Պարզ նյութերը, որոնք կառուցվածքով նման են մետաղական տարրերին և մի շարք քիմիական և ֆիզիկական պարամետրերով, կոչվում են ամֆոտերիկ, այսինքն. սրանք այն տարրերն են, որոնք ցուցադրում են քիմիական երկակիություն: Պետք է նշել, որ դրանք իրենք մետաղներ չեն, այլ դրանց աղերը կամ օքսիդները: Օրինակ, որոշ մետաղների օքսիդները կարող են ունենալ երկու հատկություն. որոշ պայմաններում նրանք կարող են դրսևորել թթուներին բնորոշ հատկություններ, մինչդեռ մյուսների դեպքում նրանք իրենց պահում են ինչպես ալկալիներ:

Հիմնական ամֆոտերային մետաղներից են ալյումինը, ցինկը, քրոմը և մի քանիսը։

ստեղծվել է ամֆոտերիկություն տերմինը վաղ XIXդարում։ Այդ ժամանակ քիմիական նյութերառանձնացված են իրենց նման հատկությունների հիման վրա, որոնք դրսևորվում են քիմիական ռեակցիաներում։

Որոնք են ամֆոտերային մետաղները

Մետաղների ցանկը, որոնք կարելի է դասակարգել որպես ամֆոտեր, բավականին մեծ է։ Ընդ որում, դրանցից մի քանիսը կարելի է անվանել ամֆոտերիկ, իսկ ոմանք՝ պայմանական։

Պարբերական աղյուսակում թվարկենք այն նյութերի սերիական համարները, որոնց տակ դրանք գտնվում են: Ցանկում ներառված են 22-ից 32, 40-ից 51 խմբեր և շատ ավելին: Օրինակ, քրոմը, երկաթը և մի շարք ուրիշներ իրավամբ կարելի է անվանել հիմնական, վերջիններս ներառում են նաև ստրոնցիում և բերիլիում:

Ի դեպ, ալյումինը համարվում է ամֆորային մետաղների ամենավառ ներկայացուցիչը։

Նրա համաձուլվածքները երկար ժամանակ օգտագործվել են գրեթե բոլոր ոլորտներում։ Օգտագործվում է ինքնաթիռների ֆյուզելյաժների տարրերի, տրանսպորտային միջոցների թափքի և խոհանոցային պարագաներ. Այն դարձել է անփոխարինելի էլեկտրաարդյունաբերության և ջեռուցման ցանցերի սարքավորումների արտադրության մեջ: Ի տարբերություն շատ այլ մետաղների, ալյումինը մշտապես քիմիական ակտիվություն է ցուցաբերում։ Օքսիդային թաղանթը, որը ծածկում է մետաղի մակերեսը, դիմակայում է օքսիդացման գործընթացներին: Նորմալ պայմաններում և քիմիական ռեակցիաների որոշ տեսակների դեպքում ալյումինը կարող է հանդես գալ որպես վերականգնող տարր։

Այս մետաղը կարող է փոխազդել թթվածնի հետ, եթե այն մանրացված է բազմաթիվ մանր մասնիկների մեջ։ Այս տեսակի գործողությունների իրականացման համար անհրաժեշտ է օգտագործել բարձր ջերմաստիճան. Ռեակցիան ուղեկցվում է ազատ արձակմամբ մեծ քանակությամբջերմային էներգիա. Երբ ջերմաստիճանը բարձրանում է մինչև 200 ºC, ալյումինը փոխազդում է ծծմբի հետ։ Բանն այն է, որ ալյումինը նորմալ պայմաններում չի կարող միշտ արձագանքել ջրածնի հետ։ Մինչդեռ, երբ այն խառնվում է այլ մետաղների հետ, կարող են առաջանալ տարբեր համաձուլվածքներ։

Մեկ այլ ընդգծված ամֆոտերային մետաղ երկաթն է: Այս տարրը 26 համարն է և գտնվում է կոբալտի և մանգանի միջև։ Երկաթը երկրակեղևում հայտնաբերված ամենատարածված տարրն է: Երկաթը կարելի է դասակարգել որպես պարզ տարր, որն ունի արծաթափայլ-սպիտակ գույն և ճկուն է, իհարկե, երբ ենթարկվում է բարձր ջերմաստիճանի: Կարող է արագ սկսել կոռոզիայից, երբ ենթարկվում է բարձր ջերմաստիճանի: Երկաթը, եթե տեղադրվի մաքուր թթվածնի մեջ, ամբողջությամբ այրվում է և կարող է բռնկվել բաց երկնքի տակ:

Նման մետաղը բարձր ջերմաստիճանի ազդեցության դեպքում արագորեն կոռոզիայի փուլ մտնելու ունակություն ունի: Մաքուր թթվածնի մեջ տեղադրված երկաթն ամբողջությամբ այրվում է։ Օդի ազդեցության դեպքում մետաղական նյութը չափազանց խոնավության պատճառով արագ օքսիդանում է, այսինքն՝ ժանգոտում։ Թթվածնային զանգվածում այրվելիս առաջանում է մի տեսակ կշեռք, որը կոչվում է երկաթի օքսիդ։

Ամֆոտերային մետաղների հատկությունները

Դրանք սահմանվում են հենց ամֆոտերիականության հայեցակարգով։ Իրենց բնորոշ վիճակում, այսինքն՝ նորմալ ջերմաստիճանի և խոնավության պայմաններում, մետաղների մեծ մասը պինդ է: Ոչ մի մետաղ չի կարող լուծվել ջրի մեջ: Ալկալային հիմքերը հայտնվում են միայն որոշակի քիմիական ռեակցիաներից հետո: Ռեակցիայի ընթացքում մետաղական աղերը փոխազդում են։ Պետք է նշել, որ անվտանգության կանոնները պահանջում են հատուկ խնամք այս ռեակցիան իրականացնելիս:

Ամֆոտերային նյութերի համակցությունը օքսիդների կամ թթուների հետ նախ ցույց է տալիս մի ռեակցիա, որը բնորոշ է հիմքերին: Միաժամանակ, եթե դրանք համակցվեն հիմքերի հետ, կհայտնվեն թթվային հատկություններ։

Ամֆոտերային հիդրօքսիդների տաքացումը հանգեցնում է դրանց քայքայման ջրի և օքսիդի: Այլ կերպ ասած, ամֆոտերային նյութերի հատկությունները շատ լայն են և պահանջում են մանրակրկիտ ուսումնասիրություն, որը կարելի է անել քիմիական ռեակցիայի ժամանակ։

Ամֆոտերային տարրերի հատկությունները կարելի է հասկանալ՝ համեմատելով դրանք ավանդական նյութերի հատկությունների հետ։ Օրինակ, մետաղների մեծամասնությունը ցածր իոնացման ներուժ ունի, և դա թույլ է տալիս նրանց գործել որպես վերականգնող նյութեր քիմիական գործընթացների ժամանակ:

Ամֆոտերիկ - կարող է ցույց տալ ինչպես վերականգնող, այնպես էլ օքսիդացնող հատկություններ: Այնուամենայնիվ, կան միացություններ, որոնք բնութագրվում են օքսիդացման բացասական մակարդակով:

Բացարձակապես բոլոր հայտնի մետաղներն ունեն հիդրօքսիդներ և օքսիդներ առաջացնելու հատկություն։

Բոլոր մետաղներն ունեն հիմնական հիդրօքսիդներ և օքսիդներ առաջացնելու հատկություն։ Ի դեպ, մետաղները կարող են ենթարկվել օքսիդացման միայն որոշակի թթուների հետ: Օրինակ, ազոտաթթվի հետ ռեակցիան կարող է ընթանալ տարբեր ձևերով։

Ամֆոտերային նյութերը, որոնք դասակարգվում են որպես պարզ, ունեն կառուցվածքի և բնութագրերի ակնհայտ տարբերություններ: Որոշ նյութերի համար մի հայացքով կարելի է որոշել որոշակի դասի պատկանելությունը, օրինակ՝ անմիջապես պարզ է դառնում, որ պղինձը մետաղ է, իսկ բրոմը՝ ոչ։

Ինչպես տարբերել մետաղը ոչ մետաղից

Հիմնական տարբերությունն այն է, որ մետաղները նվիրաբերում են էլեկտրոններ, որոնք գտնվում են արտաքին էլեկտրոնային ամպի մեջ: Ոչ մետաղները ակտիվորեն գրավում են նրանց։

Բոլոր մետաղները ջերմության լավ հաղորդիչներ են, իսկ ոչ մետաղները չունեն այդ հատկությունը:

Ամֆոտերային մետաղական հիմքեր

Նորմալ պայմաններում այդ նյութերը չեն լուծվում ջրի մեջ և հեշտությամբ կարող են դասակարգվել որպես թույլ էլեկտրոլիտներ: Նման նյութեր ստացվում են մետաղների աղերի և ալկալիների ռեակցիայից հետո։ Այս ռեակցիաները բավականին վտանգավոր են նրանց համար, ովքեր արտադրում են դրանք, և հետևաբար, օրինակ, ցինկի հիդրօքսիդ ստանալու համար նատրիումի հիդրօքսիդը պետք է դանդաղ և զգույշ, կաթիլ առ կաթիլ ներմուծվի ցինկի քլորիդով տարայի մեջ:

Միևնույն ժամանակ, ամֆոտերիկ - փոխազդում են թթուների հետ որպես հիմքեր: Այսինքն, երբ աղաթթվի և ցինկի հիդրօքսիդի միջև ռեակցիա է տեղի ունենում, առաջանում է ցինկի քլորիդ։ Իսկ հիմքերի հետ փոխազդելիս նրանք իրենց պահում են թթուների նման։

Մենք այս դասը կնվիրենք ամֆոտերային օքսիդների և հիդրօքսիդների ուսումնասիրությանը: Այստեղ կխոսենք ամֆոտերային (երկակի) հատկություններ ունեցող նյութերի և դրանց հետ տեղի ունեցող քիմիական ռեակցիաների բնութագրերի մասին։ Բայց նախ, եկեք կրկնենք, թե ինչի հետ են արձագանքում թթվային և հիմնային օքսիդները: Հաջորդիվ մենք կքննարկենք ամֆոտերային օքսիդների և հիդրօքսիդների օրինակներ:

Թեմա՝ Ներածություն

Դաս. Ամֆոտերային օքսիդներ և հիդրօքսիդներ

Բրինձ. 1. Ամֆոտերային հատկություններ դրսևորող նյութեր

Հիմնական օքսիդները փոխազդում են թթվային օքսիդների հետ, իսկ թթվային օքսիդները՝ հիմքերի։ Բայց կան նյութեր, որոնց օքսիդներն ու հիդրօքսիդները, կախված պայմաններից, փոխազդելու են ինչպես թթուների, այնպես էլ հիմքերի հետ։ Նման հատկությունները կոչվում են ամֆոտերիկ.

Ամֆոտերային հատկություն ունեցող նյութերը ներկայացված են Նկ. 1-ում: Սրանք միացություններ են, որոնք առաջանում են բերիլիումի, ցինկի, քրոմի, մկնդեղի, ալյումինի, գերմանիումի, կապարի, մանգանի, երկաթի, անագի կողմից:

Նրանց ամֆոտերային օքսիդների օրինակները բերված են Աղյուսակ 1-ում:

Դիտարկենք ցինկի և ալյումինի օքսիդների ամֆոտերային հատկությունները։ Օգտագործելով դրանց փոխազդեցության օրինակը հիմնական և թթվային օքսիդների, թթվի և ալկալիների հետ:

ZnO + Na 2 O → Na 2 ZnO 2 (նատրիումի ցինկատ): Ցինկի օքսիդն իրեն թթվի նման է պահում։

ZnO + 2NaOH → Na 2 ZnO 2 + H 2 O

3ZnO + P 2 O 5 → Zn 3 (PO 4) 2 (ցինկ ֆոսֆատ)

ZnO + 2HCl → ZnCl 2 + H 2 O

Ալյումինի օքսիդը վարվում է ցինկի օքսիդի նման.

Փոխազդեցությունը հիմնական օքսիդների և հիմքերի հետ.

Al 2 O 3 + Na 2 O → 2NaAlO 2 (նատրիումի մետաալյումինատ): Ալյումինի օքսիդը իրեն պահում է թթվի նման։

Al 2 O 3 + 2NaOH → 2NaAlO 2 + H 2 O

Փոխազդեցություն թթվային օքսիդների և թթուների հետ: Ցույց է տալիս հիմնական օքսիդի հատկությունները:

Al 2 O 3 + P 2 O 5 → 2AlPO 4 (ալյումինի ֆոսֆատ)

Al 2 O 3 + 6HCl → 2AlCl 3 + 3H 2 O

Դիտարկված ռեակցիաները տեղի են ունենում տաքացման ժամանակ, միաձուլման ժամանակ: Եթե ​​վերցնենք նյութերի լուծույթները, ռեակցիաները փոքր-ինչ այլ կերպ կշարունակվեն։

ZnO + 2NaOH + H 2 O → Na 2 (նատրիումի տետրահիդրոքսոալյումինատ) Al 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O → 2Na (նատրիումի տետրահիդրոքսոալյումինատ)

Այս ռեակցիաների արդյունքում ստացվում են աղեր, որոնք բարդ են։

Բրինձ. 2. Ալյումինի օքսիդ հանքանյութեր

Ալյումինի օքսիդ.

Ալյումինի օքսիդը չափազանց տարածված նյութ է Երկրի վրա: Այն կազմում է կավի, բոքսիտի, կորունդի և այլ օգտակար հանածոների հիմքը։ Նկ.2.

Այդ նյութերի ծծմբաթթվի հետ փոխազդեցության արդյունքում ստացվում է ցինկի սուլֆատ կամ ալյումինի սուլֆատ։

ZnO + H 2 SO 4 → ZnSO 4 + H 2 O

Al 2 O 3 + 3H 2 SO 4 → Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O

Ցինկի և ալյումինի հիդրօքսիդների ռեակցիաները նատրիումի օքսիդի հետ տեղի են ունենում միաձուլման ժամանակ, քանի որ այդ հիդրօքսիդները պինդ են և լուծույթների մաս չեն:

Zn(OH) 2 + Na 2 O → Na 2 ZnO 2 + H 2 O աղը կոչվում է նատրիումի ցինկատ:

2Al(OH) 3 + Na 2 O → 2NaAlO 2 + 3H 2 O աղը կոչվում է նատրիումի մետաալյումինատ:

Բրինձ. 3. Ալյումինի հիդրօքսիդ

Ամֆոտերային հիմքերի ռեակցիաները ալկալիների հետ բնութագրվում են դրանց թթվային հատկություններով։ Այս ռեակցիաները կարող են իրականացվել ինչպես պինդ մարմինների միաձուլման, այնպես էլ լուծույթների մեջ։ Բայց դա կհանգեցնի տարբեր նյութերի, այսինքն. Ռեակցիայի արտադրանքները կախված են ռեակցիայի պայմաններից՝ հալված կամ լուծույթի մեջ։

Zn(OH) 2 + 2NaOH պինդ. Na 2 ZnO 2 + 2H 2 O

Al(OH) 3 + NaOH պինդ. NaAlO 2 + 2H 2 O

Zn(OH) 2 + 2NaOH լուծույթ → Na 2 Al(OH) 3 + NaOH լուծույթ → Na նատրիումի տետրահիդրոքսոալյումինատ Al(OH) 3 + 3NaOH լուծույթ → Na 3 նատրիումի հեքսահիդրոքսոալյումինատ։

Արդյոք դա նատրիումի տետրահիդրոքսոալյումինատ է, թե նատրիումի հեքսահիդրոքսոալյումինատ, կախված է նրանից, թե որքան ալկալի ենք վերցրել: Վերջին ռեակցիայի ժամանակ մեծ քանակությամբ ալկալի է վերցվում և ձևավորվում է նատրիումի հեքսահիդրոքսոալյումինատ։

Ամֆոտերային միացություններ ձևավորող տարրերն իրենք կարող են դրսևորել ամֆոտերային հատկություններ:

Zn + 2NaOH + 2H 2 O → Na 2 + H 2 (նատրիումի տետրահիդրոքսոզինկատ)

2Al + 2NaOH + 6H 2 O → 2Na + 3H 2 ((նատրիումի տետրահիդրոքսոալյումինատ)

Zn + H 2 SO 4 (նոսրացված) → ZnSO 4 + H 2

2Al + 3H 2 SO 4 (դիլ.) → Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2

Հիշեցնենք, որ ամֆոտերային հիդրօքսիդները անլուծելի հիմքեր են: Իսկ տաքանալիս քայքայվում են՝ առաջացնելով օքսիդ եւ ջուր։

Ամֆոտերային հիմքերի քայքայումը տաքացման ժամանակ.

2Al(OH) 3 Al 2 O 3 + 3H 2 O

Zn(OH) 2 ZnO + H 2 O

Ամփոփելով դասը.

Դուք սովորեցիք ամֆոտերային օքսիդների և հիդրօքսիդների հատկությունները: Այս նյութերն ունեն ամֆոտերային (երկակի) հատկություններ։ Դրանց հետ տեղի ունեցող քիմիական ռեակցիաներն ունեն իրենց առանձնահատկությունները։ Դուք դիտել եք ամֆոտերային օքսիդների և հիդրօքսիդների օրինակներ .

1. Rudzitis G.E. Անօրգանական և օրգանական քիմիա. 8-րդ դասարան: Դասագիրք հանրակրթական հաստատությունների համար. հիմնական մակարդակ / G. E. Rudzitis, F.G. Ֆելդման.Մ.: Լուսավորություն. 2011 176 էջ: հիվանդ.

2. Popel P.P. Քիմիա 8-րդ դասարան՝ դասագիրք հանրակրթական հաստատությունների համար / P.P. Պոպել, Լ.Ս.Կրիվլյա. -Կ.: ԻԿ «Ակադեմիա», 2008.-240 էջ: հիվանդ.

3. Գաբրիելյան Օ.Ս. Քիմիա. 9-րդ դասարան. Դասագիրք. Հրատարակիչ՝ Բուստարդ՝ 2001թ. 224-ական թթ.

1. Թիվ 6,10 (էջ 130) Ռուդզիտիս Գ.Է. Անօրգանական և օրգանական քիմիա. 9-րդ դասարան: Դասագիրք հանրակրթական հաստատությունների համար. հիմնական մակարդակ / G. E. Rudzitis, F.G. Ֆելդման.Մ.: Լուսավորություն. 2008, 170 էջ: հիվանդ.

2. Գրի՛ր նատրիումի հեքսահիդրոքսոալյումինատի բանաձևը. Ինչպե՞ս է ստացվում այս նյութը:

3. Նատրիումի հիդրօքսիդի լուծույթը աստիճանաբար ավելացվել է ալյումինի սուլֆատի լուծույթին, մինչև ավելցուկը հայտնվի: Ի՞նչ եք նկատել: Գրի՛ր ռեակցիայի հավասարումները։

Հիմքեր, ամֆոտերային հիդրօքսիդներ

Հիմքերը բարդ նյութեր են, որոնք բաղկացած են մետաղի ատոմներից և մեկ կամ մի քանի հիդրօքսիլ խմբերից (-OH): Ընդհանուր բանաձևը Me + y (OH) y է, որտեղ y-ը հիդրոքսո խմբերի քանակն է, որը հավասար է Me մետաղի օքսիդացման վիճակին։ Աղյուսակում ներկայացված է հիմքերի դասակարգումը:

Ալկալիների, ալկալիների և հողալկալիական մետաղների հիդրօքսիդների հատկությունները

1. Ալկալիների ջրային լուծույթները դիպչելիս օճառային են, փոխում են ցուցիչների գույնը՝ լակմուս՝ ին. կապույտ, ֆենոլֆթալեին - բոսորագույն:

2. Ջրային լուծույթները տարանջատում են.

3. Փոխազդել թթուների հետ՝ մտնելով փոխանակման ռեակցիա.

Պոլիաթթու հիմքերը կարող են տալ միջին և հիմնական աղեր.

4. Արձագանքել թթվային օքսիդների հետ՝ առաջացնելով միջին և թթվային աղեր՝ կախված այս օքսիդին համապատասխան թթվի հիմնականությունից.

5. Փոխազդեցություն ամֆոտերային օքսիդների և հիդրօքսիդների հետ.

ա) միաձուլում.

բ) լուծույթներում.

6. Փոխազդել ջրում լուծվող աղերի հետ, եթե առաջանում է նստվածք կամ գազ.

Անլուծելի հիմքերը (Cr(OH) 2, Mn(OH) 2 և այլն) փոխազդում են թթուների հետ և տաքանալիս քայքայվում են.

Ամֆոտերային հիդրօքսիդներ

Ամֆոտերային միացությունները միացություններ են, որոնք, կախված պայմաններից, կարող են լինել և՛ ջրածնի կատիոնների դոնորներ, և՛ ցուցաբերել թթվային հատկություններ, և՛ դրանց ընդունողներ, այսինքն՝ դրսևորել հիմնական հատկություններ:

Ամֆոտերային միացությունների քիմիական հատկությունները

1. Փոխազդելով ուժեղ թթուների հետ՝ նրանք ցուցաբերում են հիմնական հատկություններ.

Zn(OH) 2 + 2HCl = ZnCl 2 + 2H 2 O

2. Փոխազդելով ալկալիների՝ ամուր հիմքերի հետ, նրանք ցուցաբերում են թթվային հատկություններ.

Zn(OH) 2 + 2NaOH = Na 2 ( բարդ աղ)

Al(OH) 3 + NaOH = Na ( բարդ աղ)

Բարդ միացություններ են կոչվում այն ​​միացությունները, որոնցում դոնոր-ընդունիչ մեխանիզմով ձևավորվում է առնվազն մեկ կովալենտ կապ:

Հիմքերի պատրաստման ընդհանուր մեթոդը հիմնված է փոխանակման ռեակցիաների վրա, որոնց օգնությամբ կարելի է ստանալ ինչպես չլուծվող, այնպես էլ լուծվող հիմքեր։

CuSO 4 + 2KOH = Cu(OH) 2 ↓ + K 2 SO 4

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

Երբ այս մեթոդով լուծվող հիմքեր են ստացվում, անլուծելի աղ նստում է:

Ամֆոտերային հատկություններով ջրում չլուծվող հիմքեր պատրաստելիս պետք է խուսափել ավելորդ ալկալից, քանի որ կարող է առաջանալ ամֆոտերային հիմքի տարրալուծում, օրինակ.

AlCl 3 + 4KOH = K[Al(OH) 4] + 3KCl

Նման դեպքերում հիդրօքսիդներ ստանալու համար օգտագործվում է ամոնիումի հիդրօքսիդ, որոնցում ամֆոտերային հիդրօքսիդները չեն լուծվում.

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

Արծաթի և սնդիկի հիդրօքսիդներն այնքան հեշտությամբ են քայքայվում, որ փոխանակման ռեակցիայի միջոցով դրանք ստանալու փորձի ժամանակ հիդրօքսիդների փոխարեն օքսիդներ են նստում.

2AgNO 3 + 2KOH = Ag 2 O↓ + H 2 O + 2KNO 3

Արդյունաբերության մեջ ալկալիները սովորաբար ստանում են քլորիդների ջրային լուծույթների էլեկտրոլիզով։

2NaCl + 2H 2 O → ϟ → 2NaOH + H 2 + Cl 2

Ալկալիներ կարելի է ստանալ նաև ալկալիների և հողալկալիական մետաղների կամ դրանց օքսիդների ջրի հետ փոխազդելու միջոցով։

2Li + 2H 2 O = 2LiOH + H 2

SrO + H 2 O = Sr(OH) 2

Թթուներ

Թթուները բարդ նյութեր են, որոնց մոլեկուլները բաղկացած են ջրածնի ատոմներից, որոնք կարող են փոխարինվել մետաղի ատոմներով և թթվային մնացորդներով։ Նորմալ պայմաններում թթուները կարող են լինել պինդ (ֆոսֆոր H 3 PO 4; սիլիցիում H 2 SiO 3) և հեղուկ (իր մաքուր տեսքով հեղուկը կլինի. ծծմբական թթու H2SO4):

Գազերը, ինչպիսիք են քլորաջրածինը HCl, ջրածնի բրոմիդ HBr, ջրածնի սուլֆիդ H 2 S, կազմում են համապատասխան թթուներ ջրային լուծույթներում։ Թթվի յուրաքանչյուր մոլեկուլի կողմից տարանջատման ժամանակ առաջացած ջրածնի իոնների թիվը որոշում է թթվի մնացորդի (անիոնի) լիցքը և թթվի հիմնարարությունը։

Ըստ թթուների և հիմքերի պրոտոլիտիկ տեսություն,Դանիացի քիմիկոս Բրոնստեդի և անգլիացի քիմիկոս Լոուրիի կողմից միաժամանակ առաջարկված թթուն նյութ է բաժանվելովայս արձագանքով պրոտոններ,Ա հիմք- նյութ, որը կարող է ընդունել պրոտոններ.

թթու → հիմք + H +

Նման պատկերացումների հիման վրա պարզ է ամոնիակի հիմնական հատկությունները,որը ազոտի ատոմում միայնակ էլեկտրոնային զույգի առկայության պատճառով թթուների հետ փոխազդելիս արդյունավետորեն ընդունում է պրոտոնը՝ դոնոր-ընդունիչ կապի միջոցով ձևավորելով ամոնիումի իոն։

HNO 3 + NH 3 ⇆ NH 4 + + NO 3 —

թթվային հիմք թթվային հիմք

Թթուների և հիմքերի ավելի ընդհանուր սահմանումառաջարկել է ամերիկացի քիմիկոս Գ.Լյուիսը։ Նա ենթադրեց, որ թթու-բազային փոխազդեցությունները ամբողջությամբ են Պարտադիր չէ, որ առաջանան պրոտոնների փոխանցման հետ:Թթուների և հիմքերի Լյուիսի որոշման մեջ քիմիական ռեակցիաներում հիմնական դերը խաղում է էլեկտրոնների զույգեր

Կատիոնները, անիոնները կամ չեզոք մոլեկուլները, որոնք կարող են ընդունել մեկ կամ մի քանի զույգ էլեկտրոններ, կոչվում են Լյուիս թթուներ.

Օրինակ, ալյումինի ֆտորիդ AlF 3-ը թթու է, քանի որ այն կարող է ընդունել էլեկտրոնային զույգ ամոնիակի հետ փոխազդեցության ժամանակ:

AlF 3 + :NH 3 ⇆ :

Կատիոնները, անիոնները կամ չեզոք մոլեկուլները, որոնք ընդունակ են նվիրաբերել էլեկտրոնային զույգեր, կոչվում են Լյուիսի հիմքեր (ամոնիակը հիմք է)։

Լյուիսի սահմանումը ներառում է բոլոր թթու-բազային գործընթացները, որոնք դիտարկվում են նախկինում առաջարկված տեսությունների կողմից: Աղյուսակը համեմատում է ներկայումս օգտագործվող թթուների և հիմքերի սահմանումները:

Թթուների անվանացանկը

Քանի որ կան տարբեր սահմանումներթթուները, դրանց դասակարգումը և անվանակարգը բավականին կամայական են:

Ըստ ջրածնի ատոմների քանակի, որոնք կարող են վերացնել ջրային լուծույթում, թթուները բաժանվում են միահիմն(օրինակ՝ HF, HNO 2), երկհիմնական(H 2 CO 3, H 2 SO 4) և ցեղային(H 3 PO 4):

Ըստ թթվի բաղադրության բաժանվում են առանց թթվածնի(HCl, H 2 S) և թթվածին պարունակող(HClO 4, HNO 3):

Սովորաբար թթվածին պարունակող թթուների անվանումներըառաջացել են ոչ մետաղի անունից՝ վերջավորությունների ավելացումով՝ kai, -վայա,եթե ոչ մետաղի օքսիդացման աստիճանը հավասար է խմբի թվին. Օքսիդացման աստիճանի նվազման հետ վերջածանցները փոխվում են (մետաղի օքսիդացման աստիճանի նվազման կարգով). -անթափանց, ժանգոտ, -ձվաձեւ:

Եթե ​​դիտարկենք ջրածնային-ոչմետաղ կապի բևեռականությունը որոշակի ժամանակահատվածում, ապա հեշտությամբ կարող ենք կապել այս կապի բևեռականությունը Պարբերական աղյուսակում տարրի դիրքի հետ: Մետաղների ատոմներից, որոնք հեշտությամբ կորցնում են վալենտային էլեկտրոնները, ջրածնի ատոմներն ընդունում են այդ էլեկտրոնները՝ ձևավորելով հելիումի ատոմի թաղանթի պես կայուն երկէլեկտրոնային թաղանթ և տալիս են մետաղի իոնային հիդրիդներ։

Պարբերական աղյուսակի III-IV խմբերի տարրերի ջրածնային միացություններում բորը, ալյումինը, ածխածինը և սիլիցիումը առաջացնում են կովալենտ, թույլ բևեռային կապեր ջրածնի ատոմների հետ, որոնք հակված չեն դիսոցման։ V-VII խմբերի տարրերի համար Պարբերական աղյուսակորոշակի ժամանակահատվածում ոչ մետաղ-ջրածին կապի բևեռականությունը մեծանում է ատոմի լիցքավորման հետ, բայց լիցքերի բաշխումը ստացված դիպոլում տարբերվում է, քան այն տարրերի ջրածնային միացություններում, որոնք հակված են էլեկտրոններ նվիրաբերելուն: Ոչ մետաղական ատոմները, որոնց էլեկտրոնային թաղանթն ավարտելու համար պահանջվում է մի քանի էլեկտրոն, ձգում են (բևեռացնում) մի զույգ կապող էլեկտրոններ, որքան ուժեղ է, այնքան մեծ է միջուկային լիցքը: Հետևաբար, CH 4 - NH 3 - H 2 O - HF կամ SiH 4 - PH 3 - H 2 S - HCl շարքերում ջրածնի ատոմների հետ կապերը, մնալով կովալենտ, դառնում են ավելի բևեռային բնույթ, իսկ ջրածնի ատոմը տարր-ջրածնային կապի դիպոլը դառնում է ավելի էլեկտրադրական: Եթե ​​բևեռային մոլեկուլները հայտնվում են բևեռային լուծիչում, կարող է առաջանալ էլեկտրոլիտիկ դիսոցման գործընթաց։

Եկեք քննարկենք թթվածին պարունակող թթուների վարքը ջրային լուծույթներում: Այս թթուները ունեն N-O-E կապև, բնականաբար, H-O կապի բևեռականության վրա ազդում է O-E կապ. Հետեւաբար, այդ թթուները, որպես կանոն, ավելի հեշտ են տարանջատվում, քան ջուրը։

H 2 SO 3 + H 2 O ⇆ H 3 O + + HSO 3

HNO 3 + H 2 O ⇆ H 3 O + + NO 3

Դիտարկենք մի քանի օրինակ թթվածին պարունակող թթուների հատկությունները,ձևավորվում են տարրերով, որոնք ունակ են տարբեր աստիճանի օքսիդացում դրսևորել։ Հայտնի է, որ հիպոքլորային թթու HClO շատ թույլքլորաթթու HClO 2 նույնպես թույլ,բայց ավելի ուժեղ, քան հիպոքլորային, հիպոքլորային թթուն HClO 3 ուժեղ.Պերքլորաթթու HClO 4-ը մեկն է ամենաուժեղըանօրգանական թթուներ.

Թթվային տիպի տարանջատման համար (H իոնի վերացումով) պահանջվում է ճեղքվածք O-N միացումներ. Ինչպե՞ս կարող ենք բացատրել այս կապի ամրության նվազումը HClO - HClO 2 - HClO 3 - HClO 4 շարքում: Այս շարքում մեծանում է քլորի կենտրոնական ատոմի հետ կապված թթվածնի ատոմների թիվը։ Ամեն անգամ, երբ ձևավորվում է նոր թթվածին-քլոր կապ, էլեկտրոնի խտությունը վերցվում է քլորի ատոմից և, հետևաբար, O-Cl միայնակ կապից: Արդյունքում էլեկտրոնի խտությունը մասամբ դուրս է գալիս O-H կապից, որն արդյունքում թուլանում է։

Այս օրինակը - թթվային հատկությունների ուժեղացում կենտրոնական ատոմի օքսիդացման աստիճանի աճով - բնորոշ է ոչ միայն քլորին, այլև այլ տարրերին։Օրինակ՝ HNO 3 ազոտական ​​թթուն, որի դեպքում ազոտի օքսիդացման աստիճանը +5 է, ավելի ուժեղ է, քան HNO 2 ազոտային թթուն (ազոտի օքսիդացման աստիճանը +3 է); ծծմբաթթուն H 2 SO 4 (S +6) ավելի ուժեղ է, քան H 2 SO 3 (S +4) ծծմբաթթուն:

Թթուներ ստանալը

1. Կարելի է ստանալ թթվածնազուրկ թթուներ ոչ մետաղների ջրածնի հետ անմիջական զուգակցմամբ.

H 2 + Cl 2 → 2HCl,

H 2 + S ⇆ H 2 S

2. Որոշ թթվածին պարունակող թթուներ կարելի է ձեռք բերել թթվային օքսիդների փոխազդեցությունը ջրի հետ.

3. Կարելի է ձեռք բերել ինչպես թթվածնազուրկ, այնպես էլ թթվածին պարունակող թթուներ նյութափոխանակության ռեակցիաներովաղերի և այլ թթուների միջև:

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. Որոշ թթուներ կարելի է ձեռք բերել օգտագործելով ռեդոքս ռեակցիաներ.

H 2 O 2 + SO 2 = H 2 SO 4

3P + 5HNO 3 + 2H 2 O = ZN 3 PO 4 + 5NO 2

Թթու համ, ազդեցություն ցուցիչների վրա, էլեկտրական հաղորդունակություն, փոխազդեցություն մետաղների, հիմնական և ամֆոտերային օքսիդների, հիմքերի և աղերի հետ, սպիրտների հետ եթերների ձևավորում - այս հատկությունները բնորոշ են անօրգանական և օրգանական թթուներին:

կարելի է բաժանել երկու տեսակի ռեակցիաների.

1) գեներալՀամար թթուներռեակցիաները կապված են ջրային լուծույթներում հիդրոնիումի իոնի H 3 O + ձևավորման հետ.

2) կոնկրետ(այսինքն բնորոշ) ռեակցիաներ հատուկ թթուներ.

Ջրածնի իոնը կարող է մտնել ռեդոքսռեակցիա՝ վերածվելով ջրածնի, ինչպես նաև բարդ ռեակցիայի մեջբացասական լիցքավորված կամ չեզոք մասնիկներով, որոնք ունեն միայնակ զույգ էլեկտրոններ, այսինքն թթու-բազային ռեակցիաներ.

Թթուների ընդհանուր հատկությունները ներառում են թթուների ռեակցիաները լարման շարքի մետաղների հետ մինչև ջրածինը, օրինակ.

Zn + 2Н + = Zn 2+ + Н 2

Թթու-բազային ռեակցիաները ներառում են ռեակցիաներ հիմնական օքսիդների և հիմքերի, ինչպես նաև միջանկյալ, հիմնային և երբեմն թթվային աղերի հետ։

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

Նկատի ունեցեք, որ պոլիբազային թթուները տարանջատվում են աստիճանաբար, և յուրաքանչյուր հաջորդ քայլում տարանջատումն ավելի դժվար է, հետևաբար, թթվային ավելցուկի դեպքում առավել հաճախ ձևավորվում են թթվային աղեր, այլ ոչ թե միջին:

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

Առաջին հայացքից կարող է զարմանալի թվալ թթվային աղերի առաջացումը միահիմն hydrofluoric թթու. Այնուամենայնիվ, այս փաստը կարելի է բացատրել. Ի տարբերություն մյուս բոլոր հիդրոհալաթթուների, լուծույթներում հիդրոֆտորաթթուն մասամբ պոլիմերացված է (ջրածնային կապերի առաջացման պատճառով) և դրանում կարող են լինել տարբեր մասնիկներ (HF) X, մասնավորապես՝ H 2 F 2, H 3 F 3 և այլն:

Թթու-բազային հավասարակշռության հատուկ դեպք. թթուների և հիմքերի ռեակցիաներ ցուցիչներով, որոնք փոխում են իրենց գույնը՝ կախված լուծույթի թթվայնությունից։ Ցուցանիշները օգտագործվում են որակական վերլուծությունթթուների և հիմքերի հայտնաբերման համարլուծումների մեջ։

Առավել հաճախ օգտագործվող ցուցանիշներն են լակմուս(Վ չեզոքմիջավայրը մանուշակագույն, Վ թթու - կարմիր,Վ ալկալային - կապույտ), մեթիլ նարնջագույն(Վ թթումիջավայրը կարմիր,Վ չեզոք - նարնջագույն,Վ ալկալային - դեղին), ֆենոլֆտալեին(Վ բարձր ալկալայինմիջավայրը ազնվամորու կարմիր,Վ չեզոք և թթվային - անգույն):

Հատուկ հատկություններՏարբեր թթուներ կարող են լինել երկու տեսակի. նախ՝ առաջացմանը տանող ռեակցիաներ չլուծվող աղեր,և երկրորդ, ռեդոքս փոխակերպումներ.Եթե ​​H + իոնի առկայության հետ կապված ռեակցիաները ընդհանուր են բոլոր թթուների համար (թթուների հայտնաբերման որակական ռեակցիաներ), ապա հատուկ ռեակցիաները օգտագործվում են որպես որակական ռեակցիաներ առանձին թթուների համար.

Ag + + Cl - = AgCl (սպիտակ նստվածք)

Ba 2+ + SO 4 2- = BaSO 4 (սպիտակ նստվածք)

3Ag + + PO 4 3 - = Ag 3 PO 4 (դեղին նստվածք)

Թթուների որոշ հատուկ ռեակցիաներ պայմանավորված են դրանց ռեդոքս հատկություններով:

Անօքսիկ թթուները ջրային լուծույթում կարող են միայն օքսիդացվել:

2KMnO 4 + 16HCl = 5Сl 2 + 2КСl + 2МnСl 2 + 8Н 2 O

H 2 S + Br 2 = S + 2НВг

Թթվածին պարունակող թթուները կարող են օքսիդացվել միայն այն դեպքում, եթե դրանցում կենտրոնական ատոմը գտնվում է ավելի ցածր կամ միջանկյալ օքսիդացման վիճակում, ինչպես, օրինակ, ծծմբաթթվի մեջ.

H 2 SO 3 + Cl 2 + H 2 O = H 2 SO 4 + 2 HCl

Շատ թթվածին պարունակող թթուներ, որոնցում կենտրոնական ատոմն ունի առավելագույն օքսիդացման աստիճան (S +6, N +5, Cr +6), ցուցաբերում են ուժեղ օքսիդացնող նյութերի հատկություններ։ Խտացված H 2 SO 4-ը ուժեղ օքսիդացնող նյութ է:

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

Պետք է հիշել, որ.

• Թթվային լուծույթները փոխազդում են մետաղների հետ, որոնք գտնվում են էլեկտրաքիմիական լարման շարքում ջրածնից ձախ՝ ենթարկվելով մի շարք պայմանների, որոնցից գլխավորը ռեակցիայի արդյունքում լուծելի աղի առաջացումն է։ HNO 3-ի և H 2 SO 4-ի (կոնց.) փոխազդեցությունը մետաղների հետ տարբեր կերպ է ընթանում։

Խտացված ծծմբաթթուն սառը պասիվացնում է ալյումինը, երկաթը և քրոմը։

• Ջրի մեջ թթուները տարանջատվում են ջրածնի կատիոնների և թթվային մնացորդների անիոնների, օրինակ.

• Անօրգանական և օրգանական թթուները փոխազդում են հիմնական և ամֆոտերային օքսիդների հետ՝ պայմանով, որ առաջանում է լուծելի աղ.

• Երկու թթուներն էլ արձագանքում են հիմքերի հետ։ Պոլիբազային թթուները կարող են ձևավորել ինչպես միջանկյալ, այնպես էլ թթվային աղեր (սրանք չեզոքացման ռեակցիաներ են).

• Թթուների և աղերի միջև արձագանքը տեղի է ունենում միայն այն դեպքում, երբ ձևավորվում է նստվածք կամ գազ.

H 3 PO 4-ի փոխազդեցությունը կրաքարի հետ կդադարի մակերևույթի վրա Ca 3 (PO 4) 2-ի վերջին չլուծվող նստվածքի առաջացման պատճառով:

Ազոտային HNO 3 և խտացված ծծմբային H 2 SO 4 (կոնտ.) թթուների հատկությունների առանձնահատկությունները պայմանավորված են նրանով, որ երբ դրանք փոխազդում են պարզ նյութերի (մետաղների և ոչ մետաղների) հետ, օքսիդացնող նյութերը չեն լինի H + կատիոններ. , բայց նիտրատ և սուլֆատ իոններ։ Տրամաբանական է ակնկալել, որ նման ռեակցիաների արդյունքում առաջանում է ոչ թե H2 ջրածին, այլ ստացվում են այլ նյութեր՝ պարտադիր աղ և ջուր, ինչպես նաև նիտրատի կամ սուլֆատի իոնների նվազման արտադրանքներից մեկը՝ կախված կոնցենտրացիայից։ թթուների, մետաղի դիրքը լարման շարքում և ռեակցիայի պայմաններում (ջերմաստիճան, մետաղի հղկման աստիճան և այլն)։

HNO 3 և H 2 SO 4-ի քիմիական վարքագծի այս առանձնահատկությունները (համառոտ) հստակորեն ցույց են տալիս տեսության թեզը. քիմիական կառուցվածքընյութերի մոլեկուլներում ատոմների փոխադարձ ազդեցության մասին։

Անկայունություն և կայունություն (կայունություն) հասկացությունները հաճախ շփոթվում են: Ցնդող թթուները թթուներ են, որոնց մոլեկուլները հեշտությամբ անցնում են գազային վիճակի, այսինքն՝ գոլորշիանում։ Օրինակ, աղաթթուն ցնդող, բայց կայուն թթու է: Անհնար է դատել անկայուն թթուների անկայունության մասին: Օրինակ, ոչ ցնդող, չլուծվող սիլիցիումի թթուն քայքայվում է ջրի և SiO 2-ի: Աղաթթուների, ազոտի, ծծմբի, ֆոսֆորի և մի շարք այլ թթուների ջրային լուծույթները անգույն են։ Ջրային լուծույթքրոմաթթուն H 2 CrO 4-ը դեղին է, մանգանաթթուն HMnO 4-ը՝ բոսորագույն:

Թեստը հանձնելու համար տեղեկատու նյութ.

Պարբերական աղյուսակ

Լուծելիության աղյուսակ

Ամֆոտերային մետաղները պարզ նյութեր են, որոնք կառուցվածքային, քիմիական և նման են տարրերի մետաղական խմբին: Մետաղներն իրենք չեն կարող դրսևորել ամֆոտերային հատկություններ՝ ի տարբերություն նրանց միացությունների։ Օրինակ՝ որոշ մետաղների օքսիդներն ու հիդրօքսիդներն ունեն երկակի քիմիական բնույթ՝ որոշ պայմաններում նրանք իրենց պահում են թթուների պես, իսկ մյուսների դեպքում՝ ալկալիների հատկություններ։

Հիմնական ամֆոտերային մետաղներն են ալյումինը, ցինկը, քրոմը և երկաթը։ Այս տարրերի խումբը ներառում է բերիլիում և ստրոնցիում:

ամֆոտերա՞կ

Այս գույքն առաջին անգամ հայտնաբերվել է բավականին վաղուց։ Իսկ «ամֆոտերիկ տարրեր» տերմինը գիտության մեջ մտցվել է 1814 թվականին հայտնի քիմիկոսներ Լ. Թենարդի և Ջ. Գեյ-Լուսակի կողմից։ Այդ ժամանակներում ընդունված էր քիմիական միացությունները ռեակցիաների ժամանակ բաժանել խմբերի, որոնք համապատասխանում էին դրանց հիմնական հատկություններին։

Այնուամենայնիվ, օքսիդների և հիմքերի խումբն ուներ երկակի ունակություններ. Որոշ պայմաններում նման նյութերն իրենց պահում էին ինչպես ալկալիներ, իսկ մյուսներում, ընդհակառակը, գործում էին թթուների պես։ Ահա թե ինչպես է առաջացել «ամֆոտերիկ» տերմինը։ Դրանց համար թթու-բազային ռեակցիայի ընթացքում վարքագիծը կախված է այն պայմաններից, որոնցում այն ​​իրականացվում է, ներգրավված ռեակտիվների բնույթից, ինչպես նաև լուծիչի հատկություններից:

Հետաքրքիր է, որ բնական պայմաններում ամֆոտերային մետաղները կարող են փոխազդել ինչպես ալկալիների, այնպես էլ թթվի հետ: Օրինակ, երբ ալյումինը փոխազդում է ալյումինի հետ, առաջանում է ալյումինի սուլֆատ։ Եվ երբ նույն մետաղը փոխազդում է խտացված ալկալիի հետ, առաջանում է բարդ աղ։

Ամֆոտերային հիմքերը և դրանց հիմնական հատկությունները

Նորմալ պայմաններում դրանք պինդ մարմիններ են: Դրանք գործնականում չեն լուծվում ջրում և համարվում են բավականին թույլ էլեկտրոլիտներ։

Նման հիմքերի պատրաստման հիմնական մեթոդը մետաղի աղի ռեակցիան է փոքր քանակությամբ ալկալիով։ Տեղումների արձագանքը պետք է իրականացվի դանդաղ և զգույշ: Օրինակ, ցինկի հիդրօքսիդ պատրաստելիս նատրիումի հիդրօքսիդը զգուշորեն կաթիլ-կաթիլով ավելացվում է ցինկի քլորիդով փորձանոթի մեջ: Ամեն անգամ, երբ դուք պետք է մի փոքր թափահարեք տարան, որպեսզի տեսնեք սպիտակ մետաղական նստվածք տարայի հատակին:

Ամֆոտերային նյութերը նույնպես փոխազդում են թթուների հետ՝ որպես հիմքեր։ Օրինակ, երբ ցինկի հիդրօքսիդը փոխազդում է աղաթթվի հետ, առաջանում է ցինկի քլորիդ։

Բայց հիմքերի հետ ռեակցիաների ժամանակ ամֆոտերային հիմքերը իրենց պահում են թթուների նման։

Բացի այդ, ուժեղ տաքացման ժամանակ դրանք քայքայվում են՝ առաջացնելով համապատասխան ամֆոտերային օքսիդ և ջուր։

Ամենատարածված ամֆոտերային մետաղներն են. համառոտ նկարագրություն

Ցինկպատկանում է ամֆոտերային տարրերի խմբին։ Եվ չնայած այս նյութի համաձուլվածքները լայնորեն օգտագործվում էին հին քաղաքակրթություններում, այն իր մաքուր տեսքով մեկուսացվեց միայն 1746 թվականին:

Մաքուր մետաղը կապտավուն գույնի բավականին փխրուն նյութ է։ Օդում ցինկը արագ օքսիդանում է. նրա մակերեսը դառնում է ձանձրալի և ծածկվում օքսիդի բարակ թաղանթով:

Բնության մեջ ցինկը գոյություն ունի հիմնականում միներալների տեսքով՝ ցինկիտներ, սմիթսոնիտներ, կալամիտներ։ Ամենահայտնի նյութը ցինկի բլենդն է, որը բաղկացած է ցինկի սուլֆիդից։ Այս հանքանյութի ամենամեծ հանքավայրերը գտնվում են Բոլիվիայում և Ավստրալիայում:

ԱլյումինեԱյսօր այն համարվում է մոլորակի ամենատարածված մետաղը։ Դրա համաձուլվածքները օգտագործվել են շատ դարեր, իսկ 1825 թվականին նյութը մեկուսացվել է իր մաքուր տեսքով։

Մաքուր ալյումինը թեթև, արծաթագույն մետաղ է։ Այն հեշտությամբ զիջում է հաստոցներեւ ձուլման. Այս տարրն ունի բարձր էլեկտրական և ջերմային հաղորդունակություն: Բացի այդ, այս մետաղը դիմացկուն է կոռոզիայից: Փաստն այն է, որ դրա մակերեսը ծածկված է բարակ, բայց շատ դիմացկուն օքսիդ թաղանթով:

Այսօր ալյումինը լայնորեն կիրառվում է արդյունաբերության մեջ։

Ամֆոտերային միացություններ

Քիմիան միշտ հակադրությունների միասնություն է։

Նայեք պարբերական աղյուսակին.

Որոշ տարրեր (գրեթե բոլոր մետաղները, որոնք ունեն +1 և +2 օքսիդացման վիճակներ) ձևավորվում են հիմնականօքսիդներ և հիդրօքսիդներ. Օրինակ՝ կալիումը կազմում է K 2 O օքսիդը, իսկ KOH հիդրօքսիդը։ Նրանք ցուցադրում են հիմնական հատկություններ, ինչպիսիք են թթուների հետ փոխազդեցությունը:

K2O + HCl → KCl + H2O

Ձևավորվում են որոշ տարրեր (ոչմետաղների մեծ մասը և +5, +6, +7 օքսիդացման վիճակներով մետաղներ)։ թթվայինօքսիդներ և հիդրօքսիդներ. Թթվային հիդրօքսիդները թթվածին պարունակող թթուներ են, դրանք կոչվում են հիդրօքսիդներ, քանի որ իրենց կառուցվածքում ունեն հիդրօքսիլ խումբ, օրինակ՝ ծծումբը ձևավորում է թթվային օքսիդ SO 3 և թթվային հիդրօքսիդ H 2 SO 4 (ծծմբաթթու).

Նման միացությունները ցուցաբերում են թթվային հատկություններ, օրինակ՝ փոխազդում են հիմքերի հետ.

H2SO4 + 2KOH → K2SO4 + 2H2O

Եվ կան տարրեր, որոնք կազմում են օքսիդներ և հիդրօքսիդներ, որոնք ցուցաբերում են և՛ թթվային, և՛ հիմնային հատկություններ: Այս երեւույթը կոչվում է ամֆոտերիկ . Հենց այս օքսիդներն ու հիդրօքսիդներն են մեր ուշադրությունը կենտրոնացնելու այս հոդվածում: Բոլոր ամֆոտերային օքսիդները և հիդրօքսիդները ջրի մեջ չլուծվող պինդ նյութեր են:

Նախ, ինչպե՞ս կարող ենք որոշել, թե օքսիդը կամ հիդրօքսիդը ամֆոտեր են: Կա մի կանոն, մի փոքր կամայական, բայց դուք դեռ կարող եք օգտագործել այն.

Ամֆոտերային հիդրօքսիդները և օքսիդները մետաղների կողմից առաջանում են օքսիդացման +3 և +4 վիճակներումՕրինակ (Ալ 2 Օ 3 , Ալ(Օհ) 3 , Ֆե 2 Օ 3 , Ֆե(Օհ) 3)

Եվ չորս բացառություններ.մետաղներZn , Եղիր , Pb , Սն առաջացնում են հետևյալ օքսիդները և հիդրօքսիդները.ZnO , Zn ( Օհ ) 2 , BeO , Եղիր ( Օհ ) 2 , PbO , Pb ( Օհ ) 2 , SnO , Սն ( Օհ ) 2 , որտեղ նրանք ցուցադրում են +2 օքսիդացման աստիճան, բայց չնայած դրան, այդ միացությունները դրսևորվում են ամֆոտերային հատկություններ .

Ամենատարածված ամֆոտերային օքսիդները (և դրանց համապատասխան հիդրօքսիդները)՝ ZnO, Zn(OH) 2, BeO, Be(OH) 2, PbO, Pb(OH) 2, SnO, Sn(OH) 2, Al 2 O 3, Al (OH) 3, Fe 2 O 3, Fe(OH) 3, Cr 2 O 3, Cr (OH) 3:

Ամֆոտերային միացությունների հատկությունները դժվար չէ հիշել. դրանք փոխազդում են թթուներ և ալկալիներ.

• Թթուների հետ փոխազդեցության ժամանակ այս ռեակցիաներում ամեն ինչ պարզ է, ամֆոտերային միացությունները իրենց պահում են հիմնականների պես.

Al 2 O 3 + 6HCl → 2AlCl 3 + 3H 2 O

ZnO + H 2 SO 4 → ZnSO 4 + H 2 O

BeO + HNO 3 → Be(NO 3 ) 2 + H 2 O

Հիդրօքսիդները արձագանքում են նույն կերպ.

Fe(OH) 3 + 3HCl → FeCl 3 + 3H 2 O

Pb(OH) 2 + 2HCl → PbCl 2 + 2H 2 O

• Ալկալիների հետ փոխազդեցությունը մի փոքր ավելի բարդ է: Այս ռեակցիաներում ամֆոտերային միացությունները իրենց պահում են թթուների պես, և ռեակցիայի արգասիքները կարող են տարբեր լինել՝ կախված պայմաններից։

Կամ ռեակցիան տեղի է ունենում լուծույթում, կամ արձագանքող նյութերը վերցվում են որպես պինդ և միաձուլվում։

Հիմնական միացությունների փոխազդեցությունը ամֆոտերների հետ միաձուլման ժամանակ.

Եկեք նայենք ցինկի հիդրօքսիդի օրինակին: Ինչպես նշվեց ավելի վաղ, ամֆոտերային միացությունները փոխազդում են հիմնական միացությունների հետ և իրենց պահում են թթուների նման։ Այսպիսով, եկեք գրենք ցինկի հիդրօքսիդ Zn (OH) 2 որպես թթու: Թթուն առջեւում ջրածին ունի, հանենք՝ H 2 ZnO 2 ։ Իսկ ալկալիի ռեակցիան հիդրօքսիդի հետ կշարունակվի այնպես, կարծես այն թթու լինի։ «Թթվային մնացորդ» ZnO 2 2 երկվալենտ.

2K Օհ(TV) + Հ 2 ZnO 2 (պինդ) (t, միաձուլում)→ K 2 ZnO 2 + 2 Հ 2 Օ

Ստացված K 2 ZnO 2 նյութը կոչվում է կալիումի մետազինկատ (կամ պարզապես կալիումի ցինկատ)։ Այս նյութը կալիումի և հիպոթետիկ «ցինկի թթու» H 2 ZnO 2 աղ է (այդ միացությունները աղեր անվանելը լիովին ճիշտ չէ, բայց մեր հարմարության համար մենք կմոռանանք դրա մասին): Պարզապես գրեք ցինկի հիդրօքսիդը այսպես. H 2 ZnO 2 - լավ չէ: Մենք գրում ենք Zn (OH) 2, ինչպես միշտ, բայց նկատի ունենք (մեր հարմարության համար), որ այն «թթու» է.

2KOH (պինդ) + Zn (OH) 2 (պինդ) (t, միաձուլում) → K 2 ZnO 2 + 2H 2 O

Հիդրօքսիդներով, որոնք ունեն 2 OH խումբ, ամեն ինչ կլինի նույնը, ինչ ցինկի դեպքում.

Be(OH) 2 (sol.) + 2NaOH (sol.) (t, fusion) → 2H 2 O + Na 2 BeO 2 (նատրիումի մետաբերիլատ կամ բերիլատ)

Pb(OH) 2 (լուծ.) + 2NaOH (լուծ.) (t, միաձուլում) → 2H 2 O + Na 2 PbO 2 (նատրիումի մետապլումբատ, կամ պլամբատ)

Երեք OH խմբերով ամֆոտերային հիդրօքսիդներով (Al (OH) 3, Cr (OH) 3, Fe (OH) 3) մի փոքր այլ է։

Դիտարկենք ալյումինի հիդրօքսիդի օրինակը՝ Al (OH) 3, գրենք այն թթվի տեսքով՝ H 3 AlO 3, բայց մենք այն չենք թողնում այս տեսքով, այլ ջուրը հանում ենք այնտեղից.

H 3 AlO 3 – H 2 O → HAlO 2 + H 2 O:

Հենց այս «թթուն» է (HAlO 2), որի հետ մենք աշխատում ենք.

HAlO 2 + KOH → H 2 O + KAlO 2 (կալիումի մետաալյումինատ, կամ պարզապես ալյումինատ)

Բայց ալյումինի հիդրօքսիդը չի կարող գրվել այսպես HAlO 2, մենք այն գրում ենք սովորականի պես, բայց այնտեղ նկատի ունենք «թթու».

Al(OH) 3(լուծ.) + KOH (լուծ.) (t, միաձուլում)→ 2H 2 O + KAlO 2 (կալիումի մետաալյումինատ)

Նույնը վերաբերում է քրոմի հիդրօքսիդին.

Cr(OH) 3 → H 3 CrO 3 → HCrO 2

Cr(OH) 3(tv.) + KOH (tv.) (t, միաձուլում)→ 2H 2 O + KCrO 2 (կալիումի մետաքրոմատ,

ԲԱՅՑ ՈՉ ՔՐՈՄԱՏ, քրոմատները քրոմաթթվի աղեր են):

Դա նույնն է չորս OH խմբեր պարունակող հիդրօքսիդների դեպքում. մենք ջրածինը տեղափոխում ենք առաջ և հեռացնում ջուրը.

Sn(OH) 4 → H 4 SnO 4 → H 2 SnO 3

Pb(OH) 4 → H 4 PbO 4 → H 2 PbO 3

Պետք է հիշել, որ կապարն ու անագը յուրաքանչյուրը կազմում են երկու ամֆոտերային հիդրօքսիդ՝ +2 (Sn (OH) 2, Pb (OH) 2) և +4 (Sn (OH) 4, Pb (OH) 4 օքսիդացման աստիճանով։ )

Եվ այս հիդրօքսիդները կստեղծեն տարբեր «աղեր».

Օքսիդացման վիճակ
Հիդրօքսիդի բանաձև	Sn(OH)2	Pb(OH)2	Sn(OH)4	Pb(OH)4
Հիդրօքսիդի բանաձևը որպես թթու	H2SnO2	H2PbO2	H2SnO3	H2PbO3
Աղ (կալիում)	K2SNO2	K2PbO2	K2SNO3	K2PbO3
Աղի անվանումը			metastannAT	metablumbAT

Նույն սկզբունքները, ինչ սովորական «աղերի» անվանումներում, ամենաբարձր օքսիդացման վիճակում գտնվող տարրը AT վերջածանցն է, միջանկյալում՝ IT:

Նման «աղերը» (մետաքրոմատներ, մետաալյումինատներ, մետաբերիլատներ, մետազինկատներ և այլն) ստացվում են ոչ միայն ալկալիների և ամֆոտերային հիդրօքսիդների փոխազդեցության արդյունքում։ Այս միացությունները միշտ առաջանում են, երբ ուժեղ հիմնական «աշխարհը» և ամֆոտերայինը (միաձուլման ժամանակ) շփվում են: Այսինքն, ինչպես ամֆոտերային հիդրօքսիդները, ամֆոտերային օքսիդները և մետաղական աղերը, որոնք ձևավորում են ամֆոտերային օքսիդներ (թույլ թթուների աղեր) արձագանքելու են ալկալիների հետ։ Իսկ ալկալիի փոխարեն կարող եք վերցնել ուժեղ հիմնային օքսիդ և ալկալի ձևավորող մետաղի աղ (թույլ թթվի աղ):

Փոխազդեցություններ:

Հիշեք, որ ստորև նշված ռեակցիաները տեղի են ունենում միաձուլման ժամանակ:

Ամֆոտերային օքսիդ ուժեղ հիմնական օքսիդով.

ZnO (պինդ) + K 2 O (պինդ) (t, միաձուլում) → K 2 ZnO 2 (կալիումի մետազինկատ կամ պարզապես կալիումի ցինկատ)

Ամֆոտերային օքսիդ ալկալիներով.

ZnO (պինդ) + 2KOH (պինդ) (t, միաձուլում) → K 2 ZnO 2 + H 2 O

Ամֆոտերային օքսիդ թույլ թթվի աղով և ալկալի ձևավորող մետաղով.

ZnO (sol.) + K 2 CO 3 (sol.) (t, fusion) → K 2 ZnO 2 + CO 2

Ամֆոտերային հիդրօքսիդ ուժեղ հիմնական օքսիդով.

Zn(OH) 2 (պինդ) + K 2 O (պինդ) (t, միաձուլում) → K 2 ZnO 2 + H 2 O

Ամֆոտերային հիդրօքսիդ ալկալիներով.

Zn (OH) 2 (պինդ) + 2KOH (պինդ) (t, միաձուլում) → K 2 ZnO 2 + 2H 2 O

Ամֆոտերային հիդրօքսիդը թույլ թթվի աղով և ալկալի ձևավորող մետաղով.

Zn (OH) 2 (պինդ) + K 2 CO 3 (պինդ) (t, միաձուլում) → K 2 ZnO 2 + CO 2 + H 2 O

Թույլ թթվի և ուժեղ հիմնային օքսիդով ամֆոտերային միացություն կազմող մետաղի աղեր.

ZnCO 3 (պինդ) + K 2 O (պինդ) (t, միաձուլում) → K 2 ZnO 2 + CO 2

Թույլ թթվի և ալկալիի հետ ամֆոտերային միացություն կազմող մետաղի աղեր.

ZnCO 3 (պինդ) + 2KOH (պինդ) (t, միաձուլում) → K 2 ZnO 2 + CO 2 + H 2 O

Թույլ թթվի և ալկալի ձևավորող մետաղի աղերով ամֆոտերային միացություն կազմող մետաղի աղեր.

ZnCO 3 (tv.) + K 2 CO 3 (tv.) (t, fusion)→ K 2 ZnO 2 + 2CO 2

Ստորև ներկայացված են ամֆոտերային հիդրօքսիդների աղերի մասին տեղեկությունները, որոնցից ամենատարածվածներն են Պետական ​​միասնական քննության ժամանակ:

	Հիդրօքսիդ	Հիդրօքսիդը որպես թթու	Թթվային մնացորդ		Աղի անվանումը
BeO	Be (OH) 2	Հ 2 BeO 2	BeO 2 2-	Կ 2 BeO 2	Մետաբերիլլատ (բերիլատ)
ZnO	Zn (OH) 2	Հ 2 ZnO 2	ZnO 2 2-	Կ 2 ZnO 2	Մետազինկատ (ցինկատ)
Ալ 2 Օ 3	Al(OH) 3	HAlO 2	AlO 2 —	ԿԱԼՈ 2	Մետալյումինատ (ալյումինատ)
Fe2O3	Fe (OH) 3	HFeO2	FeO2 -	KFeO2	Metaferrate (ԲԱՅՑ ՈՉ FERRATE)
	Sn(OH)2	H2SnO2	SnO 2 2-	K2SNO2
	Pb(OH)2	H2PbO2	PbO 2 2-	K2PbO2
SnO2	Sn(OH)4	H2SnO3	SnO 3 2-	K2SNO3	MetastannAT (stannate)
PbO2	Pb(OH)4	H2PbO3	PbO 3 2-	K2PbO3	MetablumAT (plumbat)
Cr2O3	Cr(OH)3	HCrO2	CrO2 -	KCrO2	Մետախրոմատ (ԲԱՅՑ ՈՉ ՔՐՈՄԱՏ)

Ամֆոտերային միացությունների փոխազդեցությունը ԱԼԿԱԼԻ լուծույթների հետ (այստեղ միայն ալկալիներ).

Պետական ​​միասնական քննության մեջ սա կոչվում է «ալյումինի հիդրօքսիդի (ցինկ, բերիլիում և այլն) տարրալուծում ալկալիով»: Դա պայմանավորված է ամֆոտերային հիդրօքսիդների բաղադրության մեջ գտնվող մետաղների ունակությամբ՝ հիդրօքսիդի իոնների ավելցուկի առկայության դեպքում (ալկալային միջավայրում) այդ իոնները կցելու իրենց: Մի մասնիկ է առաջանում՝ կենտրոնում գտնվող մետաղով (ալյումին, բերիլիում և այլն), որը շրջապատված է հիդրօքսիդի իոններով։ Այս մասնիկը դառնում է բացասական լիցքավորված (անիոն) հիդրօքսիդի իոնների պատճառով, և այդ իոնը կկոչվի հիդրոքսոալյումինատ, հիդրօքսիզինկատ, հիդրոքսոբերիլատ և այլն: Ավելին, գործընթացը կարող է ընթանալ տարբեր ձևերով:

Մենք կքննարկենք երկու դեպք. երբ մետաղը շրջապատված է չորս հիդրօքսիդ իոններ, և երբ այն շրջապատված է վեց հիդրօքսիդ իոններ.

Եկեք գրենք այս գործընթացների կրճատ իոնային հավասարումը.

Al(OH) 3 + OH — → Al(OH) 4 —

Ստացված իոնը կոչվում է տետրահիդրոքսոալյումինատ իոն։ «tetra-» նախածանցը ավելացվում է, քանի որ կան չորս հիդրօքսիդ իոններ: Tetrahydroxyaluminate իոնն ունի լիցք -, քանի որ ալյումինը կրում է 3+ լիցք, իսկ չորս հիդրօքսիդի իոնները ունեն 4- լիցք, ընդհանուրը - է:

Al(OH) 3 + 3OH - → Al(OH) 6 3-

Այս ռեակցիայի ժամանակ առաջացած իոնը կոչվում է հեքսահիդրոքսոալյումինատ իոն։ «Հեքսո-» նախածանցը ավելացվում է, քանի որ կան հիդրօքսիդի վեց իոններ:

Անհրաժեշտ է ավելացնել նախածանց, որը ցույց է տալիս հիդրօքսիդի իոնների քանակը։ Որովհետև եթե ուղղակի գրեք «հիդրօքսիալյումինատ», պարզ չէ, թե որ իոնն եք նկատի ունենում՝ Al (OH) 4 - կամ Al (OH) 6 3-:

Երբ ալկալին փոխազդում է ամֆոտերային հիդրօքսիդի հետ, լուծույթում առաջանում է աղ։ Որի կատիոնը ալկալային կատիոն է, իսկ անիոնը՝ բարդ իոն, որի առաջացումը մենք ավելի վաղ քննարկեցինք։ Անիոնն է քառակուսի փակագծեր.

Al(OH)3 + KOH → K (կալիումի տետրահիդրոքսոալյումինատ)

Al (OH) 3 + 3KOH → K 3 (կալիումի հեքսահիդրոքսոալյումինատ)

Ինչ տեսակի աղ (հեքսա- կամ տետրա) դուք գրում եք որպես ապրանք, նշանակություն չունի: Նույնիսկ միասնական պետական ​​քննության պատասխաններում գրված է. «... K 3 (K-ի ձևավորումը թույլատրելի է»: Հիմնական բանը չմոռանալ ապահովել, որ բոլոր ցուցանիշները ճիշտ մուտքագրվեն: Հետևեք գանձումներին և պահեք հաշվի առնելով, որ դրանց գումարը պետք է հավասար լինի զրոյի։

Ամֆոտերային հիդրօքսիդներից բացի, ամֆոտերային օքսիդները փոխազդում են ալկալիների հետ։ Ապրանքը նույնը կլինի: Միայն եթե արձագանքը գրեք այսպես.

Al 2 O 3 + NaOH → Na

Al 2 O 3 + NaOH → Na 3

Բայց այս արձագանքները ձեզ համար չեն հավասարվի։ Ձեզ անհրաժեշտ է ջուր ավելացնել ձախ կողմում, քանի որ փոխազդեցությունը տեղի է ունենում լուծույթում, այնտեղ բավականաչափ ջուր կա, և ամեն ինչ կհավասարվի.

Al 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O → 2Na

Al 2 O 3 + 6NaOH + 3H 2 O → 2Na 3

Բացի ամֆոտերային օքսիդներից և հիդրօքսիդներից, որոշ հատկապես ակտիվ մետաղներ, որոնք կազմում են ամֆոտերային միացություններ, փոխազդում են ալկալային լուծույթների հետ։ Մասնավորապես սա՝ ալյումին, ցինկ և բերիլիում։ Հավասարեցնելու համար ջուր է պետք նաև ձախ կողմում։ Եվ, բացի այդ, այս գործընթացների միջև հիմնական տարբերությունը ջրածնի արտազատումն է.

2Al + 2NaOH + 6H 2 O → 2Na + 3H 2

2Al + 6NaOH + 6H 2 O → 2Na 3 + 3H 2

Ստորև բերված աղյուսակը ցույց է տալիս ամֆոտերային միացությունների հատկությունների ամենատարածված օրինակները միասնական պետական ​​քննության ժամանակ.

Ամֆոտերային նյութ		Աղի անվանումը
Al2O3 Al(OH) 3		Նատրիումի տետրահիդրոքսիալյումինատ	Al(OH) 3 + NaOH → Na Ալ 2 Օ 3 + 2NaOH + 3H 2 O → 2Na 2Al + 2NaOH + 6H 2 O → 2Na + 3H 2
	Նա 3	Նատրիումի hexahydroxyaluminate	Al(OH) 3 + 3NaOH → Na 3 Ալ 2 Օ 3 + 6NaOH + 3H 2 O → 2Na 3 2Al + 6NaOH + 6H 2 O → 2Na 3 + 3H 2
Zn(OH)2	K2	Նատրիումի տետրահիդրոքսոզինկատ	Zn (OH) 2 + 2NaOH → Na 2 ZnO + 2NaOH + H 2 O → Na 2 Zn + 2NaOH + 2H 2 O → Na 2 +Հ 2
	Կ 4	Նատրիումի hexahydroxozincate	Zn (OH) 2 + 4NaOH → Na 4 ZnO + 4NaOH + H 2 O → Na 4 Zn + 4NaOH + 2H 2 O → Na 4 +Հ 2
Be(OH)2	Լի 2	Լիթիումի տետրահիդրոքսոբերիլատ	Be (OH) 2 + 2LiOH → Li 2 BeO + 2LiOH + H 2 O → Li 2 Եղեք + 2LiOH + 2H 2 O → Li 2 +Հ 2
	Լի 4	Լիթիումի հեքսահիդրոքսոբերիլատ	Be (OH) 2 + 4LiOH → Li 4 BeO + 4LiOH + H 2 O → Li 4 Եղեք + 4LiOH + 2H 2 O → Li 4 +Հ 2
Cr2O3 Cr(OH)3		Նատրիումի տետրահիդրոքսոքրոմատ	Cr(OH) 3 + NaOH → Na Քր 2 Օ 3 + 2NaOH + 3H 2 O → 2Na
	Նա 3	Նատրիումի hexahydroxochromate	Cr(OH) 3 + 3NaOH → Na 3 Քր 2 Օ 3 + 6NaOH + 3H 2 O → 2Na 3
Fe2O3 Fe (OH) 3		Նատրիումի տետրահիդրոքսոֆերատ	Fe (OH) 3 + NaOH → Na Ֆե 2 Օ 3 + 2NaOH + 3H 2 O → 2Na
	Նա 3	Նատրիումի hexahydroxoferrate	Fe (OH) 3 + 3NaOH → Na 3 Ֆե 2 Օ 3 + 6NaOH + 3H 2 O → 2Na 3

Այս փոխազդեցության արդյունքում ստացված աղերը փոխազդում են թթուների հետ՝ առաջացնելով երկու այլ աղ (տվյալ թթվի և երկու մետաղի աղեր).

2 Նա 3 + 6H 2 ԱՅՍՊԵՍ 4 → 3Նա 2 ԱՅՍՊԵՍ 4 + Ալ 2 (SO 4 ) 3 +12 ժ 2 Օ

Վե՛րջ: Ոչ մի բարդ բան. Հիմնական բանը չշփոթելն է, հիշեք, թե ինչ է ձևավորվում միաձուլման ընթացքում և ինչն է լուծույթում: Շատ հաճախ այս հարցի վերաբերյալ առաջադրանքներ են հանդիպում Բմասեր.