Неорганические соединения. Оксиды

Неорганических веществ, то есть таких соединений, в основе которых не лежит углеродный скелет, известно около 700 000. Большинство из них можно отнести к одному из четырех важнейших классов:

Для каждого из классов неорганических соединений мы рассмотрим общепринятую систему названий, называемую номенклатурой.

Люди давали всевозможные названия химическим веществам с глубокой древности: в честь растений, животных (рис. 1), городов, небесных тел, выдающихся ученых. Такая исторически сложившаяся номенклатура называется тривиальной. Например, та́псиевая кислота получила это свое тривиальное название от растения тапсия с греческого острова Тапсос, из которого впервые была выделена. Другое соединение — берлинская лазурь, — было получено и именовано красильщиком Дизбахом в Берлине в начале XVIII века.

Серия «Элементы и соединения»

Из чего состоят атомы

Несколько слов о химических связях

Неорганические соединения. Оксиды

Основания и кислоты

Соли

Рис. 1

Еще одна кислота — муравьиная, — содержится в выделениях муравьев, благодаря которым и получила свое тривиальное название.

Original by cotinis on flickr.com

Однако, с открытием десятков тысяч новых соединений в XIX—XX столетиях, тривиальная номенклатура становилась все менее эффективной: попробуйте-ка выучить хотя бы тысячу различных названий, не говоря уже о сотнях тысяч! Поэтому на смену тривиальной пришли новые, более удобные виды номенклатуры. Сегодня основной номенклатурой, общепринятой во всем научном мире, является систематическая, предложенная и постоянно дорабатываемая Международным союзом по общей и прикладной химии — IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry).

Рис. 2

Логотип IUPAC

Оксиды

Простейшие неорганические соединения — оксиды, — достаточно многочисленный и повсеместно распространенный класс: они встречаются и глубоко под землей, и высоко в атмосфере. Даже воду можно с легкостью отнести к оксидам:

оксидами называются соединения, состоящие из двух элементов, один из которых — кислород

Некоторые оксиды нам хорошо известны благодаря своим тривиальным названиям, например углекислый газ CO₂, веселящий газ N₂O, кремнезём SiO₂. А тривиальное название оксида алюминия Al₂O₃ — корунд (рис. 3).

Рис. 2

Кристаллы корунда

Original by Orbital Joe on flickr.com

По правилам систематической номенклатуры название оксида состоит из слова «оксид», названия элемента и валентности элемента, если она не постоянна (в этом случае ее записывают римскими цифрами в скобках):

Na₂O — оксид натрия,

CO₂ — оксид углерода (IV),

P₂O₅ — оксид фосфора (V).

Чтобы определить неизвестную валентность элемента по формуле оксида, делаем следующее:

ставим над атомом кислорода его постоянную валентность, равную II:
умножаем ее на количество атомов кислорода:

2 · 2 = 4 2 · 5 = 10
делим полученный результат на количество атомов второго элемента и получаем искомую валентность:

4 : 1 = IV 10 : 2 = V

Перед нами может стоять и обратная задача — написать формулу оксида по его названию, например:

оксид кальция

оксид железа (III)

В этом случае нужно:

записать символы элемента и кислорода:

Ca O Fe O
поставить над ними валентности; для кислорода — II, для элемента — либо его постоянную валентность, либо ту, которая указана в названии в скобках:
найти наименьшее общее кратное (НОК) двух валентностей:

НОК (2; 2) = 2 НОК (3; 2) = 6