فلزات آمفوتریک مواد ساده ای هستند که از نظر ساختاری، شیمیایی و شبیه به گروه فلزی عناصر هستند. خود فلزات بر خلاف ترکیباتشان نمی توانند خواص آمفوتریک از خود نشان دهند. به عنوان مثال، اکسیدها و هیدروکسیدهای برخی از فلزات ماهیت شیمیایی دوگانه دارند - در برخی شرایط آنها مانند اسیدها رفتار می کنند، در حالی که در برخی دیگر دارای خواص قلیایی هستند.

فلزات آمفوتریک اصلی آلومینیوم، روی، کروم و آهن هستند. بریلیم و استرانسیم را می توان به یک گروه از عناصر نسبت داد.

آمفوتریک؟

برای اولین بار این ملک مدتها پیش کشف شد. و اصطلاح "عناصر آمفوتریک" در سال 1814 توسط شیمیدانان مشهور L. Tenard و J. Gay-Lussac وارد علم شد. در آن روزها مرسوم بود که ترکیبات شیمیایی را به گروه هایی تقسیم می کردند که در طی واکنش ها با خواص اساسی آنها مطابقت داشت.

با این حال، گروه اکسیدها و بازها دارای توانایی های دوگانه بودند. در برخی شرایط، چنین موادی مانند قلیایی رفتار می کنند، در حالی که در برخی دیگر، برعکس، مانند اسید عمل می کنند. اصطلاح "آمفوتریک" اینگونه متولد شد. برای چنین، رفتار در طول واکنش اسید-باز به شرایط اجرای آن، ماهیت معرف های درگیر، و همچنین به خواص حلال بستگی دارد.

جالب اینجاست که در شرایط طبیعی، فلزات آمفوتریک می توانند هم با قلیایی و هم با اسید تعامل کنند. به عنوان مثال، در طی واکنش آلومینیوم با سولفات آلومینیوم تشکیل می شود. و هنگامی که همان فلز با قلیایی غلیظ واکنش می دهد، نمک پیچیده ای تشکیل می شود.

پایه های آمفوتریک و ویژگی های اصلی آنها

در شرایط عادی، اینها جامد هستند. آنها عملاً در آب نامحلول هستند و الکترولیت های نسبتاً ضعیفی در نظر گرفته می شوند.

روش اصلی برای به دست آوردن چنین بازهایی، واکنش یک نمک فلزی با مقدار کمی قلیایی است. واکنش بارش باید به آرامی و با دقت انجام شود. به عنوان مثال، هنگام دریافت هیدروکسید روی، سود سوزآور به دقت به صورت قطره ای به یک لوله آزمایش با کلرید روی اضافه می شود. هر بار که لازم است ظرف را به آرامی تکان دهید تا رسوب سفید فلزی در کف ظرف مشاهده شود.

با اسیدها و مواد آمفوتریک به عنوان باز واکنش می دهند. به عنوان مثال، واکنش هیدروکسید روی با اسید کلریدریک باعث تولید کلرید روی می شود.

اما در طی واکنش با بازها، بازهای آمفوتریک مانند اسیدها رفتار می کنند.

علاوه بر این، هنگامی که به شدت گرم می شوند، تجزیه می شوند و اکسید آمفوتریک و آب مربوطه را تشکیل می دهند.

رایج ترین فلزات آمفوتریک: توضیح مختصر

فلز رویمتعلق به گروه عناصر آمفوتریک است. و اگرچه آلیاژهای این ماده به طور گسترده در تمدن های باستانی استفاده می شد، تنها در سال 1746 بود که آنها توانستند آن را به شکل خالص آن جدا کنند.

فلز خالص یک ماده نسبتاً شکننده مایل به آبی است. روی به سرعت در هوا اکسید می شود - سطح آن کدر می شود و با یک لایه نازک اکسید پوشیده می شود.

در طبیعت، روی عمدتاً به شکل مواد معدنی - زینسیت ها، اسمیتسونیت ها، کالامیت ها وجود دارد. معروف ترین ماده مخلوط روی است که از سولفید روی تشکیل شده است. بزرگترین ذخایر این ماده معدنی در بولیوی و استرالیا است.

آلومینیومامروزه آن را رایج ترین فلز روی سیاره می دانند. آلیاژهای آن برای قرن ها مورد استفاده قرار گرفته است و در سال 1825 این ماده به شکل خالص خود جدا شد.

آلومینیوم خالص یک فلز سبک و نقره ای رنگ است. ماشینکاری و ریخته گری آسان است. این عنصر رسانایی الکتریکی و حرارتی بالایی دارد. علاوه بر این، این فلز در برابر خوردگی مقاوم است. واقعیت این است که سطح آن با یک فیلم اکسید نازک اما بسیار مقاوم پوشیده شده است.

امروزه آلومینیوم به طور گسترده در صنعت استفاده می شود.

بازها، هیدروکسیدهای آمفوتریک

بازها مواد پیچیده ای هستند که از اتم های فلز و یک یا چند گروه هیدروکسی (-OH) تشکیل شده اند. فرمول کلی Me + y (OH) y است که y تعداد گروه های هیدروکسی برابر با حالت اکسیداسیون فلز Me است. جدول طبقه بندی پایه ها را نشان می دهد.

خواص هیدروکسیدهای قلیایی فلزات قلیایی و قلیایی خاکی

1. محلول های آبی قلیایی ها صابون هستند به لمس، تغییر رنگ شاخص ها: تورنسل - آبی، فنل فتالئین - تمشک.

2. محلول های آبی تفکیک می کنند:

3. تعامل با اسیدها، وارد شدن به یک واکنش تبادلی:

بازهای پلی اسید می توانند نمک های میانی و اساسی ایجاد کنند:

4. برهمکنش با اکسیدهای اسیدی، تشکیل نمک های متوسط ​​و اسیدی، بسته به باز بودن اسید مربوط به این اکسید:

5. برهمکنش با اکسیدهای آمفوتریک و هیدروکسیدها:

الف) همجوشی:

ب) در محلول ها:

6. در صورت تشکیل رسوب یا گاز با نمک های محلول در آب واکنش دهید:

بازهای نامحلول (Cr (OH) 2، منگنز (OH) 2، و غیره) با اسیدها برهمکنش می کنند و وقتی گرم می شوند تجزیه می شوند:

هیدروکسیدهای آمفوتریک

ترکیباتی را آمفوتریک می نامند که بسته به شرایط می توانند هم دهنده کاتیون های هیدروژن باشند و هم خاصیت اسیدی داشته باشند و هم پذیرنده های آنها، یعنی خواص بازی را از خود نشان دهند.

خواص شیمیایی ترکیبات آمفوتریک

1. در تعامل با اسیدهای قوی، آنها ویژگی های اصلی را نشان می دهند:

Zn(OH) 2 + 2HCl = ZnCl 2 + 2H 2 O

2. در تعامل با قلیاها - بازهای قوی، خواص اسیدی از خود نشان می دهند:

روی (OH) 2 + 2 NaOH \u003d Na 2 ( نمک پیچیده)

Al (OH) 3 + NaOH \u003d Na ( نمک پیچیده)

به ترکیباتی پیچیده می گویند که در آنها حداقل یک پیوند کووالانسی توسط مکانیسم دهنده-گیرنده تشکیل شده است.

روش کلی برای بدست آوردن بازها بر اساس واکنش های مبادله ای است که از طریق آن می توان بازهای نامحلول و محلول را به دست آورد.

CuSO 4 + 2KOH \u003d Cu (OH) 2 ↓ + K 2 SO 4

K 2 CO 3 + Ba (OH) 2 \u003d 2 KOH + BaCO 3 ↓

هنگامی که بازهای محلول با این روش به دست می آید، نمک نامحلول رسوب می کند.

هنگام به دست آوردن بازهای نامحلول در آب با خاصیت آمفوتریک، باید از مقدار زیاد قلیایی اجتناب شود، زیرا ممکن است انحلال پایه آمفوتریک رخ دهد، به عنوان مثال:

AlCl 3 + 4KOH \u003d K [Al (OH) 4] + 3KSl

در چنین مواردی از هیدروکسید آمونیوم برای به دست آوردن هیدروکسیدها استفاده می شود که در آن هیدروکسیدهای آمفوتریک حل نمی شوند:

AlCl 3 + 3NH 3 + ZH 2 O \u003d Al (OH) 3 ↓ + 3NH 4 Cl

هیدروکسیدهای نقره و جیوه به قدری آسان تجزیه می شوند که وقتی می خواهید آنها را با واکنش تبادلی بدست آورید، به جای هیدروکسیدها، اکسیدها رسوب می کنند:

2AgNO 3 + 2KOH \u003d Ag 2 O ↓ + H 2 O + 2KNO 3

در صنعت، قلیایی ها معمولاً از الکترولیز محلول های آبی کلریدها به دست می آیند.

2NaCl + 2H 2 O → ϟ → 2NaOH + H 2 + Cl 2

قلیاها را می توان از واکنش فلزات قلیایی و قلیایی خاکی یا اکسیدهای آنها با آب نیز بدست آورد.

2Li + 2H 2 O \u003d 2LiOH + H 2

SrO + H 2 O \u003d Sr (OH) 2

اسیدها

اسیدها به مواد پیچیده ای گفته می شود که مولکول های آنها از اتم های هیدروژن که می توانند با اتم های فلزی جایگزین شوند و باقی مانده های اسید تشکیل شده است. در شرایط عادی، اسیدها می توانند جامد باشند (فسفریک H 3 PO 4؛ سیلیکون H 2 SiO 3 ) و مایع ( اسید سولفوریک H 2 SO 4 یک مایع خالص خواهد بود).

گازهایی مانند هیدروژن کلرید HCl، هیدروژن برومید HBr، سولفید هیدروژن H 2 S اسیدهای مربوطه را در محلول های آبی تشکیل می دهند. تعداد یون های هیدروژن که توسط هر مولکول اسید در حین تفکیک تشکیل می شود، بار باقیمانده اسید (آنیون) و بازی بودن اسید را تعیین می کند.

مطابق با نظریه اولیه اسیدها و بازها،به طور همزمان توسط شیمیدان دانمارکی برونستد و شیمیدان انگلیسی لوری پیشنهاد شده است، اسید یک ماده است. جدا شدنبا این واکنش پروتون هاآ اساس- ماده ای قادر به پروتون ها را دریافت می کنند.

اسید → باز + H +

بر اساس این ایده ها مشخص است خواص اساسی آمونیاک،که به دلیل وجود یک جفت الکترون تنها در اتم نیتروژن، هنگام برهمکنش با اسیدها، به طور موثر پروتون را می پذیرد و از طریق پیوند دهنده-گیرنده یک یون آمونیوم تشکیل می دهد.

HNO 3 + NH 3 ⇆ NH 4 + + NO 3 -

اسید باز اسید باز

تعریف کلی تر از اسیدها و بازهاپیشنهاد شده توسط شیمیدان آمریکایی G. Lewis. او پیشنهاد کرد که فعل و انفعالات اسید-باز کاملاً است لزوماً با انتقال پروتون رخ نمی دهد.در تعیین اسیدها و بازها از نظر لوئیس، نقش اصلی در واکنش های شیمیایی به بخار الکترونیکی

کاتیون ها، آنیون ها یا مولکول های خنثی که می توانند یک یا چند جفت الکترون را بپذیرند نامیده می شوند اسیدهای لوئیس

به عنوان مثال، آلومینیوم فلوراید AlF 3 یک اسید است، زیرا قادر به پذیرش یک جفت الکترون در هنگام تعامل با آمونیاک است.

AlF 3 + :NH 3 ⇆ :

کاتیون ها، آنیون ها یا مولکول های خنثی که قادر به اهدای جفت الکترون هستند، بازهای لوئیس نامیده می شوند (آمونیاک یک باز است).

تعریف لوئیس تمام فرآیندهای اسید-بازی را که توسط تئوری های پیشنهادی قبلی در نظر گرفته شده اند، پوشش می دهد. جدول تعاریف اسیدها و بازهایی را که در حال حاضر استفاده می شوند مقایسه می کند.

نامگذاری اسیدها

از آنجایی که تعاریف مختلفی از اسیدها وجود دارد، طبقه بندی و نامگذاری آنها نسبتاً دلخواه است.

با توجه به تعداد اتم های هیدروژن که در یک محلول آبی قادر به جدا شدن هستند، اسیدها به دو دسته تقسیم می شوند. تک پایه(به عنوان مثال HF، HNO 2)، دو پایه(H 2 CO 3 , H 2 SO 4 ) و سه پایه(H 3 RO 4).

با توجه به ترکیب اسید به تقسیم می شود بی اکسیژن(HCl, H 2 S) و حاوی اکسیژن(HClO 4، HNO 3).

معمولا نام اسیدهای اکسیژن داربرگرفته از نام یک غیر فلز با افزودن انتهای -kai، -مسیر،اگر حالت اکسیداسیون غیرفلز برابر با عدد گروه باشد. با کاهش حالت اکسیداسیون، پسوندها تغییر می کنند (به ترتیب کاهش حالت اکسیداسیون فلز): - بیضی، ایستایا، - بیضی:

اگر قطبیت پیوند هیدروژن- غیر فلز را در یک دوره در نظر بگیریم، به راحتی می‌توانیم قطبیت این پیوند را با موقعیت عنصر در جدول تناوبی مرتبط کنیم. از اتم های فلزی که به راحتی الکترون های ظرفیت خود را از دست می دهند، اتم های هیدروژن این الکترون ها را می پذیرند و یک پوسته دو الکترونی پایدار مانند پوسته اتم هلیوم تشکیل می دهند و هیدریدهای فلزی یونی می دهند.

در ترکیبات هیدروژنی عناصر گروه III-IV سیستم تناوبی، بور، آلومینیوم، کربن، سیلیکون با اتم های هیدروژن پیوندهای کووالانسی و ضعیف قطبی تشکیل می دهند که مستعد تجزیه نیستند. برای عناصر گروه های V-VII سیستم تناوبی، در یک دوره، قطبیت پیوند غیرفلز-هیدروژن با بار اتم افزایش می یابد، اما توزیع بارها در دوقطبی حاصل متفاوت از ترکیبات هیدروژنی است. عناصری که تمایل به اهدای الکترون دارند. اتم های غیر فلزات که در آنها چندین الکترون برای تکمیل لایه الکترونی لازم است، یک جفت الکترون پیوند را به سمت خود می کشند (قطبی می کنند) هر چه قوی تر باشد، بار هسته بیشتر است. بنابراین در سری CH 4 - NH 3 - H 2 O - HF یا SiH 4 - PH 3 - H 2 S - Hcl پیوندهای با اتم های هیدروژن در حالی که کووالانسی می مانند قطبی تر می شوند و اتم هیدروژن در دوقطبی پیوند عنصر-هیدروژن الکترومثبت تر می شود. اگر مولکول های قطبی در یک حلال قطبی باشند، فرآیند تفکیک الکترولیتی می تواند رخ دهد.

اجازه دهید رفتار اسیدهای حاوی اکسیژن در محلول های آبی را مورد بحث قرار دهیم. این اسیدها دارای پیوند H-O-E هستند و طبیعتاً پیوند O-E بر قطبیت پیوند H-O تأثیر می گذارد. بنابراین، این اسیدها، به عنوان یک قاعده، راحت تر از آب تجزیه می شوند.

H 2 SO 3 + H 2 O ⇆ H s O + + HSO 3

HNO 3 + H 2 O ⇆ H s O + + NO 3

بیایید به چند نمونه نگاه کنیم خواص اسیدهای اکسیژنهتوسط عناصری تشکیل می شود که قادر به نمایش حالت های اکسیداسیون مختلف هستند. مشخص است که هیپوکلرو اسید HClO خیلی ضعیفاسید هیدروکلریک HClO 2 نیز ضعیفاما قوی تر از هیپوکلرو اسید هیپوکلرو HclO 3 قویاسید پرکلریک HClO 4 یکی از قوی تریناسیدهای معدنی

تفکیک بر اساس نوع اسیدی (با حذف یون H) مستلزم شکستن پیوند O-H است. چگونه می توان کاهش استحکام این پیوند را در سری HClO - HClO 2 - HClO 3 - HClO 4 توضیح داد؟ در این ردیف تعداد اتم های اکسیژن مرتبط با اتم کلر مرکزی افزایش می یابد. هر بار که پیوند جدیدی از اکسیژن با کلر تشکیل می‌شود، چگالی الکترونی از اتم کلر و در نتیجه از پیوند تک O-Cl جدا می‌شود. در نتیجه، چگالی الکترون تا حدی از پیوند О-Н خارج می شود که به همین دلیل ضعیف می شود.

چنین الگویی - افزایش خواص اسیدی با افزایش درجه اکسیداسیون اتم مرکزی - نه تنها برای کلر، بلکه برای سایر عناصر نیز مشخص است.به عنوان مثال، اسید نیتریک HNO 3، که در آن حالت اکسیداسیون نیتروژن +5 است، قوی تر از اسید نیتروژن HNO 2 است (وضعیت اکسیداسیون نیتروژن +3 است). اسید سولفوریک H 2 SO 4 (S + 6) قوی تر از اسید سولفوریک H 2 SO 3 (S + 4) است.

به دست آوردن اسیدها

1. اسیدهای آنوکسیک را می توان به دست آورد در ترکیب مستقیم غیر فلزات با هیدروژن.

H 2 + Cl 2 → 2HCl،

H 2 + S ⇆ H 2 S

2. مقداری اسیدهای اکسیژنه را می توان به دست آورد برهمکنش اکسیدهای اسید با آب.

3. هم اسیدهای آنوکسیک و هم اسیدهای اکسیژنه را می توان به دست آورد با توجه به واکنش های مبادله ایبین نمک ها و سایر اسیدها

BaBr 2 + H 2 SO 4 \u003d BaSO 4 ↓ + 2HBr

CuSO 4 + H 2 S \u003d H 2 SO 4 + CuS ↓

FeS + H 2 SO 4 (pa zb) \u003d H 2 S + FeSO 4

NaCl (T) + H2SO4 (conc) = HCl + NaHSO4

AgNO 3 + HCl = AgCl↓ + HNO 3

CaCO 3 + 2HBr \u003d CaBr 2 + CO 2 + H 2 O

4. برخی از اسیدها را می توان با استفاده از واکنش های ردوکس

H 2 O 2 + SO 2 \u003d H 2 SO 4

3P + 5HNO 3 + 2H 2 O \u003d ZH 3 PO 4 + 5NO 2

طعم ترش، اثر بر شاخص ها، رسانایی الکتریکی، برهمکنش با فلزات، اکسیدهای پایه و آمفوتریک، بازها و نمک ها، تشکیل استرها با الکل ها - این خواص برای اسیدهای معدنی و آلی مشترک است.

را می توان به دو نوع واکنش تقسیم کرد:

1) معمول هستندبرای اسیدهاواکنش ها با تشکیل یون هیدرونیوم H 3 O + در محلول های آبی همراه است.

2) خاصواکنش های (یعنی مشخصه). اسیدهای خاص

یون هیدروژن می تواند وارد شود ردوکسواکنش ها، کاهش به هیدروژن، و همچنین در یک واکنش ترکیبیبا ذرات باردار منفی یا خنثی که دارای جفت های تک الکترون هستند، یعنی در واکنش های اسید و باز

خواص کلی اسیدها شامل واکنش اسیدها با فلزات در یک سری ولتاژ تا هیدروژن است، به عنوان مثال:

Zn + 2Н + = Zn 2 + + Н 2

واکنش های اسید-باز شامل واکنش با اکسیدها و بازهای بازی و همچنین با نمک های متوسط، بازی و گاهی اسیدی است.

2 CO 3 + 4HBr \u003d 2CuBr 2 + CO 2 + 3H 2 O

Mg (HCO 3) 2 + 2HCl \u003d MgCl 2 + 2CO 2 + 2H 2 O

2KHSO 3 + H 2 SO 4 \u003d K 2 SO 4 + 2SO 2 + 2H 2 O

توجه داشته باشید که اسیدهای پلی بازیک گام به گام تجزیه می شوند و در هر مرحله بعدی، تفکیک دشوارتر است، بنابراین، با اسید بیش از حد، نمک های اسیدی اغلب به جای نمک های متوسط ​​تشکیل می شوند.

Ca 3 (PO 4) 2 + 4H 3 PO 4 \u003d 3Ca (H 2 PO 4) 2

Na 2 S + H 3 PO 4 = Na 2 HPO 4 + H 2 S

NaOH + H 3 PO 4 = NaH 2 PO 4 + H 2 O

KOH + H 2 S \u003d KHS + H 2 O

در نگاه اول، تشکیل نمک های اسیدی ممکن است شگفت انگیز به نظر برسد. تک پایهاسید هیدروفلوریک (هیدروفلوریک). با این حال، این واقعیت قابل توضیح است. بر خلاف سایر اسیدهای هیدروهالیک، اسید هیدروفلوئوریک تا حدی در محلول ها پلیمریزه می شود (به دلیل تشکیل پیوندهای هیدروژنی) و ذرات مختلف (HF) X می توانند در آن وجود داشته باشند، یعنی H 2 F 2، H 3 F 3 و غیره.

یک مورد خاص از تعادل اسید و باز - واکنش اسیدها و بازها با شاخص هایی که بسته به اسیدیته محلول تغییر رنگ می دهند. از اندیکاتورها در تجزیه و تحلیل کیفی برای تشخیص اسیدها و بازها استفاده می شوددر راه حل ها

پرکاربردترین اندیکاتورها هستند تورنسل(V خنثیمحیط رنگ بنفش، V ترش - قرمز، V قلیایی - آبی)، متیل نارنجی(V ترشمحیط قرمز، V خنثی - نارنجی، V قلیایی - زرد)، فنل فتالئین(V بسیار قلیاییمحیط قرمز پررنگ، V خنثی و اسیدی - بی رنگ).

خواص خاصاسیدهای مختلف می توانند دو نوع باشند: اول، واکنش هایی که منجر به تشکیل می شوند نمک های نامحلول،و دوما تبدیلات ردوکساگر واکنش های مرتبط با حضور یون H + در آنها برای همه اسیدها مشترک باشد (واکنش های کیفی برای تشخیص اسیدها)، واکنش های خاص به عنوان واکنش های کیفی برای اسیدهای منفرد استفاده می شود:

Ag + + Cl - = AgCl (رسوب سفید)

Ba 2+ + SO 4 2- \u003d BaSO 4 (رسوب سفید)

3Ag + + PO 4 3 - = Ag 3 PO 4 (رسوب زرد)

برخی از واکنش های خاص اسیدها به دلیل خواص اکسیداسیون و کاهش آنها است.

اسیدهای آنوکسیک در محلول آبی فقط می توانند اکسید شوند.

2KMnO 4 + 16HCl = 5Cl 2 + 2KSl + 2MnCl 2 + 8H 2 O

H 2 S + Br 2 \u003d S + 2HBg

اسیدهای حاوی اکسیژن تنها در صورتی می توانند اکسید شوند که اتم مرکزی در آنها در حالت اکسیداسیون پایین تر یا متوسط ​​باشد، به عنوان مثال، در اسید سولفوره:

H 2 SO 3 + Cl 2 + H 2 O \u003d H 2 SO 4 + 2HCl

بسیاری از اسیدهای حاوی اکسیژن، که در آنها اتم مرکزی حداکثر حالت اکسیداسیون را دارد (S + 6، N + 5، Cr + 6)، خواص اکسید کننده قوی را نشان می دهند. H 2 SO 4 غلیظ یک عامل اکسید کننده قوی است.

Cu + 2H 2 SO 4 (conc) = CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O

Pb + 4HNO 3 \u003d Pb (NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O

C + 2H 2 SO 4 (conc) = CO 2 + 2SO 2 + 2H 2 O

لازم به یادآوری است که:

• محلول های اسیدی با فلزاتی که در سری الکتروشیمیایی ولتاژ سمت چپ هیدروژن قرار دارند، تحت شرایطی واکنش می دهند که مهمترین آنها تشکیل نمک محلول در نتیجه واکنش است. برهمکنش HNO 3 و H 2 SO 4 (مجموع) با فلزات به طور متفاوتی انجام می شود.

اسید سولفوریک غلیظ در سرما، آلومینیوم، آهن، کروم را غیرفعال می کند.

• در آب، اسیدها به کاتیونهای هیدروژن و آنیونهای باقیمانده اسید تجزیه می شوند، به عنوان مثال:

• اسیدهای معدنی و آلی با اکسیدهای بازی و آمفوتریک برهم کنش دارند، مشروط بر اینکه نمک محلول تشکیل شود:

• هر دو آن و سایر اسیدها با بازها واکنش می دهند. اسیدهای پلی بازیک می توانند نمک های متوسط ​​و اسیدی را تشکیل دهند (اینها واکنش های خنثی سازی هستند):

• واکنش بین اسیدها و نمک ها تنها در صورتی رخ می دهد که یک رسوب یا گاز تشکیل شود:

برهمکنش H 3 PO 4 با سنگ آهک به دلیل تشکیل آخرین رسوب نامحلول Ca 3 (PO 4) 2 روی سطح متوقف می شود.

ویژگی‌های اسیدهای نیتریک HNO 3 و اسیدهای سولفوریک غلیظ H 2 SO 4 (مجموع) به این دلیل است که هنگام تعامل با مواد ساده (فلزات و غیرفلزات) نه کاتیون‌های H+، بلکه نیترات و سولفات. یون ها به عنوان عوامل اکسید کننده عمل خواهند کرد. منطقی است انتظار داشته باشیم که در نتیجه چنین واکنش هایی، هیدروژن H 2 تشکیل نشود، بلکه مواد دیگری به دست آید: لزوما نمک و آب، و همچنین یکی از محصولات کاهش یون های نیترات یا سولفات، بسته به میزان غلظت اسیدها، موقعیت فلز در یک سری ولتاژ و شرایط واکنش (دما، ظرافت فلز و غیره).

این ویژگی های رفتار شیمیایی HNO 3 و H 2 SO 4 (مجموع) به وضوح تز تئوری ساختار شیمیایی در مورد تأثیر متقابل اتم ها در مولکول های مواد را نشان می دهد.

مفاهیم نوسان و ثبات (پایداری) اغلب اشتباه گرفته می شوند. اسیدهای فرار را اسید می گویند که مولکول های آن به راحتی به حالت گازی می روند یعنی تبخیر می شوند. به عنوان مثال، اسید کلریدریک یک اسید فرار اما پایدار و پایدار است. فرار اسیدهای ناپایدار را نمی توان قضاوت کرد. به عنوان مثال، اسید سیلیسیک غیرفرار و نامحلول به آب و SiO 2 تجزیه می شود. محلول های آبی هیدروکلریک، نیتریک، سولفوریک، فسفریک و تعدادی دیگر از اسیدها بی رنگ هستند. محلول آبی اسید کرومیک H 2 CrO 4 زرد رنگ است، اسید پرمنگانیک HMnO 4 تمشک است.

مواد مرجع برای قبولی در آزمون:

جدول مندلیف

جدول حلالیت

مواد ساده ای که از نظر ساختاری مشابه عناصر فلزی و تعدادی از پارامترهای شیمیایی و فیزیکی هستند را آمفوتریک می نامند. اینها عناصری هستند که دوگانگی شیمیایی را نشان می دهند. لازم به ذکر است که اینها خود فلزات نیستند، بلکه نمکها یا اکسیدهای آنها هستند. به عنوان مثال، اکسیدهای برخی از فلزات می توانند دو خاصیت داشته باشند، در برخی شرایط می توانند خواص ذاتی اسیدها را از خود نشان دهند، در برخی دیگر مانند قلیایی ها رفتار می کنند.

فلزات آمفوتریک اصلی عبارتند از آلومینیوم، روی، کروم و برخی دیگر.

اصطلاح آمفوتریک در آغاز قرن نوزدهم وارد گردش شد. در آن زمان، مواد شیمیایی بر اساس خواص مشابه خود، که در واکنش های شیمیایی آشکار می شد، جدا می شدند.

فلزات آمفوتریک چیست؟

لیست فلزاتی که می توان آنها را به عنوان آمفوتریک طبقه بندی کرد بسیار بزرگ است. علاوه بر این، برخی از آنها را می توان آمفوتریک، و برخی را - مشروط نامید.

بیایید شماره سریال موادی را که تحت آنها قرار دارند در جدول تناوبی فهرست کنیم. این لیست شامل گروه های 22 تا 32، 40 تا 51 و بسیاری دیگر است. به عنوان مثال، کروم، آهن و تعدادی دیگر را به درستی می توان پایه نامید، و استرانسیوم و بریلیم را نیز می توان به دومی نسبت داد.

به هر حال، آلومینیوم درخشان ترین نماینده فلزات آمفورا در نظر گرفته می شود.

این آلیاژهای آن است که برای مدت طولانی تقریباً در تمام صنایع مورد استفاده قرار گرفته است. برای ساخت عناصر بدنه هواپیما، بدنه خودرو و ظروف آشپزخانه استفاده می شود. در صنعت برق و تولید تجهیزات برای شبکه های گرمایش ضروری شده است. برخلاف بسیاری از فلزات دیگر، آلومینیوم دائماً واکنش پذیر است. لایه اکسیدی که سطح فلز را می پوشاند در برابر فرآیندهای اکسیداتیو مقاومت می کند. در شرایط عادی و در انواع خاصی از واکنش های شیمیایی، آلومینیوم می تواند به عنوان یک عنصر کاهنده عمل کند.

این فلز در صورت له شدن به ذرات ریز زیادی قادر به تعامل با اکسیژن است. این نوع عملیات مستلزم استفاده از دماهای بالا است. این واکنش با آزاد شدن مقدار زیادی انرژی حرارتی همراه است. هنگامی که دما به 200 درجه سانتیگراد می رسد، آلومینیوم با گوگرد واکنش می دهد. نکته این است که آلومینیوم، نه همیشه، در شرایط عادی، می تواند با هیدروژن واکنش نشان دهد. در همین حال، هنگامی که آن را با فلزات دیگر مخلوط می شود، آلیاژهای مختلف می تواند ایجاد شود.

یکی دیگر از فلزات آمفوتریک برجسته آهن است. این عنصر دارای عدد 26 است و بین کبالت و منگنز قرار دارد. آهن رایج ترین عنصر موجود در پوسته زمین است. آهن را می توان به عنوان یک عنصر ساده طبقه بندی کرد که دارای رنگ سفید مایل به نقره ای و چکش خوار است، البته در صورت قرار گرفتن در دمای بالا. در دماهای بالا می تواند به سرعت شروع به خوردگی کند. اگر آهن در اکسیژن خالص قرار گیرد، کاملاً می سوزد و می تواند در هوای آزاد مشتعل شود.

چنین فلزی این قابلیت را دارد که در مواجهه با دمای بالا به سرعت وارد مرحله خوردگی شود. آهن قرار داده شده در اکسیژن خالص کاملاً می سوزد. یک ماده فلزی با قرار گرفتن در هوا به سرعت در اثر رطوبت زیاد اکسید می شود، یعنی زنگ می زند. هنگام سوختن در یک توده اکسیژن، نوعی فلس ایجاد می شود که به آن اکسید آهن می گویند.

خواص فلزات آمفوتریک

آنها با مفهوم آمفوتریک بودن تعریف می شوند. در حالت معمولی، یعنی در دما و رطوبت معمولی، بیشتر فلزات جامد هستند. هیچ یک از فلزات را نمی توان در آب حل کرد. بازهای قلیایی تنها پس از واکنش های شیمیایی خاص ظاهر می شوند. در جریان واکنش، نمک های فلزی برهم کنش می کنند. لازم به ذکر است که قوانین ایمنی در هنگام انجام این واکنش نیاز به مراقبت ویژه دارد.

ترکیب مواد آمفوتریک با خود اکسیدها یا اسیدها اولین واکنشی است که در بازها ذاتی است. در عین حال، اگر با بازها ترکیب شوند، خاصیت اسیدی ظاهر می شود.

گرم کردن هیدروکسیدهای آمفوتریک باعث تجزیه آنها به آب و اکسید می شود. به عبارت دیگر، خواص مواد آمفوتریک بسیار گسترده است و نیاز به مطالعه دقیق دارد که می تواند در طی یک واکنش شیمیایی انجام شود.

خواص عناصر آمفوتریک را می توان با مقایسه آنها با پارامترهای مواد سنتی درک کرد. به عنوان مثال، اکثر فلزات پتانسیل یونیزاسیون پایینی دارند و این به آنها اجازه می دهد تا به عنوان عوامل کاهنده در فرآیندهای شیمیایی عمل کنند.

آمفوتریک - می تواند هم ویژگی های کاهنده و هم اکسید کننده را نشان دهد. با این حال، ترکیباتی وجود دارد که با سطح منفی اکسیداسیون مشخص می شوند.

کاملاً تمام فلزات شناخته شده توانایی تشکیل هیدروکسید و اکسید را دارند.

همه فلزات توانایی تشکیل هیدروکسیدها و اکسیدهای اساسی را دارند. به هر حال، فلزات فقط با اسیدهای خاص می توانند وارد یک واکنش اکسیداسیون شوند. به عنوان مثال، واکنش با اسید نیتریک می تواند به روش های مختلف انجام شود.

مواد آمفوتریک مربوط به مواد ساده دارای تفاوت های واضحی در ساختار و ویژگی ها هستند. تعلق به یک طبقه خاص را می توان در یک نگاه برای برخی از مواد تعیین کرد، بنابراین بلافاصله مشخص می شود که مس یک فلز است، اما برم اینطور نیست.

نحوه تشخیص فلز از غیر فلز

تفاوت اصلی این است که فلزات الکترون هایی را اهدا می کنند که در یک ابر الکترونی خارجی قرار دارند. غیر فلزات به طور فعال آنها را جذب می کنند.

همه فلزات رسانای خوبی برای گرما و الکتریسیته هستند، غیر فلزات از چنین فرصتی محروم هستند.

پایه های فلزات آمفوتریک

در شرایط عادی، این مواد در آب حل نمی شوند و می توان آنها را به الکترولیت های ضعیف نسبت داد. چنین موادی پس از واکنش نمک های فلزی و قلیایی به دست می آیند. این واکنش ها برای کسانی که آنها را تولید می کنند کاملاً خطرناک است و بنابراین برای مثال برای به دست آوردن هیدروکسید روی باید سود سوزآور را به آرامی و با دقت قطره قطره در ظرف حاوی کلرید روی وارد کرد.

در همان زمان، آمفوتریک - با اسیدها به عنوان باز تعامل دارد. یعنی هنگام انجام واکنش بین اسید کلریدریک و هیدروکسید روی، کلرید روی ظاهر می شود. و هنگام تعامل با بازها، مانند اسیدها رفتار می کنند.

13.1. تعاریف

مهمترین طبقات مواد معدنی به طور سنتی شامل مواد ساده (فلزات و غیرفلزات)، اکسیدها (اسیدی، بازی و آمفوتریک)، هیدروکسیدها (بخشی از اسیدها، بازها، هیدروکسیدهای آمفوتریک) و نمک ها می باشد. مواد متعلق به یک کلاس دارای خواص شیمیایی مشابهی هستند. اما قبلاً می دانید که هنگام تشخیص این کلاس ها از ویژگی های طبقه بندی متفاوتی استفاده می شود.
در این بخش، در نهایت تعاریف همه مهم ترین طبقات مواد شیمیایی را بیان می کنیم و نحوه تمایز این طبقات را می بینیم.
بیا شروع کنیم با مواد ساده (طبقه بندی بر اساس تعداد عناصر تشکیل دهنده ماده). آنها معمولا به تقسیم می شوند فلزاتو غیر فلزات(شکل 13.1- آ).
شما قبلاً تعریف "فلز" را می دانید.

از این تعریف می توان دریافت که ویژگی اصلی که به ما امکان می دهد مواد ساده را به فلزات و غیرفلزات تقسیم کنیم، نوع پیوند شیمیایی است.

در اغلب غیر فلزات، پیوندها کووالانسی هستند. اما گازهای نجیب (مواد ساده عناصر گروه VIIIA) نیز وجود دارد که اتم های آنها در حالت جامد و مایع فقط با پیوندهای بین مولکولی به هم متصل می شوند. از این رو تعریف.

با توجه به خواص شیمیایی در میان فلزات، گروهی از به اصطلاح فلزات آمفوتریکاین نام نشان دهنده توانایی این فلزات برای واکنش با اسیدها و قلیاها (به عنوان اکسیدهای آمفوتریک یا هیدروکسید) است (شکل 13.1- ب).
علاوه بر این، به دلیل بی اثر بودن شیمیایی در بین فلزات، فلزات نجیباینها شامل طلا، روتنیوم، رودیوم، پالادیوم، اسمیم، ایریدیوم، پلاتین است. به طور سنتی، نقره تا حدودی واکنش پذیرتر نیز به عنوان یک فلز نجیب طبقه بندی می شود، اما فلزات بی اثری مانند تانتالیوم، نیوبیم و برخی دیگر شامل نمی شوند. طبقه بندی های دیگری از فلزات وجود دارد، به عنوان مثال، در متالورژی، تمام فلزات به تقسیم می شوند مشکی و رنگیارتباط آهن و آلیاژهای آن به فلزات آهنی
از جانب مواد پیچیده مهمترین آنها، اول از همه، اکسیدها(نگاه کنید به §2.5)، اما از آنجایی که طبقه بندی آنها ویژگی های اسید-باز این ترکیبات را در نظر می گیرد، ابتدا آنچه را به یاد می آوریم اسیدهاو زمینه.

بنابراین، ما اسیدها و بازها را از مجموع جرم ترکیبات با استفاده از دو ویژگی تشخیص می دهیم: ترکیب و خواص شیمیایی.
بر اساس ترکیب آنها، اسیدها به دو دسته تقسیم می شوند حاوی اکسیژن (اکسواسیدها) و بی اکسیژن(شکل 13.2).

لازم به یادآوری است که اسیدهای حاوی اکسیژن در ساختار خود هستند هیدروکسیدها.

توجه داشته باشید. به طور سنتی، برای اسیدهای بدون اکسیژن، از کلمه "اسید" در مورد محلولی از ماده منفرد مربوطه استفاده می شود، به عنوان مثال: ماده HCl را کلرید هیدروژن و محلول آبی آن را اسید کلریدریک یا کلریدریک می نامند.

حالا به اکسیدها برگردیم. ما اکسیدها را به گروه معرفی کردیم اسیدییا عمدهبا نحوه واکنش آنها با آب (یا اینکه آیا آنها از اسیدها یا بازها ساخته شده اند). اما همه اکسیدها با آب واکنش نمی دهند، بلکه بیشتر آنها با اسیدها یا قلیاها واکنش می دهند، بنابراین بهتر است اکسیدها را با این خاصیت طبقه بندی کنیم.

چندین اکسید وجود دارد که در شرایط عادی با اسیدها و قلیاها واکنش نمی دهند. چنین اکسیدهایی نامیده می شوند غیر نمک ساز. این مثلاً CO، SiO، N 2 O، NO، MnO 2 است. در مقابل آنها، اکسیدهای باقی مانده نامیده می شوند تشکیل نمک(شکل 13.3).

همانطور که می دانید اکثر اسیدها و بازها هستند هیدروکسید. با توجه به توانایی هیدروکسیدها در واکنش با اسیدها و قلیاها، در بین آنها (و همچنین در بین اکسیدها) آنها را تشخیص می دهند. هیدروکسیدهای آمفوتریک(شکل 13.4).

حالا باید تعریف کنیم نمک ها. اصطلاح "نمک" برای مدت طولانی مورد استفاده قرار گرفته است. با پیشرفت علم، معنای آن بارها تغییر، گسترش و اصلاح شده است. نمک در مفهوم امروزی یک ترکیب یونی است، اما نمک ها به طور سنتی شامل اکسیدهای یونی (از آنجایی که به آنها اکسیدهای بازی می گویند)، هیدروکسیدهای یونی (بازها) و همچنین هیدریدهای یونی، کاربیدها، نیتریدها و غیره را شامل نمی شود. به سادگی می توان گفت، چه

می توان تعریف دیگری دقیق تر از نمک ها ارائه داد.

در ارائه این تعریف، نمک های اکسونیوم معمولاً به عنوان نمک و اسید طبقه بندی می شوند.
نمک ها بر اساس ترکیب آنها به دو دسته تقسیم می شوند ترش, متوسطو اصلی(شکل 13.5).

یعنی آنیون‌های نمک‌های اسیدی شامل اتم‌های هیدروژن هستند که با پیوندهای کووالانسی با دیگر اتم‌های آنیون‌ها متصل شده‌اند و می‌توانند تحت تأثیر بازها جدا شوند.

نمک های اساسی معمولاً ترکیب بسیار پیچیده ای دارند و اغلب در آب نامحلول هستند. یک نمونه معمولی از نمک پایه، مالاکیت معدنی Cu 2 (OH) 2 CO 3 است.

همانطور که می بینید، مهم ترین کلاس های مواد شیمیایی با توجه به معیارهای طبقه بندی متفاوتی متمایز می شوند. اما مهم نیست که چگونه یک دسته از مواد را تشخیص دهیم، همه مواد این دسته دارای خواص شیمیایی مشترک هستند.

در این فصل با مشخص ترین خواص شیمیایی مواد معرف این طبقات و مهم ترین روش های بدست آوردن آنها آشنا خواهید شد.

فلز
1. عناصر تشکیل دهنده فلزات در کجای سیستم طبیعی عناصر قرار دارند و عناصر تشکیل دهنده غیرفلزها کجا هستند؟
2. فرمول پنج فلز و پنج نافلز را بنویسید.
3- فرمول ساختاری ترکیبات زیر را بنویسید:
(H 3 O ) Cl ، (H 3 O ) 2 SO 4 ، HCl ، H 2 S ، H 2 SO 4 ، H 3 PO 4 ، H 2 CO 3 ، Ba (OH ) 2 ، RbOH .
4. کدام اکسیدها با هیدروکسیدهای زیر مطابقت دارند:
H 2 SO 4 , Ca (OH) 2 , H 3 PO 4 , Al (OH) 3 , HNO 3 , LiOH?
ماهیت (اسیدی یا بازی) هر یک از این اکسیدها چیست؟
5. املاح را از میان مواد زیر بیابید. فرمول های ساختاری آنها را بسازید.
KNO 2 , Al 2 O 3 , Al 2 S 3 , HCN , CS 2 , H 2 S , K 2 , SiCl 4 , CaSO 4 , AlPO 4
6. فرمول های ساختاری نمک های اسیدی زیر را بسازید:
NaHSO4، KHSO3، NaHCO3، Ca(H2PO4)2، CaHPO4.

13.2. فلزات

در بلورهای فلزات و در مذاب آنها، هسته های اتمی توسط یک ابر الکترونی یک پیوند فلزی به هم متصل می شوند. مانند یک اتم منفرد از یک عنصر که فلز را تشکیل می دهد، یک کریستال فلزی توانایی اهدای الکترون را دارد. تمایل یک فلز به رها کردن الکترون‌ها به ساختار آن و مهم‌تر از همه به اندازه اتم‌ها بستگی دارد: هرچه هسته‌های اتمی بزرگ‌تر باشد (یعنی شعاع یونی بزرگ‌تر)، فلز راحت‌تر الکترون‌ها را از دست می‌دهد.
فلزات مواد ساده ای هستند، بنابراین حالت اکسیداسیون اتم های موجود در آنها 0 است. فلزات با وارد شدن به واکنش ها تقریباً همیشه حالت اکسیداسیون اتم های خود را تغییر می دهند. اتم های فلزات که تمایلی به پذیرش الکترون ندارند، فقط می توانند آنها را از بین ببرند یا اجتماعی کنند. الکترونگاتیوی این اتم ها کم است، بنابراین، حتی زمانی که پیوند کووالانسی تشکیل می دهند، اتم های فلز حالت اکسیداسیون مثبت پیدا می کنند. بنابراین، تمام فلزات، به یک درجه یا دیگری، به نمایش گذاشته می شوند خواص ترمیمی. آنها واکنش نشان می دهند:
1) ج غیر فلزات(اما نه همه و نه با همه):
4Li + O 2 \u003d 2Li 2 O،
3Mg + N 2 \u003d Mg 3 N 2 (هنگامی که گرم می شود)،
Fe + S = FeS (هنگامی که گرم می شود).
فعال ترین فلزات به راحتی با هالوژن و اکسیژن واکنش می دهند و فقط لیتیوم و منیزیم با مولکول های نیتروژن بسیار قوی واکنش می دهند.
در واکنش با اکسیژن، اکثر فلزات اکسید تشکیل می دهند و فعال ترین آنها پراکسید (Na 2 O 2 , BaO 2 ) و سایر ترکیبات پیچیده تر را تشکیل می دهند.
2) ج اکسیدهافلزات کمتر فعال:
2Ca + MnO 2 \u003d 2CaO + Mn (هنگامی که گرم می شود)،
2Al + Fe 2 O 3 \u003d Al 2 O 3 + 2Fe (با پیش گرم کردن).
امکان وقوع این واکنش ها با قاعده کلی تعیین می شود (RWR ها در جهت تشکیل عوامل اکسید کننده و کاهنده ضعیف تر حرکت می کنند) و نه تنها به فعالیت فلز (فعال تر، یعنی راحت تر تسلیم شدن) بستگی دارد. الکترون های آن، فلز الکترون های کمتر فعال را بازیابی می کند)، اما همچنین بر روی انرژی شبکه کریستالی اکسید (واکنش در جهت تشکیل یک اکسید "قوی تر" پیش می رود).
3) ج محلول های اسیدی(§ 12.2):
Mg + 2H 3 O \u003d Mg 2B + H 2 + 2H 2 O، Fe + 2H 3 O \u003d Fe 2 + H 2 + 2H 2 O،
Mg + H 2 SO 4p \u003d MgSO 4p + H 2، Fe + 2HCl p \u003d FeCl 2p + H 2.
در این حالت، امکان واکنش به راحتی توسط سری ولتاژها مشخص می شود (اگر فلز در سری ولتاژها در سمت چپ هیدروژن باشد، واکنش ادامه می یابد).
4) ج محلول های نمک(§ 12.2):

Fe + Cu 2 \u003d Fe 2 + Cu, Cu + 2 Ag \u003d Cu 2 + 2 Ag,
Fe + CuSO 4p = Cu + FeSO 4p، Cu + 2AgNO 3p = 2Ag + Cu(NO 3) 2p.
یک سری ولتاژ نیز در اینجا برای تعیین اینکه آیا یک واکنش می تواند ادامه یابد استفاده می شود.
5) علاوه بر این، فعال ترین فلزات (قلیایی و خاک قلیایی) با آب واکنش می دهند (§ 11.4):
2Na + 2H 2 O \u003d 2Na + H 2 + 2OH، Ca + 2H 2 O \u003d Ca 2 + H 2 + 2OH،
2Na + 2H 2 O \u003d 2NaOH p + H 2، Ca + 2H 2 O \u003d Ca (OH) 2p + H 2.
در واکنش دوم، تشکیل رسوب Ca(OH) 2 امکان پذیر است.
اکثر فلزات در صنعت گرفتن،بازیابی اکسیدهای آنها:
Fe 2 O 3 + 3CO = 2Fe + 3CO 2 (در دمای بالا)،
MnO 2 + 2C = Mn + 2CO (در دمای بالا).
در آزمایشگاه، هیدروژن اغلب برای این مورد استفاده می شود:

فعال ترین فلزات، چه در صنعت و چه در آزمایشگاه، از طریق الکترولیز به دست می آیند (9.9 §).
در آزمایشگاه، فلزات کمتر واکنش‌پذیر را می‌توان از محلول‌های نمک‌هایشان با فلزات واکنش‌پذیرتر کاهش داد (برای محدودیت‌ها به بند 12.2 مراجعه کنید).

1. چرا فلزات تمایل به نشان دادن خواص اکسید کننده ندارند؟
2. فعالیت شیمیایی فلزات اساساً به چه چیزی بستگی دارد؟
3. تبدیل ها را انجام دهید
الف) Li Li 2 O LiOH LiCl. ب) NaCl Na Na 2 O 2;
ج) FeO Fe FeS Fe 2 O 3; د) CuCl 2 Cu(OH) 2 CuO Cu CuBr 2 .
4. قسمت های سمت چپ معادلات را بازیابی کنید:
الف) ... = H 2 O + Cu;
ب) ... = 3CO + 2Fe;
ج) ... = 2Cr + Al 2 O 3
. خواص شیمیایی فلزات

13.3. غیر فلزات

بر خلاف فلزات، غیر فلزات از نظر خواص - هم فیزیکی و شیمیایی و حتی در نوع ساختار - بسیار با یکدیگر متفاوت هستند. اما جدا از گازهای نجیب، در همه غیر فلزات پیوند بین اتم ها کووالانسی است.
اتم های تشکیل دهنده غیر فلزات تمایل به اتصال الکترون دارند، اما با تشکیل مواد ساده، نمی توانند این تمایل را "ارضا کنند". بنابراین، غیر فلزات (به یک درجه یا درجه دیگر) تمایل به اتصال الکترون دارند، یعنی می توانند نشان دهند. خواص اکسید کننده. فعالیت اکسیداتیو غیر فلزات از یک طرف به اندازه اتم ها (هرچه اتم ها کوچکتر باشد ماده فعال تر) و از طرف دیگر به استحکام پیوندهای کووالانسی در یک ماده ساده بستگی دارد. هر چه پیوندها قوی تر باشند، ماده فعال تر است). در تشکیل ترکیبات یونی، اتم‌های غیرفلزات واقعاً الکترون‌های «اضافی» اضافه می‌کنند و در تشکیل ترکیبات با پیوند کووالانسی، فقط جفت‌های الکترون مشترک را در جهت خود جابه‌جا می‌کنند. در هر دو مورد، درجه اکسیداسیون کاهش می یابد.
غیر فلزات می توانند اکسید شوند:
1) فلزات(موادی که کم و بیش تمایل به اهدای الکترون دارند):
3F 2 + 2Al \u003d 2AlF 3،
O 2 + 2Mg \u003d 2MgO (با پیش گرم کردن)،
S + Fe = FeS (هنگامی که گرم می شود)،
2C + Ca \u003d CaC 2 (هنگامی که گرم می شود).
2) سایر غیر فلزات(احتمال پذیرش الکترون کمتر):
2F 2 + C \u003d CF 4 (هنگامی که گرم می شود)،
O 2 + S = SO 2 (با پیش گرم کردن)،
S + H 2 \u003d H 2 S (هنگامی که گرم می شود)،
3) بسیاری مجتمع مواد:
4F 2 + CH 4 \u003d CF 4 + 4HF،
3O 2 + 4NH 3 \u003d 2N 2 + 6H 2 O (هنگامی که گرم می شود)،
Cl 2 + 2HBr = Br 2 + 2HCl.
در اینجا، امکان ادامه واکنش در درجه اول با استحکام پیوندها در واکنش دهنده ها و محصولات واکنش تعیین می شود و می توان با محاسبه آن را تعیین کرد. جی.
قوی ترین عامل اکسید کننده فلوئور است. اکسیژن و کلر کمی پایین تر از آن هستند (به موقعیت آنها در سیستم عناصر توجه کنید).
بور، گرافیت (و الماس)، سیلیکون و سایر مواد ساده که توسط عناصر مجاور مرز بین فلزات و غیرفلزات تشکیل شده اند، به میزان بسیار کمتری خاصیت اکسید کنندگی از خود نشان می دهند. اتم های این عناصر کمتر الکترون را می پذیرند. این مواد (به ویژه گرافیت و هیدروژن) هستند که قادر به نمایش هستند خواص ترمیمی:
2C + MnO 2 \u003d Mn + 2CO،
4H 2 + Fe 3 O 4 \u003d 3Fe + 4H 2 O.
بقیه خواص شیمیایی غیر فلزات را در قسمت های بعدی وقتی با شیمی عناصر منفرد آشنا شدید (همانطور که در مورد اکسیژن و هیدروژن بود) مطالعه خواهید کرد. در آنجا نحوه به دست آوردن این مواد را نیز یاد خواهید گرفت.

1. کدام یک از مواد زیر غیر فلز هستند: Be, C, Ne, Pt, Si, Sn, Se, Cs, Sc, Ar, Ra؟
2. نمونه هایی از غیر فلزات را که در شرایط عادی الف) گازها، ب) مایعات، ج) جامدات هستند، ذکر کنید.
3. الف)مواد ساده مولکولی و ب)مواد ساده غیر مولکولی را مثال بزنید.
4. سه مثال از واکنش های شیمیایی بیاورید که الف) کلر و ب) هیدروژن خاصیت اکسید کنندگی از خود نشان می دهند.
5. سه مثال از واکنش های شیمیایی که در متن پاراگراف وجود ندارد و در آنها هیدروژن خاصیت کاهشی از خود نشان می دهد، بیاورید.
6. تبدیل ها را انجام دهید:
الف) P 4 P 4 O 10 H 3 PO 4; ب) H 2 NaH H 2; ج) Cl 2 NaCl Cl 2 .
خواص شیمیایی غیر فلزات

13.4. اکسیدهای پایه

شما قبلاً می دانید که همه اکسیدهای اساسی مواد غیر مولکولی جامد با پیوندهای یونی هستند.
اکسیدهای اصلی عبارتند از:
الف) اکسیدهای عناصر قلیایی و قلیایی خاکی،
ب) اکسیدهای برخی عناصر دیگر که فلزات را در حالت اکسیداسیون پایین تشکیل می دهند، به عنوان مثال: CrO، MnO، FeO، Ag 2 O و غیره.

آنها شامل یون های تک باردار، دو بار (به ندرت کاتیون های سه باردار) و اکسید هستند. مشخص ترین خواص شیمیاییاکسیدهای پایه دقیقاً با حضور یون های اکسید دارای بار مضاعف (ذرات پایه بسیار قوی) در آنها مرتبط هستند. فعالیت شیمیایی اکسیدهای بازی در درجه اول به قدرت پیوند یونی در بلورهای آنها بستگی دارد.
1) تمام اکسیدهای بازی با محلول های اسیدهای قوی واکنش می دهند (§ 12.5):
Li 2 O + 2H 3 O \u003d 2Li + 3H 2 O، NiO + 2H 3 O \u003d Ni 2 + 3H 2 O،
Li 2 O + 2HCl p \u003d 2LiCl p + H 2 O، NiO + H 2 SO 4p \u003d NiSO 4p + H 2 O.
در حالت اول، علاوه بر واکنش با یون‌های اکسونیوم، واکنش با آب نیز ادامه می‌یابد، اما از آنجایی که سرعت آن بسیار کمتر است، می‌توان از آن چشم‌پوشی کرد، به‌خصوص که در نهایت همان محصولات هنوز به دست می‌آیند.
توانایی واکنش با محلول اسید ضعیف هم با قدرت اسید (هرچه اسید قوی تر، فعال تر است) و هم قدرت پیوند در اکسید (هرچه پیوند ضعیف تر، اکسید فعال تر باشد) تعیین می شود. ).
2) اکسیدهای فلزات قلیایی و قلیایی خاکی با آب واکنش می دهند (§ 11.4):
Li 2 O + H 2 O \u003d 2Li + 2OH BaO + H 2 O \u003d Ba 2 + 2OH
Li 2 O + H 2 O \u003d 2LiOH p، BaO + H 2 O \u003d Ba (OH) 2p.
3) علاوه بر این، اکسیدهای بازی با اکسیدهای اسیدی واکنش می دهند:
BaO + CO 2 \u003d BaCO 3،
FeO + SO 3 \u003d FeSO 4،
Na 2 O + N 2 O 5 \u003d 2NaNO 3.
بسته به فعالیت شیمیایی این اکسیدها و سایر اکسیدها، واکنش ها می توانند در دمای معمولی یا زمانی که گرم می شوند ادامه پیدا کنند.
دلیل چنین واکنش هایی چیست؟ اجازه دهید واکنش تشکیل BaCO 3 از BaO و CO 2 را در نظر بگیریم. واکنش خود به خود ادامه می یابد و آنتروپی در این واکنش کاهش می یابد (از دو ماده جامد و گاز یک ماده کریستالی تشکیل می شود) بنابراین واکنش گرمازا است. در واکنش های گرمازا، انرژی پیوندهای تشکیل شده بیشتر از انرژی شکستن پیوندها است، بنابراین، انرژی پیوند در BaCO 3 بیشتر از BaO و CO 2 اولیه است. هم در مواد اولیه و هم در محصولات واکنش، دو نوع پیوند شیمیایی وجود دارد: یونی و کووالانسی. انرژی پیوند یونی (انرژی شبکه) در BaO کمی بیشتر از BaCO 3 است (اندازه یون کربنات بزرگتر از یون اکسید است)، بنابراین، انرژی سیستم O 2 + CO 2 بیشتر از انرژی CO 3 2 .

+ س

به عبارت دیگر، یون CO 3 2 پایدارتر از یون O 2 و مولکول CO 2 جداگانه است. و پایداری بیشتر یون کربنات (انرژی داخلی کمتر آن) با توزیع بار این یون مرتبط است (-2) ه) توسط سه اتم اکسیژن یون کربنات به جای یک اتم در یون اکسید (همچنین به بند 13.11 مراجعه کنید).
4) بسیاری از اکسیدهای اساسی را می توان با یک فلز احیا کننده یا غیرفلز فعال تر به فلز تبدیل کرد:
MnO + Ca = منگنز + CaO (هنگامی که گرم می شود)،
FeO + H 2 \u003d Fe + H 2 O (هنگامی که گرم می شود).
امکان وقوع چنین واکنش هایی نه تنها به فعالیت عامل کاهنده، بلکه به استحکام پیوندها در اکسید اولیه و حاصل نیز بستگی دارد.
عمومی راه برای بدست آوردنتقریباً تمام اکسیدهای اساسی اکسیداسیون فلز مربوطه با اکسیژن است. اکسیدهای سدیم، پتاسیم و برخی از فلزات بسیار فعال دیگر (در این شرایط، پراکسیدها و ترکیبات پیچیده‌تری را تشکیل می‌دهند)، و همچنین طلا، نقره، پلاتین و سایر فلزات بسیار غیرفعال (این فلزات با اکسیژن واکنش نمی‌دهند) را نمی‌توان به دست آورد. بدین ترتیب. اکسیدهای پایه را می توان با تجزیه حرارتی هیدروکسیدهای مربوطه و همچنین برخی نمک ها (مثلاً کربنات ها) به دست آورد. بنابراین، اکسید منیزیم را می توان به هر سه روش به دست آورد:
2Mg + O 2 \u003d 2MgO،
Mg (OH) 2 \u003d MgO + H 2 O،
MgCO 3 \u003d MgO + CO 2.

1. معادلات واکنش را بسازید:
الف) Li 2 O + CO 2 ب) Na 2 O + N 2 O 5 ج) CaO + SO 3
د) Ag 2 O + HNO 3 ه) MnO + HCl f) MgO + H 2 SO 4
2. معادلات واکنش هایی را که در حین اجرای تبدیل های زیر رخ می دهد، بسازید:
الف) Mg MgO MgSO 4 ب) Na 2 O Na 2 SO 3 NaCl
ج) CoO Co CoCl 2 د) Fe Fe 3 O 4 FeO
3. بخشی از نیکل به وزن 8.85 گرم در جریانی از اکسیژن برای به دست آوردن اکسید نیکل (II) کلسینه شد، سپس با اسید کلریدریک اضافی تیمار شد. محلول سولفید سدیم به محلول حاصل اضافه شد تا زمانی که رسوب متوقف شود. جرم این رسوب را تعیین کنید.
خواص شیمیایی اکسیدهای اساسی

13.5. اکسیدهای اسیدی

تمام اکسیدهای اسیدی موادی هستند که با پیوند کووالانسی.
اکسیدهای اسیدی عبارتند از:
الف) اکسیدهای عناصری که غیرفلزها را تشکیل می دهند،
ب) برخی از اکسیدهای عناصر تشکیل دهنده فلزات، اگر فلزات موجود در این اکسیدها در حالت اکسیداسیون بالاتر باشند، مثلاً CrO 3، Mn 2 O 7.
در بین اکسیدهای اسیدی موادی وجود دارند که در دمای اتاق گاز هستند (به عنوان مثال: CO 2، N 2 O 3، SO 2، SeO 2)، مایعات (مثلا Mn 2 O 7) و جامد (مثلا: B 2 O 3، SiO 2، N 2 O 5، P 4 O 6، P 4 O 10، SO 3، I 2 O 5، CrO 3). اکثر اکسیدهای اسیدی مواد مولکولی هستند (به استثنای B 2 O 3، SiO 2، SO 3 جامد، CrO 3 و برخی دیگر؛ تغییرات غیر مولکولی P 2 O 5 نیز وجود دارد). اما اکسیدهای اسید غیر مولکولی نیز با انتقال به حالت گازی مولکولی می شوند.
اکسیدهای اسیدی با موارد زیر مشخص می شوند خواص شیمیایی.
1) تمام اکسیدهای اسیدی با بازهای قوی مانند بازهای جامد واکنش می دهند:
CO 2 + Ca (OH) 2 \u003d CaCO 3 + H 2 O
SiO 2 + 2KOH \u003d K 2 SiO 3 + H 2 O (هنگامی که گرم می شود)،
و با محلول های قلیایی (§ 12.8):
SO 3 + 2OH \u003d SO 4 2 + H 2 O، N 2 O 5 + 2OH \u003d 2NO 3 + H 2 O،
SO 3 + 2NaOH p \u003d Na 2 SO 4p + H 2 O، N 2 O 5 + 2KOH p \u003d 2KNO 3p + H 2 O.
دلیل وقوع واکنش با هیدروکسیدهای جامد مانند اکسیدها است (به بند 13.4 مراجعه کنید).
فعال ترین اکسیدهای اسیدی (SO 3 , CrO 3 , N 2 O 5 , Cl 2 O 7 ) نیز می توانند با بازهای نامحلول (ضعیف) واکنش دهند.
2) اکسیدهای اسیدی با اکسیدهای بازی واکنش می دهند (§ 13.4):
CO 2 + CaO = CaCO 3
P 4 O 10 + 6FeO = 2Fe 3 (PO 4) 2 (در حال گرم کردن)
3) بسیاری از اکسیدهای اسیدی با آب واکنش می دهند (§11.4).
N 2 O 3 + H 2 O \u003d 2HNO 2 SO 2 + H 2 O \u003d H 2 SO 3 (نوشتن صحیح تر فرمول اسید گوگرد - SO 2. H 2 O
N 2 O 5 + H 2 O \u003d 2HNO 3 SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4
بسیاری از اکسیدهای اسیدی می توانند باشند اخذ شدهبا اکسیداسیون با اکسیژن (احتراق در اکسیژن یا هوا) مواد ساده مربوطه (C gr، S 8، P 4، Pcr، B، Se، اما نه N 2 و نه هالوژن):
C + O 2 \u003d CO 2،
S 8 + 8O 2 \u003d 8SO 2،
یا هنگام تجزیه اسیدهای مربوطه:
H 2 SO 4 \u003d SO 3 + H 2 O (با گرمایش قوی)،
H 2 SiO 3 \u003d SiO 2 + H 2 O (هنگامی که در هوا خشک می شود)،
H 2 CO 3 \u003d CO 2 + H 2 O (در دمای اتاق در محلول)،
H 2 SO 3 \u003d SO 2 + H 2 O (در دمای اتاق در محلول).
ناپایداری اسیدهای کربنیک و گوگردی باعث می شود که CO 2 و SO 2 تحت تأثیر اسیدهای قوی روی کربنات های Na 2 CO 3 + 2HCl p \u003d 2NaCl p + CO 2 + H 2 O به دست آید.
(واکنش هم در محلول و هم با Na 2 CO 3 جامد) و سولفیت ها ادامه می یابد
K 2 SO 3tv + H 2 SO 4conc \u003d K 2 SO 4 + SO 2 + H 2 O (اگر آب زیاد باشد دی اکسید گوگرد به عنوان گاز آزاد نمی شود).

ترکیبات آمفوتریک

شیمی همیشه وحدت اضداد است.

به جدول تناوبی نگاه کنید.

برخی از عناصر (تقریبا تمام فلزات دارای حالت اکسیداسیون +1 و +2) تشکیل می شوند اصلیاکسیدها و هیدروکسیدها به عنوان مثال، پتاسیم اکسید K 2 O و هیدروکسید KOH را تشکیل می دهد. آنها خواص اساسی مانند برهمکنش با اسیدها را نشان می دهند.

K2O + HCl → KCl + H2O

برخی از عناصر (بیشتر غیر فلزات و فلزات با حالت اکسیداسیون +5، +6، +7) تشکیل می شوند اسیدیاکسیدها و هیدروکسیدها هیدروکسیدهای اسیدی اسیدهای حاوی اکسیژن هستند، آنها را هیدروکسید می نامند زیرا یک گروه هیدروکسیل در ساختار وجود دارد، به عنوان مثال، گوگرد اکسید اسید SO 3 و هیدروکسید اسید H 2 SO 4 (اسید سولفوریک) را تشکیل می دهد.

چنین ترکیباتی خواص اسیدی از خود نشان می دهند، به عنوان مثال، آنها با بازها واکنش می دهند:

H2SO4 + 2KOH → K2SO4 + 2H2O

و عناصری وجود دارند که چنین اکسیدها و هیدروکسیدهایی را تشکیل می دهند که هر دو خاصیت اسیدی و بازی را نشان می دهند. این پدیده نامیده می شود آمفوتریک . چنین اکسیدها و هیدروکسیدهایی در این مقاله مورد توجه ما خواهند بود. تمام اکسیدها و هیدروکسیدهای آمفوتریک جامد هستند و در آب نامحلول هستند.

اول، چگونه می توان تشخیص داد که یک اکسید یا هیدروکسید آمفوتر است؟ یک قانون وجود دارد، کمی مشروط، اما هنوز هم می توانید از آن استفاده کنید:

هیدروکسیدها و اکسیدهای آمفوتریک توسط فلزات در حالت اکسیداسیون +3 و +4 تشکیل می شوند.، مثلا (ال 2 O 3 , ال(اوه) 3 , Fe 2 O 3 , Fe(اوه) 3)

و چهار استثنا:فلزاتروی , بودن , سرب , sn اکسیدها و هیدروکسیدهای زیر را تشکیل می دهند:ZnO , روی ( اوه ) 2 , BeO , بودن ( اوه ) 2 , PbO , سرب ( اوه ) 2 , SNO , sn ( اوه ) 2 ، که در آن حالت اکسیداسیون +2 را نشان می دهند، اما با وجود این، این ترکیبات از خود نشان می دهند خواص آمفوتریک .

رایج ترین اکسیدهای آمفوتریک (و هیدروکسیدهای مربوط به آنها): ZnO، Zn(OH) 2، BeO، Be(OH) 2، PbO، Pb(OH) 2، SnO، Sn(OH) 2، Al 2 O 3، Al (OH) 3، Fe 2 O 3، Fe(OH) 3، Cr 2 O 3، Cr(OH) 3.

به خاطر سپردن خواص ترکیبات آمفوتریک دشوار نیست: آنها با آنها تعامل دارند اسیدها و قلیاها.

• با برهمکنش با اسیدها، همه چیز ساده است؛ در این واکنش ها، ترکیبات آمفوتریک مانند ترکیبات اساسی رفتار می کنند:

Al 2 O 3 + 6HCl → 2AlCl 3 + 3H 2 O

ZnO + H 2 SO 4 → ZnSO 4 + H 2 O

BeO + HNO 3 → Be(NO 3 ) 2 + H 2 O

هیدروکسیدها به همین ترتیب واکنش نشان می دهند:

Fe(OH) 3 + 3HCl → FeCl 3 + 3H 2 O

Pb(OH) 2 + 2HCl → PbCl 2 + 2H 2 O

• با تعامل با قلیاها کمی دشوارتر است. در این واکنش ها، ترکیبات آمفوتریک مانند اسیدها رفتار می کنند و محصولات واکنش می توانند متفاوت باشند، همه اینها به شرایط بستگی دارد.

یا واکنش در محلول انجام می شود یا واکنش دهنده ها به صورت جامد در نظر گرفته می شوند و ذوب می شوند.

برهمکنش ترکیبات اساسی با ترکیبات آمفوتریک در طول همجوشی.

بیایید هیدروکسید روی را به عنوان مثال در نظر بگیریم. همانطور که قبلا ذکر شد، ترکیبات آمفوتریک در تعامل با ترکیبات بازی مانند اسیدها عمل می کنند. بنابراین ما هیدروکسید روی Zn (OH) 2 را به عنوان اسید می نویسیم. اسید در جلو هیدروژن دارد، بیایید آن را خارج کنیم: H 2 ZnO 2. و واکنش قلیایی با هیدروکسید به گونه ای پیش خواهد رفت که گویی یک اسید است. "باقی مانده اسید" ZnO 2 2 دو ظرفیتی:

2K اوه(تلویزیون) + اچ 2 ZnO 2 (جامد) (t، همجوشی) → K 2 ZnO 2 + 2 اچ 2 O

ماده به دست آمده K 2 ZnO 2 را متازینکات پتاسیم (یا به سادگی زینکات پتاسیم) می نامند. این ماده نمک پتاسیم و فرضی "اسید روی" H 2 ZnO 2 است (کاملاً صحیح نیست که چنین ترکیباتی را نمک بنامیم ، اما برای راحتی خود ما آن را فراموش خواهیم کرد). فقط هیدروکسید روی اینطور نوشته شده: H 2 ZnO 2 خوب نیست. ما طبق معمول Zn (OH) 2 می نویسیم، اما منظور ما (برای راحتی خود) این است که این یک "اسید" است:

2KOH (جامد) + روی (OH) 2 (جامد) (t، همجوشی) → K 2 ZnO 2 + 2H 2 O

با هیدروکسیدها، که در آنها 2 گروه OH وجود دارد، همه چیز مانند روی خواهد بود:

باشد (OH) 2 (جامد.) + 2NaOH (جامد.) (t، همجوشی) → 2H 2 O + Na 2 BeO 2 (سدیم متابریلات یا بریلات)

Pb (OH) 2 (جامد.) + 2NaOH (جامد.) (t، همجوشی) → 2H 2 O + Na 2 PbO 2 (سدیم متاپلومات، یا plumbate)

با هیدروکسیدهای آمفوتریک با سه گروه OH (Al (OH) 3، Cr (OH) 3، Fe (OH) 3) کمی متفاوت است.

بیایید هیدروکسید آلومینیوم را به عنوان مثال در نظر بگیریم: Al (OH) 3، آن را به شکل اسید بنویسیم: H 3 AlO 3، اما آن را به این شکل رها نمی کنیم، بلکه آب را از آنجا خارج می کنیم:

H 3 AlO 3 - H 2 O → HAlO 2 + H 2 O.

در اینجا ما با این "اسید" (HAlO 2) کار می کنیم:

HAlO 2 + KOH → H 2 O + KAlO 2 (متاآلومینات پتاسیم یا به سادگی آلومینات)

اما هیدروکسید آلومینیوم را نمی توان مانند HAlO 2 نوشت، ما آن را به طور معمول یادداشت می کنیم، اما در آنجا به معنای "اسید" است:

Al (OH) 3 (جامد.) + KOH (جامد.) (t، همجوشی) → 2H 2 O + KAlO 2 (متاآلومینات پتاسیم)

همین امر در مورد هیدروکسید کروم نیز صادق است:

Cr(OH) 3 → H 3 CrO 3 → HCrO 2

Cr (OH) 3 (جامد.) + KOH (جامد.) (t، همجوشی) → 2H2O + KCrO2 (متاکرومات پتاسیم،

اما نه کرومات، کرومات ها نمک های اسید کرومیک هستند).

با هیدروکسیدهای حاوی چهار گروه OH، دقیقاً یکسان است: هیدروژن را جلو می آوریم و آب را حذف می کنیم:

Sn(OH) 4 → H 4 SnO 4 → H 2 SnO 3

Pb(OH) 4 → H 4 PbO 4 → H 2 PbO 3

لازم به یادآوری است که سرب و قلع هر کدام دو هیدروکسید آمفوتریک تشکیل می دهند: با حالت اکسیداسیون +2 (Sn (OH) 2، Pb (OH) 2)، و +4 (Sn (OH) 4، Pb (OH) 4. ).

و این هیدروکسیدها "نمک"های مختلفی را تشکیل می دهند:

حالت اکسیداسیون
فرمول هیدروکسید	Sn(OH)2	سرب (OH) 2	Sn(OH)4	Pb(OH)4
فرمول هیدروکسید به عنوان اسید	H2SnO2	H2PbO2	H2SnO3	H2PbO3
نمک (پتاسیم)	K2SnO2	K 2 PbO 2	K2SnO3	K2PbO3
نام نمک			متاستنات	metablumbAT

همان اصولی که در نام های معمولی "نمک" وجود دارد، عنصر در بالاترین درجه اکسیداسیون - پسوند AT، در حد متوسط ​​- IT.

چنین "نمک هایی" (متاکرومات ها، متاآلومینات ها، متابریلات ها، متازینکات ها و غیره) نه تنها در نتیجه برهم کنش قلیاها و هیدروکسیدهای آمفوتریک به دست می آیند. این ترکیبات همیشه زمانی تشکیل می شوند که یک «جهان» شدیداً پایه و یک جهان آمفوتریک (از طریق همجوشی) با هم در تماس باشند. یعنی دقیقاً مانند هیدروکسیدهای آمفوتریک با قلیاها، هم اکسیدهای آمفوتریک و هم نمک های فلزی که اکسیدهای آمفوتریک (نمک های اسیدهای ضعیف) را تشکیل می دهند واکنش نشان می دهند. و به جای قلیایی، می توانید یک اکسید قوی بازی و نمک فلزی که قلیایی (نمک اسید ضعیف) را تشکیل می دهد، بگیرید.

فعل و انفعالات:

به یاد داشته باشید، واکنش های زیر در طول همجوشی انجام می شود.

اکسید آمفوتریک با اکسید قوی بازی:

ZnO (جامد) + K 2 O (جامد) (t، همجوشی) → K2 ZnO2 (متازینکات پتاسیم یا به سادگی روی پتاسیم)

اکسید آمفوتریک با قلیایی:

ZnO (جامد) + 2KOH (جامد) (t، همجوشی) → K 2 ZnO 2 + H 2 O

اکسید آمفوتریک با نمک اسید ضعیف و فلز قلیایی ساز:

ZnO (جامد) + K2 CO 3 (جامد) (t، همجوشی) → K 2 ZnO 2 + CO 2

هیدروکسید آمفوتریک با اکسید قوی:

روی (OH) 2 (جامد) + K 2 O (جامد) (t، همجوشی) → K 2 ZnO 2 + H 2 O

هیدروکسید آمفوتریک با قلیایی:

روی (OH) 2 (جامد) + 2KOH (جامد) (t، همجوشی) → K 2 ZnO 2 + 2H 2 O

هیدروکسید آمفوتریک با نمک اسید ضعیف و فلز قلیایی ساز:

روی (OH) 2 (جامد) + K 2 CO 3 ( جامد ) (t ، همجوشی ) → K 2 ZnO 2 + CO 2 + H 2 O

نمک های یک اسید ضعیف و یک فلز که یک ترکیب آمفوتریک با یک اکسید قوی بازی تشکیل می دهد:

ZnCO 3 (جامد) + K 2 O (جامد) (t، همجوشی) → K 2 ZnO 2 + CO 2

نمک های اسید ضعیف و فلزی که با یک ماده قلیایی ترکیب آمفوتری ایجاد می کند:

ZnCO 3 (جامد) + 2KOH (جامد) (t، همجوشی) → K 2 ZnO 2 + CO 2 + H 2 O

نمک های اسید ضعیف و فلزی که با نمک اسید ضعیف و فلزی که قلیایی تشکیل می دهد ترکیب آمفوتری می دهد:

ZnCO 3 (جامد) + K2 CO 3 (جامد) (t، همجوشی) → K 2 ZnO 2 + 2CO 2

در زیر اطلاعاتی در مورد نمک های هیدروکسیدهای آمفوتر وجود دارد که رایج ترین آنها در آزمون با رنگ قرمز مشخص شده است.

	هیدروکسید	هیدروکسید اسید	باقی مانده اسید		نام نمک
BeO	Be(OH) 2	اچ 2 BeO 2	BeO 2 2-	ک 2 BeO 2	متابریلات (بریلات)
ZnO	روی (OH) 2	اچ 2 ZnO 2	ZnO 2 2-	ک 2 ZnO 2	متازینکات (زینکات)
ال 2 O 3	Al(OH) 3	HAlO 2	الو 2 —	KALO 2	متا آلومینات (آلومینات)
Fe2O3	Fe(OH)3	HFeO 2	FeO 2 -	KFeO 2	متافرات (اما نه فرات)
	Sn(OH)2	H2SnO2	SnO 2 2-	K2SnO2
	Pb(OH)2	H2PbO2	PbO 2 2-	K 2 PbO 2
SnO 2	Sn(OH)4	H2SnO3	SnO 3 2-	K2SnO3	MetastannAT (stannate)
PbO2	Pb(OH)4	H2PbO3	PbO 3 2-	K2PbO3	MetablumbAT (plumbat)
Cr2O3	Cr(OH)3	HCrO 2	CrO2 -	KCrO 2	متاکرومات (اما نه کرومات)

برهمکنش ترکیبات آمفوتریک با محلول های قلیایی (در اینجا فقط قلیایی ها).

در آزمون یکپارچه ایالت به این می گویند "انحلال هیدروکسید آلومینیوم (روی، بریلیم و غیره) قلیایی." این به دلیل توانایی فلزات در ترکیب هیدروکسیدهای آمفوتریک در حضور بیش از حد یون های هیدروکسید (در یک محیط قلیایی) برای اتصال این یون ها به خود است. یک ذره با یک فلز (آلومینیوم، بریلیم و غیره) در مرکز تشکیل می شود که توسط یون های هیدروکسید احاطه شده است. این ذره در اثر یون‌های هیدروکسید دارای بار منفی (آنیون) می‌شود و این یون هیدروکسوآلومینات، هیدروکسوزینکات، هیدروکسوبریلات و غیره نامیده می‌شود. علاوه بر این، فرآیند می‌تواند به روش‌های مختلفی پیش رود، فلز می‌تواند توسط تعداد متفاوتی یون هیدروکسید احاطه شود.

ما دو مورد را در نظر خواهیم گرفت: زمانی که فلز احاطه شده است چهار یون هیدروکسید، و هنگامی که آن را احاطه کرده است شش یون هیدروکسید.

اجازه دهید معادله یونی مختصر این فرآیندها را بنویسیم:

Al(OH) 3 + OH - → Al(OH) 4 -

یون حاصل را یون تتراهیدروکسوآلومینات می نامند. پیشوند "تترا" اضافه شده است زیرا چهار یون هیدروکسید وجود دارد. یون تتراهیدروکسوآلومینات دارای - بار است، زیرا آلومینیوم دارای بار 3+ است و چهار یون هیدروکسید 4-، در مجموع معلوم می شود -.

Al (OH) 3 + 3OH - → Al (OH) 6 3-

یون تشکیل شده در این واکنش را یون هگزا هیدروکسوآلومینات می نامند. پیشوند "hexo-" اضافه شده است زیرا شش یون هیدروکسید وجود دارد.

لازم است یک پیشوند اضافه کنید که میزان یون های هیدروکسید را نشان می دهد. چون اگر فقط «هیدروکسوآلومینات» بنویسید، معلوم نیست منظورتان کدام یون است: Al (OH) 4 - یا Al (OH) 6 3-.

هنگامی که قلیایی با هیدروکسید آمفوتریک واکنش می دهد، نمک در محلول تشکیل می شود. کاتیون آن یک کاتیون قلیایی و آنیون یک یون پیچیده است که تشکیل آن را قبلاً بررسی کردیم. آنیون در است براکت های مربع.

Al (OH) 3 + KOH → K (تترا هیدروکسوآلومینات پتاسیم)

Al (OH) 3 + 3KOH → K 3 (هگزا هیدروکسوآلومینات پتاسیم)

اینکه دقیقاً چه نمکی (هگزا یا تترا) به عنوان محصول می نویسید مهم نیست. حتی در پاسخ های USE نوشته شده است: "... K 3 (تشکیل K قابل قبول است". نکته اصلی این است که فراموش نکنید که مطمئن شوید همه شاخص ها به درستی چسبانده شده اند. هزینه ها را پیگیری کنید و نگه دارید توجه داشته باشید که مجموع آنها باید برابر با صفر باشد.

علاوه بر هیدروکسیدهای آمفوتریک، اکسیدهای آمفوتریک با قلیاها واکنش می دهند. محصول همان خواهد بود. فقط در صورتی که واکنش را اینگونه بنویسید:

Al 2 O 3 + NaOH → Na

Al 2 O 3 + NaOH → Na 3

اما این واکنش ها یکسان نخواهد شد. لازم است آب را به سمت چپ اضافه کنید، زیرا فعل و انفعال در محلول رخ می دهد، آب کافی در آنجا وجود دارد و همه چیز برابر می شود:

Al 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O → 2Na

Al 2 O 3 + 6NaOH + 3H 2 O → 2Na 3

علاوه بر اکسیدها و هیدروکسیدهای آمفوتریک، برخی از فلزات به ویژه فعال با محلول های قلیایی که ترکیبات آمفوتریک را تشکیل می دهند، برهم کنش می دهند. یعنی عبارت است از: آلومینیوم، روی و بریلیم. برای مساوی کردن، چپ نیز به آب نیاز دارد. و علاوه بر این، تفاوت اصلی بین این فرآیندها آزاد شدن هیدروژن است:

2Al + 2NaOH + 6H 2 O → 2Na + 3H 2

2Al + 6NaOH + 6H 2 O → 2Na 3 + 3H 2

جدول زیر متداول ترین نمونه های خواص ترکیبات آمفوتریک در آزمون را نشان می دهد:

ماده آمفوتریک		نام نمک
Al2O3 Al(OH)3		سدیم تتراهیدروکسوآلومینات	Al(OH) 3 + NaOH → Na ال 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O → 2Na 2Al + 2NaOH + 6H 2 O → 2Na + 3H 2
	Na 3	هگزا هیدروکسوآلومینات سدیم	Al(OH) 3 + 3NaOH → Na 3 ال 2 O 3 + 6 NaOH + 3H 2 O → 2Na 3 2Al + 6NaOH + 6H 2 O → 2Na 3 + 3 ساعت 2
روی (OH) 2	K2	سدیم تتراهیدروکسوزینکات	روی (OH) 2 + 2NaOH → Na 2 ZnO + 2NaOH + H 2 O → Na 2 روی + 2 NaOH + 2H 2 O → Na 2 + اچ 2
	K4	هگزا هیدروکسوزینکات سدیم	روی (OH) 2 + 4NaOH → Na 4 ZnO + 4NaOH + H 2 O → Na 4 روی + 4 NaOH + 2H 2 O → Na 4 + اچ 2
Be(OH)2	لی 2	لیتیوم تتراهیدروکسوبریلات	Be(OH) 2 + 2LiOH → Li 2 BeO + 2LiOH + H 2 O → Li 2 Be + 2LiOH + 2H 2 O → Li 2 + اچ 2
	لی 4	لیتیوم هگزا هیدروکسوبریلات	Be(OH) 2 + 4LiOH → Li 4 BeO + 4LiOH + H 2 O → Li 4 Be + 4LiOH + 2H 2 O → Li 4 + اچ 2
Cr2O3 Cr(OH)3		سدیم تترا هیدروکسوکرومات	Cr(OH) 3 + NaOH → Na Cr 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O → 2Na
	Na 3	هگزا هیدروکسوکرومات سدیم	Cr(OH) 3 + 3NaOH → Na 3 Cr 2 O 3 + 6 NaOH + 3H 2 O → 2Na 3
Fe2O3 Fe(OH)3		سدیم تتراهیدروکسوفرات	Fe(OH) 3 + NaOH → Na Fe 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O → 2Na
	Na 3	هگزا هیدروکسوفرات سدیم	Fe(OH) 3 + 3NaOH → Na 3 Fe 2 O 3 + 6 NaOH + 3H 2 O → 2Na 3

نمک های به دست آمده در این فعل و انفعالات با اسیدها واکنش داده و دو نمک دیگر (نمک های یک اسید معین و دو فلز) را تشکیل می دهند:

2Na 3 + 6 ساعت 2 بنابراین 4 → 3Na 2 بنابراین 4 + ال 2 (بنابراین 4 ) 3 + 12 ساعت 2 O

همین! هیچ چیز پیچیده ای نیست. نکته اصلی این است که اشتباه نگیرید، آنچه را که در حین همجوشی تشکیل می شود، به یاد بیاورید که چه چیزی در محلول است. اغلب اوقات، وظایف مربوط به این موضوع در داخل اتفاق می افتد بقطعات.