Генетическая связь между классами неорганических веществ

1. Генетический ряд металла

Из ве­ществ од­но­го клас­са можно по­лу­чить ве­ще­ства дру­го­го клас­са. Такую связь, от­ра­жа­ю­щую про­ис­хож­де­ние ве­ществ, на­зы­ва­ют ге­не­ти­че­ской (от греч. «ге­не­зис» - про­ис­хож­де­ние). Рас­смот­рим сущ­ность ге­не­ти­че­ских свя­зей между клас­са­ми неор­га­ни­че­ских ве­ществ.

В ходе хи­ми­че­ских ре­ак­ций хи­ми­че­ский эле­мент не ис­че­за­ет, атомы пе­ре­хо­дят из од­но­го ве­ще­ства в дру­гое. Атомы хи­ми­че­ско­го эле­мен­та как бы пе­ре­да­ют­ся от про­сто­го ве­ще­ства к более слож­но­му, и на­о­бо­рот. Таким об­ра­зом, воз­ни­ка­ют так на­зы­ва­е­мые ге­не­ти­че­ские ряды, на­чи­на­ю­щи­е­ся про­стым ве­ще­ством – ме­тал­лом или неме­тал­лом – и за­кан­чи­ва­ю­щи­е­ся солью.

На­пом­ню вам, что в со­став солей вхо­дят ме­тал­лы и кис­лот­ные остат­ки. Итак, ге­не­ти­че­ский ряд ме­тал­ла может вы­гля­деть таким об­ра­зом:

Ге­не­ти­че­ский ряд ме­тал­ла

Из ме­тал­ла в ре­зуль­та­те ре­ак­ции со­еди­не­ния с кис­ло­ро­дом можно по­лу­чить ос­нов­ный оксид, ос­нов­ный оксид при вза­и­мо­дей­ствии с водой дает ос­но­ва­ние (толь­ко, если это ос­но­ва­ние – ще­лочь), из ос­но­ва­ния в ре­зуль­та­те ре­ак­ции об­ме­на с кис­ло­той, солью или кис­лот­ным ок­си­дом можно по­лу­чить соль.

Об­ра­ти­те вни­ма­ние, такой ге­не­ти­че­ский ряд под­хо­дит толь­ко для ме­тал­лов, гид­рок­си­ды ко­то­рых яв­ля­ют­ся ще­ло­ча­ми.

За­пи­шем урав­не­ния ре­ак­ций, со­от­вет­ству­ю­щих пре­вра­ще­ни­ям лития в его ге­не­ти­че­ском ряду:

Li → Li2O → LiOH→ Li2SO4

Как вы зна­е­те, ме­тал­лы при вза­и­мо­дей­ствии с кис­ло­ро­дом, как пра­ви­ло, об­ра­зу­ют ок­си­ды. При окис­ле­нии кис­ло­ро­дом воз­ду­ха литий об­ра­зу­ет оксид лития:

4Li + O2 = 2Li2O

Оксид лития, вза­и­мо­дей­ствуя с водой, об­ра­зу­ет гид­рок­сид лития – рас­тво­ри­мое в воде ос­но­ва­ние (ще­лочь):

Li2O + H2O = 2LiOH

Суль­фат лития можно по­лу­чить из лития несколь­ки­ми спо­со­ба­ми, на­при­мер, в ре­зуль­та­те ре­ак­ции ней­тра­ли­за­ции с сер­ной кис­ло­той:

2LiOH + H2SO4 = Li2SO4 + 2H2O

2. Генетический ряд неметалла

Со­ста­вим те­перь ге­не­ти­че­ский ряд неме­тал­ла:

Ге­не­ти­че­ский ряд неме­тал­ла

Неме­талл об­ра­зу­ет кис­лот­ный оксид. Из кис­лот­но­го ок­си­да при ре­ак­ции с водой об­ра­зу­ет­ся кис­ло­та. Из кис­ло­ты в ре­зуль­та­те вза­и­мо­дей­ствия с ме­тал­лом, ос­но­ва­ни­ем, солью или ос­нов­ным ок­си­дом можно по­лу­чить соль.

В ка­че­стве при­ме­ра рас­смот­рим по­сле­до­ва­тель­ные пре­вра­ще­ния серы:

S → SO2 → H2SO3 → K2SO3

Для по­лу­че­ния ок­си­да серы(IV) нужно про­ве­сти ре­ак­цию го­ре­ния серы в кис­ло­ро­де:

S + O2 = SO2

При рас­тво­ре­нии ок­си­да серы(IV) в воде об­ра­зу­ет­ся сер­ни­стая кис­ло­та:

SO2 + H2O = H2SO3

Суль­фит калия из сер­ни­стой кис­ло­ты можно по­лу­чить, на­при­мер, в ре­зуль­та­те ре­ак­ции с ос­нов­ным ок­си­дом - ок­си­дом калия:

K2O + H2SO3 = K2SO3 + H2O

Дру­гой спо­соб по­лу­че­ния суль­фи­та калия из сер­ни­стой кис­ло­ты – ре­ак­ция ней­тра­ли­за­ции с гид­рок­си­дом калия:

2KOH + H2SO3 = K2SO3 + 2H2O

3. Реакции между представителями двух генетических рядов

Ге­не­ти­че­ская связь между клас­са­ми неор­га­ни­че­ских ве­ществ при­ве­де­на на Рис. 1.

Ге­не­ти­че­ская связь между клас­са­ми неор­га­ни­че­ских ве­ществ

Рис. 1. Ге­не­ти­че­ская связь между клас­са­ми неор­га­ни­че­ских ве­ществ

В при­ве­ден­ной схеме пары стре­лок, на­прав­лен­ных нав­стре­чу друг другу, по­ка­зы­ва­ют, какие ре­а­ген­ты нужно взять, чтобы по­лу­чить соль.

На­при­мер, соль об­ра­зу­ет­ся при вза­и­мо­дей­ствии ме­тал­ла и неме­тал­ла, ос­нов­но­го ок­си­да и кис­ло­ты, ме­тал­ла и кис­ло­ты и т.д.

За­пом­ним, что ха­рак­тер­ны­ми яв­ля­ют­ся ре­ак­ции между пред­ста­ви­те­ля­ми раз­ных ге­не­ти­че­ских рядов. Ве­ще­ства из од­но­го ге­не­ти­че­ско­го ряда, как пра­ви­ло, не всту­па­ют во вза­и­мо­дей­ствия.

Последнее изменение: Понедельник, 16 Октябрь 2017, 03:01