«ÔÀÌÈËÜÍÎÅ ÄÐÅÂλ ÍÅÎÐÃÀÍÈ×ÅÑÊÈÕ ÂÅÙÅÑÒÂ

Íàóêà » Õèìèÿ

  Ìíîãèå ïðîñòûå òåëà ñóùåñòâóþò â ðàçëè÷íûõ âèäîèçìåíåíèÿõ, à ýëåìåíò åñòü íå÷òî, èçìåíåíèþ íå ïîäëåæàùåå. Òàê, óãëåðîä ÿâëÿåòñÿ â âèäå óãëÿ, ãðàôè­òà è àëìàçà, êîòîðûå ñóòü ðàçëè÷íûå òåëà, ïðèòîì ïðîñòûå, à ýëåìåíò îäèí. Òîò æå óãëåðîä ñîäåðæèòñÿ è â óãëåêèñëîì ãàçå, íî â í¸ì íåò íè óãëÿ, íè ãðàôèòà, íè àëìàçà.

Ä. È. Ìåíäåëååâ. «Îñíîâû õèìèè»

 

«ÔÀÌÈËÜÍÎÅ ÄÐÅÂλ ÍÅÎÐÃÀÍÈ×ÅÑÊÈÕ ÂÅÙÅÑÒÂ

Õèìèÿ, êàê è ëþáàÿ äðóãàÿ íàóêà, èìååò ñâîé îñîáûé ÿçûê Ýòî ÿçûê õè­ìè÷åñêèõ ñèìâîëîâ, ôîðìóë è óðàâ­íåíèé ðåàêöèé. Êàæäîå õèìè÷åñêîå ñîåäèíåíèå çàïèñûâàåòñÿ â âèäå ôîð­ìóëû, ïîêàçûâàþùåé, àòîìû êàêèõ ýëåìåíòîâ è â êàêîì êîëè÷åñòâå â í¸ì ïðèñóòñòâóþò. 

 íàñòîÿùåå âðåìÿ èçâåñòíî îêî­ëî 500 òûñ. íåîðãàíè÷åñêèõ âåùåñòâ. Çíàòü âñå èõ ôîðìóëû è íàçâàíèÿ, íå ãîâîðÿ óæå î ñâîéñòâàõ, ïðàêòè÷åñêè 

íåâîçìîæíî. ×òîáû ëåã÷å îðèåíòè­ðîâàòüñÿ â ìèðå õèìèè, âñ¸ ýòî ìíî­ãîîáðàçèå âåùåñòâ ïîäðàçäåëåíî íà îòäåëüíûå êëàññû, âêëþ÷àþùèå ñî­åäèíåíèÿ, ñõîäíûå ïî ñòðîåíèþ è ñâîéñòâàì. 

Ïåðâîé âåòâüþ «ôàìèëüíîãî äðå­âà» íåîðãàíè÷åñêîé õèìèè ÿâëÿåòñÿ êëàññ ïðîñòûõ âåùåñòâ, ñîñòîÿùèõ èç àòîìîâ îäíîãî ýëåìåíòà (íàïðè­ìåð, êèñëîðîä Î2, àçîò N2, æåëåçî Fe è ò. ä.). 

Ïðîñòûå âåùåñòâà ïîäðàçäåëÿþò íà ìåòàëëû è íåìåòàëëû. Ìåòàëëû — ýòî òâ¸ðäûå ïðè êîìíàòíîé òåìïå­ðàòóðå âåùåñòâà (çà èñêëþ÷åíèåì ðòóòè), ñ ìåòàëëè÷åñêèì áëåñêîì, âû­ñîêîé òåïëî- è ýëåêòðîïðîâîäíîñòüþ, Êðèñòàëëè÷åñêàÿ ðåø¸òêà ìåòàëëîâ ñîñòîèò èç àòîìîâ. Íîñèòåëÿìè òîêà â íèõ ÿâëÿþòñÿ ñâîáîäíûå ýëåêòðîíû (òàê íàçûâàåìûé ýëåêòðîííûé ãàç). Àòîìû ìåòàëëîâ ñîäåðæàò íà âíåøíåì ýëåêòðîííîì óðîâíå íåáîëüøîå ÷èñ­ëî ýëåêòðîíîâ, êîòîðûå îíè îòäàþò â ðåçóëüòàòå õèìè÷åñêèõ ðåàêöèé, ò. å. ìåòàëëû ÿâëÿþòñÿ âîññòàíîâèòåëÿìè. Ìåòàëëè÷åñêèå ñâîéñòâà â íàèáîëüøåé ñòåïåíè âûðàæåíû ó ýëåìåíòîâ ãëàâíîé ïîäãðóïïû ïåðâîé ãðóïïû ïå­ðèîäè÷åñêîé ñèñòåìû (ùåëî÷íûõ ìå­òàëëîâ). 

Òèïè÷íûå íåìåòàëëû — ïîëíàÿ ïðîòèâîïîëîæíîñòü ìåòàëëàì. Ê íèì îòíîñÿòñÿ âåùåñòâà, ñîñòîÿùèå èç ìîëåêóë (ãàçû, æèäêîñòè, ëåãêîëåòó­÷èå òâ¸ðäûå âåùåñòâà). Íî íåêîòîðûå íåìåòàëëû èìåþò è íåìîëåêóëÿðíîå ñòðîåíèå (êðàñíûé ôîñôîð, àëìàç), îíè îòëè÷àþòñÿ âûñîêîé òåìïåðàòó­ðîé ïëàâëåíèÿ è êèïåíèÿ. Íåìåòàëëû, çà ðåäêèì èñêëþ÷åíèåì, — ïëîõèå ïðîâîäíèêè òåïëà è ýëåêòðè÷åñòâà. Îíè ÿâëÿþòñÿ ïîëóïðîâîäíèêàìè èëè äèýëåêòðèêàìè. 

Ïîìèìî òèïè÷íûõ ìåòàëëîâ è íå­ìåòàëëîâ åñòü áîëüøàÿ ãðóïïà ïðî­ñòûõ âåùåñòâ ñ ïðîìåæóòî÷íûìè ñâîéñòâàìè — ìåòàëëîèäîâ. Ê íèì îòíîñÿòñÿ ìûøüÿê, ñóðüìà, âèñìóò, ñåëåí è ìíîãèå äðóãèå. 

Ñðåäè ñëîæíûõ âåùåñòâ, èëè õè­ìè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé, îáû÷íî âûäå­ëÿþò ÷åòûðå îñíîâíûõ êëàññà: îêñè­äû, êèñëîòû, îñíîâàíèÿ è ñîëè. Ýòà êëàññèôèêàöèÿ ðàçðàáîòàíà âûäàþ­ùèìèñÿ õèìèêàìè XVIIIXIX ñòîëå­òèé À. Ë. Ëàâóàçüå, Ì. Â. Ëîìîíîñîâûì, É. ß. Áåðöåëèóñîì, Äæ. Äàëüòîíîì. 

Îêñèäû (â ðóññêîé õèìè÷åñêîé òðàäèöèè — îêèñëû) — ñîåäèíåíèÿ ýëåìåíòîâ ñ êèñëîðîäîì, íàïðèìåð îêñèä ôîñôîðà(V) Ð2Î5, îêñèä êàëü­öèÿ ÑàÎ. Ó áîëüøèíñòâà ýëåìåíòîâ îíè îáðàçóþòñÿ ïðè âçàèìîäåéñò­âèè ïðîñòûõ âåùåñòâ ñ êèñëîðîäîì âîçäóõà. Îêñèäû ìåòàëëîâ — ïðåèìó­ùåñòâåííî èîííûå ñîåäèíåíèÿ, õà­ðàêòåðèçóþùèåñÿ âûñîêèìè òåìïåðà­òóðàìè ïëàâëåíèÿ (íåêîòîðûå èç íèõ ïðè ñèëüíîì íàãðåâàíèè ðàçëàãàþò­ñÿ íà ìåòàëë è êèñëîðîä). Îêñèäû íå­ìåòàëëîâ, êàê ïðàâèëî, èìåþò ìîëå­êóëÿðíîå ñòðîåíèå. Îêñèäû ñëåäóåò îòëè÷àòü îò ïåðîêñèäîâ — ïðîèçâîä­íûõ ïåðîêñèäà âîäîðîäà Í2Î2, â êî­òîðûõ èìååòñÿ ñâÿçü ΗÎ, íàïðèìåð Na2O2, BaO2 è ò. ä.



«ÔÀÌÈËÜÍÎÅ ÄÐÅÂλ ÍÅÎÐÃÀÍÈ×ÅÑÊÈÕ ÂÅÙÅÑÒÂ

Ïðè äèññîöèàöèè êèñëîò ïðîèñõîäèò ðàçðûâ ñâÿçè ΗÍ, à ïðè äèññîöèàöèè îñíîâàíèé — îòäåëåíèå ÎÍ-ãðóïïû



«ÔÀÌÈËÜÍÎÅ ÄÐÅÂλ ÍÅÎÐÃÀÍÈ×ÅÑÊÈÕ ÂÅÙÅÑÒÂ

Êèñëîòû — âåùåñòâà, ñîñòîÿùèå èç àòîìîâ âîäîðîäà, ñïîñîáíûõ çàìå­ùàòüñÿ íà ìåòàëë, è êèñëîòíîãî îñ­òàòêà. Îíè îáû÷íî ïîäðàçäåëÿþòñÿ íà êèñëîðîäñîäåðæàùèå (ñåðíàÿ êèñ­ëîòà H2SO4, îðòîôîñôîðíàÿ êèñëîòà Í3ÐÎ4) è áåñêèñëîðîäíûå (ñîëÿíàÿ êèñëîòà ÍÑl, ñåðîâîäîðîäíàÿ êèñ­ëîòà H2S).

Îñíîâàíèÿ, èëè ãèäðîêñèäû (ñòà­ðûå ðóññêèå èõ íàçâàíèÿ — ãèäðî­îêèñè, ãèäðàòû îêèñëîâ), — ñîåäèíå­íèÿ, ñîäåðæàùèå àòîì ìåòàëëà è îäíó èëè íåñêîëüêî ãèäðîêñèëüíûõ ãðóïï ÎÍ. Ïîëó÷åíû îñíîâàíèÿ ïî÷òè âñåõ ìåòàëëîâ ïåðèîäè÷åñêîé ñèñòåìû. Åñëè ýëåìåíò èìååò íåñêîëüêî ñòåïå­íåé îêèñëåíèÿ, åìó ñîîòâåòñòâóåò íå­ñêîëüêî îñíîâàíèé, íàïðèìåð æåëå­çó — ãèäðîêñèä æåëåçà(III) Fe(OH)3 è ãèäðîêñèä æåëåçà(II) Fe(OH)2.

Ãèäðîêñèäû ùåëî÷íûõ è ù¸ëî÷íî­çåìåëüíûõ ìåòàëëîâ, õîðîøî ðàñòâî­ðèìûå â âîäå, íàçûâàþòñÿ ùåëî÷àìè. Ù¸ëî÷è — òâ¸ðäûå êðèñòàëëè÷åñêèå âåùåñòâà, èõ ðàñòâîðû ìûëêè íà îùóïü. Ãèäðîêñèäû ùåëî÷íûõ ìåòàë­ëîâ (NaOH, ÊÎÍ) ãèãðîñêîïè÷íû, ïî­ýòîìó ïðè õðàíåíèè â íåïëîòíî çà­êðûòûõ ñêëÿíêàõ îíè «ðàñïëûâàþòñÿ».

Íåðàñòâîðèìûå â âîäå îñíîâàíèÿ âûäåëÿþòñÿ èç ðàñòâîðà â âèäå àìîðôíûõ ñòóäåíèñòûõ îñàäêîâ, êîòî­ðûå ñî âðåìåíåì êðèñòàëëèçóþòñÿ. ×àñòî îíè èìåþò ïåðåìåííûé ñîñòàâ, ïîýòîìó ïðàâèëüíåå çàïèñûâàòü, íà­ïðèìåð, íå Fe(OH)3, a Fe2O3•õÍ2Î. Ãèäðîêñèäû ìíîãèõ ìåòàëëîâ (æåëå­çà, ìåäè, íèêåëÿ è äð.) ÿðêî îêðàøåíû.

«ÔÀÌÈËÜÍÎÅ ÄÐÅÂλ ÍÅÎÐÃÀÍÈ×ÅÑÊÈÕ ÂÅÙÅÑÒÂ

 

Ãèäðîêñèäû àëþìèíèÿ, ìåäè(II) è æåëåçà(III). Ãèäðîêñèä ìåäè(II), îáðàçóþùèéñÿ ïðè äîáàâëåíèè ðàñòâîðà ù¸ëî÷è ê ðàñòâîðó ñóëüôàòà ìåäè: CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2¯+Na2SO4, ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ñòóäåíèñòûé îñàäîê ñèíåãî öâåòà. Ïðè ñëàáîì íàãðåâàíèè îí òåðÿåò âîäó, ïðåâðàùàÿñü â ÷¸ðíûé ïîðîøîê îêñèäà ìåäè(II): Cu(ÎÍ)2=CuÎ+Í2Î. 

Ïðèìå÷àòåëüíî, ÷òî ïî ôîðìóëå ñîåäèíåíèÿ ÷àñòî íåëüçÿ ïðåäñêàçàòü, ÿâëÿåòñÿ ëè îíî îñíîâàíèåì èëè êèñ­ëîòîé: âåäü ÎÍ-ãðóïïû ñîäåðæàòñÿ è â êèñëîòàõ, è â îñíîâàíèÿõ. Íàïðèìåð, ôîðìóëó ñåðíîé êèñëîòû H2SO4 ìîæ­íî çàïèñàòü â âèäå SO2(OH)2, à áîðíîé êèñëîòû Í3ÂÎ3 — êàê Â(ÎÍ)3.  ÷¸ìæå ðàçíèöà ìåæäó êèñëîòàìè è îñíî­âàíèÿìè? Êèñëîòû â ðàñòâîðàõ äèññî­öèèðóþò ñ îáðàçîâàíèåì èîíîâ Í+, à îñíîâàíèÿ äàþò èîíû ÎÍ".

Ãèäðîêñèäû, êîòîðûå â çàâèñèìî­ñòè îò óñëîâèé ïðîÿâëÿþò ñâîéñòâà òî êèñëîòû, òî îñíîâàíèÿ, íàçûâàþò­ñÿ àìôîòåðíûìè (îò ãðå÷. «àìôîòåðîñ» — «è òîò, è äðóãîé»).

 

Ñîëè — ýòî ïðîäóêòû ïîëíîãî èëè ÷àñòè÷íîãî çàìåùåíèÿ âîäîðîäà â êèñëîòå íà ìåòàëë èëè ãèäðîêñèëüíîé ãðóïïû â îñíîâàíèè íà êèñëîò­íûé îñòàòîê. Íàïðèìåð, åñëè â ñåð­íîé êèñëîòå H2SO4 çàìåñòèòü íà êàëèé îäèí àòîì âîäîðîäà, ïîëó÷èì ñîëü KHSO4, à åñëè äâà — K2SO4.

Ðàçëè÷àþò íåñêîëüêî òèïîâ ñîëåé. Êèñëûå ñîëè ñîäåðæàò â ñâî¸ì ñîñòà­âå àòîìû âîäîðîäà, îñíîâíûå (ãèäðîêñîñîëè) âêëþ÷àþò ÎÍ-ãðóïïû. Ñðåä­íèå ñîëè íè àòîìîâ Í, íè ÎÍ-ãðóïï íå ñîäåðæàò. Ñóùåñòâóþò òàêæå ñìå­øàííûå (ñîëè äâóõ êèñëîò) è äâîéíûå (ñîëè äâóõ ìåòàëëîâ). Íàïðèìåð, êàëü­öèíèðîâàííàÿ ñîäà Na2CO3 — ýòî ñðåäíÿÿ ñîëü, ïèòüåâàÿ ñîäà NaHCO3 — êèñëàÿ, à ìàëàõèò (CuÎÍ)2ÑÎ3  — îñíîâíàÿ, Àëþìîêàëèåâûå êâàñöû KAl(SO4)2•12Í2Î ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé äâîéíóþ ñîëü, à õëîðíàÿ èçâåñòü Ñà(ÎÑll — ñìåøàííóþ.

«ÔÀÌÈËÜÍÎÅ ÄÐÅÂλ ÍÅÎÐÃÀÍÈ×ÅÑÊÈÕ ÂÅÙÅÑÒÂ

«ÔÀÌÈËÜÍÎÅ ÄÐÅÂλ ÍÅÎÐÃÀÍÈ×ÅÑÊÈÕ ÂÅÙÅÑÒÂ

 

Áåçâîäíûå õëîðèäû ìíîãèõ ìåòàëëîâ ïî ñâîéñòâàì ñèëüíî îòëè÷àþòñÿ îò ñîîòâåòñòâóþùèõ ãèäðàòîâ. Èõ ïîëó÷àþò äåéñòâèåì õëîðà èëè õëîðîâîäîðîäà íà ìåòàëë è õðàíÿò â çàïàÿííûõ àìïóëàõ. Ñëåâà íàïðàâî: ÑîÑl2, NiCl2, CrCl3, VCl2. 

«ÔÀÌÈËÜÍÎÅ ÄÐÅÂλ ÍÅÎÐÃÀÍÈ×ÅÑÊÈÕ ÂÅÙÅÑÒÂ

 

Îñàæäåíèå ñóëüôàòà áàðèÿ: Na2SO4+ÂàÑl2=BaSO4¯+ 2NaCl.

 

 

Ïîðîøîê ìàëàõèòà (CuÎÍ)2ÑÎ3.

 



Îäíàêî áîëüøàÿ ãðóïïà íåîðãàíè­÷åñêèõ âåùåñòâ íèêàê íå óêëàäûâàåò­ñÿ â ðàìêè ïåðå÷èñëåííûõ îñíîâíûõ êëàññîâ. Ïîýòîìó êðîìå îêñèäîâ ñðå­äè áèíàðíûõ (ò. å. ñîñòîÿùèõ èç äâóõ ýëåìåíòîâ) ñîåäèíåíèé âûäåëÿþò ãèäðèäû (NaH, NH3), êàðáèäû (ÑàÑ2, Fe3C), íèòðèäû (Li3N, Mg3N2) è ò. ä. Äà è ñàìà ãðàíèöà ìåæäó íåîðãàíè÷å­ñêèìè è îðãàíè÷åñêèìè âåùåñòâàìè ïðåäñòàâëÿåòñÿ äîâîëüíî-òàêè ðàç­ìûòîé. Êóäà îòíåñòè, íàïðèìåð, òàêèå âåùåñòâà, êàê ôåððîöåí Fe(C5H5)2, áîðàçîë B3N3H6, êàðáîíèë íèêåëÿ Ni(CO)4? Ïîýòîìó êëàññèôèêàöèþ âåùåñòâ íåëüçÿ ñ÷èòàòü çàêîí÷åííîé, è íå âñå âåòâè õèìè÷åñêîãî äðåâà ïî­ëó÷èëè ñâîè íàçâàíèÿ.

 



Èñòî÷íèê: Ìèð Ýíöèêëîïåäèé Àâàíòà+
Àâòîðû: Àíäðåé Äðîçäîâ, Èëüÿ Ëååíñîí, Äìèòðèé Òðèôîíîâ, Äåíèñ Æèëèí, Àëåêñàíäð Ñåðîâ, Àíäðåé Áðååâ, Àíäðåé Øåâåëüêîâ, Âàäèì Åð¸ìèí, Þëèÿ ßêîâëåâà, Îêñàíà Ðûæîâà, Âèêòîðèÿ Ïðåäåèíà, Íàòàëüÿ Ìîðîçîâà, Àëåêñåé Ãàëèí, Ñåðãåé Êàðãîâ, Ñåðãåé Áåðäîíîñîâ, Àëåêñàíäð Ñèãååâ, Îêñàíà Ïîìàç, Ãðèãîðèé Ñåðåäà, Âëàäèìèð Òþðèí, Àíòîí Ìàêñèìîâ, Âÿ÷åñëàâ Çàãîðñêèé, Ëåîíèä Êàíåâñêèé, Àëåêñàíäð Ñêóíäèí, Áîðèñ Ñóìì, Èãíàò Øèëîâ, Åêàòåðèíà Ìåíäåëååâà, Âàëåðèé Ëóíèí, Àáðàì Áëîõ, ϸòð Çîðêèé, Àëåêñàíäð Êóðè, Åêàòåðèíà Èâàíîâà, Äìèòðèé ×àðêèí, Ñåðãåé Âàöàäçå, Ãðèãîðèé Ñåðåëà, Àíàñòàñèÿ Ðîñòîöêàÿ, Àëåêñàíäð Ñåðîå, Àíàñòàñèÿ Ñèãååâà
Àâòîðñêîå ïðàâî íà ìàòåðèàë
Êîïèðîâàíèå ìàòåðèàëîâ äîïóñêàåòñÿ òîëüêî ñ óêàçàíèåì àêòèâíîé ññûëêè íà ñòàòüþ!

Ïîõîæèå ñòàòüè

Èíôîðìàöèÿ
Ïîñåòèòåëè, íàõîäÿùèåñÿ â ãðóïïå Ãîñòè, íå ìîãóò îñòàâëÿòü êîììåíòàðèè ê äàííîé ïóáëèêàöèè.