Классификация и номенклатура простых и сложных веществ

       В состав кристаллогидратов (гидратные  соли) входят молекулы кристаллизационной воды.

       Совершенно  особый класс солей представляют комплексные соли (K₃[Fe(CN)₆] – красная кровяная соль,  K₄[Fe(CN)₆] – желтая кровяная соль,    K[Al(OH)₄]).

       Комплексные соединения – это сложные вещества, в структуре которых выделяют координационную (внутреннюю) сферу, состоящую из центральной  частицы (комплексообразователя) и окружающих его лигандов. Комплексообразователь – это заряженный или нейтральный атом, лиганды – ионы противоположного знака или молекулы. Ионы, находящиеся за пределами координационной сферы, образуют внешнею сферу. Число лигандов вокруг  комплексообразователя называют координационным числом. Координационная сфера обычно сохраняется и в растворах комплексных соединений. В качестве комплексообразователя обычно выступает d – элемент - переходный металл (Cu⁺², Ag⁺, Au⁺³, Cr⁺³, Fe и др.). Лигандами часто бывают ионы   Hal^-, CN^-, SCN^-, N, OH^-, S  и нейтральные молекулы  H₂O, NH₃, N₂H₄ (гидразин), C₅H₅N (пиридин) и т.д.

       Наиболее  распространенные координационные  числа – 4 и 6 – по числу свободных  обиталей d – элемента. При записи формулы внутреннею сферу заключают в квадратные скобки: [Ag(NH₃)₂]Cl, [Cr(H₂O)₆]Cl₃. Связь между лигандами и центральным атомом – донорно – акцепторная. Не поделенные электронные пары лигандов поступают в общее пользование лиганда и центрального атома (иона), занимая свободные гибридные орбитали комплексообразователя:  

                                     Лиганд 

                                K₂[Zn(OH)₄] 

       Комплексообразователь           координационное число 

       Комплексные соединения  могут быть кислотами, основаниями и неэлектролитами (не диссоциируют на ионы):

кислота	основание	соль	неэлектролит
H2[SiF6]	[Ag(NH3)2]OH	[Ni(NH3)6](NO3)2	[PtCl2(NH3)2]

 

1. Номенклатура  солей

 

       Название  солей образуются из 2 слов: название аниона в именительном падеже и название катиона в родительном падеже:  NaCl – хлорид натрия. Для металлов с переменной степенью окисления ее указывают в скобках: CuCl – хлорид меди (1).

       Названия  кислых солей начинаются с приставки  гидро – (дигидро - ), если не замещены два атома водорода): NaHCO₃ – гидрокарбонат натрия,     NaH₂PO₄ - дигидрофосфат натрия.

       Перед названиями основных солей ставится приставка гидроксо – (дигидроксо -): Mg(OH)Cl - гидроксохлорид Mg; Al(OH)₂Cl – дигидроксохлорид алюминия.

       Название  кислотного остатка производится от корня с добавлением суффикса –ат (иногда при низких степенях окисления кислотообразующего элемента используют суффикс –ит) или –ид (для бескислородных кислот).

       Приставка гипо- указывает на низшую степень окисления кислотообразующего элемента (если их больше двух). Приставка пер- указывает на высшую степень его окисления (для солей кислот с окончаниями названия –овая, -евая, -ная).

       Напримет: NaOCl - гипохлорид, HClO₄ – перехлорат натрия.

       Названия комплексных солей составляют аналогично названиям обыных солей, только указывается лиганды и степень окисления центрального иона. Например: [Cr(H₂O)₆]Cl₃ – хлорид гексааквохрома (3); K₄[Fe(CN)₆] – гексацианоферрат (2) калия.

       В гидратных солях на наличие кристалической воды указывает приставка гидрат- (степень гидратации отражают численной приставкой к гидрат-): CaCl₂ ∙ 2H₂O – дигитрат хлорида кальция 

2. Получение солей

 

1. Взаимодействие  кислот с металлами, основными и  амфотерными оксидами и основаниями:

Mg + H₂SO₄ = MgSO₄ + H₂↑

CuO + H₂SO₄ ^t→ CuSO₄ + H₂O

Mg(OH)₂ + HCl = Mg(OH)Cl + H₂O

NaOH + 2KOH + H₃PO₄ = K₂NaPO₄ + 3H₂O

                  фосфат дикалия- натрия

2. Взаимодействие кислотных оксидов со щелочами, с основными и амфотерными оксидами:

SiO₂ + CaO ^t→ CaSiO₃

Ca(OH)₂ + CO₂ = CaCO₃↓ + H₂O

3. Взаимодействие солей с кислотами, щелочами, металлами, другими солями и нелетучими кислотными оксидами:

CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + H₂O + CO₂↑

CuSO₄ + Fe = FeSO₄ + Cu↓

CuCl₂ + Na₂S = CuS↓ +2NaCl

2MgCl₂ + 2Na₂CO₃ + H₂O = [Mg(OH)]₂CO₃↓ + CO₂↑ + 4NaCl

4. Взаимодействие  металлов с неметаллами:

Fe + S ^t→ FeS

5. Взаимодействие оснований с неметаллами:

                                     Cl

Cl₂ + Ca(OH)₂ = Ca            + H₂O

                                     OCl

                                  Смешанная соль соляной

                                  и хлорноватистой кислот (хлорная известь)

Существуют  и другие способы получения солей. 

3. Химические  свойства солей

 

       Химические  свойства солей определяются свойствами катионов и анионов, входящих в их состав.

1. Соли взаимодействуют с кислотами, оксидами и основаниями, если в результате реакции получается продукт, который выходит из сферы реакции (выпадает в осадок, выделяет газ, образуется малодиссоциирующее вещество, например, вода):

BaCl₂ + H₂SO₄ = BaSO₄↓ + 2HCl

NaHCO₃ + HCl = NaCl + H₂O + CO₂↑

Na₂SiO₃ + 2HCl = 2NaCl + H₂SiO₃↓

KHSO₄ + KOH = K₂SO₄ + H₂O

NaCO₃ + SiO₂ ^t→ Na₂SiO₃ + CO₂↑

2. Соли взаимодействующие с металлами, если металл в ряду напряжений находится левее металла, образующего катион соли:

Cu + HgCl₂ = CuCl₂ + Hg↑

3. Соли взаимодействуют между собой, если продукт реакции выходит из сферы реакции; в том числе эти реакции могут проходить с изменением степени окисления атомов реагентов:

K₂Cr₂O₇ + 3Na₂SO₃ + 4 H₂SO₄ = Cr₂(SO₄)₃ + 3Na₂SO₄ + K₂SO₄ + 4H₂O

AgNO₃ + NaCl = AgCl↓ + NaNO₃

CaCl₂ + Na₂SO₃ = CaCO₃↓ + 2NaCl

4. Некоторые соли разлагаются при нагревании:

Hg(NO₃)₂ ^t→ Hg + 2NO₂↑ + O₂↑

CuCO₃ ^t→ CuO + CO₂↑

NH₄NO₃ ^t→ N₂O↑ + 2H₂O

5. Специфические реакции катионов и анионов (качественные реакции) представлены в соответствующих разделая Части 2.