Władysław Walkowiak
Podstawy Chemii Nieorganicznej
Wykład 11.
PODSTAWOWE TYPY ZWI
ZKÓW
PODSTAWOWE TYPY ZWI
ZKÓW
CHEMICZNYCH
PIERWIASTKÓW GRUP BLOKU s i p
1. Wodorki
Wodorki są to połączenia wodoru z innymi pierwiastkami, o ogólnym
wzorze:
XmHn
Przykład: X = Ca, m = 1, n = 2
CaH2 - wodorek wapnia
X = N, m = 1, n = 3
NH3  wodorotlenek amonu (amoniak)
1. Wodorki (cd)
Inne przykłady wodorków:
wodorek sodu NaH
wodorek glinu AlH3
wodorek tlenu  woda H O
wodorek tlenu  woda H2O
wodorek siarki  siarkowodór H2S
wodorek azotu  amoniak NH3
wodorek węgla  metan CH4
wodorek chloru  chlorowodór HCl
1. Wodorki (cd 2)
Wodorki okresu 2-go
Numer
grupy I II III IV V VI VII
głównej
(BH )
(BH3)2
Wodorki LiH BeH2 CH4 NH3 H2O HF
B2H6
Stopnie
utlenienia +1 +2 +3 +4 -8 = -4 +5 -8 = -3 +6 -8 = -2 +7 -8 = -1
pierwiastka
wzrost kwasowości
wzrost zasadowości
Uwaga : stopnie utlenienia wodoru w wodorkach sÄ… :
 1 (LiH, BeH2, B2H6 ) lub
+1 (CH4, NH3, H2O, HF)
1. Wodorki (cd 3)
Wodorki dzielimy na:
- typu soli  są to połączenia jonowe z wodorem jako H-.
SÄ… tworzone przez metale grup 1. i 2.,
- kowalencyjne  grupy główne od IV do VII,
- kowalencyjne  grupy główne od IV do VII,
- metaliczne  połączenia metalu z pierwiastkami
d- i f- elektronowymi,
- w B2H6 występuje specyficzne wiązanie poprzez trójcentrowy
orbital czÄ…steczkowy H  B  H.
2. Tlenki
Tlenki są to połączenia tlenu z innymi pierwiastkami, o ogólnym wzorze:
XmOn
Przykład: CaO  tlenek wapnia
N2O3  trójtlenek azotu
2. Tlenki (cd)
Inne przykłady tlenków:
tlenek sodu Na2O
tlenek glinu Al2O3
tlenek wodoru  woda H O
tlenek wodoru  woda H2O
trójtlenek siarki SO3
dwutlenek siarki SO2
dwutlenek węgla CO2
tlenek węgla CO
dwutlenek azotu NO2
pięciotlenek chloru Cl2O5
2. Tlenki (cd 2)
Dwa sposoby nazywania tlenków:
Cl2O6 - heksatlenek dichloru
lub sześciotlenek dwuchloru
Uwaga!
Fluor z tlenem tworzy zwiÄ…zek o wzorze:
difluorek tlenu (OF2), a nie tlenek difluoru (F2O),
gdy\
fluor jest bardziej elektroujemny ni\
tlen.
2. Tlenki (cd 3)
Minerały z grupy tlenków:
opal SiO2
kasyteryt SnO2
korund Al2O3
korund Al2O3
2. Tlenki (cd 4)
Tlenki 3- go okresu
Numer grupy
I II III IV V VI VII
głównej
Maksymalne
stopnie
stopnie
+1 +2 +3 +4 +5 +6 +7
utlenienia
pierwiastka
Tlenki Na2O MgO Al2O3 SiO2 (P2O5)2 = P4O10 SO3 Cl2O7
wzrost kwasowości
wzrost zasadowości
Uwaga: stopień utlenienia tlenu w tlenkach jest -2
2. Tlenki (cd 5)
WiÄ…zania chemiczne w tlenkach:
- jonowe np. MgO (Mg2+)(O2-)
- kowalencyjne, np. SO3
Wyró\
niamy:
Wyró\
niamy:
tlenki kwasowe:
np. SO2 sÄ… to tlenki niemetali



SO2 + H2O = H2SO3
tlenki zasadowe:
np. MgO sÄ… to tlenki metali



MgO + H2O = Mg(OH)2
Tutaj tlenki sÄ… bezwodnikami kwasowymi lub zasadowymi.
2. Tlenki (cd 6)
Tlenki amfoteryczne:
np. Al2O3
Al2O3 + 6H+ = Al3+ + 3H2O
Al2O3 + 3H2O + 2OH- = 2[Al(OH)4]-
Al2O3 + 3H2O + 2OH- = 2[Al(OH)4]-
SÄ… te\
tlenki, które nie są ani bezwodnikami kwasowymi, ani
zasadowymi,
np.  tlenek węgla: CO
3. Kwasy
Najprostsza definicja kwasu, wg teorii Arheniusa:
- kwasem jest związek chemiczny, który w wyniku dysocjacji
elektrolitycznej odczepia kation wodorowy (H+).
Wyró\
niamy:
kwasy beztlenowe:
kwas solny HCl
kwas bromowodorowy HBr
kwas siarkowodorowy H2S
3. Kwasy (cd)
Kwasy tlenowe (oksokwasy):
kwas azotowy HNO3
kwas siarkowy(VI) H2SO4
kwas siarkowy(IV) H2SO3
kwas siarkowy(IV) H2SO3
kwas węglowy H2CO3
kwas nadchlorowy HClO4
kwas chlorowy HClO3
kwas fosforowy(V) H3PO4
3. Kwasy (cd 2)
kwasy organiczne:
kwas mrówkowy HCOOH
kwas octowy CH3COOH
Ogólnie:
CnH2n+1COOH
gdzie:  CnH2n+1 rodnik węglowodorowy
3. Kwasy (cd 3)
Ka\
dy kwas rozpuszczony w wodzie ma swoją moc, której miarą jest stała
dysocjacji tego kwasu.
Im kwas mocniejszy tym większa wartość stałej dysocjacji (K ), czyli
Im kwas mocniejszy tym większa wartość stałej dysocjacji (Ka), czyli
mniejsza wartość pKa
pKa = - logKa (a = acid = kwas)
3. Kwasy (cd 4)
Przykładowe wartości pKa:
CH3COOH 4,76 słaby
HNO2 3,15 średnio mocny
2
HNO3 -1,43 mocny
HClO4 -1,58 mocny
H2SO4 -3 (pKa1) i 1,99 (pKa2)
H2SO4 jest mocny na 1-szym stopniu dysocjacji i średnio mocny na
drugim stopniu dysocjacji.
4. Wodorotlenki
Wodorotlenkami nazywa się związki nieorganiczne, w których strukturze
wyró\
nia siÄ™ kationy metalu (np. Na+) lub kationy NH4+ oraz grupy OH-.
Np: NaOH, Ca(OH) , Al(OH) , NH OH.
Np: NaOH, Ca(OH)2, Al(OH)3, NH4OH.
4. Wodorotlenki (cd)
Wodorotlenki, których wodne roztwory mają odczyn wyraz
nie zasadowy
nazywamy zasadami. SÄ… to wodorotlenki mocne.
Przykłady: NaOH, KOH, Ca(OH)2.
Ale zasadą jest równie\
wodny roztwór amoniaku (NH3Å"H2O).
Å"
Å"
Å"
Reakcje dysocjacji elektrolitycznej:
NaOH Na+ + OH-



NH3·H2O "! NH4+ + OH-
4. Wodorotlenki (cd 2)
Wodorotlenki dzielimy na :
* wodorotlenki zasadowe - reagujÄ… tylko z kwasami;
np: NaOH, Ca(OH)2:
Ca(OH)2 + 2HCl = CaCl2 + 2H2O
* wodorotlenki amfoteryczne - reagujÄ… z kwasami i z zasadami
np: Al(OH)3, Sn(OH)2.
4. Wodorotlenki (cd 3)
Roztwarzanie wodorotlenku glinu w kwasach i zasadach:
Zapis stechiometryczny:
Al(OH) + 3HCl = AlCl3 + 3H2O
Al(OH)3 + 3HCl = AlCl + 3H O
Al(OH)3 + NaOH = Na[Al(OH)4]
Zapis jonowy:
Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2O
Al(OH)3 + OH- = [Al(OH)4]-
5. Sole
Sole sÄ… zwiÄ…zkami chemicznymi o budowie krystalicznej.
Często występują w postaci minerałów.
NaCl  sól kamienna
(halit)
W węzłach ich sieci są kationy metali (np. Na+) lub kation
amonowy (NH4+) i aniony reszt kwasowych (np. Cl-, NO3-, SO42-) .
5. Sole (cd)
Przykłady soli występujących w skorupie ziemskiej jako minerały:
anhydryt CaSO4
gips CaSO4 · 2H2O
galena PbS
fluoryt CaF2
karnalit KCl · MgCl2 · 6H2O
sylwin KCl
soda Na2CO3 · 10 H2O
saletra sodowa (chilijska) NaNO3
5. Sole (cd 2)
Sole powstajÄ… te\
w wyniku reakcji kwasu z wodorotlenkiem (tzw. reakcja
zobojętnienia):
Przykład: HCl + NaOH = NaCl + H2
Przykład: HCl + NaOH = NaCl + H2
chlorek sodu
Jonowo: H+ + OH- = H2O
5. Sole (cd 3)
Przykłady soli:
NaNO3 azotan sodu
K2SO4 siarczan potasu
Ca3(PO4)2 fosforan wapnia
CaCl2 chlorek wapnia
Na2CO3 węglan sodu
Są to sole obojętne.
5. Sole (cd 4)
SÄ… te\
wodorosole i hydroksosole.
Wodorosole (inaczej sole kwaśne) zawierają kation H+ w swojej
strukturze.
strukturze.
Przykłady:
NaHSO4 wodorosiaczan sodu
(NH4)2HPO4 wodorofosforan amonu
KH2PO4 dwudorofosforan potasu
Mg(H2PO4)2 dwuwodorofosforan magnezu
5. Sole (cd 5)
Hydroksosole (inaczej sole zasadowe) zawierajÄ… anion
hydroksylowy (OH-) w swojej strukturze
Przykład:
Ca(OH)Cl chlorek hydroksowapnia
5. Sole (cd 6)
Typy soli:
sole proste, np. NaCl
sole podwójne, np. CaCO3 Å" MgCO3
Å"
Å"
Å"
3 3
hydraty soli, np. Na2SO4 Å" 10H2O
Å"
Å"
Å"
sole mieszane, np. (Na,K)Cl
6. Węglowodory
Węglowodory są to połączenia wodoru z węglem i stanowią grupę
wodorków.
Węglowodory alifatyczne:
* nasycone, np.
* nasycone, np.
CH4 - metan
C2H6 - etan
* nienasycone, np.
C2H4 - etylen
C2H2 - acetylen
6. Węglowodory (cd)
Węglowodory aromatyczne
np. C6H6 - benzen
i jego pochodne, np. C6H5CH3 - toluen (metylobenzen)
Cykloalkany
np. C5H10  cyklopentan
7. ZwiÄ…zki kompleksowe
Przykłady związków kompleksowych:
LiAlCl4 - tetrachloroglinian litu
H2SiF6 - kwas heksafluorokrzemowy
Na2[Sn(OH)6] - heksahydroksocynian(IV) sodu
Na2[Sn(OH)6] - heksahydroksocynian(IV) sodu
8. Inne wa\
niejsze typy związków chemicznych
* azotki
przykład: Mg3N2 - azotek magnezu
* borki
przykład: AlB - borek glinu
przykład: AlB - borek glinu
* węgliki
przykład: CaC2 - węglik wapnia