Материал для учащихся
по теме «Классификация неорганических соединений»
8-й класс
К настоящему времени известно около 500 000 неорганических веществ, которые в зависимости от состава подразделяются на простые и сложные вещества. Простые вещества (их всего около 400), в свою очередь, делятся на металлы (литий, натрий, калий, магний, кальций, алюминий, медь, серебро, золото, цинк, ртуть, титан, ванадий, хром, вольфрам, марганец, железо, кобальт, никель, платина и многие другие) и неметаллы (водород, бор, углерод, кремний, азот, фосфор, кислород, сера, фтор, хлор, бром, иод, гелий, неон и некоторые другие).
При комнатной температуре (20 °С) все металлы, за исключением ртути, твердые вещества. Они хорошо проводят тепло и электрический ток, имеют характерный металлический блеск. Большинство металлов вытесняют водород из кислот, а наиболее активные – и из воды.
Среди неметаллов есть газы, жидкости и твердые вещества. Большинство неметаллов не имеют металлического блеска, не проводят тепло и электрический ток.
Некоторые простые вещества по внешнему виду напоминают металлы (например, имеют металлический блеск), а по некоторым свойствам (хрупкость, плохая теплопроводность) – неметаллы. Их иногда называют металлоидами. Часто они являются полупроводниками. К числу металлоидов относят галлий, германий, мышьяк, сурьму, селен, теллур.
Сложные неорганические вещества подразделяют на оксиды, кислоты, основания и соли (схема 1).
Оксиды – это бинарные соединения, в состав которых обязательно входит кислород. Большинство оксидов реагируют либо с кислотами, либо с щелочами с образованием соли и воды. Оксиды, реагирующие с щелочами, называют кислотными оксидами. Любому кислотному оксиду соответствует кислота, которую в большинстве случаев можно получить взаимодействием оксида с водой. Оксиды, реагирующие с кислотами, называют основными, так как каждому такому оксиду соответствует основание.
Основания состоят из атомов металла, соединенных с гидроксогруппами. Число гидроксогрупп в составе основания равно валентности металла. Растворимые основания называют щелочами. Их растворы едки и мылки на ощупь, они изменяют окраску индикаторов. Щелочи можно получить при взаимодействии активного металла или его оксида с водой. Все основания вступают в реакцию с кислотами (реакция нейтрализации), а щелочи еще и с кислотными оксидами, а в случае выпадения осадка – и с растворами солей.
Кислоты состоят из атомов водорода, способных замещаться нам металл, и кислотных остатков. Кислоты имеют кислый вкус, изменяют окраску индикаторов, реагируют с активными металлами, основными оксидами и основаниями. Все эти реакции приводят к образованию солей. В определенных случаях кислоты реагируют с солями.
С оли состоят из атомов металла и кислотных остатков, их можно рассматривать как продукт замещения водорода кислоты на металл или гидроксогрупп основания на кислотный остаток. Соли вступают в реакции замещения: более активный металл вытесняет менее активные из растворов солей. Наиболее важное свойство солей – их способность вступать в реакции обмена с другими солями, растворами кислот и щелочей. Реакции обмена протекают, если в результате образуется осадок, газ или вода.
Схема 1.
Вещества различных классов генетически взаимосвязаны. Зная, к какому классу относится данное вещество, можно заранее предсказать его свойства и некоторые области применения.
Первую в химии классификацию элементов и их соединений дал великий шведский ученый Йенс Берцелиус.
Минерал – это природное соединение химических элементов, образовавшееся естественным путем, без вмешательства человека. Это своего рода здание, построенное из определенных кирпичиков в различных количествах, но не беспорядочная куча этих кирпичей, а именно постройка по определенным законам природы. Но мы хорошо можем понять, что из одних и тех же кирпичей, даже взятых в одном и том же количестве, можно построить разные здания. Так, один и тот же минерал может в природе встречаться в самых различных видах, хотя по существу он остается всё тем же химическим соединением.
Таблица. Классификация минералов по химическому составу с формулами
№
|
Название класса
|
Хим. состав
|
Представители
|
Формулы
|
1
|
Самородные элементы
|
Металлы и неметаллы
|
Золото
|
Au
|
Серебро
|
Ag
|
Платина
|
Pt
|
Медь
|
Cu
|
Мышьяк
|
As
|
Алмаз
|
С
|
Графит
|
С
|
Сера
|
S8
|
2
|
Сульфиды
(синонимы названий:
с металлическим блеском желтые – колчеданы;
с металлическим блеском серые – блески;
с неметаллическим блеском – обманки)
|
Соединение металлов с серой, мышьяком и др.
|
Халькозин
|
Cu2S
|
Галенит
|
PbS
|
Сфалерит
|
ZnS
|
Киноварь
|
HgS
|
|
|
Халькопирит
|
CuFeS2
|
|
|
|
|
Пентландит
|
(Ni,Fe)9S8
|
Пирит
|
FeS2
|
Марказит
|
FeS2
|
Арсенопирит
|
FeAsS
|
Кобальтин
|
CoAsS
|
Реальгар
|
As4S4
|
Антимонит
|
Sb2S3
|
Аурипигмент
|
As2S3
|
Никелин
|
NiAs
|
Молибденит
|
MoS2
|
Ковеллин
|
CuS
|
|
|
|
|
|
|
3
|
Галоиды (галогениды)
|
Соединение металлов с галогенами
|
Флюорит
|
CaF2
|
Галит
|
NaCl
|
Сильвин
|
KCl
|
Карналлит
|
KMgCl36H2O
|
4
|
Оксиды и гидроксиды
|
Соединение металлов и полуметаллов с кислородом
|
Лед
|
H2O
|
Куприт
|
Cu2O
|
Корунд
|
Al2O3
|
Гематит
|
Fe2O3
|
Ильменит
|
FeTiO3
|
Шпинель
|
MgAl2O4
|
Хромит
|
FeCr2O4
|
Магнетит
|
FeFe2O4
|
Рутил
|
TiO2
|
Касситерит
|
SnO2
|
Пиролюзит
|
MnO2
|
Манганит
|
MnO(OH)
|
Псиломелан
|
BaMn2+Mn94+O203H2O
|
Колумбит
|
(Fe,Mn)Nb2O6
|
Танталит
|
(Fe,Mn)Ta2O6
|
Вольфрамит
|
(Fe,Mn)WO4
|
Брусит
|
Mn(OH)2
|
Гидраргиллит
|
Al(OH)3
|
Диаспор
|
AlOOH
|
|
|
Гётит
|
FeOOH
|
Гидрогётит
|
FeOOHnH2O
|
Кварц
|
SiO2
|
Опал
|
SiO2nH2O
|
5
|
Силикаты и алюмосиликаты:
|
Соли кремниевой кислоты
|
|
|
Островные силикаты
|
|
Оливин
|
(Fe,Mg)2[SiO4]
|
Циркон
|
Zr[SiO4]
|
Гранаты:
|
|
Гроссуляр
|
Ca3Al2[SiO4]3
|
Андрадит
|
Ca3Fe2[SiO4]3
|
Уваровит
|
Ca3Cr2[SiO4]3
|
Альмандин
|
Fe3Al2[SiO4]3
|
Спессартин
|
Mn3Al2[SiO4]3
|
Пироп
|
Mg3Al2[SiO4]
|
Титанит (сфен)
|
CaTi[SiO4]O
|
Топаз
|
Al2[SiO4](Fe,OH)2
|
Дистен
|
Al2[SiO4]O
|
Ставролит
|
FeAl4[SiO4]2O2
|
Каламин
|
Zn[Si2O7](OH)2H2O
|
Везувиан
|
Ca10(Mg,Fe)2Al4[SiO4]5[Si2O7]2(OH)4
|
Эпидот
|
Ca2(Fe,Al)Al2[SiO4][Si2O7]O(OH)
|
Берилл
|
Be3Al2[Si6O18]
|
Кордиерит
|
(Mg,Fe)2Al2[SiAlO18]
|
Турмалины:
|
|
Шерл
|
(Na,Ca)Fe3(Al,Fe)6[Si6O18][BO3]3(OH,F)4
|
Дравит
|
NaMg3(Al,Fe)6[Si6O18][BO3]3(OH,F)4
|
Эльбаит
|
Na(Li,Al)3Al6[Si6O18][BO3]3(OH,F)
|
Диоптаз
|
Cu6[Si6O18] 6H2O
|
Эвдиалит
|
(Na,Ca)9(Zr,Ti,Mn)[Si3O9][Si9O24](OH)3
|
Цепочечные силикаты
|
|
Пироксены:
|
|
Энстатит
|
Mg2[Si2O6]
|
Гиперстен
|
(Mg,Fe)2[Si2O6]
|
Диопсид
|
CaMg[Si2O6]
|
Геденбергит
|
CaFe[Si2O6]
|
Авгит
|
(Ca,Na)(Mg,Fe2+,Fe3+,Al)[(Si,Al)2O6]
|
Эгирин
|
NaFe3+[Si2O6]
|
Жадеит
|
NaAl[Si2O6]
|
Сподумен
|
LiAl[Si2O6]
|
Пироксеноиды:
|
|
Волластонит
|
Ca3[Si3O9]
|
Родонит
|
CaMn4[Si5O15]
|
Амфиболы:
|
|
Тремолит
|
Ca2Mn5[Si4O11]2(OH)2
|
Актинолит
|
Ca2Fe5[Si4O11]2(OH)2
|
Роговая обманка
|
(Ca,Na)(Mg,Fe)4(Al,Fe)[(Si,Al)4O11]2(OH)2
|
Арфведсонит
|
Na(Ca,Na)(Fe2+,Mg2+,Fe3+,Al2+) [(Al,Si)4O11]2(OH,F)2
|
Глаукофан
|
NaNaMg2Al2 [Si4O11]2(OH,F)2
|
Рибекит
|
NaNaFe22+Fe23+ [Si4O11]2(OH,F)2
|
Астрофиллит
|
K3(Fe,Mn)7Ti2 [Si4O12]O2(OH)5
|
|
Силикаты и алюмосиликаты слоистой структуры
|
|
Серпентин
|
Mg6[Si4O10](OH)8
|
Каолинит
|
Al4[Si4O10](OH)8
|
Галлуазит
|
Al4[Si4O10](OH)84H2O
|
Тальк
|
Mg3[Si4O10](OH)2
|
Пирофиллит
|
Al2[Si4O10](OH)2
|
Слюды:
|
|
Мусковит
|
KAl2[Si3AlO10](OH,F)2
|
Флогопит
|
KMg3[Si3AlO10](OH,F)2
|
Биотит
|
K(Fe,Mg)3[Si3AlO10](OH,F)2
|
Лепидолит
|
KLi1.5Al1.5 [Si3AlO10](OH,F)2
|
Гидрослюды:
|
|
Вермикулит
|
(Mg,Fe2+,Fe3+)3 [(Si,Al)4O10](OH)24H2O
|
Глауконит
|
(K, H2O) (Fe3+,Al,Fe2+,Mg) 2 [Si3AlO10](OH)2nH2O
|
Монтмориллонит
|
(Al, Mg)2[Si4O10](OH)24H2O
|
Бейделлит
|
Al2[(Si,Al)4O10](OH)24H2O
|
Нонтронит
|
(Fe,Al)2[(Si,Al)4O10](OH)24H2O
|
Хризоколла
|
Cu4[Si4O10](OH)24H2O
|
Палыгорскит
|
Mg2Al2 [Si8O20](OH)28H2O
|
Чароит
|
K2NaCa5 [Si12O30](OH,F)3H2O
|
Пеннин
|
(Mg,Al)6 [Si3,5 Al0,5O10](OH)8
|
Клинохлор
|
(Mg,Al)6 [Si3AlO10](OH)8
|
Прохлорит
|
(Mg,Fe,Al)6 [Si2,5 Al1,5O10](OH)8
|
Шамозит
|
(Fe2+,Mg,Fe3+)6[Si3AlO10](OH)8
|
Тюрингит
|
(Fe2+,Mg,Fe3+Al)6[Si2Al2O10](OH,O)8
|
Каркасные алюмосиликаты
|
|
Фельдшпатиды:
|
|
Нефелин
|
KNa3[SiAlO4]4
|
Канкринит
|
Na6Ca2 [SiAlO4]6 [CO3,SO4] (OH)2
|
Содалит
|
Na8[SiAlO4]6Cl2
|
Лазурит
|
Na2Ca2 [SiAlO4]6Cl2 (SO4,S,Cl2)
|
Гельвин
|
(Mn2+)4[SiBeO4]3S
|
Лейцит
|
K[Si2AlO6]
|
Анальцим
|
Na[Si2AlO6]H2O
|
Поллуцит
|
Cs1-nNan [Si2AlO6]nH2O
|
Полевые шпаты:
|
|
K-Na п.ш:
|
|
Санидин
|
(K,Na)[Si3AlO8]
|
Ортоклаз
|
(K,Na)[Si3AlO8]
|
Микроклин
|
(K,Na)[Si3AlO8]
|
Плагиоклазы:
|
|
Альбит
|
Na[Si3AlO8]
|
Анортит
|
Ca[Si2AlO8]
|
Цельзиан
|
Ba[Si2AlO8]
|
Данбурит
|
Ca[Si2B2O8]
|
Датолит
|
Ca2[Si2B2O8(OH)2]
|
Аксинит
|
Ca2(Fe,Mn)Al2[Si4BO15(OH)]
|
Скаполит:
|
|
Мариалит
|
Na4[Si3AlO8]3Cl
|
Мейонит
|
Ca4[Si2Al2O8]3 (Cl,CO3,SO4)
|
Цеолиты:
|
|
Натролит
|
Na2[Si3Al2O10] 2H2O
|
Сколецит
|
Ca[Si3Al2O10] 3H2O
|
Ломонтит
|
Ca[Si4Al2O12] 4H2O
|
Шабазит
|
(Ca,Na2)[Si4Al2O12] 6H2O
|
Гейландит
|
Ca[Si7Al2O18] 6H2O
|
Десмин
|
(Ca,Na2)[Si7Al2O18] 7H2O
|
Морденит
|
(Na2,Ca)[Si10Al2O24] 7H2O
|
6
|
Бораты
|
Соединения металлов с бором
|
Котоит
|
Mg3[BO3]2
|
Людвигит
|
(Mg,Fe2+)2Fe3+[BO3]O2
|
Гидроборацит
|
Ca,Mg[B2BO4(OH)3]23H2O
|
7
|
Карбонаты
|
Соли угольной кислоты
|
Кальцит
|
Ca[CO3]
|
Родохрозит
|
Mn[CO3]
|
Сидерит
|
Fe[CO3]
|
Смитсонит
|
Zn[CO3]
|
Магнезит
|
Mg[CO3]
|
Арагонит
|
Ca[CO3]
|
Церуссит
|
Pb[CO3]
|
Доломит
|
CaMg[CO3]2
|
Малахит
|
Cu2[CO3](OH)2
|
Азурит
|
Cu3[CO3]2(OH)2
|
8
|
Нитраты
|
Соли азотной кислоты
|
Натриевая (чилийская) селитра
|
Na[NO3]
|
9
|
Сульфаты
|
Соли серной кислоты
|
Тенардит
|
Na2[SO4]
|
Ангидрит
|
Ca[SO4]
|
Целестин
|
Sr[SO4]
|
Барит
|
Ba[SO4]
|
Англезит
|
Pb[SO4]
|
Ярозит
|
KFe33+[SO4]2(OH)6
|
Гипс
|
Ca[SO4]2H2O
|
Халькантит
|
Cu[SO4]
|
10
|
Фосфаты, арсенаты, ванадаты
|
Соли фосфорной, мышьяковой и ванадиевой кислот
|
Монацит
|
(Ce, La…)[PO4]
|
Апатит
|
Ca5[PO4]3(F,Cl,OH,O)
|
Пироморфит
|
Pb5[PO4]3Cl
|
Амблигонит
|
LiAl[PO4]F
|
Вивианит
|
Fe3[PO4]28H2O
|
Эритрин
|
Co3[AsO4]28H2O
|
Аннабергит
|
Ni3[AsO4]28H2O
|
Скородит
|
Fe[AsO4]2H2O
|
Бирюза
|
Cu(Al,Fe)6[PO4]4(OH)84H2O
|
Достарыңызбен бөлісу: |