Савельев А.Е.
Химия.
Изучение с пониманием.
| Светлой памяти моей любимой мамочки посвящается... |
Предлагаемое учебное пособие содержит материал необходимый для полноценного обучения основам общей химии. В книге приведены правила общей химии, которые подробно разобраны на конкретных примерах. Алгоритмы составления формул, уравнений реакций и т.п. снабжены пояснительными схемами.
Пособие предназначено для школьников, абитуриентов и учителей химии.
Учитель химии средней школы № 405
Copyright. Савельев Алексей Евгеньевич, 1998 ©
1
1. Как составить формулу по названию ?
Существует четыре основных класса неорганических веществ:
кислоты, основания, оксиды, соли.
Таблица 1.
КЛАСС ВЕЩЕСТВ |
ОКСИДЫ | ОСНОВАНИЯ | КИСЛОТЫ | СОЛИ |
КАК ОТЛИЧИТЬ ОДИН КЛАСС ОТ ДРУГОГО ? |
Слово “ОКСИД” в названии | Слово “ГИДРОКСИД” в названии | Слово “КИСЛОТА” в названии | Любое другое слово кроме: оксид, гидроксид или кислота |
1) Два элемента 2) Второй элемент - КИСЛОРОД | 1) Справа от первого элемента ОН - группа | 1) Первый элемент в формуле - ВОДОРОД | 1) Справа от первого элемента кислотный остаток |
Сu O Na2 O Fe2 O 3 | K OH Сa (OH)2 Fe (OH)3 | H Cl H2 SO4 H3 PO4 | Cu Cl2 Na2 SO4 Mg3 (PO4)2 |
Правила составления формул по названию.
I. Составление формул оксидов и оснований.
Чтобы рационально научиться составлять формулы веществ, принадлежащих к этим классам необходимо действовать следующим образом:
1) Прочитайте название вещества и напишите составные части символами элементов:
Название вещества: | Выполненное действие: | Пояснения: |
оксид алюминия | Al O | Слово оксид означает, что после символа алюминия ( Al ) надо записать символ кислорода ( О ) |
гидроксид железа (III) | Fe OH | Слово гидроксид означает, что после символа железа ( Fe ) надо записать гидроксильную группу ( ОН ) |
2) Проставьте валентности химических элементов над символами элементов.
2
Название вещества: | Выполненное действие: | Пояснения: |
оксид алюминия | III II Al O | Валентность алюминия ( Аl ) не указана в названии. Смотрим в таблицу Менделеева (cм. ниже) Там этот металл стоит в III группе, значит, его валентность равна III. Валентность кислорода ( О ) всегда равна II |
гидроксид железа (III) | III I Fe OH | Валентность железа ( Fe ) указана в названии. Она равна III. Валентность ОH - группы всегда равна I |
Таблица: Определение валентности по периодической системе:
В таблице Менделеева вертикальные столбцы, обозначенные римскими цифрами
(I, II, III и т.д.) - это ГРУППЫ ЭЛЕМЕНТОВ.
Периоды | Группы элементов |
| I | II | III | IV | V | VI | VII | VIII |
1 | | H | | | | | | | | | | | | | | He |
2 | | Li | | Be | | B | | C | | N | | O | | F | | Ne |
3 | | Na | | Mg | | Al | | Si | | P | | S | | Cl | | Ar |
4 | | K | | Ca | Sc | | Ti | | V | | Cr | | Mn | | Fe | Co | Ni | |
| Cu | | Zn | | | Ga | | Ge | | As | | Se | | Br | | Kr |
5 | | Rb | | Sr | Y | | Zr | | Nb | | Mo | | Tc | | Ru | Rh | Pd | |
| Ag | | Cd | | | In | | Sn | | Sb | | Te | | I | | Xe |
6 | | Cs | | Ba | La | | Hf | | Ta | | W | | Re | | Os | Ir | Pt | |
| Au | | Hg | | | TI | | Pb | | Bi | | Po | | At | | Rn |
7 | | Fr | | Ra | Ac | | Db | | JI | | Rf | | Bh | | Hn | Mt | | |
3) Найдите наименьшее общее кратное (НОК) - самое маленькое число, которое можно разделить на обе валентности и получить целые числа. Наименьшее общее кратное (НОК) разделите на каждую из валентностей и проставьте ИНДЕКСЫ ( цифры внизу справа у символа элемента) в формулу.
Выполненное действие: | Пояснения: |
НОК = 6 III II Al2O3 6 : III = 2 6 : II = 3 | Самое маленькое число, делящаеся на обе валентности т.е. на III и на II это 6. Разделив 6 на обе валентности, получаем индексы, которые записываем справа внизу от знака элемента. |
3
Выполненное действие: | Пояснения: |
НОК = 3 III I Fe(OH)3 3 : III = 1 3 : I = 3 | Самое маленькое число, делящаеся на обе валентности нацело, т.е. на III и на I это 3. Разделив 3 на обе валентности, получаем индексы. Для железа индекс 1 не записываем ОН - группа состоит из двух элементов, поэтому, её берут в скобки и за скобками пишут индекс 3 |
II. Составление формул солей.
Чтобы уметь составлять формулы солей необходимо знать какой кислотный остаток соответствует первому слову в названии соли. Для этого выучите формулы кислот их названия и названия их солей по таблице № .
№ п / п | ФОРМУЛА КИСЛОТЫ | НАЗВАНИЕ КИСЛОТЫ | Первое слово в названии соли | Кислотный остаток |
1. | HCl | СОЛЯНАЯ ( хлороводородная кислота ) | ХЛОРИД | Сl |
2. | H2S | CЕРОВОДОРОДНАЯ КИСЛОТА | СУЛЬФИД | S |
3. | H2SO4 | СЕРНАЯ КИСЛОТА | СУЛЬФАТ | SO4 |
4. | H2SO3 | СЕРНИСТАЯ КИСЛОТА | СУЛЬФИТ | SO3 |
5. | HNO3 | АЗОТНАЯ КИСЛОТА | НИТРАТ | NO3 |
6. | HNO2 | АЗОТИСТАЯ КИСЛОТА | НИТРИТ | NO2 |
7. | H3PO4 | ФОСФОРНАЯ КИСЛОТА | ФОСФАТ | PO4 |
8. | H2CO3 | УГОЛЬНАЯ КИСЛОТА | КАРБОНАТ | CO3 |
9. | H2SiO3 | КРЕМНИЕВАЯ КИСЛОТА | СИЛИКАТ | SiO3 |
10. | CH3COOH | УКСУСНАЯ КИСЛОТА | АЦЕТАТ | CH3COO |
Алгоритм составления формулы соли такой же как при составлении формул оксидов и оснований.
1) Прочитайте название вещества и напишите составные части символами элементов:
4
Название вещества: | Выполненное действие: | Пояснения: |
нитрат бария | Ba NO3 | Слово “нитрат” означает, что это соль азотной кислоты ( HNO3 ) и, поэтому, после символа бария ( Ва ) надо записать кислотный остаток NO3 |
сульфат хрома (III) | Cr SO4 | Слово “сульфат” означает, что это соль серной кислоты ( H2SO4 ) и, поэтому, после символа хрома ( Cr ) надо записать кислотный остаток SO4 |
хлорид железа (II) | Fe Cl | Слово “хлорид” означает, что это соль соляной кислоты ( HCl ) и, поэтому, после символа железа( Fe ) надо записать кислотный остаток Cl |
2) Проставьте валентности химических элементов над символами элементов.
Название вещества: | Выполненное действие: | Пояснения: |
нитрат бария | II I Ba NO3 | Валентность бария ( Ba ) не указана в названии. Смотрим в таблицу Менделеева (cм. ниже) Там этот металл стоит в II группе, значит, его валентность равна II. Валентность кислотного остатка ( NО3 ) равна I , т.к. в формуле азотной кислоты ( HNO3 ) 1 атом водорода |
сульфат хрома (III) | III II Сr SO4 | Валентность хрома( Cr ) указана в названии. Она равна III. Валентность кислотного остатка ( SО4 ) равна II , т.к. в формуле серной кислоты ( H2SO4 ) 2 атома водорода |
хлорид железа (II) | II I Fe Cl | Валентность железа ( Fe ) указана в названии. Она равна II. Валентность кислотного остатка ( Cl ) равна I , т.к. в формуле cоляной кислоты ( HCl ) 1 атом водорода |
3) Найдите наименьшее общее кратное (НОК) - самое маленькое число, которое можно разделить на обе валентности и получить целые числа. Наименьшее общее кратное (НОК) разделите на каждую из валентностей и проставьте ИНДЕКСЫ ( цифры внизу справа у символа элемента) в формулу.
5
Выполненное действие: | Пояснения: |
НОК = 2 II I Ba (NO3)2 2 : II = 1 2 : I = 2 | Самое маленькое число, делящееся на обе валентности т.е. на II и на I это 2. Разделив 2 на обе валентности, получаем индексы, которые записываем справа внизу от знака элемента. NO3 - группа состоит из двух элементов, поэтому, её берём в скобки и за скобкой записываем индекс 2. |
НОК = 6 III II Cr2(SO4)3 6 : III = 2 6 : II = 3 | Самое маленькое число, делящееся на обе валентности нацело, т.е. на III и на II это 6. Разделив 6 на обе валентности, получаем индексы, которые записываем справа внизу от знака элемента. SO4 - группа состоит из двух элементов, поэтому, её берём в скобки и за скобкой записываем индекс 3. |
НОК = 2 II I Fe Cl2 2 : II = 1 2 : I = 2 | Самое маленькое число, делящееся на обе валентности т.е. на II и на I это 2. Разделив 2 на обе валентности, получаем индексы, которые записываем справа внизу от знака элемента. Cl - группа состоит из 1 элемента, поэтому, её брать в скобки не надо, а справа внизу записываем индекс 2. |
6
2. Как уравнять схему химической реакции
( проставить коэффициенты ) ?
Пример 1.
1) Запишите схему реакции:
Fe2(SO4)3 + Ba(OH)2 Fe(OH)3 + BaSO4
2) Уравняйте атомы всех элементов ( Fe, S, Ba ) кроме водорода ( Н ) и кислорода ( О ):
Уравниваем железо ( Fe ):
До уравнивания | После уравнивания |
Fe2(SO4)3 + Ba(OH)2 Fe(OH)3 + BaSO4 железа нет железа нет 1 • 2 = 2 атома железа 1 • 1 =1 атом железа 2 + 0 = 2 1 + 0 = 1 число атомов железа неравное | В правой части атомов железа меньше, поэтому, перед формулой Fe(OH)3 надо поставить коэффициент 2 Fe2(SO4)3 + Ba(OH)2 2 Fe(OH)3 + BaSO4 железа нет железа нет 1 • 2 = 2 атома железа 2 • 1 =2 атома железа Уравнено ! |
Уравниваем серу ( S ):
До уравнивания | После уравнивания |
Fe2(SO4)3 + Ba(OH)2 2 Fe(OH)3 + BaSO4 серы нет серы нет 1 • 1 • 3 = 3 1 • 1 = 1 атома серы атом серы 3 + 0 = 3 0 + 1 = 1 число атомов серы неравное | В правой части атомов серы меньше, поэтому, перед формулой BaSO4 надо поставить коэффициент 3 Fe2(SO4)3 + Ba(OH)2 2 Fe(OH)3 + 3 BaSO4 серы нет серы нет 1 • 1 • 3 = 3 3 • 1 = 3 атома серы атома серы Уравнено ! |
Уравниваем барий ( Ва ):
До уравнивания | После уравнивания |
Fe2(SO4)3 + Ba(OH)2 2 Fe(OH)3 + 3 BaSO4 бария нет бария нет 1 • 1 = 1 3 • 1 = 3 атом бария атома бария 0 + 1 = 1 0 + 3 = 3 число атомов бария неравное | В левой части атомов бария меньше, поэтому, перед формулой Ba(OH)2 надо поставить коэффициент 3 Fe2(SO4)3 + 3 Ba(OH)2 2 Fe(OH)3 + 3 BaSO4 бария нет бария нет 3 • 1 = 3 3 • 1 = 3 атома бария атома бария Уравнено ! |
7
3) Уравняйте атомы водорода ( H ):
До уравнивания: |
Fe2(SO4)3 + 3 Ba(OH)2 2 Fe(OH)3 + 3 BaSO4 водорода нет водорода нет 3 • 1•2 = 6 2 • 1•3 = 6 атомов водорода атомов водорода 0 + 6 = 6 6 + 0 = 6 Число атомов водорода равное, поэтому, дополнительно ставить коэффициенты не требуется. |
4) Проверьте равенство атомов кислорода ( О ):
До уравнивания: |
Fe2(SO4)3 + 3 Ba(OH)2 2 Fe(OH)3 + 3 BaSO4 1 • 4•3 = 12 3 • 1 • 2 = 6 2 • 1 • 3 = 6 3 • 4 = 12 атомов кислорода атомов кислорода атомов кислорода атомов кислорода 12 + 6 = 18 6 + 12 = 18 Число атомов кислорода равное, поэтому, дополнительно ставить коэффициенты не требуется. |
5) Поставьте знак равенства в схему реакции, так как, число атомов каждого элемента слева равно числу атомов каждого элемента справа.
Fe2(SO4)3 + 3 Ba(OH)2 2 Fe(OH)3 + 3 BaSO4
Пример 2.
Существуют более сложные схемы реакций, в которых общий порядок уравнивания числа атомов элементов может не привести к успеху. В любом случае водород уравнивается предпоследним, а кислород - последним.
1) Запишите схему реакции: K3PO4 + CaCl2 KCl + Ca3(PO4)2
2) Уравняйте атомы всех элементов ( K, Ca, P, Cl ) кроме водорода ( Н ) и кислорода ( О ):
В этой реакции сначала лучше уравнять число атомов кальция ( Са ) или атомов фосфора ( Р ). Если попробовать начать уравнивать число атомов калия ( К ) или атомов хлора ( Сl ), то после не удастся уравнять атомы кальция ( Са ) и атомы фосфора ( Р ). Убедитесь в этом сами.
Уравниваем кальций ( Са ):
До уравнивания | После уравнивания |
K3PO4 + CaCl2 KCl + Ca3(PO4)2 нет нет кальция 1 • 1 = 1 кальция 1 • 3 = 3 1 атом кальция 3 атома кальция 0 + 1 = 1 0 + 3 = 3 число атомов кальция неравное | В левой части атомов кальция меньше, поэтому, перед формулой CaCl2 надо поставить коэффициент 3 K3PO4 + 3 CaCl2 KCl + Ca3(PO4)2 кальция нет кальция нет 3 • 1 = 3 1 • 3 = 3 3 атома кальция Уравнено ! 3 атома кальция |
8
Уравниваем хлор ( Сl ):
До уравнивания | После уравнивания |
K3PO4 + 3 CaCl2 KCl + Ca3(PO4)2 нет нет хлора 3 • 2 = 6 1 • 1 = 1 хлора 6 атомов хлора 1 атом хлора 0 + 6 = 6 1 + 0 = 1 число атомов хлора неравное | В правой части атомов хлора меньше, поэтому, перед формулой КCl надо поставить коэффициент 6 K3PO4 + 3 CaCl2 6 KCl + Ca3(PO4)2 хлора нет хлора нет 3 • 2 = 6 6 • 1 = 6 6 атомов хлора 6 атомов хлора Уравнено ! |
Уравниваем калий ( К ):
До уравнивания | После уравнивания |
K3PO4 + 3 CaCl2 6 KCl + Ca3(PO4)2 нет нет 1 • 3 = 3 калия 6 • 1 = 6 калия 3 атома калия 6 атомов калия 3 + 0 = 3 6 + 0 = 6 число атомов калия неравное | В левой части атомов калия меньше, поэтому, перед формулой К3PO4 надо поставить коэффициент 2 2 K3PO4 + 3 CaCl2 6 KCl + Ca3(PO4)2 калия нет калия нет 2 • 3 = 6 6 • 1 = 6 6 атомов калия 6 атомов калия Уравнено ! |
9
3. Как составить формулу кислой соли по названию ?
Правила составления формул кислых солей по названию.
Чтобы научиться составлять формулы кислых солей необходимо уметь составлять формулы средних солей по кислотным остаткам соответствующих кислот (см. 1).
Пример 1:
1) Прочитайте название вещества и напишите составные части символами элементов:
Название вещества: | Выполненное действие: | Пояснения: |
гидрофосфат калия | KHPO4 | Приставка ГИДРО означает, что соль кислая, поэтому, в составе кислотного остатка 1 атом Н (атом водорода). Название ФОСФАТ означает, что это соль фосфорной кислоты, поэтому, в составе кислотного остатка группа PO4 |
2) Проставьте валентность над символами металла и кислотного остатка, например, для указанных выше веществ:
Название вещества: | Выполненное действие: | Пояснения: |
гидрофосфат калия | I II KHPO4 | Валентность калия равна I , так как калий элемент I группы главной подгруппы. Валентность кислотного остатка HPO4 определяется по разности атомов водорода в кислоте и кислотном остатке: H3PO4 HPO4 3 -1 = II |
3) Найдите наименьшее общее кратное (НОК) - самое маленькое число, которое можно разделить на обе валентности и получить целые числа. Наименьшее общее кратное (НОК) разделите на каждую из валентностей и проставьте ИНДЕКСЫ ( цифры внизу справа у символа элемента) в формулу.
Выполненное действие: | Пояснения: |
НОК = 2 I II K2HPO4 2 : I = 2 2 : II = 1 единицу не пишут | Самое маленькое число, делящаеся на обе валентности т.е. на II и на I это 2. Разделив 2 на обе валентности, получаем индексы, которые записываем справа внизу от знака элемента и кислотного остатка. |
10
Пример 2:
1) Прочитайте название вещества и напишите составные части символами элементов:
Название вещества: | Выполненное действие: | Пояснения: |
дигидрофосфат кальция | СаH2PO4 | Приставка ДИГИДРО означает, что соль кислая и имеет в составе кислотного остатка 2 атома Н “ДИ” означает ДВА (атома водорода) Название ФОСФАТ означает, что это соль фосфорной кислоты, поэтому, в составе кислотного остатка группа PO4 |
2) Проставьте валентность над символами металла и кислотного остатка, например, для указанных выше веществ:
Название вещества: | Выполненное действие: | Пояснения: |
дигидрофосфат калия | II I СаH2PO4 | Валентность кальция равна II , так как кальций элемент II группы главной подгруппы. Валентность кислотного остатка H2PO4 определяется по разности атомов водорода в кислоте и кислотном остатке: H3PO4 H2PO4 3 -2 = I |
3) Найдите наименьшее общее кратное (НОК) - самое маленькое число, которое можно разделить на обе валентности и получить целые числа. Наименьшее общее кратное (НОК) разделите на каждую из валентностей и проставьте ИНДЕКСЫ ( цифры внизу справа у символа элемента) в формулу.
Выполненное действие: | Пояснения: |
НОК = 2 II I Са(H2PO4)2 2 : II = 1 2 : I = 2 кислотный остаток надо взять в скобки, т.к. результат деления больше 1 | Самое маленькое число, делящаеся на обе валентности, т.е. на II и на I это 2. Разделив 2 на обе валентности, получаем индексы, которые записываем справа внизу от знака элемента и кислотного остатка. |
11
4. Как составить формулу основной соли по названию ?
Правила составления формул основных солей по названию.
Пример 1.
1) Прочитайте название вещества и напишите составные части символами элементов:
Название вещества: | Выполненное действие: | Пояснения: |
гидроксохлорид железа (III) | FeOHCl | Приставка ГИДРОКСО означает, что соль основная, поэтому, в составе - одна ОН группа Название ХЛОРИД означает, что это соль соляной кислоты, поэтому, в составе кислотного остатка Cl |
2) Проставьте заряды частиц, входящих в состав формулы. Заряд металла положителен и равен численно валентности металла. Заряд ОН группы равен ( - 1 ). Заряд кислотного остатка отрицателен и чсленно равен валентности кислотного остатка:
Название вещества: | Выполненное действие: | Пояснения: |
гидроксохлорид железа (III) | +3 -1 -1 FeOHCl | Валентность железа равна III ( указано в названии ), поэтому, заряд атома железа равен ( + 3 ) Валентность кислотного остатка Cl равна I , т.к. в НCl один атом водорода, поэтому, заряд хлора равен ( - 1 ) Заряд ОН группы всегда равен ( -1 ) |
3) Формула основной соли делится на две части: первая часть - металл с ОН группой; вторая часть - кислотный остаток. Посчитайте суммы зарядов в составных частях.
Первая часть: металл и ОН группа +3 -1 ( FeOH ) Заряд первой части равен: +3 + (-1) = +2 | +3 -1 -1 FeOHCl +2 -1 | Вторая часть: кислотный остаток ( Cl ) Заряд второй части равен: -1 |
4) Используя принцип электронейтральности молекулы вещества ( сумма зарядов составных частей равна нулю ), проставьте в формулу индексы.
Первая часть: металл и ОН группа ( FeOH ) Заряд первой части равен: +3 + (-1) = +2 У группы FeOH индекс 1 не пишем | +3 -1 -1 FeOHCl2 +2 + (-2) = 0 | Вторая часть: кислотный остаток ( Cl ) Для равенства зарядов у кислотного остатка Cl пишем индекс: 2 Заряд второй части равен: -1 • 2 = - 2 |
12
Пример 2.
1) Прочитайте название вещества и напишите составные части символами элементов:
Название вещества: | Выполненное действие: | Пояснения: |
дигидроксохлорид железа (III) | Fe(OH)2Cl | Приставка ДИГИДРОКСО означает, что соль основная, и в её составе - две ОН группы “ДИ” означает ДВЕ ( две ОН группы ) Название ХЛОРИД означает, что это соль соляной кислоты, поэтому, в составе кислотного остатка группа Cl |
2) Проставьте заряды частиц, входящих в состав формулы. Заряд металла положителен и равен численно валентности металла. Заряд ОН группы равен ( - 1 ). Заряд кислотного остатка отрицателен и чсленно равен валентности кислотного остатка:
Название вещества: | Выполненное действие: | Пояснения: |
дигидроксохлорид железа (III) | +3 -1 -1 Fe(OH)2Cl | Валентность железа равна III ( указано в названии ), поэтому, заряд атома железа равен ( + 3 ) Валентность кислотного остатка Cl равна I , т.к. в НCl один атом водорода, поэтому, заряд хлора равен ( - 1 ) Заряд ОН группы всегда равен ( -1 ) |
3) Формула основной соли делится на две части: первая часть - металл с ОН группой; вторая часть - кислотный остаток. Посчитайте суммы зарядов в составных частях.
Первая часть: металл и ОН группы +3 -1 ( Fe(OH)2 ) Заряд первой части равен: +3 + ( -1 • 2 ) = +1 | +3 -1 -1 Fe(OH)2Cl +1 -1 | Вторая часть: кислотный остаток ( Cl ) Заряд второй части равен: -1 |
4) Используя принцип электронейтральности молекулы вещества ( сумма зарядов составных частей равна нулю ), проставьте в формулу индексы.
Первая часть: металл и ОН группа +3 -1 ( Fe(OH)2 ) Заряд первой части равен: +3 + ( -1 • 2 ) = +1 | +3 -1 -1 Fe(OH)2Cl +1 + ( -1 ) = 0 | Вторая часть: кислотный остаток ( Cl ) Заряд второй части равен: -1 • 1 = - 1 |
Заряды частей равны, поэтому, индексы ставить не надо, т.к. формула составлена. |
13
Пример 3.
1) Прочитайте название вещества и напишите составные части символами элементов:
Название вещества: | Выполненное действие: | Пояснения: |
гидроксокарбонат меди (II) | СuOHCO3 | Приставка ГИДРОКСО означает, что соль основная, поэтому, в составе - одна ОН группа Название КАРБОНАТ означает, что это соль угольной кислоты, поэтому, в составе кислотного остатка группа CО3 |
2) Проставьте заряды частиц, входящих в состав формулы. Заряд металла положителен и равен численно валентности металла. Заряд ОН группы равен ( - 1 ). Заряд кислотного остатка отрицателен и чсленно равен валентности кислотного остатка:
Название вещества: | Выполненное действие: | Пояснения: |
гидроксокарбонат меди (II) | +2 -1 -2 СuOHCO3 | Валентность меди равна II ( указано в названии ), поэтому, заряд атома меди равен ( + 2 ) Валентность кислотного остатка CО3 равна II , т.к. в Н2CО3 два атома водорода, поэтому, заряд CО3 равен ( - 2 ) Заряд ОН группы всегда равен ( -1 ) |
3) Формула основной соли делится на две части: первая часть - металл с ОН группой; вторая часть - кислотный остаток. Посчитайте суммы зарядов в составных частях.
Первая часть: металл и ОН группа +2 -1 ( СuOH ) Заряд первой части равен: +2 + (-1) = +1 | +2 -1 -2 CuOHCO3 +1 -2 | Вторая часть: кислотный остаток ( CO3 ) Заряд второй части равен: -2 |
4) Используя принцип электронейтральности молекулы вещества ( сумма зарядов составных частей равна нулю ), проставьте в формулу индексы.
Первая часть: металл и ОН группа ( CuOH ) Заряд первой части равен: +2 + (-1) = +1 У группы CuOH запишите индекс 2 | +2 -1 -2 (СuOH)2CO3 +1 + (-2) = -1 | Вторая часть: кислотный остаток ( Cl ) Заряд второй части равен: -1 • 2 = - 2 У кислотного остатка CO3 индекс 1 не пишем |
14
5. Строение комплексных соединений.
Рассмотрим сначала строение гидроксо-комплексных солей.
Гидроксокомплексные соли характерны для амфотерных металлов, например, Zn, Al, Cr, Pb, Be и других. В своём составе гидроксо-комплексные соли содержат два разных металла, один из которых амфотерный (входит во внутреннюю сферу комплексной соли), а другой не амфотерный (входит во внешнюю сферу комплексной соли) и несколько гидроксо-групп ( ОН - гидроксо-группа ). Число гидроксо-групп, называется координационным ( КЧ ) и определяется свойствами атома комплексообразователя (амфотерного металла). Для наиболее часто встречающихся гидроксо-комплексных солей КЧ атомов-комплексообразователей имеют значения:
Координационные числа атомов-комплексообразователей ( КЧ ): |
Zn: 4 | Be: 4 | Pb: 4 | Al: 4, 6 | Cr: 4, 6 |
Пример 1: тетрагидроксоцинкат калия - K2[Zn(OH)4] |
Атом-комплексообразователь d-элемент - Zn ( записывается первым внутри квадратных скобок ) | Координационное число ( КЧ ) - число лигандов, - групп атомов, связанных с атомом комплексообразователем во внутренней сфере комплексной соли. |
K2[Zn(OH)4] |
Внешняя сфера комплексной соли - металл калий: К ( за квадратными скобками ) | Внутренняя сфера комплексной соли - амфотерный металл цинк: Zn и четыре ОН - группы ( внутри квадратных скобок ) |
Пример 2: гексагидроксохромат натрия - Na3[Cr(OH)6] |
Атом-комплексообразователь d-элемент - Cr ( записывается первым внутри квадратных скобок ) | Координационное число ( КЧ ) - число лигандов, - групп атомов, связанных с атомом комплексообразователем во внутренней сфере комплексной соли. |
Na3[Cr(OH)6] |
Внешняя сфера комплексной соли - металл натрий: Na ( за квадратными скобками ) | Внутренняя сфера комплексной соли - амфотерный металл хром: Cr и шесть ОН - групп ( внутри квадратных скобок ) |
15
6. Как составить формулу комплексной соли по названию ?
Правила составления формул комплексных солей по названию.
1) Прочитайте название вещества и напишите составные части символами элементов:
Пример 1: тетрагидроксоцинкат калия |
Название цинкат означает, что атом-комплексообразователь - цинк: Zn Его записывают первым внутри квадратных скобок. | Приставка ТЕТРА означает, что гидроксо-групп четыре Их берут в скобки и пишут индекс 4 за скобкой |
K[Zn(OH)4] |
Слово КАЛИЯ означает, что слева от квадратной скобки надо записать символ калия: К | Название ГИДРОКСО означает, что справа от комплесообразователя - цинка ( Zn ) находятся ОН - группы. |
2) Проставьте заряды частиц, входящих в состав формулы. Заряд металла положителен и численно равен валентности металла. Заряд ОН группы равен ( - 1 ):
Валентность цинка равна II ( постоянная ), поэтому, заряд атома цинка равен ( + 2 ) | Заряд ОН группы всегда равен ( -1 ) |
+1 +2 -1 K[Zn(OH)4] |
Валентность калия равна I ( постоянная ), поэтому, заряд атома калия равен ( + 1 ) | |
3) Формула комплексной соли делится на две части: первая часть - внешняя сфера (металл за квадратными скобками); вторая часть - внутренняя сфера ( металл с ОН группами внутри квадратных скобок). Посчитайте суммы зарядов в составных частях (за квадратными скобками и внутри них).
Первая часть: металл калий - К +1 К Заряд первой части равен: +1 | +1 +2 -1 K[Zn(OH)4] +1 -2 | Вторая часть: внутренняя сфера комплексного соединения +2 -1 [Zn(OH)4] +2 + (-1) • 4 = - 2 Заряд второй части равен: -2 |
4) Суммарный заряд всех составных частей молекулы равен 0. Пользуясь этим определите и проставьте индексы в формулу так, чтобы эта закономерность была выполнена.
Первая часть: металл калий - К Заряд первой части равен: +1 | +1 +2 -1 K2[Zn(OH)4] +1•2 + (-2) = 0 | Вторая часть: внутренняя сфера комплексного соединения +2 -1 [Zn(OH)4] +2 + (-1) • 4 = - 2 Заряд второй части равен: -2 |
Чтобы сумма зарядов составных частей стала равна 0, необходимо увеличить положительный заряд. Для этого число атомов калия должно быть равно 2. Этот индекс надо поставить в формулу справа внизу от атома калия.
16
Пример 2: тетрагидроксоалюминат натрия |
Название АЛЮМИНат означает, что атом-комплексообразователь - алюминий: Al Его записывают первым внутри квадратных скобок. | Приставка ТЕТРА означает, что гидроксо-групп четыре Их берут в скобки и пишут индекс 4 за скобкой |
Na[Al(OH)4] |
Слово НАТРИЯ означает, что слева от квадратной скобки надо записать символ натрия: Na | Название ГИДРОКСО означает, что справа от комплесообразователя - алюминия ( Al ) находятся ОН - группы. |
2) Проставьте заряды частиц, входящих в состав формулы. Заряд металла положителен и численно равен валентности металла. Заряд ОН группы равен ( - 1 ):
Валентность алюминия равна III ( постоянная ), поэтому, заряд атома алюминия равен ( + 3 ) | Заряд ОН группы всегда равен ( -1 ) |
+1 +3 -1 Na[Al(OH)4] |
Валентность натрия равна I ( постоянная ), поэтому, заряд атома натрия равен ( + 1 ) | |
3) Формула комплексной соли делится на две части: первая часть - внешняя сфера (металл за квадратными скобками); вторая часть - внутренняя сфера ( металл с ОН группами внутри квадратных скобок). Посчитайте суммы зарядов в составных частях (за квадратными скобками и внутри них).
Первая часть: металл натрий - Na +1 Na Заряд первой части равен: +1 | +1 +3 -1 Na[Al(OH)4] +1 -1 | Вторая часть: внутренняя сфера комплексного соединения +3 -1 [Al(OH)4] +3 + (-1) • 4 = - 1 Заряд второй части равен: -1 |
4) Суммарный заряд всех составных частей молекулы равен 0. Пользуясь этим определите и проставьте индексы в формулу так, чтобы эта закономерность была выполнена.
Первая часть: металл натрий - Na Заряд первой части равен: +1 | +1 +3 -1 Na[Al(OH)4] +1 • 1 + (-1) = 0 | Вторая часть: внутренняя сфера комплексного соединения +3 -1 [Al(OH)4] +3 + (-1) • 4 = - 1 Заряд второй части равен: -1 |
Cумма зарядов составных частей равна 0, поэтому, индексы ставить не требуется.
17
Пример 3: гексагидроксохромат (III) натрия |
Название ХРОМат означает, что атом-комплексообразователь - хром: Cr Его записывают первым внутри квадратных скобок. | Приставка ГЕКСА означает, что гидроксо-групп ШеСТЬ Их берут в скобки и пишут индекс 6 за скобкой |
Na[Cr(OH)6] |
Слово НАТРИЯ означает, что слева от квадратной скобки надо записать символ натрия: Na | Название ГИДРОКСО означает, что справа от комплесообразователя - хрома ( Cr ) находятся ОН - группы. |
2) Проставьте заряды частиц, входящих в состав формулы. Заряд металла положителен и численно равен валентности металла. Заряд ОН группы равен ( - 1 ):
Валентность хрома равна III ( указана в названии ), поэтому, заряд атома хрома равен ( + 3 ) | Заряд ОН группы всегда равен ( -1 ) |
+1 +3 -1 Na[Cr(OH)6] |
Валентность натрия равна I ( постоянная ), поэтому, заряд атома натрия равен ( + 1 ) | |
3) Формула комплексной соли делится на две части: первая часть - внешняя сфера (металл за квадратными скобками); вторая часть - внутренняя сфера ( металл с ОН группами внутри квадратных скобок). Посчитайте суммы зарядов в составных частях (за квадратными скобками и внутри них).
Первая часть: металл натрий - Na +1 Na Заряд первой части равен: +1 | +1 +3 -1 Na[Cr(OH)6] +1 -3 | Вторая часть: внутренняя сфера комплексного соединения +3 -1 [Cr(OH)6] +3 + (-1) • 6 = - 3 Заряд второй части равен: -3 |
4) Суммарный заряд всех составных частей молекулы равен 0. Пользуясь этим, определите и проставьте индексы в формулу так, чтобы эта закономерность была выполнена.
Первая часть: металл натрий - Na Заряд первой части равен: +1 | +1 +3 -1 Na3[Cr(OH)6] +1•3 + (-3) = 0 | Вторая часть: внутренняя сфера комплексного соединения +3 -1 [Cr(OH)6] +3 + (-1) • 6 = - 3 Заряд второй части равен: -3 |
Чтобы сумма зарядов составных частей стала равна 0, необходимо увеличить положительный заряд. Для этого число атомов натрия должно быть равно 3. Этот индекс надо поставить в формулу справа внизу от атома натрия.