Неорганическая химия

Рекомендовано
Ф едеральным государственным
учреж дением «
Ф едеральный институт

развития образования»
 в качестве 

учебного пособия для студентов 
образовательных учреж дений,
 

реализую щ их программы
среднего профессионального 
образования

И .В. БО ГО М О ЛО ВА

Неорганическая 
химия

2021

УДК 546(075)
ББК 24.1

Б74

Р е ц е н з е н т ы: Е.И. Лихачева (Российский государственный торговоэкономический университет, Саратовский институт), С.В. Синаторов (Саратовский государственный профессиональнопедагогический колледж им. Ю.А. Гагарина)

Богомолова, И.В.

Неорганическаяхимия:учебноепособие/И.В.Богомолова.–

Москва: ИНФРАМ, 2021. – 336 с. : ил. – (ПРОФИль).

ISBN 9785982811875 (АльфаМ)
ISBN 9785160037066 (ИНФРАМ)

Рассматриваются
понятия
молекулярноатомистической
теории,

представления о различии между атомом как мерой химического элемента
и молекулой как мерой простого и сложного вещества, основные законы
неорганической химии. Приводятся основы термодинамики и кинетики
химических реакций, систематическое описание свойств элементов. Содержание соответствует программе по общей химии и представляет собой
общетеоретическую часть курса.

Для студентов, обучающихся в образовательных учреждениях среднего профессионального образования.

УДК 546(075)

ББК 24.1

Учебное издание

Богомолова Ирина Владимировна

Неорганическая химия

Учебное пособие

Подписано в печать 12.02.2013. Формат 6090/16. Бумага типографская.

Печ. л. 21,0. Усл. печ. л. 21,0. ПТ10.

Издательский Дом «АльфаМ»; адрес: 127282, Москва, ул. Полярная, д. 31В, стр. 1

Тел./факс: (495) 2801596 (доб. 238); еmail: alfafaktor@infram.ru

По вопросам приобретения книг обращайтесь:

• Отдел продаж «ИНФРАМ». 127282, Москва, ул. Полярная, д. 31В, стр. 1;

тел.: (495) 2801596; факс: (495) 2803629; email: books@infra.ru

Отпечатано с электронных носителей издательства
Телефон: (4822) 4452 03, 445034, Телефон/факс: (4822) 442215

© «АльфаМ» : «ИНФРАМ», 2009

Б74

ISBN 9785982811875 (АльфаМ)
ISBN 9785160037066 (ИНФРАМ)

СТРОЕНИЕ АТОМА. ПЕРИОДИЧЕСКАЯ
СИСТЕМА Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА

§ 1.1. Основные понятия химии

Окружающая нас Вселенная вещественна и состоит из разнообразных типов субстанции – веществ и испусканий. К веществам можно отнести элементарные частицы
(атомы, молекулы) и состоящие из них газы, жидкости и твердые тела. Главным свойством вещества следует считать его изменяемость. Вследствие этого одна из ключевых задач химии –
изучение процессов превращения веществ. Поскольку специфика веществ зависит от их состава и строения, то химию как
предмет можно определить следующим образом: химия – наука о веществах, их строении, свойствах и превращениях.

Изучение структуры и признаков, установление особенностей и случайностей превращения веществ, существующих в
природе, необходимо для решения такой весьма важной проблемы, как получение синтетическим путем веществ, уже созданных природой, а также веществ, которые в природе не
встречаются. Таким образом, можно сказать, что химия не
только постигает природные вещества, но и сама формирует
материал для изучения.

Любое тело в установленных ситуациях характеризуется

постоянными физическими и химическими свойствами. Следовательно, свойства веществ – это особенности, которые отличают одни вещества от других. Характерные качества веществ выражаются главным образом в их видоизменениях.
При физических изменениях молекулы вещества остаются постоянными. Химические свойства характеризуются способностью веществ взаимодействовать в реакциях.

Вещества, образованные атомами одного химического элемента, называются простыми. Это водород, кислород, благородные газы, медь и т.п. Но одному химическому элементу мо

гут соответствовать несколько простых веществ. Это явление
называют аллотропией, а простые вещества – аллотропными
модификациями. Например, алмаз и графит являются простыми веществами и состоят только из атомов углерода. Однако
графит отличается от алмаза по химическим и особенно по физическим свойствам. Другим примером могут служить две формы фосфора – белый и красный.

Вещества, которые образованы атомами разных химических

элементов, называют сложными. Так, в состав молекул углекислого газа входят атомы кислорода и углерода, в состав молекул
сахара – атомы углерода, водорода и кислорода. Сложные вещества именуют также химическими соединениями. Некоторые химические соединения, подобно простым веществам, могут находиться в нескольких формах, что связано с разным положением молекул и атомов в кристаллической решетке.

§ 1.2. Номенклатура неорганических
соединений

Неорганические соединения подразделяются

на четыре основных класса: оксиды, кислоты, основания и соли. Рассмотрим каждый из этих классов.

Оксиды – сложные вещества, состоящие из двух химических элементов, одним из которых является кислород. Это широко распространенный в природе класс неорганических соединений. К оксидам причисляют такие хорошо известные соединения, как песок, вода, глина и т.д.; большинство руд
черных металлов содержат оксиды, например красный железняк CuO и магнитный железняк FeO.

Графические формулы оксидов имеют вид:

Э—О—Э (Э (I))

Э=О (Э (II))

О=Э—О—Э=О (Э (III)).
Напомним, что графические формулы представляют число

связей (валентностей) между элементами, и каждая валентность условно изображается черточкой.

6
Глава 1. Строение атома. Периодическая система Д.И. Менделеева

Характер оксида обусловливается его способностью создавать соли с кислотами и основаниями. По этой особенности
оксиды делят на солеобразующие и несолеобразующие (безразличные, индифферентные). В свою очередь солеобразующие оксиды разделяют на три группы:

кислотные – образуют соли с основаниями или основными оксидами, например:

NO2 + KOH KNO3 + H2O;

основные – образуют соли с кислотами или кислотными оксидами, например:

FeO + 2HCl FeCl2 + H2O;

амфотерные – образуют соли и с кислотами, и с основаниями.

Эти оксиды проявляют и те, и другие свойства, если элемент
образует оксиды в нескольких степенях окисления. Оксиды,
соответствующие высшим степеням окисления, имеют кислотные свойства, а низшим – основные, например MnO2 –
амфотерный оксид, Mn2O7 – кислотный оксид, MnO – основной оксид.

Свойства оксида обусловлены положением соответствующего элемента в Периодической системе элементов Д.И. Менделеева. Так, металлические свойства элементов уменьшаются
в периодах справа налево, а в группах увеличиваются сверху
вниз; неметаллические свойства в периодах справа налево увеличиваются, а в группах сверху вниз уменьшаются. В главных
подгруппах границей между элементами, образующими кислотные и основные оксиды, являются элементы, оксиды которых амфотерны, размещенные на восходящей диагонали
Периодической системы.

Физические свойства оксидов. Большинство основных оксидов – твердые вещества (СаО, Fe2O3). Основные оксиды представляют собой оксиды металлов – это кристаллические вещества, в которых преобладает ионный тип связи. Оксиды типичных
металлов имеют высокие температуры плавления и кипения.

Кислотные оксиды представляют собой оксиды неметаллов или переходных металлов в высоких степенях окисления.
Могут быть твердыми (P2O5, As2O3, Sb2O5), жидкими (Н2О,
Сl2О7) и газообразными (NO, SO2, СO).

§ 1.2. Номенклатура неорганических соединений
7

Химические свойства оксидов даны в табл. 1.1.

Таблица 1.1. Химические свойства оксидов

Взаимодействие оксидов

основных
кислотных
амфотерных

С водой

–

MgO + H2O Mg(OH)2
SO3 + H2O H2SO4

С кислотами c образованием соли и воды

CaO + 2HCl
t C

CaCl2+H2O

С щелочами с образованием соли и воды

SO2 + NaOH Na2SO3 +
+ H2O

С кислотами и со щелочами

ZnO + 2HCl ZnCl2 +
+ H2O

ZnO + 2NaOH + H2O

t C
Na2[Zn(OH)4]

(тетрагидроксоцинкат
натрия)

С кислотными оксидами
с образованием соли

BaO + CO2

t C

BaCO3

С основными оксидами с
образованием соли

SO2 + CaO
t C

CaSO3

С основными и кислотными оксидами с образованием соли

ZnO + MgO
t C

MgZnO2

ZnO + SO2

t C

ZnSO3

С амфотерными оксидами с образованием соли

–
МgO + Al2O3

t C

Mg(AlO2)2

P2O5 + Al2O3

t C

2AlPO4

Кислоты. Молекулы некоторых кислот состоят из двух элементов – так называемые бинарные соединения. Большинство
кислот представляет собой соединения, состоящие из трех и
более химических элементов, например:

Mg + H SO
MgSO
H
2
4
4
2
;

2Al + 6HCl
2AlCl
3H
3
2
.

Рассматривая уравнения этих реакций, можно сделать следующий вывод о составе кислот: кислотами называют сложные
вещества, которые состоят из атомов водорода, способных замещаться на атомы металлов, и кислотных остатков.

8
Глава 1. Строение атома. Периодическая система Д.И. Менделеева

Из приведенных выше уравнений следует:

кислотные остатки в химических реакциях обычно сохраняются и переходят из одних соединений в другие;

заряд кислотных остатков определяется числом атомов водорода, способных замещаться на атомы металлов (табл. 1.2).

Таблица 1.2. Некоторые кислоты и кислотные остатки

Название кислоты
Формула кислоты
Кислотные остатки

Соляная
HCl
Хлорид

Азотная
HNO3
Нитрат

Серная
H2SO4
Сульфат

Угольная
H2CO3
Карбонат

Ортофосфорная
H3PO4
Фосфат

Классификация кислот. По составу кислоты делятся на кислородосодержащие и бескислородные, по числу содержащихся в них атомов водорода, способных замещаться на металл, на
одноосновные (например, HCl, HBr, HNO3), двухосновные
(H2S, H2SO4), трехосновные (H3PO4).

Физические свойства кислот. Многие кислоты, например

серная, азотная, соляная, представляют собой бесцветные жидкости. Известны также твердые кислоты: ортофосфорная H3PO4,
метафосфорная HPO3, борная H3BO3. Почти все кислоты растворимы в воде. Пример нерастворимой кислоты – кремниевая H2SiO3. Растворы кислот имеют кислый вкус.

В природе встречается много кислот: лимонная кислота – в

лимонах, яблочная – в яблоках, щавелевая – в листьях щавеля.
Муравьи защищаются от врагов, разбрызгивая капельки едкой
муравьиной кислоты; она содержится в пчелином яде и жгучих
волосках крапивы. При скисании виноградного сока получается уксусная кислота, а при скисании молока – молочная; молочная кислота образуется также при квашении капусты и силосовании кормов для скота. В быту часто применяются лимонная и уксусная кислоты. Употребляемый в пищу уксус и
представляет собой водный раствор уксусной кислоты.

Химические свойства кислот проявляются при их взаимодействии с различными веществами:

§ 1.2. Номенклатура неорганических соединений
9

с индикаторами – лакмус краснеет, метилоранж розовеет;
c металлами. Если металл находится в ряду напряжений металлов до водорода, то при этом происходит выделение водорода и
образование соли, например Zn + 2HCl ZnCl2 + H2;

с основными оксидами – с образованием соли и воды: CuO +

+ H2SO4 CuSO4 + H2O;

с основаниями – с образованием соли и воды: HCl + NaOH NaCl + H2O;

с солями – сильная кислота может вытеснить из соли более

слабую; при этом образуются другая соль и другая кислота:
H2SO4 + + BaCl2 BaSO4+ 2HCl.

Основания – вещества, состоящие из трех элементов – металла, кислорода и водорода. Водород и кислород в них входят
в виде гидроксогруппы ОН. Название оснований образуется из слова «гидроксид» и наименования металла, например
Ca(OH)2 – гидроксид кальция (II), Fe(OH)3 – гидроксид железа (III). Классификация оснований дана в табл. 1.3.

Таблица 1.3. Классификация оснований

Признак классификации
Группа оснований
Пример

Растворимость
в воде

Растворимые (щелочи)

Малорастворимые

NaOH, Ca(OH)2
Cu(OH)2, Al(OH)3

Степень электролитической диссоциации

Сильные (1)

Слабые (0)

Щелочи

Малорастворимые основания, водный раствор аммиака

Кислотность (число гидроксогрупп)

Однокислотные

Двухкислотные

KOH, LiOH

Ba(OH)2, Mg(OH)2

Таким образом, основания – это сложные вещества, которые состоят из ионов металлов и связанных с ними одного или
нескольких гидроксидионов.

Физические свойства оснований рассмотрим на примере гидроксидов натрия NaOH и калия KOH. Это твердые белые вещества, гигроскопичные и вследствие этого расплывающиеся
на воздухе; хорошо растворяются в воде, при этом выделяется

10
Глава 1. Строение атома. Периодическая система Д.И. Менделеева