1.4 Соли

Соли − сложные вещества, которые состоят из атомов металла и кислотных остатков. Это наиболее многочисленный класс неорганических соединений.

Рис. 1.5. Классификация

Комплексные соли

Строение. [Cu(NH₃)₆]Cl₂ : 2Cl^- - внешняя сфера; [Cu(NH₃)₆]²⁺ – внутренняя сфера (комплексный ион); Cu²⁺ – комплексообразователь (центральный ион); 6 - координационное число; (NH₃) – лиганд.

Центральными ионами (атомами) обычно служат металлы больших периодов (Co, Ni, Pt, Hg, Ag, Cu); типичными лигандами являются OH^-, CN^-, NH₃, CO, H₂O; они связаны с центральным атомом донорно-акцепторной связью

8

Генетическая связь между различными классами соединений

Металл Неметалл

(+ О₂ ) (+О₂)

1

1

5

4

2

Основной оксид соль Кислотный оксид

2

(+Н₂О) (+ Н₂О)

3

3

6

7

Основание Кислота Примеры

1) металл + неметалл  соль Hg + S ® HgS

2Al + 3I₂ ® 2AlI₃

2) основной оксид + кислотный оксид  соль

Li₂O + CO₂® Li₂CO₃

CaO + SiO₂ ® CaSiO₃

3) основание + кислота  соль

Cu(OH)₂ + 2HCl ® CuCl₂ + 2H₂O

4) металл + О₂  основной оксид

2Ca + O₂ ® 2CaO

4Li + O₂ ® 2Li₂O

5) неметалл + О₂  кислотный оксид

S + O₂ ® SO₂

4As + 5O₂ ® 2As₂O₅

6) основной оксид + Н₂О основание

BaO + H₂O ® Ba(OH)₂

Li₂O + H₂O ® 2LiOH

7) кислотный оксид + Н₂О кислота

P₂O₅ + 3H₂O ® 2H₃PO₄

SO₃ + H₂O ® H₂SO₄

9

2. Основные понятия и законы химии

Современные теоретические представления в химии базируются на атомно-молекулярном учении, в рамках которого вводятся некоторые понятия и величины.

АТОМ – электронейтральная система взаимодействующих элементарных частиц, состоящая из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов, сохраняющая свойства химического элемента.

ХИМИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ – это совокупность атомов, имеющих одинаковый заряд атомного ядра. Заряд ядра атома равен его порядковому номеру в периодической системе элементов и определяет его местоположение.

МОЛЕКУЛА – это наименьшая электрически нейтральная частица вещества, обладающая его химическими свойствами и способная к самостоятельному существованию. Молекулы могут содержать от одного (инертные газы) до многих тысяч атомов (органические молекулы).

ИОН – это заряженная частица, представляющая собой атом или группу химически связанных друг с другом атомов с избытком (анионы:SO₄^2-, Cl^-, ClO₄^-) или недостатком (катионы: Na⁺, Ca²⁺, NH₄⁺) электронов.

СВОБОДНЫЕ РАДИКАЛЫ – это частицы, содержащие ненасыщенные связи (неспаренные электроны) - (-CH₃, -NH₂, -H)

Сила, с которой два атома удерживаются вместе в составе молекулы, определяет прочность химической связи, а энергия, необходимая для ее разрыва, называется энергией химической связи. Ее величина изменяется от 80 до 800 кДж/моль.

ХИМИЧЕСКАЯ ФОРМУЛА – это символическая запись, характеризующая качественный и количественный состав химического соединения и отражающая количественные соотношения между атомами разных элементов, образующих данную частицу. Химическая формула достоверно отражает количественный состав веществ, у которых преобладает ковалентная связь (Cl₂, H₂, H₂O). Для веществ с большой долей ионной связи и веществ металлоидного типа количественные соотношения между атомами в формуле носят усредненный характер и не отражают реального состава.

АТОМНАЯ ЕДИНИЦА МАССЫ (а.е.м.). Атомная единица массы определяется как 1/12 часть массы атома углерода в ядре которого содержится 6 протонов и 6 нейтронов. 1а.е.м. = 1,6610^-27кг. Условно можно считать массы протона и нейтрона одинаковыми и равными (приблизительно) 1 а.е.м. В химии чаще пользуются относительными атомными массами химических элементов (A_r). Это отношение массы атома данного элемента к 1/12 массы атома изотопа углерода ¹²С.

МОЛЬ – это единица количества вещества. 1 моль содержит столько же структурных единиц (атомов, ионов, молекул), сколько содержится атомов в 12 граммах углерода (изотоп ¹²С) Число атомов в 12 граммах углерода легко рассчитывается как отношение массы 1 моль (молярной массы) к массе 1 атома углерода:

N_a = 12 г/моль /1,99310^-23г = 6,02210²³моль^-1.

Число N_a является одной из фундаментальных констант и носит название постоянная Авогадро (число Авогадро).

10

МОЛЯРНАЯ МАССА (М)– это масса 1 моль вещества. Она численно равна отношению массы вещества к его количеству (М = m /) и измеряется в г/моль или кг/кмоль. Численное значение молярной массы, измеренное в г/моль, совпадает по величине с молекулярной, атомной и формульной массой данного вещества.

ОТНОСИТЕЛЬНАЯ МОЛЕКУЛЯРНАЯ МАССА (M_r) – это отношение массы молекулы вещества к 1/12 массы атома углерода (изотоп ¹²С). Поскольку химические формулы чаще всего отражают лишь формальный количественный состав соединения, то правильнее говорить о ФОРМУЛЬНОЙ МАССЕ ВЕЩЕСТВА, понимая под ней сумму атомных масс всех элементов, входящих в соединение, с учетом числа атомов каждого из элементов в формуле.

Среди множества законов, на которые опирается химия, можно выделить ряд основных. Это законы, сформулированные в рамках атомно-молекулярного учения. К ним относят закон сохранения массы, законы постоянства состава, кратных и объемных соотношений, закон Авогадро. Эти законы называют стехиометрическими, поскольку именно они положены в основу всех количественных расчетов масс и объемов веществ, принимающих участие в химических превращениях.