Как составить графические формулы солей

При
графическом изображении формул веществ указывается последовательность расположения
атомов в молекуле с помощью, так называемых валентных штрихов (термин
«валентный штрих» предложил в 1858 г. А. Купер для обозначения химических сил
сцепления атомов), иначе называемых валентной чертой (каждая валентная черта,
или валентный штрих, эквивалентны одной паре электронов в ковалентных
соединениях или одному электрону, участвующему в образовании ионной связи).
Часто неправильно принимают графическое изображение формул за структурные
формулы, приемлемые только для соединений с ковалентной связью и показывающие
взаимное расположение атомов в молекуле.

Так, формула Nа—СL не является структурной, так как NаСI — ионное соединение, в его
кристаллической решетке отсутствуют молекулы (молекулы NаСL существуют только в газовой фазе).
В узлах кристаллической решетки NаСI
находятся ионы, причем каждый Nа⁺
окружен шестью хлорид-ионами. Это графическое изображение формулы вещества,
показывающее, что ионы натрия не связаны между собой, а с хлорид-ионами. Не
соединяются между собой и хлорид-ионы, они соединены с ионами натрия.

Покажем
это на примерах. Мысленно предварительно «разбиваем» лист бумаги на несколько
столбцов и выполняем действия согласно алгоритмам по графическому изображению
формул оксидов, оснований, кислот, солей в следующем порядке.

Графическое
изображение формул оксидов (например, Аl₂O₃)

                                                                
                       III II

1. Определяем
валентность атомов элементов в Аl₂O₃

2.
Записываем химические знаки атомов металлов на первое место (первый столбец).
Если атомов металлов больше одного, то записываем и в один столбец и обозначаем
валентность (число связей между атомами) валентными штрихами

З.
Второе место (столбец), тоже в один столбец, занимают химические знаки атомов
кислорода, причем к каждому атому кислорода должно подходить по два валентных
штриха, так как кислород двухвалентен

                                                                        
                             lll   ll  l

Графическое изображение формул оснований (например Fе(ОН)₃)

1.
Определяем валентность атомов элементов Fе(ОН)₃

2.
На первом месте (первый столбец) пишем химические знаки атомов металла,
обозначаем их валентность Fе

З.
Второе место (столбец) занимают химические знаки атомов кислорода, которые
присоединяются одной связью к атому металла, вторая связь пока «свободна»

  

4.
Третье место (столбец) занимают химические знаки атомов водорода,
присоединяющихся на  «свободную»
валентность атомов кислорода

Графическое
изображение формул кислот (например, Н₂SO₄)

                                                  
                                    l  Vl  ll

1. Определяем
валентность атомов элементов Н₂SO₄.

2.
На первом месте (первый столбец) пишем химические знаки атомов водорода в один
столбец с обозначением валентности

Н—

Н—

З.
Второе место (столбец) занимают атомы кислорода, присоединяясь одной валентной
связью к атому водорода, при этом вторая валентность каждого атома кислорода
пока «свободна»

Н—
О —

Н—
О —

4.
Третье место (столбец) занимают химические знаки атомов кислотообразователя с
обозначением валентности

5.
На «свободные» валентности атома кислотообразователя присоединяются атомы
кислорода согласно правилу валентности

Графическое
изображение формул солей

Средние
соли
(например, Fe₂SO₄)₃) В средних солях все
атомы водорода кислоты замещены на атомы металла, поэтому при графическом
изображении их формул первое место (первый столбец) занимают химические знаки
атомов металла с обозначением валентности, а далее — как в кислотах, то есть
второе место (столбец) занимают химические знаки атомов кислорода, третье место
(столбец) — химические знаки атомов кислотообразователя, их три и они присоединяются
к шести атомам кислорода. На «свободные» валентности кислотообразователя присоединяются
атомы кислорода согласно правилу валентности

Кислые
соли (например, Ва(Н₂PO₄)₂) Кислые соли можно рассматривать
как продукты частичного замещения атомов водорода в кислоте атомами металла,
поэтому при составлении графических формул кислых солей на первое место (первый
столбец) записывают химические знаки атомов металла и водорода с обозначением
валентности

Н—

Н—

Ва
=

Н—

Н—

Второе
место (столбец) занимают химические знаки атомов кислорода

Третье
место (столбец) — химические знаки атомов кислотообразователя,  на «свободные» 
валентности кислотообразователя присоединяются атомы кислорода согласно
правилу валентности

Основные
соли
(например, А1ОНSO₄) Основные соли определяем, чем как
продукт частичного замещения группы ОН основания на кислотный остаток. При
составлении графических формул основных солей первое место (столбец) занимают
химические знаки атомов металлов с обозначением валентности, второе (столбец) —
химические знаки атомов металлов кислорода, третье — химические знаки атомов
водорода и кислотообразователя с обозначением соответствующей валентности. На
«свободные»  валентности атома
кислотообразователя присоединяются атомы кислорода согласно правилу валентности

Для того чтобы
изобразить формулу соли графически,
следует:

1. Правильно написать
эмпирическую формулу этого соединения.

2. Учитывая, что
любая соль может быть представлена как
продукт нейтрализации соответствующих
кислоты и основания, следует изобразить
отдельно формулы кислоты и основания,
образовавших данную соль.

Например:

Ca(HSO₄)₂
– гидросульфат кальция можно получить
при неполной нейтрализации серной
кислоты H₂SO₄
гидроксидом кальция Са(ОН)₂.

3. Определить, какое
количество молекул кислоты и основания
требуется для получения молекулы этой
соли.

Например:

Для получения
молекулы Ca(HSO₄)₂
требуется одна молекула основания (один
атом кальция) и две молекулы кислоты
(два кислотных остатка НSО₄^-1).

Са(ОН)₂
+ 2H₂SO₄
= Ca(HSO₄)₂
+
2H₂O

Построить графические
изображения формул установленного
числа молекул основания и кислоты и,
мысленно убрав, участвующие в реакции
нейтрализации и образующие воду, анионы
гидроксила основания и катионы водорода
кислоты, получить графическое изображение
формулы соли:

H
– O O H – O O

S
S

O – H
H – O O O O

Сa

+ → Ca
+ 2
H-O-H

O – H
H – O O O O

S
S

H-
O
O
H
– O
O

1.4.4. Физические свойства солей.

Соли представляют
собой твердые кристаллические вещества.
По растворимости в воде их можно
подразделить на:

1) хорошо растворимые,

2) мало растворимые,

3) практически
нерастворимые.

Большинство
солей азотной и уксусной кислот, а также
солей калия, натрия и аммония – растворимы
в воде.
Соли имеют широкий диапазон температур
плавления и термического разложения.

1.4.5. Химические свойства солей.

Химические свойства
солей характеризуют их отношение к
металлам, щелочам, кислотам и солям.

1. Соли
в растворах взаимодействуют с более
активными металлами.

Более активный
металл замещает менее активный металл
в соли (см. ряд активностей металлов).

Например:

Рb(NO₃)₂
+ Zn = Рb
+ Zn(NO₃)₂

Hg(NO₃)₂
+ Cu = Нg
+ Cu(NO₃)₂

2. Растворы
солей взаимодействуют со щелочами,
при этом получаются новое основание и
новая соль.

Например:

CuSO₄
+ 2КОН = Сu(ОН)₂
+ 2K₂SO₄

FeCl₃
+3NаОН
= Fe(OH)₃
+ 3NaCl

3. Соли
реагируют с растворами более сильных
или менее летучих кислот,
при этом получаются новая соль и новая
кислота.

Например:

а) в результате
реакции образуется более слабая кислота
или более летучая кислота:

Na₂S
+ 2НС1 = 2NaCl
+ H₂S

б) Возможны и
реакции с солей сильных кислот с более
слабыми кислотами, если в результате
реакции образуется малорастворимая
соль:

СuSО₄
+ Н₂S
= СuS
+ H₂SO₄

4. Соли
в растворах вступают в обменные реакции
с другими солями, при этом получаются
две новые соли.

Например:

NaС1
+ АgNO₃
= AgCl
+ NaNO₃

CaCI₂
+ Na₂CO₃
= CaCO₃
+ 2NaCl

CuSO₄
+ Na₂S
= CuS
+ Na₂SO₄

Обменные реакции
протекают практически до конца, если
один из продуктов реакции выделяется
из сферы реакции в виде осадка, газа
или, если при реакции образуется вода
или другой слабый электролит.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #

  25.03.201550.33 Mб46учебник элтех.PDF

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

ГРАФИЧЕСКИЕ ФОРМУЛЫ НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

Очень часто формулы молекул оксидов, оснований, кислот, амфотерных гидроксидов и солей изображают графически. Для этого необходимо знать валентность каждого элемента, входящего в состав молекулы. Валентность элементов изображается черточками. Число черточек, отходящих от химического знака элементов, равно его валентности, например, Н , О =, Al  и т.д.

Так как в молекуле свободные валентности отсутствуют, то надо так составить формулу, чтобы число черточек одного элемента соответствовало числу черточек другого элемента. Валентность разных атомов в молекуле взаимонасыщенна (отсутствуют свободные черточки), например, оксид натрия Na₂O, в котором натрий одновалентен, а кислород двухвалентен.

Тогда графическая формула оксида имеет вид:

Na – O – Na

От атома кислорода отходят две черточки, от каждого атома натрия – по одной.

Графическая формула оксида алюминия Al₂O₃ имеет вид:

O = Al – O – Al = O

Алюминий трехвалентен, а кислород двухвалентен. От каждого атома алюминия отходят три черточки, от атома кислорода – две.

Графические формулы оснований

K – O – H H – O – Ba – O – H H – O – Al – О – Н

׀

O – H

KOH Ba(OH)₂ Al(OH)₃

гидроксид калия гидроксид бария гидроксид алюминия

В молекуле оснований атомы водорода связаны с кислородом.

Графические формулы кислот

В молекулах кислородосодержащих кислот атомы водорода, способные замещаться металлом, связаны с атомом неметалла через кислород:

H – O

Н – O – N = О Н – О – C – О – Н H – О – P = O

H – O ׀׀ ׀׀

O О

HNO₃ H₂CO₃ H₃PO₄

азотная кислота угольная кислота ортофосфорная кислота

В состав уксусной кислоты СН₃СООН входят четыре атома водорода, но только один из них связан с кислородом, поэтому в уксусной кислоте только один атом водорода, соединенный с атомом кислорода, способен замещаться атомом металла:

Н О

׀ ׀׀

Н – С – С – О – Н

׀

Н

Графические изображения солей

Графическое изображение формул средних и особенно кислых солей часто вызывает затруднения. При их составлении нужно сначала написать графическое изображение формулы кислоты и затем заменить в ней полностью (нормальная соль) или частично (кислая соль) атомы водорода атомами металла. Если в молекулу соли входит несколько кислотных остатков, например, Mg(NO₃)₂, то нужно писать рядом столько формул кислоты, сколько кислотных остатков входит в молекулу соли, и заменить в них полностью атомы водорода атомами металла.

Графическая формула средней (нормальной) соли Mg(NO₃)₂ имеет вид:

HNO₃ Mg(NO₃)₂

азотная кислота нитрат магния

O

׀׀

O – N = O

Mg

O – N = O

׀׀

O

O

׀׀

H – O – N = O

Mg

H – O – N = O

׀׀

O

Графическая формула кислой соли КHCO₃ имеет вид:

Н₂СО₃ КНCO₃

угольная кислота гидрокарбонат калия

К H – O – С – O – Н

׀׀

O

К – O – С – O – Н

׀׀

O

При составлении основных солей нужно сначала написать графическую формулу основания и затем заменить в ней частично гидроксогруппы ОН кислотными остатками. Например, в основной соли MgOHNO₃ гидроксогруппа ОН замещена кислотным остатком NO.

Графическая формула основной соли MgOHNO₃ имеет вид:

Mg(OH)₂ HNO₃ MgOHNO₃

гидроксид магния азотная кислота гидроксонитрат магния

O

׀׀

H – O – Mg – O – N = O

O

׀׀

H – O – Mg – O – H H – O – N = O

Раздел 1. Классификация неорганических веществ.
Состав, номенклатура и графические формулы оксидов, оснований, кислот и солей

В
настоящее время известно около 400 тысяч различных неорганических веществ. Все неорганические
вещества можно разделить на классы – оксиды, кислоты, основания и соли. Каждый
класс объединяет вещества, сходные по составу и по свойствам.

Все
неорганические вещества делятся на простые
и сложные.

где
Ас – кислотный остаток, х – число
атомов водорода, равное валентности кислотного остатка.

Примеры
кислот: НСl, HNO₃, H₂SO₄, H₃PO_4.

Амфотерные
гидроксиды
– это сложные вещества, которые имеют свойства кислот и свойства оснований.
Поэтому формулы амфотерных гидроксидов можно записывать в форме оснований и в
форме кислот.

Примеры
амфотерных гидроксидов:

Состав
нормальных солей выражается общей формулой:

где
х 
– число атомов металла; у –
число кислотных остатков.

Примеры
солей: К₃РО₄, МgSO₄, FeCl_3.

Номенклатура

Называются они просто – “оксид + название элемента”
(см. таблицу). Если валентность химического элемента переменная, то указывается
римской цифрой, заключённой в круглые скобки, после названия химического
элемента.

Классификация
оксидов

Все оксиды можно разделить на две группы:
солеобразующие (основные, кислотные, амфотерные) и несолеобразующие или
безразличные.

3). Амфотерные оксиды –
это оксиды, которым соответствуют основания и кислоты. К ним относятся оксиды
металлов главных и побочных подгрупп с
валентностью III, иногдаIV, а также цинк и бериллий (Например, BeO, ZnO, Al₂O₃, Cr₂O₃).

4). Несолеобразующие
оксиды – это оксиды безразличные к кислотам и основаниям. К ним
относятся оксиды неметаллов с валентностью I и II (Например, N₂O, NO, CO).

Вывод:  характер
свойств оксидов в первую очередь зависит от валентности элемента.

Например, оксиды хрома:

CrO (II – основный);

Cr ₂O₃ (III  – амфотерный);

CrO₃ (VII – кислотный).

Классификация
оксидов

(по растворимости в воде)

Кислотные оксиды	Основные оксиды	Амфотерные оксиды
Растворимы в воде. Исключение –SiO2  (не растворим в воде)	В воде растворяются только оксиды щелочных и щелочноземельных металлов (это металлы  I «А» и II «А» групп, исключение Be ,Mg)	С водой не взаимодействуют. В воде не растворимы

Графические
формулы

В
оксидах атомы кислорода связаны только с атомами другого элемента и не связаны
друг с другом. Например:

Номенклатура

По номенклатуре основания называют гидроксидами. Если
валентность химического элемента переменная, то указывается римской цифрой,
заключённой в круглые скобки, после названия химического элемента:

Классификация оснований

Графические
формулы

В молекуле
основания атом металла соединяется с атомами кислорода гидроксидных групп.
Например:

Номенклатура

Например,
    HCl⁺⁷O₄ – хлорная кислота,

                       
HCl⁺⁵O₃ – хлорноватая кислота,

                       
HCl⁺³O₂ – хлористая кислота,

                       
HCl⁺¹O – хлорноватистая кислота.

Если элемент в одной и
той же степени окисления образует несколько кислородсодержащих кислот, то к
названию кислоты с меньшим содержанием кислородных атомов добавляется приставка мета-, при наибольшем числе – приставка орто-.

Например,
    HBO₂ – метаборная кислота, H₃BO₃ – ортоборная кислота; HPO₃ – метафосфорная кислота, H₃PO₄ – ортофосфорная кислота.

Названия бескислородных
кислот образуются от названия элемента с окончанием на –о и прибавлением слова «водородная».

Например, HF – фтороводородная; HCl – хлороводородная, H₂S – сероводородная.

Помимо этих названий, в
русском языке применяются традиционные названия для некоторых важных и часто
применяемых соединений.

Например, HСl – соляная кислота;

HF – плавиковая кислота;

HCN – синильная кислота и др.
                           

Графические
формулы

В
оксокислотах атомы водорода связаны с атомами кислорода, но не с атомами
кислотообразующего элемента. Например:

В
оксокислотах, молекулы которых содержат 2 и более атомов кислотообразующего
элемента, эти атомы соединяются через атомы кислорода. Например:

Молекулярная
формула любого амфотерного гидроксида может быть записана в форме основания и в
форме кислоты:

Номенклатура

Названия солей

для средней
соли – 

название кислотного
остатка + название металла + указываем валентность для металла с переменной
валентностью 

Na₂SO₄– сульфат натрия, 

CuSO₄–
сульфат меди (II) 

для кислой соли
–  

«гидро» или
«дигидро» + название кислотного остатка + название металла +
указываем валентность для металла с переменной валентностью

NaHSO₄ –
гидросульфат натрия; 

NaH₂PO₄ – дигидроортофосфат натрия

для основной соли –

«гидроксо» + название кислотного остатка + название
металла + указываем валентность для металла с переменной валентностью

Mg(OH)Cl – гидроксохлорид магния

Классификация солей

Нормальные (средние) соли

Нормальные
(средние) соли – это продукты полного замещения атомов водорода в молекуле
кислоты атомами металла, или продукты полного замещениягидроксидных групп в
молекуле основания кислотными остатками. Например:

При
составлении графических формул нормальных солей следует в графических формулах
соответствующих кислот замещать атомы водорода атомами металла с учетом
валентности металла.

Составим
графическую формулу сульфата кальция СаSO₄. Эта соль
содержит кислотный остаток серной кислоты Н₂SO₄:

Кислые
соли – это продукты неполного замещения атомов водорода в молекулах
многоосновных  кислот атомами металла.
Например:

Основные
соли – это продукты неполного замещения гидроксидных групп в молекулах
многокислотных оснований кислотными остатками. Например:

Молекулы
основных солей содержат гидроксидные группы:

Решение:

Одноосновные
кислоты: НNO₂, HCN,
HF,  HClO₃

Двухосновные
кислоты: H₂S, H₂CO₃

Трехосновные
кислоты: Н₃РО₄

Бескислородные
кислоты: H₂S, HCN, HF

Кислородсодержащие
кислоты: Н₃РО₄, НNO₂, HClO₃,  H₂CO₃

____________________________________________________________

Решение:

Нормальные
соли:  BaSO₄
– сульфат бария, AlPO₄
–
фосфат алюминия.

Кислые
соли: NaH₂PO₄
– дигидрофосфат натрия, Ca(HS)₂ – гидросульфид
кальция.

Основные
соли: (CuOH)₂SO₄ –
гидроксосульфат меди (II),
FeOHCl₂
–
гидроксохлорид железа (III),
MnOHNO₃
–
гидроксонитрат марганца (II).

____________________________________________________________

ЗАДАНИЯ  ДЛЯ  САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ

Оксид калия, оксид серы (VI), гидроксид
магния, гидроксид  меди (II), оксид бария, оксид азота (II), оксид цинка,
гидроксид натрия, оксид фосфора (III), оксид углерода (II), оксид
 углерода (IV), оксид алюминия.

Na₂CO₃; K₂SO₄; AI(OH)CI;
NaHCO₃; Ba(NO₃)₂; Ca(HCO₃)₂;
K₃PO₄; Ca(OH)CI; KH₂PO₄.

HI,  H₂S,  HNO₂,  HMnO₄,   H₂CO_3.