хими4ок

Введение в органическую химию
Главная » Статьи » 11 класс » Основные классы соединений, их свойства и типичные реакции

Соли и комплексные соединения. Генетическая связь между основными классами неорганических соединений

Соли – это электролиты, в результате  диссоциации их водных растворов образуются катионы металлов и анионы кислотных остатков.

Классификация солей.

Соли бывают:

·    Средние

·    Кислые

·    Основные

·    Двойные

·    Смешанные

·    Комплексные

Соли в природе.

Очень многие соли, используемые химиками, встречаются в природе.

Природные соли можно классифицировать следующим образом. Таб.1.

Минеральные соли. 

Бинарные соединения

Сульфиды, галогениды

Соли с анионом, содержащим неметалл (металлоид)

Карбонаты, сульфаты, фосфаты, нитраты, бораты, арсенаты, силикаты, алюмосиликаты.

Соли с анионом, содержащим металл

Хроматы, вольфраматы, молибдаты, ванадаты.


Физические свойства солей

В обычных условиях все соли – это твердые  бесцветные вещества. Но некоторые ионы придают им окраску. Например, соли двухвалентной меди, трехвалентного хрома и никеля окрашены в зеленый цвет Перманганаты – фиолетовые. Бихроматы - красно-оранжевые, а хроматы - желтые, соли кобальта – розовые.Рис.1.

Растворимость солей может быть различной. Хорошо растворимы нитраты, почти все соли щелочных металлов и аммония.                    

Рис. 1


Химические свойства средних солей

1. Взаимодействие с металлами.

Более активные восстановители вытесняют менее активные из раствора их солей. Активность метала можно определить в электрохимическом ряду напряжения металлов.

Zn+ СuCl2 = Zn Cl2+ Сu

Zn0 + Сu2+ = Zn2+ + Сu0

Однако щелочные и щелочноземельные металлы реагируют с растворами солей иначе.

Эти металлы сначала реагируют с водой. При этом образуется щелочь и выделяется водород.

2K + 2H2O =2KOH + H2↑, образующаяся щелочь реагирует с раствором соли, если получается нерастворимый гидроксид.

CuSO4 + 2КOH = Cu (OH)2↓ + К2SO4

2. Реагируют со щелочами.

Na2SO4 + Ba(OH)2 = BaSO4↓ + 2NaOH

3. Реакция с кислотами (если образуется осадок или газ)

AgNO3 + HBr = AgBr↓ + H NO3 (качественная реакция на галогеноводородные кислоты.)

BaCl2+ H2SO4 = BaSO4↓ + HCl (качественная реакция на серную кислоту и её соли.)

CaCO3+ 2HCl = CaCl2+ H2O + CO2↑ (качественная реакция на карбонаты)

4. Реагируют с кислотами (с более сильными или менее летучими.). Рис.2.

Ацетат кобальта(II)

Рис. 2. Ацетат кобальта(II)

CH3COONa + HCl = CH3COOH + NaCl

NaCl (тв.) + H2SO4(конц.) = NaHSO4 + HCl ↑

Ca3(PO4)2(тв.) +3H2SO4(конц.) =3CaSO4 + 2H3PO4

Na2SO3 + H2SO4 = Na2SO4 + H2O + SO2

5. Реагируют с солями.

Na2SO4 + Ba(NO3)2 = BaSO4↓ + 2NaNO3                                                             

6. Разложениепринагревании.

CaCO 3 CaO + CO2

NH4NO 3 N2O + 2H2O

7. Гидролиз

Некоторые соли способны подвергаться необратимому гидролизу в водных растворах.

2Al(NO3)3 +3 Na2S + 6H2O = 2Al(OH)3↓ +3H2S↑ + 6NaNO3

8. Электролиз

Соли способны подвергаться электролизу. И это очень важный вид реакций. Об этом было рассказано в теме «Электролиз».


Получение и химический свойства кислых солей

1. Взаимодействие гидроксидов с кислотами.

Mg(OH)2 + 2HCl = MgCl2 + H2O

2. Реакция  кислотных оксидов со щелочами.

2KOH + CO2 = K2CO3 + H2O

3. Реакция основного оксида с кислотой.

Ag2O + 2HNO3 = 2AgNO3 + H2O

4. Реакция металла и неметалла (соли бескислородных кислот)

Fe + S  FeS

Химические свойства кислых солей.

Кислые соли, как правило, растворимы в воде лучше, чем средние соли. Например, гидрокарбонат кальция растворим в воде, а карбонат кальция – нет. Дигидропроизводные кислот растворимы в воде лучше гидропроизводных соответствующих кислот.

1. Разлагаются при нагревании.

Ca(НCO 3)2 CaСO3↓ + CO2 ↑+ Н2О

2. Взаимодействую с основаниями с получением средних солей.

Ca(НCO 3)2 +Сa(OH)2 = 2CaСO3↓ + 2Н2О

NaH2PO4 + 2NaOH = Na3PO4 + 2H2O

3. Кислые соли вступают в такие же реакции, как и средние. Обменные реакции друг с другом.

Ca(НCO 3)2 + Na2СO3 = CaСO3↓ +2 NaHCO3

 Методы получения кислых солей

1. Неполная нейтрализация многоосновных кислот.

2NaOH + H3PO4 = Na2HPO4 + 2H2O

NaOH + H3PO4 = NaH2PO4 + H2O

2. Взаимодействие средних солей с оксидами.

CaСO3↓ + CaO +H2O = Ca(НCO 3)2


Комплексные соединения

Теория комплексных соединений была предложена в 1893году Альфредом Вернером. Согласно этой теории основу комплексного соединения составляет центральный атом, называемый комплексообразователь или металл центром. Рис.3.

В качестве такового выступают частицы, имеющие вакантные орбитали, часто имеющие значительный положительный заряд. В качестве комплексообразователя выступают катионы переходных металлов. Вокруг центрального атома размещаются лиганды. Лиганды – это ионы или молекулы непосредственно связанные с комплексообразователем, являющие донорами электронных пар. Это могут быть однозарядные частицы (Сl-, CNS-, CN-), а также нейтральные молекулы, в атомах которых есть неподелённые пары электронов (H2O, NH3, CO).Координационное число может быть 4 или 6.При образовании комплекса между центральными атомами и легендами образуется ковалентная связь по обменному или донорно-акцепторному механизму. Из-за этого и комплексообразователь и лиганды меняют свои свойства при образовании комплекса. Так, например, лиганды не всегда можно обнаружить типичной для них при обнаружении реакции. В комплексных соединениях выделяют внутреннюю и внешнюю сферу. Внутренняя сфера заключается в квадратные скобки. Если внутренняя сфера заряжена, то для неё должен быть противоион, который находится во внешней сфере. Рассмотрим это на примере гидроксоалюмината калия.

K+ [Al3+ (OH)-4]-

К комплексным соединениям относится реактив Толленса (гидроксид диамминсеребра (1)) — щелочной раствор аммиаката серебра [Ag(NH3)2]ОН.), который используется при реакции серебряного зеркала. Комплексными являются гидроксиды некоторых металлов. При галогенировании ароматических соединений могут образовываться комплексные галогениды. Например, тетрахлороалюминат калия. При взаимодействии гидроксида меди с гликолем образуется органические комплексы меди и это является качественной реакцией на гликоли. К комплексным соединениям относится хлорофилл и гемоглобин.


Принцип жестких и мягких кислот и оснований 

Эта теория является развитием теории кислот и оснований Льюиса.

Нам необходимо вспомнить, что такое поляризуемость.

Поляризуемость – это способность электронной оболочки изменяться под действием внешнего электронного поля.

В данной теории (ЖМКО) кислоты и основания делятся на жёсткие и мягкие.

Рис. 4.

Жесткими кислотами являются акцепторы с высокой электроотрицательностью и низкой поляризуемость. В мягких кислотах – низкая электроотрицательность и высокая поляризуемость. Жесткие основания – это доноры с высокой электроотрицательностью и низкой поляризуемостью. Мягкие основания – с низкой электроотрицательностью и высокой поляризуемостью. Самая жесткая кислота – это протон Н+. Самая мягкая – это СН3Нg+. Наиболее жесткие основания – это F и ОН-Главная идея этой теории – это то, что подобное взаимодействует с подобным. Жёсткие кислоты больше хотят взаимодействовать с жесткими основаниями.

Например, бромид серебра растворим меньше чем хлорид, а иодид растворим меньше чем бромид. Образование иодида серебра наименее выгодно, значит, он наименее растворим. Эта теория очень полезна при объяснении или предсказании механизма реакций.

20.05.2024
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]



Хостинг от uCoz