Решебник по химии 9 класс Габриелян | Страница 11

Бинарными называют соединения, состоящие из атомов двух химических элементов. Такие соединения могут быть образованы, например, металлом и неметаллом (например, NaH — гидрид натрия, Al₄C₃ — карбид алюминия) или двумя неметаллами (например, HCl — хлороводород).

Бинарные соединения, в состав которых входит кислород и ещё один элемент, называют оксидами. Это особая группа бинарных соединений, в которых кислород всегда имеет степень окисления -2. Оксиды делятся на две основные группы: солеобразующие и несолеобразующие.

Солеобразующими оксидами называют такие, которые вступают в реакцию с кислотами или щелочами с образованием соли и воды. Примеры: (CaO), (SO₃), (P₂O₅).

Несолеобразующие оксиды — это оксиды, которые не взаимодействуют ни с кислотами, ни со щелочами, то есть не образуют солей. Примеры: (CO), (NO), (N₂O).

Основаниями называют гидроксиды, которые содержат ион металла и одну или несколько гидроксогрупп OH⁻. Такие соединения образуются при взаимодействии оксидов с водой или в результате других химических реакций. К основаниям относят гидроксиды металлов IА-группы (щелочные металлы) и IIА-группы (кроме бериллия), а также некоторых других металлов в низких степенях окисления.

Примеры оснований: — (NaOH) — гидроксид натрия, щёлочь; — (Ca(OH)₂) — гидроксид кальция; — (Fe(OH)₂) — гидроксид железа(II).

К амфотерным гидроксидам (относящимся к другой группе, а не к обычным основаниям) можно отнести, например, (Al(OH)₃), но их не относят к основаниям, так как они могут реагировать и с кислотами, и со щелочами.

Кислоты делятся на кислородсодержащие и бескислородные. Бескислородные кислоты состоят из водорода и неметалла, не содержащего кислород. Примеры: (HCl) — хлороводородная кислота, (H₂S) — сероводородная кислота.

Кислородсодержащие кислоты содержат атомы кислорода. Примеры: (H₂SO₄) — серная кислота, (HNO₃) — азотная кислота, (H₃PO₄) — фосфорная кислота.

Солями называют соединения, состоящие из ионов металла (или аммония NH₄⁺) и кислотного остатка. Соли образуются в результате замещения атомов водорода в кислотах на металл или в результате других химических реакций.

Соли делятся на следующие группы:

• Средние соли — все атомы водорода в кислоте замещены металлом. Примеры: (NaCl), (MgSO₄), (Ca₃(PO₄)₂).

• Кислые соли — не все атомы водорода в кислоте замещены металлом. Примеры: (NaHSO₄), (KHCO₃), (Ca(H₂PO₄)₂).

• Основные соли — продукт частичного замещения гидроксогрупп в основании кислотным остатком. Примеры: (MgOHCl), (Cu(OH)CO₃).

• Комплексные соли содержат сложный ион, заключённый в квадратные скобки. Примеры: [Ag(NH₃)₂]Cl, [Fe(CN)₆]³⁻.

Оксид железа(III)

Формула: (Fe₂O₃)

Качественный состав: железо (Fe), кислород (O)

Количественный состав: 2 атома Fe и 3 атома O

Хлорид алюминия

Формула: (AlCl₃)

Качественный состав: алюминий (Al), хлор (Cl)

Количественный состав: 1 атом Al и 3 атома Cl

Гидроксид бария

Формула: (Ba(OH)₂)

Качественный состав: барий (Ba), кислород (O), водород (H)

Количественный состав: 1 атом Ba, 2 атома O и 2 атома H

Гидрокарбонат меди(II)

Формула: (Cu(HCO₃)₂)

Качественный состав: медь (Cu), водород (H), углерод (C), кислород (O)

Количественный состав: 1 атом Cu, 2 атома H, 2 атома C, 6 атомов O

Фосфат кальция

Формула: (Ca₃(PO₄)₂)

Качественный состав: кальций (Ca), фосфор (P), кислород (O)

Количественный состав: 3 атома Ca, 2 атома P, 8 атомов O

Аммиак

Формула: (NH₃)

Качественный состав: азот (N), водород (H)

Количественный состав: 1 атом N и 3 атома H

Рассчитаем массовые доли элементов на примере гидроксида бария (Ba(OH)₂).

3. Найдём молярную массу вещества:

Ba = 137 г/моль

O = 16 г/моль (×2) = 32 г/моль

H = 1 г/моль (×2) = 2 г/моль

M(Ba(OH)₂) = 137 + 32 + 2 = 171 г/моль

4. Массовая доля каждого элемента:

• ω(Ba) = (137 / 171) × 100% ≈ 80,12%

• ω(O) = (32 / 171) × 100% ≈ 18,71%

• ω(H) = (2 / 171) × 100% ≈ 1,17%

Ответ: В веществе Ba(OH)₂ массовая доля бария составляет примерно 80,12%, кислорода — 18,71%, водорода — 1,17%.

Эту схему можно использовать для классификации веществ по их составу: сначала определить, относится ли вещество к оксидам, гидроксидам или солям, а затем — к конкретному подтипу.

• V₂O₅ — пентаоксид ванадия (оксид ванадия(V))

• NiO — оксид никеля(II)

• Cl₂O — монооксид хлора (оксид хлора(I))

• Ca(OH)₂ — гидроксид кальция

• CsOH — гидроксид цезия

• Cu(OH)₂ — гидроксид меди(II)

• H₂CrO₄ — хромовая кислота

• HCN — циановодородная кислота (или синильная кислота)

• Na₂SO₄ — сульфат натрия (средняя соль)

• KMnO₄ — перманганат калия (соль марганцовой кислоты)

• (NH₄)₂Cr₂O₇ — дихромат аммония (соль двухосновной кислоты)

• H₂ — водород (это простое вещество, а не соединение, ни к одной из групп не относится)

а) (Na₂O) → (NaOH) → (Na₂SO₄)

• Оксид натрия — основный оксид.

• Гидроксид натрия — основание (щёлочь).

• Соль: (Na₂SO₄) — сульфат натрия, средняя соль.

б) (ZnO) → (Zn(OH)₂) → (ZnSO₄)

• Оксид цинка — амфотерный.

• Гидроксид цинка — амфотерный гидроксид.

• Соль: (ZnSO₄) — сульфат цинка, средняя соль.

в) (N₂O₅) → (HNO₃) → (NaNO₃)

• Оксид азота(V) — кислотный.

• Гидроксид (точнее, кислота) — азотная кислота HNO₃.

• Соль: (NaNO₃) — нитрат натрия, средняя соль.

Ниже приведены примеры соединений по классам и агрегатным состояниям при обычных условиях (t = 25 °C, p = 1 атм):

• Газообразные: (CO₂), (NO₂)

• Жидкие: (Cl₂O)

• Твёрдые: (Fe₂O₃), (SiO₂)

• Газообразных — нет

• Жидкие — отсутствуют (все гидроксиды, как правило, в растворе или твёрдые)

• Твёрдые: (NaOH), (Al(OH)₃), (Ca(OH)₂)

• Газообразные: (HCl), (HF), (H₂S)

• Жидкие: (H₂SO₄), (HNO₃)

• Твёрдые: (H₃BO₃) — борная кислота

• Газообразных нет

• Жидких — нет (все соли твёрдые при нормальных условиях)

• Твёрдые: (NaCl), (KNO₃), (Ca₃(PO₄)₂)

Не во всех классах веществ есть представители во всех трёх агрегатных состояниях. Например, соли и гидроксиды при обычных условиях существуют преимущественно в твёрдом виде, кислоты могут быть во всех трёх, а оксиды встречаются как в газообразной, так и в твёрдой форме, иногда — в жидкой.