Amfoteeriset metallit ovat yksinkertaisia ​​aineita, jotka ovat rakenteeltaan, kemiallisesti ja samanlaisia ​​kuin metallielementtien ryhmä. Metalleilla itsessään ei voi olla amfoteerisia ominaisuuksia, toisin kuin niiden yhdisteillä. Esimerkiksi joidenkin metallien oksideilla ja hydroksideilla on kaksoiskemiallinen luonne - joissakin olosuhteissa ne käyttäytyvät happojen tavoin, kun taas toisissa niillä on alkalien ominaisuuksia.

Tärkeimmät amfoteeriset metallit ovat alumiini, sinkki, kromi ja rauta. Beryllium ja strontium voidaan katsoa kuuluvan samaan alkuaineryhmään.

amfoteerinen?

Tämä kiinteistö löydettiin ensimmäistä kertaa melko kauan sitten. Ja termin "amfoteeriset elementit" ottivat tieteeseen vuonna 1814 kuuluisat kemistit L. Tenard ja J. Gay-Lussac. Noihin aikoihin oli tapana jakaa kemialliset yhdisteet ryhmiin, jotka vastasivat niiden perusominaisuuksia reaktioiden aikana.

Oksidien ja emästen ryhmällä oli kuitenkin kaksi kykyä. Joissakin olosuhteissa tällaiset aineet käyttäytyivät kuin emäkset, kun taas toisissa päinvastoin ne toimivat kuin happoja. Näin syntyi termi "amfoteerinen". Tällaisissa tapauksissa käyttäytyminen happo-emäs-reaktion aikana riippuu sen toteutusolosuhteista, mukana olevien reagenssien luonteesta ja myös liuottimen ominaisuuksista.

Mielenkiintoista on, että luonnollisissa olosuhteissa amfoteeriset metallit voivat olla vuorovaikutuksessa sekä alkalien että happojen kanssa. Esimerkiksi alumiinin ja alumiinisulfaatin reaktion aikana muodostuu. Ja kun sama metalli reagoi väkevän alkalin kanssa, muodostuu monimutkainen suola.

Amfoteeriset emäkset ja niiden pääominaisuudet

Normaaleissa olosuhteissa nämä ovat kiinteitä aineita. Ne ovat käytännössä veteen liukenemattomia ja niitä pidetään melko heikkoina elektrolyytteinä.

Päämenetelmä tällaisten emästen saamiseksi on metallisuolan reaktio pienen määrän alkalia kanssa. Saostusreaktio on suoritettava hitaasti ja huolellisesti. Esimerkiksi sinkkihydroksidia otettaessa kaustista soodaa lisätään varovasti tippoina koeputkeen sinkkikloridin kanssa. Joka kerta, kun sinun on ravistettava astiaa varovasti nähdäksesi valkoisen metallisaostuman astian pohjalla.

Happojen ja amfoteeristen aineiden kanssa reagoivat emäksinä. Esimerkiksi sinkkihydroksidin reaktio suolahapon kanssa tuottaa sinkkikloridia.

Mutta reaktioiden aikana emästen kanssa amfoteeriset emäkset käyttäytyvät kuin hapot.

Lisäksi ne hajoavat voimakkaasti kuumennettaessa muodostaen vastaavan amfoteerisen oksidin ja veden.

Yleisimmät amfoteeriset metallit: lyhyt kuvaus

Sinkki kuuluu amfoteeristen alkuaineiden ryhmään. Ja vaikka tämän aineen seoksia käytettiin laajasti muinaisissa sivilisaatioissa, vasta vuonna 1746 he pystyivät eristämään sen puhtaassa muodossaan.

Puhdas metalli on melko hauras sinertävä aine. Sinkki hapettuu nopeasti ilmassa - sen pinta tummuu ja peittyy ohuella oksidikalvolla.

Luonnossa sinkkiä esiintyy pääasiassa mineraalien muodossa - sinsiitteinä, smitsoniitteina, kalamiiteina. Tunnetuin aine on sinkkiseos, joka koostuu sinkkisulfidista. Tämän mineraalin suurimmat esiintymät ovat Boliviassa ja Australiassa.

Alumiini Nykyään sitä pidetään planeetan yleisimpana metallina. Sen seoksia on käytetty vuosisatojen ajan, ja vuonna 1825 aine eristettiin puhtaassa muodossaan.

Puhdas alumiini on vaalea, hopeanvärinen metalli. Se on helppo työstää ja valaa. Tällä elementillä on korkea sähkön- ja lämmönjohtavuus. Lisäksi tämä metalli kestää korroosiota. Tosiasia on, että sen pinta on peitetty ohuella, mutta erittäin kestävällä oksidikalvolla.

Nykyään alumiinia käytetään laajalti teollisuudessa.

Amfoteeriset oksidit reagoivat vahvojen happojen kanssa muodostaen näiden happojen suoloja. Tällaiset reaktiot ovat ilmentymä amfoteeristen oksidien pääominaisuuksista, esimerkiksi:

ZnO + H 2 SO 4 → ZnSO 4 + H 2 O

Ne reagoivat myös vahvojen emästen kanssa osoittaen siten happamia ominaisuuksiaan, esimerkiksi:

ZnO + 2NaOH → Na 2 ZnO 2 + H 2 O Amfoteeriset oksidit voivat reagoida alkalien kanssa kahdella tavalla: liuoksessa ja sulassa.

• Kun sulatteessa reagoidaan alkalin kanssa, muodostuu tavallinen keskisuola (kuten yllä olevassa esimerkissä on esitetty).
• Kun se reagoi alkalin kanssa liuoksessa, muodostuu kompleksinen suola.

Al 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O → 2Na (tässä tapauksessa muodostuua)

Jokaisella amfoteerisella metallilla on oma koordinaationumeronsa. Be:lle ja Zn:lle tämä on 4; Al:lle tämä on 4 tai 6; Cr:lle se on 6 tai (erittäin harvoin) 4;

Amfoteeriset oksidit eivät yleensä liukene veteen eivätkä reagoi sen kanssa.

Esimerkkejä

Katso myös

Wikimedia Foundation. 2010 .

Katso, mitä "amfoteeriset oksidit" ovat muissa sanakirjoissa:

metallioksidit ovat metalliyhdisteitä hapen kanssa. Monet niistä voivat yhdistyä yhden tai useamman vesimolekyylin kanssa muodostaen hydroksideja. Useimmat oksidit ovat emäksisiä, koska niiden hydroksidit käyttäytyvät kuten emäkset. Kuitenkin jotkut...... Virallinen terminologia

OKSIDIT, epäorgaaniset yhdisteet, joissa HAPE on sitoutunut toiseen alkuaineeseen. Oksideja muodostuu usein, kun elementti palaa ilmassa tai hapen läsnä ollessa. Joten magnesium (Mg) muodostaa palaessaan magnesiumoksidia (MgO). Oksidit ovat... Tieteellinen ja tekninen tietosanakirja

Oksidi (oksidi, oksidi) on binäärinen yhdiste kemiallisesta alkuaineesta, jonka happi on -2-hapetustilassa, jossa happi itse liittyy vain vähemmän elektronegatiiviseen alkuaineeseen. Kemiallinen alkuaine happi on toinen elektronegatiivisuudessa ... ... Wikipedia

Amfoteeriset hydroksidit ovat epäorgaanisia yhdisteitä, amfoteeristen alkuaineiden hydroksideja, olosuhteista riippuen, joilla on happamien tai emäksisten hydroksidien ominaisuuksia. Sisältö 1 Yleiset ominaisuudet 2 Getting ... Wikipedia

oksideja- Kemiallisen alkuaineen yhdistelmä hapen kanssa. Kemiallisten ominaisuuksien mukaan kaikki oksidit jaetaan suolaa muodostaviin (esim. Na2O, MgO, Al2O3, SiO2, P2O5, SO3, Cl2O7) ja ei-suolaa muodostaviin (esim. CO, N2O, NO, H2O). Suolaa muodostavat oksidit jaetaan ...... Teknisen kääntäjän käsikirja

OKSIDIT- kemia. alkuaineiden yhdisteet hapen kanssa (vanhentunut nimi on oksidit); yksi tärkeimmistä kemian luokista. aineet. O. muodostuu useimmiten yksinkertaisten ja monimutkaisten aineiden suoran hapettumisen aikana. Esim. kun hiilivedyt hapettuvat, O. ...... Suuri ammattikorkeakoulun tietosanakirja

alkuaineiden yhdisteet hapen kanssa. Hapessa happiatomin hapetusaste on Ch2. Kaikki viestintä kuuluvat O:lle. alkuaineet hapella, paitsi ne, jotka sisältävät O-atomeja, jotka ovat yhteydessä toisiinsa (peroksidit, superoksidit, otsonidit) ja Comm. fluori hapella ...... Chemical Encyclopedia

Oksidit, oksidit, kemialliset yhdisteet. alkuaineita hapen kanssa. Chem. St. you all O. on jaettu suolaa muodostaviin ja ei-suolaa muodostaviin. Suolaa muodostavat O. on jaettu emäksiseen, happamaan ja amfoteeriseen (niiden vuorovaikutuksen tuotteet veden kanssa ovat ... ... Suuri tietosanakirja ammattikorkeakoulun sanakirja

Emäksiset oksidit ovat 1-, 2- ja noin 3-valenssimetallien oksideja. Näitä ovat: ensimmäisen ryhmän pääalaryhmän metallien oksidit (alkalimetallit) Li Fr toisen ryhmän pääalaryhmän metallien oksidit (maa-alkalimetallit) ... ... Wikipedia

Ei-suolaa muodostavat oksidit ovat oksideja, jotka eivät ole happamia, emäksisiä eivätkä amfoteerisia eivätkä muodosta suoloja. Aikaisemmin tällaisia ​​oksideja kutsuttiin välinpitämättömiksi tai välinpitämättömiksi, mutta tämä ei ole totta, koska niiden kemiallisen luonteen vuoksi tiedot ... Wikipedia

Yksinkertaisia ​​aineita, jotka ovat rakenteeltaan ja useilta kemiallisilta ja fysikaalisilla parametreiltään samanlaisia ​​kuin metalliset alkuaineet, kutsutaan amfoteerisiksi, ts. nämä ovat elementtejä, jotka osoittavat kemiallista kaksinaisuutta. On huomattava, että nämä eivät ole itse metalleja, vaan niiden suoloja tai oksideja. Esimerkiksi joidenkin metallien oksideilla voi olla kaksi ominaisuutta, joissakin olosuhteissa ne voivat osoittaa hapoille ominaisia ​​ominaisuuksia, toisissa ne käyttäytyvät kuin alkalit.

Tärkeimmät amfoteeriset metallit ovat alumiini, sinkki, kromi ja jotkut muut.

Termi amfoteerinen otettiin käyttöön 1800-luvun alussa. Tuolloin kemikaalit erotettiin niiden samankaltaisten ominaisuuksien perusteella, jotka ilmenivät kemiallisissa reaktioissa.

Mitä ovat amfoteeriset metallit

Amfoteerisiksi luokiteltavien metallien luettelo on melko laaja. Lisäksi joitain niistä voidaan kutsua amfoteerisiksi ja joitain - ehdollisesti.

Listataan jaksollisessa taulukossa niiden aineiden sarjanumerot, joiden alla ne sijaitsevat. Listassa on ryhmät 22-32, 40-51 ja paljon muuta. Esimerkiksi kromia, rautaa ja monia muita voidaan oikeutetusti kutsua emäksisiksi, ja strontium ja beryllium voidaan myös katsoa jälkimmäiseksi.

Muuten, alumiinia pidetään amforametallien kirkkaimpana edustajana.

Juuri sen seoksia on käytetty pitkään lähes kaikilla teollisuudenaloilla. Sitä käytetään lentokoneiden runkojen, autojen korien ja keittiövälineiden elementtien valmistukseen. Siitä on tullut välttämätön sähköteollisuudessa ja lämpöverkkojen laitteiden valmistuksessa. Toisin kuin monet muut metallit, alumiini on jatkuvasti reaktiivinen. Metallin pinnan peittävä oksidikalvo vastustaa oksidatiivisia prosesseja. Normaaleissa olosuhteissa ja tietyntyyppisissä kemiallisissa reaktioissa alumiini voi toimia pelkistävänä alkuaineena.

Tämä metalli pystyy olemaan vuorovaikutuksessa hapen kanssa, jos se murskataan moniksi pieniksi hiukkasiksi. Tämän tyyppinen toiminta edellyttää korkeiden lämpötilojen käyttöä. Reaktioon liittyy suuren määrän lämpöenergian vapautuminen. Kun lämpötila nousee 200 ºC:seen, alumiini reagoi rikin kanssa. Asia on, että alumiini ei aina, normaaliolosuhteissa, voi reagoida vedyn kanssa. Sillä välin, kun se sekoitetaan muiden metallien kanssa, voi esiintyä erilaisia ​​seoksia.

Toinen selvä amfoteerinen metalli on rauta. Tämän alkuaineen numero on 26 ja se sijaitsee koboltin ja mangaanin välissä. Rauta on maankuoresta yleisin alkuaine. Rauta voidaan luokitella yksinkertaiseksi elementiksi, jolla on hopeanvalkoinen väri ja joka on luonnollisesti muokattava, kun se altistuu korkeille lämpötiloille. Voi alkaa nopeasti ruostua korkeissa lämpötiloissa. Jos rauta laitetaan puhtaaseen happeen, se palaa kokonaan ja voi syttyä ulkoilmassa.

Tällaisella metallilla on kyky mennä nopeasti korroosiovaiheeseen, kun se altistuu korkeille lämpötiloille. Puhtaan happeen laitettu rauta palaa kokonaan. Ilmassa ollessaan metalliaine hapettuu nopeasti liiallisen kosteuden vuoksi, eli se ruostuu. Happimassassa palaessa muodostuu eräänlainen hilse, jota kutsutaan rautaoksidiksi.

Amfoteeristen metallien ominaisuudet

Ne määritellään amfoteerisuuden käsitteellä. Tyypillisessä tilassa, eli normaalissa lämpötilassa ja kosteudessa, useimmat metallit ovat kiinteitä aineita. Mikään metalleista ei liukene veteen. Alkaliset emäkset ilmestyvät vasta tiettyjen kemiallisten reaktioiden jälkeen. Reaktion aikana metallisuolat ovat vuorovaikutuksessa. On huomattava, että turvallisuussäännöt vaativat erityistä huolellisuutta tämän reaktion suorittamisessa.

Amfoteeristen aineiden yhdistelmä oksidien tai happojen kanssa on ensimmäinen, joka osoittaa emäksille ominaisen reaktion. Samanaikaisesti, jos ne yhdistetään emäksiin, ilmaantuu happamia ominaisuuksia.

Amfoteeristen hydroksidien kuumentaminen saa ne hajoamaan vedeksi ja oksidiksi. Toisin sanoen amfoteeristen aineiden ominaisuudet ovat erittäin laajat ja vaativat huolellista tutkimusta, joka voidaan suorittaa kemiallisen reaktion aikana.

Amfoteeristen elementtien ominaisuudet voidaan ymmärtää vertaamalla niitä perinteisten materiaalien parametreihin. Esimerkiksi useimmilla metalleilla on alhainen ionisaatiopotentiaali, mikä mahdollistaa niiden toimimisen pelkistimenä kemiallisissa prosesseissa.

Amfoteerinen - voi osoittaa sekä pelkistäviä että hapettavia ominaisuuksia. On kuitenkin yhdisteitä, joille on ominaista negatiivinen hapettumisaste.

Ehdottomasti kaikilla tunnetuilla metalleilla on kyky muodostaa hydroksideja ja oksideja.

Kaikilla metalleilla on kyky muodostaa emäksisiä hydroksideja ja oksideja. Muuten, metallit voivat päästä hapetusreaktioon vain tiettyjen happojen kanssa. Esimerkiksi reaktio typpihapon kanssa voi edetä eri tavoin.

Amfoteerisilla aineilla, jotka liittyvät yksinkertaisiin aineisiin, on selkeitä eroja rakenteessa ja ominaisuuksissa. Joidenkin aineiden kuuluvuus tiettyyn luokkaan voidaan määrittää yhdellä silmäyksellä, joten on heti selvää, että kupari on metalli, mutta bromi ei.

Kuinka erottaa metalli ei-metallista

Suurin ero on se, että metallit luovuttavat elektroneja, jotka ovat ulkoisessa elektronipilvessä. Epämetallit houkuttelevat heitä aktiivisesti.

Kaikki metallit ovat hyviä lämmön ja sähkön johtimia, ei-metallit jäävät ilman tällaista mahdollisuutta.

Amfoteeristen metallien pohjat

Normaaleissa olosuhteissa nämä aineet eivät liukene veteen, ja ne voidaan turvallisesti lukea heikkojen elektrolyyttien ansioksi. Tällaisia ​​aineita saadaan metallisuolojen ja alkalin reaktion jälkeen. Nämä reaktiot ovat varsin vaarallisia niille, jotka niitä tuottavat, ja siksi esimerkiksi sinkkihydroksidin saamiseksi kaustista soodaa on syötettävä hitaasti ja varovasti sinkkikloridia sisältävään säiliöön tipoittain.

Samaan aikaan amfoteerinen - vuorovaikutuksessa happojen kanssa emäksinä. Eli kun suoritetaan suolahapon ja sinkkihydroksidin välistä reaktiota, sinkkikloridia ilmestyy. Ja kun ne ovat vuorovaikutuksessa emästen kanssa, ne käyttäytyvät kuin hapot.

Emäkset, amfoteeriset hydroksidit

Emäkset ovat monimutkaisia ​​aineita, jotka koostuvat metalliatomeista ja yhdestä tai useammasta hydroksoryhmästä (-OH). Yleinen kaava on Me + y (OH) y, jossa y on hydroksoryhmien lukumäärä, joka vastaa metallin Me hapetusastetta. Taulukossa on esitetty emästen luokittelu.

Alkali- ja maa-alkalimetallien alkalihydroksidien ominaisuudet

1. Alkalien vesiliuokset ovat saippuaisia ​​kosketukselle, muuttavat indikaattoreiden väriä: lakmus - sininen, fenolftaleiini - vadelma.

2. Vesiliuokset dissosioituvat:

3. Vuorovaikutus happojen kanssa ja vaihtoreaktio:

Polyhappoemäkset voivat tuottaa väli- ja emäksisiä suoloja:

4. Vuorovaikuttaa happooksidien kanssa muodostaen väliainetta ja happosuoloja riippuen tätä oksidia vastaavan hapon emäksisyydestä:

5. Vuorovaikuttaa amfoteeristen oksidien ja hydroksidien kanssa:

a) fuusio:

b) ratkaisuissa:

6. Reagoi vesiliukoisten suolojen kanssa, jos muodostuu sakka tai kaasu:

Liukenemattomat emäkset (Cr (OH) 2, Mn (OH) 2 jne.) ovat vuorovaikutuksessa happojen kanssa ja hajoavat kuumennettaessa:

Amfoteeriset hydroksidit

Yhdisteitä kutsutaan amfoteerisiksi, jotka olosuhteista riippuen voivat olla sekä vetykationien luovuttajia ja osoittaa happamia ominaisuuksia, että niiden vastaanottajilla, eli emäksisiä ominaisuuksia.

Amfoteeristen yhdisteiden kemialliset ominaisuudet

1. Vuorovaikutuksessa vahvojen happojen kanssa ne paljastavat tärkeimmät ominaisuudet:

Zn(OH)2 + 2HCl = ZnCl2 + 2H2O

2. Vuorovaikutuksessa alkalien - vahvojen emästen kanssa, niillä on happamia ominaisuuksia:

Zn (OH) 2 + 2NaOH \u003d Na 2 ( monimutkainen suola)

Al (OH) 3 + NaOH \u003d Na ( monimutkainen suola)

Yhdisteitä kutsutaan komplekseiksi, joissa ainakin yksi kovalenttinen sidos on muodostunut luovuttaja-akseptorimekanismilla.

Yleinen menetelmä emästen saamiseksi perustuu vaihtoreaktioihin, joilla voidaan saada sekä liukenemattomia että liukenevia emäksiä.

CuSO 4 + 2KOH \u003d Cu (OH) 2 ↓ + K 2 SO 4

K 2 CO 3 + Ba (OH) 2 \u003d 2 KOH + BaCO 3 ↓

Kun tällä menetelmällä saadaan liukoisia emäksiä, liukenematon suola saostuu.

Kun hankitaan veteen liukenemattomia emäksiä, joilla on amfoteerisia ominaisuuksia, ylimääräistä alkalia tulee välttää, koska amfoteerinen emäs voi liueta, esimerkiksi:

AlCl 3 + 4KOH \u003d K [Al (OH) 4] + 3KSl

Tällaisissa tapauksissa ammoniumhydroksidia käytetään hydroksidien saamiseksi, joihin amfoteeriset hydroksidit eivät liukene:

AlCl 3 + 3NH 3 + ZH 2 O \u003d Al (OH) 3 ↓ + 3NH 4 Cl

Hopean ja elohopean hydroksidit hajoavat niin helposti, että kun yrität saada niitä vaihtoreaktiolla, hydroksidien sijasta oksideja saostuu:

2AgNO 3 + 2KOH \u003d Ag 2 O ↓ + H 2 O + 2KNO 3

Teollisuudessa emäksiä saadaan yleensä kloridien vesiliuosten elektrolyysillä.

2NaCl + 2H 2O → ϟ → 2NaOH + H2 + Cl 2

Alkaleita voidaan saada myös saattamalla alkali- ja maa-alkalimetalleja tai niiden oksideja reagoimaan veden kanssa.

2Li + 2H2O \u003d 2LiOH + H2

SrO + H2O \u003d Sr (OH) 2

hapot

Hapot kutsutaan kompleksiaineiksi, joiden molekyylit koostuvat vetyatomeista, jotka voidaan korvata metalliatomeilla, ja happojäännöksistä. Normaaleissa olosuhteissa hapot voivat olla kiinteitä (fosfori H 3 PO 4; pii H 2 SiO 3) ja nestemäisiä (rikkihappo H 2 SO 4 on puhdasta nestettä).

Kaasut, kuten kloorivety HCl, bromivety HBr, rikkivety H2S, muodostavat vastaavia happoja vesiliuoksissa. Kunkin happomolekyylin dissosioitumisen aikana muodostamien vetyionien lukumäärä määrää happotähteen (anionin) varauksen ja hapon emäksisyyden.

Mukaan happojen ja emästen protolyyttinen teoria, tanskalainen kemisti Bronsted ja englantilainen kemisti Lowry ehdottivat samanaikaisesti, että happo on aine eroaminen tämän reaktion kanssa protonit, A perusta- aine, joka pystyy vastaanottaa protoneja.

happo → emäs + H +

Näiden ajatusten perusteella asia on selvä ammoniakin perusominaisuudet, joka, koska typpiatomissa on yksinäinen elektronipari, ottaa tehokkaasti vastaan ​​protonin vuorovaikutuksessa happojen kanssa muodostaen ammonium-ionin luovuttaja-akseptorisidoksen kautta.

HNO 3 + NH 3 ⇆ NH 4 + + NO 3 -

happo emäs happo emäs

Yleisempi määritelmä hapoille ja emäksille amerikkalaisen kemistin G. Lewisin ehdottama. Hän ehdotti, että happo-emäsvuorovaikutukset ovat melkoisia eivät välttämättä tapahdu protonisiirron yhteydessä. Happojen ja emästen määrityksessä Lewisin mukaan päärooli kemiallisissa reaktioissa annetaan elektroninen höyry.

Kationeja, anioneja tai neutraaleja molekyylejä, jotka voivat hyväksyä yhden tai useamman elektroniparin, kutsutaan Lewisin hapot.

Esimerkiksi alumiinifluoridi AlF 3 on happo, koska se pystyy hyväksymään elektroniparin vuorovaikutuksessa ammoniakin kanssa.

AlF 3 + :NH 3 ⇆ :

Kationeja, anioneja tai neutraaleja molekyylejä, jotka pystyvät luovuttamaan elektronipareja, kutsutaan Lewis-emäksiksi (ammoniakki on emäs).

Lewisin määritelmä kattaa kaikki happo-emäs-prosessit, jotka on otettu huomioon aiemmin ehdotetuissa teorioissa. Taulukossa verrataan tällä hetkellä käytössä olevia happojen ja emästen määritelmiä.

Happojen nimikkeistö

Koska hapoille on olemassa erilaisia ​​määritelmiä, niiden luokittelu ja nimikkeistö ovat melko mielivaltaisia.

Vesiliuoksessa hajoamaan pystyvien vetyatomien lukumäärän mukaan hapot jaetaan yksiemäksinen(esim. HF, HNO 2), kaksiemäksinen(H2C03, H2S04) ja tribasic(H 3RO 4).

Koostumuksen mukaan happo jaetaan hapeton(HCl, H2S) ja happea sisältävä(HCl04, HNO3).

Yleensä happipitoisten happojen nimet johdettu ei-metallin nimestä, johon on lisätty päätteet -kai, -tapa, jos ei-metallin hapetusaste on yhtä suuri kuin ryhmänumero. Kun hapetusaste laskee, päätteet muuttuvat (metallin hapetusasteen alenemisen järjestyksessä): - soikea, ististaya, - soikea:

Jos tarkastelemme vety-ei-metallisidoksen polariteettia jakson sisällä, voimme helposti suhteuttaa tämän sidoksen polariteetin alkuaineen asemaan jaksollisessa taulukossa. Metalliatomeista, jotka menettävät helposti valenssielektroneja, vetyatomit hyväksyvät nämä elektronit muodostaen vakaan kaksielektronisen kuoren, kuten heliumatomin kuoren, ja muodostavat ionisia metallihydridejä.

Periodisen järjestelmän ryhmien III-IV alkuaineiden vetyyhdisteissä boori, alumiini, hiili, pii muodostavat kovalenttisia, heikosti polaarisia sidoksia vetyatomien kanssa, jotka eivät ole alttiita dissosiaatiolle. Periodisen järjestelmän ryhmien V-VII alkuaineilla jakson sisällä ei-metalli-vetysidoksen polariteetti kasvaa atomin varauksen mukana, mutta varausten jakautuminen tuloksena olevassa dipolissa on erilainen kuin vetyyhdisteissä. elementtejä, joilla on taipumus luovuttaa elektroneja. Epämetallien atomit, joissa elektronikuoren täydentämiseen tarvitaan useita elektroneja, vetävät itseään kohti (polarisoivat) sidoselektroniparin, mitä vahvempi, sitä suurempi ytimen varaus. Siksi sarjassa CH 4 - NH 3 - H 2 O - HF tai SiH 4 - PH 3 - H 2 S - Hcl sidokset vetyatomien kanssa, vaikka ne ovat kovalenttisia, muuttuvat polaarisemmiksi ja vetyatomin dipolissa. alkuaine-vetysidos muuttuu sähköpositiivisemmaksi. Jos polaariset molekyylit ovat polaarisessa liuottimessa, voi tapahtua elektrolyyttinen dissosiaatioprosessi.

Tarkastellaan happea sisältävien happojen käyttäytymistä vesiliuoksissa. Näillä hapoilla on H-O-E-sidos ja luonnollisesti O-E-sidos vaikuttaa H-O-sidoksen polariteettiin. Siksi nämä hapot hajoavat yleensä helpommin kuin vesi.

H 2 SO 3 + H 2 O ⇆ H s O + + HSO 3

HNO 3 + H 2 O ⇆ H s O + + NO 3

Katsotaanpa muutamia esimerkkejä happipitoisten happojen ominaisuudet, muodostuu alkuaineista, jotka pystyvät osoittamaan erilaisia ​​hapetusasteita. On tiedossa, että hypokloorihappo HClO erittäin heikko kloorivetyhappo HClO 2 myös heikko mutta vahvempi kuin hypokloori, hypokloorihappo HclO 3 vahva. Perkloorihappo HClO 4 on yksi vahvin epäorgaaniset hapot.

Happaman tyypin mukainen dissosiaatio (H-ionin eliminoimalla) edellyttää O-H-sidoksen katkaisemista. Kuinka voidaan selittää tämän sidoksen lujuuden väheneminen sarjassa HClO - HClO 2 - HClO 3 - HClO 4? Tässä sarjassa keskusklooriatomiin liittyvien happiatomien määrä kasvaa. Joka kerta kun muodostuu uusi happisidos kloorin kanssa, elektronitiheys vetäytyy pois klooriatomista ja siten yksinkertaisesta O-Cl-sidoksesta. Tämän seurauksena elektronitiheys poistuu osittain О-Н-sidoksesta, joka heikkenee tämän vuoksi.

Sellainen kuvio - happamien ominaisuuksien parantaminen keskusatomin hapetusasteen lisääntymisellä - ominaisuus ei vain kloorille, vaan myös muille alkuaineille. Esimerkiksi typpihappo HNO 3 , jossa typen hapetusaste on +5, on vahvempi kuin typpihappo HNO 2 (typen hapetusaste on +3); rikkihappo H 2 SO 4 (S +6) on vahvempi kuin rikkihappo H 2 SO 3 (S +4).

Happojen saaminen

1. Voidaan saada hapettomia happoja ei-metallien suorassa yhdistelmässä vedyn kanssa.

H2 + Cl2 → 2HCl,

H 2 + S ⇆ H 2 S

2. Joitakin hapetettuja happoja voidaan saada happamien oksidien vuorovaikutus veden kanssa.

3. Voidaan saada sekä hapettomia että hapetettuja happoja vaihtoreaktioiden mukaan suolojen ja muiden happojen välillä.

BaBr 2 + H 2 SO 4 \u003d BaSO 4 ↓ + 2HBr

CuSO 4 + H 2 S \u003d H 2 SO 4 + CuS ↓

FeS + H 2 SO 4 (pa zb) \u003d H 2 S + FeSO 4

NaCl (T) + H2SO4 (väk.) = HCl + NaHS04

AgNO 3 + HCl = AgCl↓ + HNO 3

CaCO 3 + 2HBr \u003d CaBr 2 + CO 2 + H 2 O

4. Joitakin happoja voidaan saada käyttämällä redox-reaktiot.

H 2 O 2 + SO 2 \u003d H 2 SO 4

3P + 5HNO 3 + 2H 2 O \u003d ZH 3 RO 4 + 5NO 2

Hapan maku, vaikutus indikaattoreihin, sähkönjohtavuus, vuorovaikutus metallien, emäksisten ja amfoteeristen oksidien, emästen ja suolojen kanssa, esterien muodostuminen alkoholien kanssa - nämä ominaisuudet ovat yhteisiä epäorgaanisille ja orgaanisille hapoille.

voidaan jakaa kahteen tyyppiin reaktioihin:

1) ovat yleisiä varten hapot reaktiot liittyvät hydroniumionin H 3 O + muodostumiseen vesiliuoksissa;

2) erityisiä(eli ominaisia) reaktioita erityisiä happoja.

Vety-ioni voi päästä sisään redox reaktiot, pelkistäminen vedyksi, sekä yhdistereaktiossa negatiivisesti varautuneilla tai neutraaleilla hiukkasilla, joissa on yksinäisiä elektronipareja, ts happo-emäsreaktiot.

Happojen yleisiin ominaisuuksiin kuuluvat happojen reaktiot metallien kanssa jännitesarjassa vetyyn asti, esimerkiksi:

Zn + 2Н + = Zn 2+ + Н 2

Happo-emäsreaktiot sisältävät reaktiot emäksisten oksidien ja emästen kanssa sekä keskimääräisten, emäksisten ja joskus happamien suolojen kanssa.

2 CO 3 + 4HBr \u003d 2CuBr 2 + CO 2 + 3H 2 O

Mg (HCO 3) 2 + 2HCl \u003d MgCl 2 + 2CO 2 + 2H 2 O

2KHSO 3 + H 2 SO 4 \u003d K 2 SO 4 + 2SO 2 + 2 H 2 O

Huomaa, että moniemäksiset hapot dissosioituvat vaiheittain, ja jokaisessa seuraavassa vaiheessa dissosiaatio on vaikeampaa, joten ylimäärällä happoa muodostuu useimmiten happamia suoloja keskimääräisten sijaan.

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

Ensi silmäyksellä happamien suolojen muodostuminen voi tuntua yllättävältä. yksiemäksinen fluorivety (fluorivety) happo. Tämä tosiasia voidaan kuitenkin selittää. Toisin kuin kaikki muut halogenidivetyhapot, fluorivetyhappo polymeroituu osittain liuoksissa (vetysidosten muodostumisen vuoksi) ja siinä voi olla erilaisia ​​hiukkasia (HF) X, nimittäin H 2 F 2, H 3 F 3 jne.

Erikoistapaus happo-emästasapainosta - happojen ja emästen reaktiot indikaattoreiden kanssa, jotka muuttavat väriä liuoksen happamuudesta riippuen. Indikaattoreita käytetään kvalitatiivisessa analyysissä happojen ja emästen havaitsemiseen ratkaisuissa.

Yleisimmin käytetyt indikaattorit ovat lakmus(V neutraali ympäristöön violetti, V hapan - punainen, V emäksinen - sininen), metyylioranssi(V hapan ympäristöön punainen, V neutraali - oranssi, V emäksinen - keltainen), fenoliftaleiini(V voimakkaasti emäksinen ympäristöön purppuranpunainen, V neutraali ja hapan - väritön).

Erityiset ominaisuudet erilaisia ​​happoja voi olla kahta tyyppiä: ensinnäkin muodostumiseen johtavat reaktiot liukenemattomat suolat, ja toiseksi, redox-muunnoksia. Jos H + -ionin läsnäoloon liittyvät reaktiot ovat yhteisiä kaikille hapoille (laadulliset reaktiot happojen havaitsemiseksi), yksittäisille hapoille käytetään kvalitatiivisina reaktioina spesifisiä reaktioita:

Ag + + Cl - = AgCl (valkoinen sakka)

Ba 2+ + SO 4 2- \u003d BaSO 4 (valkoinen sakka)

3Ag + + PO 4 3 - = Ag 3 PO 4 (keltainen sakka)

Jotkut happojen spesifiset reaktiot johtuvat niiden redox-ominaisuuksista.

Vesiliuoksessa olevat hapettomat hapot voivat vain hapettua.

2KMnO4 + 16HCl = 5Cl2 + 2KSl + 2MnCl2 + 8H2O

H2S + Br2 \u003d S + 2HBg

Happea sisältävät hapot voidaan hapettaa vain, jos niiden keskusatomi on alemmassa tai keskinkertaisessa hapetustilassa, kuten esimerkiksi rikkihapossa:

H 2 SO 3 + Cl 2 + H 2 O \u003d H 2 SO 4 + 2 HCl

Monilla happea sisältävillä hapoilla, joissa keskusatomilla on maksimaalinen hapetusaste (S +6, N +5, Cr +6), on voimakkaiden hapettimien ominaisuuksia. Väkevä H 2 SO 4 on voimakas hapetin.

Cu + 2H 2SO 4 (väk.) = CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O

Pb + 4HNO 3 \u003d Pb (NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O

C + 2H 2SO 4 (väk.) = CO 2 + 2SO 2 + 2H 2 O

On syytä muistaa, että:

• Happoliuokset reagoivat metallien kanssa, jotka ovat sähkökemiallisessa jännitesarjassa vedyn vasemmalla puolella useissa olosuhteissa, joista tärkein on liukoisen suolan muodostuminen reaktion seurauksena. HNO 3:n ja H 2 SO 4:n (väk.) vuorovaikutus metallien kanssa etenee eri tavalla.

Väkevä rikkihappo kylmässä passivoi alumiinin, raudan, kromin.

• Vedessä hapot hajoavat vetykationeiksi ja happojäämien anioneiksi, esimerkiksi:

• Epäorgaaniset ja orgaaniset hapot ovat vuorovaikutuksessa emäksisten ja amfoteeristen oksidien kanssa edellyttäen, että muodostuu liukoinen suola:

• Sekä nämä että muut hapot reagoivat emästen kanssa. Moniemäksiset hapot voivat muodostaa sekä keski- että happamia suoloja (nämä ovat neutralointireaktioita):

• Happojen ja suolojen välinen reaktio tapahtuu vain, jos muodostuu sakka tai kaasu:

H 3 PO 4:n vuorovaikutus kalkkikiven kanssa pysähtyy, koska pinnalle muodostuu viimeinen liukenematon sakka Ca 3 (PO 4) 2.

Typpi-HNO 3:n ja väkevien rikkihappojen H 2 SO 4 (konsentraatti) ominaisuuksien ominaisuudet johtuvat siitä, että kun ne ovat vuorovaikutuksessa yksinkertaisten aineiden (metallien ja ei-metallien) kanssa, eivät H + -kationit, vaan nitraatti ja sulfaatti ionit toimivat hapettimina. On loogista odottaa, että tällaisten reaktioiden seurauksena ei muodostu vetyä H2, vaan saadaan muita aineita: välttämättä suolaa ja vettä sekä yksi nitraatti- tai sulfaatti-ionien pelkistymisen tuotteista riippuen happojen pitoisuus, metallin sijainti jännitteiden sarjassa ja reaktioolosuhteet (lämpötila, metallin hienous jne.).

Nämä HNO 3:n ja H 2 SO 4:n (kons.) kemiallisen käyttäytymisen piirteet havainnollistavat selvästi kemiallisen rakenteen teorian teesiä atomien keskinäisestä vaikutuksesta aineiden molekyyleissä.

Volatiliteetin ja vakauden (vakauden) käsitteet sekoitetaan usein. Haihtuvia happoja kutsutaan hapoiksi, joiden molekyylit siirtyvät helposti kaasumaiseen tilaan, eli ne haihtuvat. Esimerkiksi suolahappo on haihtuva, mutta pysyvä, stabiili happo. Epästabiilien happojen haihtuvuutta ei voida arvioida. Esimerkiksi haihtumaton, liukenematon piihappo hajoaa vedeksi ja SiO 2:ksi. Kloorivety-, typpi-, rikki-, fosfori- ja useiden muiden happojen vesiliuokset ovat värittömiä. Kromihapon H 2 CrO 4 vesiliuos on keltainen, permangaanihappo HMnO 4 on vadelma.

Viitemateriaali kokeen läpäisemiseen:

Mendelejevin taulukko

Liukoisuustaulukko

Amfoteerisia metalleja edustavat ei-kompleksiset elementit, jotka ovat eräänlainen analogi metallityyppisten komponenttien ryhmälle. Samankaltaisuus voidaan jäljittää useissa fysikaalisen ja kemiallisen suunnan ominaisuuksissa. Lisäksi itse aineille ei havaittu kykyä amfoteerisen tyypin ominaisuuksiin, ja erilaiset yhdisteet pystyvät ilmentymään hyvin.

Harkitse esimerkiksi hydroksideja oksidien kanssa. Niillä on selvästi kaksoiskemiallinen luonne. Se ilmenee siinä, että olosuhteista riippuen edellä mainituilla yhdisteillä voi olla joko alkalien tai happojen ominaisuuksia. Amfoteerisuuden käsite ilmestyi melko kauan sitten, se on ollut tieteelle tuttu vuodesta 1814 lähtien. Termi "amfoteerinen" ilmaisi kemiallisen aineen kyvyn käyttäytyä tietyllä tavalla suoritettaessa hapan (pää) reaktio. Saadut ominaisuudet riippuvat itse läsnä olevien reagenssien tyypistä, liuottimen tyypistä ja olosuhteista, joissa reaktio suoritetaan.

Mitä ovat amfoteeriset metallit?

Amfoteeristen metallien luettelo sisältää monia kohteita. Joitakin niistä voidaan turvallisesti kutsua amfoteerisiksi, joitain - oletettavasti, toisia - ehdollisesti. Jos tarkastelemme asiaa suuressa mittakaavassa, voimme lyhyyden vuoksi nimetä yllä olevien metallien sarjanumerot. Nämä luvut ovat: 4,13, 22 - 32, 40 - 51, 72 - 84, 104 - 109. Mutta on metalleja, joita voidaan kutsua emäksisiksi. Näitä ovat kromi, rauta, alumiini ja sinkki. Täydennä strontiumin ja berylliumin pääryhmää. Yleisin listatuista tällä hetkellä on alumiini. Juuri sen seoksia on käytetty vuosisatojen ajan monilla eri aloilla ja sovelluksissa. Metallilla on erinomainen korroosionkestävyys, se on helppo valaa ja sitä on helppo työstää. Lisäksi alumiinin suosiota täydentävät sellaiset edut kuin korkea lämmönjohtavuus ja hyvä sähkönjohtavuus.

Alumiini on amfoteerinen metalli, jolla on taipumus osoittaa kemiallista aktiivisuutta. Tämän metallin kestävyyden määrää vahva oksidikalvo, ja normaaleissa ympäristöolosuhteissa kemiallisten reaktioiden aikana alumiini toimii pelkistävänä alkuaineena. Tällainen amfoteerinen aine pystyy olemaan vuorovaikutuksessa hapen kanssa, jos metalli hajoaa pieniksi hiukkasiksi. Tällainen vuorovaikutus vaatii korkean lämpötilan vaikutuksen. Kemialliseen reaktioon kosketuksessa happimassan kanssa liittyy valtava lämpöenergian vapautuminen. Yli 200 asteen lämpötiloissa reaktioiden vuorovaikutus, kun se yhdistetään aineen, kuten rikin, kanssa muodostaa alumiinisulfidin. Amfoteerinen alumiini ei pysty olemaan suoraan vuorovaikutuksessa vedyn kanssa, ja kun tätä metallia sekoitetaan muiden metallikomponenttien kanssa, muodostuu erilaisia ​​metalliseoksia sisältäviä metallien välisiä yhdisteitä.

Rauta on amfoteerinen metalli, joka on yksi aikakauden ryhmän 4 sivualaryhmistä kemiallisen tyyppisten alkuaineiden järjestelmässä. Tämä alkuaine erottuu metallisten aineiden ryhmän yleisimpänä komponenttina osana maankuoren komponentteja. Rauta luokitellaan yksinkertaiseksi aineeksi, jonka tunnusomaisista ominaisuuksista voidaan erottaa sen muokattavuus, hopeanvalkoinen värimaailma. Tällaisella metallilla on kyky provosoida lisääntyneen kemiallisen reaktion esiintyminen ja se siirtyy nopeasti korroosiovaiheeseen, kun se altistuu korkeille lämpötiloille. Puhtaan happeen laitettu rauta palaa kokonaan, ja hienojakoiseen tilaan saatettuna se voi syttyä itsestään ilmassa. Ilmalle altistuessaan metalliaine hapettuu nopeasti liiallisen kosteuden vuoksi, eli se ruostuu. Happimassassa palaessa muodostuu eräänlainen hilse, jota kutsutaan rautaoksidiksi.

Amfoteeristen metallien perusominaisuudet

Amfoteeristen metallien ominaisuudet ovat amfoteerisuuden peruskäsite. Mietitään, mitä ne ovat. Vakiotilassaan jokainen metalli on kiinteä. Siksi niitä pidetään heikkoina elektrolyytteinä. Lisäksi mikään metalli ei liukene veteen. Emäkset saadaan erityisellä reaktiolla. Tämän reaktion aikana metallisuola yhdistetään pieneen annokseen alkalia. Säännöt edellyttävät, että koko prosessi suoritetaan huolellisesti, huolellisesti ja melko hitaasti.

Kun amfoteerisia aineita yhdistetään suoraan happamien oksidien tai happojen kanssa, ensimmäiset saavat aikaan emäksille ominaisen reaktion. Jos tällaiset emäkset yhdistetään emäksiin, happojen ominaisuudet ilmenevät. Amfoteeristen hydroksidien voimakas kuumennus johtaa niiden hajoamiseen. Hajoamisen seurauksena muodostuu vettä ja vastaavaa amfoteerista oksidia. Kuten mainituista esimerkeistä voidaan nähdä, ominaisuudet ovat melko laajat ja vaativat huolellista analyysiä, joka voidaan suorittaa kemiallisten reaktioiden aikana.

Amfoteeristen metallien kemiallisia ominaisuuksia voidaan verrata tavallisten metallien kemiallisiin ominaisuuksiin, jotta voidaan vetää rinnakkaisuus tai nähdä ero. Kaikilla metalleilla on riittävän alhainen ionisaatiopotentiaali, minkä vuoksi ne toimivat pelkistimenä kemiallisissa reaktioissa. On myös huomattava, että ei-metallien elektronegatiivisuus on korkeampi kuin metallien.

Amfoteerisilla metalleilla on sekä pelkistäviä että hapettavia ominaisuuksia. Mutta samaan aikaan amfoteerisilla metalleilla on yhdisteitä, joille on ominaista negatiivinen hapetustila. Kaikilla metalleilla on kyky muodostaa emäksisiä hydroksideja ja oksideja. Riippuen sarjanumeron kasvusta jaksollisella alueella, havaittiin metallin emäksisyyden lasku. On myös huomattava, että metallit voivat suurimmaksi osaksi hapettua vain tietyillä hapoilla. Joten vuorovaikutus typpihapon kanssa metalleissa tapahtuu eri tavoin.

Ei-metallisten amfoteeristen metallien, jotka ovat yksinkertaisia ​​aineita, rakenteessa ja yksilöllisissä ominaisuuksissa on selvä ero fysikaalisten ja kemiallisten ilmenemismuotojen suhteen. Joidenkin näiden aineiden tyyppi on helppo määrittää visuaalisesti. Esimerkiksi kupari on yksinkertainen amfoteerinen metalli, kun taas bromi luokitellaan ei-metalliksi.

Jotta ei erehtyisi määritettäessä yksinkertaisten aineiden valikoimaa, on välttämätöntä tietää selvästi kaikki merkit, jotka erottavat metallit ei-metalleista. Suurin ero metallien ja ei-metallien välillä on edellisten kyky luovuttaa ulkoisella energiasektorilla olevia elektroneja. Epämetallit päinvastoin houkuttelevat elektroneja ulkoisen energian varastoinnin alueelle. Kaikilla metalleilla on kyky välittää energian kiiltoa, mikä tekee niistä hyviä lämpö- ja sähköenergian johtimia, eikä epämetalleja voida käyttää sähkön ja lämmön johtimina.