Генетическая связь между классами неорганических веществ

Взаимосвязь и связь между химическими превращениями подтверждается генетической связью между классами неорганических веществ. Отдельное вещество в зависимости от своего класса и химических свойств образует цепь превращений сложных веществ — генетический ряд.

Неорганические вещества

Соединения, не имеющие характерного для органических веществ углеродного скелета, называются неорганическими или минеральными веществами. Все минеральные соединения делятся на две большие группы:

  • простые, состоящие из атомов одного элемента;
  • сложные, включающие атомы двух и более элементов.

Генетическая связь между классами неорганических веществ

Рис. 1. Общая классификация веществ.

Простые соединения включают в себя:

  • металлы (К, Mg, Са);
  • неметаллы (О2, S, P);
  • инертные газы (Kr, Xe, Rn).

Сложные вещества имеют более полную классификацию, представленную в таблице.

Сорт

Низший класс

Примеры

Оксиды

Базовый

СаО, Na2O

Кислый

СО2, SO3

Амфотерный

ZnO, Al2O3

Гидроксиды

Нерастворимые основания

Mg(OH)2, Cu(OH)2

Щелочи

NaOH, Ba(OH)2

Амфотерный

Zn(OH)2, Fe(OH)3

Кислоты

Бескислородный

HCl, H2S, HCN

Насыщенный кислородом

HNO3, H2SO4

Соли

Базовый (комплексный)

Zn(OH)Cl, Cu2(OH)2CO3

Кислый

NaHSO3, CaHPO4

Средний

Na2SO4, Ca3(PO4)2

Генетическая связь между классами неорганических веществ

Рис. 2. Классификация сложных веществ.

Амфотерные металлы образуют соответствующие оксиды и гидроксиды. Амфотерные соединения проявляют свойства кислот и оснований.

Генетические ряды

Простые вещества — металлы и неметаллы — образуют цепи превращений, отражающие генетическую связь неорганических веществ. В результате химических реакций присоединения, замещения и разложения образуются новые более простые или более сложные соединения.

Каждое звено цепи связано с наличием предыдущего отдельного вещества. Разница между двумя типами генетического ряда заключается в реакции с водой: металлы образуют растворимые и нерастворимые основания, неметаллы образуют кислоты.

Основные цепочки преобразований описаны в таблице.

Вещество

Генетическая серия

Примеры

Металл

Активный металл → основной оксид → щелочь → соль

– 2Са + О2 → 2СаО;

– СаО + Н2О → Са(ОН)2;

– Ca(OH)2 + 2HCl → CaCl2 + 2H2O

Низкореактивный металл → основной оксид → соль → нерастворимое основание → основной оксид → металл

– 2Cu + O2 → 2CuO;

– CuO + 2HCl → CuCl2 + H2O;

– CuCl2 + 2KOH → Cu(OH)2 + 2KCl;

– Cu(OH)2 → CuO + H2O;

– CuO + H2 → Cu + H2O

Неметалл

→ кислотный оксид → растворимая (сильная) кислота → соль

– 4Р + 5О2 → 2Р2О5;

– P2O5 + 3H2O → 2H3PO4;

– H3PO4 + 3NaOH → Na3PO4 + 3H2O

→ кислотный оксид → соль → нерастворимая (слабая) кислота → кислотный оксид → неметалл

– Si + O2 → SiO2;

– SiO2 + 2NaOH → Na2SiO3 + H2O;

– Na2SiO3 + 2HCl → H2SiO3 + 2NaCl;

– H2SiO3 → SiO2 + H2O;

– SiO2 + 2Zn → 2ZnO + Si

Генетическая связь между классами неорганических веществ

Рис. 3. Схема генетических связей между классами.

С помощью цепочки превращения можно получить средние (нормальные) или кислые соли. Комплексные соли могут включать несколько атомов металлов и неметаллов.

Что мы узнали?

Генетическая связь показывает родство между классами неорганических веществ. Для него характерен генетический ряд — ряд превращений простых веществ. К простым веществам относятся металлы и неметаллы. Металлы образуют растворимые и нерастворимые основания в зависимости от их активности. Неметаллы превращаются в сильные или слабые кислоты. Новые сложные вещества в ряду образуются в результате реакций присоединения, замещения и разложения.