Основные классы неорганических соединений и номенклатура. Теория и практика
Покупка
Тематика:
Общая и неорганическая химия
Год издания: 2020
Кол-во страниц: 84
Дополнительно
Вид издания:
Учебно-методическая литература
Уровень образования:
ВО - Бакалавриат
ISBN: 978-5-7882-2866-2
Артикул: 792356.01.99
Доступ онлайн
500 ₽
В корзину
Представлена классификация неорганических соединений: определение ос-новных классов и групп соединений, их химические свойства. Рассмотрена но-менклатура соединений (принципы и правила наименования соединений). Приведено описание лабораторной работы по получению неорганических соединений различных классов в лабораторных условиях. Предложены примеры решения заданий, вопросы и задания для самостоятельной работы студентов, а также комплекс индивидуальных заданий для оценки знаний по основным классам неорганических соединений и их номенклатуре.
Предназначено для студентов, обучающихся по химико-технологическим направлениям подготовки и специальностям.
Подготовлено на кафедре неорганической химии.
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- ВО - Бакалавриат
- 00.03.40: Химия(общая, неорганическая)
- 18.03.01: Химическая технология
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Казанский национальный исследовательский технологический университет» Н. Ш. Мифтахова, Т. П. Петрова ОСНОВНЫЕ КЛАССЫ НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ И НОМЕНКЛАТУРА ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА Учебно-методическое пособие Под редакцией проф. А. М. Кузнецова Казань Издательство КНИТУ 2020
УДК 546(075) ББК Г116.1я7 М68 Печатается по решению редакционно-издательского совета Казанского национального исследовательского технологического университета Рецензенты: д-р пед. наук, проф. С. И. Гильманшина д-р пед. наук, проф. Р. С. Сафин М68 Мифтахова Н. Ш. Основные классы неорганических соединений и номенклатура. Теория и практика : учебно-методическое пособие / Н. Ш. Мифтахова, Т. П. Петрова; Минобрнауки России, Казан. нац. исслед. технол. ун-т. – Казань : Изд-во КНИТУ, 2020. – 84 с. ISBN 978-5-7882-2866-2 Представлена классификация неорганических соединений: определение ос новных классов и групп соединений, их химические свойства. Рассмотрена номенклатура соединений (принципы и правила наименования соединений). Приведено описание лабораторной работы по получению неорганических соединений различных классов в лабораторных условиях. Предложены примеры решения заданий, вопросы и задания для самостоятельной работы студентов, а также комплекс индивидуальных заданий для оценки знаний по основным классам неорганических соединений и их номенклатуре. Предназначено для студентов, обучающихся по химико-технологическим направлениям подготовки и специальностям. Подготовлено на кафедре неорганической химии. ISBN 978-5-7882-2866-2 © Мифтахова Н. Ш., Петрова Т. П., 2020 © Казанский национальный исследовательский технологический университет, 2020 УДК 546(075) ББК Г116.1я7
В В Е Д Е Н И Е Система правил построения химических формул и названий со единений составляет химическую номенклатуру. Разделение неорганических соединений, обладающих общими признаками, на классы и развитие химической номенклатуры имеет длительную историю. Первую классификацию неорганических соединений предложил А. Л. Лавуазье в 1787 году. В этот же период ученые начали высказывать идею создания химической номенклатуры. В 1919 году был организован Международный союз теоретической и прикладной химии ИЮПАК (International Union of Pure and Applied Chemistry, IUPAC), в составе которого в 1921 году была создана комиссия по номенклатуре неорганических соединений. В основе номенклатурных правил ИЮПАК заложены общие принципы и приемы построения названий соединений, которые периодически пересматриваются. К одному из изданий Международной комиссии относятся номенклатурные правила «Как назвать неорганическое вещество», опубликованные в 1977 году. В России номенклатурные правила ИЮПАК по химии впервые были изданы в 1979 году. В 1990 году рекомендации ИЮПАК были пересмотрены с учетом изменений номенклатуры за предыдущий период. В 2005 году опубликованы новые рекомендации ИЮПАК по номенклатуре неорганических соединений, включающие исправления и дополнения, возникшие после 1990 года. Номенклатура неорганических соединений в современных учеб никах по химии базируется на правилах ИЮПАК и включает традиционные и систематические названия соединений. Систематические названия составляются в соответствии с системой принципов и правил номенклатуры и полностью отражают состав химического соединения. В традиционных названиях не соблюдаются единые систематические принципы, и в них не отражается состав соединений. Правилами ИЮПАК использование традиционных названий рекомендовано для ограниченного числа распространенных кислородсодержащих кислот, их кислотных остатков и солей. В технической литературе, кроме традиционных названий, ис пользуют тривиальные названия химических соединений (от лат. trivial – обыденный). Исторически они применялись для названия веществ, используемых в практической деятельности. Тривиальные
названия не отражают химического состава вещества, но характеризуют его внешний вид или специфические свойства. Классификация неорганических соединений и их номенклатура рас сматривается как методологическая основа изучения общей и неорганической химии. Учащиеся вуза должны знать генетическую связь основных классов неорганических соединений, на основании этого писать уравнения химических реакций, выявлять химическую сущность процесса; составлять формулы соединений по их названиям и именовать соединения по их химическим формулам. Эти умения по неорганической химии требуют использования таких понятий из общей химии, как степени окисления элементов, их электроотрицательность и др. Материал, изложенный в настоящем учебно-методическом посо бии, предназначен для усвоения правил классификации неорганических соединений; системы составления формул и их наименований; описания свойств и способов получения веществ, составляющих основные классы неорганических соединений. Данное учебно-методическое пособие включает материалы по классификации и номенклатуре неорганических соединений, химическим свойствам и способам получения неорганических соединений, примеры решения заданий и контрольные задания для самостоятельной работы, а также описание лабораторной работы по получению оксидов, кислот, оснований и солей в условиях учебной лаборатории. Учебно-методическое пособие предназначено для студентов 1 курса, изучающих химию в технологических и технических вузах. Также может быть использовано для входного контроля знаний учащихся по общей и неорганической химии, приобретенных в довузовский период обучения. Учебный материал пособия нацелен на повышение знаний студентов до уровня, позволяющего освоить химические дисциплины вуза, на понимание значимости изложенного материала для профессиональной деятельности специалиста химико-технологического направления.
1 . В В Е Д Е Н И Е В К Л А С С Ы Н Е О Р Г А Н И Ч Е С К И Х С О Е Д И Н Е Н И Й Важнейшие понятия: ✓ Классификация неорганических соединений. ✓ Оксиды неметаллов, оксиды металлов, амфотерные оксиды, несолеоб разующие оксиды. ✓ Кислоты, бескислородные и кислородсодержащие кислоты, кислотные остатки, основность кислоты, сильные и слабые кислоты. ✓ Основания, щелочи, амфотерные гидроксиды, кислотность основания. ✓ Соли средние, кислые, основные, двойные. Кристаллогидраты солей. ✓ Номенклатура неорганических соединений. Традиционная, системати ческая, аддитивная, альтернативная номенклатуры. Тривиальные названия неорганических соединений. 1 . 1 . К Л А С С И Ф И К А Ц И Я Н Е О Р Г А Н И Ч Е С К И Х С О Е Д И Н Е Н И Й И И Х Н О М Е Н К Л А Т У Р А Классификация неорганических соединений представлена схемой на рис. 1.1. Рис. 1.1. Классификация неорганических соединений
Химические соединения, образованные атомами одного элемента, называются простыми веществами; химические соединения, образованные атомами разных элементов, – сложными веществами. Оксиды – соединения, состоящие из двух элементов, одним из ко торых является кислород. В оксидах кислород имеет степень окисления –2. Оксиды неметаллов и переходных металлов, проявляющих высокие степени окисления (например, Mn+7, Cr+6), которым соответствуют кислоты, называются кислотными оксидами. Оксиды металлов, которым соответствуют основания, называются основными оксидами. Оксиды металлов, проявляющие в зависимости от условий основные или кислотные свойства, называются амфотерными (от греч. amphoteros – оба) (табл. 1.1). Таблица 1.1 Формулы основных, кислотных и амфотерных оксидов элементов 2 и 3 периодов в состоянии с высшей степенью окисления Период Группа I II III IV V VI VII 2 Li2O Основ ный BeO Амфотерный B2O3 Кислот ный CO2 Кислот ный N2O5 Кислот ный – – 3 Na2O Основ ный MgO Основ ный Al2O3 Амфотерный SiO2 Кислот ный P2O5 Кислот ный SO3 Кислот ный Cl2O7 Кислот ный Кислотные, основные и амфотерные оксиды солеобразующие. Им соответствуют соли, образующиеся при взаимодействии оксидов с кислотами и щелочами. Оксиды, которым не соответствуют соли, называются несолеобразующими (безразличными или индифферентными), например CO, NO, N2O. Оксидам независимо от их взаимодействия с водой соответствуют кислоты или основания. При названии оксида используют номенклатурные правила, раз работанные ИЮПАК. Систематическое название вещества читается справа налево. В бинарных соединениях, к которым относится оксид, сначала называется корень латинского названия более электроотрицательного элемента с окончанием -ид, затем – русское название менее электроотрицательного элемента в родительном падеже с указанием
степени его окисления римской цифрой в круглых скобках или, применяя греческие числовые приставки (табл. 1.2). К примеру, систематические названия оксидов: NO2 – оксид азота (IV) или диоксид азота, SO3 – оксид серы (VI) или триоксид серы, СО – оксид углерода (II) или монооксид углерода, N2O5 – оксид азота (V) или пентаоксид диазота, FeO – оксид железа (II) или монооксид железа, Fe2O3 – оксид железа (III) или триоксид дижелеза. Конечные гласные приставок от числительных сохраняются в названиях, например «пентаоксид», но не «пентоксид». Исключение составляет приставка «моно», для которой возможно «монооксид» и «моноксид». Таблица 1.2 Название греческих числительных, использующихся в качестве приставок Числительное Название Числительное Название Числительное Название 1 моно 5 пента 9 нона 2 ди 6 гекса 10 дека 3 три 7 гепта 11 ундека 4 тетра 8 окта 12 додека Кислотами называют вещества, диссоциирующие при растворе нии в воде с образованием катионов водорода: HNO2 ⇄ H++ NO2 –. Анион, образующийся при диссоциации кислоты, называют кис лотным остатком. Образование кислот наиболее характерно для неметаллических элементов. При этом различают кислородсодержащие или оксокислоты, например HNO2, H2SO4, HMnO4, и бескислородные кислоты, например, HF, HCl, H2S. Кислотные остатки кислородсодержащих кислот содержат атом неметаллического элемента в положительной степени окисления. Бескислородные кислоты содержат атом неметаллического элемента в отрицательной степени окисления. Названия бескислородных кислот происходят от названия неметал лов с добавлением слова «водородная», например: HF – фтороводородная кислота, HCl – хлороводородная кислота, HI – йодоводородная кислота, HBr – бромоводородная кислота, H2S – сероводородная кислота, H2Sе – селеноводородная кислота. Название кислотного остатка составляют из латинского названия неметалла, и оно оканчивается на – ид (табл. 1.3).
Таблица 1.3 Названия некоторых бескислородных кислот и их кислотных остатков Кислота Кислотный остаток Формула Название Формула Название HF Фтороводородная F– Фторид-ион HCl Хлороводородная Cl– Хлорид-ион HBr Бромоводородная Br– Бромид-ион HI Йодоводородная I– Йодид-ион HCN Циановодородная CN– Цианид-ион H2S H2Sе Сероводородная Селеноводородная S2– Sе2– Сульфид-ион Селенид-ион Для некоторых широко известных оксокислот используются тра диционные названия. Например, в соответствии с правилами ИЮПАК для кислородсодержащих кислот элементов в высшей степени окисления традиционные названия составляют из русского названия этого элемента, оканчивающегося на -ная, -евая или -овая, например H2SO4 – серная кислота, H2SiO3 – кремниевая кислота, HMnO4 – марганцовая кислота. При меньшей степени окисления элемента, образующего кислоту, название кислоты оканчивается на -истая, например H2SO3 – сернистая кислота, HNO2 – азотистая кислота. Если элемент в одной и той же степени окисления образует несколько кислот с разным числом атомов кислорода, то при меньшем числе атомов кислорода добавляется приставка мета-, при большем числе – орто-, например, H2SiO3 – метакремниевая кислота, H4SiO4 – ортокремниевая кислота. По традиционной номенклатуре кислоту H3PO4 называют фосфорной без добавления приставки орто-. Название кислотного остатка составляют из латинского названия неметалла, и оно оканчивается на -ат, если кислородсодержащая кислота образована неметаллом в высшей степени окисления, и на -ит – если кислота образована неметаллом в промежуточной степени окисления. В табл. 1.4 представлены традиционные названия кислот и их кис лотных остатков, рекомендованных правилами ИЮПАК для ограниченного числа распространенных кислородсодержащих кислот и кислотных остатков.
Таблица 1.4 Традиционные названия некоторых распространенных кислородсодержащих кислот и их кислотных остатков Кислота Кислотный остаток Формула Название Формула Название HMnO4 Марганцовая MnO4 – Перманганат-ион HNO3 Азотная NO3 – Нитрат-ион HNO2 Азотистая NO2 – Нитрит-ион HClO Хлорноватистая ClO– Гипохлорит-ион HClO2 Хлористая ClO2 – Хлорит-ион HClO3 Хлорноватая ClO3 – Хлорат-ион HClO4 Хлорная ClO4 – Перхлорат-ион H2SO4 Серная HSO4 – Гидросульфат-ион SO4 2– Сульфат-ион H2SO3 Сернистая HSO3 – Гидросульфит-ион SO3 2– Сульфит-ион H2CO3 Угольная HCO3 – Гидрокарбонат-ион CO3 2– Карбонат-ион H2SiO3 Кремниевая (мета) HSiO3 – Гидросиликат-ион SiO3 2– Силикат-ион (мета) H4SiO4 Кремниевая (орто) SiO4 4– Силикат-ион (орто) H2CrO4 Хромовая HCrO4 – Гидрохромат-ион CrO4 2– Хромат-ион H3PO4 Фосфорная H2PO4 – Дигидрофосфат-ион HPO4 2– Гидрофосфат-ион PO4 3– Фосфат-ион При составлении систематического названия кислородсодержа щей кислоты сначала приводят название аниона. Оно начинается с названия атома кислорода «оксо» и указания их числа с использованием греческих приставок (моно-, ди-, три-, тетра- и т. д.). Затем к латинскому названию атома кислотообразующего элемента добавляют суффикс -ат и указывают степень окисления элемента римской цифрой в круглых скобках. К примеру, H2SO3 – триоксосульфат (IV) водорода. Систематические названия наиболее употребляемых кислот приведены в табл. 1.5.
Доступ онлайн
500 ₽
В корзину