На данный момент определено более пятисот тысяч неорганических соединений. Классификация и номенклатура неорганических веществ – важный вопрос, позволяющий разбираться в многообразии соединений.
Историческая справка
В XVIII–XIX веках Антуаном Лавуазье, Михаилом Ломоносовым, Джоном Дальтоном была предложена первая классификация и номенклатура неорганических веществ. Выделялись простые и сложные вещества. Первую группу делили на металлы и неметаллы. Также выделяли группу соединений, которые имели промежуточные свойства, называемые металлоидами. Это деление легло в основу современной классификации.
На данный момент выделяют четыре класса. Рассмотрим подробнее каждый из этих классов.
Оксиды
Ими являются многоатомные соединения, которые состоят из двух элементов, вторым в них всегда находится ион кислорода в степени окисления -2. Классификация и номенклатура неорганических веществ предполагает подразделение класса оксидов на три группы:
- основные;
- амфотерные;
- кислотные
Классификация
Первую группу составляют соединения металлов (с минимальными показателями степеней окисления) с кислородом. Например, MgO – оксид магния. Среди основных химических свойств этого соединения можно отметить их взаимодействие с кислотными оксидами, кислотами, более активными металлами.
К кислотным оксидам относятся кислородные соединения неметаллов, а также металлических элементов с значениями степеней окисления от +4 до +7. К примеру, в данную группу входит MnO2, CO2. Среди типичных химических свойств углекислого газа выделим взаимодействие с водой (образуется слабая угольная кислота), основными оксидами, растворимыми основаниями (щелочами).
Амфотерными (переходными) оксидами называют соединения металлов со степенью окисления +3 (а также оксида бериллия, цинка), которые способны взаимодействовать и с кислотами, и со щелочами.
Оксиды подразделяют на солеобразующие и несолеобразующие. Первая группа соответствует кислотам или основаниям, в которых у основного элемента сохраняется степень окисления. Несолеобразующая группа малочисленна, ее представители не способны образовывать солей. Например, среди несолеобразующих оксидов выделяют: N2O, NO, SiO, CO.
Гидроксиды
Классификация и номенклатура неорганических веществ предполагает выделение класса гидроксидов. Ими называют сложные вещества, в составе которых есть атомы какого-то элемента, а также гидроксильные группы ОН. Этот класс подразделяют на две большие группы:
- основания;
- кислоты
Кислоты имеют в составе несколько водородных атомов, способные замещаться атомами металла при соблюдении правил стехиометрической валентности. Многие кислотные гидроксиды (кислоты) находятся в мета-форме, а атомы водорода в них располагаются в начале формулы. Они имеют общий вид НхЕОу, где вторая часть называется кислотным остатком. Классификация неорганических веществ и их номенклатура рассматривается в рамках школьного курса химии. К примеру, соли серной кислоты – сульфаты, азотной кислоты – нитраты, угольной кислоты – карбонаты.
В зависимости от количества атомов водорода, выделяют следующие группы:
- одноосновные;
- двухосновные;
- трехосновные кислоты
По содержанию кислорода, кислоты подразделяют на кислородсодержащие и не содержащие соединения.
Основания в своем составе содержат катионы металла и ОН, способных в химических реакциях замещаться на остатки кислот при соблюдении правил стехиометрической валентности.
Основания находятся в орто-форме, имеют общую формулу М(ОН)n, причем n = 1или 2. При названии соединений этой группы к гидроксиду добавляют соответствующий металл.
Среди основных химических свойств, которыми обладают представители данного касса неорганических веществ, необходимо отметить их реакцию с кислотами, продуктами реакции является вода и соль.
Например, в реакции гидроксида натрия с соляной кислотой продуктами будет вода и хлорид натрия.
В зависимости от растворимости в воде, выделяют растворимые основания (щелочи) и нерастворимые гидроксиды. К первой группе относятся гидроксильные соединения металлов первой и второй групп главных подгрупп (щелочные и щелочноземельные металлы).
Например, NaOH – щелочь (гидроксид натрия); Fe(OH)2 – гидроксид железа II (нерастворимое соединение).
Соли
Что еще включает в себя классификация и номенклатура неорганических веществ? Задания для учеников 8-9 классов предполагают разделение предлагаемого перечня соединений на отдельные классы: оксиды, основания, кислоты, соли.
Соли – это сложные вещества, в которых присутствуют катионы металла и анионы кислотного остатка. Средние соли имеют общую формулу Мх(ЕОу)n. Примером этой группы является Ca3(PO4)2 – фосфат кальция.
Если в составе появляются и катионы водорода, соли называют кислыми, а присутствие гидроксильных групп характерно для основных солей. К примеру, NaHCO3 – гидрокарбонат натрия, а CaOHCl- гидроксохлорид кальция.
Те соли, в составе которых присутствуют катионы двух разных металлов, их называют двойными.
Комплексные соли – сложные соединения, в составе которых есть комплексообразователь и лиганды. В старшей школе рассматривается классификация и номенклатура неорганических веществ. Теория комплексных соединений изучается в рамках профильного курса общей химии. Вопросы, касающиеся номенклатуры и химических свойств комплексных солей, не включаются в тестовые вопросы единого государственного экзамена по химии за курс средней школы.
Заключение
Как используется в школьной программе классификация и номенклатура неорганических веществ? Кратко группы веществ рассматриваются в рамках программы восьмого и девятого класса, а более подробно их изучают в курсе общей химии 11 класса. Задания, касающиеся классификации неорганических соединений, сопоставления химических свойств соединений с предлагаемыми продуктами, включены в тесты итоговой аттестации по химии (ЕГЭ) для выпускников одиннадцатого класса. Для того чтобы успешно с ними справиться, ученики должны владеть базовыми знаниями по классификации неорганических соединений, навыками сопоставления предлагаемых веществ с химическими свойствами всего класса.
