Klasyfikacja i właściwości złożonych substancji nieorganicznych. Relacja

Prawda filozoficzna: wszystko w naszym świecie jest względne, dotyczy także klasyfikacji substancji i ich właściwości. Ogromna różnorodność substancji we Wszechświecie i na naszej planecie składa się tylko z 90 pierwiastków chemicznych. W przyrodzie występują substancje złożone z pierwiastków o numerach porządkowych od 1 do 91 włącznie. Pierwiastek 43 – technet, obecnie nie występuje w naturze na Ziemi, ponieważ pierwiastek ten nie ma stabilnych izotopów. Powstał sztucznie w wyniku reakcji jądrowej. Stąd nazwa pierwiastka – z języka greckiego. tehnos – sztuczny.
Wszystkie ziemskie naturalne substancje chemiczne, zbudowane z 90 pierwiastków, można podzielić na dwa duże typy - nieorganiczne i organiczne.
Substancje organiczne to związki węgla z wyjątkiem najprostszych: tlenków węgla, węglików metali, kwasu węglowego i jego soli. Wszystkie pozostałe substancje są klasyfikowane jako nieorganiczne.
Substancji organicznych jest ponad 27 milionów - znacznie więcej niż substancji nieorganicznych, których liczba według najbardziej optymistycznych szacunków nie przekracza 400 tysięcy. O przyczynach różnorodności związków organicznych porozmawiamy nieco później, ale na razie zauważamy, że między tymi dwiema grupami substancji nie ma ostrej granicy. Na przykład izocyjanian amonu NH4NCO jest uważany za związek nieorganiczny, a mocznik (NH2)2CO, który ma dokładnie taki sam skład pierwiastkowy N2H4CO, jest substancją organiczną.
Substancje, które mają ten sam wzór cząsteczkowy, ale różne struktury chemiczne, nazywane są izomerami.
Substancje nieorganiczne dzieli się zwykle na dwa podtypy – proste i złożone (Schemat 1). Jak już wiesz, substancje proste to substancje składające się z atomów jednego pierwiastka chemicznego, a substancje złożone nazywane są substancjami składającymi się z dwóch lub więcej pierwiastków chemicznych.
Schemat 1

Klasyfikacja substancji nieorganicznych

Wydawałoby się, że liczba substancji prostych powinna pokrywać się z liczbą pierwiastków chemicznych. Jednak tak nie jest. Faktem jest, że atomy tego samego pierwiastka chemicznego mogą tworzyć nie jedną, ale kilka różnych prostych substancji. Jak wiadomo, zjawisko to nazywa się alotropią. Przyczyną alotropii może być różna liczba atomów w cząsteczce (na przykład alotropowe modyfikacje pierwiastka tlenowego - tlen O2 i ozon O3), a także inna struktura sieci krystalicznej substancji stałej (na przykład znane już alotropowe modyfikacje węgla – diament i grafit).
Podtyp substancji prostych obejmuje metale, niemetale i gazy szlachetne, te ostatnie często klasyfikuje się jako niemetale. Klasyfikacja ta opiera się na właściwościach substancji prostych, określonych przez strukturę atomów pierwiastków chemicznych, z których te substancje powstają, oraz rodzaj sieci krystalicznej. Wszyscy wiedzą, że metale przewodzą prąd elektryczny, są termoprzewodzące, plastyczne i mają metaliczny połysk. Niemetale z reguły nie mają takich właściwości. Nasza klauzula „z reguły” nie jest przypadkowa i po raz kolejny podkreśla względność klasyfikacji prostych substancji. Niektóre metale swoimi właściwościami przypominają niemetale (np. alotropowa modyfikacja cyny – szara cyna – jest szarym proszkiem, nie przewodzi prądu elektrycznego, nie ma połysku i plastyczności, natomiast biała cyna, kolejna modyfikacja alotropowa, jest typowym metalem). Natomiast grafit niemetaliczny, odmiana alotropowa węgla, silnie przewodzi prąd elektryczny i ma charakterystyczny metaliczny połysk.
Najbardziej ogólna klasyfikacja złożonych substancji nieorganicznych jest Ci znana z podstawowego kursu chemii w szkole. Istnieją cztery klasy związków: tlenki, zasady, kwasy i sole.
Podział substancji nieorganicznych na klasy odbywa się na podstawie ich składu, co z kolei znajduje odzwierciedlenie we właściwościach związków. Przypomnijmy definicje przedstawicieli każdej klasy.
Tlenki – substancje złożone składające się z dwóch pierwiastków, z których jednym jest tlen na stopniu utlenienia –2 (np. H2O, CO2, CuO).
Powody – są to substancje złożone składające się z atomu metalu i jednej lub większej liczby grup hydroksylowych (np. NaOH, Ca(OH)2).
Kwasy – są to substancje złożone składające się z atomów wodoru i reszty kwasowej (np. HCl, HNO3, H2SO4, H3PO4).
Sole – są to substancje złożone składające się z atomów metali i reszt kwasowych (np. NaNO3, K2SO4, AlCl3).
Taka klasyfikacja i definicje są również bardzo względne. Po pierwsze, rolę metalu w zasadach i solach mogą odgrywać cząstki złożone, takie jak znany kation amonowy NH4+, składający się wyłącznie z pierwiastków niemetalicznych. Po drugie, istnieje dość duża grupa substancji, które formalnie (w składzie) są zasadami, ale właściwościami należą do wodorotlenków amfoterycznych, tj. łączą właściwości zasad i kwasów. Na przykład wodorotlenek glinu Al(OH)3 podczas interakcji z kwasem zachowuje się jak zasada:
Al(OH)3 + 3HCl = AlCl3 + 3H2O,
a po stopieniu z zasadami wykazuje właściwości kwasu:
H3AlO3 + NaOH = NaAlO2 + H2O.
Po trzecie, powyższa klasyfikacja złożonych substancji nieorganicznych nie obejmuje dużej liczby związków, których nie można zaliczyć do żadnej z wymienionych klas. Są to np. związki utworzone przez dwa lub więcej pierwiastków niemetalicznych (chlorek fosforu(V) PCl5, siarczek węgla CS2, fosgen COCl2).
? 1. Które substancje nazywamy nieorganicznymi, a które organicznymi? Daj przykłady. Udowodnić względność tej klasyfikacji substancji.
2. Które substancje nazywamy prostymi, a które złożonymi? Dlaczego liczba substancji prostych przekracza liczbę pierwiastków chemicznych?
3. Jaka jest klasyfikacja substancji prostych? Podaj przykłady każdego rodzaju substancji. Czy gazy szlachetne są substancjami o budowie atomowej czy molekularnej? Podaj argumenty przemawiające za obydwoma stanowiskami.
4. Jakie substancje nieorganiczne nazywane są tlenkami, zasadami, kwasami, solami? Podaj przykłady substancji każdej klasy, zilustruj ich właściwości dwoma lub trzema równaniami reakcji chemicznych.
5. Korzystając z równań reakcji chemicznych, udowodnij, że wodorotlenki amfoteryczne wykazują właściwości zarówno kwasów, jak i zasad.
6. Węglan wapnia (kreda, marmur, wapień) inspirował rzeźbiarzy, artystów i poetów. Na przykład:

Do chwili obecnej zidentyfikowano ponad pięćset tysięcy związków nieorganicznych. Klasyfikacja i nazewnictwo substancji nieorganicznych to ważne zagadnienie, które pozwala zrozumieć różnorodność związków.

Odniesienie historyczne

W XVIII-XIX wieku Antoine Lavoisier, Michaił Łomonosow i John Dalton zaproponowali pierwszą klasyfikację i nazewnictwo substancji nieorganicznych. Wyróżniono proste i pierwszą grupę podzielono na metale i niemetale. Wyodrębniono także grupę związków o właściwościach pośrednich, zwanych metaloidami. Podział ten stał się podstawą współczesnej klasyfikacji.

Obecnie istnieją cztery klasy. Przyjrzyjmy się bliżej każdej z tych klas.

Tlenki

Są to związki wieloatomowe, które składają się z dwóch pierwiastków, drugim w nich jest zawsze jon tlenu na stopniu utlenienia -2. Klasyfikacja i nazewnictwo substancji nieorganicznych polega na podziale klasy tlenków na trzy grupy:

• podstawowy;
• amfoteryczny;
• kwaśny

Klasyfikacja

Pierwszą grupę stanowią związki metali (o minimalnych stopniach utlenienia) z tlenem. Na przykład MgO to tlenek magnezu. Wśród głównych właściwości chemicznych tego związku można zauważyć ich oddziaływanie z kwaśnymi tlenkami, kwasami i bardziej aktywnymi metalami.

Związki tlenu niemetali, a także pierwiastki metaliczne o stopniach utlenienia od +4 do +7. Na przykład ta grupa obejmuje MnO 2, CO 2. Wśród typowych wyróżniamy oddziaływanie z wodą (powstaje słaby kwas węglowy), zasadowymi tlenkami i rozpuszczalnymi zasadami (zasadami).

Tlenki amfoteryczne (przejściowe) to związki metali o stopniu utlenienia +3 (a także tlenek berylu i cynku), które mogą oddziaływać zarówno z kwasami, jak i zasadami.

Tlenki dzielą się na tworzące sól i nie tworzące soli. Pierwsza grupa odpowiada kwasom lub zasadom, w których główny pierwiastek zachowuje swój stopień utlenienia. Grupa nie tworząca soli jest niewielka, jej przedstawiciele nie są zdolni do tworzenia soli. Przykładowo wśród tlenków niesolotwórczych znajdują się: N 2 O, NO, SiO, CO.

Wodorotlenki

Klasyfikacja i nazewnictwo substancji nieorganicznych obejmuje identyfikację klasy wodorotlenków. Nazywa się je substancjami złożonymi, które zawierają atomy jakiegoś pierwiastka, a także grupy hydroksylowe OH. Klasa ta jest podzielona na dwie duże grupy:

• fusy;
• kwasy

Kwasy zawierają kilka atomów wodoru, które można zastąpić atomami metali, zgodnie z zasadami stechiometrycznej wartościowości. Wiele z nich ma formę meta, a ich atomy wodoru znajdują się na początku wzoru. Mają one ogólną postać HxEOy, gdzie druga część nazywana jest resztą kwasową. Klasyfikacja i ich nazewnictwo omawiane są w ramach szkolnych zajęć z chemii. Na kwas siarkowy - siarczany, kwas azotowy - azotany, kwas węglowy - węglany.

W zależności od liczby atomów wodoru wyróżnia się następujące grupy:

• jednozasadowy;
• dwuzasadowy;
• kwasy trójzasadowe

Zasady zawierają kationy metali i OH, które w reakcjach chemicznych można zastąpić resztami kwasowymi, z zastrzeżeniem zasad stechiometrycznej wartościowości.

Zasady mają postać orto i mają wzór ogólny M(OH)n, gdzie n = 1 lub 2. Przy nazywaniu związków z tej grupy do wodorotlenku dodaje się odpowiedni metal.

Wśród głównych właściwości chemicznych, jakie posiadają przedstawiciele tej klasy substancji nieorganicznych, należy zwrócić uwagę na ich reakcję z kwasami, produktami reakcji są woda i sól.

Na przykład w reakcji wodorotlenku sodu z kwasem solnym produktami będą woda i chlorek sodu.

W zależności od ich rozpuszczalności w wodzie rozróżnia się zasady rozpuszczalne (zasady) i nierozpuszczalne wodorotlenki. Pierwsza grupa obejmuje związki hydroksylowe metali pierwszej i drugiej grupy głównych podgrup (metale alkaliczne i metale ziem alkalicznych).

Na przykład NaOH jest zasadą (wodorotlenek sodu); Fe(OH) 2 - wodorotlenek żelaza II (związek nierozpuszczalny).

Sole

Co jeszcze obejmuje klasyfikacja i nazewnictwo substancji nieorganicznych? Zadania dla uczniów klas 8-9 polegają na podzieleniu proponowanej listy związków na odrębne klasy: tlenki, zasady, kwasy, sole.

Sole są substancjami złożonymi, które zawierają kationy metali i aniony reszty kwasowej. Sole średnie mają wzór ogólny Mx(EOy)n. Przykładem tej grupy jest Ca 3 (PO 4) 2 - fosforan wapnia.

Jeśli w kompozycji pojawiają się również kationy wodoru, sole nazywane są kwasowymi, a obecność grup hydroksylowych jest charakterystyczna dla soli zasadowych. Na przykład NaHCO3 to wodorowęglan sodu, a CaOHCl to hydroksychlorek wapnia.

Sole zawierające kationy dwóch różnych metali nazywane są solami podwójnymi.

Sole złożone to złożone związki zawierające czynnik kompleksujący i ligandy. W szkole średniej rozważa się klasyfikację i nazewnictwo substancji nieorganicznych. Teorię związków złożonych studiuje się w ramach specjalistycznego kursu z chemii ogólnej. Pytania dotyczące nazewnictwa i właściwości chemicznych soli złożonych nie są uwzględniane w pytaniach testowych jednolitego egzaminu państwowego z chemii dla przedmiotu w szkole średniej.

Wniosek

W jaki sposób w szkolnym programie nauczania wykorzystywana jest klasyfikacja i nazewnictwo substancji nieorganicznych? Grupy substancji są pokrótce omawiane w ramach programu nauczania w klasie ósmej i dziewiątej, a bardziej szczegółowo są studiowane na kursie chemii ogólnej w klasie 11. Zadania związane z klasyfikacją związków nieorganicznych i porównaniem właściwości chemicznych związków z proponowanymi produktami zawarte są w końcowych testach certyfikacyjnych z chemii (USE) dla absolwentów klas jedenastych. Aby skutecznie sobie z nimi poradzić, studenci muszą posiadać podstawową wiedzę z zakresu klasyfikacji związków nieorganicznych oraz umiejętność porównywania proponowanych substancji z właściwościami chemicznymi całej klasy.

Oraz ich pochodne. Wszystkie inne substancje są nieorganiczne.

Klasyfikacja substancji nieorganicznych
Substancje nieorganiczne dzielimy na proste i złożone ze względu na ich skład.

Substancje proste składają się z atomów jednego pierwiastka chemicznego i dzielą się na metale, niemetale i gazy szlachetne. Substancje złożone składają się z atomów różnych pierwiastków, połączonych ze sobą chemicznie.

Złożone substancje nieorganiczne, zgodnie z ich składem i właściwościami, dzielą się na następujące ważne klasy: tlenki, zasady, kwasy, wodorotlenki amfoteryczne, sole.

Na kursie szkolnym badane są cztery główne klasy substancji złożonych: tlenki, zasady, kwasy, sole.

Tlenki

- są to złożone substancje składające się z dwóch pierwiastków, z których jednym jest tlen.

Tlenki dzielą się na:

nie tworzący soli - nie wchodzą w interakcję z kwasami i zasadami oraz nie tworzą soli. Są to tlenek azotu (I) N 2 O, tlenek azotu (II) NO, tlenek węgla (II) CO i kilka innych.

tworzące sól - podczas interakcji z kwasami lub zasadami tworzą sól i wodę.

Z kolei dzielą się na:

podstawowy - podstawy im odpowiadają. Należą do nich tlenki metali o niskim stopniu utlenienia (+1, +2). wszystkie są ciałami stałymi)

kwaśny - odpowiadają kwasom. Należą do nich tlenki niemetali i tlenki metali o wysokim stopniu utlenienia. Na przykład tlenek chromu (VI) CrO 3, tlenek manganu (VII) Mn 2 O 7.

amfoteryczny - w zależności od warunków wykazują właściwości zasadowe lub kwasowe, tj. mają podwójne właściwości. Są to tlenek cynku ZnO, tlenek glinu Al 2 O 3, tlenek żelaza (III) Fe 2 O 3, tlenek chromu (III) Cr 2 O 3.

Typowe reakcje tlenków zasadowych

1. Tlenek zasadowy + woda = zasada (! Reakcja przebiega, jeśli tworzy się rozpuszczalna zasada!)

K2O + H2O = 2KOH

CaO + H 2 O = Ca(OH) 2

2. Tlenek zasadowy + tlenek kwasowy = sól

CaO + N 2 O 5 = Ca(NO 3) 2

MgO + SiO2 = MgSiO3

3. Zasadowy tlenek + kwas = sól + woda

FeO + H 2 SO 4 = FeSO 4 + H 2 O

CuO + 2HNO 3 = Cu(NO 3) 2 + H 2 O

Typowe reakcje tlenków kwasowych

1. Tlenek kwasowy + woda = kwas (z wyjątkiem tlenku krzemu SiO2)

SO 2 + H 2 O = H 2 SO 3

CrO 3 + H 2 O = H 2 CrO 4

2. Tlenek kwasowy + tlenek zasadowy = sól

SO 3 + K 2 O = K 2 SO 4

CO 2 + CaO = CaCO 3

3. Tlenek kwasowy + zasada = sól + woda

SO2 + 2NaOH = Na2SO3 + H2O

N 2 O 5 + Ca(OH) 2 = Ca(NO 3) 2 + H 2 O

Typowe reakcje tlenków amfoterycznych

1. Tlenek amfoteryczny + kwas = sól + woda

ZnO + 2HCl = ZnCl2 + H2O

Al 2 O 3 + 6HCl = 2AlCl 3 + 3H 2 O

2. Tlenek amfoteryczny + zasada = sól + woda

ZnO + 2NaOH + H 2 O = Na 2

Al2O3 + 2NaOH + 3H2O = 2Na

Cr2O3 + 2NaOH + 7H2O = 2Na

Kiedy fuzja

ZnO + 2KOH = K 2 ZnO 2 + H 2 O

Al 2 O 3 + 2 NaOH = 2 NaAlO 2 + H 2 O

Cr 2 O 3 + 2 NaOH = 2 NaCrO 2 + H 2 O

Powody

- są to substancje złożone, które zawierają atomy metali połączone z jedną lub większą liczbą grup hydroksylowych.

Tereny dzielą się na:

rozpuszczalny w wodzie (zasada) - utworzone przez pierwiastki grupy I podgrupy głównej LiOH, NaOH, KOH, RbOH, CsOH oraz pierwiastki grupy II podgrupy głównej (z wyjątkiem magnezu i berylu) Ca(OH) 2, Sr(OH)2, Ba(OH )2.

nierozpuszczalne w wodzie - Inny.

Reakcje charakterystyczne dla wszystkich zasad

1. Zasada + kwas = sól + woda

2KOH + H 2 SO 4 = K 2 SO 4 + 2H 2 O

Cu(OH) 2 + 2HCl = CuCl 2 + H 2 O

Typowe reakcje alkaliów

1. Roztwory wodne zmieniają kolor wskaźników (lakmus – niebieski, oranż metylowy – żółty, fenoloftaleina – karmazynowy)

KOH = K+ + OH - (Jony OH - powodują odczyn zasadowy środowiska)

Ca(OH) 2 = Ca 2 + + 2OH -

2. Alkalia + tlenek kwasowy = sól + woda

Ca(OH) 2 + N 2 O 5 = Ca(NO 3) 2 + H 2 O

2KOH + CO 2 = K 2 CO 3 + H 2 O

3. Alkalia + sól = sól + zasada (jeżeli produktem reakcji jest związek nierozpuszczalny lub substancja lekko dysocjująca NH 4 OH)

2NaOH + CuSO 4 = Na 2 SO 4 + Cu(OH) 2 (nierozpuszczalny)

Ca(OH) 2 + Na 2 SiO 3 = CaSiO 3 (nierozpuszczalny) + 2NaOH

NaOH + NH4Cl = NaCl + NH4OH

4. Reaguj z tłuszczami tworząc mydło

Typowe reakcje nierozpuszczalnych zasad

1. Rozkłada się po podgrzaniu

Fe(OH)2 = FeO + H2O

2Fe(OH) 3 = Fe 2 O 3 + 3H 2 O

Wśród zasad nierozpuszczalnych znajdują się zasady amfoteryczne. Na przykład Be(OH) 2, Zn(OH) 2, Ge(OH) 2, Pb(OH) 2, Al(OH) 3, Cr(OH) 3, Sn(OH) 4 itd.

Reagują z alkaliami w roztworze wodnym

Zn(OH)2 + 2NaOH = Na2

Fe(OH)3 + NaOH = Na

lub przez fuzję

Zn(OH) 2 + 2NaOH = Na 2 ZnO 2 + 2H 2 O

Fe(OH) 3 + NaOH = NaFeO 2 + 2H 2 O

Kwasy

- są to złożone substancje składające się z atomów wodoru, które można zastąpić atomami metali i resztami kwasowymi.

Reakcje charakterystyczne dla wszystkich kwasów

1. Kwas + zasada = sól + woda

2HNO 3 + Cu(OH) 2 = Cu(NO 3) 2 + 2H 2 O

2HCl + Ca(OH) 2 = CaCl 2 + 2H 2 O

2. Kwas + tlenek zasadowy = sól + woda

CuO + H2SO4 = CuSO4 + 2H2O

3CaO + 2H 3 PO 4 = Ca 3 (PO 4) 2 + 3H 2 O

Sole

- są to substancje złożone zawierające atomy metali i resztę kwasową.

Sole dzielą się na:

przeciętny - zawierają wyłącznie atomy metali jako kationy i tylko resztę kwasową jako aniony. Można je uważać za produkty całkowitego zastąpienia atomów wodoru w kwasie atomami metalu lub produkty całkowitego zastąpienia grup hydroksylowych w zasadowej cząsteczce wodorotlenku resztami kwasowymi.

H2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + 2H2O

3H 2 SO 4 + 2Fe(OH) 3 = Fe 2 (SO 4) 3 + 6H 2 O

kwaśny - zawierają nie tylko atomy metali, ale także atomy wodoru jako kationy. Można je uważać za produkty niepełnego zastąpienia atomów wodoru w kwasie. Tworzony wyłącznie przez kwasy wielozasadowe. Otrzymuje się je, gdy nie ma wystarczającej ilości zasady, aby utworzyć średnią sól.

H2SO4 + NaOH = NaHSO4 + H2O

podstawowy - jako aniony zawierają nie tylko resztę kwasową, ale także grupę hydroksylową. Można je uważać za produkty niepełnego zastąpienia grup hydroksylowych w składzie zasady polikwasowej resztą kwasową. Tworzony wyłącznie przez zasady polikwasowe. Otrzymuje się je, gdy nie ma wystarczającej ilości kwasu, aby utworzyć średnią sól.

H 2 SO 4 + Fe(OH) 3 = FeOHSO 4 + 2H 2 O

Typowe reakcje soli średnich

1. Sól + kwas = inna sól + inny kwas (Reakcja zachodzi, gdy tworzy się nierozpuszczalny związek, uwalnia się gaz - dwutlenek węgla CO 2, dwutlenek siarki SO 2, siarkowodór H 2 S - lub powstaje lekko dysocjująca substancja, na przykład kwas octowy CH 3 COOH!)

BaCl2 + H2SO4 = BaSO4 ↓ + 2HCl

Na 2 CO 3 + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + CO 2 + H 2 O

(CH 3 COO) 2 Ca + 2HNO 3 = Ca(NO 3) 2 + 2CH 3 COOH

W wyniku tej reakcji można otrzymać lotne kwasy: azotowy i solny, jeśli weźmie się stałą sól i mocny stężony kwas (najlepiej siarkowy)

2NaCl + H2SO4 = Na2SO4 + 2HCl

2KNO3 + H2SO4 = K2SO4 + 2HNO3

2. Sól + zasada = kolejna sól + inna zasada (Reakcja zachodzi, jeśli powstanie nierozpuszczalny związek lub lekko dysocjująca substancja, na przykład wodorotlenek amonu NH 4 OH!)

Cu(NO 3) 2 + 2NaOH = 2NaNO 3 + Cu(OH) 2 ↓

NH4Cl + NaOH = NaCl + NH4OH

3. Sól(1) + sól(2) = sól(3) + sól(4) (Reakcja przebiega, jeśli tworzy się nierozpuszczalny związek!)

NaCl + AgNO 3 = NaNO 3 + AgCl↓

CaCl 2 + Na 2 CO 3 = CaCO 3 ↓ + 2 NaCl

4. Sól + metal = kolejna sól + inny metal (Metal wypiera z roztworów soli wszystkie inne metale znajdujące się po jego prawej stronie w szeregu naprężeń metalicznych. Reakcja zachodzi, jeśli obie sole są rozpuszczalne, a sam metal nie oddziałuje z wodą!)

CuCl2 + Fe = FeCl2 + Cu

2AgNO3 + Cu = Cu(NO3)2 + 2Ag

5. Reakcje rozkładu:

a) węglany. Nierozpuszczalne węglany metali dwuwartościowych rozkładają się głównie pod wpływem ogrzewania na tlenek i dwutlenek węgla. Spośród metali alkalicznych reakcja jest typowa dla węglanu litu w obojętnym środowisku.

b) wodorowęglany rozkładają się na węglany, dwutlenek węgla i wodę.

c) azotany: zgodnie ze schematem - do magnezu włącznie, zgodnie z liczbą napięć, metale rozkładają się na azotyny i tlen; od magnezu po miedź włącznie, po tlenek metalu (często metal zmienia stopień utlenienia na wyższy), tlenek azotu (IV) i tlen; po miedzi na metal, tlenek azotu (IV) i tlen.

Typowe reakcje soli kwasowych

1. Sól kwaśna + zasada = sól średnia + woda

NaHSO4 + NaOH = Na2SO4 + H2O

Typowe reakcje soli zasadowych

1. Sól zasadowa + zasady = sól średnia + woda

(CuOH) 2 CO 3 + H 2 CO 3 = CuCO 3 ↓ + 2H 2 O

Każdego dnia człowiek wchodzi w interakcję z dużą liczbą obiektów. Wykonane są z różnych materiałów i mają własną strukturę i skład. Wszystko, co otacza człowieka, można podzielić na organiczne i nieorganiczne. W artykule przyjrzymy się, czym są takie substancje i podamy przykłady. Ustalimy także, jakie substancje nieorganiczne występują w biologii.

Opis

Substancje nieorganiczne to substancje niezawierające węgla. Są przeciwieństwem produktów organicznych. Do tej grupy zalicza się również kilka związków zawierających węgiel, na przykład:

• cyjanki;
• tlenki węgla;
• węglany;
• węgliki i inne.

• woda;
• różne kwasy (chlorowodorowy, azotowy, siarkowy);
• sól;
• amoniak;
• dwutlenek węgla;
• metale i niemetale.

Grupę nieorganiczną wyróżnia brak szkieletu węglowego, co jest charakterystyczne dla substancji organicznych. Ze względu na skład dzieli się je zazwyczaj na proste i złożone. Substancje proste stanowią małą grupę. W sumie jest ich około 400.

Proste związki nieorganiczne: metale

Metale to proste atomy oparte na wiązaniu metalicznym. Pierwiastki te posiadają charakterystyczne właściwości metaliczne: przewodność cieplną, przewodność elektryczną, ciągliwość, połysk i inne. W sumie w tej grupie znajduje się 96 elementów. Obejmują one:

• metale alkaliczne: lit, sód, potas;
• metale ziem alkalicznych: magnez, stront, wapń;
• miedź, srebro, złoto;
• metale lekkie: aluminium, cyna, ołów;
• półmetale: polon, moscovium, nihonium;
• lantanowce i lantan: skand, itr;
• aktynowce i aktyn: uran, neptun, pluton.

Metale występują w przyrodzie głównie w postaci rud i związków. Aby otrzymać czysty metal bez zanieczyszczeń, poddaje się go oczyszczaniu. W razie potrzeby istnieje możliwość wykonania stopowania lub innej obróbki. Odbywa się to za pomocą specjalnej nauki - metalurgii. Dzieli się na czarny i kolorowy.

Proste związki nieorganiczne: niemetale

Niemetale to pierwiastki chemiczne, które nie mają właściwości metalicznych. Przykłady substancji nieorganicznych:

• woda;
• azot;
• siarka;
• tlen i inne.

Niemetale charakteryzują się dużą liczbą elektronów na atom. To determinuje pewne właściwości: zwiększa się zdolność do przyłączania dodatkowych elektronów i pojawia się wyższa aktywność oksydacyjna.

W przyrodzie występują niemetale w stanie wolnym: tlen, chlor, a także w postaci stałej: jod, fosfor, krzem, selen.

Niektóre niemetale mają charakterystyczną właściwość - alotropię. Oznacza to, że mogą istnieć w różnych modyfikacjach i formach. Na przykład:

• tlen gazowy ma modyfikacje: tlen i ozon;
• węgiel stały może występować w postaciach: diamentu, grafitu, węgla szklistego i innych.

Złożone związki nieorganiczne

Ta grupa substancji jest liczniejsza. Związki złożone wyróżniają się obecnością w substancji kilku pierwiastków chemicznych.

Przyjrzyjmy się bliżej złożonym substancjom nieorganicznym. Przykłady i ich klasyfikację przedstawiono poniżej w artykule.

1. Tlenki to związki, których jednym z pierwiastków jest tlen. Grupa obejmuje:

• nie tworzący soli (na przykład azot);
• tlenki tworzące sól (na przykład tlenek sodu, tlenek cynku).

2. Kwasy to substancje zawierające jony wodoru i reszty kwasowe. Na przykład azot, siarkowodór.

3. Wodorotlenki to związki zawierające grupę -OH. Klasyfikacja:

• zasady – zasady rozpuszczalne i nierozpuszczalne – wodorotlenek miedzi, wodorotlenek sodu;
• kwasy zawierające tlen - trioksowęglan diwodoru, trioksazotan wodoru;
• amfoteryczny - wodorotlenek chromu, wodorotlenek miedzi.

4. Sole to substancje zawierające jony metali i reszty kwasowe. Klasyfikacja:

• podłoże: chlorek sodu, siarczek żelaza;
• kwaśny: wodorowęglan sodu, wodorosiarczany;
• główne: azotan dihydroksochromu, azotan hydroksychromu;
• kompleks: tetrahydroksycynian sodu, tetrachloroplatynian potasu;
• podwójne: ałun potasowy;
• mieszanina: siarczan glinowo-potasowy, chlorek miedziowo-potasowy.

5. Związki binarne to substancje składające się z dwóch pierwiastków chemicznych:

• kwasy beztlenowe;
• sole beztlenowe i inne.

Związki nieorganiczne zawierające węgiel

Substancje takie tradycyjnie należą do grupy substancji nieorganicznych. Przykłady substancji:

• Węglany – estry i sole kwasu węglowego – kalcyt, dolomit.
• Węgliki to związki niemetali i metali z węglem - węglik berylu, węglik wapnia.
• Cyjanki – sole kwasu cyjanowodorowego – cyjanek sodu.
• Tlenki węgla są binarnym związkiem węgla i tlenu - tlenkiem węgla i dwutlenkiem węgla.
• Cyjaniany są pochodnymi kwasu cyjanowego – kwasu fulmowego, kwasu izocyjanowego.
• Metale karbonylowe – kompleks metalu i tlenku węgla – karbonyl niklu.

Wszystkie rozważane substancje różnią się indywidualnymi właściwościami chemicznymi i fizycznymi. Ogólnie rzecz biorąc, można zidentyfikować charakterystyczne cechy każdej klasy substancji nieorganicznych:

1. Proste metale:

• wysoka przewodność cieplna i elektryczna;
• metaliczny połysk;
• Brak przejrzystości;
• wytrzymałość i plastyczność;
• w temperaturze pokojowej zachowują swoją twardość i kształt (z wyjątkiem rtęci).

2. Proste niemetale:

• proste niemetale mogą występować w stanie gazowym: wodór, tlen, chlor;
• brom występuje w stanie ciekłym;
• stałe niemetale mają stan niemolekularny i mogą tworzyć kryształy: diament, krzem, grafit.

3. Substancje złożone:

• tlenki: reagują z wodą, kwasami i tlenkami kwasowymi;
• kwasy: reagują z wodą i zasadami;
• tlenki amfoteryczne: mogą reagować z tlenkami kwasowymi i zasadami;
• wodorotlenki: rozpuszczalne w wodzie, mają szeroki zakres temperatur topnienia i mogą zmieniać kolor podczas interakcji z zasadami.

Komórka każdego żywego organizmu składa się z wielu składników. Niektóre z nich to związki nieorganiczne:

• Woda. Na przykład ilość wody w komórce waha się od 65 do 95%. Jest niezbędny do realizacji reakcji chemicznych, ruchu składników i procesu termoregulacji. To także woda decyduje o objętości komórki i stopniu jej elastyczności.
• Sole mineralne. Mogą występować w organizmie zarówno w postaci rozpuszczonej, jak i nierozpuszczonej. Ważną rolę w procesach komórkowych odgrywają kationy: potasu, sodu, wapnia, magnezu oraz aniony: chloru, wodorowęglanów, superfosfatu. Minerały są niezbędne do utrzymania równowagi osmotycznej, regulacji procesów biochemicznych i fizycznych, tworzenia impulsów nerwowych, utrzymania poziomu krzepliwości krwi i wielu innych reakcji.

Nie tylko substancje nieorganiczne komórki są ważne dla utrzymania życia. Składniki organiczne zajmują 20-30% jego objętości.

Klasyfikacja:

• proste substancje organiczne: glukoza, aminokwasy, kwasy tłuszczowe;
• złożone substancje organiczne: białka, kwasy nukleinowe, lipidy, polisacharydy.

Składniki organiczne są niezbędne do pełnienia ochronnej, energetycznej funkcji komórki, służą jako źródło energii do aktywności komórkowej oraz przechowują składniki odżywcze, przeprowadzają syntezę białek i przekazują informacje dziedziczne.

W artykule zbadano istotę i przykłady substancji nieorganicznych, ich rolę w składzie komórki. Można powiedzieć, że istnienie organizmów żywych byłoby niemożliwe bez grup związków organicznych i nieorganicznych. Są ważne w każdej dziedzinie życia człowieka, a także w istnieniu każdego organizmu.