چه نوع آزمایشی می توان روی ساختار ترکیبات آلی انجام داد. نظریه ساختار ترکیبات آلی A.M. باتلروف. اهمیت نظریه برای دوران مدرن
زمینه نشان می دهد اتصالات پیچیدهشامل دو جزء اصلی ساختاری:
- گروه هیدروکسو (یک یا چند). از این رو، به هر حال، نام دوم این مواد "هیدروکسید" است.
- اتم فلز یا یون آمونیوم (NH4+).
نام پایه از ترکیب نام هر دو جزء آن می آید: به عنوان مثال، هیدروکسید کلسیم، هیدروکسید مس، هیدروکسید نقره و غیره.
تنها استثنا برای قانون کلیتشکیل بازها زمانی باید در نظر گرفته شود که گروه هیدروکسو نه به فلز، بلکه به کاتیون آمونیوم (NH4+) متصل شود. این ماده زمانی تشکیل می شود که آمونیاک در آب حل شود.
اگر در مورد خواص بازها صحبت کنیم، بلافاصله باید توجه داشت که ظرفیت گروه هیدروکسو برابر با یک است، تعداد این گروه ها در مولکول به طور مستقیم به ظرفیت فلزات واکنش دهنده بستگی دارد. نمونه ها در در این موردفرمول موادی مانند NaOH، Al(OH)3، Ca(OH)2 می تواند خدمت کند.
خواص شیمیایی بازها در واکنش آنها با اسیدها، نمک ها، سایر بازها و همچنین در اثر آنها بر روی شاخص ها آشکار می شود. به طور خاص، قلیایی ها را می توان با قرار دادن محلول آنها در معرض یک شاخص خاص تعیین کرد. در این صورت، رنگ آن به طرز محسوسی تغییر می کند: به عنوان مثال، از سفید به آبی تبدیل می شود و فنل فتالئین به رنگ زرشکی در می آید.
خواص شیمیایی بازها که در برهمکنش آنها با اسیدها آشکار می شود، منجر به واکنش های معروف خنثی سازی می شود. ماهیت این واکنش این است که اتم های فلز با پیوستن به باقیمانده اسیدی، نمکی را تشکیل می دهند و گروه هیدروکسو و یون هیدروژن در صورت ترکیب به آب تبدیل می شوند. این واکنش را واکنش خنثی سازی می نامند زیرا پس از آن هیچ قلیایی یا اسیدی باقی نمی ماند.
خواص شیمیایی مشخصه بازها نیز در واکنش آنها با نمکها آشکار می شود. شایان ذکر است که فقط قلیایی ها با نمک های محلول واکنش می دهند. ویژگی های ساختاری این مواد منجر به تشکیل یک نمک جدید و یک پایه جدید، اغلب نامحلول، در نتیجه واکنش می شود.
در نهایت، خواص شیمیایی پایه ها در طول بسیار عالی است اثرات حرارتیروی آنها - گرمایش. در اینجا، هنگام انجام آزمایشات خاص، شایان ذکر است که تقریباً همه پایه ها، به استثنای قلیاها، هنگام گرم شدن بسیار ناپایدار رفتار می کنند. اکثریت قریب به اتفاق آنها تقریباً فوراً به اکسید و آب مربوطه تجزیه می شوند. و اگر پایه های فلزاتی مانند نقره و جیوه را در نظر بگیریم، پس شرایط عادیآنها را نمی توان بدست آورد زیرا در دمای اتاق شروع به تجزیه می کنند.
بازها، هیدروکسیدهای آمفوتریک
زمینه ها هستند مواد پیچیده، متشکل از اتم های فلز و یک یا چند گروه هیدروکسی (-OH). فرمول کلی Me +y (OH) y، که در آن y تعداد گروه های هیدروکسی است، برابر درجهاکسیداسیون فلز Me. جدول طبقه بندی پایه ها را نشان می دهد.
خواص قلیایی ها، هیدروکسیدهای فلزات قلیایی و قلیایی خاکی
1. محلول های آبی قلیایی ها صابونی در لمس هستند، رنگ شاخص ها را تغییر می دهند: تورنسل - در رنگ ابی، فنل فتالئین - به رنگ زرشکی.
2. محلول های آبی تفکیک می کنند:
3. تعامل با اسیدها، وارد شدن به یک واکنش تبادلی:
بازهای پلی اسیدی می توانند نمک های متوسط و اساسی بدهند:
4. تعامل با اکسیدهای اسیدی، تشکیل نمکهای متوسط و اسیدی بسته به باز بودن اسید مربوط به این اکسید:
5. برهمکنش با اکسیدهای آمفوتریک و هیدروکسیدها:
الف) همجوشی:
ب) در محلول ها:
6. اگر رسوب یا گازی تشکیل شود با نمک های محلول در آب برهم کنش دهید:
نه پایه های محلول(Cr(OH) 2، Mn(OH) 2، و غیره) با اسیدها برهمکنش می کنند و وقتی گرم می شوند تجزیه می شوند:
هیدروکسیدهای آمفوتریک
ترکیبات آمفوتریک ترکیباتی هستند که بسته به شرایط می توانند هم دهنده کاتیون های هیدروژن باشند و هم خاصیت اسیدی از خود نشان دهند و هم پذیرنده های آنها، یعنی خواص بازی را از خود نشان دهند.
خواص شیمیایی ترکیبات آمفوتریک
1. تعامل با اسیدهای قوی، آنها ویژگی های اساسی را نشان می دهند:
Zn(OH) 2 + 2HCl = ZnCl 2 + 2H 2 O
2. در تعامل با قلیاها - بازهای قوی، خواص اسیدی از خود نشان می دهند:
روی (OH) 2 + 2 NaOH = Na 2 ( نمک پیچیده)
Al(OH) 3 + NaOH = Na ( نمک پیچیده)
ترکیبات پیچیده آنهایی هستند که در آنها حداقل یک پیوند کووالانسی توسط مکانیسم دهنده - گیرنده ایجاد می شود.
روش کلی تهیه بازها بر اساس واکنش های مبادله ای است که از طریق آن می توان بازهای نامحلول و محلول را به دست آورد.
CuSO 4 + 2KOH = Cu(OH) 2 ↓ + K 2 SO 4
K 2 CO 3 + Ba(OH) 2 = 2 KOH + BaCO 3 ↓
هنگامی که بازهای محلول با این روش به دست می آید، نمک نامحلول رسوب می کند.
هنگام تهیه بازهای نامحلول در آب با خاصیت آمفوتریک، باید از قلیایی اضافی اجتناب شود، زیرا ممکن است انحلال رخ دهد. پایه آمفوتریک، مثلا:
AlCl 3 + 4KOH = K[Al(OH) 4] + 3KCl
که در موارد مشابهبرای به دست آوردن هیدروکسیدها از هیدروکسید آمونیوم استفاده می شود که در آن هیدروکسیدهای آمفوتریکحل نمی شود:
AlCl 3 + 3NH 3 + ZH 2 O = Al(OH) 3 ↓ + 3NH 4 Cl
هیدروکسیدهای نقره و جیوه به قدری آسان تجزیه می شوند که در هنگام تلاش برای بدست آوردن آنها با واکنش تبادلی، به جای هیدروکسیدها، اکسیدها رسوب می کنند:
2AgNO 3 + 2KOH = Ag 2 O↓ + H 2 O + 2KNO 3
در صنعت، قلیایی ها معمولاً از الکترولیز محلول های آبی کلریدها به دست می آیند.
2NaCl + 2H 2 O → ϟ → 2NaOH + H 2 + Cl 2
قلیاها را می توان از واکنش فلزات قلیایی و قلیایی خاکی یا اکسیدهای آنها با آب نیز بدست آورد.
2Li + 2H 2 O = 2LiOH + H 2
SrO + H 2 O = Sr(OH) 2
اسیدها
اسیدها مواد پیچیده ای هستند که مولکول های آنها از اتم های هیدروژن تشکیل شده است که می توانند با اتم های فلزی و باقی مانده های اسیدی جایگزین شوند. در شرایط عادیاسیدها می توانند جامد (فسفریک H 3 PO 4؛ سیلیکون H 2 SiO 3) و مایع (در شکل خالص آن یک مایع باشد. اسید سولفوریک H 2 SO 4).
گازهایی مانند هیدروژن کلرید HCl، هیدروژن برومید HBr، سولفید هیدروژن H 2 S اسیدهای مربوطه را در محلول های آبی تشکیل می دهند. تعداد یون های هیدروژن که توسط هر مولکول اسید در حین تفکیک تشکیل می شود، بار باقیمانده اسید (آنیون) و بازی بودن اسید را تعیین می کند.
مطابق با نظریه اولیه اسیدها و بازها،به طور همزمان توسط شیمیدان دانمارکی برونستد و شیمیدان انگلیسی لوری پیشنهاد شده است، اسید یک ماده است. جدا شدنبا این واکنش پروتون هاآ اساس- ماده ای که می تواند پروتون ها را می پذیرد
اسید → باز + H +
بر اساس چنین ایده هایی روشن است خواص اساسی آمونیاک،که به دلیل وجود یک جفت الکترون تنها در اتم نیتروژن، به طور موثری یک پروتون را هنگام برهمکنش با اسیدها می پذیرد و از طریق پیوند دهنده-گیرنده یک یون آمونیوم تشکیل می دهد.
HNO 3 + NH 3 ⇆ NH 4 + + NO 3 —
اسید باز اسید باز
بیشتر تعریف کلیاسیدها و بازهاپیشنهاد شده توسط شیمیدان آمریکایی G. Lewis. او پیشنهاد کرد که فعل و انفعالات اسید و باز کاملاً وجود دارد لزوماً با انتقال پروتون ها اتفاق نمی افتد.در تعیین اسیدها و بازها توسط لوئیس، نقش اصلی در واکنش های شیمیایی توسط جفت الکترون
کاتیون ها، آنیون ها یا مولکول های خنثی که می توانند یک یا چند جفت الکترون را بپذیرند نامیده می شوند اسیدهای لوئیس
به عنوان مثال، آلومینیوم فلوراید AlF 3 یک اسید است، زیرا قادر به پذیرش یک جفت الکترون در هنگام تعامل با آمونیاک است.
AlF 3 + :NH 3 ⇆ :
کاتیون ها، آنیون ها یا مولکول های خنثی که قادر به اهدای جفت الکترون هستند، بازهای لوئیس نامیده می شوند (آمونیاک یک باز است).
تعریف لوئیس تمام فرآیندهای اسید-باز را در نظر گرفته شده توسط تئوری های پیشنهادی قبلی پوشش می دهد. جدول تعاریف اسیدها و بازهایی را که در حال حاضر استفاده می شود مقایسه می کند.
نامگذاری اسیدها
از آنجایی که وجود دارد تعاریف مختلفاسیدها، طبقه بندی و نامگذاری آنها نسبتاً دلخواه است.
با توجه به تعداد اتم های هیدروژن که در یک محلول آبی قادر به حذف هستند، اسیدها به دو دسته تقسیم می شوند تک پایه(به عنوان مثال HF، HNO 2)، دو پایه(H 2 CO 3, H 2 SO 4 ) و سه پایه(H 3 PO 4).
با توجه به ترکیب اسید، آنها به دو دسته تقسیم می شوند بدون اکسیژن(HCl, H 2 S) و حاوی اکسیژن(HClO 4، HNO 3).
معمولا نام اسیدهای حاوی اکسیژناز نام غیر فلزی با افزودن انتهای -kai گرفته شده است، -وایا،اگر حالت اکسیداسیون نافلز برابر با عدد گروه باشد. با کاهش حالت اکسیداسیون، پسوندها تغییر می کنند (به ترتیب کاهش حالت اکسیداسیون فلز): مات، زنگ زده، مات:
اگر قطبیت پیوند هیدروژن- غیرفلز را در یک دوره در نظر بگیریم، به راحتی می‌توانیم قطبیت این پیوند را با موقعیت عنصر در جدول تناوبی مرتبط کنیم. از اتم های فلزی که به راحتی از دست می دهند الکترون های ظرفیتاتم های هیدروژن این الکترون ها را می پذیرند و یک پوسته دو الکترونی پایدار مانند پوسته اتم هلیوم تشکیل می دهند و هیدریدهای فلزی یونی می دهند.
که در ترکیبات هیدروژنیعناصر گروه های III-IV جدول تناوبی بور، آلومینیوم، کربن، سیلیکون با اتم های هیدروژن پیوندهای کووالانسی و ضعیف قطبی تشکیل می دهند که مستعد تجزیه نیستند. برای عناصر گروه V-VII جدول تناوبیدر یک دوره، قطبیت پیوند غیرفلز-هیدروژن با بار اتم افزایش می یابد، اما توزیع بارها در دوقطبی حاصل از ترکیبات هیدروژنی عناصری که تمایل به اهدای الکترون دارند، متفاوت است. اتم های نافلزات که برای تکمیل آن پوسته الکترونیچندین الکترون مورد نیاز است، آنها یک جفت الکترون پیوندی را جذب می کنند (قطبی می کنند) هر چه قوی تر، بیشتر شارژ بیشترهسته ها بنابراین در سری های CH 4 - NH 3 - H 2 O - HF یا SiH 4 - PH 3 - H 2 S - HCl پیوندهای با اتم های هیدروژن در حالی که کووالانسی می مانند طبیعت قطبی تر می شوند و اتم هیدروژن در دوقطبی پیوند عنصر-هیدروژن الکترومثبت تر می شود. اگر مولکول های قطبی خود را در یک حلال قطبی بیابند، فرآیند تفکیک الکترولیتی ممکن است رخ دهد.
اجازه دهید رفتار اسیدهای حاوی اکسیژن در محلول های آبی را مورد بحث قرار دهیم. این اسیدها دارند اتصال N-O-Eو طبیعتاً قطبیت پیوند H-O تحت تأثیر قرار می گیرد اتصال O-E. بنابراین، این اسیدها، به عنوان یک قاعده، راحت تر از آب تجزیه می شوند.
H 2 SO 3 + H 2 O ⇆ H 3 O + + HSO 3
HNO 3 + H 2 O ⇆ H 3 O + + NO 3
بیایید به چند نمونه نگاه کنیم خواص اسیدهای حاوی اکسیژن،توسط عناصری تشکیل شده است که قادر به تجلی هستند درجات مختلفاکسیداسیون مشخص است که هیپوکلرو اسید HClO خیلی ضعیف اسید کلرو HClO 2 نیز ضعیف،اما قوی تر از هیپوکلرو اسید هیپوکلرو HClO 3 قویاسید پرکلریک HClO 4 یکی از قوی تریناسیدهای معدنی
برای تفکیک نوع اسید (با حذف یون H)، پارگی لازم است اتصالات O-N. چگونه می توان کاهش استحکام این پیوند را در سری HClO - HClO 2 - HClO 3 - HClO 4 توضیح داد؟ در این سری تعداد اتم های اکسیژن مرتبط با اتم کلر مرکزی افزایش می یابد. هر بار که تشکیل می شود اتصال جدیداکسیژن با کلر، چگالی الکترون از اتم کلر و در نتیجه از پیوند تک O-Cl گرفته می شود. در نتیجه، چگالی الکترون تا حدی از پیوند O-H خارج می شود که در نتیجه ضعیف می شود.
این الگو - کسب کردن خواص اسیدیبا افزایش حالت اکسیداسیون اتم مرکزی - مشخصه نه تنها کلر، بلکه سایر عناصر است.به عنوان مثال، اسید نیتریک HNO 3 که در آن حالت اکسیداسیون نیتروژن +5 است، قوی تر از اسید نیتروژن HNO 2 (وضعیت اکسیداسیون نیتروژن +3)؛ اسید سولفوریک H 2 SO 4 (S +6) قوی تر از اسید سولفوریک H 2 SO 3 (S +4).
به دست آوردن اسیدها
1. اسیدهای بدون اکسیژن را می توان به دست آورد با ترکیب مستقیم غیر فلزات با هیدروژن.
H 2 + Cl 2 → 2HCl،
H 2 + S ⇆ H 2 S
2. برخی از اسیدهای حاوی اکسیژن را می توان به دست آورد برهمکنش اکسیدهای اسید با آب.
3. هم اسیدهای بدون اکسیژن و هم اسیدهای حاوی اکسیژن را می توان به دست آورد توسط واکنش های متابولیکبین نمک ها و سایر اسیدها
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. برخی از اسیدها را می توان با استفاده از واکنش های ردوکس
H 2 O 2 + SO 2 = H 2 SO 4
3P + 5HNO 3 + 2H 2 O = ZN 3 PO 4 + 5NO 2
طعم ترش، تأثیر بر شاخص ها، هدایت الکتریکی، برهمکنش با فلزات، اکسیدهای پایه و آمفوتریک، بازها و نمک ها، تشکیل استرها با الکل ها - این خواص برای اسیدهای معدنی و آلی مشترک است.
را می توان به دو نوع واکنش تقسیم کرد:
1) معمول هستندبرای اسیدهاواکنش ها با تشکیل یون هیدرونیوم H 3 O + در محلول های آبی همراه است.
2) خاصواکنش های (یعنی مشخصه). اسیدهای خاص
یون هیدروژن می تواند وارد شود ردوکسواکنش، کاهش به هیدروژن، و همچنین در یک واکنش ترکیبیبا ذرات باردار منفی یا خنثی که دارای جفت های تک الکترون هستند، یعنی در واکنش های اسید و باز
خواص کلی اسیدها شامل واکنش اسیدها با فلزات در سری ولتاژ تا هیدروژن است، به عنوان مثال:
Zn + 2Н + = Zn 2 + + Н 2
واکنش های اسید-باز شامل واکنش با اکسیدها و بازهای بازی و همچنین با نمک های میانی، بازی و گاهی اسیدی است.
2 CO 3 + 4HBr = 2CuBr 2 + CO 2 + 3H 2 O
Mg(HCO 3) 2 + 2HCl = MgCl 2 + 2CO 2 + 2H 2 O
2KHSO 3 + H 2 SO 4 = K 2 SO 4 + 2SO 2 + 2H 2 O
توجه داشته باشید که اسیدهای پلی بازیک گام به گام تجزیه می شوند و در هر مرحله بعدی تجزیه دشوارتر است، بنابراین، با اسید بیش از حد، نمک های اسیدی اغلب به جای نمک های متوسط تشکیل می شوند.
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 = KHS + H 2 O
در نگاه اول، آموزش ممکن است تعجب آور به نظر برسد نمک های اسیدی تک پایهاسید هیدروفلوریک. با این حال، این واقعیت قابل توضیح است. بر خلاف سایر اسیدهای هیدروهالیک اسید هیدروفلوریکدر محلول ها تا حدی پلیمریزه می شود (به دلیل تشکیل پیوند های هیدروژنی) و ممکن است حاوی ذرات مختلف(HF) X، یعنی H 2 F 2، H 3 F 3، و غیره.
یک مورد خاص از تعادل اسید و باز - واکنش اسیدها و بازها با شاخص هایی که بسته به اسیدیته محلول رنگ آنها را تغییر می دهد. اندیکاتورها در تحلیل کیفیبرای تشخیص اسیدها و بازهادر راه حل ها
پرکاربردترین اندیکاتورها هستند تورنسل(V خنثیمحیط رنگ بنفش, V ترش - قرمز، V قلیایی - آبی)، متیل نارنجی(V ترشمحیط قرمز، V خنثی - نارنجی، V قلیایی - زرد)، فنل فتالئین(V بسیار قلیاییمحیط قرمز تمشکی، V خنثی و اسیدی - بی رنگ).
خواص خاصاسیدهای مختلف می توانند دو نوع باشند: اول، واکنش هایی که منجر به تشکیل می شوند نمک های نامحلول،و ثانیاً تبدیلات ردوکساگر واکنش های مرتبط با حضور یون H + برای همه اسیدها مشترک باشد ( واکنش های کیفیبرای تشخیص اسید)، واکنش های خاصبه عنوان کیفیت برای اسیدهای فردی استفاده می شود:
Ag + + Cl - = AgCl (رسوب سفید)
Ba 2 + + SO 4 2- = BaSO 4 (رسوب سفید)
3Ag + + PO 4 3 - = Ag 3 PO 4 (رسوب زرد)
برخی از واکنش های خاص اسیدها به دلیل خواص اکسیداسیون و کاهش آنها است.
اسیدهای آنوکسیک در یک محلول آبی فقط می توانند اکسید شوند.
2KMnO 4 + 16HCl = 5Сl 2 + 2KСl + 2МnСl 2 + 8Н 2 O
H 2 S + Br 2 = S + 2НВг
اسیدهای حاوی اکسیژن را می توان تنها در صورتی اکسید کرد که اتم مرکزی موجود در آنها در حالت اکسیداسیون پایین تر یا متوسط باشد، به عنوان مثال، در اسید سولفوره:
H 2 SO 3 + Cl 2 + H 2 O = H 2 SO 4 + 2 HCl
بسیاری از اسیدهای حاوی اکسیژن که اتم مرکزی در آنها وجود دارد حداکثر درجهاکسیداسیون (S + 6، N + 5، Cr + 6)، ویژگی های خود را نشان می دهد عوامل اکسید کننده قوی. H 2 SO 4 غلیظ یک عامل اکسید کننده قوی است.
Cu + 2H 2 SO 4 (conc) = CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O
Pb + 4HNO 3 = Pb (NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O
C + 2H 2 SO 4 (conc) = CO 2 + 2SO 2 + 2H 2 O
لازم به یادآوری است که:
- محلول های اسیدی با فلزات وارد واکنش می شوند سری الکتروشیمیاییولتاژهای سمت چپ هیدروژن، تحت شرایطی که مهمترین آنها تشکیل نمک محلول در نتیجه واکنش است. برهمکنش HNO 3 و H 2 SO 4 (مجموع) با فلزات به طور متفاوتی انجام می شود.
اسید سولفوریک غلیظ در سرما، آلومینیوم، آهن و کروم را غیرفعال می کند.
- در آب، اسیدها به کاتیون های هیدروژن و آنیون ها تجزیه می شوند باقی مانده های اسید، مثلا:
- اسیدهای معدنی و آلی با اکسیدهای بازی و آمفوتر واکنش می دهند، مشروط بر اینکه نمک محلول تشکیل شود:
- هر دو اسید با بازها واکنش می دهند. اسیدهای پلی بازیک می توانند هر دو نمک میانی و اسیدی را تشکیل دهند (اینها واکنش های خنثی سازی هستند):
- واکنش بین اسیدها و نمک ها تنها در صورتی رخ می دهد که یک رسوب یا گاز تشکیل شود:
برهمکنش H 3 PO 4 با سنگ آهک به دلیل تشکیل آخرین رسوب نامحلول Ca 3 (PO 4) 2 روی سطح متوقف می شود.
ویژگی های اسیدهای نیتریک HNO 3 و سولفوریک غلیظ H 2 SO 4 (مجموع) به این دلیل است که وقتی آنها با مواد ساده(فلزات و غیرفلزات) عوامل اکسید کننده کاتیون های H+ نیستند، بلکه یون های نیترات و سولفات خواهند بود. منطقی است انتظار داشته باشیم که در نتیجه چنین واکنش هایی، هیدروژن H2 تشکیل نشود، بلکه مواد دیگری نیز به دست می آیند: لزوما نمک و آب، و همچنین یکی از محصولات کاهش یون های نیترات یا سولفات، بسته به غلظت. اسیدها، موقعیت فلز در سری ولتاژ و شرایط واکنش (دما، درجه آسیاب فلز و غیره).
این ویژگی ها رفتار شیمیایی HNO 3 و H 2 SO 4 (conc.) به وضوح تز این نظریه را نشان می دهند. ساختار شیمیایی O نفوذ متقابلاتم ها در مولکول های مواد
مفاهیم نوسان و ثبات (پایداری) اغلب اشتباه گرفته می شوند. اسیدهای فرار اسیدهایی هستند که مولکولهای آنها به راحتی به حالت گازی یعنی تبخیر می شوند. مثلا، اسید هیدروکلریکیک اسید فرار اما پایدار و پایدار است. قضاوت در مورد فرار اسیدهای ناپایدار غیرممکن است. به عنوان مثال، غیر فرار، نامحلول اسید سیلیسیکبه آب و SiO 2 تجزیه می شود. محلول های آبی هیدروکلریک، نیتریک، سولفوریک، فسفریک و تعدادی دیگر از اسیدها بی رنگ هستند. محلول آب اسید کرومیک H 2 CrO 4 دارای رنگ زرد، اسید منگنز HMnO 4 دارای رنگ زرشکی است.
مواد مرجع برای شرکت در آزمون:
جدول مندلیف
جدول حلالیت
خواص عمومیبازها به دلیل وجود یون OH - در محلول های خود هستند که باعث ایجاد یک محیط قلیایی در محلول می شود (فنل فتالئین به رنگ زرشکی، متیل نارنجی - زرد، تورنسل - آبی).
1. خواص شیمیایی قلیاها:
1) برهمکنش با اکسیدهای اسیدی:
2KOH+CO 2 ®K 2 CO 3 + H 2 O;
2) واکنش با اسیدها (واکنش خنثی سازی):
2NaOH+H2SO4®Na2SO4+2H2O;
3) برهمکنش با نمک های محلول (فقط در صورتی که وقتی یک قلیایی روی نمک محلول اثر می کند، رسوب تشکیل شود یا گاز آزاد شود):
2NaOH+ CuSO 4 ®Cu(OH) 2 ¯ + Na 2 SO 4،
Ba(OH) 2 + Na 2 SO 4 ®BaSO 4 ¯ + 2NaOH، KOH (conc.) + NH 4 Cl (کریستالی) ®NH 3 + KCl + H 2 O.
2. خواص شیمیایی بازهای نامحلول:
1) برهمکنش بازها با اسیدها:
Fe(OH) 2 + H 2 SO 4 ®FeSO 4 + 2H 2 O;
2) تجزیه در هنگام گرم شدن. بازهای نامحلول با حرارت دادن تجزیه می شوند اکسید پایهو آب:
Cu(OH) 2®CuO+H2O
پایان کار -
این موضوع متعلق به بخش:
مطالعات مولکولی اتمی در شیمی. اتم. مولکول. عنصر شیمیایی. مول. مواد پیچیده ساده مثال ها
اتمی آموزه های مولکولیدر شیمی مولکول اتم عنصر شیمیایی مول ساده مواد پیچیده مثال.. مبنای نظری شیمی مدرنیک مولکولی اتمی را تشکیل می دهد. اتم ها کوچکترین ذرات شیمیایی هستند که حد ماده شیمیایی هستند.
اگر احتیاج داری مواد اضافیدر مورد این موضوع، یا آنچه را که به دنبال آن بودید پیدا نکردید، توصیه می کنیم از جستجو در پایگاه داده آثار ما استفاده کنید:
با مطالب دریافتی چه خواهیم کرد:
اگر این مطالب برای شما مفید بود، می توانید آن را در صفحه خود در شبکه های اجتماعی ذخیره کنید:
| توییت |
تمامی موضوعات این بخش:
گرفتن زمینه
1. تهیه قلیاها: 1) برهمکنش فلزات قلیایی یا قلیایی خاکی یا اکسیدهای آنها با آب: Ca+2H2O®Ca(OH)2+H
نامگذاری اسیدها
نام اسیدها از عنصری گرفته شده است که اسید از آن تشکیل شده است. در عین حال، نام اسیدهای بدون اکسیژن معمولاً دارای پایان - هیدروژن است: HCl - هیدروکلریک، HBr - هیدروبروم.
خواص شیمیایی اسیدها
خواص کلی اسیدها در محلول‌های آبی با حضور یونهای H+ که در حین تفکیک مولکولهای اسید تشکیل می‌شوند تعیین می‌شود، بنابراین، اسیدها دهنده پروتون هستند: HxAn«xH+
به دست آوردن اسیدها
1) برهمکنش اکسیدهای اسید با آب: SO3+H2O®H2SO4، P2O5+3H2O®2H3PO4.
خواص شیمیایی نمک های اسیدی
1) نمکهای اسیدی حاوی اتم‌های هیدروژن هستند که می‌توانند در واکنش خنثی‌سازی شرکت کنند، بنابراین می‌توانند با مواد قلیایی واکنش دهند و به نمکهای اسیدی متوسط یا دیگر - با تعداد کمتر تبدیل شوند.
به دست آوردن نمک های اسیدی
نمک اسیدی را می توان به دست آورد: 1) با واکنش خنثی سازی ناقصپایه اسید پلی بازیک: 2H2SO4+Cu(OH)2®Cu(HSO4)2+2H
نمک های اساسی
بازیک (نمک های هیدروکسو) نمک هایی هستند که در نتیجه جایگزینی ناقص یون های هیدروکسید باز با آنیون های اسیدی به وجود می آیند. بازهای تک اسیدی، به عنوان مثال NaOH، KOH،
خواص شیمیایی نمک های اساسی
1) نمکهای بازی حاوی گروه‌های هیدروکسی هستند که می‌توانند در واکنش خنثی‌سازی شرکت کنند، بنابراین می‌توانند با اسیدها واکنش نشان دهند و با مقدار کمتری به نمکهای واسطه یا نمکهای بازی تبدیل شوند.
تهیه نمک های اساسی
نمک اصلی را می توان به دست آورد: 1) با واکنش خنثی سازی ناقص باز با اسید: 2Cu(OH)2+H2SO4®(CuOH)2SO4+2H2
نمک های متوسط
نمک های متوسط محصول جایگزینی کامل یون های H+ یک اسید با یون های فلزی هستند. آنها همچنین می توانند به عنوان محصولات جایگزینی کامل یون های OH آنیون پایه در نظر گرفته شوند
نامگذاری نمکهای متوسط
در نامگذاری روسی (مورد استفاده در عمل فناورانه) برای نامگذاری نمکهای متوسط به ترتیب زیر وجود دارد: این کلمه به ریشه نام اسید حاوی اکسیژن اضافه می شود.
خواص شیمیایی نمکهای متوسط
1) تقریباً همه نمک ها هستند ترکیبات یونیبنابراین، در مذاب و در یک محلول آبی، به یون ها تجزیه می شوند (زمانی که جریان از محلول ها یا نمک های مذاب عبور می کند، فرآیند الکترولیز اتفاق می افتد).
تهیه نمک های متوسط
بیشترروش های به دست آوردن نمک ها مبتنی بر تعامل مواد با طبیعت متضاد - فلزات با غیر فلزات، اکسیدهای اسیدی با پایه، بازها با اسیدها است (جدول 2 را ببینید).
ساختار اتم.
اتم یک ذره خنثی الکتریکی است که از یک هسته با بار مثبت و الکترون هایی با بار منفی تشکیل شده است. عدد اتمی یک عنصر در جدول تناوبی عناصر برابر با شارژهسته ها
ترکیب هسته های اتم
هسته از پروتون و نوترون تشکیل شده است. تعداد پروتون ها است شماره سریالعنصر تعداد نوترون های هسته برابر است با اختلاف بین عدد جرمیایزوتوپ و
الکترون
الکترون ها در مدارهای ثابت خاصی به دور هسته می چرخند. با حرکت در مدار خود، الکترون نه گسیل می کند و نه جذب می کند انرژی الکترومغناطیسی. انتشار یا جذب انرژی رخ می دهد
قانون پر کردن سطوح الکترونیکی و سطوح فرعی عناصر
تعداد الکترون هایی که می توانند در یک سطح انرژی باشند با فرمول 2n2 تعیین می شود که n تعداد تراز است. حداکثر پر شدن چهار مورد اول سطوح انرژی: برای اولین
انرژی یونیزاسیون، میل ترکیبی الکترون، الکترونگاتیوی.
انرژی یونیزاسیون اتم انرژی لازم برای حذف یک الکترون از یک اتم تحریک نشده اولین انرژی یونیزاسیون (پتانسیل) نامیده می شود: E + I = E + + e- انرژی یونیزاسیون
پیوند کووالانسی
در بیشتر موارد، هنگامی که یک پیوند تشکیل می شود، الکترون های اتم های پیوند شده به اشتراک گذاشته می شوند. این نوع پیوند شیمیایی پیوند کووالانسی نامیده می شود (پیشوند "co-" در لاتین
اتصالات سیگما و پی
پیوندهای سیگما (σ)-، پی (π) - شرح تقریبی انواع پیوندهای کووالانسی در مولکول های ترکیبات مختلف، پیوند σ با این واقعیت مشخص می شود که چگالی ابر الکترونی حداکثر است.
تشکیل پیوند کووالانسی توسط مکانیسم دهنده-گیرنده.
علاوه بر آنچه در بخش قبلیمکانیسم همگن برای تشکیل پیوند کووالانسی، یک مکانیسم ناهمگن وجود دارد - برهمکنش یون های باردار مخالف - پروتون H + و
پیوندهای شیمیایی و هندسه مولکولی BI3، PI3
شکل 3.1 افزودن عناصر دوقطبی در مولکول های NH3 و NF3
پیوند قطبی و غیر قطبی
پیوند کووالانسیدر نتیجه اجتماعی شدن الکترون ها (با تشکیل مشترک جفت الکترون) که در طول همپوشانی ابرهای الکترونی رخ می دهد. در آموزش
پیوند یونی
پیوند یونییک پیوند شیمیایی است که از طریق برهمکنش الکترواستاتیکی یونهای دارای بار مخالف ایجاد می شود. بنابراین، روند آموزش و
حالت اکسیداسیون
ظرفیت 1. ظرفیت توانایی اتم ها است عناصر شیمیاییفرم تعداد معین پیوندهای شیمیایی. 2. مقادیر ظرفیت از I تا VII (به ندرت VIII) متفاوت است. والنس
پیوند هیدروژنی
علاوه بر پیوندهای مختلف هتروپولار و هومیوپولار، یک پیوند دیگر نیز وجود دارد نوع خاصارتباطات، که توجه روزافزون شیمیدانان را در دو دهه گذشته به خود جلب کرده است. این به اصطلاح هیدروژن است
شبکه های کریستالی
بنابراین، ساختار کریستالی با آرایش صحیح (منظم) ذرات در یک کاملا مشخص می شود مکان های خاصدر کریستال وقتی این نقاط را به صورت ذهنی با خطوط به هم وصل می کنید، فاصله ها به دست می آید.
راه حل ها
اگر کریستال ها را در ظرفی با آب قرار دهید نمک سفره، شکر یا پرمنگنات پتاسیم (پرمنگنات پتاسیم) ، سپس می توانیم میزان جامدبه تدریج کاهش می یابد. در عین حال آب
تفکیک الکترولیتی
محلول های تمام مواد را می توان به دو گروه تقسیم کرد: الکترولیت ها - رسانا برق، غیر الکترولیت ها هادی نیستند. این تقسیم مشروط است، زیرا همه چیز
مکانیسم تفکیک
مولکول های آب دوقطبی هستند، یعنی. یک سر مولکول دارای بار منفی و سر دیگر دارای بار مثبت است. مولکول دارای یک قطب منفی است که به یون سدیم نزدیک می شود و یک قطب مثبت به یون کلر نزدیک می شود. فراگیر io
محصول یونی آب
شاخص هیدروژن (pH) مقداری است که فعالیت یا غلظت یون های هیدروژن در محلول ها را مشخص می کند. نشانگر هیدروژن با pH نشان داده می شود. شاخص هیدروژن به صورت عددی است
واکنش شیمیایی
یک واکنش شیمیایی تبدیل یک ماده به ماده دیگر است. با این حال، این تعریف نیاز به یک اضافه قابل توجه دارد. که در راکتور هسته اییا در شتاب دهنده نیز برخی از مواد تبدیل می شوند
روش های مرتب سازی ضرایب در OVR
روش تعادل الکترونیکی 1). معادله را می نویسیم واکنش شیمیایی KI + KMnO4 → I2 + K2MnO4 2). یافتن اتم ها
هیدرولیز
هیدرولیز فرآیندی از تعامل تبادلی بین یونهای نمک و آب است که منجر به تشکیل مواد کمی تفکیک شده و همراه با تغییر در واکنش (pH) محیط می‌شود. اصل
سرعت واکنش های شیمیایی
سرعت واکنش با تغییر تعیین می شود غلظت مولییکی از واکنش دهنده ها: V = ± ((C2 - C1) / (t2 - t
عوامل موثر بر سرعت واکنش های شیمیایی
1. ماهیت مواد واکنش دهنده. ماهیت پیوندهای شیمیایی و ساختار مولکول های معرف نقش مهمی ایفا می کند. واکنش ها در جهت تخریب پیوندهای کمتر قوی و تشکیل مواد با
انرژی فعال سازی
برخورد ذرات شیمیایی منجر به فعل و انفعالات شیمیاییفقط در صورتی که ذرات در حال برخورد انرژی بیش از مقدار مشخصی داشته باشند. بیایید همدیگر را در نظر بگیریم
کاتالیزور کاتالیزوری
بسیاری از واکنش ها را می توان با وارد کردن برخی مواد تسریع یا کاهش داد. مواد افزوده شده در واکنش شرکت نمی کنند و در طول آن مصرف نمی شوند، اما دارای یک تأثیر قابل توجهیبر
تعادل شیمیایی
واکنش های شیمیایی که با سرعت های قابل مقایسه در هر دو جهت انجام می شوند، برگشت پذیر نامیده می شوند. در چنین واکنش هایی، مخلوط های تعادلی از معرف ها و محصولات تشکیل می شود که ترکیب آنها
اصل لو شاتلیه
اصل لو شاتلیه می گوید که برای جابجایی تعادل به سمت راست، ابتدا باید فشار را افزایش دهید. در واقع، با افزایش فشار، سیستم در برابر افزایش مخزن مقاومت می کند
عوامل موثر بر سرعت یک واکنش شیمیایی
عوامل موثر بر سرعت واکنش شیمیایی افزایش سرعت کاهش سرعت حضور معرف های فعال شیمیایی
قانون هس
استفاده از مقادیر جدول
اثر حرارتی
در طی واکنش، پیوندها شکسته می شوند مواد اولیهو تشکیل پیوندهای جدید در محصولات واکنش. از آنجایی که تشکیل پیوند با آزاد شدن و شکستن آن با جذب انرژی رخ می دهد، پس x
قبل از بحث در مورد خواص شیمیایی بازها و هیدروکسیدهای آمفوتریک، اجازه دهید به وضوح تعریف کنیم که آنها چیست؟
1) بازها یا هیدروکسیدهای بازی شامل هیدروکسیدهای فلزی در حالت اکسیداسیون +1 یا +2 هستند، یعنی. که فرمول های آن به صورت MeOH یا Me(OH) 2 نوشته می شود. با این حال، استثناهایی وجود دارد. بنابراین، هیدروکسیدهای Zn(OH) 2، Be(OH) 2، Pb(OH) 2، Sn(OH) 2 باز نیستند.
2) هیدروکسیدهای آمفوتریک شامل هیدروکسیدهای فلزی در حالت اکسیداسیون +3، +4 و همچنین، به عنوان استثناء، هیدروکسیدهای Zn(OH) 2، Be(OH) 2، Pb(OH) 2، Sn(OH) 2 هستند. هیدروکسیدهای فلزی در حالت اکسیداسیون +4، در تکالیف آزمون دولتی واحدرخ ندهند، بنابراین در نظر گرفته نخواهند شد.
خواص شیمیایی پایه ها
همه زمینه ها به موارد زیر تقسیم می شوند:
بیایید به یاد بیاوریم که بریلیم و منیزیم فلزات قلیایی خاکیاعمال نمی شود.
علاوه بر این که قلیاها در آب محلول هستند، در محلول های آبی نیز به خوبی تفکیک می شوند، در حالی که پایه های نامحلولدارند درجه پایینتفکیک
این تفاوت در حلالیت و توانایی تفکیک بین قلیایی ها و هیدروکسیدهای نامحلول به نوبه خود منجر به تفاوت های قابل توجه در خواص شیمیایی آنها می شود. بنابراین، به طور خاص، قلیاها از نظر شیمیایی بیشتر هستند ترکیبات فعالو اغلب قادرند وارد واکنش هایی شوند که بازهای نامحلول وارد آن نمی شوند.
برهمکنش بازها با اسیدها
قلیاها کاملاً با تمام اسیدها حتی اسیدهای بسیار ضعیف و نامحلول واکنش می دهند. مثلا:
بازهای نامحلول تقریباً با همه واکنش نشان می دهند اسیدهای محلولبا اسید سیلیسیک نامحلول واکنش نشان ندهید:
لازم به ذکر است که هم قوی و هم زمینه های ضعیفبا فرمول کلینوع Me(OH) 2 می تواند نمک های اساسی را با کمبود اسید تشکیل دهد، به عنوان مثال:
برهمکنش با اکسیدهای اسیدی
قلیاها با تمام اکسیدهای اسیدی واکنش می دهند و نمک و اغلب آب تشکیل می دهند:
بازهای نامحلول قادر به واکنش با تمام اکسیدهای اسید بالاتر مربوط به اسیدهای پایدار هستند، به عنوان مثال، P 2 O 5، SO 3، N 2 O 5، برای تشکیل نمک های متوسط:
بازهای نامحلول به شکل Me(OH) 2 در حضور آب واکنش نشان می دهند دی اکسید کربنمنحصراً با تشکیل نمکهای اساسی. مثلا:
Cu(OH) 2 + CO 2 = (CuOH) 2 CO 3 + H 2 O
با دی اکسید سیلیکون، به دلیل بی اثر بودن استثنایی آن، تنها بیشترین میزان را دارد دلایل قوی- قلیایی ها در این حالت نمک های معمولی تشکیل می شوند. واکنش با بازهای نامحلول رخ نمی دهد. مثلا:
برهمکنش بازها با اکسیدهای آمفوتریک و هیدروکسیدها
همه قلیاها با اکسیدهای آمفوتریک و هیدروکسیدها واکنش می دهند. اگر واکنش با ذوب انجام شود اکسید آمفوتریکیا هیدروکسید با یک قلیایی جامد، این واکنش منجر به تشکیل نمک های بدون هیدروژن می شود:
اگر از محلول های آبی قلیایی استفاده شود، نمک های هیدروکسو کمپلکس تشکیل می شوند:
در مورد آلومینیوم، در اثر مقدار زیاد قلیایی غلیظ، به جای نمک Na، نمک Na 3 تشکیل می شود:
برهمکنش بازها با نمک ها
هر پایه تنها در صورتی با هر نمکی واکنش نشان می دهد که دو شرط به طور همزمان برآورده شود:
1) حلالیت ترکیبات اولیه؛
2) وجود رسوب یا گاز در میان محصولات واکنش
مثلا:
پایداری حرارتی بسترها
همه قلیاها به جز Ca(OH) 2 در برابر حرارت مقاوم هستند و بدون تجزیه ذوب می شوند.
تمام بازهای نامحلول و همچنین Ca(OH) 2 کمی محلول در هنگام گرم شدن تجزیه می شوند. اکثر حرارتتجزیه هیدروکسید کلسیم - حدود 1000 درجه سانتیگراد:
هیدروکسیدهای نامحلول بسیار بیشتر است دمای پایینتجزیه. به عنوان مثال، هیدروکسید مس (II) قبلاً در دمای بالاتر از 70 درجه سانتیگراد تجزیه می شود:
خواص شیمیایی هیدروکسیدهای آمفوتریک
برهمکنش هیدروکسیدهای آمفوتریک با اسیدها
هیدروکسیدهای آمفوتریک با اسیدهای قوی واکنش می دهند:
هیدروکسیدهای فلزی آمفوتر در حالت اکسیداسیون +3، یعنی. نوع Me(OH) 3، با اسیدهایی مانند H 2 S، H 2 SO 3 و H 2 CO 3 واکنش نشان نمی دهد، زیرا نمک هایی که ممکن است در نتیجه چنین واکنش هایی تشکیل شوند، حساس هستند. هیدرولیز برگشت ناپذیربه هیدروکسید آمفوتریک شروع و اسید مربوطه:
برهمکنش هیدروکسیدهای آمفوتریک با اکسیدهای اسیدی
هیدروکسیدهای آمفوتریک با اکسیدهای بالاتر، که مربوط به اسیدهای پایدار است (SO 3، P 2 O 5، N 2 O 5 ) واکنش نشان می دهند:
هیدروکسیدهای فلزی آمفوتر در حالت اکسیداسیون +3، یعنی. نوع Me(OH) 3، با اکسیدهای اسیدی SO 2 و CO 2 واکنش نشان ندهید.
برهمکنش هیدروکسیدهای آمفوتریک با بازها
در بین بازها، هیدروکسیدهای آمفوتریک فقط با قلیاها واکنش می دهند. در این مورد، اگر از محلول آبی قلیایی استفاده شود، نمک های هیدروکسو کمپلکس تشکیل می شود:
و هنگامی که هیدروکسیدهای آمفوتریک با قلیاهای جامد ذوب می شوند، آنالوگ های بی آب آنها به دست می آید:
برهمکنش هیدروکسیدهای آمفوتریک با اکسیدهای بازی
هیدروکسیدهای آمفوتریک زمانی که با اکسیدهای فلزات قلیایی و قلیایی خاکی ذوب می شوند واکنش نشان می دهند:
تجزیه حرارتی هیدروکسیدهای آمفوتریک
تمام هیدروکسیدهای آمفوتریک در آب نامحلول هستند و مانند هر هیدروکسید نامحلول دیگری با حرارت دادن به اکسید و آب مربوطه تجزیه می شوند.
فلز و گروه هیدروکسیل(او). به عنوان مثال، هیدروکسید سدیم - NaOH، کلسیم هیدروکسید - حدود(اوه) 2 ، هیدروکسید باریم - با(اوه) 2 و غیره
تهیه هیدروکسیدها
1. واکنش مبادله:
CaSO 4 + 2NaOH = Ca(OH) 2 + Na 2 SO 4،
2. الکترولیز محلول آبینمک ها:
2KCl + 2H 2 O = 2KOH + H 2 + Cl 2،
3. برهمکنش فلزات قلیایی و قلیایی خاکی یا اکسیدهای آنها با آب:
K+2اچ 2 O = 2 KOH + اچ 2 ,
خواص شیمیایی هیدروکسیدها
1. هیدروکسیدها ماهیتی قلیایی دارند.
2. هیدروکسیدهادر آب حل می شود (قلیایی) و نامحلول است. مثلا، KOH- در آب حل می شود و حدود(اوه) 2 - کمی محلول، محلول دارد سفید. فلزات گروه 1 جدول تناوبی D.I. مندلیف بازهای محلول (هیدروکسیدها) می دهد.
3. هیدروکسیدها با حرارت دادن تجزیه می شوند:
مس(اوه) 2 = CuO + اچ 2 O.
4. قلیاها با اکسیدهای اسیدی و آمفوتریک واکنش می دهند:
2KOH + CO 2 = K 2 CO 3 + H 2 O.
5. قلیاها می توانند با برخی از غیر فلزات واکنش دهند زمانی که دماهای مختلفمتفاوت:
NaOH + Cl 2 = NaCl + NaOCl + اچ 2 O(سرد)
NaOH + 3 Cl 2 = 5 NaCl + NaClO 3 + 3 اچ 2 O(حرارت).
6. تعامل با اسیدها:
KOH + HNO3 = KNO 3 + اچ 2 O.
