементов третьего периода. Закономерности в изменении их свойств в связи с положением химических элементов в периодической системе.

Высшие оксиды и гидроксиды – это соединения, в состав которых входит элемент данной группы с высшей степенью окисления.

Высшие оксиды и гидроксиды химических элементов третьего периода

В периоде слева направометаллические свойства химических элементов ослабевают,

соответственно, свойства высших оксидов и их гидратов постепенно изменяются от основных к кислотным (кислотные свойства оксидов и их гидратов слева направо в периоде усиливаются). Так, оксиды Na₂O, MgO – основные, Al₂O₃ – амфотерный, а SiO₂ , P₂O₅ , SO_{3 ,} Cl₂O₇ – кислотные. Основным оксидам соответствуют основания, а кислотным – кислоты.

Основные оксиды взаимодействуют с водой, с кислотными оксидами, с кислотами.

Na₂O + H₂O = 2NaOH, Na₂O + SO₃ = Na₂SO_{4 ,} MgO + 2HCl = MgCl₂ + H₂O

гидроксид натрия сульфат натрия хлорид магния

Их гидраты (основания) взаимодействуют с кислотными оксидами, с кислотами, с солями.

2NaOH + CO₂ = Na₂CO₃ + H₂O (карбонат натрия и вода)

NaOH + HCl = NaCl + H₂O (хлорид натрия и вода)

2NaOH + CuSO₄ = Na₂SO₄+ Cu(OH)₂ ↓ (сульфат натрия и гидроксид меди (II).

Амфотерный оксид Al₂O₃ не взаимодействует с водой, реагирует со щелочами и кислотами.

Al₂O₃ + 2NaOH = 2NaAlO₂+ H₂O (при сплавлении оксида со щелочью получается соль

алюминат натрия и вода).

Al₂O₃ + 6HCl = 2AlCl₃+ 3H₂O (хлорид алюминия и вода).

Кислотные оксиды реагируют с водой, с основными оксидами, с основаниями.

SO₃ + H₂O = H₂SO₄ (серная кислота)

SO₃ + Na₂O = Na₂SO₄ (сульфат натрия)

SO₃ + 2NaOH = Na₂SO₄ + H₂O (сульфат натрия и вода).

Гидраты кислотных оксидов (кислоты) реагируют с основными оксидами, с основаниями, ссолями более слабых, летучих и нерастворимых кислот, с металлами, стоящими в рядунапряжений до водорода. H₂SO₄ + CuO = CuSO₄+ H₂O (сульфат меди и вода).

H₂SO₄ + Cu(OH)₂ = CuSO₄ + 2H₂O , H₂SO₄ + Na₂CO₃ = Na₂SO₄ + CO₂ ↑ + H₂O.

Кислоты: классификация и свойства на основе представлений теории электролитической диссоциации. Практическое применение.

Кислоты– это электролиты, которые при диссоциации образуют катионы водорода и анионы кислотных остатков.

Например, HCl H⁺ + Cl ^–

Классификация.

По составу кислоты бывают:

а)бескислородные – HCl – соляная H₂S – сероводородная и т.д.

б) кислородсодержащие – HNO₃ – азотная, H₂SO₄ – серная, H₃PO₄ – ортофосфорная и т.д.

По числу атомов водорода, способных замещаться на металл: одноосновные – HCl, HNO₃ (соляная, азотная), двухосновные – H₂SO₄ (серная), трехосновные – H₃PO₄ (ортофосфорная).

Физические свойства. Кислоты могут быть жидкими (например, HNO₃, H₂SO₄, HClO₄– азотная, серная, хлорная) и твердыми (например, H₃PO₄, H₃BO₃,H₂SiO₃.– ортофосфорная, борная, кремниевая). Многие кислоты хорошо растворимы в воде (кроме кремниевой). Растворы их имеют кислый вкус, разъедают растительные и животные ткани.

Химические свойства. С точки зрения ТЭД все общие характерные свойства кислот: изменение окраски индикатора, взаимодействие с основными оксидами, основаниями, солями обусловлены катионами водорода H⁺.

· Изменяют цвет индикатора: в кислоте лакмус – красный, метилоранж – розовый.

· Взаимодействуют с основными оксидами:

Кислота + основной оксид = соль + вода CuO + H₂SO₄ = CuSO₄ + H₂O

Сульфат меди

· Взаимодействуют с основаниями:

Кислота + основание = соль + вода HCl + NaOH = NaCl + H₂O

В ионном виде: H⁺ + Cl ^– + Na⁺ + OH ^– = Na⁺ + Cl ^– + H₂O

H⁺ + OH ^– = H₂O

· Взаимодействуют с солями:

Кислота + соль = новая кислота + новая соль H₂SO₄ + BaCl₂ = BaSO_{4 ↓} + 2HCl

( если образуется осадок ↓или газ ↑) сульфат бария

В ионном виде: 2H⁺ + SO₄ ^2– + Ba²⁺ + 2Cl ^– = BaSO₄ ↓ + 2H⁺ + 2Cl ^–

Ba²⁺ + SO₄^2– = BaSO₄ ↓

2HCl + Na₂CO₃ = 2NaCl + H₂O + CO₂↑

хлорид натрия

В ионном виде: 2H⁺ + 2Cl ^– + 2Na⁺ + CO₃ ^2– = 2Na⁺ + 2Cl ^– + H₂O + CO₂ ↑

2H⁺ + CO₃ ^2– = H₂O + CO₂ ↑

· Взаимодействуют с металлами:

Металл + кислота = соль + водород Fe + 2HCl = FeCl₂ + H₂↑

(металлы, стоящие в ряду напряжений хлорид железа (II)

до водорода, кислоты неокислители)

! При попадании кислоты на кожу нужно нейтрализовать ее раствором соды, смыть водой.

Применение.

1. Соляная кислота используется при паянии, при получении красок, пластмасс, лекарств, солей

2. Азотная кислота применяется при получении серной кислоты, в производстве красителей, лекарств, фотопленки, взрывчатых веществ, удобрений, при получении «царской» водки и т.д.

3.Серная кислота используется в производстве красителей, взрывчатых веществ, лекарств, солей, минеральных удобрений.

4. В машиностроении серной кислотой очищают поверхность металла от оксидов перед покрытием (никелированием, хромированием). Она широко используется в органическом синтезе , как электролит в аккумуляторах и т.д.

Основания: классификация, свойства на основе представлений теории электролитической диссоциации. Практическое применение.

Основания – это сложные вещества, в состав которых входят атомы металлов (или группа аммония NH₄), соединенные с одной или несколькими гидроксильными группами (ОН).

В общем виде основания можно представить формулой: Ме(ОН)n.

С точки зрения теории электролитической диссоциации (ТЭД), основания – это электролиты, при диссоциации которых в качестве анионов получаются только гидроксид-анионы (OH^–).Например, NaOH = Na⁺ + OH^–.

Классификация.ОСНОВАНИЯ

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: