Genetisk forhold mellom metaller, ikke-metaller og deres forbindelser.
Først presenterer vi vår informasjon om klassifisering av stoffer i form av et diagram (skjema 1).
Opplegg 1
Klassifisering av uorganiske stoffer
Når du kjenner klassene til enkle stoffer, er det mulig å lage to genetiske serier: den genetiske serien av metaller og den genetiske serien av ikke-metaller.
Det er to varianter av den genetiske serien av metaller.
1. Genetisk serie av metaller som alkali tilsvarer som et hydroksid. I generelt syn en slik serie kan representeres av følgende kjede av transformasjoner:
For eksempel, den genetiske serien av kalsium:
Ca → CaO → Ca(OH) 2 → Ca 3 (PO 4) 2.
2. Genetiske serier av metaller som tilsvarer en uløselig base. Denne serien er rikere på genetiske forbindelser, siden den mer fullstendig reflekterer ideen om gjensidige transformasjoner (direkte og omvendt). Generelt kan en slik serie representeres av følgende kjede av transformasjoner:
metall → basisk oksid → salt →
→ base → basisk oksid → metall.
For eksempel, den genetiske serien av kobber:
Cu → CuO → CuCl 2 → Cu(OH) 2 → CuO → Cu.
Også her kan to varianter skilles.
1. Den genetiske serien av ikke-metaller, som en løselig syre tilsvarer som et hydroksid, kan reflekteres i form av følgende kjede av transformasjoner:
ikke-metall → surt oksid → syre → salt.
For eksempel, den genetiske serien av fosfor:
P → P 2 O 5 → H 3 PO 4 → Ca 3 (PO 4) 2.
2. Den genetiske serien av ikke-metaller, som tilsvarer en uløselig syre, kan representeres ved hjelp av følgende kjede av transformasjoner:
ikke-metall → surt oksid → salt →
→ syre → surt oksid → ikke-metall.
Siden av syrene vi har studert, er bare kiselsyre uløselig, som et eksempel på den siste genetiske serien, vurder den genetiske serien av silisium:
Si → SiO 2 → Na 2 Si0 3 → H 2 Si0 3 → Si0 2 → Si.
Stikkord og fraser
- Genetisk sammenheng.
- Genetisk serie av metaller og dens varianter.
- Genetisk serie av ikke-metaller og dens varianter.
Arbeid med datamaskin
- Se den elektroniske søknaden. Studer leksjonsmaterialet og fullfør de tildelte oppgavene.
- Finn e-postadresser på Internett som kan tjene som tilleggskilder som avslører innholdet i nøkkelord og fraser i avsnittet. Tilby din hjelp til læreren med å forberede en ny leksjon - send en melding innen søkeord og setninger i neste avsnitt.
Spørsmål og oppgaver
Denne leksjonen er viet generalisering og systematisering av kunnskap om emnet "Klasser uorganiske stoffer" Læreren vil fortelle deg hvordan du kan få et stoff fra en annen klasse fra stoffer fra en klasse. Den ervervede kunnskapen og ferdighetene vil være nyttige for å tegne reaksjonsligninger langs kjeder av transformasjoner.
I løpet av kjemiske reaksjoner et kjemisk grunnstoff forsvinner ikke, atomer beveger seg fra et stoff til et annet. Atomer kjemisk element som om overført fra et enkelt stoff til et mer komplekst, og omvendt. Dermed oppstår såkalte genetiske serier som starter enkelt stoff- metall eller ikke-metall - og slutter med salt.
La meg minne deg på at salter inneholder metaller og sure rester. Så den genetiske serien til et metall kan se slik ut:
Fra et metall, som et resultat av reaksjonen av en forbindelse med oksygen, kan et basisk oksid oppnås, et basisk oksid, når det interagerer med vann, gir en base (bare hvis denne basen er en alkali), og et salt kan være oppnådd fra en base som et resultat av en utvekslingsreaksjon med en syre, salt eller surt oksid.
Vær oppmerksom på at denne genetiske serien kun er egnet for metaller hvis hydroksyder er alkalier.
La oss skrive ned reaksjonsligningene som tilsvarer transformasjonene av litium i dens genetiske serie:
Li → Li 2 O → LiOH → Li 2 SO 4
Som du vet, danner metaller, når de interagerer med oksygen, vanligvis oksider. Når det oksideres av atmosfærisk oksygen, danner litium litiumoksid:
4Li + O 2 = 2 Li 2 O
Litiumoksid, som interagerer med vann, danner litiumhydroksid - en vannløselig base (alkali):
Li20 + H20 = 2LiOH
Litiumsulfat kan oppnås fra litium på flere måter, for eksempel som et resultat av en nøytraliseringsreaksjon med svovelsyre:
2. Kjemisk informasjonsnettverk ().
Hjemmelekser
1. s. 130-131 nr. 2.4 fra Arbeidsbok i kjemi: 8. klasse: til læreboka P.A. Orzhekovsky og andre. «Kjemi. 8. klasse» / O.V. Ushakova, P.I. Bespalov, P.A. Orzhekovsky; utg. prof. P.A. Orzhekovsky - M.: AST: Astrel: Profizdat, 2006.
2. s.204 nr. 2, 4 fra læreboken P.A. Orzhekovsky, L.M. Meshcheryakova, M.M. Shalashova "Kjemi: 8. klasse," 2013
Den materielle verden vi lever i og som vi er en bitteliten del av er én og samtidig uendelig mangfoldig. Enheten og mangfoldet av de kjemiske stoffene i denne verden er tydeligst manifestert i den genetiske forbindelsen av stoffer, som gjenspeiles i den såkalte genetiske serien. La oss fremheve det meste karakteristiske trekk slike rader.
1. Alle stoffer i denne serien må være dannet av ett kjemisk grunnstoff. For eksempel en serie skrevet med følgende formler:
2. Stoffer dannet av samme grunnstoff må tilhøre forskjellige klasser, dvs. reflektere forskjellige former hans eksistens.
3. Stoffer som danner den genetiske serien til ett grunnstoff må kobles sammen ved gjensidige transformasjoner. Basert på denne funksjonen er det mulig å skille mellom komplette og ufullstendige genetiske serier.
For eksempel vil ovennevnte genetiske serie av brom være ufullstendig, ufullstendig. Her er neste rad:
kan allerede betraktes som komplett: det begynte med det enkle stoffet brom og endte med det.
Ved å oppsummere det ovenstående kan vi gi følgende definisjon av den genetiske serien.
Genetisk serie- dette er en serie stoffer - representanter for forskjellige klasser, som er forbindelser av ett kjemisk element, forbundet med gjensidige transformasjoner og gjenspeiler den felles opprinnelsen til disse stoffene eller deres tilblivelse.
Genetisk sammenheng- et mer generelt konsept enn den genetiske serien, som er, om enn en levende, men spesiell manifestasjon av denne forbindelsen, som realiseres under alle gjensidige transformasjoner av stoffer. Da passer selvsagt også den første gitte serien av stoffer til denne definisjonen.
Det er tre typer genetiske serier:
Den rikeste serien av metaller viser forskjellige oksidasjonstilstander. Som et eksempel, vurder den genetiske serien av jern med oksidasjonstilstander +2 og +3:
La oss huske at for å oksidere jern til jern(II)klorid, må du ta et svakere oksidasjonsmiddel enn å få jern(III)klorid:
I likhet med serien av metaller, serien av ikke-metaller med ulike grader oksidasjon, for eksempel den genetiske serien av svovel med oksidasjonstilstander +4 og +6:
Bare den siste overgangen kan forårsake vanskeligheter. Følg regelen: for å få et enkelt stoff fra en oksidert forbindelse av et element, må du ta den mest reduserte forbindelsen for dette formålet, for eksempel en flyktig hydrogenforbindelse av et ikke-metall. I vårt tilfelle:
Denne reaksjonen i naturen produserer svovel fra vulkanske gasser.
På samme måte for klor:
3. Den genetiske serien til metallet, som tilsvarer amfotert oksid og hydroksid,svært rike på bindinger, fordi de, avhengig av forholdene, viser enten sure eller basiske egenskaper.
Tenk for eksempel på den genetiske serien av sink:
Genetisk forhold mellom klasser av uorganiske stoffer
Karakteristisk er reaksjoner mellom representanter for ulike genetiske serier. Stoffer fra samme genetiske serie interagerer som regel ikke.
For eksempel:
1. metall + ikke-metall = salt
Hg + S = HgS
2Al + 3I2 = 2AlI3
2. basisk oksid + surt oksid = salt
Li 2 O + CO 2 = Li 2 CO 3
CaO + SiO 2 = CaSiO 3
3. base + syre = salt
Cu(OH)2 + 2HCl = CuCl2 + 2H2O
FeCl3 + 3HNO3 = Fe(NO3)3 + 3HCl
salt syre salt syre
4. metall - hovedoksid
2Ca + O2 = 2CaO
4Li + O 2 = 2 Li 2 O
5. ikke-metall - syreoksid
S + O 2 = SO 2
4As + 5O 2 = 2As 2 O 5
6. basisk oksid - base
BaO + H 2 O = Ba(OH) 2
Li20 + H20 = 2LiOH
7. syreoksid - syre
P2O5 + 3H2O = 2H3PO4
SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4
Genetiske serier av metaller og deres forbindelser
Hver slik rad består av et metall, dets hovedoksid, en base og ethvert salt av samme metall:
For å gå fra metaller til basiske oksider i alle disse seriene, brukes reaksjoner av kombinasjon med oksygen, for eksempel:
2Ca + O2 = 2CaO; 2Mg + O2 = 2MgO;
Overgangen fra basiske oksider til baser i de to første radene utføres gjennom hydreringsreaksjonen som du kjenner til, for eksempel:
СaO + H 2 O = Сa(OH) 2.
Når det gjelder de to siste radene, reagerer ikke oksidene MgO og FeO i dem med vann. I slike tilfeller, for å oppnå baser, omdannes disse oksidene først til salter, og deretter omdannes de til baser. Derfor, for eksempel, for å utføre overgangen fra MgO-oksid til Mg(OH) 2-hydroksid, brukes påfølgende reaksjoner:
MgO + H2SO4 = MgS04 + H20; MgSO 4 + 2 NaOH = Mg(OH) 2 ↓ + Na 2 SO 4.
Overganger fra baser til salter utføres av reaksjoner du allerede kjenner til. Så, løselige baser(alkalier) som ligger i de to første radene omdannes til salter under påvirkning av syrer, syreoksider eller salter. Uløselige baser fra de to siste radene danner salter under påvirkning av syrer.
Genetiske serier av ikke-metaller og deres forbindelser.
Hver slik serie består av et ikke-metall, et surt oksid, en tilsvarende syre og et salt som inneholder anionene til denne syren:
For å gå fra ikke-metaller til sure oksider i alle disse seriene, brukes reaksjoner av kombinasjon med oksygen, for eksempel:
4P + 502 = 2P205; Si + O2 = Si02;
Overgang fra sure oksider til syrer i tre første serien utføres av hydreringsreaksjonen kjent for deg, for eksempel:
P 2 O 5 + 3 H 2 O = 2 H 3 PO 4.
Du vet imidlertid at oksidet SiO 2 i den siste raden ikke reagerer med vann. I dette tilfellet blir det først omdannet til det tilsvarende saltet, hvorfra det deretter oppnås riktig syre:
Si02 + 2KOH = K2Si03 + H20; K 2 SiO 3 + 2 HCl = 2 KCl + H 2 SiO 3 ↓.
Overganger fra syrer til salter kan utføres ved kjente reaksjoner med basiske oksider, baser eller salter.
Ting å huske:
· Stoffer av samme genetiske serie reagerer ikke med hverandre.
· Stoffer fra genetiske serier forskjellige typer reagere med hverandre. Produktene av slike reaksjoner er alltid salter (fig. 5):
Ris. 5. Diagram over forholdet mellom stoffer av ulike genetiske serier.
Dette diagrammet viser forholdet mellom ulike klasser uorganiske forbindelser og forklarer variasjonen av kjemiske reaksjoner mellom dem.
Oppgave om temaet:
Skriv ned reaksjonsligninger som kan brukes til å utføre følgende transformasjoner:
1. Na → Na20 → NaOH → Na2CO3 → Na2S04 → NaOH;
2. P → P 2 O 5 → H 3 PO 4 → K 3 PO 4 → Ca 3 (PO 4) 2 → CaS04;
3. Ca → CaO → Ca(OH) 2 → CaCl2 → CaCO 3 → CaO;
4. S → SO 2 → H 2 SO 3 → K 2 SO 3 → H 2 SO 3 → BaSO 3;
5. Zn → ZnO → ZnCl2 → Zn(OH)2 → ZnS04 → Zn(OH)2;
6. C → CO 2 → H 2 CO 3 → K 2 CO 3 → H 2 CO 3 → CaCO 3;
7. Al → Al 2 (SO 4) 3 → Al(OH) 3 → Al 2 O 3 → AlCl 3;
8. Fe → FeCl 2 → FeSO 4 → Fe(OH) 2 → FeO → Fe 3 (PO 4) 2;
9. Si → Si02 → H 2 Si0 3 → Na 2 Si0 3 → H 2 Si0 3 → Si0 2;
10. Mg → MgCl2 → Mg(OH) 2 → MgS04 → MgC03 → MgO;
11. K → KOH → K2CO3 → KCl → K2S04 → KOH;
12. S → SO 2 → CaSO 3 → H 2 SO 3 → SO 2 → Na 2 SO 3;
13. S → H2S → Na2S → H2S → SO 2 → K2S03;
14. Cl2 → HCl → A1Cl3 → KCl → HCl → H2C03 → CaC03;
15. FeO → Fe(OH) 2 → FeSO 4 → FeCl 2 → Fe(OH) 2 → FeO;
16. CO 2 → K 2 CO 3 → CaCO 3 → CO 2 → BaCO 3 → H 2 CO 3;
17. K 2 O → K 2 SO 4 → KOH → KCl → K 2 SO 4 → KNO 3;
18. P205 -> H3P04 -> Na3P04 -> Ca3 (PO4)2 -> H3P04 -> H2SO3;
19. Al 2 O 3 → AlCl 3 → Al(OH) 3 → Al(NO 3) 3 → Al 2 (SO 4) 3 → AlCl 3;
20. S03 → H2SO4 → FeSO4 → Na2S04 → NaCl → HCl;
21. KOH → KCl → K2SO4 → KOH → Zn(OH)2 → ZnO;
22. Fe(OH)2 -> FeCl2 -> Fe(OH)2 -> FeSO4 -> Fe(NO3)2 -> Fe;
23. Mg(OH)2 -> MgO -> Mg(NO3)2 -> MgS04 -> Mg(OH)2 -> MgCl2;
24. Al(OH)3 → Al 2 O 3 → Al(NO 3) 3 → Al 2 (SO 4) 3 → AlCl 3 → Al(OH) 3;
25. H2SO4 → MgS04 → Na2S04 → NaOH → NaN03 → HNO3;
26. HNO3 -> Ca(NO3)2 -> CaCO3 -> CaCl2 -> HCl -> A1Cl3;
27. CuCO3 → Cu(NO 3) 2 → Cu(OH) 2 → CuO → CuS04 → Cu;
28. MgS04 -> MgCl2 -> Mg(OH)2 -> MgO -> Mg(N03)2 -> MgC03;
29. K2S → H2S → Na2S → H2S → S02 → K2S03;
30. ZnS04 → Zn(OH)2 → ZnCl2 → HCl → A1Cl3 → Al(OH) 3;
31. Na2CO3 → Na2S04 → NaOH → Cu(OH)2 → H20 → HNO3;