Формулы солей: принципы составления | Студенческая жизнь

Соли можно рассматривать как продукты, полученные путём замещения атомов водорода в кислотах на металлы или ионы аммония, или гидроксогрупп в основаниях на кислотные остатки. В зависимости от этого выделяют средние, кислые и основные соли. Рассмотрим, как составить формулы этих солей.

Средние соли

Средними или нормальными называют те соли, в которых присутствуют только атомы металлов и кислотные остатки. Их рассматривают как продукты полного замещения атомов H в кислотах или ОН− групп в основаниях.

Составим формулу средней соли, образованной фосфорной кислотой h4PO4 и основанием Ca(OH)2. Для этого на первом месте запишем формулу металла, а на втором — кислотного остатка. Металл в данном случае — Ca, остаток — PO4.

Далее определим валентности этих частиц. Кальций, будучи металлом второй группы, двухвалентен. Валентность остатка трёхосновной фосфорной кислоты равна трём. Запишем эти значения римскими цифрами над формулами частиц: для элемента Ca – а II, а для PO4 –III.

Если полученные значения сокращаются на одно и то же число, то предварительно производим сокращение, если нет — сразу записываем их арабскими цифрами накрест. То есть индекс 2 пишем у фосфата, а 3 — у кальция. Получаем: Ca3(PO4)2

Ещё проще воспользоваться значениями зарядов этих частиц. Они записаны в таблице растворимости. У Ca – 2+, а у PO4 – 3-. Остальные действия будут теми же, что и при составлении формул по валентности.

Кислые и основные соли

Теперь составим формулу кислой соли, образованной этими же веществами. Кислыми называют соли, в которых не все атомы H из соответствующей кислоты замещены металлами.

Предположим, что из трех атомов H в фосфорной кислоте только два замещены катионами металлов. Составление формулы вновь начинаем с записи металла и кислотного остатка.

Валентность остатка HPO4 равна двум, так как в кислоте h4PO4 заместили два атома H. Записываем значения валентностей. В этом случае II и II сокращаются на 2. Индекс 1, как уже было сказано выше, в формулах не указывают. Получаем в итоге формулу CаHPO4

Можно воспользоваться и значениями зарядов. Величину заряда частицы HPO4 определяем следующим образом: заряд H равен 1+, заряд PO4 — 3-. Итого в сумме +1 + (-3) = -2. Запишем полученные значения над символами частиц: 2 и 2 сокращаются на 2, индекс 1 в формулы солей не записывают. В итоге получается формула CaHPO4 — гидрофосфат кальция.

Если при образовании соли не все группы ОН- в основании замещены на кислотные остатки, соль называют основной.

Запишем формулу основной соли, образованной серной кислотой (h3SO4) и гидроксидом магния(Mg(OH)2).

Из определения следует, что в состав основной соли входит кислотный остаток. В данном случае это SO4. Валентность его равна II, заряд 2-. Вторая частица — это продукт неполного замещения групп ОН в основании, то есть MgOH. Его валентность равна I (убрали одну одновалентную группу ОН), заряд +1 ( сумма зарядов Mg 2+ и ОН −.

Обратите внимание на названия кислых и основных солей. Их называют так же, как и нормальные, только с добавлением приставки «гидро» к названию кислой соли и «гидроксо» к основной.

Двойные и комплексные соли

Двойными называют соли, в которых один кислотный остаток соединен с двумя металлами. Например, в составе алюмокалиевых квасцов на один сульфат-ион приходится ион калия и ион алюминия. Составим формулу:

1. Запишем формулы всех металлов и кислотного остатка: KAl SO4.
2. Проставим заряды: K (+), Al (3+) и SO4 (2-). В сумме заряд катионов 4+, а анионов — 2-. Сокращаем 4 и 2 на 2.
3. Записываем итог: KAl(SO4)2 — сульфат алюминия-калия.

Комплексные соли содержат комплексный анион или катион: Na[Al(OH)4] — тетрагидроксоалюминат натрия, [Cu(Nh4)2]Cl — хлорид диамминмеди (II). Подробнее комплексные соединения будут рассмотрены в отдельной главе.

Подведем итог. Формулы солей, так же, как и формулы кислот, содержат в своем составе кислотный остаток. Обязательно в составе соли должны присутствовать катионы металлов или аммония. В формулах кислых или средних солей содержатся катионы Н+ или анионы ОН- соответственно. В комплексных солях катион либо анион представляют собой комплекс из металла и лигандов. Здесь можно прочитать также про химические свойства солей и химические свойства кислот.

 

life-students.ru

Соли / «Естествознание»

01 Соли — самый разнообразный и многочисленный класс неорганических соединений. Они бывают средними, кислыми, основными, двойными, смешанными и комплексными. При н. у. все соли являются твердыми кристаллическими веществами, часто имеющими красивую окраску, причудливую форму кристаллов и самые разнообразные свойства. Средние соли 02 Наиболее простые среди прочих видов солей — средние: средние соли — это соединения, состоящие из атомов металлов и кислотных остатков Свое название эти соли получили именно потому, что представляют собой нечто среднее между основанием и кислотой: AgOH — основание AgBr — средняя соль HBr — кислота     03 Согласно правилам систематической номенклатуры название средней соли состоит из названия кислотного остатка, названия металла и валентности металла, если она не постоянна: AgBr — бромид серебра (I) CaCO3 — карбонат кальция Pb(CO3)2 — карбонат свинца (IV) Fe2(SO4)3— сульфат железа (III)

04 Чтобы определить неизвестную валентность металла по формуле соли, необходимо: вспомнить валентность кислотного остатка и взять ее со знаком «минус» — это будет степень окисления: oбозначить степень окисления металла за x : приравнять сумму всех степеней окисления к нулю, т. к. любая молекула электронейтральна: x + (–1) = 0 2x + 3(–2) = 0 решив уравнение, найти x — это и есть валентность металла: x – 1 = 0 x = +1 валентность Ag — I 2x – 6 = 0 x = +3 валентность Fe — III 05 Можно воспользоваться альтернативным способом определения валентности металла: вспоминаем валентность кислотного остатка: умножаем ее на количество кислотных остатков в молекуле соли: делим полученный результат на количество атомов металла и получаем искомую валентность: 06 Чтобы написать формулу средней соли по ее названию, например: сульфид натрия нитрат марганца (II) необходимо, как и в любых подобных ситуациях: записать символ металла и кислотный остаток: поставить над ними валентности, помня, что если валентность металла в названии не указана, значит она постоянна: найти наименьшее общее кратное (НОК) двух валентностей: НОК (1; 2) = 2 НОК (2; 1) = 2 поделить НОК на каждую из валентностей — это и будут индексы в формуле средней соли: 2 : 1 = 2 2 : 2 = 1 формула — Na2S 2 : 2 = 1 2 : 1 = 2 формула — Mn(NO3)2     07 К средним солям относится и хорошо знакомая нам поваренная соль — это хлорид натрия NaCl. Обычно ее добывают в солончаках, к числу которых относятся, например, высохшие соляные озера (рис. 1).

Кислые соли 10 Кислые соли называются так потому, что при их образовании не все атомы водорода в кислоте были замещены атомами металлов: кислые соли — это соединения, состоящие из атомов металлов, кислотных остатков и не замещенных металлами атомов водорода Например, серная кислота может образовывать как средние, так и кислые соли: Ag2SO4 — средняя соль AgHSO4 — кислая соль В то же время бромистоводородная кислота HBr, не может образовывать кислых солей вообще, поскольку имеет лишь один атом водорода: либо он есть, либо его нет. А вот фосфорная кислота способна давать две кислых соли, отщепляя поочередно по одному атому водорода: LiH2PO4, Li2HPO4. 11 Каждый атом водорода уменьшает валентность кислотного остатка на единицу. Так, если для образования средней соли одному атому двухвалентного кальция требовался один сульфат, то в случае кислой соли их потребуется уже два: CaSO4 — средняя соль Ca(HSO4)2 — кислая соль     12 Название кислой соли состоит из названия кислотного остатка, к которому добавляется префикс гидро- или дигидро-, в зависимости от того, сколько атомов водорода — один или два, — с ним связано, а также названия металла и его валентности, если она не постоянна: AgH2PO4 — дигидрофосфат серебра (I) Ca(HSO4)2 — гидросульфат кальция     13 Валентность металла в кислой соли, например Cr(HSO3)3, определяется по известному алгоритму: ставим над кислотным остатком его степень окисления (равную валентности, взятой со знаком «минус»), а над водородом — его постоянную степень окисления, равную +1: oбозначаем степень окисления металла за x : приравниваем сумму всех степеней окисления к нулю: решаем уравнение, находим x — это и есть валентность металла: x + 3(–1) = 0 x = +3 валентность Cr — III название кислой соли — гидросульфит хрома (III) 14 Теперь попробуем вывести формулу кислой соли по ее названию, например: дигидрофосфат магния Для этого: запишем символ металла и кислотный остаток, связанный с двумя атомами водорода: учтем, что каждый атом водорода уменьшает валентность кислотного остатка на единицу: металл имеет либо постоянную валентность (как магний в нашем случае), либо она должна быть указана в скобках в названии соли; проставим валентности над обеими частями будущей формулы: найдем наименьшее общее кратное двух валентностей: поделим НОК на каждую из валентностей и получим искомые индексы: 2 : 2 = 1 2 : 1 = 2 формула — Mg(H2PO4)2       Основные соли 15 Осно́вные соли называются так потому, что при их образовании не все гидроксилы в соответствующем основании были замещены кислотными остатками: основные соли — это соединения, состоящие из атомов металлов, незамещенных гидроксилов и кислотных остатков. Так, кальций может образовывать одну основную соль: основание основная соль а трехвалентное железо — две: основание основные соли Гидроксиды же одновалентных металлов, очевидно, вообще не могут образовывать основных солей. 16 Каждый гидроксил уменьшает валентность металла на единицу: в средней соли на один карбонат приходится один атом кальция, а в основной соли — уже два: CaCO3 — средняя соль (CaOH)2CO3 — основная соль     17 Название основной соли состоит из названия кислотного остатка, названия металла, к которому добавляется префикс гидроксо-, дигидроксо- или тригидроксо-, в зависимости от того, сколько гидроксилов — один, два или три, — связано с одним атомом металла, а также валентности металла, если она не постоянна: Fe(OH)2Br — бромид дигидроксожелеза (III) (CaOH)2CO3 — карбонат гидроксокальция     18 Валентность металла в основной соли, например Sn(OH)3NO3, определяется таким же способом, как и в других типах солей: ставим над кислотным остатком его степень окисления, равную валентности, взятой со знаком «минус», над гидроксилом — постоянную степень окисления, равную –1: обозначаем степень окисления металла за x : приравниваем сумму всех степеней окисления к нулю: решаем уравнение: x – 4 = 0 x = +4 валентность Sn — IV название основной соли — нитрат тригидроксоолова (IV) 19 Чтобы вывести формулу основной соли по ее названию, например силикат гидроксомеди (II), сделаем следующее: запишем символ металла, указанное количество гидроксилов (в нашем случае один) и кислотный остаток; металл с гидроксилом можно для удобства взять в скобку: каждый гидроксил понижает валентность металла на единицу, поэтому медь вместе с гидроксилом будет иметь валентность I; проставим валетности над обеими частями будущей формулы: найдем наименьшее общее кратное двух валентностей: поделим НОК на каждую из валентностей и получим искомые индексы: 2 : 1 = 2 2 : 2 = 1 формула соли — (CuOH)2SiO3

nscience.ru

Средние, кислые и основные соли

⇐ ПредыдущаяСтр 11 из 11

Все рассмотренные выше соли являются нормальными или средними солями. Молекулы их содержат катион металла (или аммония NH₄⁺) и кислотный остаток, не содержащий водорода. Кроме средних солей, различают кислые соли и основные соли.

Кислые соли– это продукты неполного замещения водорода кислоты на металл – результат и подтверждение ступенчатого характера диссоциации многоосновных кислот.

 

Первая ступень диссоциации Примеры кислых солей

серной кислоты: серной кислоты:

H₂SO₄ ↔ H⁺ + HSO₄^— NaHSO₄, Ca(HSO₄)₂, Al(HSO₄)₃.

Примеры кислых солей ортофосфорной кислоты:

Na₂⁺HPO₄^2- –– гидрофосфат натрия,

Na⁺H₂PO₄^— –– дигидрофосфат натрия,

Ca²⁺(H₂PO₄)₂^— –– дигидрофосфат кальция.

 

Основные соли – продукты неполного замещения гидроксильных групп основания на кислотный остаток – результат и подтверждение ступенчатого характера диссоциации многоатомных оснований.

 

Ступенчатая диссоциация: Примеры основных солей:

 

1. Fe(OH)₃ ↔ Fe(OH)₂⁺ + OH^— Fe(OH)₂Cl, Fe(OH)₂NO₃, [Fe(OH)₂]₂SO₄.

.

 

2. Fe(OH)₂⁺ ↔ FeOH²⁺ + OH^— FeOHCl₂, FeOH(NO₃)₂, FeOHSO₄.

Названия солейобобщены в табл.1 приложения 2 и в ремарке после таблицы.

 

Графические формулы

Графическая формула показывает, в каком порядке и каким количеством валентных связей атомы связаны друг с другом. При составлении графической формулы:

– каждый атом обозначается символом своего элемента, так что химических знаков элемента в графическом изображении столько, сколько соответствующих атомов,

– каждая валентная связь между атомами обозначается черточкой,

— как правило, соединяют положительно заряженный атом с отрицательно заряженным.

Посмотрим на графические формулы оксида натрия Na₂O:

 

правильно неправильно

 

Na Na Na Na

 

O O

Na –– O –– Na Na –– Na –– O

 

Представим графически формулу СО₂. Перед построением графической формулы целесообразно определить степени окисления атомов, входящих в состав молекулы. Так в молекуле CO₂ атом углерода четырехвалентен, имеет степень окисления 4+; кислород двухвалентен, 2-. От символа «С» должно исходить 4 черточки:

==С==

В электронейтральной молекуле все валентные связи должны быть «замкнуты». Значит, два атома О «замкнут» по две черточки каждый:

 

O == C == O.

Для некоторых оксидов возможно несколько равноценных вариантов построения графических формул: О

O == Al –– O –– Al == O; Al –– O –– Al

O

 

При написании графических формул кислородных кислот необходимо определить степень окисления центрального атома по известным степеням окисления кислорода (2-) и водорода (1+). Число валентных черточек около каждого атома должно отвечать степени его окисления. Следует помнить, что водород соединяется с центральным атомом только через кислород, т.е. в кислородных кислотах присутствуют группы OH. Именно с этих групп, связанных с элементом, образующим кислоту, и удобно начинать составление графической формулы кислоты.

Пример: Изобразить графически формулу серной кислоты H₂SO₄.

 

В молекуле серной кислоты 2 атома водорода, значит в ней присутствуют 2 гидроксильные группы HO^—. Соединим их с атомом серы «S»

 

H¾O

\

S

/

H¾ O

Для завершения графического изображения добавим к атому серы оставшиеся атомы кислорода (их два), используя двойные связи

H¾O O

\ //

S

/ \\

H¾O O

 

Формула завершена. Ниже приводятся графические формулы некоторых кислот

 

 

Н –– О Н –– О Н –– О

Н –– О ––– Р = О С = О; Si = О

Н –– О Н –– О Н –– О

ортофосфорная H₃PO₄ угольная Н₂CO₃ кремниевая H₂SiO₄

Изображение графических формул солей удобнее начинать с построения кислотного остатка. Например для силиката бария BaSiO₃ кислотный остаток получаем, учитывая, что это остаток кремниевой кислоты, он имеет вид

 

 

 

O ––

½

O == Si

½

O ––

В отличие от электронейтральной молекулы кислоты, он потерял два атома водорода. Этот кислотный остаток обеими своими свободными связями в молекуле BaSiO₃ связан с атомом бария, который имеет степень окисления 2+

 

 

O

O == Si Ba

 

O

Построение графической формулы кислоты – наиболее сложная задача, равноценная детской игре с пазлами. Предлагается следующая последовательность действий. Надо использовать все атомы, входящие в формулу; надо обеспечить их соединение в единое целое, но так, чтобы положительно заряженные атомы «рукопожимались» только с отрицательно заряженными. При этом количество валентных черточек, исходящих из каждого атома, должно соответствовать его степени окисления (заряду).

 

Упражнение 1. Постройте графические формулы высших оксидов Si, V, W, B.

Упражнение 2. Постройте графические формулы Mg(NO₃)₂, MgSO₄, AlPO₄, Ca₃(PO₄)₂, NaBO₂

 

Приложение 2

Справочные таблицы

Таблица 1



infopedia.su