何が何と相互作用し、何が現れるのか。 化学反応の種類
私たちが住んでおり、私たちがそのほんの一部を占めている物質世界は、一つであると同時に無限に多様です。 この世界の化学物質の統一性と多様性は、物質の遺伝的つながりに最も明確に現れており、それはいわゆる遺伝系列に反映されています。 そんなシリーズの最大の特徴をご紹介します。
1. このシリーズのすべての物質は 1 つの化学元素によって形成されなければなりません。 たとえば、次の式を使用して記述された系列です。
2. 同じ元素によって形成される物質は、異なるクラスに属している必要があります。つまり、その存在の異なる形式を反映している必要があります。
3. 1 つの要素の遺伝系列を形成する物質は、相互変換によって接続されている必要があります。 この特徴に基づいて、完全な遺伝系列と不完全な遺伝系列を区別することが可能です。
たとえば、上記の臭素の遺伝系列は不完全、不完全になります。 次の行は次のとおりです。
それはすでに完全であると考えることができます。それは単体の臭素で始まり、臭素で終わりました。
上記を要約すると、遺伝系列の次の定義を与えることができます。
ジェネティックシリーズ- これは一連の物質であり、1 つの化学元素の化合物である異なるクラスの代表であり、相互変換によって接続され、これらの物質の共通の起源または起源を反映しています。
遺伝的つながり- 遺伝系列よりも一般的な概念。これは、物質の相互変換の際に実現される、この関係の鮮明ではあるが特別な現れです。 したがって、明らかに、最初に与えられた一連の物質もこの定義に適合します。
遺伝系列には 3 つのタイプがあります。
最も豊富な一連の金属は、さまざまな酸化状態を示します。 例として、酸化状態 +2 および +3 の鉄の遺伝系列を考えてみましょう。
鉄を酸化して塩化鉄(II)にするには、塩化鉄(III)を得るよりも弱い酸化剤を使用する必要があることを思い出してください。
金属系列と同様に、さまざまな酸化状態を持つ非金属系列は結合が豊富です。たとえば、酸化状態 +4 および +6 の硫黄の遺伝系列は次のとおりです。
最後のトランジションのみが問題を引き起こす可能性があります。 規則に従います。元素の酸化化合物から単体を得るには、その最も還元された化合物、たとえば非金属の揮発性水素化合物を使用する必要があります。 私たちの場合には：
自然界では、この反応により火山ガスから硫黄が生成されます。
塩素についても同様です:
3. 両性酸化物と水酸化物に対応する金属の遺伝系列、条件に応じて酸性または塩基性のいずれかの特性を示すため、結合が非常に豊富です。
たとえば、亜鉛の遺伝系列を考えてみましょう。
無機物質のクラス間の遺伝的関係
特徴的なのは、異なる遺伝子系列の代表者間の反応です。 同じ遺伝子系列に属する物質は、原則として相互作用しません。
例えば：
1. 金属 + 非金属 = 塩
Hg + S = HgS
2Al + 3I 2 = 2AlI 3
2. 塩基性酸化物 + 酸性酸化物 = 塩
Li 2 O + CO 2 = Li 2 CO 3
CaO + SiO 2 = CaSiO 3
3. 塩基 + 酸 = 塩
Cu(OH) 2 + 2HCl = CuCl 2 + 2H 2 O
FeCl 3 + 3HNO 3 = Fe(NO 3) 3 + 3HCl
塩酸 塩酸
4. 金属 - 主酸化物
2Ca + O2 = 2CaO
4Li + O 2 =2Li 2 O
5. 非金属 - 酸酸化物
S + O 2 = SO 2
4As + 5O 2 = 2As 2 O 5
6. 塩基性酸化物 - 塩基
BaO + H 2 O = Ba(OH) 2
Li 2 O + H 2 O = 2LiOH
7. 酸酸化物 - 酸
P 2 O 5 + 3H 2 O = 2H 3 PO 4
SO 3 + H 2 O =H 2 SO 4
無機物質の分類は以下に基づいています。 化学組成– 最も単純で、時間の経過とともに最も一定の特性。 物質の化学組成は、その中にどの元素がどのような原子の比率で存在するかを示します。
要素これらは通常、金属特性と非金属特性を持つ元素に分類されます。 それらの最初のものは常に以下に含まれます カチオン多元素物質 （金属プロパティ）、2番目 - 構成内 陰イオン (非金属プロパティ）。 周期法に従って、これらの元素間の周期およびグループには、程度の差はあれ金属性と非金属性を同時に示す両性元素が存在します。 (両性、デュアル）プロパティ。 VIIIA 族元素は引き続き個別に検討されます (希ガス)、ただし、Kr、Xe、Rn については明らかに非金属特性が発見されました (元素 He、Ne、Ar は化学的に不活性です)。
単純な無機物質と複雑な無機物質の分類を表に示します。 6.
以下は、無機物質のクラスの定義、それらの最も重要な化学的性質、および調製方法です。
無機物質– すべての化学元素によって形成される化合物（ほとんどの有機炭素化合物を除く）。 化学組成で分けると次のようになります。
単体物質同じ元素の原子によって形成されます。 化学的性質によって分けられます:
金属– 金属的性質（電気陰性度が低い）を持つ元素の単体。 代表的な金属:
金属は一般的な非金属に比べて高い還元力を持っています。 電気化学的な一連の電圧では、それらは水素のかなり左側にあり、水 (マグネシウム - 沸騰時) から水素を置き換えます。
元素 Cu、Ag、Ni の単体も、酸化物 CuO、Ag 2 O、NiO および水酸化物 Cu(OH) 2、Ni(OH) 2 が主要な基本特性を有するため、金属として分類されます。
非金属– 非金属特性（高い電気陰性度）を持つ元素の単体。 典型的な非金属: F 2、Cl 2、Br 2、I 2、O 2、S、N 2、P、C、Si。
非金属は、一般的な金属と比較して高い酸化能力を持っています。
アンフィゲネス– 両性（二重）特性（金属と非金属の中間の電気陰性度）を持つ元素によって形成される両性単体物質。 典型的なアンフィジェン:Be、Cr、Zn、Al、Sn、Pb。
アンフィジェンは、一般的な金属と比較して還元能力が低いです。 電気化学的な一連の電圧では、それらは左側で水素に隣接するか、右側で水素の背後にあります。
エアロゲン– 希ガス、VIIIA 族元素の単原子単体物質: He、Ne、Ar、Kr、Xe、Rn。 このうち、He、Ne、Ar は化学的に不動態（他の元素との化合物が得られない）であり、Kr、Xe、Rn は電気陰性度の高い非金属の性質を示します。
複合物質さまざまな元素の原子によって形成されます。 組成と化学的特性によって分けられます。
酸化物– 元素と酸素の化合物では、酸化物中の酸素の酸化状態は常に (-II) に等しくなります。 組成と化学的特性によって分けられます。
元素 He、Ne、Ar は酸素と化合物を形成しません。 他の酸化状態にある元素と酸素との化合物は酸化物ではなく、二元化合物です。たとえば、O +II F 2 -I や H 2 +I O 2 -I です。 混合二成分化合物、例えば S +IV Cl 2 -I O -II は酸化物に属しません。
塩基性酸化物– 塩基性水酸化物の完全な脱水（実際または条件付き）の生成物は、後者の化学的特性を保持します。
代表的な金属のうち、Li、Mg、Ca、Sr だけが空気中で燃焼すると酸化物 Li 2 O、MgO、CaO、SrO を形成します。 酸化物 Na 2 O、K 2 O、Rb 2 O、Cs 2 O、BaO は他の方法で得られます。
CuO、Ag 2 O、NiO の酸化物も塩基性として分類されます。
酸性酸化物– 酸水酸化物の完全な脱水（実際または条件的）の生成物は、酸水酸化物の化学的特性を保持します。
典型的な非金属のうち、S、Se、P、As、C、および Si だけが、空気中で燃焼すると酸化物 SO 2、SeO 2、P 2 O 5、As 2 O 3、CO 2 および SiO 2 を形成します。 酸化物 Cl 2 O、Cl 2 O 7、I 2 O 5、SO 3、SeO 3、N 2 O 3、N 2 O 5 および As 2 O 5 は他の方法で得られます。
例外: 酸化物 NO 2 と ClO 2 には対応する酸性水酸化物がありませんが、NO 2 と ClO 2 はアルカリと反応して 2 つの酸の塩を形成し、ClO 2 は水と反応して 2 つの酸を形成するため、酸性とみなされます。
a) 2NO 2 + 2NaOH = NaNO 2 + NaNO 3 + H 2 O
b) 2ClO 2 + H 2 O (冷) = HClO 2 + HClO 3
2ClO2 + 2NaOH (冷) = NaClO2 + NaClO3 + H2O
酸化物 CrO 3 と Mn 2 O 7 (最も高い酸化状態にあるクロムとマンガン) も酸性です。
両性酸化物– 両性水酸化物の完全な脱水（実際または条件的）の生成物は、両性水酸化物の化学的特性を保持します。
典型的なアンフィジン (Ga を除く) は、空気中で燃焼すると、酸化物 BeO、Cr 2 O 3、ZnO、Al 2 O 3、GeO 2、SnO 2 および PbO を形成します。 両性酸化物Ga 2 O 3 、SnO、PbO 2 は他の方法でも得られます。
複酸化物異なる酸化状態にある 1 つの両性元素の原子、または 2 つの異なる (金属、両性) 元素の原子によって形成され、それによって化学的性質が決まります。 例:
(Fe II Fe 2 III) O 4、(Pb 2 II Pb IV) O 4、(MgAl 2) O 4、(CaTi) O 3。
空気中で鉄が燃えると酸化鉄が形成され、酸素中で鉛がわずかに加熱されると酸化鉛が形成されます。 2 つの異なる金属の酸化物は、他の方法で調製されます。
非塩形成酸化物– 酸性水酸化物を持たず、塩形成反応を起こさない非金属酸化物（塩基性酸化物、酸性酸化物、両性酸化物とは異なります）。例: CO、NO、N 2 O、SiO、S 2 O。
水酸化物– ヒドロキソ基 O -II H を有する元素（フッ素と酸素を除く）の化合物には、酸素 O -II も含まれる場合があります。 水酸化物では、元素の酸化状態は常に正 (+I から +VIII) です。 水酸基の数は 1 ～ 6 であり、化学的性質に従って次のように分類されます。
塩基性水酸化物（塩基）金属の性質を持つ元素によって形成されます。
対応する塩基性酸化物と水の反応によって得られます。
M 2 O + H 2 O = 2MON (M = Li、Na、K、Rb、Cs)
MO + H 2 O = M(OH) 2 (M = Ca、Sr、Ba)
例外: Mg(OH) 2 、Cu(OH) 2 および Ni(OH) 2 水酸化物は他の方法で得られます。
加熱すると、次の水酸化物で実際の脱水 (水分の損失) が発生します。
2LiOH = Li 2 O + H 2 O
M(OH) 2 = MO + H 2 O (M = Mg、Ca、Sr、Ba、Cu、Ni)
塩基性水酸化物は、そのヒドロキソ基を酸性残基に置き換えて塩を形成し、金属元素は塩カチオン中でその酸化状態を保持します。
水によく溶ける塩基性水酸化物（NaOH、KOH、Ca(OH) 2 、Ba(OH) 2 など）と呼ばれます。 アルカリ、なぜなら、溶液中にアルカリ性環境が作り出されるのは彼らの助けがあるからです。
酸性水酸化物（酸）非金属の性質を持つ元素によって形成されます。 例:
希薄な水溶液中で解離すると、H + カチオン (より正確には H 3 O +) と次のアニオンが形成されます。 酸残留物:
酸は、対応する酸酸化物と水の反応によって得られます (実際の反応は以下に示します)。
Cl 2 O + H 2 O = 2HClO
E 2 O 3 + H 2 O = 2HEO 2 (E = N、As)
As 2 O 3 + 3H 2 O = 2H 3 AsO 3
EO 2 + H 2 O = H 2 EO 3 (E = C、Se)
E 2 O 5 + H 2 O = 2HEO 3 (E = N、P、I)
E 2 O 5 + 3H 2 O = 2H 3 EO 4 (E = P、As)
EO 3 + H 2 O = H 2 EO 4 (E = S、Se、Cr)
E 2 O 7 + H 2 O = 2HEO 4 (E = Cl、Mn)
例外：SO 2 酸化物は酸水酸化物としての SO 2 多水和物に相当します。 n H 2 O (「亜硫酸 H 2 SO 3 」は存在しませんが、酸性残基 HSO 3 - および SO 3 2- が塩中に存在します)。
一部の酸を加熱すると、実際の脱水が起こり、対応する酸酸化物が形成されます。
2HAsO 2 = As 2 O 3 + H 2 O
H 2 EO 3 = EO 2 + H 2 O (E = C、Si、Ge、Se)
2HIO 3 = I 2 O 5 + H 2 O
2H 3 AsO 4 = As 2 O 5 + H 2 O
H 2 SeO 4 = SeO 3 + H 2 O
酸の（本物のおよび形式的な）水素を金属およびアンフィジンで置き換えると、塩が形成され、酸残基はその組成を保持し、塩中に荷電します。 希薄水溶液中の酸 H 2 SO 4 および H 3 PO 4 は、水素の左側の電圧系列にある金属およびアンフィゲンと反応し、対応する塩が形成されて水素が放出されます (酸 HNO 3 は入りません)このような反応に影響を与える; 以下は、Mg を除く典型的な金属ですが、同様の条件下で水と反応するため記載されていません):
M + H 2 SO 4 (経度) = MSO 4 + H 2 ^ (M = Be、Mg、Cr、Mn、Zn、Fe、Ni)
2M + 3H 2 SO 4 (溶解) = M 2 (SO 4) 3 + 3H 2 ^ (M = Al、Ga)
3M + 2H 3 PO 4 (希釈) = M 3 (PO 4) 2 v + 3H 2 ^ (M = Mg、Fe、Zn)
無酸素酸とは異なり、酸水酸化物は 酸素含有酸またはオキソ酸。
両性水酸化物両性の性質を持つ元素によって形成されます。 典型的な両性水酸化物:
Be(OH) 2 Sn(OH) 2 Al(OH) 3 AlO(OH)
Zn(OH) 2 Pb(OH) 2 Cr(OH) 3 CrO(OH)
これらは両性酸化物と水から形成されるのではなく、実際の脱水を受けて両性酸化物を形成します。
例外: 鉄(III) については、メタ水酸化物 FeO(OH) のみが知られており、「水酸化鉄(III) Fe(OH) 3 」は存在しません (得られません)。
両性水酸化物は、塩基性および酸性水酸化物の特性を示します。 両性元素が塩のカチオンまたはそのアニオンの一部である 2 種類の塩を形成します。
複数の酸化状態を持つ元素には、この規則が適用されます。つまり、酸化状態が高くなるほど、水酸化物 (および/または対応する酸化物) の酸性特性がより顕著になります。
塩– から構成される接続 カチオン塩基性または両性（塩基性として）水酸化物および 陰イオン酸性または両性（酸性としての）水酸化物の（残留物）。 無酸素塩とは対照的に、ここで説明する塩は次のように呼ばれます。 酸素含有塩または オキソ塩。陽イオンと陰イオンの組成に従って分類されます。
中程度の塩中程度の酸性残基 CO 3 2-、NO 3-、PO 4 3-、SO 4 2- などを含む。 例: K 2 CO 3、Mg(NO 3) 2、Cr 2 (SO 4) 3、Zn 3 (PO 4) 2。
水酸化物を含む反応によって中程度の塩が得られる場合、試薬は等量で採取されます。 たとえば、塩 K 2 CO 3 は、試薬を次の比率で摂取することで得られます。
2KOH と 1H 2 CO 3、1K 2 O と 1H 2 CO 3、2 KOH と 1CO 2。
中程度の塩の形成反応:
塩基 + 酸 > 塩 + 水
1a) 塩基性水酸化物 + 酸性水酸化物 >...
2NaOH + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + 2H 2 O
Cu(OH) 2 + 2HNO 3 = Cu(NO 3) 2 + 2H 2 O
1b) 両性水酸化物 + 酸水酸化物 >...
2Al(OH) 3 + 3H 2 SO 4 = Al 2 (SO 4) 3 + 6H 2 O
Zn(OH) 2 + 2HNO 3 = Zn(NO 3) 2 + 2H 2 O
1c) 塩基性水酸化物 + 両性水酸化物 >...
NaOH + Al(OH) 3 = NaAlO 2 + 2H 2 O (溶融状態)
2NaOH + Zn(OH) 2 = Na 2 ZnO 2 + 2H 2 O (溶融状態)
塩基性酸化物 + 酸 = 塩 + 水
2a) 塩基性酸化物 + 酸性水酸化物 >...
Na 2 O + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + H 2 O
CuO + 2HNO 3 = Cu(NO 3) 2 + H 2 O
2b) 両性酸化物 + 酸水酸化物 >...
Al 2 O 3 + 3H 2 SO 4 = Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O
ZnO + 2HNO 3 = Zn(NO 3) 2 + H 2 O
2c) 塩基性酸化物 + 両性水酸化物 >...
Na 2 O + 2Al(OH) 3 = 2NaAlO 2 + ZN 2 O (溶融物中)
Na 2 O + Zn(OH) 2 = Na 2 ZnO 2 + H 2 O (溶融状態)
塩基 + 酸酸化物 > 塩 + 水
の場合）塩基性水酸化物 + 酸性酸化物 >...
2NaOH + SO 3 = Na 2 SO 4 + H 2 O
Ba(OH) 2 + CO 2 = BaCO 3 + H 2 O
3b) 両性水酸化物 + 酸酸化物 >...
2Al(OH) 3 + 3SO 3 = Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O
Zn(OH) 2 + N 2 O 5 = Zn(NO 3) 2 + H 2 O
Sv) 塩基性水酸化物 + 両性酸化物 >...
2NaOH + Al 2 O 3 = 2NaAlO 2 + H 2 O (溶融状態)
2NaOH + ZnO = Na 2 ZnO 2 + H 2 O (溶融状態)
塩基性酸化物 + 酸性酸化物 > 塩
4a) 塩基性酸化物 + 酸性酸化物 >...
Na 2 O + SO 3 = Na 2 SO 4、BaO + CO 2 = BaCO 3
4b) 両性酸化物 + 酸性酸化物 >...
Al 2 O 3 + 3SO 3 = Al 2 (SO 4) 3、ZnO + N 2 O 5 = Zn(NO 3) 2
4c) 塩基性酸化物 + 両性酸化物 >...
Na 2 O + Al 2 O 3 = 2NaAlO 2、Na 2 O + ZnO = Na 2 ZnO 2
反応 1c (発生する場合) 解決、他の製品の形成を伴います - 複合塩:
NaOH (濃) + Al(OH) 3 = Na
KOH (濃) + Cr(OH) 3 = K 3
2NaOH (濃) + M(OH) 2 = Na 2 (M = Be、Zn)
KOH (濃) + M(OH) 2 = K (M = Sn、Pb)
溶液中のすべての中塩は強電解質です (完全に解離します)。
酸塩酸性の酸残基（水素を含む）を含む HCO 3 -、H 2 PO 4 2-、HPO 4 2- などは、塩基性および両性水酸化物、または少なくとも 2 個の水素原子を含む過剰な酸性水酸化物の中間塩の作用によって形成されます。分子内で; 対応する酸酸化物も同様に作用します。
NaOH + H 2 SO 4 (濃) = NaHSO 4 + H 2 O
Ba(OH) 2 + 2H 3 PO 4 (濃) = Ba(H 2 PO 4) 2 + 2H 2 O
Zn(OH) 2 + H 3 PO 4 (濃) = ZnHPO 4 v + 2H 2 O
PbSO 4 + H 2 SO 4 (濃) = Pb(HSO 4) 2
K 2 HPO 4 + H 3 PO 4 (濃) = 2KH 2 PO 4
Ca(OH) 2 + 2EO 2 = Ca(HEO 3) 2 (E = C, S)
Na 2 EO 3 + EO 2 + H 2 O = 2NaHEO 3 (E = C, S)
対応する金属またはアンフィジンの水酸化物を添加すると、酸性塩が中程度の塩に変換されます。
NaHSO4 + NaOH = Na2SO4 + H2O
Pb(HSO 4) 2 + Pb(OH) 2 = 2PbSO 4 v + 2H 2 O
ほとんどすべての酸塩は水への溶解度が高く、完全に解離します (KHSO 3 = K ++ + HCO 3 -)。
塩基性塩 OH ヒドロキソ基を含み、個々のアニオンとしてみなされます。たとえば、FeNO 3 (OH)、Ca 2 SO 4 (OH) 2、Cu 2 CO 3 (OH) 2 は、酸水酸化物にさらされると形成されます。 過剰式単位中に少なくとも2つのヒドロキソ基を含む塩基性水酸化物：
Co(OH) 2 + HNO 3 = CoNO 3 (OH)v + H 2 O
2Ni(OH) 2 + H 2 SO 4 = Ni 2 SO 4 (OH) 2 v + 2H 2 O
2Cu(OH) 2 + H 2 CO 3 = Cu 2 CO 3 (OH) 2 v + 2H 2 O
強酸によって形成される塩基性塩は、対応する酸水酸化物を添加すると中程度の塩に変わります。
CoNO 3 (OH) + HNO 3 = Co(NO 3) 2 + H 2 O
Ni 2 SO 4 (OH) 2 + H 2 SO 4 = 2NiSO 4 + 2H 2 O
ほとんどの塩基性塩は水にわずかに溶けます。 弱酸によって形成される場合、結合加水分解中に沈殿します。
2MgCl 2 + H 2 O + 2Na 2 CO 3 = Mg 2 CO 3 (OH) 2 v + CO 2 ^ + 4NaCl
複塩 2 つの化学的に異なるカチオンを含みます。 例: CaMg(CO 3) 2、KAl(SO 4) 2、Fe(NH 4) 2 (SO 4) 2、LiAl(SiO 3) 2。 多くの複塩は、飽和溶液からの対応する中間塩の共結晶化によって (結晶性水和物の形で) 形成されます。
K 2 SO 4 + MgSO 4 + 6H 2 O = K 2 Mg(SO 4) 2 6H 2 Ov
多くの場合、複塩は単塩に比べて水への溶解度が低くなります。
二元化合物- これらは、酸化物、水酸化物、塩のクラスに属さない複合物質であり、カチオンと酸素を含まないアニオン（実際または条件付き）で構成されます。
それらの化学的性質は多様であり、無機化学では周期表の異なるグループの非金属について個別に考慮されます。 この場合、陰イオンの種類に応じて分類されます。
例:
A) ハロゲン化物: OF 2、HF、KBr、PbI 2、NH 4 Cl、BrF 3、IF 7
b) カルゴゲニド: H 2 S、Na 2 S、ZnS、As 2 S 3、NH 4 HS、K 2 Se、NiSe
V) 窒化物: NH 3、NH 3 H 2 O、Li 3 N、Mg 3 N 2、AlN、Si 3 N 4
G) 炭化物: CH4、Be2C、Al4C3、Na2C2、CaC2、Fe3C、SiC
d) シリサイド: Li 4 Si、Mg 2 Si、ThSi 2
e) 水素化物: LiH、CaH2、AlH3、SiH4
そして） 過酸化物 H2O2、Na2O2、CaO2
h) スーパーオキシド: HO 2、KO 2、Ba(O 2) 2
化学結合の種類に基づいて、これらの二元化合物は次のように区別されます。
共有結合: OF 2、IF 7、H 2 S、P 2 S 5、NH 3、H 2 O 2
イオン性: Nal、K 2 Se、Mg 3 N 2、CaC 2、Na 2 O 2、KO 2
会う ダブル(2 つの異なるカチオンを使用) および 混合された(2 つの異なるアニオンを含む) 二元化合物、例: KMgCl 3、(FeCu)S 2 および Pb(Cl)F、Bi(Cl)O、SCl 2 O 2、As(O)F 3。
すべてのイオン性錯塩 (ヒドロキソ錯塩を除く) もこのクラスの錯体物質に属します (通常は別個に考慮されますが)。たとえば、次のとおりです。
SO 4 K 4 Na 3
Cl K 3 K 2
二元化合物には、[N(CO) 4 ] など、外側の球を持たない共有結合複合化合物が含まれます。
水酸化物と塩の関係と同様に、すべての二元化合物から酸素を含まない酸と塩が分離されます (残りの化合物はその他として分類されます)。
無酸素酸(オキソ酸のように) 移動性の水素 H + を含むため、酸水酸化物のいくつかの化学的特性 (水中での解離、酸としての塩形成反応への参加) を示します。 一般的な無酸素酸は、HF、HCl、HBr、HI、HCN、H 2 S で、このうち HF、HCN、H 2 S は弱酸で、残りは強酸です。
例塩形成反応:
2HBr + ZnO = ZnBr 2 + H 2 O
2H 2 S + Ba(OH) 2 = Ba(HS) 2 + 2H 2 O
2HI + Pb(OH) 2 = Pbl 2 v + 2H 2 O
水素の左側の電圧列にあり、水とは反応しない金属とアンフィジンは、希薄溶液中で強酸 HCl、HBr、HI (一般的な形は NG) と相互作用し、それらから水素を置き換えます (実際に発生しています)反応が表示されます):
M + 2NG = MG 2 + H 2 ^ (M = Be、Mg、Zn、Cr、Mn、Fe、Co、Ni)
2M + 6NG = 2MG 3 + H 2 ^ (M = Al、Ga)
無酸素塩金属およびアンフィゲンカチオン（およびアンモニウムカチオンNH 4 +）と酸素を含まない酸のアニオン（残基）によって形成されます。 例: AgF、NaCl、KBr、PbI 2 、Na 2 S、Ba(HS) 2 、NaCN、NH 4 Cl。 それらはオキソ塩のいくつかの化学的特性を示します。
単元素アニオンを含む無酸素塩を得る一般的な方法は、金属およびアンフィゲンと非金属の F 2、Cl 2、Br 2 および I 2 (一般には G 2 の形) および硫黄 S との相互作用です (実際に起こる反応)示されています）：
2M + G 2 = 2MG (M = Li、Na、K、Rb、Cs、Ag)
M + G 2 = MG 2 (M = Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Zn、Mn、Co)
2M + ZG 2 = 2MG 3 (M = Al、Ga、Cr)
2M + S = M 2 S (M = Li、Na、K、Rb、Cs、Ag)
M + S = MS (M = Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Zn、Mn、Fe、Co、Ni)
2M + 3S = M 2 S 3 (M = Al、Ga、Cr)
例外:
a) Cu および Ni はハロゲン Cl 2 および Br 2 とのみ反応します (生成物 MCl 2、MBr 2)。
b) Cr および Mn は、Cl 2、Br 2 および I 2 と反応します (生成物 CrCl 3、CrBr 3、CrI 3 および MnCl 2、MnBr 2、MnI 2)。
c) Fe は、F 2 および Cl 2 (生成物 FeF 3、FeCl 3)、Br 2 (FeBr 3 と FeBr 2 の混合物)、I 2 (生成物 FeI 2) と反応します。
d) Cu は S と反応して、生成物 Cu 2 S と CuS の混合物を形成します。
その他の二元化合物– 無酸素酸および塩の別のサブクラスに割り当てられるものを除く、このクラスのすべての物質。
このサブクラスの二元化合物を取得する方法はさまざまですが、最も単純なのは単純な物質の相互作用です (実際に起こる反応が示されています)。
a) ハロゲン化物:
S + 3F 2 = SF 6、N 2 + 3F 2 = 2NF 3
2P + 5G 2 = 2RG 5 (G = F、CI、Br)
C + 2F 2 = CF 4
Si + 2G 2 = Sir 4 (G = F、CI、Br、I)
b) カルコゲニド:
2As + 3S = As 2 S 3
2E + 5S = E 2 S 5 (E = P、As)
E + 2S = ES 2 (E = C、Si)
c) 窒化物:
3H2+N22NH3
6M + N 2 = 2M 3 N (M = Li、Na、K)
3M + N 2 = M 3 N 2 (M = Be、Mg、Ca)
2Al + N 2 = 2AlN
3Si + 2N 2 = Si 3 N 4
d) 炭化物:
2M + 2C = M 2 C 2 (M = Li、Na)
2Be + C = Be 2 C
M + 2C = MC 2 (M = Ca、Sr、Ba)
4Al + 3C = Al 4 C 3
e) シリサイド:
4Li + Si = Li 4 Si
2M + Si = M 2 Si (M = Mg、Ca)
f) 水素化物:
2M + H 2 = 2MH (M = Li、Na、K)
M + H 2 = MH 2 (M = Mg、Ca)
g) 過酸化物、超酸化物:
2Na + O 2 = Na 2 O 2 (空気中での燃焼)
M + O 2 = MO 2 (M = K、Rb、Cs; 空気中での燃焼)
これらの物質の多くは水と完全に反応します (元素の酸化状態を変えることなく加水分解されることがよくありますが、水素化物は還元剤として機能し、スーパーオキシドは不均化反応に入ります)。
PCl5 + 4H2O = H3PO4 + 5HCl
SiBr 4 + 2H 2 O = SiO 2 v + 4HBr
P 2 S 5 + 8H 2 O = 2H 3 PO 4 + 5H 2 S^
SiS 2 + 2H 2 O = SiO 2 v + 2H 2 S
Mg 3 N 2 + 8H 2 O = 3Mg(OH) 2 v + 2(NH 3 H 2 O)
Na3N + 4H2O = 3NaOH + NH3H2O
Be 2 C + 4H 2 O = 2Be(OH) 2 v + CH 4 ^
MC 2 + 2H 2 O = M(OH) 2 + C 2 H 2 ^ (M = Ca、Sr、Ba)
Al 4 C 3 + 12H 2 O = 4Al(OH) 3 v + 3CH 4 ^
MH + H 2 O = MOH + H 2 ^ (M = Li、Na、K)
MgH 2 + 2H 2 O = Mg(OH) 2 v + H 2 ^
CaH 2 + 2H 2 O = Ca(OH) 2 + H 2 ^
Na 2 O 2 + 2H 2 O = 2NaOH + H 2 O 2
2MO 2 + 2H 2 O = 2MOH + H 2 O 2 + O 2 ^ (M = K、Rb、Cs)
逆に、SF 6、NF 3、CF 4、CS 2、AlN、Si 3 N 4、SiC、Li 4 Si、Mg 2 Si、Ca 2 Si などの他の物質は耐水性があります。
部品A、B、Cの作業例1. 単体物質は
1) フラーレン
2. 反応生成物の式単位において
Si + CF1 2 >…、Si + O 2 >…、Si + Mg >…
3. 金属含有反応生成物中
Na + H 2 O >…、Ca + H 2 O >…、Al + НCl (溶液) >…
すべての元素の原子数の合計は次のようになります。
4. 酸化カルシウムは、セット内のすべての物質と（個別に）反応することができます。
1) CO2、NaOH、NO
2) HBr、SO 3 、NH 4 Cl
3) BaO、SO3、KMgCl3
4) O 2 、Al 2 O 3 、NH 3
5. 酸化硫黄 (IV) と
6. 融解中に塩МAlO 2 が形成される
2) Al 2 O 3 と KOH
3) Al および Ca(OH) 2
4) Al 2 O 3 および Fe 2 O 3
7. 分子反応式において
ZnO + HNO 3 > Zn(NO 3) 2 +…
係数の合計は等しい
8. N 2 O 5 + NaOH >... の反応生成物は次のとおりです。
1) Na2O、HNO3
3) NaNO3、H2O
4) NaNO2、N2、H2O
9. 塩基のセットは
1) NaOH、LiOH、ClOH
2) NaOH、Ba(OH) 2、Cu(OH) 2
3) Ca(OH) 2、KOH、BrOH
4) Mg(OH) 2 、Be(OH) 2 、NO(OH)
10. 水酸化カリウムは溶液中でセットの物質と（別々に）反応します。
4) SO3、FeCl3
11–12. という名前の酸に対応する残基
11. 硫酸
12. 窒素
公式があります
13. 塩酸および希硫酸から 強調表示されないガスのみメタル
14.両性水酸化物は
15-16。 与えられた水酸化物の式によると
15. H 3 PO 4、Pb(OH) 2
16. Cr(OH) 3 、HNO 3
平均塩分の計算式が導出されます
1) Pb3(PO4)2
17. 過剰な H 2 S を水酸化バリウムの溶液に通した後、最終溶液には塩が含まれます。
18. 考えられる反応:
1) CaSO 3 + H 2 SO 4 >...
2) Ca(NO 3) 2 + HNO 3 >...
3) NaHCOg + K 2 SO 4 >...
4) Al(HSO 4) 3 + NaOH >...
19. 反応式では (CaOH) 2 CO 3 (t) + H 3 PO 4 > CaHPO 4 v +…
係数の合計は等しい
20. 物質の式とそれが属するグループとの対応関係を確立します。
21. 出発物質と反応生成物の対応関係を確立します。
22. 変換スキーム内
セットには物質 A と物質 B が示されています
1) NaNO3、H2O
4) HNO3、H2O
23. 図に従って考えられる反応の方程式を作成します。
FeS > H 2 S + PbS > PbSO 4 > Pb(HSO 4) 2
24. 物質間に考えられる 4 つの反応の方程式を書き留めます。
1) 硝酸(濃硝酸)
2) カーボン（グラファイトまたはコークス）
3) 酸化カルシウム
化学反応中、ある物質は別の物質に変化します（ある化学元素が別の化学元素に変換される核反応と混同しないでください）。
あらゆる化学反応は化学方程式で記述されます。
反応物 → 反応生成物
矢印は反応の方向を示します。
例えば：
この反応では、メタン (CH 4) が酸素 (O 2) と反応し、二酸化炭素 (CO 2) と水 (H 2 O)、より正確には水蒸気が生成されます。 これはまさにキッチンでガスバーナーに火を点けたときに起こる反応です。 方程式は次のように読む必要があります。 1 分子のメタン ガスが 2 分子の酸素ガスと反応して、1 分子の二酸化炭素と 2 分子の水 (水蒸気) を生成します。
化学反応の成分の前に置かれる数字は次のように呼ばれます。 反応係数.
化学反応が起こる 吸熱性の（エネルギー吸収あり）および 発熱性の（エネルギー放出あり）。 メタンの燃焼は発熱反応の典型的な例です。
化学反応にはいくつかの種類があります。 最も一般的な：
- 接続反応。
- 分解反応。
- 単一置換反応。
- 二重置換反応。
- 酸化反応;
- 酸化還元反応。
複合反応
化合物反応では、少なくとも 2 つの要素が 1 つの生成物を形成します。
2Na (t) + Cl 2 (g) → 2NaCl (t)- 食塩の形成。
化合物反応の本質的なニュアンスに注意を払う必要があります。反応の条件や反応に入る試薬の割合に応じて、結果は異なる生成物になる可能性があります。 たとえば、石炭の通常の燃焼条件下では、二酸化炭素が生成されます。
C(t) + O 2 (g) → CO 2 (g)
酸素の量が不十分な場合、致死性の一酸化炭素が生成されます。
2C (t) + O 2 (g) → 2CO (g)
分解反応
これらの反応は、いわば、化合物の反応とは本質的に反対です。 分解反応の結果、物質は 2 つの単純な要素 (化合物) に分解されます。
- 2H 2 O (l) → 2H 2 (g) + O 2 (g)- 水の分解
- 2H 2 O 2 (l) → 2H 2 (g) O + O 2 (g)- 過酸化水素の分解
単一変位反応
単一置換反応の結果、化合物内の活性の低い元素が活性の高い元素に置き換わります。
Zn(s) + CuSO 4 (溶液) → ZnSO 4 (溶液) + Cu(s)
硫酸銅溶液中の亜鉛は活性の低い銅を置換し、硫酸亜鉛溶液が形成されます。
金属の活性度を活性の高い順に並べたもの:
- 最も活性が高いのはアルカリ金属とアルカリ土類金属です
上記の反応のイオン方程式は次のようになります。
Zn (t) + Cu 2+ + SO 4 2- → Zn 2+ + SO 4 2- + Cu (t)
イオン結合 CuSO 4 は水に溶解すると、銅カチオン (電荷 2+) と硫酸アニオン (電荷 2-) に分解されます。 置換反応の結果、亜鉛カチオンが形成されます (銅カチオンと同じ電荷: 2-)。 硫酸陰イオンは方程式の両側に存在することに注意してください。つまり、すべての数学の法則に従って、硫酸陰イオンは減らすことができます。 結果はイオン分子方程式になります。
Zn (t) + Cu 2+ → Zn 2+ + Cu (t)
二重置換反応
二重置換反応では、2 つの電子がすでに置き換えられています。 このような反応はこうも呼ばれます 反応を交換する。 このような反応は溶液中で起こり、次のものが形成されます。
- 不溶性固体（沈殿反応）。
- 水（中和反応）。
沈殿反応
硝酸銀（塩）の溶液を塩化ナトリウムの溶液と混合すると、塩化銀が形成されます。
分子方程式: KCl (溶液) + AgNO 3 (p-p) → AgCl (s) + KNO 3 (p-p)
イオン方程式: K + + Cl - + Ag + + NO 3 - → AgCl (t) + K + + NO 3 -
分子イオン方程式: Cl - + Ag + → AgCl (s)
化合物が可溶性の場合、それは溶液中にイオンの形で存在します。 化合物が不溶性の場合、沈殿して固体が形成されます。
中和反応
これらは、水分子の形成をもたらす酸と塩基の間の反応です。
たとえば、硫酸溶液と水酸化ナトリウム溶液 (灰汁) を混合する反応は次のようになります。
分子方程式: H 2 SO 4 (p-p) + 2NaOH (p-p) → Na 2 SO 4 (p-p) + 2H 2 O (l)
イオン方程式: 2H + + SO 4 2- + 2Na + + 2OH - → 2Na + + SO 4 2- + 2H 2 O (l)
分子イオン方程式: 2H + + 2OH - → 2H 2 O (l) または H + + OH - → H 2 O (l)
酸化反応
これらは、物質と空気中のガス状酸素との相互作用の反応であり、その際、通常、大量のエネルギーが熱と光の形で放出されます。 典型的な酸化反応は燃焼です。 このページの最初にメタンと酸素の反応があります。
CH 4 (g) + 2O 2 (g) → CO 2 (g) + 2H 2 O (g)
メタンは炭化水素（炭素と水素の化合物）に属します。 炭化水素が酸素と反応すると、多量の熱エネルギーが放出されます。
酸化還元反応
これらは、反応物質原子間で電子が交換される反応です。 上で説明した反応も酸化還元反応です。
- 2Na + Cl 2 → 2NaCl - 化合物反応
- CH 4 + 2O 2 → CO 2 + 2H 2 O - 酸化反応
- Zn + CuSO 4 → ZnSO 4 + Cu - 単一置換反応
電子平衡法と半反応法を使用して方程式を解く多数の例を含む酸化還元反応について、セクションでできるだけ詳細に説明します。
