Тақырып 21

Бейорганикалық қосылыстар кластары. Генетикалық байланыс

Спецификация бойынша не тексеріледі:

Оксидтер: негіздік, қышқылдық, амфотерліНегіздер және сілтілерҚышқылдарТұздар: орта, қышқыл, негіздікМеталдардың белсенділік қатарыАйналу тізбектері

Бір минутта мәні

Бейорганикалық заттардың барлығы дерлік төрт класқа жатады: оксидтер, негіздер, қышқылдар және тұздар. Металдар негіздік оксидтер мен негіздер, бейметалдар қышқылдық оксидтер мен қышқылдар түзеді, ал «металдық» және «бейметалдық» тармақтар кездескенде тұз түзіледі. Бұл — генетикалық байланыс, ҰБТ-дағы барлық айналу тізбектерінің негізі.

Қарапайым тілмен

Екі «отбасын» елестетіңіз: металл отбасы және бейметалл отбасы. Олар кездеседі — тұз туады.

Металл отбасы

Ca → CaO → Ca(OH)2: металл → негіздік оксид → негіз. Негіздер қышқылдарды «жақсы көреді».

Бейметалл отбасы

S → SO2 → SO3 → H2SO4: бейметалл → қышқылдық оксид → қышқыл. Қышқылдар негіздерді «жақсы көреді».

Кездесу = тұз

Ca(OH)2 + H2SO4 → CaSO4 + 2H2O. Ереже: «қарама-қарсылар» әрекеттеседі — негіздік қышқылдықпен. Екі негіздік оксид немесе екі қышқыл өзара әрекеттеспейді.

Амфотерлілер — «екі жақты»

ZnO, Al2O3, Zn(OH)2, Al(OH)3 қышқылдармен де, сілтілермен де әрекеттеседі.

Басты формулалар

Me→MexOy→Me(OH)y→тұз\text{Me}\to\text{Me}_x\text{O}_y\to\text{Me(OH)}_y\to\text{тұз}
Металдың генетикалық қатары
БМе→БМеxOy→қышқыл→тұз\text{БМе}\to\text{БМе}_x\text{O}_y\to\text{қышқыл}\to\text{тұз}
Бейметалдың генетикалық қатары
n(NaOH)n(CO2): ≤1⇒NaHCO3; ≥2⇒Na2CO3\dfrac{n(\text{NaOH})}{n(\text{CO}_2)}:\ \le1\Rightarrow\text{NaHCO}_3;\ \ge2\Rightarrow\text{Na}_2\text{CO}_3
Қандай тұз түзіледі (қышқыл немесе орта)

Ұғымдар мен терминдер

Оксид
Элементтің −2 тотығу дәрежесіндегі оттекпен қосылысы: CaO, CO2
Негіз
Металл + гидроксотоптар OH: NaOH, Cu(OH)2; суда еритін негіздер — сілтілер
Қышқыл
Сутек атомдары + қышқыл қалдығы: HCl, H2SO4; H саны — негізділік
Тұз
Металл (немесе NH4) + қышқыл қалдығы: орта Na2SO4, қышқыл NaHSO4, негіздік (CuOH)2CO3
Амфотерлік
Негіздік те, қышқылдық та қасиет көрсету қабілеті (Al(OH)3, Zn(OH)2, BeO)
Тұз түзбейтін оксидтер
CO, NO, N2O, SiO — тұз түзбейді

Тақырыпты талдау

Оксидтер 8 сынып

Негіздік — +1, +2 тотығу дәрежесіндегі металдардың оксидтері: Na2O, CaO, CuO. Қышқылдық — бейметалдардың және жоғары тотығу дәрежесіндегі металдардың оксидтері: CO2, SO3, P2O5, Mn2O7, CrO3. Амфотерлі: ZnO, Al2O3, BeO, Fe2O3.

Негіздік оксидтер қышқылдармен және қышқылдық оксидтермен әрекеттеседі; қышқылдықтар — сілтілермен және негіздік оксидтермен; сумен тек сілтілік және сілтілік жер металдарының оксидтері және қышқылдық оксидтердің көбі (SiO2-ден басқа) әрекеттеседі.

Негіздер 8 сынып

Сілтілер (еритін): LiOH, NaOH, KOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2. Ерімейтіндер: Cu(OH)2, Fe(OH)3 — қыздырғанда оксид пен суға айырылады.

Сілтілер индикатор түсін өзгертеді (фенолфталеин — таңқурай түсті), қышқылдармен (бейтараптану), қышқылдық оксидтермен және тұздармен (тұнба түзілсе) әрекеттеседі.

Қышқылдар 8 сынып

Құрамы бойынша: оттекті (H2SO4, HNO3) және оттексіз (HCl, H2S). Негізділігі бойынша: бір-, екі-, үшнегізді (H3PO4).

Қышқылдар белсенділік қатарында сутекке дейін тұрған металдармен (HNO3 мен конц. H2SO4-тен басқа — олардың реакциялары ерекше), негіздік оксидтермен, негіздермен және әлсіз немесе ұшқыш қышқылдардың тұздарымен әрекеттеседі: Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + H2O + CO2.

Тұздар 8 сынып

Орта (K2SO4), қышқыл (KHSO4, NaHCO3) — сілті жетпегенде түзіледі; негіздік ((CuOH)2CO3) — қышқыл жетпегенде.

Тұздар металдармен (белсендірек металл ерітіндіден белсенділігі төменін ығыстырады), қышқылдармен, сілтілермен және басқа тұздармен әрекеттеседі — егер тұнба, газ немесе су түзілсе.

Металдардың белсенділік қатары 8 сынып

Li K Ba Ca Na Mg Al Zn Fe Ni Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au. Сутекке дейінгі металдар қышқыл ерітінділерінен H2-ні ығыстырады; әр металл тұз ерітінділерінен оң жағындағы металдарды ығыстырады (сумен әрекеттесетін ең белсенділерінен — Li…Na — басқа).

Генетикалық байланыс 8, 11 сынып

Айналу тізбектері қадам-қадаммен шешіледі: әр заттың класын анықтап, бір класты екіншісіне айналдыратын реагентті таңдаңыз.

Мысалы: Cu → CuO → CuSO4 → Cu(OH)2 → CuO: оттекте қыздыру; H2SO4; NaOH; қыздыру.

Шешімі бар есеп мысалдары

Есеп 1Ca → CaO → Ca(OH)2 → CaCO3 → CaCl2 тізбегін жүзеге асырыңыз.
  1. 2Ca + O2 → 2CaO
  2. CaO + H2O → Ca(OH)2
  3. Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O
  4. CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2
Жауабы Жоғарыдағы 4 теңдеу
Есеп 2Қай заттар NaOH-пен әрекеттеседі: CO2, CaO, HCl, CuSO4, KCl?
  1. CO2 — қышқылдық оксид, әрекеттеседі.
  2. CaO — негіздік оксид, әрекеттеспейді; KCl — тұнба/газ жоқ, әрекеттеспейді.
  3. HCl — бейтараптану; CuSO4 — Cu(OH)2 тұнбасы.
Жауабы CO2, HCl, CuSO4

Күрделі есептер: қадам-қадаммен

Есеп 1Құрамында 12 г натрий гидроксиді бар ерітінді арқылы 4,48 л көмірқышқыл газы (қ. ж.) өткізілді. Қандай тұздар және қандай массада түзілді?

Идея: Тұз құрамы сілті : CO2 қатынасына байланысты. 1 мен 2 арасында — қышқыл және орта тұздардың қоспасы түзіледі.

  1. 1-қадам. Реагенттердің мольдері
    n(NaOH)=12/40=0,3n(\text{NaOH})=12/40=0{,}3 моль; n(CO2)=4,48/22,4=0,2n(\text{CO}_2)=4{,}48/22{,}4=0{,}2 моль.
  2. 2-қадам. Қатынас
    0,3:0,2=1,50{,}3:0{,}2=1{,}5 — 1 (NaHCO3) мен 2 (Na2CO3) арасында. Демек, екі тұздың қоспасы шығады.
  3. 3-қадам. Жүйе құрамыз
    xx моль Na2CO3 және yy моль NaHCO3 болсын.
    Көміртек бойынша: x+y=0,2x+y=0{,}2. Натрий бойынша: 2x+y=0,32x+y=0{,}3.
  4. 4-қадам. Шешеміз
    Азайтамыз: x=0,1x=0{,}1, онда y=0,1y=0{,}1.
  5. 5-қадам. Массалар
    m(Na2CO3)=0,1⋅106=10,6m(\text{Na}_2\text{CO}_3)=0{,}1\cdot106=10{,}6 г; m(NaHCO3)=0,1⋅84=8,4m(\text{NaHCO}_3)=0{,}1\cdot84=8{,}4 г.
Жауабы 10,6 г Na2CO3 және 8,4 г NaHCO3
Есеп 2Al → Al2O3 → AlCl3 → Al(OH)3 → Na[Al(OH)4] айналуларын жүзеге асырып, үшінші қадамда неге сілтіні аз алатынын түсіндіріңіз.

Идея: Алюминий — амфотерлі: оның гидроксиді сілтінің артығында ериді.

  1. 1-қадам. Металл → оксид
    4Al + 3O2 → 2Al2O3 (алюминий ұнтағының жануы).
  2. 2-қадам. Оксид → тұз
    Амфотерлі оксид қышқылмен әрекеттеседі: Al2O3 + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2O.
  3. 3-қадам. Тұз → гидроксид
    AlCl3 + 3NaOH → Al(OH)3 + 3NaCl — ақ іркілдек тұнба.
    Сілті — 1 моль тұзға дәл 3 моль: артық болса, тұнба ериді.
  4. 4-қадам. Гидроксид → комплекс тұз
    Al(OH)3 + NaOH → Na[Al(OH)4] — натрий тетрагидроксоалюминаты. Бұл амфотерлі гидроксидтің қышқылдық қасиетінің көрінісі.
Жауабы 4 теңдеу; сілтінің артығы Al(OH)3-ті ерітеді

ҰБТ-дағы жиі қателіктер

  • CO, NO, N2O — тұз түзбейтін оксидтер: қышқылдармен де, сілтілермен де әрекеттеспейді.
  • SiO2 — қышқылдық оксид, бірақ сумен әрекеттеспейді.
  • Мыс, күміс тұз қышқылынан сутекті ығыстырмайды.
  • Алмасу реакциясы тек тұнба, газ немесе су түзілгенде жүреді.

Есте сақта

Негіздік + қышқылдық → тұз. Амфотерлі екі жақпен де әрекеттеседі. Тізбек: класты анықта → реагентті таңда.

Өзіңді тексер

1. Қай оксид амфотерлі?
  1. Na2O
  2. ZnO
  3. SO3
  4. CO
Жауабын көрсету

ZnO ZnO қышқылдармен де, сілтілермен де әрекеттеседі.

2. Қай тұз қышқыл тұз?
  1. Na2SO4
  2. NaHSO4
  3. (CuOH)2CO3
  4. K3PO4
Жауабын көрсету

NaHSO4 Қышқыл тұзда қышқылдың сутек атомы бар.

3. Мыс қай тұз ерітіндісінен металды ығыстырады?
  1. ZnSO4
  2. FeCl2
  3. AgNO3
  4. MgCl2
Жауабын көрсету

AgNO3 Белсенділік қатарында Cu Ag-тың сол жағында тұр.

4. NaOH ерітіндісі арқылы CO2-нің артығын өткізгенде түзіледі:
  1. Na2CO3
  2. NaHCO3
  3. Na2O
  4. H2CO3
Жауабын көрсету

NaHCO3 Қышқылдық оксидтің артығында қышқыл тұз шығады.

Байланысты тақырыптар

2. Периодтық заң және периодтық жүйе5. Иондық тепе-теңдіктер. Тұздар гидролизі6. Металдар мен бейметалдар. Металдар өндірісі

Деңгейіңді біл: ҰБТ-ға тегін диагностика