Związki nieorganiczne dzieli się najczęściej na.docx

Związki nieorganiczne dzieli się najczęściej na:

tlenki

wodorki

wodorotlenki

kwasy

sole

Tlenki są to związki pierwiastków z tlenem, o wzorze ogólnym EnOm, gdzie E oznacza dowolny

pierwiastek.

Otrzymywanie:

- bezpośrednia reakcja pierwiastka z tlenem, np.

S + O2 = SO2

2Mg + O2 = 2MgO

- utlenianie tlenków, np.

2SO2 + O2 = 2SO3

2NO + O2 = 2NO2

- redukcja tlenków, np.

CO2 + C = 2CO

2Fe2O3 + 3C = 4Fe + 3CO2

- spalanie związków organicznych, np.

CH4 + O2 = CO2 + H2O

2CH3OH + O2 = 2CO2 + 4H2O

- rozkład termiczny soli lub wodorotlenków, np.

CaCO3 .     CaO + CO2

Cu(OH)2 .  CuO + H2O

Związki pierwiastków z wodorem o wzorze ogólnym HnE nazywamy wodorkami,

gdzie n - wartościowość pierwiastka.

Otrzymywanie.

Większość wodorków można otrzymać przez bezpośrednią reakcję pierwiastków z wodorem, np.

H2 + Cl2 = 2HCl

3H2 + N2 = 2NH3

H2 + Ca = CaH2

to związki o ogólnym wzorze M(OH)n, gdzie:

M - metal

OH - grupa wodorotlenowa

n - liczba grup wodorotlenowych równa wartościowości metalu

Wg. teorii Arrheniusa, wodorotlenki są to związki, które w roztworze wodnym ulegają dysocjacji

elektrolitycznej z utworzeniem jonów wodorotlenkowych OH-

M(OH)n .   Mn+ + nOH- np. NaOH . Na+ + OH-

Ca(OH)2 . Ca2+ + 2OH-

Fe(OH)3 . Fe3+ + 3OH-

Otrzymywanie.

Wodorotlenki metali I i II grupy głównej układu okresowego otrzymuje się 2 metodami:

w reakcji tlenku metalu z wodą, np.

Na2O + H2O = 2NaOH

w reakcji metalu z wodą, np.

2Na + 2H2O = 2NaOH + H2

to związki o wzorze ogólnym HnR, gdzie R - reszta kwasowa: prosta beztlenowa np.: Cl-

, S2-, lub tlenowa np. SO42-, NO3-.

Według teorii Arheniusa, kwasy są to substancje, które w roztworze

wodnym dysocjując odszczepiają jon wodorowy.

HnR . nH+ + Rn- np.

HBr . H+ + Br-

H2S . 2H+ + S2-

H2SO3 . 2H+ + SO32-

Otrzymywanie

Większość kwasów tlenowych można otrzymać w reakcji odpowiedniego tlenku niemetalu, zwanego bezwodnikiem kwasowym z wodą, np.:

SO2 + H2O = H2SO3

SO3 + H2O = H2SO4

N2O3 + H2O = 2HNO2

N2O5 + H2O = 2HNO3

P2O5 + 3H2O = 2H3PO4

związki niemetali innych niż tlen, np. PCl5, CS2.

to związki o ogólnym wzorze MnRm, gdzie R - oznacza resztę kwasową, M - metal

(kation metalu).

Sole mogą zawierać również kationy złożone np.

amonowy NH4+,

fosfonowy PH4,

antymonylowy SbO+. Rozróżniamy sole obojętne, kwaśne (wodorosole) i zasadowe (hydroksosole).

Sole w roztworze wodnym ulegają dysocjacji elektrolitycznej:

MnRm . nMm+ + mRn- np. FeCl3 . Fe3+ + 3Cl-

(NH4)2SO4 . 2NH4+ + SO42-

Ca3(PO4)2 . 3Ca2+ + 2PO43-

Własności fizyczne:

Tlenki metali są zwykle ciałami stałymi, o dość dużej gęstości i o wysokich temperaturach

topnienia (500 - 300oC). W wodzie większość tlenków metali nie rozpuszcza się. Jedynie tlenki litowców i

berylowców reagują chemicznie z wodą.

Tlenki niemetali to najczęściej gazy: CO, CO2, SO2, SO3, NO, NO2, rzadko ciała stałe P2O5

(występujący w postaci bimerycznej P4O10). W większości tlenki niemetali są dobrze rozpuszczalne w

wodzie, z którą reagują dając kwasy tlenowe.

Własności chemiczne.

Analogicznie do zmian własności pierwiastków w układzie okresowym, zmieniają się również

własności chemiczne tlenków. Elektroujemność ta jest względną miarą zdolności przyciagania elektronów,

a ściśle mówiąc pary elektronowej w wiązaniu atomowym przez atom pierwiastka. Ze wzrostem

elektroujemności wzrasta charakter niemetaliczny pierwiastka.

Własności fizyczne i chemiczne.

Wodorki metali są ciałami stałymi, a wodorki niemetali występują przeważnie w postaci gazowej.

Wodorki metali charakteryzuje wielka różnorodność własności chemicznych. Wodorki niektórych metali

reagują gwałtownie z wodą, tworząc zasady i wydzielając wodór:

CaH2 + H2O = Ca(OH)2 + H2

AlH3 + 3H2O = Al(OH)3 + 3H2

Wśród wodorków niemetali można wyróżnić trzy grupy w zależności od zachowania się względem

wody:

Wodorki tlenowców i fluorowców rozpuszczają się w wodzie, tworząc kwasy beztlenowe, np.:

HCl - kwas solny (kwas chlorowodorowy)

HF - kwas fluorowodorowy

H2S - kwas siarkowodorowy

amoniak - jest on jedynym wodorkiem niemetalu, który reagując z wodą tworzy nietrwały związek o

charakterze zasadowym - wodorotlenek amonu.

NH3 + H2O = HN4OH

NH4OH .   NH4+ + OH-

Inne metale i ich tlenki w większości przypadków nie reagują z wodą, a ich wodorotlenki można otrzymać

w reakcji roztworu wodnego soli danego metalu i wodorotlenku o silnych właściwościach zasadowych

(NaOH, KOH), np.

CuSO4 + 2NaOH = Cu(OH)2 + Na2SO4

FeCl3 + 3KOH = Fe(OH)3 + 3KCl

Własności fizyczne i chemiczne.

Wodorotlenki są na ogół ciałami stałymi. Niektóre wodorotlenki rozpuszczają się w wodzie,

np.wodorotlenki metali I i II grupy głównej układu okresowego z wyjątkiem Be(OH)2 i Mg(OH)2, które są

trudno rozpuszczalne. Wodorotlenki o silnych własnościach zasadowych głównie NaOH i KOH nazywa się alkaliami, a ich wodne roztwory ługami (żrące !).

Wodorotlenki można podzielić na dwie grupy:

Jeżeli bezwodnik nie reaguje z wodą, np. SiO2, to odpowiedni kwas można otrzymać w reakcji

rozpuszczalnej w wodzie soli tego kwasu i innego kwasu, np.:

Na2SiO3 + 2HCl = H2SiO3 + 2NaCl

Kwasy beztlenowe otrzymuje się przez rozpuszczenie w wodzie odpowiedniego wodorku.

Własności fizyczne i chemiczne.

Kwasy są przeważnie cieczami (żrące!). Podstawową cechą kwasów jest zdolność do reagowania z zasadami z utworzeniem soli, np:

H2SO4 + Cu(OH)2 = CuSO4 + 2H2O

Większość kwasów reaguje z metalami o ujemnej wartości potencjału normalnego np:

2HCl + Zn = ZnCl2 + H2

2HCl + Fe = FeCl2 + H2

Otrzymywanie:

Sole można otrzymać wieloma sposobami wśród których najważniejsze są:

a) zasada + kwas = sól + woda

NaOH + HCl = NaCl + H2O

Ca(OH)2 + H2SO4 = CaSO4 + H2O

b) metal + kwas = sól + wodór

Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2

Ca + H2SO4 = CaSO4 + H2

c) tlenek metalu + kwas = sól + woda

Na2O + 2HCl = 2NaCl + H2O

CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O

d) zasada + bezwodnik kwasowy = sól + woda

2KOH + SO3 = K2SO4 + H2O

Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2O

e) bezwodnik zasadowy + bezwodnik kwasowy = sól

MgO + CO2 = MgCO3

CaO + SO2 = CaSO3

f) metal + niemetal = sól

2Na + Cl2 = 2NaCl

Fe + S = FeS

Własności fizyczne i chemiczne.

Sole są zwykle ciałami stałymi, krystalicznymi, najczęściej białe, chociaż znane są sole o różnych

zabarwieniach ; CuSO4.5H2O - niebieski, PbI2 - żółty, SnS - czarny. Rozpuszczalność w wodzie jest bardzo

zróżnicowana.

Tlenki zasadowe

to tlenki metali, które łącząc się bezpośrednio lub pośrednio z wodą tworzą

wodorotlenki. Tlenki metali grupy IA i IIA układu okresowego zwane są również bezwodnikami

zasadowymi.

Reagują one z wodą tworząc wodorotlenki o charakterze zasadowym, np:

Na2O + H2O = 2NaOH

CaO + H2O = Ca(OH)2

Tlenki zasadowe reagują z kwasami i tlenkami kwasowymi dając sole, np.

MgO + 2HCl = MgCl2 + H2O

MgO + CO2 = MgCO3

Tlenki kwasowe

to tlenki niemetali lub wyższe tlenki niektórych metali (np. CrO3), zwane

bezwodnikami kwasowymi. Reagują one z wodą tworząc kwasy tlenowe, np.

SO2 + H2O = H2SO3

CO2 + H2O = H2CO3

N2O5 + H2O = 2HNO3

Tlenki kwasowe reagują z wodorotlenkami i tlenkami zasadowymi dając sole, np.

CO2 + 2NaOH = Na2CO3 + H2O

SO3 + MgO = MgSO4

Tlenki amfoteryczne

to tlenki reagujące zarówno z kwasami jak i z zasadami. Należą do nich

tlenki pierwiastków grup głównych oraz tlenki niektórych pierwiastków grup

pobocznych takich jak tlenki cynku, manganu, chromu i innych o średniej wartości elektroujemności. Na

przykład:

ZnO +H2SO4 = ZnSO4 + H2O lub ZnO + 2H+ = Zn2+ + H2O

ZnO + 2NaOH = Na2ZnO2 + H2O ZnO + 2OH- = ZnO22- + H2O

cynkan sodu

W środowisku wodnym reakcję tlenku cynku z zasadą sodową można rownież zapisać następująco:

ZnO + NaOH + H2O = Na[Zn(OH)3] trójhydroksocynkan sodu

lub ZnO +OH- + H2O = [Zn(OH)3]-

Wodorotlenek amfoteryczny, powstający w środowisku wodnym z amfoterycznego tlenku, może w

niewielkim stopniu odszczepiać jony H+ lub jony OH-, co mo...