HCl
1 H + остаток Cl
Исследуем вместе
Строим путь от оксида к основанию
Переключай стадии. Подсвеченная стрелка покажет реагент, который делает переход возможным.
Учебная схема: размеры, цвета и расстояния условны. Переключатели показывают объяснённые примеры, оценка здесь не выставляется.
01
Что входит в состав оксида
Оксид — сложное вещество из двух элементов, один из которых кислород со степенью окисления −2. Вода H₂O, углекислый газ CO₂ и оксид меди(II) CuO относятся к оксидам, хотя сильно отличаются внешним видом и свойствами.
Классифицируем по составу и свойствам
НЕОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ
Кислоты и основания показаны рядом для сопоставления. Амфотерность и исключения проверяют по свойствам вещества.
Число элементов важнее числа атомов. В Ca(OH)₂ три элемента, поэтому это основание, а не оксид. В названии оксида элемента с переменной валентностью её указывают римской цифрой: FeO — оксид железа(II), Fe₂O₃ — оксид железа(III).
Подробности: понятия и примеры
- CuO
- Cu и O · Оксид меди(II)
- Fe₂O₃
- Fe и O · Оксид железа(III)
- Ca(OH)₂
- Ca, O и H · Не оксид
Оксиды содержат два элемента, включая кислород. Формула и название позволяют различать оксиды одного элемента.
02
Из чего состоят изучаемые кислоты
Кислоты — сложные вещества, содержащие атомы водорода, способные замещаться атомами металлов, и кислотные остатки. В HCl остаток — Cl, в H₂SO₄ — SO₄, в H₃PO₄ — PO₄. Остаток может состоять из одного атома или группы атомов.
Не всякое вещество с H в формуле является кислотой. Вода H₂O и метан CH₄ не относятся к кислотам, которые изучаются в этом разделе. Для определения класса нужен характер состава и свойств, а не только наличие буквы H. Сильные кислоты в воде дают ионы H⁺; их общие свойства мы далее объясним именно присутствием этих частиц.
H₂SO₄
2 H + остаток SO₄
H₃PO₄
3 H + остаток PO₄
В изучаемых кислотах различают замещаемый водород и кислотный остаток. Наличие H в формуле само по себе недостаточно для определения класса.
Кристаллы сульфата меди
Синие кристаллы медного купороса — сульфата меди(II) с кристаллизационной водой CuSO₄·5H₂O.
Crystal Titan · Wikimedia Commons · CC BY-SA 4.0. Без изменений.
Не удалось загрузить изображение. Открыть источник
Окраска фенолфталеина в щелочной среде
Фенолфталеин делает щелочную среду заметной благодаря малиновой окраске.
Andyman1125 · Wikimedia Commons · CC BY-SA 3.0. Без изменений.
Не удалось загрузить изображение. Открыть источник
03
Щёлочи — растворимые основания
Основания, растворимые в воде, называют щелочами. NaOH и KOH хорошо растворяются; Ca(OH)₂ растворяется ограниченно, но его раствор тоже имеет щелочную среду. Многие основания, например Cu(OH)₂ и Fe(OH)₃, практически нерастворимы.
Значит, слова «основание» и «щёлочь» не равнозначны: щёлочи составляют часть класса оснований. Растворимость определяют по справочной таблице. Цвет осадка или наличие OH в формуле сами по себе не доказывают высокую растворимость.
- Основания
- Вещества с металлом и группами OH
- Растворимые — щёлочи
- NaOH, KOH; щелочной раствор Ca(OH)₂
- Практически нерастворимые
- Cu(OH)₂, Fe(OH)₃
Щёлочи — растворимые представители класса оснований. Остальные основания не следует автоматически называть щелочами.
04
Составляем формулу соли
Сумма единиц валентности металла равна сумме единиц валентности кислотных остатков. Для Ca(II) и PO₄(III) наименьшее общее кратное равно 6. Нужны три Ca и два остатка PO₄: Ca₃(PO₄)₂.
| Ионы | Формула | Баланс |
|---|---|---|
| Na⁺ и Cl⁻ | NaCl | +1 − 1 = 0 |
| Ca²⁺ и Cl⁻ | CaCl₂ | +2 − 2 = 0 |
| Al³⁺ и SO₄²⁻ | Al₂(SO₄)₃ | +6 − 6 = 0 |
Индекс после скобок умножает весь остаток, а его внутренние индексы сохраняются. В формуле Ca₃(PO₄)₂ три атома Ca, два P и восемь O. Если остаток один, скобки обычно не пишут: CaSO₄. Амфотерность дополняет схему классов: Al(OH)₃ реагирует с HCl с образованием соли и воды, а в избытке водной щёлочи образует [Al(OH)₄]⁻. Оксид CO несолеобразующий, поэтому правило «неметалл даёт кислотный оксид» не универсально. При классификации сперва определяют состав, затем проверяют характерные реакции; одна формула с кислородом ещё не доказывает кислотность.
Формулу соли составляют по валентностям металла и остатка. Скобки сохраняют кислотный остаток как целую группу.
Соберём главное
Шесть выводов
01Оксиды содержат два элемента, включая кислород. Формула и название позволяют различать оксиды одного элемента.
02В изучаемых кислотах различают замещаемый водород и кислотный остаток. Наличие H в формуле само по себе недостаточно для определения класса.
03Щёлочи — растворимые представители класса оснований. Остальные основания не следует автоматически называть щелочами.
04Формулу соли составляют по валентностям металла и остатка. Скобки сохраняют кислотный остаток как целую группу.
05Не всякое вещество с H в формуле является кислотой. Вода H₂O и метан CH₄ не относятся к кислотам, которые изучаются в этом разделе.
06Индекс после скобок умножает весь остаток, а его внутренние индексы сохраняются. В формуле Ca₃(PO₄)₂ три атома Ca, два P и восемь O.
Тест по параграфу10 вопросов · 4 варианта · один правильный · 0,5 балла за ответ · максимум 5
Учебный источник и иллюстрации
Основа: предоставленный учебник «Химия, 11 класс», § 3. Материал переработан и дополнен разъяснениями; источник: 11 класс. Химия — § 03. Основные классы неорганических соединений.pdf. Указаны условия реакций, единицы величин и границы применимости моделей. Числовые примеры решены по шагам.
Иллюстрации загружаются непосредственно с Wikimedia Commons; авторы и лицензии указаны под изображениями. Схемы и обучающие модели созданы для этого конспекта.
OpenStax: Chemistry 2e