Хімія 10 клас

РОЗДІЛ 1 ПОВТОРЕННЯ ТА ПОГЛИБЛЕННЯ ТЕОРЕТИЧНИХ ПИТАНЬ КУРСУ ХІМІЇ ОСНОВНОЇ ШКОЛИ

§ 1. Класифікація хімічних елементів і речовин. Властивості основних класів неорганічних сполук

Усвідомлення змісту цього параграфа дає змогу: класифікувати хімічні елементи та їх речовини; визначати властивості основних класів неорганічних сполук; називати хімічні елементи та їх сполуки; наводити приклади s-,p-, d-елементів;

складати рівняння хімічних реакцій, які відображають хімічні властивості оксидів, основ, кислот, солей.

Хімічні елементи — це складові простих і складних речовин.

Хімічний елемент — це сукупність атомів з однаковим зарядом ядра.

Кожний хімічний елемент характеризується ступенями окиснення, які можуть виявляти його атоми у сполуках. Під час хімічних реакцій елементи зберігаються, оскільки при цьому відбувається лише розподіл електронів зовнішніх електронних оболонок атомів, а ядра залишаються незмінними.

Одну з перших спроб класифікації хімічних елементів здійснив шведський хімік Я. Берцеліус у 1804 р. Він класифікував усі відомі на той час 32 елементи на металічні та неметалічні (за відмінністю властивостей простих речовин — металів і неметалів, що їм відповідають). Ця класифікація виявилася не зовсім вдалою, оскільки не враховувала властивості перехідних елементів, які можуть утворювати амфотерні оксиди й гідроксиди. Однак нею користуються й досі.

Нині відомо 114 хімічних елементів, з них 22 — неметалічні елементи, наприклад H, B, C, Si, N, P, As, O, S, Se, Te, галогени та інертні гази; 92 — металічні елементи.

За будовою електронних оболонок атомів хімічні елементи поділяють на s-, p-, d-, f-елементи. Наприклад, H, He, Na, Ca — s-елементи, C, N, P, O — p-елементи, Cr, Mn, Fe, Zn — d-елементи.

За походженням елементи класифікують на природні та штучні, які добуті внаслідок перебігу ядерних реакцій. Так, елементи з протонним числом > 94 — штучні.

За поширенням у природі елементи поділяють на поширені та розсіяні, або рідкісні.

Взаємозв’язок усіх хімічних елементів відображає періодична система хімічних елементів Д. І. Менделєєва.

У природі хімічні елементи існують у формі простих і складних речовин. Складні речовини поділяються на органічні та неорганічні. Класифікацію неорганічних речовин наведено на схемі 1.

- Наведіть означення кожного класу (підкласу) основних неорганічних сполук, користуючись схемою 1.

- Запишіть формулу й зазначте назву представника кожної класифікаційної одиниці.

С х е м а 1

Класифікація неорганічних речовин

Для прикладу розглянемо солі.

Солі — це складні речовини, утворені катіонами металічних елементів та аніонами кислотних залишків.

Таке означення стосується середніх, або нормальних, солей, що їх можна розглядати як продукти повного заміщення йонів Гідрогену в кислотах йонами металічних елементів або гідроксильних груп в основах кислотними залишками, наприклад Na2SO4, К3РО4.

Кислі солі — продукти неповного заміщення йонів Гідрогену в моле

кулі кислоти на йони металічного елемента, наприклад NaHCO3 — натрій гідрогенкарбонат, КН2РО4 — калій дигідрогенортофосфат.

Оснввні солі — продукти неповного заміщення гідроксогруп в основі на йони кислотного залишку, наприклад Cu(OH)Cl — купрум гідроксо- хлорид, Al(OH)SO4 — алюміній гідроксосульфат.

Подвійні солі — продукти заміщення йонів Гідрогену в молекулі кислоти йонами двох різних металічних елементів, наприклад KAl(SO4)2 — калій-алюміній сульфат (алюмокалієвий галун).

Комплексні солі — це солі, до складу яких входять комплексні йони. Вони містять хоча б один хімічний зв’язок, утворений за донорно-акцепторним механізмом, наприклад Na2[Zn(OH)4] — натрій тетрагідроксоцинкат, K3[Fe(CN)6] — калій гексаціаноферат(ІІІ) (червона кров’яна сіль).

Поділ складних речовин на класи ґрунтується на подібності їх хімічних властивостей. У табл. 1 наведено властивості солетворних оксидів.

- Розгляньте табл. 1, виразіть її зміст за допомоги формул і відповідних рівнянь хімічних реакцій.

Т а б л и ц я 1

Властивості солетворних оксидів

- Пригадайте, які властивості характерні для основ.

Основи є твердими речовинами. За розчинністю у воді вони поділяються на розчинні (луги) і нерозчинні. Лугами є гідроксиди лужних і лужноземельних елементів. Луги — йонні сполуки, хімічний зв’язок в інших основах має йонно-ковалентний характер. Хімічні властивості основ наведено в таблиці 2.

- Наведіть приклади основ, розчинних у воді та нерозчинних. Запишіть їх формули і назви.

Т а б л и ц я 2

Хімічні властивості основ

✵   Пригадаємо властивості кислот. Кислоти можуть бути твердими (H3PO4, HВO3) й рідкими (H2SO4, HNO3). Водні розчини газуватих водневих сполук деяких неметалічних елементів (HF, HCI, HBr, HI, H2S) також є кислотами. Більшість кислот добре розчиняється у воді. У молекулах кислот атоми Гідрогену зв’язані з кислотними залишками ковалентним полярним зв’язком.

Щодо хімічних властивостей, то:

1. Кислоти у водних розчинах дисоціюють на йони — сильні кислоти повністю, слабкі — мало:

HNO3 = H+ + NO-3

За наявності у розчині йонів H+ кислоти змінюють забарвлення індикаторів.

2. Кислоти реагують з основами та амфотерними гідроксидами:

NaOH + HNO3 = NaNO3 + H2O

ОН- + Н+ = Н2О

Fe(OH)3 + 3HCl = FeCI3 + 3H2O

Fe(OH)3 + 3H+ = Fe3+ + 3H2 О

3. Кислоти реагують з основними та амфотерними оксидами:

CaO + 2HCI = CaCl2 + H2O

ZnO + 2HNO3 = Zn(N03)2 + H2O

4. Кислоти взаємодіють з металами:

Mg + H2SO4 = MgSO4 + H2

- Користуючись витискувальним рядом металів, пригадайте, які метали витісняють водень, а які — не витісняють його з кислот.

5. Оксигеновмісні кислоти під час нагрівання розкладаються:

H2SO4 = SO3 + H2O

Амфотерні гідроксиди Zn(OH)2, Pb(OH)2, Al(OH)3 усі є твердими речовинами, нерозчинними у воді. Тип зв’язку між атомом металічного елемента та гідроксогрупою — ковалентний. Під дією кислот амфотерні гідроксиди виявляють основні властивості:

Zn(OH)2 + 2HNO3 = Zn(NO3)2 + 2H2O,

а під дією сильних основ (лугів) — кислотні:

Zn(OH)2 + 2NaOH = Na2[Zn(OH)4]

Солі — це тверді кристалічні речовини йонної будови, мають різний колір і різну розчинність у воді.

1. Реагують з лугами:

FeCl3 + 3NaOH = Fe(OH)3 + 3NaCl

2. Реагують з кислотами:

CuCl2 + H2SO4 = CuSO4 + 2HCl

крист.    конц.

3. Взаємодіють між собою:

BaCl2 + Na2CO3 = BaCO3 + 2NaCl

4. Взаємодіють з металами (пригадайте, з якими саме):

Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu

5. Розкладаються під час нагрівання:

CaCO3 = CaO + CO2

 Коротко про головне

Хімічні елементи — це сукупності атомів з однаковими зарядами їх ядер. Нині відомо понад 114 хімічних елементів. Усі вони знайшли своє місце у періодичній системі хімічних елементів Д. І. Менделєєва.

Хімічні елементи класифікують за відмінністю властивостей простих речовин, які їм відповідають, за будовою електронних оболонок їх атомів та походженням і поширенням у природі.

Формою існування хімічних елементів є речовини. Складні неорганічні речовини поділяють на класи за подібністю їх будови, складу та хімічних властивостей.

Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити