Що таке складне речовина в хімії. Синтезований гексакарбоніл Сиборгом, найскладніше хімічна сполука з трансактіноідом

Більшість людей не замислюється про склад оточуючих їх предметів, речовин, матерії. Атоми, молекули, електрони, протони - ці поняття здаються не тільки незрозумілими, але і далекими від дійсності. Однак така думка є хибною. Практично всі, що нас оточує, складається з хімічних зв'язків. Хімічні сполуки - це досить складні форми речовин. У навколишньому світі безліч таких зв'язків. Однак і з'єднання, що складаються тільки з одного елемента хімічного, можуть ставитися до них, наприклад, кисень або хлор. Тому варто докладніше розібрати питання: "Хімічні сполуки - це що?"

Складний "хімічний" світ

Мало хто замислюється про те, що навколишній світ складається з складних структур, макромолекул і крихітних частинок. Дивно, наскільки різнорідні навіть розміри атомів у різних елементів. Відмінності в величинах атомних мас теж вражають - берилій зі своїми 9 а. е. м. - "легковес" у порівнянні з "важкоатлетом" астату: його атомну вагу становить 210 а. е. м. (а. е. м. - атомні одиниці маси - одиниця виміру маси атомів, молекул, ядер, яка дорівнює 1/12 маси атома вуглецю, що знаходиться в основному стані).

Різноманіття елементів обумовлює і наявність безлічі хімічних сполук (це, простими словами, Комбінація з'єднаних між собою атомів різних і, в деяких випадках, однакових частин). Більшість предметів, речовин являють собою саме такого роду з'єднання. Необхідний для життя кисень, кухонна сіль, ацетон ... Можна ще дуже довго перераховувати приклади і всім відомі, і зрозумілі тільки вузьким фахівцям. Що ж таке ці хімічні сполуки?

Визначення, відміну від сумішей

Хімічні сполуки - це які складаються із сполучених між собою атомів різних хімічних елементів, проте існують виключення: до хімічних сполук відносяться і прості речовини (тобто складаються з атомів одного елемента), якщо атоми цих речовин з'єднані ковалентним зв'язком (вона утворена загальними для обох атомів електронами). До таких речовин відносяться азот, кисень, більшість галогенів (в таблиці Менделєєва елементи сьомої групи головної підгрупи; фтор, хлор, бром, йод, імовірно і астат).

Найчастіше плутають між собою поняття "хімічна сполука" і "суміш простих речовин". Суміш речовин - це, як можна зробити висновок з назви, не самостійне речовина, а система двох і більше компонентів. Сам склад цих двох одиниць хімічних речовин є головною відмінністю між ними. Як вже говорилося, з'єднання хімічних елементів і суміш простих (або складних) речовин - це не одне і те ж. Властивості, способи отримання, методи поділу на компоненти також є відмінними критеріями сумішей і з'єднань. Важливо відзначити, що ні отримати, ні розділити хімічні сполуки не можна без проведення хімічних реакцій, а суміші - можна.

або елементів?

Дуже багато людей також плутають між собою словосполучення "з'єднання хімічних речовин" і "з'єднання елементів". З незрозумілих причин, але, швидше за все, в силу своєї некомпетентності, більшість з них не бачить різниці між першим і другим науковими поняттями. Варто дізнатися і розуміти, що не існує такої термінології, як "з'єднання хімічних речовин". Не варто повторювати за іншими помилки етимології тих чи інших не тільки виразів, але і слів.

Як визначити властивості сполук

Найчастіше властивості хімічних сполук разюче відрізняються від властивостей елементів, з яких вони складаються. Наприклад, молекула етилового спирту складається з двох атомів вуглецю, шести атомів водню і одного атома кисню, проте його властивості разюче відрізняються від властивостей всіх елементів свого складу. У зв'язку з тим, що існують різні класи сполук, то і властивості у кожного з них свої. Більшість реакцій, безумовно, є характерними для багатьох сполук, проте механізми їх прояву різні.

На які класи діляться хімічні сполуки

Залежно від своєї природи, існують такі класи хімічних сполук, як органічні і неорганічні. Варто сказати, що органічними називають речовини (сполуки), в складі яких присутній вуглець (виключення складають деякі сполуки, що містять вуглець, але які відносяться до неорганічних, нижче вони наводяться). основними групами органічних сполук є вуглеводні, спирти, альдегіди, кетони, ефіри, карбонові кислоти, аміди і аміни. (З'єднання) в своєму складі не містять атомів вуглецю, однак серед них можна виділити карбіди, ціаніди, карбонати і оксиди вуглецю, так як вони, нарівні з органічними сполуками, в своєму складі містять його атоми. І ті, і інші сполуки мають свої особливості, свої властивості, причому різні групи з'єднань одного класу можуть мати різні характеристики.

Неорганічні сполуки: основні властивості

Всі неорганічні сполуки можна розбити на кілька груп. У кожного з даних є загальні властивості, часто не збігаються з іншими групами цього ж класу. Отже, відповідь на питання, які хімічні сполуки відносяться до неорганічними, які групи утворюють і якими властивостями володіють, можна представити таким чином:

Складні неорганічні сполуки, їх властивості

Як було сказано раніше, другу групу неорганічних сполук можна розділити на чотири підгрупи:

• Оксиди. Для цієї підгрупи неорганічних сполук характерні реакції взаємодії з водою, кислотами і кислотними оксидами (у них є відповідна кисневмісна кислота).
• Кислоти. Ці сполуки взаємодіють з водою, лугами та основними оксидами (у них є відповідна підстава).
• Амфотерні сполуки - сполуки, які можуть вести себе і як кислоти, і як підстави (володіють і тими, і тими властивостями). Такі сполуки реагують і з кислотними оксидами, і з підставами.
• Гідроксиди. Ці речовини необмежено розчиняються у воді, змінюють забарвлення при впливі на них лугами.

З'єднання органічної природи

Більшість предметів, з якими людина щодня стикається, виготовлені з органічних сполук. Органічні хімічні сполуки є великий клас зв'язків, склади і властивості груп, при взаємодії яких вони відрізняються завидною різноманітністю. Варто докладніше розглянути групи цих сполук.

Групи органічних сполук і їх деякі властивості

1. Вуглеводні. Вони являють собою з'єднання тільки атомів водню і вуглецю. Можна виділити граничні і ненасичені, лінійні (ациклічні) і карбоциклические, ароматичні і не ароматичні; алкани, алкени, алкіни, дієни, нафти. Для всіх перерахованих вуглеводнів є загальною властивістю їх не змішуваність з водою. Для граничних типові реакції заміщення, а для ненасичених - приєднання.
2. Спирти - сполуки, що містять в своєму складі гідроксильну (ОН) групу (звичайно, органічні сполуки). Вони мають властивості слабких кислот, для них характерні реакції нуклеофільного заміщення і реакції окислення, а також спирти самі можуть виступати в якості нуклеофіла.
3. Прості і складні ефіри. прості ефіри малорастворіми в воді, володіють слабоосновнимі властивостями. Складні ефіри виступають в якості носіїв електрофільних реагентів, вступають в реакції заміщення.
4. Альдегіди (містять альдегідну -СНО групу). Вони вступають в такі реакції, як приєднання, окиснення, відновлення, сполученого приєднання.
5. Кетони. Для них характерні гідрування, конденсація, нуклеофільне заміщення.
6. Карбонові кислоти. Вони виявляють, звичайно ж, кислотні властивості. Відновлення, галогенирование, реакції нуклеофільного заміщення у ацильного атома вуглецю, отримання амідів і нітрилів, декарбоксилирование - основні характерні реакції.
7. Аміди. Гідролізаціей, розкладання, кислотність і основність - основні властиві реакції для амідів.
8. Аміни. Є підставами; взаємодіють з водою, з кислотами, з ангідридами, галогенами і галогеналканами.

Різного виду. У хімічних реакціях можуть розкладатися з утворенням декількох інших речовин і можуть утворитися з кількох менш складних речовин. Наприклад, вода складається з атомів кисню і водню, сульфід заліза складається з атомів заліза і сірки.

Примітки

Див. також

посилання

Wikimedia Foundation. 2010 року.

Дивитися що таке "Складні речовини" в інших словниках:

Хімічні реакції, в яких кінцеві продукти виходять з вихідних через проміжні речовини. Освіта кожного з проміжних речовин називається елементарної стадією складної реакції. До складних реакцій відносяться, напр., Ланцюгові реакції ... Великий Енциклопедичний словник

Складний ефір карбонової кслоти. R і R позначають будь-яку алкільну або арильну групу Складні ефіри похідні оксокислот (як карбонових так і мінеральних) Rk ... Вікіпедія

Загальна структура складних тіоефірів Складні тіоефіри органічні сполуки, що містять функціональну групу C S CO C і є складними ефірами тиолов і карб ... Вікіпедія

Хімічні реакції, в яких кінцеві продукти виходять з вихідних через проміжні речовини. Освіта кожного з проміжних речовин називається елементарної стадією складних реакцій. До складних реакцій відносяться, наприклад, ланцюгові ... ... енциклопедичний словник

Такі Реакції хімічні, елементарні акти яких різні. На противагу С. р. елементарні акти простих реакцій не відрізняються один від іншого природою беруть участь в них речовин, а лише, можливо, напрямком перетворення, якщо ... ... Велика радянська енциклопедія

- (протеїди, холопротеіни) двокомпонентні білки, в яких крім пептидних ланцюгів (простого білка) міститься компонент неамінокіслотной природи простетичної група. при гідролізі складних білків, Крім вільних амінокислот, звільняється ... ... Вікіпедія

Алотропна модифікація вуглецю алмаз (в материнській породі) Прості речовини речовини, що складаються виключно з атомів одного хімічного елемента (з гомоядер ... Вікіпедія

Неорганічні речовини це хімічні речовини, Які не є органічними, тобто вони не містять вуглецю (крім карбідів, ціанідів, карбонатів, оксидів вуглецю та деяких інших сполук, які традиційно відносять до ... ... Вікіпедія

високочисті речовини - прості (хімічні елементи) і складні речовини, містять домішок від 10 6до 10 8 мас. %, Але ≤10 3 мас. %. Такі речовини відіграють важливу роль в напівпровідникової промисловості, атомній енергетиці, волоконної оптики ... Енциклопедичний словник по металургії

ЕФІРИ СКЛАДНІ, речовини з класу органічних сполук, які утворюються в результаті реакції між спирту і КИСЛОТАМИ ... Науково-технічний енциклопедичний словник

книги

• Моделювання процесів переносу і трансформації речовини в море,. Монографія продовжує серію книг "Математичне моделювання морських екологічних систем", що виходить у видавництві Ленінградського університету. У перших двох книгах розглядається ...
• Тести з хімії 8 клас Зміни відбуваються з речовинами Розчинення Розчини Реакції іонного обміну і окислювально-відновні раекциями До підручника О С Габрієляна Хімія 8 клас, Рябов М .. Посібник містить тести, що охоплюють теми підручника О. С. Габрієляна "Хімія. 8 клас" : "Зміни, що відбуваються з речовинами", "Розчинення. Розчини. Реакції іонного обміну і ...

Міжнародний колектив вчених синтезував і досліджував гексакарбоніл Сиборгом, Sg (CO) 6, - з'єднання нестабільного елемента з атомним номером 106 з монооксидом вуглецю, - а також порівняв його з аналогічними сполуками нестабільних ізотопів молібдену і вольфраму, гомологів Сиборгом. Це найскладніше експериментально отримане хімічна сполука, до складу якого входить трансактіноід, тобто елемент з атомним номером вище 103. У хімічних властивостях трансактіноідов найбільш сильно проступають ефекти теорії відносності для внутрішніх електронів, тому вивчення хімії трансактіноідов дозволяє уточнити всю теорію розрахунку електронної структури важких атомів .

Періодична система хімічних елементів заповнена вже аж до номера 118 (рис. 1). Вся її структура відображає періодичність хімічних властивостей елементів із зростанням атомного номера, яка виникає при поступовому заповненні електронних оболонок. Якщо два хімічні елементи розрізняються кількістю повністю заповнених внутрішніх електронних оболонок, але мають схожі зовнішні електрони - а саме вони відповідають за хімічний зв'язок, - то ці два елементи повинні володіти схожими хімічними властивостями. Ці серії елементів називаються гомологами один одного і в періодичній системі вони розташовуються в одній групі, один над одним. Наприклад, перехідні метали, що утворюють шосту групу, - хром, молібден, вольфрам і надважкий елемент з номером 106 Сиборгом - є гомологами один одного. Якщо хімічні властивості перших трьох з них відомі давно, то хімія Сиборгом тільки починає вивчатися. Однак на основі періодичної системи можна очікувати, що їх хімічні властивості будуть схожими.

При порівнянні хімічних властивостей елементів-гомологів є один важливий підводний камінь. У важких атомах внутрішні електрони рухаються вже з швидкістю, близькою до, і через це ефекти теорії відносності працюють на повну котушку. Вони призводять до додаткового стиснення s- і p-орбіталей і, як наслідок, до деякого розширення зовнішніх електронних хмар. великий заряд ядра також підсилює ефекти взаємодії електронів один з одним, наприклад спін-орбітальний розщеплення. Все це впливає на хімічний зв'язок важкого атома з тими чи іншими сусідами. І всі ці ефекти сучасна теоретична хімія повинна вміти грамотно розраховувати.

Релятивістські ефекти тим сильніше, чим важче атом. Здається природним для перевірки теоретичних розрахунків використовувати найважчі з відомих елементів - трансактіноіди, елементи з атомним номером вище 103 (рис. 1). Однак на шляху до їх експериментального вивчення встають відразу кілька істотних труднощів.

По перше, атомні ядра елементів-трансактіноідов дуже нестабільні; їх типові часи життя становлять хвилини, секунди або навіть частки секунди. Тому ні про яке накопиченні макроскопічного кількості речовини мови не йде, працювати доводиться з окремими атомами відразу після їх народження.

Це не було б великою проблемою, якби не друга трудність: ці атоми вдається отримувати лише в штучних кількостях. Синтезуються надважкі атоми в ядерних реакціях, в процесі злиття двох інших досить важких атомів з великим вмістом нейтронів. Для цього пучок важких іонів одного сорту направляється на мішень, що містить важкі атоми іншого сорту, і при їх зіткненні відбуваються ядерні реакції. У переважній більшості випадків вони породжують лише осколки поменше, і тільки зрідка виходить так, що в злитті двох ядер народжується потрібне надважкій ядро. В результаті темп народження надважких ядер при безперервному опроміненні мішені виявляється сміховинно малою: близько однієї штуки в хвилину, на годину, в день або навіть на тиждень.

Така технологія народження призводить і до третьої проблеми. Синтез надважких атомів протікає в умовах постійної жорсткої радіації пучка, що б'є по мішені, і, як наслідок, в присутності величезного потоку сторонніх ядерних уламків. Навіть якщо потрібне ядро \u200b\u200bнародиться, набере на себе електрони з навколишнього середовища, стане справжнім атомом і, нарешті, відразу за мішенню вступить в хімічну реакцію з утворенням нового з'єднання - це з'єднання буде знаходитися в радіаційно суворих умовах, в постійному контакті з плазмою, викликаної жорсткої іонізацією. Те, що в цих умовах узагалі можна вивчати якусь хімію трансактіноідов аж до Флерова (елемента 114) - вже само по собі велике досягнення. Однак до сих пір всі хімічні сполуки за участю трансактіноідов були дуже простими з хімічної точки зору - галогеніди, оксиди, і інші подібні з'єднання з важким атомом в максимальному ступені окислення. Більш тендітні хімічні сполуки з нетривіальною хімічним зв'язком швидко руйнуються в присутності жорсткої радіації. І це все, на жаль, ускладнює перевірку хімічних властивостей трансактіноідов.

Днями в журналі Science була опублікована, що знаменує собою початок «нетривіальною» хімії трансактіноідов. У ній повідомляється про синтез і експериментальному вивченні з'єднання Sg (CO) 6, гексакарбоніла Сиборгом (рис. 2). Більш того, в тій же самій установці і тими ж самими методами були досліджені і гексакарбонільние комплекси елементів-гомологів Сиборгом, Mo (CO) 6 і W (CO) 6, причому для них теж використовувалися короткоживучі ізотопи молібдену і вольфраму з періодом напіврозпаду в кілька секунд або хвилин.

Головна родзинка цієї роботи - це комбінована експериментальна установка, в якій зведені воєдино кілька технічних досягнень останнього десятиліття. Ця установка долає третю зі згаданих вище проблем - вона просторово розносить область синтезу надважких ядер і область фізико-хімічного дослідження отриманого з'єднання. Її загальний вигляд показаний на рис. 3. На вході в установку (справа наліво на задньому плані малюнка) пучок ядер взаємодіє з мішенню і породжує «коктейль» з вторинних ядер. Продукти реакції відхиляються дипольним магнітному (елемент D на малюнку), причому по-різному для різного співвідношення заряду і маси ядер. величина магнітного поля розрахована таким чином, щоб далі, через систему магнітних лінз (Q), проходили тільки досліджувані ядра, а фонові ядра і вихідний пучок відхилялися геть. По суті, ця методика повторює широко відому мас-спектрометрії в застосуванні до ядер.

На наступному етапі виділені ядра (Sg, Mo або W) потрапляють в камеру RTC, крізь яку продувається газова суміш гелію і моноксиду вуглецю. Важливий момент: на шляху в камеру ядра проходять крізь віконце строго певної товщини, виготовлене з майлара. Воно гасить кінетичну енергію гарячих ядер і дозволяє їм термалізоваться (сповільнитися до енергії теплового руху молекул) всередині газової камери. Там ядра «одягаються електронами» і, вступаючи в хімічну реакцію з моноксидом вуглецю, утворюють з'єднання - карбонільний комплекс. Оскільки з'єднання є летючим, воно переноситься з усім газовим потоком по 10-метровому тефлоновому капіляри до другої частини установки - спеціальному аналізатору COMPACT.

Назва COMPACT розшифровується як Cryo-Online Multidetector for Physics and Chemistry of Transactinoids. Ця установка являє собою цілу лінійку з 32 пар напівпровідникових детекторів для газової термохроматографіі з'єднань нестабільних елементів. Уздовж лінійки створено сильний градієнт температури: кожна пара детекторів знаходиться при своїй температурі, від + 30 ° C на початку лінійки до -120 ° C в її кінці. Кожен детектор здатний реєструвати α і β-частинки, що вилітають з ядер при їх розпаді, і з високою точністю вимірювати їхню енергію і час вильоту. Це необхідно для того, щоб ідентифікувати ядра Сиборгом по їх характерною ланцюжку розпадів, в яких одна за одною вилітають альфа-частинки певних енергій, і не сплутати ці рідкісні події з фоновими процесами.

Робота аналізатора COMPACT виглядає так. Коли газова суміш продувається крізь лінійку, молекули карбонильного комплексу важкого металу осідають на поверхні того чи іншого детектора, де вони і реєструються після радіоактивного розпаду. Номер детектора, в якому реєструється розпад, показує ту температуру, при якій абсорбція молекули стає енергетично вигідною. Ця температура визначається фізико-хімічною характеристикою досліджуваного карбоніл-комплексу - ентальпії адсорбції. Ну а сама ця характеристика речовини, в свою чергу, передбачається хімічними розрахунками, в яких релятивістські ефекти грають істотну роль. Таким чином, вимірюючи то, як Sg (CO) 6, W (CO) 6 і Mo (CO) 6 осідають в аналізаторі COMPACT, можна перевіряти теоретико-хімічні теоретичні розрахунки і вимірювати ентальпію адсорбції цих речовин.

Результати цього дослідження показані на рис. 4. Тут відкладено кілька характеристик в кожній з 32 пар детекторів. Верхній графік - це просто розподіл температури уздовж лінійки. Середній і нижній графіки показують, власне, самі експериментальні дані - розподіл зареєстрованих розпадів ядер вольфраму-164 (в центрі) і Сиборгом-265 (внизу) з детекторів. Подій з Сиборгом тут, звичайно, замало - за два тижні безперервного опромінення мішені інтенсивним пучком їх всього було зареєстровано 18 штук. Але тим не менш добре видно, що вони розподілені нерівномірно по лінійці, а ближче до її кінця, в детекторах з номерами вище 20. Приблизно така ж картина і виходила при моделюванні цього процесу з ентальпії адсорбції, обчисленої зовсім недавно в теоретичній роботі якраз для цих речовин. Аналогічна картина спостерігається і для з'єднання з нестабільним ізотопом вольфраму і з ізотопами молібдену (вони на малюнку не показані): максимум розподілів потрапляє саме туди, куди пророкують теоретичні розрахунки. Це збіг надає додаткову впевненість в тому, що сучасні методи повністю релятивістського розрахунку структури важких атомів адекватно описують експериментальні дані.

На завершення корисно поглянути на це дослідження з висоти пташиного польоту. Зазвичай нестабільні надважкі елементи цікавлять фізиків заради нових знань в ядерній фізиці. Однак раз природа нам дозволяє, ці елементи можна використовувати і з іншою метою - для перевірки того, наскільки добре ми можемо передбачити хімічні властивості таких атомів. Це знання, в свою чергу, потрібно нам не саме по собі, а як додаткова перевірка всієї сучасної теорії розрахунку електронних структур важких атомів з урахуванням релятивістських ефектів. А вже звідси випливають численні застосування, від суто прикладних досліджень до справжнісінькою фундаментальної науки. Хімія трансактіноідов зайвий раз підкреслює те, наскільки сильно пов'язані один з одним найрізноманітніші галузі фізики і суміжних дисциплін.

Всі речовини діляться на прості і складні.

прості речовини - це речовини, які складаються з атомів одного елемента.

У деяких простих речовинах атоми одного елемента з'єднуються один з одним і утворюють молекули. Такі прості речовини мають молекулярну будову . До них відносяться: , . Всі ці речовини складаються з двохатомних молекул. (Зверніть увагу, що назви простих речовин збігаються з назвами елементів!)

Інші прості речовини мають атомне будова, Т. Е. Складаються з атомів, між якими існують певні зв'язки. Прикладами таких простих речовин є все (і т. Д.) І деякі (, і ін.). Не тільки назви, але й формули цих простих речовин збігаються з символами елементів.

Існує також група простих речовин, які називаються. До них відносяться: гелій Не, неон Ne, аргон Аr, криптон Kr, ксенон Хе, радон Rn. Ці прості речовини складаються з не пов'язаних один з одним атомів.

Кожен елемент утворює як мінімум одне просте речовина. Деякі елементи можуть утворювати не одне, а два або кілька простих речовин. Це явище називається аллотропией.

аллотропия - це явище освіти кількох простих речовин одним елементом.

Різні прості речовини, які утворюються одним і тим же хімічним елементом, називаються алотропна видозмінами (модифікаціями).

Алотропні модифікації можуть відрізнятися один від одного складом молекул. Наприклад, елемент кисень утворює два простих речовини. Одне з них складається з двохатомних молекул О2 і має таку ж назву, як і елемент-. Інша проста речовина складається з трьохатомних молекул О 3 і має власну назву - озон.

Кисень О2 і озон О3 мають різні фізичні і хімічні властивості.

Алотропні модифікації можуть являти собою тверді речовини, які мають різну будову кристалів. прикладом є аллотропние модифікації вуглецю С - алмаз і графіт.

Число відомих простих речовин (приблизно 400) значно більше, ніж число хімічних елементів, так як багато елементів можуть утворювати дві або кілька аллотропних модифікацій.

складні речовини - це речовини, які складаються з атомів різних елементів.

Приклади складних речовин: НCl, Н 2 O, NaCl, СО 2, H 2 SO 4 і т. Д.

Складні речовини часто називають хімічними сполуками. У хімічних сполуках властивості простих речовин, з яких утворюються ці сполуки, не зберігаються. Властивості складного речовини відрізняються від властивостей простих речовин, з яких воно утворюється.

Наприклад, хлорид натрію NaCl може утворитися з простих речовин - металевого натрію Na і газоподібного хлору Сl Фізичні та хімічні властивості NaCl відрізняються від властивостей Na і Cl 2.

У природі, як правило, зустрічаються не чисті речовини, а суміші речовин. У практичній діяльності ми також зазвичай використовуємо суміші речовин. Будь-яка суміш складається з двох або більшого числа речовин, які називаються компонентами суміші.

Наприклад, повітря являє собою суміш декількох газоподібних речовин: кисню О 2 (21% за обсягом), (78%), і ін. Сумішей є розчини багатьох речовин, сплави деяких металів і т. Д.

Суміші речовин бувають однорідними (однорідними) і гетерогенними (неоднорідними).

гомогенні суміші - це суміші, в яких між компонентами немає поверхні розділу.

Гомогенними є суміші газів (зокрема, повітря), рідкі розчини (наприклад, розчин цукру у воді).

гетерогенні суміші - це суміші, в яких компоненти поділяються поверхнею розділу.

До гетерогенним відносяться суміші твердих речовин (пісок + порошок крейди), суміші нерозчинних одна в одній рідин (вода + масло), суміші рідин і нерозчинних в ньому твердих речовин (вода + крейда).

Найважливіші відмінності сумішей від хімічних сполук:

1. У сумішах властивості окремих речовин (компонентів) зберігаються.
2. Склад сумішей не є постійним.

Класифікація неорганічних речовин і їх номенклатура засновані на найбільш простий і постійної в часі характеристиці - хімічний склад , Який показує атоми елементів, що утворюють дану речовину, в їх числовому відношенні. Якщо речовина з атомів одного хімічного елемента, тобто є формою існування цього елемента у вільному вигляді, то його називають простим речовиною; якщо ж речовина з атомів двох або більшого числа елементів, то його називають складним речовиною. Всі прості речовини (крім одноатомних) і всі складні речовини прийнято називати хімічними сполуками, Так як в них атоми одного або різних елементів сполучені між собою хімічними зв'язками.

Номенклатура неорганічних речовин складається з формул і назв. Хімічна формула - зображення складу речовини за допомогою символів хімічних елементів, числових індексів і деяких інших знаків. хімічна назва - зображення складу речовини за допомогою слова або групи слів. Побудова хімічних формул і назв визначається системою номенклатурних правил.

Символи та найменування хімічних елементів наведені в періодичної системи елементів Д.І. Менделєєва. Елементи умовно ділять на метали і неметали . До неметаллам відносять всі елементи VIIIа-групи (благородні гази) і VIIа-групи (галогени), елементи VIа-групи (крім полонію), елементи азот, фосфор, миш'як (VА-група); вуглець, кремній (IVА-група); бор (IIIА-група), а також водень. Інші елементи відносять до металів.

При складанні назв речовин зазвичай застосовують російські найменування елементів, наприклад, дікіслород, дифторид ксенону, селенат калію. За традицією для деяких елементів в похідні терміни вводять коріння їх латинських найменувань:

наприклад: Карбонат, манганат, оксид, сульфід, силікат.

назви простих речовин складаються з одного слова - найменування хімічного елемента з числової приставкою, наприклад:

використовуються наступні числові приставки:

Невизначене число вказується числовий приставкою n - поли.

Для деяких простих речовин використовують також спеціальніназви, такі, як О 3 - озон, Р 4 - білий фосфор.

хімічні формули складних речовин складають з позначення електропозитивний (Умовних і реальних катіонів) і електронегативної (Умовних і реальних аніонів) складових, наприклад, CuSO 4 (тут Cu 2+ - реальний катіон, SO 4 2 - - реальний аніон) і PCl 3 (тут P + III - умовний катіон, Cl -I - умовний аніон).

назви складних речовин складають по хімічних формул справа наліво. Вони складаються з двох слів - назв електронегативний складових (в називному відмінку) і електропозитивних складових (в родовому відмінку), наприклад:

CuSO 4 - сульфат міді (II)
PCl 3 - трихлорид фосфору
LaCl 3 - хлорид лантану (III)
СО - монооксид вуглецю

Число електропозитивних і електронегативний складових в назвах вказують числовими приставками, наведеними вище (універсальний спосіб), або ступенями окислення (якщо вони можуть бути визначені за формулою) за допомогою римських цифр в круглих дужках (знак плюс опускається). У ряді випадків призводять заряд іонів (для складних за складом катіонів та аніонів), використовуючи арабські цифри з відповідним знаком.

Для поширених багатоелементних катіонів та аніонів застосовують такі спеціальні назви:

H 2 F + - фтороній	C 2 + 2 - - ацетіленід
H 3 O + - оксония	CN - - ціанід
H 3 S + - сульфонним	CNO - - фульминат
NH 4 + - амоній	HF 2 - - гідродіфторід
N 2 H 5 + - гідразин (1+)	HO 2 - - гідропероксид
N 2 H 6 + - гідразин (2+)	HS - - гидросульфид
NH 3 OH + - гідроксиламін	N 3 - - азид
NO + - нітрозил	NCS - - тіоціонат
NO 2 + - нітроіл	O 2 + 2 - - пероксид
O 2 + - діоксігеніл	O 2 - - надпероксід
PH 4 + - фосфон	O 3 - - озоніди
VO 2 + - ванадил	OCN - - цианат
UO 2 + - ураніл	OH - - гідроксид

Для невеликого числа добре відомих речовин також використовують спеціальні назви:

1. Кислотні і основні гідроксиди. солі

Гідроксиди - тип складних речовин, до складу яких входять атоми деякого елемента Е (крім фтору і кисню) і гидроксогрупп ОН; загальна формула гідроксидів Е (ОН) n, де n\u003d 1 ÷ 6. Форма гідроксидів Е (ОН) nназивається орто-форми; при n\u003e 2 гідроксид може перебувати також у мета-форме, що включає крім атомів Е і груп ОН ще атоми кисню О, наприклад Е (ОН) 3 і ЕО (ОН), Е (ОН) 4 і Е (ОН) 6 та ЕО 2 (ОН) 2.

Гідроксиди ділять на дві протилежні за хімічними властивостями групи: кислотні та основні гідроксиди.

кислотні гідроксиди містять атоми водню, які можуть заміщатися на атоми металу при дотриманні правил стехиометрической валентності. Більшість кислотних гідроксидів знаходиться в мета-форме, причому атоми водню в формулах кислотних гідроксидів ставлять на перше місце, наприклад H 2 SO 4, HNO 3 і H 2 CO 3, а не SO 2 (OH) 2, NO 2 (OH) і CO (OH) 2. Загальна формула кислотних гідроксидів - Н хЕО у, Де електронний торгівельний складову ЕО у х - називають кислотним залишком. Якщо не всі атоми водню заміщені на метал, то вони залишаються в складі кислотного залишку.

Назви поширених кислотних гідроксидів складаються з двох слів: власної назви із закінченням "а" і групового слова "кислота". Наведемо формули і власні назви поширених кислотних гідроксидів і їх кислотних залишків (прочерк означає, що гідроксид не відомий у вільному вигляді або в кислому водному розчині):

кислотний гідроксид	кислотний залишок
HAsO 2 - метамишьяковістая	AsO 2 - - метаарсеніт
H 3 AsO 3 - ортомишьяковістая	AsO 3 3 - - ортоарсеніт
H 3 AsO 4 - арсенові	AsO 4 3 - - арсенат
	В 4 Про 7 2 - - тетраборат
	ВiО 3 - - вісмутат
HBrO - бромноватистой	BrO - - гіпоброміт
HBrO 3 - бромноватой	BrO 3 - - бромат
H 2 CO 3 - вугільна	CO 3 2 - - карбонат
HClO - хлорнуватиста	ClO - - гіпохлорит
HClO 2 - хлористий	ClO 2 - - хлорит
HClO 3 - хлорноватої	ClO 3 - - хлорат
HClO 4 - хлорне	ClO 4 - - перхлорат
H 2 CrO 4 - хромова	CrO 4 2 - - хромат
	НCrO 4 - - гідрохромат
H 2 Cr 2 О 7 - дихромовая	Cr 2 O 7 2 - - дихромат
	FeO 4 2 - - феррат
HIO 3 - иодноватой	IO 3 - - иодат
HIO 4 - метаіодная	IO 4 - - метаперіодат
H 5 IO 6 - ортоіодная	IO 6 5 - - ортоперіодат
HMnO 4 - марганцовая	MnO 4 - - перманганат
	MnO 4 2 - - манганат
	MоO 4 2 - - молибдат
HNO 2 - азотистая	NO 2 - - нітрит
HNO 3 - азотна	NO 3 - - нітрат
HPO 3 - метафосфорная	PO 3 - - метафосфат
H 3 PO 4 - ортофосфорна	PO 4. 3 - - ортофосфат
	НPO 4 2 - - гідроортофосфат
	Н 2 PO 4 - - дігідроотофосфат
H 4 P 2 O 7 - дифосфорная	P 2 O 7 4 - - дифосфат
	ReO 4 - - перренат
	SO 3. 2 - - сульфит
	HSO 3 - - гідросульфіт
H 2 SO 4 - сірчана	SO 4 2 - - сульфат
	НSO 4 - - гидросульфат
H 2 S 2 O 7 - дісерная	S 2 O 7 2 - - дисульфат
H 2 S 2 O 6 (O 2) - пероксодісерная	S 2 O 6 (O 2) 2 - - пероксодісульфат
H 2 SO 3 S - тіосерная	SO 3 S 2 - - тіосульфат
H 2 SeO 3 - селениста	SeO 3 2 - - селеніт
H 2 SeO 4 - селеновая	SeO 4 2 - - селенат
H 2 SiO 3 - метакремнієва	SiO 3 2 - - метасиликат
H 4 SiO 4 - ортокремнієвої	SiO 4 4 - - ортосілікат
H 2 TeO 3 - теллурістий	TeO 3 2 - - телурит
H 2 TeO 4 - метателлуровая	TeO 4 2 - - метателлурат
H 6 TeO 6 - ортотеллуровая	TeO 6 6 - - ортотеллурат
	VO 3 - - метаванадата
	VO 4 3 - - ортованадат
	WO 4 3 - - вольфрамат

Менш поширені кислотні гідроксиди називають по номенклатурними правилами для комплексних сполук, наприклад:

Назви кислотних залишків використовують при побудові назв солей.

Основні гідроксиди містять гідроксид-іони, які можуть заміщатися на кислотні залишки при дотриманні правил стехиометрической валентності. Всі основні гідроксиди знаходяться в орто-форме; їх загальна формула М (ОН) n, де n \u003d 1,2 (рідше 3,4) і М n + - катіон металу. Приклади формул і назв основних гідроксидів:

Найважливішим хімічним властивістю основних і кислотних гідроксидів є їх взаємодія їх між собою з утворенням солей ( реакція солеутворення), Наприклад:

Ca (OH) 2 + H 2 SO 4 \u003d CaSO 4 + 2H 2 O

Ca (OH) 2 + 2H 2 SO 4 \u003d Ca (HSO 4) 2 + 2H 2 O

2Ca (OH) 2 + H 2 SO 4 \u003d Ca 2 SO 4 (OH) 2 + 2H 2 O

Солі - тип складних речовин, до складу яких входять катіони М n + І кислотні залишки *.

Солі із загальною формулою М х(ЕО у) n називають середніми солями, а солі з незаміщеними атомами водню, - кислими солями. Іноді солі містять у своєму складі також гідроксид - або (і) оксид - іони; такі солі називають основними солями. Наведемо приклади і назви солей:

	ортофосфат кальцію
	дигідроортофосфат кальцію
	гідроортофосфат кальцію
	Карбонат міді (II)
Cu 2 CO 3 (OH) 2	Дігідроксід-карбонат ДіМедіа
	Нітрат лантану (III)
	Оксид-динітрат титану

Кислі та основні солі можуть бути перетворені в середні солі взаємодією з відповідним основним і кислотним гідроксидом, наприклад:

Ca (HSO 4) 2 + Ca (OH) \u003d CaSO 4 + 2H 2 O

Ca 2 SO 4 (OH) 2 + H 2 SO 4 \u003d Ca 2 SO 4 + 2H 2 O

Зустрічаються також солі, содерхащіе два різних катіона: їх часто називають подвійними солями, Наприклад:

2. Кислотні і оснόвние оксиди

оксиди Е хПро у - продукти повної дегідратації гідроксидів:

Кислотним гідроксиду (H 2 SO 4, H 2 CO 3) відповідають кислотні оксиди (SO 3, CO 2), а основним гідроксиду (NaOH, Ca (OH) 2) - основніоксиди (Na 2 O, CaO), причому ступінь окислення елемента Е не змінюється при переході від гідроксиду до оксиду. Приклад формул і назв оксидів:

Кислотні і основні оксиди зберігають солеобразующіе властивості відповідних гідроксидів при взаємодії з протилежними за властивостями гидроксидами або між собою:

N 2 O 5 + 2NaOH \u003d 2NaNO 3 + H 2 O

3CaO + 2H 3 PO 4 \u003d Ca 3 (PO 4) 2 + 3H 2 O

La 2 O 3 + 3SO 3 \u003d La 2 (SO 4) 3

3. Амфотерні оксиди і гідроксиди

амфотерность гідроксидів і оксидів - хімічне властивість, що полягає в утворенні ними двох рядів солей, наприклад, для гідроксиду і оксиду алюмінію:

(А) 2Al (OH) 3 + 3SO 3 \u003d Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O

Al 2 O 3 + 3H 2 SO 4 \u003d Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O

(Б) 2Al (OH) 3 + Na 2 O \u003d 2NaAlO 2 + 3H 2 O

Al 2 O 3 + 2NaOH \u003d 2NaAlO 2 + H 2 O

Так, гідроксид і оксид алюмінію в реакціях (а) виявляють властивості основних гідроксидів і оксидів, тобто реагують з кислотними гідроксиду і оксидом, утворюючи відповідну сіль - сульфат алюмінію Al 2 (SO 4) 3, тоді як в реакціях (б) вони ж виявляють властивості кислотних гідроксидів і оксидів, тобто реагують з основними гідроксидом і оксидом, утворюючи сіль - діоксоалюмінат (III) натрію NaAlO 2. У першому випадку елемент алюміній проявляє властивість металу і входить до складу електропозитивний складової (Al 3+), у другому - властивість неметалла і входить до складу електронегативної складової формули солі (AlO 2 -).

Якщо зазначені реакції протікають у водному розчині, то склад які виникають солей змінюється, але присутність алюмінію в катіоні і аніоні залишається:

2Al (OH) 3 + 3H 2 SO 4 \u003d 2 (SO 4) 3

Al (OH) 3 + NaOH \u003d Na

Тут квадратними дужками виділені комплексні іони 3+ - катіон гексаакваалюмінія (III), - - тетрагідроксоалюмінат (III) -іон.

Елементи, що проявляють в з'єднаннях металеві та неметалеві властивості, називають амфотерними, до них відносяться елементи А-груп періодичної системи - Be, Al, Ga, Ge, Sn, Pb, Sb, Bi, Po і ін., А також більшість елементів Б-груп - Cr, Mn, Fe, Zn, Cd, Au і ін. Амфотерні оксиди називають так само, як і основні, наприклад:

Амфотерні гідроксиди (якщо ступінь окислення елемента перевищує + II) можуть перебувати в орто - або (і) мета - формі. Наведемо приклади амфотерних гідроксидів:

Амфотерним оксидів не завжди відповідають амфотерні гідроксиди, оскільки при спробі отримання останніх утворюються гідратовані оксиди, наприклад:

Якщо амфотерному елементу в з'єднаннях відповідає кілька ступенів окислення, то амфотерность відповідних оксидів і гідроксидів (а отже, і амфотерность самого елемента) буде виражена по-різному. Для низьких ступенів окислення у гідроксидів і оксидів спостерігається переважання основних властивостей, а у самого елемента - металевих властивостей, тому він майже завжди входить до складу катіонів. Для високих ступенів окислення, навпаки, у гідроксидів і оксидів спостерігається переважання кислотних властивостей, А у самого елемента - неметалевих властивостей, тому він майже завжди входить до складу аніонів. Так, у оксиду і гідроксиду марганцю (II) домінують основні властивості, а сам марганець входить до складу катіонів типу 2+, тоді як у оксиду і гідроксиду марганцю (VII) домінують кислотні властивості, а сам марганець входить до складу аніону типу MnO 4 - . Амфотерний гідроксиду з великим переважанням кислотних властивостей приписують формули і назви за зразком кислотних гідроксидів, наприклад НMn VII O 4 - марганцовая кислота.

Таким чином, розподіл елементів на метали і неметали - умовне; між елементами (Na, K, Ca, Ba і ін.) з чисто металевими і елементами (F, O, N, Cl, S, C та ін.) з чисто неметаллическими властивостями існує велика група елементів з амфотерними властивостями.

4. Бінарні сполуки

Великий тип неорганічних складних речовин - бінарні сполуки. До них відносяться, в першу чергу все двоелементний з'єднання (крім основних, кислотних і амфотерних оксидів), Наприклад H 2 O, KBr, H 2 S, Cs 2 (S 2), N 2 O, NH 3, HN 3, CaC 2, SiH 4. Електропозитивний і електронний торгівельний складові формул цих з'єднань включають окремі атоми або пов'язані групи атомів одного елемента.

Багатоелементні речовини, в формулах яких одна зі складових містить не пов'язані між собою атоми декількох елементів, а також одноелементні або багатоелементні групи атомів (крім гідроксидів і солей), розглядають як бінарні сполуки, наприклад CSO, IO 2 F 3, SBrO 2 F, CrO (O 2) 2, PSI 3, (CaTi) O 3, (FeCu) S 2, Hg (CN) 2, (PF 3) 2 O, VCl 2 (NH 2). Так, CSO можна уявити як поєднання CS 2, в якому один атом сірки замінений на атом кисню.

Назви бінарних сполук будуються за звичайними номенклатурними правилами, наприклад:

OF 2 - дифторид кисню	K 2 O 2 - пероксид калію
HgCl 2 - хлорид ртуті (II)	Na 2 S - сульфід натрію
Hg 2 Cl 2 - дихлорид діртуті	Mg 3 N 2 - нітрид магнію
SBr 2 O - оксид-дибромід сірки	NH 4 Br - бромід амонію
N 2 O - оксид діазота	Pb (N 3) 2 - азид свинцю (II)
NO 2 - діоксид азоту	CaC 2 - ацетіленід кальцію

Для деяких бінарних сполук використовують спеціальні назви, список яких був приведений раніше.

Хімічні властивості бінарних сполук досить різноманітні, тому їх часто поділяють на групи за назвою аніонів, тобто окремо розглядають галогеніди, халькогеніди, нітриди, карбіди, гідриди і т. д. Серед бінарних сполук зустрічаються і такі, які мають деякі ознаки інших типів неорганічних речовин. Так, з'єднання CO, NO, NO 2, і (Fe II Fe 2 III) O 4, назви яких будуються із застосуванням слова оксид, до типу оксидів (кислотних, основних, амфотерних) віднесені бути не можуть. Монооксид вуглецю СО, монооксид азоту NO і діоксид азоту NO 2 не мають відповідних кислотних гідроксидів (хоча ці оксиди утворені неметаллами С і N), не утворюють вони і солей, до складу аніонів яких входили б атоми С II, N II і N IV. Подвійний оксид (Fe II Fe 2 III) O 4 - оксид діжелеза (III) -заліза (II) хоча і містить в складі електропозитивний складової атоми амфотерного елемента - заліза, але в двох різних ступенях окислення, внаслідок чого при взаємодії з кислотними гидроксидами утворює не одну, а дві різні солі.

Такі бінарні сполуки, як AgF, KBr, Na 2 S, Ba (HS) 2, NaCN, NH 4 Cl, і Pb (N 3) 2, побудовані, подібно солям, з реальних катіонів та аніонів, тому їх називають солеобразний бінарними сполуками (або просто солями). Їх можна розглядати як продукти заміщення атомів водню в сполуках НF, НCl, НBr, Н 2 S, НCN і НN 3. Останні в водному розчині мають кислотної функцією, і тому їх розчини називають кислотами, наприклад НF (aqua) - фтороводородной кислота, Н 2 S (aqua) - сірководнева кислота. Однак вони не належать до типу кислотних гідроксидів, а їх похідні - до солей в рамках класифікації неорганічних речовин.