Ամֆոտերային մետաղները պարզ նյութեր են, որոնք կառուցվածքային, քիմիական և նման են տարրերի մետաղական խմբին: Մետաղներն իրենք չեն կարող դրսևորել ամֆոտերային հատկություններ՝ ի տարբերություն նրանց միացությունների։ Օրինակ՝ որոշ մետաղների օքսիդներն ու հիդրօքսիդներն ունեն երկակի քիմիական բնույթ՝ որոշ պայմաններում նրանք իրենց պահում են թթուների պես, իսկ մյուսների դեպքում՝ ալկալիների հատկություններ։

Հիմնական ամֆոտերային մետաղներն են ալյումինը, ցինկը, քրոմը և երկաթը։ Այս տարրերի խումբը ներառում է բերիլիում և ստրոնցիում:

ամֆոտերա՞կ

Այս գույքն առաջին անգամ հայտնաբերվել է բավականին վաղուց։ Իսկ «ամֆոտերիկ տարրեր» տերմինը գիտության մեջ մտցվել է 1814 թվականին հայտնի քիմիկոսներ Լ. Թենարդի և Ջ. Գեյ-Լուսակի կողմից։ Այդ ժամանակներում ընդունված էր քիմիական միացությունները ռեակցիաների ժամանակ բաժանել խմբերի, որոնք համապատասխանում էին դրանց հիմնական հատկություններին։

Այնուամենայնիվ, օքսիդների և հիմքերի խումբն ուներ երկակի ունակություններ. Որոշ պայմաններում նման նյութերն իրենց պահում էին ինչպես ալկալիներ, իսկ մյուսներում, ընդհակառակը, գործում էին թթուների պես։ Ահա թե ինչպես է առաջացել «ամֆոտերիկ» տերմինը։ Դրանց համար թթու-բազային ռեակցիայի ընթացքում վարքագիծը կախված է այն պայմաններից, որոնցում այն ​​իրականացվում է, ներգրավված ռեակտիվների բնույթից, ինչպես նաև լուծիչի հատկություններից:

Հետաքրքիր է, որ բնական պայմաններում ամֆոտերային մետաղները կարող են փոխազդել ինչպես ալկալիների, այնպես էլ թթվի հետ: Օրինակ, երբ ալյումինը փոխազդում է ալյումինի հետ, առաջանում է ալյումինի սուլֆատ։ Իսկ երբ նույն մետաղը փոխազդում է խտացված ալկալիի հետ, առաջանում է բարդ աղ։

Ամֆոտերային հիմքերը և դրանց հիմնական հատկությունները

Նորմալ պայմաններում դրանք պինդ մարմիններ են: Դրանք գործնականում չեն լուծվում ջրում և համարվում են բավականին թույլ էլեկտրոլիտներ։

Նման հիմքերի պատրաստման հիմնական մեթոդը մետաղի աղի ռեակցիան է փոքր քանակությամբ ալկալիով։ Տեղումների արձագանքը պետք է իրականացվի դանդաղ և զգույշ: Օրինակ, ցինկի հիդրօքսիդ պատրաստելիս նատրիումի հիդրօքսիդը զգուշորեն կաթիլ-կաթիլով ավելացվում է ցինկի քլորիդով փորձանոթի մեջ: Ամեն անգամ, երբ դուք պետք է մի փոքր թափահարեք տարան, որպեսզի տեսնեք սպիտակ մետաղական նստվածք տարայի հատակին:

Ամֆոտերային նյութերը նույնպես փոխազդում են թթուների հետ՝ որպես հիմքեր։ Օրինակ, երբ ցինկի հիդրօքսիդը փոխազդում է աղաթթվի հետ, առաջանում է ցինկի քլորիդ։

Բայց հիմքերի հետ ռեակցիաների ժամանակ ամֆոտերային հիմքերը իրենց պահում են թթուների նման։

Բացի այդ, ուժեղ տաքացման ժամանակ դրանք քայքայվում են՝ առաջացնելով համապատասխան ամֆոտերային օքսիդ և ջուր։

Ամենատարածված ամֆոտերային մետաղները՝ համառոտ նկարագրություն

Ցինկպատկանում է ամֆոտերային տարրերի խմբին։ Եվ չնայած այս նյութի համաձուլվածքները լայնորեն օգտագործվել են հին քաղաքակրթություններում, այն իր մաքուր տեսքով մեկուսացվել է միայն 1746 թվականին:

Մաքուր մետաղը բավականին փխրուն կապտավուն նյութ է։ Օդում ցինկը արագ օքսիդանում է. նրա մակերեսը դառնում է ձանձրալի և ծածկվում օքսիդի բարակ թաղանթով:

Բնության մեջ ցինկը գոյություն ունի հիմնականում միներալների տեսքով՝ ցինկիտներ, սմիթսոնիտներ, կալամիտներ։ Ամենահայտնի նյութը ցինկի բլենդն է, որը բաղկացած է ցինկի սուլֆիդից։ Այս հանքանյութի ամենամեծ հանքավայրերը գտնվում են Բոլիվիայում և Ավստրալիայում:

ԱլյումինեԱյսօր այն համարվում է մոլորակի ամենատարածված մետաղը։ Դրա համաձուլվածքները օգտագործվել են շատ դարեր, իսկ 1825 թվականին նյութը մեկուսացվել է իր մաքուր տեսքով։

Մաքուր ալյումինը թեթև, արծաթագույն մետաղ է։ Հեշտ է մեքենայացնել և ձուլել: Այս տարրն ունի բարձր էլեկտրական և ջերմային հաղորդակցություն: Բացի այդ, այս մետաղը դիմացկուն է կոռոզիայից: Փաստն այն է, որ դրա մակերեսը ծածկված է բարակ, բայց շատ դիմացկուն օքսիդ թաղանթով:

Այսօր ալյումինը լայնորեն կիրառվում է արդյունաբերության մեջ։

Հիմքեր, ամֆոտերային հիդրօքսիդներ

Հիմքերը բարդ նյութեր են, որոնք բաղկացած են մետաղի ատոմներից և մեկ կամ մի քանի հիդրօքսիլ խմբերից (-OH): Ընդհանուր բանաձևը Me +y (OH) y է, որտեղ y-ը հիդրոքսո խմբերի քանակն է, որը հավասար է Me մետաղի օքսիդացման վիճակին։ Աղյուսակում ներկայացված է հիմքերի դասակարգումը:

Ալկալիների, ալկալային և հողալկալիական մետաղների հիդրօքսիդների հատկությունները

1. Ալկալիների ջրային լուծույթները դիպչելիս օճառային են և փոխում են ցուցիչների գույնը՝ լակմուս՝ կապույտ, ֆենոլֆտալեին՝ բոսորագույն։

2. Ջրային լուծույթները տարանջատում են.

3. Փոխազդել թթուների հետ՝ մտնելով փոխանակման ռեակցիա.

Պոլիաթթու հիմքերը կարող են տալ միջին և հիմնական աղեր.

4. Արձագանքել թթվային օքսիդների հետ՝ առաջացնելով միջին և թթվային աղեր՝ կախված այս օքսիդին համապատասխան թթվի հիմնականությունից.

5. Փոխազդեցություն ամֆոտերային օքսիդների և հիդրօքսիդների հետ.

ա) միաձուլում.

բ) լուծույթներում.

6. Փոխազդել ջրում լուծվող աղերի հետ, եթե առաջանում է նստվածք կամ գազ.

Անլուծելի հիմքերը (Cr(OH) 2, Mn(OH) 2 և այլն) փոխազդում են թթուների հետ և տաքանալիս քայքայվում են.

Ամֆոտերային հիդրօքսիդներ

Ամֆոտերային միացությունները միացություններ են, որոնք, կախված պայմաններից, կարող են լինել և՛ ջրածնի կատիոնների դոնորներ, և՛ ցուցաբերել թթվային հատկություններ, և՛ դրանց ընդունողներ, այսինքն՝ դրսևորել հիմնական հատկություններ:

Ամֆոտերային միացությունների քիմիական հատկությունները

1. Փոխազդելով ուժեղ թթուների հետ՝ նրանք ցուցաբերում են հիմնական հատկություններ.

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

2. Փոխազդելով ալկալիների՝ ամուր հիմքերի հետ, նրանք ցուցաբերում են թթվային հատկություններ.

Zn(OH) 2 + 2NaOH = Na 2 ( բարդ աղ)

Al(OH) 3 + NaOH = Na ( բարդ աղ)

Բարդ միացություններ են կոչվում այն ​​միացությունները, որոնցում դոնոր-ընդունիչ մեխանիզմով ձևավորվում է առնվազն մեկ կովալենտ կապ:

Հիմքերի պատրաստման ընդհանուր մեթոդը հիմնված է փոխանակման ռեակցիաների վրա, որոնց օգնությամբ կարելի է ստանալ ինչպես չլուծվող, այնպես էլ լուծվող հիմքեր։

CuSO 4 + 2KOH = Cu(OH) 2 ↓ + K 2 SO 4

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

Երբ այս մեթոդով լուծվող հիմքեր են ստացվում, անլուծելի աղ նստում է:

Ամֆոտերային հատկություններով ջրում չլուծվող հիմքեր պատրաստելիս պետք է խուսափել ավելորդ ալկալից, քանի որ կարող է առաջանալ ամֆոտերային հիմքի տարրալուծում, օրինակ.

AlCl 3 + 4KOH = K[Al(OH) 4] + 3KCl

Նման դեպքերում հիդրօքսիդներ ստանալու համար օգտագործվում է ամոնիումի հիդրօքսիդ, որոնցում ամֆոտերային հիդրօքսիդները չեն լուծվում.

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

Արծաթի և սնդիկի հիդրօքսիդներն այնքան հեշտությամբ են քայքայվում, որ փոխանակման ռեակցիայի միջոցով դրանք ստանալիս, հիդրօքսիդների փոխարեն օքսիդները նստում են.

2AgNO 3 + 2KOH = Ag 2 O↓ + H 2 O + 2KNO 3

Արդյունաբերության մեջ ալկալիները սովորաբար ստանում են քլորիդների ջրային լուծույթների էլեկտրոլիզով։

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

Ալկալիներ կարելի է ստանալ նաև ալկալիների և հողալկալիական մետաղների կամ դրանց օքսիդների ջրի հետ փոխազդելու միջոցով։

2Li + 2H 2 O = 2LiOH + H 2

SrO + H 2 O = Sr(OH) 2

Թթուներ

Թթուները բարդ նյութեր են, որոնց մոլեկուլները բաղկացած են ջրածնի ատոմներից, որոնք կարող են փոխարինվել մետաղի ատոմներով և թթվային մնացորդներով։ Նորմալ պայմաններում թթուները կարող են լինել պինդ (ֆոսֆոր H 3 PO 4; սիլիցիում H 2 SiO 3) և հեղուկ (իր մաքուր ձևով ծծմբաթթուն H 2 SO 4 կլինի հեղուկ):

Գազերը, ինչպիսիք են քլորաջրածինը HCl, ջրածնի բրոմիդ HBr, ջրածնի սուլֆիդ H 2 S, կազմում են համապատասխան թթուներ ջրային լուծույթներում։ Թթվի յուրաքանչյուր մոլեկուլի կողմից տարանջատման ժամանակ առաջացած ջրածնի իոնների թիվը որոշում է թթվի մնացորդի (անիոնի) լիցքը և թթվի հիմնարարությունը։

Համաձայն թթուների և հիմքերի պրոտոլիտիկ տեսություն,Դանիացի քիմիկոս Բրոնստեդի և անգլիացի քիմիկոս Լոուրիի կողմից միաժամանակ առաջարկված թթուն նյութ է բաժանվելովայս արձագանքով պրոտոններ,Ա հիմք- նյութ, որը կարող է ընդունել պրոտոններ.

թթու → հիմք + H +

Նման պատկերացումների հիման վրա պարզ է ամոնիակի հիմնական հատկությունները,որը ազոտի ատոմում միայնակ էլեկտրոնային զույգի առկայության պատճառով թթուների հետ փոխազդելիս արդյունավետորեն ընդունում է պրոտոնը՝ դոնոր-ընդունիչ կապի միջոցով ձևավորելով ամոնիումի իոն։

HNO 3 + NH 3 ⇆ NH 4 + + NO 3 —

թթվային հիմք թթվային հիմք

Թթուների և հիմքերի ավելի ընդհանուր սահմանումառաջարկել է ամերիկացի քիմիկոս Գ.Լյուիսը։ Նա ենթադրեց, որ թթու-բազային փոխազդեցությունները ամբողջությամբ են Պարտադիր չէ, որ առաջանան պրոտոնների փոխանցման հետ:Թթուների և հիմքերի Լյուիսի որոշման մեջ քիմիական ռեակցիաներում հիմնական դերը խաղում է էլեկտրոնների զույգեր

Կատիոնները, անիոնները կամ չեզոք մոլեկուլները, որոնք կարող են ընդունել մեկ կամ մի քանի զույգ էլեկտրոններ, կոչվում են Լյուիս թթուներ.

Օրինակ, ալյումինի ֆտորիդ AlF 3-ը թթու է, քանի որ այն կարող է ընդունել էլեկտրոնային զույգ ամոնիակի հետ փոխազդեցության ժամանակ:

AlF 3 + :NH 3 ⇆ :

Կատիոնները, անիոնները կամ չեզոք մոլեկուլները, որոնք ընդունակ են նվիրաբերել էլեկտրոնային զույգեր, կոչվում են Լյուիսի հիմքեր (ամոնիակը հիմք է)։

Լյուիսի սահմանումը ներառում է բոլոր թթու-բազային գործընթացները, որոնք դիտարկվել են նախկինում առաջարկված տեսությունների կողմից: Աղյուսակը համեմատում է ներկայումս օգտագործվող թթուների և հիմքերի սահմանումները:

Թթուների անվանացանկը

Քանի որ կան թթուների տարբեր սահմանումներ, դրանց դասակարգումը և անվանակարգը բավականին կամայական են:

Ըստ ջրածնի ատոմների քանակի, որոնք կարող են վերացնել ջրային լուծույթում, թթուները բաժանվում են միահիմն(օրինակ՝ HF, HNO 2), երկհիմնական(H 2 CO 3, H 2 SO 4) և ցեղային(H 3 PO 4):

Ըստ բաղադրության թթուն բաժանվում է առանց թթվածնի(HCl, H 2 S) և թթվածին պարունակող(HClO 4, HNO 3):

Սովորաբար թթվածնային թթուների անվանումներըառաջացել է ոչ մետաղի անունից՝ վերջավորությունների ավելացումով -kai, -վայա,եթե ոչ մետաղի օքսիդացման աստիճանը հավասար է խմբի թվին. Օքսիդացման աստիճանի նվազման հետ վերջածանցները փոխվում են (մետաղի օքսիդացման աստիճանի նվազման կարգով). -անթափանց, ժանգոտված, -ovish:

Եթե ​​դիտարկենք ջրածին-ոչմետաղ կապի բևեռականությունը որոշակի ժամանակահատվածում, ապա հեշտությամբ կարող ենք կապել այս կապի բևեռականությունը Պարբերական աղյուսակում տարրի դիրքի հետ: Մետաղների ատոմներից, որոնք հեշտությամբ կորցնում են վալենտային էլեկտրոնները, ջրածնի ատոմներն ընդունում են այդ էլեկտրոնները՝ ձևավորելով հելիումի ատոմի թաղանթի պես կայուն երկէլեկտրոնային թաղանթ և տալիս են մետաղի իոնային հիդրիդներ։

Պարբերական աղյուսակի III-IV խմբերի տարրերի ջրածնային միացություններում բորը, ալյումինը, ածխածինը և սիլիցիումը առաջացնում են կովալենտ, թույլ բևեռային կապեր ջրածնի ատոմների հետ, որոնք հակված չեն դիսոցման։ Պարբերական աղյուսակի V-VII խմբերի տարրերի համար որոշակի ժամանակահատվածում ոչ մետաղ-ջրածնային կապի բևեռականությունը մեծանում է ատոմի լիցքավորման հետ, սակայն լիցքերի բաշխումը ստացված դիպոլում տարբեր է, քան տարրերի ջրածնային միացություններում, որոնք հակված են էլեկտրոններ նվիրել: Ոչ մետաղական ատոմները, որոնց էլեկտրոնային թաղանթն ավարտելու համար պահանջվում է մի քանի էլեկտրոն, ձգում են (բևեռացնում) մի զույգ կապող էլեկտրոններ, որքան ուժեղ է, այնքան մեծ է միջուկային լիցքը: Հետևաբար, CH 4 - NH 3 - H 2 O - HF կամ SiH 4 - PH 3 - H 2 S - HCl շարքերում ջրածնի ատոմների հետ կապերը, մնալով կովալենտ, դառնում են ավելի բևեռային բնույթ, իսկ ջրածնի ատոմը տարր-ջրածնային կապի դիպոլը դառնում է ավելի էլեկտրադրական: Եթե ​​բևեռային մոլեկուլները հայտնվում են բևեռային լուծիչում, կարող է առաջանալ էլեկտրոլիտիկ դիսոցման գործընթաց։

Եկեք քննարկենք թթվածին պարունակող թթուների վարքը ջրային լուծույթներում: Այս թթուները ունեն H-O-E կապ և, բնականաբար, H-O կապի բևեռականության վրա ազդում է O-E կապը: Հետեւաբար, այդ թթուները, որպես կանոն, ավելի հեշտ են տարանջատվում, քան ջուրը։

H 2 SO 3 + H 2 O ⇆ H 3 O + + HSO 3

HNO 3 + H 2 O ⇆ H 3 O + + NO 3

Դիտարկենք մի քանի օրինակ թթվածին պարունակող թթուների հատկությունները,ձևավորվում են տարրերով, որոնք ունակ են տարբեր աստիճանի օքսիդացում դրսևորել։ Հայտնի է, որ հիպոքլորային թթու HClO շատ թույլքլորաթթու HClO 2 նույնպես թույլ,բայց ավելի ուժեղ, քան հիպոքլորային, հիպոքլորային թթուն HClO 3 ուժեղ.Պերքլորաթթու HClO 4-ը մեկն է ամենաուժեղանօրգանական թթուներ.

Թթվային տարանջատման համար (H իոնի վերացումով) անհրաժեշտ է O-H կապի ճեղքում։ Ինչպե՞ս կարող ենք բացատրել այս կապի ամրության նվազումը HClO - HClO 2 - HClO 3 - HClO 4 շարքում: Այս շարքում մեծանում է քլորի կենտրոնական ատոմի հետ կապված թթվածնի ատոմների թիվը։ Ամեն անգամ, երբ ձևավորվում է նոր թթվածին-քլոր կապ, էլեկտրոնի խտությունը վերցվում է քլորի ատոմից և, հետևաբար, O-Cl միայնակ կապից: Արդյունքում էլեկտրոնի խտությունը մասամբ դուրս է գալիս O-H կապից, որն արդյունքում թուլանում է։

Այս օրինակը - թթվային հատկությունների ուժեղացում կենտրոնական ատոմի օքսիդացման աստիճանի աճով - բնորոշ է ոչ միայն քլորին, այլև այլ տարրերին։Օրինակ՝ HNO 3 ազոտական ​​թթուն, որի դեպքում ազոտի օքսիդացման աստիճանը +5 է, ավելի ուժեղ է, քան HNO 2 ազոտային թթուն (ազոտի օքսիդացման աստիճանը +3 է); ծծմբաթթուն H 2 SO 4 (S +6) ավելի ուժեղ է, քան H 2 SO 3 (S +4) ծծմբաթթուն:

Թթուների ստացում

1. Թթվածնազուրկ թթուներ կարելի է ձեռք բերել ոչ մետաղների ջրածնի հետ անմիջական զուգակցմամբ.

H 2 + Cl 2 → 2HCl,

H 2 + S ⇆ H 2 S

2. Որոշ թթվածին պարունակող թթուներ կարելի է ձեռք բերել թթվային օքսիդների փոխազդեցությունը ջրի հետ.

3. Կարելի է ձեռք բերել ինչպես թթվածնազուրկ, այնպես էլ թթվածին պարունակող թթուներ նյութափոխանակության ռեակցիաներովաղերի և այլ թթուների միջև:

BaBr 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 ↓ + 2НВr

CuSO 4 + H 2 S = H 2 SO 4 + CuS↓

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

NaCl (T) + H 2 SO 4 (conc) = HCl + NaHSO 4

AgNO 3 + HCl = AgCl↓ + HNO 3

CaCO 3 + 2HBr = CaBr 2 + CO 2 + H 2 O

4. Որոշ թթուներ կարելի է ձեռք բերել օգտագործելով Redox ռեակցիաներ.

H 2 O 2 + SO 2 = H 2 SO 4

3P + 5HNO 3 + 2H 2 O = ZN 3 PO 4 + 5NO 2

Թթու համ, ազդեցություն ցուցիչների վրա, էլեկտրական հաղորդունակություն, փոխազդեցություն մետաղների, հիմնական և ամֆոտերային օքսիդների, հիմքերի և աղերի հետ, սպիրտների հետ եթերների ձևավորում - այս հատկությունները բնորոշ են անօրգանական և օրգանական թթուներին:

կարելի է բաժանել երկու տեսակի ռեակցիաների.

1) տարածված ենՀամար թթուներռեակցիաները կապված են ջրային լուծույթներում հիդրոնիումի իոնի H 3 O + ձևավորման հետ.

2) կոնկրետ(այսինքն բնորոշ) ռեակցիաներ հատուկ թթուներ.

Ջրածնի իոնը կարող է մտնել ռեդոքսռեակցիան՝ վերածվելով ջրածնի, ինչպես նաև բարդ ռեակցիայի մեջբացասական լիցքավորված կամ չեզոք մասնիկներով, որոնք ունեն միայնակ զույգ էլեկտրոններ, այսինքն թթու-բազային ռեակցիաներ.

Թթուների ընդհանուր հատկությունները ներառում են թթուների ռեակցիաները լարման շարքի մետաղների հետ մինչև ջրածինը, օրինակ.

Zn + 2Н + = Zn 2+ + Н 2

Թթու-բազային ռեակցիաները ներառում են ռեակցիաներ հիմնական օքսիդների և հիմքերի, ինչպես նաև միջանկյալ, հիմնային և երբեմն թթվային աղերի հետ։

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

Նկատի ունեցեք, որ պոլիբազային թթուները տարանջատվում են աստիճանաբար, և յուրաքանչյուր հաջորդ քայլում տարանջատումն ավելի դժվար է լինում, հետևաբար, թթվի ավելցուկի դեպքում առավել հաճախ ձևավորվում են թթվային աղեր, այլ ոչ թե միջին:

Ca 3 (PO 4) 2 + 4H 3 PO 4 = 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

Առաջին հայացքից կարող է զարմանալի թվալ թթվային աղերի առաջացումը միահիմն hydrofluoric թթու. Այնուամենայնիվ, այս փաստը կարելի է բացատրել. Ի տարբերություն բոլոր այլ հիդրոհալաթթուների, լուծույթներում հիդրոֆտորաթթուն մասնակիորեն պոլիմերացված է (ջրածնային կապերի առաջացման պատճառով) և դրանում կարող են լինել տարբեր մասնիկներ (HF) X, մասնավորապես՝ H 2 F 2, H 3 F 3 և այլն:

Թթու-բազային հավասարակշռության հատուկ դեպք. թթուների և հիմքերի ռեակցիաներ ցուցիչներով, որոնք փոխում են իրենց գույնը՝ կախված լուծույթի թթվայնությունից։ Թթուների և հիմքերի հայտնաբերման համար որակական վերլուծության մեջ օգտագործվում են ցուցիչներլուծումների մեջ։

Առավել հաճախ օգտագործվող ցուցանիշներն են լակմուս(Վ չեզոքմիջավայրը մանուշակագույն,Վ թթու - կարմիր,Վ ալկալային - կապույտ), մեթիլ նարնջագույն(Վ թթումիջավայրը կարմիր,Վ չեզոք - նարնջագույն,Վ ալկալային - դեղին), ֆենոլֆթալեին(Վ բարձր ալկալայինմիջավայրը ազնվամորու կարմիր,Վ չեզոք և թթվային - անգույն):

Հատուկ հատկություններՏարբեր թթուներ կարող են լինել երկու տեսակի. նախ՝ առաջացմանը տանող ռեակցիաներ չլուծվող աղեր,և երկրորդ, ռեդոքս փոխակերպումներ.Եթե ​​H + իոնի առկայության հետ կապված ռեակցիաները ընդհանուր են բոլոր թթուների համար (թթուների հայտնաբերման որակական ռեակցիաներ), ապա հատուկ ռեակցիաները օգտագործվում են որպես որակական ռեակցիաներ առանձին թթուների համար.

Ag + + Cl - = AgCl (սպիտակ նստվածք)

Ba 2+ + SO 4 2- = BaSO 4 (սպիտակ նստվածք)

3Ag + + PO 4 3 - = Ag 3 PO 4 (դեղին նստվածք)

Թթուների որոշ հատուկ ռեակցիաներ պայմանավորված են դրանց ռեդոքս հատկություններով:

Անօքսիկ թթուները ջրային լուծույթում կարող են միայն օքսիդացվել:

2KMnO 4 + 16HCl = 5Сl 2 + 2КСl + 2МnСl 2 + 8Н 2 O

H 2 S + Br 2 = S + 2НВг

Թթվածին պարունակող թթուները կարող են օքսիդացվել միայն այն դեպքում, եթե դրանցում կենտրոնական ատոմը գտնվում է ավելի ցածր կամ միջանկյալ օքսիդացման վիճակում, ինչպես, օրինակ, ծծմբաթթվի մեջ.

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

Շատ թթվածին պարունակող թթուներ, որոնցում կենտրոնական ատոմն ունի առավելագույն օքսիդացման աստիճան (S +6, N +5, Cr +6), ցուցաբերում են ուժեղ օքսիդացնող նյութերի հատկություններ։ Խտացված H 2 SO 4-ը ուժեղ օքսիդացնող նյութ է:

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

Պետք է հիշել, որ.

• Թթվային լուծույթները փոխազդում են մետաղների հետ, որոնք գտնվում են էլեկտրաքիմիական լարման շարքում ջրածնից ձախ՝ ենթարկվելով մի շարք պայմանների, որոնցից գլխավորը ռեակցիայի արդյունքում լուծելի աղի առաջացումն է։ HNO 3-ի և H 2 SO 4-ի փոխազդեցությունը մետաղների հետ տարբեր կերպ է ընթանում։

Խտացված ծծմբաթթուն սառը պասիվացնում է ալյումինը, երկաթը և քրոմը։

• Ջրի մեջ թթուները տարանջատվում են ջրածնի կատիոնների և թթվային մնացորդների անիոնների, օրինակ.

• Անօրգանական և օրգանական թթուները փոխազդում են հիմնական և ամֆոտերային օքսիդների հետ՝ պայմանով, որ առաջանում է լուծելի աղ.

• Ե՛վ այդ, և՛ մյուս թթուները փոխազդում են հիմքերի հետ։ Պոլիբազային թթուները կարող են ձևավորել ինչպես միջանկյալ, այնպես էլ թթվային աղեր (սրանք չեզոքացման ռեակցիաներ են).

• Թթուների և աղերի միջև արձագանքը տեղի է ունենում միայն այն դեպքում, երբ ձևավորվում է նստվածք կամ գազ.

H 3 PO 4-ի փոխազդեցությունը կրաքարի հետ կդադարի մակերևույթի վրա Ca 3 (PO 4) 2-ի վերջին չլուծվող նստվածքի առաջացման պատճառով:

Ազոտային HNO 3 և խտացված ծծմբային H 2 SO 4 (կոնտ.) թթուների հատկությունների առանձնահատկությունները պայմանավորված են նրանով, որ երբ դրանք փոխազդում են պարզ նյութերի (մետաղների և ոչ մետաղների) հետ, օքսիդացնող նյութերը չեն լինի H + կատիոններ. , բայց նիտրատ և սուլֆատ իոններ։ Տրամաբանական է ակնկալել, որ նման ռեակցիաների արդյունքում առաջանում է ոչ թե H2 ջրածին, այլ ստացվում են այլ նյութեր՝ պարտադիր աղ և ջուր, ինչպես նաև նիտրատի կամ սուլֆատի իոնների նվազման արտադրանքներից մեկը՝ կախված կոնցենտրացիայից։ թթուների, մետաղի դիրքը լարման շարքում և ռեակցիայի պայմանները (ջերմաստիճան, մետաղի նուրբություն և այլն)։

HNO 3 և H 2 SO 4-ի քիմիական վարքագծի այս առանձնահատկությունները (կոնց.) հստակորեն ցույց են տալիս քիմիական կառուցվածքի տեսության թեզը նյութերի մոլեկուլներում ատոմների փոխադարձ ազդեցության մասին։

Անկայունություն և կայունություն (կայունություն) հասկացությունները հաճախ շփոթվում են: Ցնդող թթուները թթուներ են, որոնց մոլեկուլները հեշտությամբ անցնում են գազային վիճակի, այսինքն՝ գոլորշիանում։ Օրինակ, աղաթթուն ցնդող, բայց կայուն թթու է: Անկայուն թթուների անկայունությունը չի կարելի դատել: Օրինակ, ոչ ցնդող, չլուծվող սիլիցիումի թթուն քայքայվում է ջրի և SiO 2-ի: Աղաթթուների, ազոտի, ծծմբի, ֆոսֆորի և մի շարք այլ թթուների ջրային լուծույթները անգույն են։ H 2 CrO 4 քրոմաթթվի ջրային լուծույթը դեղին գույն ունի, իսկ մանգանաթթուն HMnO 4՝ բոսորագույն։

Թեստը հանձնելու համար տեղեկատու նյութ.

Մենդելեևի աղյուսակ

Լուծելիության աղյուսակ

Պարզ նյութերը, որոնք կառուցվածքով նման են մետաղական տարրերին և մի շարք քիմիական և ֆիզիկական պարամետրերով, կոչվում են ամֆոտերիկ, այսինքն. սրանք այն տարրերն են, որոնք դրսևորում են քիմիական երկակիություն: Պետք է նշել, որ դրանք հենց մետաղները չեն, այլ դրանց աղերը կամ օքսիդները։ Օրինակ, որոշ մետաղների օքսիդները կարող են ունենալ երկու հատկություն. որոշ պայմաններում նրանք կարող են դրսևորել թթուներին բնորոշ հատկություններ, մինչդեռ մյուսների դեպքում նրանք իրենց պահում են ինչպես ալկալիներ:

Հիմնական ամֆոտերային մետաղներից են ալյումինը, ցինկը, քրոմը և մի քանիսը։

Ամֆոտերիկ տերմինը շրջանառության մեջ է մտել 19-րդ դարի սկզբին։ Այն ժամանակ քիմիական նյութերն առանձնանում էին՝ ելնելով նրանց նման հատկություններից, որոնք դրսևորվում էին քիմիական ռեակցիաներով։

Որոնք են ամֆոտերային մետաղները

Մետաղների ցանկը, որոնք կարելի է դասակարգել որպես ամֆոտեր, բավականին մեծ է։ Ընդ որում, դրանցից մի քանիսը կարելի է անվանել ամֆոտերիկ, իսկ ոմանք՝ պայմանական։

Պարբերական աղյուսակում թվարկենք այն նյութերի սերիական համարները, որոնց տակ դրանք գտնվում են: Ցանկում ներառված են 22-ից 32, 40-ից 51 խմբերը և շատ ավելին: Օրինակ, քրոմը, երկաթը և մի շարք ուրիշներ իրավամբ կարելի է անվանել հիմնական, վերջիններս ներառում են նաև ստրոնցիում և բերիլիում:

Ի դեպ, ալյումինը համարվում է ամֆորային մետաղների ամենավառ ներկայացուցիչը։

Նրա համաձուլվածքները երկար ժամանակ օգտագործվել են գրեթե բոլոր ոլորտներում։ Այն օգտագործվում է ինքնաթիռի ֆյուզելյաների, տրանսպորտային միջոցների թափքի և խոհանոցային պարագաների տարրեր պատրաստելու համար: Այն դարձել է անփոխարինելի էլեկտրաարդյունաբերության և ջեռուցման ցանցերի սարքավորումների արտադրության մեջ: Ի տարբերություն շատ այլ մետաղների, ալյումինը մշտապես քիմիական ակտիվություն է ցուցաբերում։ Օքսիդային թաղանթը, որը ծածկում է մետաղի մակերեսը, դիմակայում է օքսիդացման գործընթացներին: Նորմալ պայմաններում և որոշ տեսակի քիմիական ռեակցիաների դեպքում ալյումինը կարող է հանդես գալ որպես վերականգնող տարր։

Այս մետաղը կարող է փոխազդել թթվածնի հետ, եթե այն մանրացված է բազմաթիվ մանր մասնիկների մեջ։ Այս տեսակի գործողությունները կատարելու համար անհրաժեշտ է օգտագործել բարձր ջերմաստիճան։ Ռեակցիան ուղեկցվում է մեծ քանակությամբ ջերմային էներգիայի արտազատմամբ։ Երբ ջերմաստիճանը բարձրանում է մինչև 200 ºC, ալյումինը փոխազդում է ծծմբի հետ։ Բանն այն է, որ ալյումինը նորմալ պայմաններում չի կարող միշտ արձագանքել ջրածնի հետ։ Մինչդեռ, երբ այն խառնվում է այլ մետաղների հետ, կարող են առաջանալ տարբեր համաձուլվածքներ։

Մեկ այլ ընդգծված ամֆոտերային մետաղ երկաթն է: Այս տարրը 26 համարն է և գտնվում է կոբալտի և մանգանի միջև։ Երկաթը երկրակեղևում հայտնաբերված ամենատարածված տարրն է: Երկաթը կարելի է դասակարգել որպես պարզ տարր, որն ունի արծաթափայլ-սպիտակ գույն և ճկուն է, իհարկե, երբ ենթարկվում է բարձր ջերմաստիճանի: Կարող է արագ սկսել կոռոզիայից, երբ ենթարկվում է բարձր ջերմաստիճանի: Երկաթը, եթե տեղադրվի մաքուր թթվածնի մեջ, ամբողջությամբ այրվում է և կարող է բռնկվել բաց երկնքի տակ:

Նման մետաղը բարձր ջերմաստիճանի ազդեցության դեպքում արագորեն կոռոզիայի փուլ մտնելու ունակություն ունի: Մաքուր թթվածնի մեջ տեղադրված երկաթն ամբողջությամբ այրվում է։ Օդի ազդեցության դեպքում մետաղական նյութը չափազանց խոնավության պատճառով արագ օքսիդանում է, այսինքն՝ ժանգոտում։ Թթվածնային զանգվածում այրվելիս առաջանում է մի տեսակ կշեռք, որը կոչվում է երկաթի օքսիդ։

Ամֆոտերային մետաղների հատկությունները

Դրանք սահմանվում են հենց ամֆոտերիականության հայեցակարգով։ Իրենց բնորոշ վիճակում, այսինքն՝ նորմալ ջերմաստիճանի և խոնավության պայմաններում, մետաղների մեծ մասը պինդ է: Ոչ մի մետաղ չի կարող լուծվել ջրի մեջ: Ալկալային հիմքերը հայտնվում են միայն որոշակի քիմիական ռեակցիաներից հետո։ Ռեակցիայի ընթացքում մետաղական աղերը փոխազդում են։ Հարկ է նշել, որ անվտանգության կանոնները պահանջում են հատուկ խնամք այս ռեակցիան իրականացնելիս:

Ամֆոտերային նյութերի համակցությունը օքսիդների կամ թթուների հետ նախ ցույց է տալիս մի ռեակցիա, որը բնորոշ է հիմքերին։ Միաժամանակ, եթե դրանք համակցվեն հիմքերի հետ, կհայտնվեն թթվային հատկություններ։

Ամֆոտերային հիդրօքսիդների տաքացումը հանգեցնում է դրանց քայքայման ջրի և օքսիդի: Այլ կերպ ասած, ամֆոտերային նյութերի հատկությունները շատ լայն են և պահանջում են մանրակրկիտ ուսումնասիրություն, որը կարելի է անել քիմիական ռեակցիայի ժամանակ։

Ամֆոտերային տարրերի հատկությունները կարելի է հասկանալ՝ համեմատելով դրանք ավանդական նյութերի հետ։ Օրինակ, մետաղների մեծ մասն ունի ցածր իոնացման պոտենցիալ, և դա թույլ է տալիս նրանց գործել որպես վերականգնող նյութեր քիմիական գործընթացների ժամանակ:

Ամֆոտերիկ - կարող է ցույց տալ ինչպես վերականգնող, այնպես էլ օքսիդացնող հատկություններ: Այնուամենայնիվ, կան միացություններ, որոնք բնութագրվում են օքսիդացման բացասական մակարդակով:

Բացարձակապես բոլոր հայտնի մետաղներն ունեն հիդրօքսիդներ և օքսիդներ առաջացնելու հատկություն։

Բոլոր մետաղներն ունեն հիմնական հիդրօքսիդներ և օքսիդներ առաջացնելու հատկություն։ Ի դեպ, մետաղները կարող են ենթարկվել օքսիդացման միայն որոշակի թթուների հետ: Օրինակ, ազոտաթթվի հետ ռեակցիան կարող է ընթանալ տարբեր ձևերով։

Ամֆոտերային նյութերը, որոնք դասակարգվում են որպես պարզ, ունեն կառուցվածքի և բնութագրերի ակնհայտ տարբերություններ։ Որոշ նյութերի համար որոշակի դասի պատկանելությունը կարելի է որոշել մեկ հայացքից, օրինակ՝ անմիջապես պարզ է դառնում, որ պղինձը մետաղ է, իսկ բրոմը՝ ոչ։

Ինչպես տարբերել մետաղը ոչ մետաղից

Հիմնական տարբերությունն այն է, որ մետաղները նվիրաբերում են էլեկտրոններ, որոնք գտնվում են արտաքին էլեկտրոնային ամպի մեջ: Ոչ մետաղները ակտիվորեն գրավում են նրանց։

Բոլոր մետաղները ջերմության և էլեկտրականության լավ հաղորդիչներ են, ոչ մետաղները նման հատկություն չունեն:

Ամֆոտերային մետաղական հիմքեր

Նորմալ պայմաններում այդ նյութերը չեն լուծվում ջրի մեջ և հեշտությամբ կարող են դասակարգվել որպես թույլ էլեկտրոլիտներ: Նման նյութեր ստացվում են մետաղների աղերի և ալկալիների ռեակցիայից հետո։ Այս ռեակցիաները բավականին վտանգավոր են նրանց համար, ովքեր արտադրում են դրանք, և հետևաբար, օրինակ, ցինկի հիդրօքսիդ ստանալու համար նատրիումի հիդրօքսիդը պետք է դանդաղ և զգույշ, կաթիլ առ կաթիլ ներմուծվի ցինկի քլորիդով տարայի մեջ:

Միևնույն ժամանակ, ամֆոտերիկ - փոխազդում են թթուների հետ որպես հիմքեր: Այսինքն, երբ աղաթթվի և ցինկի հիդրօքսիդի միջև ռեակցիա է տեղի ունենում, առաջանում է ցինկի քլորիդ։ Իսկ հիմքերի հետ փոխազդելիս նրանք իրենց պահում են թթուների նման։

13.1. Սահմանումներ

Անօրգանական նյութերի ամենակարևոր դասերը ավանդաբար ներառում են պարզ նյութեր (մետաղներ և ոչ մետաղներ), օքսիդներ (թթվային, հիմնային և ամֆոտերային), հիդրօքսիդներ (որոշ թթուներ, հիմքեր, ամֆոտերային հիդրօքսիդներ) և աղեր: Նույն դասին պատկանող նյութերն ունեն նմանատիպ քիմիական հատկություններ։ Բայց դուք արդեն գիտեք, որ այս դասերը բացահայտելիս օգտագործվում են դասակարգման տարբեր չափանիշներ։
Այս բաժնում մենք վերջապես կձևակերպենք քիմիական նյութերի բոլոր կարևորագույն դասերի սահմանումները և կհասկանանք, թե ինչ չափանիշներով են տարբերվում այդ դասերը:
Սկսենք նրանից պարզ նյութեր (դասակարգումը ըստ նյութը կազմող տարրերի քանակի). Նրանք սովորաբար բաժանվում են մետաղներԵվ ոչ մետաղներ(Նկար 13.1- Ա).
Դուք արդեն գիտեք «մետաղ» հասկացության սահմանումը:

Այս սահմանումից պարզ է դառնում, որ հիմնական հատկանիշը, որը թույլ է տալիս պարզ նյութերը բաժանել մետաղների և ոչ մետաղների, քիմիական կապի տեսակն է։

Ոչ մետաղների մեծ մասն ունի կովալենտային կապեր։ Բայց կան նաև ազնիվ գազեր (VIIIA խմբի տարրերի պարզ նյութեր), որոնց ատոմները պինդ և հեղուկ վիճակում միացված են միայն միջմոլեկուլային կապերով։ Այստեղից էլ սահմանումը.

Ըստ իրենց քիմիական հատկությունների, մետաղները բաժանվում են մի խմբի, այսպես կոչված ամֆոտերային մետաղներ.Այս անվանումն արտացոլում է այս մետաղների՝ ինչպես թթուների, այնպես էլ ալկալիների հետ (որպես ամֆոտերային օքսիդներ կամ հիդրօքսիդներ) արձագանքելու ունակությունը (նկ. 13.1- բ).
Բացի այդ, մետաղների մեջ քիմիական իներտության պատճառով կան ազնիվ մետաղներ.Դրանք ներառում են ոսկի, ռութենիում, ռոդիում, պալադիում, օսմիում, իրիդիում և պլատին։ Ավանդույթի համաձայն, մի փոքր ավելի ռեակտիվ արծաթը նույնպես դասակարգվում է որպես ազնիվ մետաղներ, սակայն իներտ մետաղները, ինչպիսիք են տանտալը, նիոբիումը և որոշ այլ տեսակներ, ներառված չեն: Մետաղների այլ դասակարգումներ կան, օրինակ, մետաղագործության մեջ բոլոր մետաղները բաժանվում են սև և գունավոր,նկատի ունենալով սեւ մետաղների երկաթը և դրա համաձուլվածքները:
Սկսած բարդ նյութեր ամենակարևորն են, առաջին հերթին, օքսիդներ(տես §2.5), բայց քանի որ դրանց դասակարգումը հաշվի է առնում այս միացությունների թթու-բազային հատկությունները, մենք նախ հիշում ենք, թե ինչ. թթուներԵվ հիմքերը.

Այսպիսով, մենք տարբերում ենք թթուները և հիմքերը միացությունների ընդհանուր զանգվածից՝ օգտագործելով երկու հատկանիշ՝ բաղադրություն և քիմիական հատկություններ:
Ըստ իրենց բաղադրության՝ թթուները բաժանվում են թթվածին պարունակող (օքսոաթթուներ) Եվ առանց թթվածնի(նկ. 13.2):

Պետք է հիշել, որ թթվածին պարունակող թթուներն իրենց կառուցվածքով են հիդրօքսիդներ.

Նշում. Ավանդաբար, թթվածնազուրկ թթուների համար «թթու» բառն օգտագործվում է այն դեպքերում, երբ մենք խոսում ենք համապատասխան առանձին նյութի լուծույթի մասին, օրինակ՝ HCl նյութը կոչվում է ջրածնի քլորիդ, իսկ դրա ջրային լուծույթը՝ հիդրոքլորային կամ հիդրոքլորային։ թթու.

Հիմա վերադառնանք օքսիդներին։ Խմբին նշանակեցինք օքսիդներ թթվայինկամ հիմնականթե ինչպես են նրանք արձագանքում ջրի հետ (կամ թե արդյոք դրանք պատրաստված են թթուներից կամ հիմքերից): Բայց ոչ բոլոր օքսիդներն են փոխազդում ջրի հետ, սակայն դրանց մեծ մասն արձագանքում է թթուների կամ ալկալիների հետ, ուստի ավելի լավ է օքսիդները դասակարգել ըստ այս հատկության։

Կան մի քանի օքսիդներ, որոնք նորմալ պայմաններում չեն փոխազդում ո՛չ թթուների, ո՛չ ալկալիների հետ։ Այդպիսի օքսիդները կոչվում են ոչ աղ առաջացնող. Դրանք են, օրինակ, CO, SiO, N 2 O, NO, MnO 2: Ի հակադրություն, մնացած օքսիդները կոչվում են աղ առաջացնող(նկ. 13.3):

Ինչպես գիտեք, թթուների և հիմքերի մեծ մասն են հիդրօքսիդներ. Ելնելով հիդրօքսիդների և թթուների և ալկալիների հետ փոխազդելու ունակության հիման վրա, դրանք (ինչպես նաև օքսիդների միջև) բաժանվում են. ամֆոտերային հիդրօքսիդներ(նկ. 13.4):

Այժմ մենք պարզապես պետք է սահմանենք աղեր. Աղ տերմինը երկար ժամանակ օգտագործվում է։ Գիտության զարգացման հետ մեկտեղ նրա իմաստը բազմիցս փոխվել, ընդլայնվել ու պարզաբանվել է։ Ժամանակակից պատկերացումներով աղը իոնային միացություն է, սակայն ավանդաբար աղերը չեն ներառում իոնային օքսիդներ (ինչպես դրանք կոչվում են հիմնական օքսիդներ), իոնային հիդրօքսիդներ (հիմքեր), ինչպես նաև իոնային հիդրիդներ, կարբիդներ, նիտրիդներ և այլն։ պարզեցված ձևով, կարելի է ասել, ինչ

Աղերի մեկ այլ՝ ավելի ճշգրիտ սահմանում կարելի է տալ։

Երբ տրվում է այս սահմանումը, օքսոնիումի աղերը սովորաբար դասակարգվում են որպես աղեր և թթուներ:
Ըստ բաղադրության աղերը սովորաբար բաժանվում են թթու, միջինԵվ հիմնական(նկ. 13.5):

Այսինքն՝ թթվային աղերի անիոնները ներառում են ջրածնի ատոմներ, որոնք կապված են կովալենտային կապերով անիոնների այլ ատոմների հետ և կարող են պոկվել հիմքերի ազդեցության տակ։

Հիմնական աղերը սովորաբար ունեն շատ բարդ բաղադրություն և հաճախ չեն լուծվում ջրում։ Հիմնական աղի տիպիկ օրինակ է Cu 2 (OH) 2 CO 3 մալաքիտ հանքանյութը:

Ինչպես տեսնում եք, քիմիական նյութերի ամենակարևոր դասերը տարբերվում են ըստ դասակարգման տարբեր չափանիշների։ Բայց անկախ նրանից, թե ինչպես ենք տարբերում նյութերի դասը, այս դասի բոլոր նյութերն ունեն ընդհանուր քիմիական հատկություններ:

Այս գլխում դուք կծանոթանաք այս դասերը ներկայացնող նյութերի առավել բնորոշ քիմիական հատկություններին և դրանց պատրաստման ամենակարևոր մեթոդներին:

ՄԵՏԱՂՆԵՐ, ՈՉ ՄԵՏԱՂՆԵՐ, ԱՄՖՈՏԵՐԱԿԱՆ ՄԵՏԱՂՆԵՐ, ԹԹՈՒՆԵՐ, ՀԻՄԱՆՆԵՐ, ՕՔՍՈ ԹԹՎԻՆԵՐ, ԹԹՎԱԾՆԱԶԱՏ ԹԹՈՒՆԵՐ, ՀԻՄՆԱԿԱՆ ՕՔՍԻԴՆԵՐ, ԹԹՎԱՅԻՆ ՕՔՍԻԴՆԵՐ, ԱՄՖՈՏԵՐԱԿԱՆ ՕՔՍԻԴՆԵՐ, ԱՄՖՈՏԵՐԱԿԱՆ ՀԻԴՐՈՔՍԻԴՆԵՐ, ԱՂԵՐ, ՆՈՐՈՔՍԻԴՆԵՐ, ԱՂԵՐ, ԱՂԵՐ, ԹԹԹՈՒՆՆԵՐ
1.Որտե՞ղ են տարրերի բնական համակարգում տեղակայված մետաղներ կազմող տարրերը, և որտեղ են ոչ մետաղներ ձևավորող տարրերը:
2. Գրի՛ր հինգ մետաղների և հինգ ոչ մետաղների բանաձևերը:
3. Կազմե՛ք հետևյալ միացությունների կառուցվածքային բանաձևերը.
(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. Ո՞ր օքսիդներին են համապատասխանում հետևյալ հիդրօքսիդները.
H2SO4, Ca(OH)2, H3PO4, Al(OH)3, HNO3, LiOH?
Ո՞րն է այս օքսիդներից յուրաքանչյուրի բնույթը (թթվային կամ հիմնային):
5. Հետևյալ նյութերից գտե՛ք աղեր. Կազմեք դրանց կառուցվածքային բանաձևերը:
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. Կազմե՛ք հետևյալ թթվային աղերի կառուցվածքային բանաձևերը.
NaHSO 4, KHSO 3, NaHCO 3, Ca(H 2 PO 4) 2, CaHPO 4:

13.2. Մետաղներ

Մետաղական բյուրեղներում և դրանց հալոցքում ատոմային միջուկները միացված են մետաղական կապի մեկ էլեկտրոնային ամպով: Մետաղ ձևավորող տարրի առանձին ատոմի նման, մետաղական բյուրեղն ունի էլեկտրոններ նվիրելու հատկություն։ Էլեկտրոններից հրաժարվելու մետաղի միտումը կախված է նրա կառուցվածքից և, առաջին հերթին, ատոմների չափից. որքան մեծ են ատոմային միջուկները (այսինքն՝ որքան մեծ են իոնային շառավիղները), այնքան մետաղը հեշտությամբ է էլեկտրոններ տալիս։
Մետաղները պարզ նյութեր են, հետևաբար դրանցում ատոմների օքսիդացման աստիճանը 0 է։ Մետաղները ռեակցիաների մեջ մտնելիս գրեթե միշտ փոխում են իրենց ատոմների օքսիդացման աստիճանը։ Մետաղների ատոմները, չունենալով էլեկտրոններ ընդունելու միտում, կարող են միայն նվիրաբերել կամ կիսել դրանք։ Այս ատոմների էլեկտրաբացասականությունը ցածր է, հետևաբար, նույնիսկ երբ նրանք կազմում են կովալենտային կապեր, մետաղի ատոմները ձեռք են բերում դրական օքսիդացման վիճակ։ Հետևաբար, բոլոր մետաղները այս կամ այն ​​չափով դրսևորվում են. վերականգնող հատկություններ. Նրանք արձագանքում են.
1) Գ ոչ մետաղներ(բայց ոչ բոլորի և ոչ բոլորի հետ).
4Li + O 2 = 2Li 2 O,
3Mg + N 2 = Mg 3 N 2 (երբ տաքացվում է),
Fe + S = FeS (երբ ջեռուցվում է):
Առավել ակտիվ մետաղները հեշտությամբ փոխազդում են հալոգենների և թթվածնի հետ, և միայն լիթիումը և մագնեզիումը արձագանքում են շատ ուժեղ ազոտի մոլեկուլների հետ:
Թթվածնի հետ փոխազդելիս մետաղների մեծ մասը ձևավորում է օքսիդներ, իսկ ամենաակտիվները՝ պերօքսիդներ (Na 2 O 2, BaO 2) և այլ ավելի բարդ միացություններ։
2) Գ օքսիդներպակաս ակտիվ մետաղներ.
2Ca + MnO 2 = 2CaO + Mn (երբ տաքացվում է),
2Al + Fe 2 O 3 = Al 2 O 3 + 2Fe (նախապես տաքացնելով):
Այս ռեակցիաների առաջացման հավանականությունը որոշվում է ընդհանուր կանոնով (օդոքս ռեակցիաները ընթանում են ավելի թույլ օքսիդացնող և վերականգնող նյութերի ձևավորման ուղղությամբ) և կախված է ոչ միայն մետաղի (ավելի ակտիվ մետաղի, այսինքն՝ մետաղի) ակտիվությունից։ որը ավելի հեշտությամբ է տալիս իր էլեկտրոնները, նվազեցնում է ավելի քիչ ակտիվը), բայց նաև օքսիդ բյուրեղային ցանցի էներգիայի վրա (ռեակցիան ընթանում է ավելի «ուժեղ» օքսիդի ձևավորման ուղղությամբ):
3) Գ թթվային լուծույթներ(§ 12.2):
Mg + 2H 3 O = Mg 2B + H 2 + 2H 2 O, Fe + 2H 3 O = Fe 2 + H 2 + 2H 2 O,
Mg + H 2 SO 4p = MgSO 4p + H 2, Fe + 2HCl p = FeCl 2p + H 2:
Այս դեպքում ռեակցիայի հնարավորությունը հեշտությամբ որոշվում է մի շարք լարումներով (ռեակցիան տեղի է ունենում, եթե լարման շարքի մետաղը գտնվում է ջրածնից ձախ)։
4) Գ աղ լուծումներ(§ 12.2):

Fe + Cu 2 = Fe 2 + Cu, Cu + 2Ag = Cu 2 +2Ag,
Fe + CuSO 4p = Cu + FeSO 4p, Cu + 2AgNO 3p = 2Ag + Cu(NO 3) 2p.
Այստեղ օգտագործվում են նաև մի շարք լարումներ՝ որոշելու համար, թե արդյոք կարող է տեղի ունենալ ռեակցիա։
5) Բացի այդ, ամենաակտիվ մետաղները (ալկալի և ալկալային հող) արձագանքում են ջրի հետ (§ 11.4).
2Na + 2H 2 O = 2Na + H 2 + 2OH, Ca + 2H 2 O = Ca 2 + H 2 + 2OH,
2Na + 2H 2 O = 2NaOH p + H 2, Ca + 2H 2 O = Ca(OH) 2p + H 2:
Երկրորդ ռեակցիայում հնարավոր է Ca(OH) 2 նստվածքի առաջացում։
Արդյունաբերության մեջ մետաղների մեծ մասը ստանալ,նվազեցնելով դրանց օքսիդները.
Fe 2 O 3 + 3CO = 2Fe + 3CO 2 (բարձր ջերմաստիճանում),
MnO 2 + 2C = Mn + 2CO (բարձր ջերմաստիճանում):
Ջրածինը հաճախ դրա համար օգտագործվում է լաբորատորիայում.

Առավել ակտիվ մետաղները, ինչպես արդյունաբերության մեջ, այնպես էլ լաբորատորիայում, ստացվում են էլեկտրոլիզով (§ 9.9):
Լաբորատորիայում ավելի քիչ ռեակտիվ մետաղները կարող են կրճատվել ավելի ռեակտիվ մետաղներով իրենց աղերի լուծույթներից (տես § 12.2 սահմանափակումների համար):

1. Ինչու՞ մետաղները հակված չեն օքսիդացնող հատկություններ ցուցաբերելու:
2. Ի՞նչն է հիմնականում որոշում մետաղների քիմիական ակտիվությունը:
3. Իրականացնել փոխակերպումներ
ա) Li Li 2 O LiOH LiCl; բ) NaCl Na Na 2 O 2;
գ) FeO Fe FeS Fe 2 O 3; դ) CuCl 2 Cu(OH) 2 CuO Cu CuBr 2.
4.Վերականգնել հավասարումների ձախ կողմերը.
ա) ... = H 2 O + Cu;
բ) ... = 3CO + 2Fe;
գ) ... = 2Cr + Al 2 O 3
. Մետաղների քիմիական հատկությունները.

13.3. Ոչ մետաղներ

Ի տարբերություն մետաղների, ոչ մետաղները շատ են տարբերվում միմյանցից իրենց հատկություններով` և՛ ֆիզիկական, և՛ քիմիական, և նույնիսկ կառուցվածքի տեսակով: Բայց, բացի ազնիվ գազերից, բոլոր ոչ մետաղներում ատոմների միջև կապը կովալենտ է։
Ոչ մետաղներ կազմող ատոմները էլեկտրոններ կցելու հատկություն ունեն, սակայն պարզ նյութեր առաջացնելով՝ չեն կարող «բավարարել» այդ միտումը։ Ուստի ոչ մետաղները (այս կամ այն ​​աստիճանով) ունեն էլեկտրոններ կցելու միտում, այսինքն՝ կարող են ցույց տալ. օքսիդացնող հատկություններ. Ոչ մետաղների օքսիդատիվ ակտիվությունը մի կողմից կախված է ատոմների չափից (որքան փոքր են ատոմները, այնքան ակտիվ է նյութը), իսկ մյուս կողմից՝ պարզ նյութում կովալենտային կապերի ուժից ( որքան ուժեղ են կապերը, այնքան քիչ ակտիվ է նյութը): Իոնային միացությունների առաջացման ժամանակ ոչ մետաղների ատոմներն իսկապես ավելացնում են «հավելյալ» էլեկտրոններ, իսկ կովալենտային կապերով միացությունների առաջացման ժամանակ նրանք միայն ընդհանուր էլեկտրոնային զույգերն են տեղափոխում իրենց ուղղությամբ։ Երկու դեպքում էլ օքսիդացման աստիճանը նվազում է։
Ոչ մետաղները կարող են օքսիդանալ.
1) մետաղներ(էլեկտրոններ նվիրաբերելու քիչ թե շատ հակված նյութեր).
3F 2 + 2Al = 2AlF 3,
O 2 + 2Mg = 2MgO (նախապես տաքացնելով),
S + Fe = FeS (երբ տաքացվում է),
2C + Ca = CaC 2 (երբ տաքացվում է):
2) այլ ոչ մետաղներ(էլեկտրոններ ընդունելու ավելի քիչ հակված).
2F 2 + C = CF 4 (երբ տաքացվում է),
O 2 + S = SO 2 (նախապես տաքացնելով),
S + H 2 = H 2 S (երբ տաքացվում է),
3) շատ համալիր նյութեր:
4F 2 + CH 4 = CF 4 + 4HF,
3O 2 + 4NH 3 = 2N 2 + 6H 2 O (երբ տաքացվում է),
Cl 2 + 2HBr = Br 2 + 2HCl:
Այստեղ ռեակցիայի ընթացքի հնարավորությունը հիմնականում որոշվում է ռեակտիվների և ռեակցիայի արտադրանքներում կապերի ուժով և կարող է որոշվել հաշվարկով. Գ.
Ամենաուժեղ օքսիդացնող նյութը ֆտորն է։ Թթվածինն ու քլորը մի փոքր զիջում են նրան (ուշադրություն դարձրեք տարրերի համակարգում նրանց դիրքին)։
Բորը, գրաֆիտը (և ադամանդը), սիլիցիումը և այլ պարզ նյութեր, որոնք ձևավորվում են մետաղների և ոչ մետաղների միջև սահմանին հարող տարրերով, շատ ավելի փոքր չափով ցուցադրում են օքսիդացնող հատկություններ: Այս տարրերի ատոմները ավելի քիչ հավանական է, որ էլեկտրոններ ձեռք բերեն: Հենց այս նյութերն են (հատկապես գրաֆիտը և ջրածինը), որոնք կարող են դրսևորվել վերականգնող հատկություններ:
2C + MnO 2 = Mn + 2CO,
4H 2 + Fe 3 O 4 = 3Fe + 4H 2 O:
Դուք կուսումնասիրեք ոչ մետաղների մնացած քիմիական հատկությունները հաջորդ բաժիններում, երբ կծանոթանաք առանձին տարրերի քիմիայի հետ (ինչպես եղավ թթվածնի և ջրածնի դեպքում): Այնտեղ դուք նույնպես կսովորեք, թե ինչպես ստանալ այդ նյութերը:

1. Հետևյալ նյութերից որո՞նք են ոչ մետաղներ՝ Be, C, Ne, Pt, Si, Sn, Se, Cs, Sc, Ar, Ra.
2. Բերե՛ք ոչ մետաղների օրինակներ, որոնք նորմալ պայմաններում հանդիսանում են ա) գազ, բ) հեղուկ, գ) պինդ:
3. Բերե՛ք ա) մոլեկուլային և բ) ոչ մոլեկուլային պարզ նյութերի օրինակներ:
4. Բերե՛ք քիմիական ռեակցիաների երեք օրինակ, որոնցում ա) քլորը և բ) ջրածինը օքսիդացնող հատկություն ունեն։
5. Բերե՛ք քիմիական ռեակցիաների երեք օրինակ, որոնք չկան պարբերության տեքստում, որոնցում ջրածինը վերականգնող հատկություն է ցուցաբերում:
6. Կատարել վերափոխումներ.
ա) P 4 P 4 O 10 H 3 PO 4; բ) H 2 NaH H 2; գ) Cl 2 NaCl Cl 2 .
Ոչ մետաղների քիմիական հատկությունները.

13.4. Հիմնական օքսիդներ

Դուք արդեն գիտեք, որ բոլոր հիմնական օքսիդները իոնային կապերով ոչ մոլեկուլային պինդ նյութեր են:
Հիմնական օքսիդները ներառում են.
ա) ալկալային և հողալկալիական տարրերի օքսիդներ.
բ) որոշ այլ տարրերի օքսիդներ, որոնք մետաղներ են կազմում ավելի ցածր օքսիդացման վիճակներում, օրինակ՝ CrO, MnO, FeO, Ag 2 O և այլն։

Դրանք պարունակում են միայնակ լիցքավորված, կրկնակի լիցքավորված (շատ հազվադեպ եռակի լիցքավորված կատիոններ) և օքսիդ իոններ։ Ամենաբնորոշը Քիմիական հատկություններհիմնական օքսիդները պայմանավորված են դրանցում կրկնակի լիցքավորված օքսիդ իոնների (շատ ուժեղ բազային մասնիկներ) առկայությամբ։ Հիմնական օքսիդների քիմիական ակտիվությունը հիմնականում կախված է դրանց բյուրեղներում իոնային կապերի ամրությունից։
1) Բոլոր հիմնական օքսիդները փոխազդում են ուժեղ թթուների լուծույթների հետ (§ 12.5).
Li 2 O + 2H 3 O = 2Li + 3H 2 O, NiO + 2H 3 O = Ni 2 + 3H 2 O,
Li 2 O + 2HCl p = 2LiCl p + H 2 O, NiO + H 2 SO 4p = NiSO 4p + H 2 O:
Առաջին դեպքում, բացի օքսոնիումի իոնների հետ ռեակցիայից, տեղի է ունենում նաև ռեակցիա ջրի հետ, բայց քանի որ դրա արագությունը շատ ավելի ցածր է, այն կարելի է անտեսել, հատկապես, որ ի վերջո նույն արտադրանքները դեռ ստացվում են։
Թույլ թթվի լուծույթով ռեակցիայի հնարավորությունը որոշվում է ինչպես թթվի ուժով (որքան ուժեղ է թթուն, այնքան ավելի ակտիվ է), այնպես էլ օքսիդում կապի ուժով (որքան թույլ է կապը, այնքան ավելի ակտիվ է) օքսիդ):
2) Ալկալիների և հողալկալիական մետաղների օքսիդները փոխազդում են ջրի հետ (§ 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) Բացի այդ, հիմնային օքսիդները փոխազդում են թթվային օքսիդների հետ.
BaO + CO 2 = BaCO 3,
FeO + SO 3 = FeSO 4,
Na 2 O + N 2 O 5 = 2NaNO 3:
Կախված այս և այլ օքսիդների քիմիական ակտիվությունից՝ ռեակցիաները կարող են տեղի ունենալ սովորական ջերմաստիճանում կամ տաքացնելիս։
Ինչո՞վ է պայմանավորված նման արձագանքները։ Դիտարկենք BaO-ից և CO2-ից BaCO 3-ի առաջացման ռեակցիան: Ռեակցիան ընթանում է ինքնաբուխ, և էնտրոպիան այս ռեակցիայում նվազում է (երկու նյութից՝ պինդ և գազային, առաջանում է մեկ բյուրեղային նյութ), հետևաբար՝ ռեակցիան էկզոթերմիկ է։ Էկզոթերմիկ ռեակցիաներում ձևավորված կապերի էներգիան ավելի մեծ է, քան կոտրված կապերի էներգիան, հետևաբար, BaCO 3-ում կապերի էներգիան ավելի մեծ է, քան սկզբնական BaO-ում և CO2-ում: Ինչպես սկզբնական նյութերում, այնպես էլ ռեակցիայի արտադրանքներում կան երկու տեսակի քիմիական կապեր՝ իոնային և կովալենտային: Իոնային կապի էներգիան (ցանցային էներգիա) BaO-ում մի փոքր ավելի մեծ է, քան BaCO 3-ում (կարբոնատ իոնի չափը մեծ է օքսիդի իոնից), հետևաբար, O 2 + CO 2 համակարգի էներգիան ավելի մեծ է, քան էներգիան: CO 3 2.

+ Ք

Այլ կերպ ասած, CO 3 2 իոնը ավելի կայուն է, քան O 2 իոնը և CO 2 մոլեկուլը առանձին վերցված: Եվ կարբոնատ իոնի ավելի մեծ կայունությունը (նրա ցածր ներքին էներգիան) կապված է այս իոնի լիցքի բաշխման հետ (– 2 ե) կարբոնատ իոնի երեք թթվածնի ատոմներով՝ օքսիդի իոնում մեկի փոխարեն (տես նաև § 13.11):
4) Շատ հիմնական օքսիդներ կարող են վերածվել մետաղի ավելի ակտիվ մետաղի կամ ոչ մետաղական վերականգնող նյութի միջոցով.
MnO + Ca = Mn + CaO (երբ տաքացվում է),
FeO + H 2 \u003d Fe + H 2 O (երբ ջեռուցվում է):
Նման ռեակցիաների առաջացման հավանականությունը կախված է ոչ միայն վերականգնող նյութի ակտիվությունից, այլև սկզբնական և ստացված օքսիդի կապերի ուժից։
Գեներալ ստացման եղանակըԳրեթե բոլոր հիմնական օքսիդները ներառում են համապատասխան մետաղի օքսիդացում թթվածնով: Այս կերպ նատրիումի, կալիումի և որոշ այլ շատ ակտիվ մետաղների օքսիդներ (այդ պայմաններում նրանք ձևավորում են պերօքսիդներ և ավելի բարդ միացություններ), ինչպես նաև ոսկի, արծաթ, պլատին և այլ շատ ցածր ակտիվ մետաղներ (այդ մետաղները չեն արձագանքում. թթվածին) հնարավոր չէ ստանալ: Հիմնական օքսիդներ կարելի է ստանալ համապատասխան հիդրօքսիդների, ինչպես նաև որոշ աղերի (օրինակ՝ կարբոնատների) ջերմային տարրալուծմամբ։ Այսպիսով, մագնեզիումի օքսիդը կարելի է ձեռք բերել բոլոր երեք եղանակներով.
2Mg + O 2 = 2MgO,
Mg(OH) 2 = MgO + H 2 O,
MgCO 3 = MgO + CO 2:

1. Կազմե՛ք ռեակցիայի հավասարումներ.
ա) Li 2 O + CO 2 բ) Na 2 O + N 2 O 5 գ) CaO + SO 3
դ) Ag 2 O + HNO 3 ե) MnO + HCl զ) MgO + H 2 SO 4
2. Կազմի՛ր հետևյալ փոխակերպումների ժամանակ տեղի ունեցող ռեակցիաների հավասարումներ.
ա) Mg MgO MgSO 4 բ) Na 2 O Na 2 SO 3 NaCl
գ) CoO Co CoCl 2 դ) Fe Fe 3 O 4 FeO
3. 8,85 գ կշռող նիկելի մի մասը կալցինացվել է թթվածնի հոսքի մեջ՝ նիկելի(II) օքսիդ ստանալու համար, այնուհետև մշակվել աղաթթվի ավելցուկով։ Ստացված լուծույթին ավելացվել է նատրիումի սուլֆիդի լուծույթ, մինչև տեղումները չդադարեն: Որոշեք այս նստվածքի զանգվածը:
Հիմնական օքսիդների քիմիական հատկությունները.

13.5. Թթվային օքսիդներ

Բոլոր թթվային օքսիդները նյութեր են կովալենտային կապ.
Թթվային օքսիդները ներառում են.
ա) ոչ մետաղներ կազմող տարրերի օքսիդներ.
բ) տարրերի որոշ օքսիդներ, որոնք կազմում են մետաղներ, եթե այդ օքսիդների մետաղները գտնվում են ավելի բարձր օքսիդացման վիճակում, օրինակ՝ CrO 3, Mn 2 O 7:
Թթվային օքսիդներից կան նյութեր, որոնք գազեր են սենյակային ջերմաստիճանում (օրինակ՝ CO 2, N 2 O 3, SO 2, SeO 2), հեղուկներ (օրինակ՝ Mn 2 O 7) և պինդ մարմիններ (օրինակ՝ 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): Թթվային օքսիդների մեծ մասը մոլեկուլային նյութեր են (բացառություններ են B 2 O 3, SiO 2, պինդ SO 3, CrO 3 և մի քանի այլ նյութեր. կան նաև P 2 O 5-ի ոչ մոլեկուլային փոփոխություններ): Բայց ոչ մոլեկուլային թթվային օքսիդները նույնպես դառնում են մոլեկուլային՝ գազային վիճակի անցնելիս։
Թթվային օքսիդներին բնորոշ են հետևյալը. Քիմիական հատկություններ.
1) Բոլոր թթվային օքսիդները փոխազդում են ուժեղ հիմքերի հետ, ինչպես պինդ մարմինների հետ.
CO 2 + Ca (OH) 2 = CaCO 3 + H 2 O
SiO 2 + 2KOH = K 2 SiO 3 + H 2 O (երբ տաքացվում է),
և ալկալային լուծույթներով (§ 12.8):
SO 3 + 2OH = SO 4 2 + H 2 O, N 2 O 5 + 2OH = 2NO 3 + H 2 O,
SO 3 + 2NaOH р = Na 2 SO 4р + H 2 O, N 2 O 5 + 2KOH р = 2KNO 3р + H 2 O:
Պինդ հիդրօքսիդների հետ ռեակցիաների պատճառը նույնն է, ինչ օքսիդների հետ (տես § 13.4):
Թթվային ամենաակտիվ օքսիդները (SO 3, CrO 3, N 2 O 5, Cl 2 O 7) կարող են արձագանքել նաև չլուծվող (թույլ) հիմքերի հետ։
2) Թթվային օքսիդները փոխազդում են հիմնական օքսիդների հետ (§ 13.4).
CO 2 + CaO = CaCO 3
P 4 O 10 + 6FeO = 2Fe 3 (PO 4) 2 (երբ տաքացվում է)
3) Շատ թթվային օքսիդներ արձագանքում են ջրի հետ (§11.4):
N 2 O 3 + H 2 O = 2HNO 2 SO 2 + H 2 O = H 2 SO 3 (ծծմբաթթվի բանաձեւի ավելի ճիշտ նշումը SO 2 է: H 2 O
N 2 O 5 + H 2 O = 2HNO 3 SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4
Շատ թթու օքսիդներ կարող են լինել ստացել էհամապատասխան պարզ նյութերի (C gr, S 8, P 4, P cr, B, Se, բայց ոչ N 2 և ոչ հալոգենների) թթվածնով օքսիդացումով (թթվածնում կամ օդում այրում).
C + O 2 = CO 2,
S 8 + 8O 2 = 8SO 2,
կամ համապատասխան թթուների տարրալուծման ժամանակ.
H 2 SO 4 = SO 3 + H 2 O (ուժեղ ջեռուցմամբ),
H 2 SiO 3 = SiO 2 + H 2 O (երբ չորանում է օդում),
H 2 CO 3 = CO 2 + H 2 O (սենյակային ջերմաստիճանում լուծույթում),
H 2 SO 3 = SO 2 + H 2 O (սենյակային ջերմաստիճանում լուծույթում):
Ածխածնային և ծծմբաթթուների անկայունությունը հնարավորություն է տալիս ստանալ CO 2 և SO 2 Na 2 CO 3 + 2HCl p = 2NaCl p + CO 2 +H 2 O կարբոնատների վրա ուժեղ թթուների ազդեցությամբ:
(ռեակցիան տեղի է ունենում ինչպես լուծույթում, այնպես էլ պինդ Na 2 CO 3-ով), և սուլֆիտներով
K 2 SO 3tv + H 2 SO 4conc = K 2 SO 4 + SO 2 + H 2 O (եթե ջուրը շատ է, ծծմբի երկօքսիդը չի արտազատվում որպես գազ):

Ամֆոտերային միացություններ

Քիմիան միշտ հակադրությունների միասնություն է։

Նայեք պարբերական աղյուսակին.

Որոշ տարրեր (գրեթե բոլոր մետաղները, որոնք ունեն +1 և +2 օքսիդացման վիճակներ) ձևավորվում են հիմնականօքսիդներ և հիդրօքսիդներ. Օրինակ՝ կալիումը առաջացնում է K 2 O օքսիդը, իսկ KOH հիդրօքսիդը։ Նրանք ցուցադրում են հիմնական հատկություններ, ինչպիսիք են թթուների հետ փոխազդեցությունը:

K2O + HCl → KCl + H2O

Ձևավորվում են որոշ տարրեր (ոչմետաղների մեծ մասը և +5, +6, +7 օքսիդացման վիճակներով մետաղներ)։ թթվայինօքսիդներ և հիդրօքսիդներ. Թթվային հիդրօքսիդները թթվածին պարունակող թթուներ են, դրանք կոչվում են հիդրօքսիդներ, քանի որ իրենց կառուցվածքում ունեն հիդրօքսիլ խումբ, օրինակ՝ ծծումբը ձևավորում է թթվային օքսիդ SO 3 և թթվային հիդրօքսիդ H 2 SO 4 (ծծմբաթթու).

Նման միացությունները ցուցաբերում են թթվային հատկություններ, օրինակ՝ փոխազդում են հիմքերի հետ.

H2SO4 + 2KOH → K2SO4 + 2H2O

Եվ կան տարրեր, որոնք կազմում են օքսիդներ և հիդրօքսիդներ, որոնք ցուցաբերում են և՛ թթվային, և՛ հիմնային հատկություններ: Այս երեւույթը կոչվում է ամֆոտերիկ . Հենց այս օքսիդներն ու հիդրօքսիդներն են մեր ուշադրությունը կենտրոնացնելու այս հոդվածում: Բոլոր ամֆոտերային օքսիդները և հիդրօքսիդները ջրի մեջ չլուծվող պինդ նյութեր են:

Նախ, ինչպե՞ս կարող ենք որոշել, թե օքսիդը կամ հիդրօքսիդը ամֆոտեր են: Կա մի կանոն, մի փոքր կամայական, բայց դուք դեռ կարող եք օգտագործել այն.

Ամֆոտերային հիդրօքսիդները և օքսիդները մետաղների կողմից առաջանում են օքսիդացման +3 և +4 վիճակներում, Օրինակ (Ալ 2 Օ 3 , Ալ(Օհ) 3 , Ֆե 2 Օ 3 , Ֆե(Օհ) 3)

Եվ չորս բացառություններ.մետաղներZn , Լինել , Pb , Սն առաջացնում են հետևյալ օքսիդները և հիդրօքսիդները.ZnO , Zn ( Օհ ) 2 , BeO , Լինել ( Օհ ) 2 , PbO , Pb ( Օհ ) 2 , SnO , Սն ( Օհ ) 2 , որտեղ նրանք ցուցադրում են +2 օքսիդացման աստիճան, բայց չնայած դրան, այդ միացությունները դրսևորվում են ամֆոտերային հատկություններ .

Ամենատարածված ամֆոտերային օքսիդները (և դրանց համապատասխան հիդրօքսիդները)՝ 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:

Ամֆոտերային միացությունների հատկությունները դժվար չէ հիշել. դրանք փոխազդում են թթուներ և ալկալիներ.

• Թթուների հետ փոխազդեցության ժամանակ ամեն ինչ պարզ է, այս ռեակցիաներում ամֆոտերային միացությունները վարվում են հիմնականների պես.

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

Հիդրօքսիդները արձագանքում են նույն կերպ.

Fe(OH) 3 + 3HCl → FeCl 3 + 3H 2 O

Pb(OH) 2 + 2HCl → PbCl 2 + 2H 2 O

• Ալկալիների հետ փոխազդեցությունը մի փոքր ավելի բարդ է: Այս ռեակցիաներում ամֆոտերային միացությունները իրենց պահում են թթուների պես, և ռեակցիայի արգասիքները կարող են տարբեր լինել՝ կախված պայմաններից։

Կամ ռեակցիան տեղի է ունենում լուծույթում, կամ արձագանքող նյութերը վերցվում են որպես պինդ և միաձուլվում։

Հիմնական միացությունների փոխազդեցությունը ամֆոտերների հետ միաձուլման ժամանակ.

Եկեք նայենք ցինկի հիդրօքսիդի օրինակին: Ինչպես նշվեց ավելի վաղ, ամֆոտերային միացությունները փոխազդում են հիմնական միացությունների հետ և իրենց պահում են թթուների նման։ Այսպիսով, եկեք գրենք ցինկի հիդրօքսիդ Zn (OH) 2 որպես թթու: Թթուն առջեւում ջրածին ունի, հանենք՝ H 2 ZnO 2 ։ Իսկ ալկալիի ռեակցիան հիդրօքսիդի հետ կշարունակվի այնպես, կարծես այն թթու լինի։ «Թթվային մնացորդ» ZnO 2 2 երկվալենտ.

2K Օհ(TV) + Հ 2 ZnO 2 (պինդ) (t, միաձուլում)→ K 2 ZnO 2 + 2 Հ 2 Օ

Ստացված K 2 ZnO 2 նյութը կոչվում է կալիումի մետազինկատ (կամ պարզապես կալիումի ցինկատ)։ Այս նյութը կալիումի և հիպոթետիկ «ցինկի թթու» H 2 ZnO 2 աղ է (այդ միացությունները աղեր անվանելը լիովին ճիշտ չէ, բայց մեր հարմարության համար մենք կմոռանանք դրա մասին): Պարզապես գրեք ցինկի հիդրօքսիդը այսպես. H 2 ZnO 2 - լավ չէ: Մենք գրում ենք Zn (OH) 2, ինչպես միշտ, բայց նկատի ունենք (մեր հարմարության համար), որ այն «թթու» է.

2KOH (պինդ) + Zn (OH) 2 (պինդ) (t, միաձուլում) → K 2 ZnO 2 + 2H 2 O

Հիդրօքսիդներով, որոնք ունեն 2 OH խումբ, ամեն ինչ կլինի նույնը, ինչ ցինկի դեպքում.

Be(OH) 2(tv.) + 2NaOH (tv.) (t, միաձուլում) → 2H 2 O + Na 2 BeO 2 (նատրիումի մետաբերիլատ կամ բերիլատ)

Pb(OH) 2 (sol.) + 2NaOH (sol.) (t, միաձուլում) → 2H 2 O + Na 2 PbO 2 (նատրիումի մետապլումբատ, կամ պլամբատ)

Երեք OH խմբերով ամֆոտերային հիդրօքսիդներով (Al (OH) 3, Cr (OH) 3, Fe (OH) 3) մի փոքր այլ է։

Դիտարկենք ալյումինի հիդրօքսիդի օրինակը՝ Al (OH) 3, գրենք այն թթվի տեսքով՝ H 3 AlO 3, բայց մենք այն չենք թողնում այս տեսքով, այլ ջուրը հանում ենք այնտեղից.

H 3 AlO 3 – H 2 O → HAlO 2 + H 2 O:

Հենց այս «թթուն» է (HAlO 2), որի հետ մենք աշխատում ենք.

HAlO 2 + KOH → H 2 O + KAlO 2 (կալիումի մետաալյումինատ, կամ պարզապես ալյումինատ)

Բայց ալյումինի հիդրօքսիդը չի կարող գրվել այսպես HAlO 2, մենք այն գրում ենք սովորականի պես, բայց այնտեղ նկատի ունենք «թթու».

Al(OH) 3(լուծ.) + KOH (լուծ.) (t, միաձուլում)→ 2H 2 O + KAlO 2 (կալիումի մետաալյումինատ)

Նույնը վերաբերում է քրոմի հիդրօքսիդին.

Cr(OH) 3 → H 3 CrO 3 → HCrO 2

Cr(OH) 3(tv.) + KOH (tv.) (t, միաձուլում)→ 2H 2 O + KCrO 2 (կալիումի մետաքրոմատ,

ԲԱՅՑ ՈՉ ՔՐՈՄԱՏ, քրոմատները քրոմաթթվի աղեր են):

Դա նույնն է չորս OH խմբեր պարունակող հիդրօքսիդների դեպքում. մենք ջրածինը առաջ ենք տանում և ջուրը հեռացնում.

Sn(OH) 4 → H 4 SnO 4 → H 2 SnO 3

Pb(OH) 4 → H 4 PbO 4 → H 2 PbO 3

Պետք է հիշել, որ կապարն ու անագը յուրաքանչյուրը կազմում են երկու ամֆոտերային հիդրօքսիդ՝ +2 (Sn (OH) 2, Pb (OH) 2) և +4 (Sn (OH) 4, Pb (OH) 4 օքսիդացման աստիճանով։ )

Եվ այս հիդրօքսիդները կստեղծեն տարբեր «աղեր».

Օքսիդացման վիճակ
Հիդրօքսիդի բանաձև	Sn(OH)2	Pb(OH)2	Sn(OH)4	Pb(OH)4
Հիդրօքսիդի բանաձևը որպես թթու	H2SnO2	H2PbO2	H2SnO3	H2PbO3
Աղ (կալիում)	K2SnO2	K2PbO2	K2SNO3	K2PbO3
Աղի անվանումը			metastannAT	metablumbAT

Նույն սկզբունքները, ինչ սովորական «աղերի» անվանումներում, ամենաբարձր օքսիդացման վիճակում գտնվող տարրը AT վերջածանցն է, միջանկյալում՝ IT:

Նման «աղերը» (մետաքրոմատներ, մետաալյումինատներ, մետաբերիլատներ, մետազինկատներ և այլն) ստացվում են ոչ միայն ալկալիների և ամֆոտերային հիդրօքսիդների փոխազդեցության արդյունքում։ Այս միացությունները միշտ առաջանում են, երբ ուժեղ հիմնական «աշխարհը» և ամֆոտերայինը (միաձուլման ժամանակ) շփվում են: Այսինքն, ինչպես ամֆոտերային հիդրօքսիդները, ամֆոտերային օքսիդները և մետաղական աղերը, որոնք ձևավորում են ամֆոտերային օքսիդներ (թույլ թթուների աղեր) կարձագանքեն ալկալիների հետ։ Իսկ ալկալիի փոխարեն կարող եք վերցնել ուժեղ հիմնական օքսիդ և ալկալի ձևավորող մետաղի աղ (թույլ թթվի աղ):

Փոխազդեցություններ:

Հիշեք, որ ստորև նշված ռեակցիաները տեղի են ունենում միաձուլման ժամանակ:

Ամֆոտերային օքսիդ ուժեղ հիմնական օքսիդով.

ZnO (պինդ) + K 2 O (պինդ) (t, միաձուլում) → K 2 ZnO 2 (կալիումի մետազինկատ կամ պարզապես կալիումի ցինկատ)

Ամֆոտերային օքսիդ ալկալիներով.

ZnO (պինդ) + 2KOH (պինդ) (t, միաձուլում) → K 2 ZnO 2 + H 2 O

Ամֆոտերային օքսիդ թույլ թթվի աղով և ալկալի ձևավորող մետաղով.

ZnO (sol.) + K 2 CO 3 (sol.) (t, fusion) → K 2 ZnO 2 + CO 2

Ամֆոտերային հիդրօքսիդ ուժեղ հիմնական օքսիդով.

Zn(OH) 2 (պինդ) + K 2 O (պինդ) (t, միաձուլում) → K 2 ZnO 2 + H 2 O

Ամֆոտերային հիդրօքսիդ ալկալիներով.

Zn (OH) 2 (պինդ) + 2KOH (պինդ) (t, միաձուլում) → K 2 ZnO 2 + 2H 2 O

Ամֆոտերային հիդրօքսիդը թույլ թթվի աղով և ալկալի ձևավորող մետաղով.

Zn (OH) 2 (tv.) + K 2 CO 3 (tv.) (t, միաձուլում) → K 2 ZnO 2 + CO 2 + H 2 O

Թույլ թթվի և ուժեղ հիմնային օքսիդով ամֆոտերային միացություն կազմող մետաղի աղեր.

ZnCO 3 (պինդ) + K 2 O (պինդ) (t, միաձուլում) → K 2 ZnO 2 + CO 2

Թույլ թթվի և ալկալիի հետ ամֆոտերային միացություն կազմող մետաղի աղեր.

ZnCO 3 (պինդ) + 2KOH (պինդ) (t, միաձուլում) → K 2 ZnO 2 + CO 2 + H 2 O

Թույլ թթվի և մետաղի աղեր, որոնք ամֆոտերային միացություն են կազմում թույլ թթվի աղի և ալկալի ձևավորող մետաղի հետ.

ZnCO 3 (tv.) + K 2 CO 3 (tv.) (t, fusion)→ K 2 ZnO 2 + 2CO 2

Ստորև բերված է տեղեկատվություն ամֆոտերային հիդրօքսիդների աղերի մասին, որոնցից ամենատարածվածները միասնական պետական ​​քննության ժամանակ նշվում են կարմիրով:

	Հիդրօքսիդ	Հիդրօքսիդը որպես թթու	Թթվային մնացորդ		Աղի անվանումը
BeO	Be (OH) 2	Հ 2 BeO 2	BeO 2 2-	Կ 2 BeO 2	Մետաբերիլլատ (բերիլատ)
ZnO	Zn (OH) 2	Հ 2 ZnO 2	ZnO 2 2-	Կ 2 ZnO 2	Մետազինկատ (ցինկատ)
Ալ 2 Օ 3	Al(OH) 3	HAlO 2	AlO 2 —	ԿԱԼՈ 2	Մետալյումինատ (ալյումինատ)
Fe2O3	Fe (OH) 3	HFeO2	FeO2 -	KFeO2	Metaferrate (ԲԱՅՑ ՈՉ FERRATE)
	Sn(OH)2	H2SnO2	SnO 2 2-	K2SnO2
	Pb(OH)2	H2PbO2	PbO 2 2-	K2PbO2
SnO 2	Sn(OH)4	H2SnO3	SnO 3 2-	K2SNO3	MetastannAT (stannate)
PbO2	Pb(OH)4	H2PbO3	PbO 3 2-	K2PbO3	MetablumAT (plumbat)
Cr2O3	Cr(OH)3	HCrO 2	CrO2 -	KCrO 2	Մետախրոմատ (ԲԱՅՑ ՈՉ ՔՐՈՄԱՏ)

Ամֆոտերային միացությունների փոխազդեցությունը ալկալային լուծույթների հետ (այստեղ միայն ալկալիներ):

Միասնական պետական ​​քննության մեջ դա կոչվում է «ալյումինի հիդրօքսիդի (ցինկ, բերիլիում և այլն) ալկալիների տարրալուծում»: Դա պայմանավորված է ամֆոտերային հիդրօքսիդների բաղադրության մեջ գտնվող մետաղների ունակությամբ՝ հիդրօքսիդի իոնների ավելցուկի առկայության դեպքում (ալկալային միջավայրում) այդ իոնները կցելու իրենց: Մի մասնիկ է առաջանում՝ կենտրոնում գտնվող մետաղով (ալյումին, բերիլիում և այլն), որը շրջապատված է հիդրօքսիդի իոններով։ Այս մասնիկը հիդրօքսիդի իոնների պատճառով դառնում է բացասական լիցքավորված (անիոն), և այդ իոնը կկոչվի հիդրոքսոալյումինատ, հիդրոքսոզինկատ, հիդրոքսոբերիլատ և այլն։ Ավելին, գործընթացը կարող է տարբեր ձևերով ընթանալ, մետաղը կարող է շրջապատված լինել տարբեր քանակությամբ հիդրօքսիդի իոններով։

Մենք կքննարկենք երկու դեպք. երբ մետաղը շրջապատված է չորս հիդրօքսիդ իոններ, և երբ այն շրջապատված է վեց հիդրօքսիդ իոններ.

Եկեք գրենք այս գործընթացների կրճատ իոնային հավասարումը.

Al(OH) 3 + OH — → Al(OH) 4 —

Ստացված իոնը կոչվում է տետրահիդրոքսոալյումինատ իոն։ «tetra-» նախածանցը ավելացվում է, քանի որ կան չորս հիդրօքսիդ իոններ: Տետրահիդրոքսոալյումինատ իոնն ունի լիցք, քանի որ ալյումինը կրում է 3+ լիցք, իսկ չորս հիդրօքսիդ իոն 4-, ընդհանուր առմամբ ստացվում է.

Al(OH) 3 + 3OH - → Al(OH) 6 3-

Այս ռեակցիայի ժամանակ առաջացած իոնը կոչվում է հեքսահիդրոքսոալյումինատ իոն։ «Հեքսո-» նախածանցն ավելացվում է, քանի որ կան հիդրօքսիդի վեց իոններ:

Անհրաժեշտ է ավելացնել նախածանց, որը ցույց է տալիս հիդրօքսիդի իոնների քանակը։ Որովհետև եթե ուղղակի գրեք «հիդրոքսոալյումինատ», պարզ չէ, թե որ իոնն եք նկատի ունենում՝ Al (OH) 4 - թե Al (OH) 6 3-:

Երբ ալկալին փոխազդում է ամֆոտերային հիդրօքսիդի հետ, լուծույթում առաջանում է աղ։ Որի կատիոնը ալկալային կատիոն է, իսկ անիոնը՝ բարդ իոն, որի առաջացումը մենք ավելի վաղ քննարկեցինք։ Անիոնն է քառակուսի փակագծեր.

Al (OH) 3 + KOH → K (կալիումի տետրահիդրոքսոալյումինատ)

Al (OH) 3 + 3KOH → K 3 (կալիումի հեքսահիդրոքսոալյումինատ)

Թե կոնկրետ ինչ (հեքսա- կամ տետրա) աղ եք գրում որպես ապրանք, նշանակություն չունի: Նույնիսկ USE-ի պատասխաններում գրված է. «... K 3 (K-ի ձևավորումն ընդունելի է»: Հիմնական բանը չմոռանալ համոզվել, որ բոլոր ինդեքսները ճիշտ են տեղադրվել: Հետևեք գանձումներին և պահեք հաշվի առեք, որ դրանց գումարը պետք է հավասար լինի զրոյի:

Ամֆոտերային հիդրօքսիդներից բացի, ամֆոտերային օքսիդները փոխազդում են ալկալիների հետ։ Ապրանքը նույնը կլինի: Միայն եթե արձագանքը գրեք այսպես.

Al 2 O 3 + NaOH → Na

Al 2 O 3 + NaOH → Na 3

Բայց այս արձագանքները չեն հավասարվի։ Անհրաժեշտ է ջուր ավելացնել ձախ կողմում, քանի որ փոխազդեցությունը տեղի է ունենում լուծույթում, այնտեղ բավականաչափ ջուր կա, և ամեն ինչ կհավասարվի.

Al 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O → 2Na

Al 2 O 3 + 6NaOH + 3H 2 O → 2Na 3

Բացի ամֆոտերային օքսիդներից և հիդրօքսիդներից, որոշ հատկապես ակտիվ մետաղներ փոխազդում են ալկալային լուծույթների հետ, որոնք առաջացնում են ամֆոտերային միացություններ։ Դա այն է՝ ալյումին, ցինկ և բերիլիում։ Հավասարեցնելու համար ձախին նույնպես ջուր է պետք։ Եվ, բացի այդ, այս գործընթացների միջև հիմնական տարբերությունը ջրածնի արտազատումն է.

2Al + 2NaOH + 6H 2 O → 2Na + 3H 2

2Al + 6NaOH + 6H 2 O → 2Na 3 + 3H 2

Ստորև բերված աղյուսակը ցույց է տալիս քննության ընթացքում ամֆոտերային միացությունների հատկությունների ամենատարածված օրինակները.

Ամֆոտերիկ նյութ		Աղի անվանումը
Al2O3 Al(OH) 3		Նատրիումի տետրահիդրոքսոալյումինատ	Al(OH) 3 + NaOH → Na Ալ 2 Օ 3 + 2NaOH + 3H 2 O → 2Na 2Al + 2NaOH + 6H 2 O → 2Na + 3H 2
	Na 3	Նատրիումի hexahydroxoaluminate	Al(OH) 3 + 3NaOH → Na 3 Ալ 2 Օ 3 + 6NaOH + 3H 2 O → 2Na 3 2Al + 6NaOH + 6H 2 O → 2Na 3 + 3H 2
Zn(OH)2	K2	Նատրիումի տետրահիդրոքսոզինկատ	Zn (OH) 2 + 2NaOH → Na 2 ZnO + 2NaOH + H 2 O → Na 2 Zn + 2NaOH + 2H 2 O → Na 2 +Հ 2
	Կ 4	Նատրիումի hexahydroxozincate	Zn (OH) 2 + 4NaOH → Na 4 ZnO + 4NaOH + H 2 O → Na 4 Zn + 4NaOH + 2H 2 O → Na 4 +Հ 2
Be(OH)2	Լի 2	Լիթիումի տետրահիդրոքսոբերիլատ	Be (OH) 2 + 2LiOH → Li 2 BeO + 2LiOH + H 2 O → Li 2 Եղեք + 2LiOH + 2H 2 O → Li 2 +Հ 2
	Լի 4	Լիթիումի հեքսահիդրոքսոբերիլատ	Be (OH) 2 + 4LiOH → Li 4 BeO + 4LiOH + H 2 O → Li 4 Եղեք + 4LiOH + 2H 2 O → Li 4 +Հ 2
Cr2O3 Cr(OH)3		Նատրիումի տետրահիդրոքսոքրոմատ	Cr(OH) 3 + NaOH → Na Քր 2 Օ 3 + 2NaOH + 3H 2 O → 2Na
	Na 3	Նատրիումի hexahydroxochromate	Cr(OH) 3 + 3NaOH → Na 3 Քր 2 Օ 3 + 6NaOH + 3H 2 O → 2Na 3
Fe2O3 Fe (OH) 3		Նատրիումի տետրահիդրոքսոֆերատ	Fe (OH) 3 + NaOH → Na Ֆե 2 Օ 3 + 2NaOH + 3H 2 O → 2Na
	Նա 3	Նատրիումի հեքսահիդրոքսոֆերատ	Fe (OH) 3 + 3NaOH → Na 3 Ֆե 2 Օ 3 + 6NaOH + 3H 2 O → 2Na 3

Այս փոխազդեցության արդյունքում ստացված աղերը փոխազդում են թթուների հետ՝ առաջացնելով երկու այլ աղ (տվյալ թթվի և երկու մետաղի աղեր).

2 Նա 3 + 6H 2 ԱՅՍՊԵՍ 4 → 3Նա 2 ԱՅՍՊԵՍ 4 + Ալ 2 (SO 4 ) 3 +12 ժ 2 Օ

Այսքանը: Ոչ մի բարդ բան. Հիմնական բանը չշփոթելն է, հիշեք, թե ինչ է ձևավորվում միաձուլման ընթացքում և ինչն է լուծույթում: Շատ հաճախ այս հարցի վերաբերյալ առաջադրանքներ են հանդիպում Բմասեր.