Классификация оксидов, оснований, кислот и солей

 

Классификация оксидов

Солеобразующие оксиды:

1). Основные оксиды – это оксиды, которым соответствуют основания. К основным оксидам относятся оксиды металлов 1 и 2 групп, а также металлов побочных подгрупп с валентностью I и II (кроме ZnO - оксид цинка и  BeO – оксид берилия):оксид лития Li2O; оксид натрия Na2O; оксид калия K2O; оксид меди CuO; оксид серебра Ag2O; оксид магния MgO; оксид кальция CaO; оксид стронция SrO; оксид цезия Cs2O; оксид ртути (2) HgO; оксид рубидия Rb2O; оксид железа (2) FeO; оксид хрома CrO; оксид никеля NiO.

2). Кислотные оксиды – это оксиды, которым соответствуют кислоты. К кислотным оксидам относятся оксиды неметаллов (кроме несолеобразующих – безразличных), а также оксиды металлов побочных подгрупп  с валентностью от V до VII:
оксид углерода(IV) CO2; оксид серы(IV) SO2; оксид серы(VI) SO3; оксид кремния(IV) SiO2; оксид фосфора(V) P2O5; ксид хрома(VI) CrO3; ксид марганца(VII) Mn2O7; оксид азота NO2; ксиды хлора Cl2O5 и Cl2O3.

3). Амфотерные оксиды – это оксиды, которым соответствуют основания и кислоты. Образуются переходными металлами. Металлы в амфотерных оксидах обычно проявляют степень окисления от +3 до +4, за исключением ZnO, BeO, SnO, PbO: оксид цинка ZnO; оксид хрома(III) Cr2O3; оксид алюминия Al2O3; оксид олова(II) SnO; оксид олова(IV) SnO2; оксид свинца(II) PbO; оксид свинца(IV) PbO2; оксид титана(IV) TiO2; оксид марганца(IV) MnO2; оксид железа(III) Fe2O3; оксид бериллия BeO.

Несолеобразующие оксиды

1). Несолеобразующие оксиды – это оксиды безразличные к кислотам и основаниям. К ним относятся оксиды неметаллов с валентностью I и II:
оксид углерода(II) CO; оксид азота(II) NO; оксид азота(I) N2O; оксид кремния(II) SiO, оксид серы(I) S2O; оксид водорода H2O.
 


Основания. Классификация оснований

Основаниями называют гидроксиды, которые диссоциируют (распадаются) на гидроксильную группу и положительно заряженный катион. Общая формула оснований — Э(OН)m, где m –  степень окисления металла. 

Классификация оснований по силе:

1). Сильные основания.
Растворимые в воде основания называются щелочами:
NaOH - гидроксид натрия (едкий натр); KOH - гидроксид калия (едкое кали); LiOH - гидроксид лития; Ba(OH)2 - гидроксид бария; Ca(OH)2 - гидроксид кальция (гашеная известь).

2). Слабые основания:
Mg(OH)2 - гидроксид магния; Fe(OH)2 - гидроксид железа (II); Zn(OH)2 - гидроксид цинка; NH4OH - гидроксид аммония; А1 (ОН)3 - гидроксид алюминия; Fe(OH)3 - гидроксид железа (III) и т.д. (большинство гидроксидов металлов).

Классификация оснований по растворимости

Более приемлемой является классификация оснований по растворимости их в воде.

1) Растворимые основания. Щёлочи – это основания растворимые в воде.  К щелочам относят гидроксиды щелочных и щелочноземельных металлов: LiOH, NaOH, KOH, RbOH, CsOH, CaOH)2, Sr(OH)2, Ba(OH)2.

2). Нерастворимые основания - это так называемые амфотерные гидроксиды, которые при взаимодействии с кислотами выступают как основания, а со щёлочью -как кислоты.

Классификация оснований по числу групп гидроксильных групп (ОН):

1).  Однокислотные  основания (n = 1) - это основание, в состав которых входит одна группа - (ОН): LiOH, KOH, NaOH, NH4OH.  

2). Двухкислотные основания - (n = 2) - это основание, в состав которых входит две группы - (ОН): Ba(OH)2, Mg(OH)2, Zn(OH)2, Fe(OH)2.

3). Трехкислотные основания - (n = 3) - это основание, в состав которых входит три группы - (ОН): Fe(OH)3, А1(ОН)3 и др.


Кислоты. Классификация кислот

Кислота – это сложное вещество, в молекуле которого имеется один или несколько атомов водорода и кислотный остаток. Кислоты классифицируют по таким признакам: а) по наличию или отсутствию кислорода в молекуле и б) по числу атомов водорода.

а) Классификация кислот по наличию или отсутствию кислорода в молекуле:

1). Кислородсодержащие кислоты: H2SO4 - серная кислота; H2SO3 - сернистая кислота; HNO3 - азотная кислота; H3PO4 - фосфорная кислота; H2CO3 - угольная кислота; Н2SiO3 - кремниевая кислота; HClO4 - хлорная кислота; HClO3 — триоксохлорат(V) водорода (хлорноватая кислота); HClO2 — диоксохлорат(III) водорода (хлористая кислота); HClO — оксохлорат(I) водорода (хлорноватистая кислота); H2Cr2O7 — гептаоксодихромат(VI) диводорода (дихромовая кислота); H2S4O6 — гексаоксотетрасульфат диводорода (тетратионовая кислота); Н2В4О6 — гексаоксотетраборат диводорода (тетраметаборная кислота); H[Sb(OH)6] — гексагидроксостибат(V) водорода;  H3PO3S — тиофосфорная кислота; HбSO3S — тиосерная кислота; H3PO3 - фосфористая (фосфоновая) кислота.

2). Бескислородные кислоты: HF - фтороводородная кислота; HCl - хлороводородная кислота (соляная кислота); HBr - бромоводородная кислота; HI - иодоводородная кислота; H2S - сероводородная кислота; HAuCl4 — тетрахлороаурат(III) водорода (золотохлористоводородная кислота); HSCN - роданистоводородная кислота;  HN3 - азидоводородная кислота.

б)  Классификация кислот по числу атомов водорода:

1). Одноосновные кислоты - это кислоты, в состав которых входит один ион (Н+): HNO3 - азотная кислота; HF - фтороводородная кислота; HCl - хлороводородная кислота; HBr - бромоводородная кислота; HI - иодоводородная кислота; HClO4 - хлорная кислота; HClO3 — триоксохлорат(V) водорода (хлорноватая кислота); HClO2 — диоксохлорат(III) водорода (хлористая кислота); HClO — оксохлорат(I) водорода (хлорноватистая кислота); HAuCl4 — тетрахлороаурат(III) водорода (золотохлористоводородная кислота); H[Sb(OH)6] — гексагидроксостибат(V) водорода; HSCN - роданистоводородная кислота.

2). Двухосновные кислоты - это кислоты, в состав которых входит два иона (Н+): H2SO4 - серная кислота; H2SO3 - сернистая кислота; H2S - сероводородная кислота; H2CO3 - угольная кислота; H2SiO3 - кремниевая кислота; H2Cr2O7 — гептаоксодихромат(VI) диводорода (дихромовая кислота); H2S4O6 — гексаоксотетрасульфат диводорода (тетратионовая кислота); Н2В4О6 — гексаоксотетраборат диводорода (тетраметаборная кислота); H2SO3S — тиосерная кислота.

3). Трехосновные кислоты - это кислоты, в состав которых входит три иона (Н+): H3PO4 - фосфорная кислота;  H3BO3 - борная кислота; H3AsO4 - мышьяковая кислота; H3PO3S — тиофосфорная кислота; H3AlO3 - ортоалюминиевая кислота; H3PO3 - фосфористая (фосфоновая) кислота. 

4). Многоосновные (полиосновные) кислоты - это кислоты, в состав которых входит четыре и более ионов (Н+): H4SiO4 - ортокремниевая кислота; H4CO4 - ортоугольная кислота; H4P2O7 - дифосфорная (пирофосфорная) кислота; Н6P6O18 - гексафосфорная кислота; H6TeO6 - теллуровая кислота.

Другие классификации кислот:

По силе кислот:
Сильные кислоты — диссоциируют практически полностью, константы диссоциации больше 1.10-3 (HNO3);  HCl;  H2SO4);
Слабые кислоты — константа диссоциации меньше 1.10-3 (уксусная кислота Kд = 1,7.10-5).

По устойчивости:
Устойчивые кислоты (H2SO4);
Неустойчивые кислоты (H2CO3).

По принадлежности к классам химических соединений:
Неорганические кислоты:  (HBr); (H2SO4);
Органические кислоты: (HCOOH,CH3COOH).

По летучести:
Летучие кислоты: (HNO3,H2S);
Нелетучие  кислоты: (H2SO4).

По растворимости в воде:
Растворимые кислоты (H2SO4);
Нерастворимые кислоты (H2SiO3).

По содержанию атомов металлов:
Металлосодержащие кислоты (HMnO4, H2TiO3);
Не металлосодержащие кислоты (HNO3, HCN).

Соли. 

Солями называются вещества, в которых атомы металла связаны с кислотными остатками. Исключением являются соли аммония, в которых с кислотными остатками связаны не атомы металла, а частицы NH4+, например, (NH4)2SO4 – сульфат аммония.

Классификация солей:

1). Средние соли.
Средние соли - это сложные вещества, которые в водных растворах диссоциируют на катионы металлов и анионы кислотных остатков, т.е. они являются продуктами  замещения всех катионов водорода в молекулах кислоты на катионы металла (Na2CO3, K3PO4). 

2). Кислые соли.
Кислые соли — это продукты частичного замещения катионов водорода в кислотах на катионы металла (NaHCO3, KH2PO4, K2HPO4). Они образуются при нейтрализации основания избытком кислоты (то есть в условиях недостатка основания или избытка кислоты).

3). Основные соли.
Основные соли — это продукты неполного замещения гидроксогрупп основания (OH-) кислотными остатками (CuOH)2CO3, CoNO3(OH). Они образуются в условиях избытка основания или недостатка кислоты.

4). Комплексные соли.
Комплексные соли — соли, имеющие сложные катионы или анионы, в которых связь образована по донорно-акцепторному механизму. Комплексные ионы, соединяясь с другими ионами, образуют комплексные соли, например, K4[Fe(CN)6], [Ag(NH3)2]Cl, K2[PtCl6], (Na2[Zn(OH)4]) и др.

Классификация солей по числу присутствующих в структуре катионов и анионов

Вывыделяют следующие типы солей:

1). Простые соли.
Простые соли — это соли, состоящие из одного вида катионов и одного вида анионов (NaCl).

2). Двойные соли. 
Двойные соли — это соли, содержащие два различных типа катионов. примером двойных солей являются (KAl(SO4).12H2O) (алюмокалиевые квасцы), KAl(SO4)2 (сульфат алюминия-калия), MgK2(SO4)2, AgK(CN)2. Двойные соли существуют только в твердом виде.

3). Смешанные соли. 
Смешанные соли — это соли, в составе которых присутствует два различных аниона (Ca(OCl)Cl), Fe(NH4)2(SO4)2 [сульфат диаммония-железа(II)], LiAl(SiO3)2 (метасиликат алюминия-лития), Ca(ClO)Cl (хлорид-гипохлорит кальция), Na3CO3(HCO3) (гидрокарбонат-карбонат натрия), Na2IO3(NO3) (нитрат-иодат натрия)

4). Гидратные соли (кристаллогидраты).
Гидратные соли или кристаллогидраты - это соли, в состав которых входят молекулы кристаллизационной воды, например, Na2SO4 ·10 H2O, CaSO4·2H2O (гиппс),  MgCl2·KCl·6H2O (карналлит),  CuSO4·5H2O (медный купорос), FeSO4·7H2O (железный купорос), Na2CO3·10H2O (кристаллическая сода).

5). Внутренние соли.
Внутренние соли - это соли, которые образованы биполярными ионами, то есть молекулами, содержащими как положительно заряженный, так и отрицательно заряженный атом (+)3—CH2—COO(-) (биполярный ион аминокислоты глицина), (+)NH3—C6H4—SO3(-)(сульфаниловая кислота или таурин). Таурин — сульфокислота, образующаяся в организме из аминокислоты цистеина.