Номер 8, страница 119 - гдз по химии 8 класс учебник Габриелян, Остроумов

§ 27. Генетическая связь между классами неорганических соединений. Глава 3. Основные классы неорганических соединений - номер 8, страница 119.

8. Предложите свою классификацию химических веществ и генетической связи между классами неорганических соединений.

Классификация химических веществ

Все химические вещества можно классифицировать по составу и свойствам. Одна из наиболее общих и принятых в химии классификаций выглядит следующим образом:

1. Простые вещества — состоят из атомов одного химического элемента.
   • Металлы (например, Fe, Na, Al). Характеризуются металлическим блеском, ковкостью, высокой тепло- и электропроводностью.
   • Неметаллы (например, O₂, S, C, He). Не обладают типичными металлическими свойствами.
   • Амфотерные простые вещества (например, Zn, Be, Al) занимают промежуточное положение, проявляя свойства как металлов, так и неметаллов.
2. Сложные вещества — состоят из атомов двух или более химических элементов.
   • Органические соединения — класс соединений, в состав которых входит углерод (за исключением простейших, таких как карбиды, оксиды углерода, карбонаты).
   • Неорганические соединения — все остальные химические соединения. Их принято делить на следующие основные классы:
     • Оксиды — соединения элементов с кислородом в степени окисления -2.
       • Основные оксиды: оксиды металлов, которым соответствуют основания (например, CaO, Na₂O).
       • Кислотные оксиды: оксиды неметаллов или металлов в высокой степени окисления, которым соответствуют кислоты (например, SO₃, CO₂, CrO₃).
       • Амфотерные оксиды: проявляют как основные, так и кислотные свойства (например, Al₂O₃, ZnO).
       • Несолеобразующие (безразличные) оксиды: не взаимодействуют с кислотами и щелочами с образованием солей (например, CO, NO).
     • Основания (гидроксиды) — сложные вещества, состоящие из катиона металла (или аммония $NH_4^+$) и одной или нескольких гидроксогрупп (-OH).
       • Растворимые (щелочи): гидроксиды щелочных и щелочноземельных металлов (например, NaOH, Ba(OH)₂).
       • Нерастворимые: гидроксиды большинства других металлов (например, Cu(OH)₂, Fe(OH)₃).
       • Амфотерные гидроксиды: проявляют свойства и кислот, и оснований (например, Al(OH)₃, Zn(OH)₂).
     • Кислоты — сложные вещества, молекулы которых содержат атомы водорода, способные замещаться на атомы металла, и кислотный остаток.
       • Кислородсодержащие (например, H₂SO₄, HNO₃).
       • Бескислородные (например, HCl, H₂S).
     • Соли — сложные вещества, состоящие из катионов металла (или катиона аммония $NH_4^+$) и анионов кислотного остатка.
       • Средние (нормальные): продукты полного замещения атомов водорода в кислоте на металл (например, NaCl, K₂SO₄).
       • Кислые: продукты неполного замещения атомов водорода в многоосновной кислоте на металл (например, NaHCO₃).
       • Основные: продукты неполного замещения гидроксогрупп в многокислотном основании на кислотный остаток (например, (MgOH)Cl).
       • Двойные, смешанные и комплексные соли.

Ответ: Предложена классификация химических веществ, основанная на их составе. Вещества делятся на простые (металлы, неметаллы, амфотерные) и сложные (органические и неорганические). Неорганические вещества, в свою очередь, подразделяются на четыре основных класса: оксиды (основные, кислотные, амфотерные, несолеобразующие), основания (растворимые и нерастворимые), кислоты (кислородсодержащие и бескислородные) и соли (средние, кислые, основные и др.).

Генетическая связь между классами неорганических соединений

Генетическая связь — это взаимосвязь между веществами разных классов, основанная на их взаимных превращениях и отражающая единство их происхождения. Эту связь удобно представлять в виде так называемых генетических рядов.

1. Генетический ряд металла
Он объединяет вещества, образованные одним и тем же металлом, проявляющим основные свойства. Типичная схема превращений:
Металл $\rightarrow$ Основный оксид $\rightarrow$ Основание (щелочь) $\rightarrow$ Соль

Пример для кальция (Ca):
$Ca \xrightarrow{+O_2} CaO \xrightarrow{+H_2O} Ca(OH)_2 \xrightarrow{+HCl} CaCl_2$
Уравнения реакций:
1. $2Ca + O_2 \rightarrow 2CaO$
2. $CaO + H_2O \rightarrow Ca(OH)_2$
3. $Ca(OH)_2 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + 2H_2O$

2. Генетический ряд неметалла
Объединяет вещества, образованные одним и тем же неметаллом. Типичная схема превращений:
Неметалл $\rightarrow$ Кислотный оксид $\rightarrow$ Кислота $\rightarrow$ Соль

Пример для серы (S):
$S \xrightarrow{+O_2, t^\circ} SO_2 \xrightarrow{+O_2, V_2O_5} SO_3 \xrightarrow{+H_2O} H_2SO_4 \xrightarrow{+NaOH} Na_2SO_4$
Уравнения реакций:
1. $S + O_2 \xrightarrow{t^\circ} SO_2$
2. $2SO_2 + O_2 \xrightarrow{V_2O_5, t^\circ} 2SO_3$
3. $SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4$
4. $H_2SO_4 + 2NaOH \rightarrow Na_2SO_4 + 2H_2O$

3. Генетический ряд амфотерного элемента
Амфотерные элементы (например, Al, Zn) и их соединения могут в зависимости от условий проявлять как основные, так и кислотные свойства, связывая ряды металлов и неметаллов.

Пример для цинка (Zn):
$2Zn + O_2 \rightarrow 2ZnO$
$ZnO + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2O$ (проявляет основные свойства)
$ZnO + 2NaOH + H_2O \rightarrow Na_2[Zn(OH)_4]$ (проявляет кислотные свойства)

Таким образом, все классы неорганических соединений взаимосвязаны. Центральным звеном, объединяющим генетические ряды металлов и неметаллов, являются соли, которые могут быть получены в результате взаимодействия представителей разных классов (основание + кислота, основной оксид + кислотный оксид, металл + кислота и т.д.).

Ответ: Генетическая связь между классами неорганических соединений показывает возможность их взаимных превращений и общее происхождение от простых веществ (металлов и неметаллов). Эта связь иллюстрируется генетическими рядами, например: Металл → Основный оксид → Основание → Соль и Неметалл → Кислотный оксид → Кислота → Соль. Амфотерные соединения демонстрируют двойственную природу, а соли являются связующим звеном между генетическими рядами металлов и неметаллов.