Классификация неорганических веществ по составу

1.1. Простые вещества состоят из атомов одного элемента, их делят на металлы и неметаллы. Металлы находятся в начале периодов (исключение – 1 период), неметаллы в конце периодов, правее диагонали от В до At (рис. 1).

Металл

Одноэлементное вещество, характерными свойствами которого являются высокая теплопроводность, высокая электропроводимость и металлический блеск и которое, как правило, поддается обработке путем прокатки, прессования, ковки и волочения.

 

Классификация металлов
Свойство	Виды
Плотность	Легкие металлы (ρ<5 г/см^3)	Тяжелые металлы (ρ>5 г/см^3)
Температура плавления	Легкоплавкие металлы (tпл<1000^оС)	Тугоплавкие металлы (tпл>1000^оС)
Химическая стойкость	Благородные металлы (не реагируют с разбавленными кислотами)	Неблагородные металлы (реагируют с разбавленными кислотами с выделением водорода)
Техническое назначение	Черные металлы	Цветные металлы

 

Сплавы – это многоэлементные твердые растворы различных металлов.

 

Неметалл

Одноэлементное вещество, которое не проявляет свойства, являющиеся характерными для металлов.

Неметаллы, как правило, имеют плохие теплопроводность и электропроводимость.

Амфиген (металлоид)

Одноэлементное вещество, которое по своим свойствам занимает промежуточное положение между металлами и неметаллами; иногда образует металлические и неметаллические модификации. Амфигены обозначены на рис. 1 темным фоном.

 

1.2. Сложные вещества состоят из атомов двух и более элементов, их подразделяют на стехиометричные и нестехиометричные. Состав стехиометричных соединений определяется валентностями элементов, например, NH₃, Na₂S, CuO…; нестехиометричных – не соответствует валентностям элементов.

 

Н е м е т а л л ы

IA

IIA

IIIБ

IVБ

VБ

VIБ

VIIБ

VIIIБ

IБ

IIБ

ША

IVА

VА

VIА

VПА

VША

Н

He

Li

Be

B

C

N

O

F

Ne

Na

Mg

Al

Si

P

S

Cl

Ar

K

Ca

Sc

Ti

V

Cr

Mn

Fe

Co

Ni

Cu

Zn

Ga

Ge

As

Se

Br

Kr

Rb

Sr

Y

Zr

Nb

Mo

Tc

Ru

Rh

Pd

Ag

Cd

In

Sn

Sb

Te

I

Xe

Cs

Ba

La

Hf

Ta

W

Re

Os

Ir

Pt

Au

Hg

Tl

Pb

Bi

Po

At

Rn

Fr

Ra

Ac

Группа титана

Группа ванадия

Группа хрома

Группа марганца

Семейство железа (Fe,Co,Ni)

Группа платины (остальные элементы)

Группа меди

Группа цинка

Группа бора

Группа углерода

Группа азота

Халькогены^б

Галогены

Благородные газы

Щелочные металлы

Щелочно-земельные металлы^а

Редко-земельные элементы

М е т а л л ы

Ce

Pr

Nd

Pm

Sm

Eu

Gd

Tb

Dy

Ho

Er

Tm

Yb

Lu

Лантаноиды

Tr

Pa

U

Np

Pu

Am

Cm

Bk

Cf

Es

Fm

Md

No

Lr

Актиноиды

 

Рис. 1. Периодическая таблица с длинными периодами (под каждой подгруппой приведено её общепринятое название)

^аК щелочноземельным элементам относится Ca, Sr, Ba

^бВ число халькогенов не включается кислород

Выделены темным фоном элементы-амфигены (металлоиды)

1.2.1. Бинарные – двухэлементные стехиометричные соединения – классифицируют по анионной составляющей (табл. 1).

Таблица 1

Классификация бинарных соединений

 

Название класса	Состав	Общая формула	Примеры
Галогениды	Соединения элементов с галогенами	Э^+nXn^–1   (x=F,Cl, Br, I)	CaCl2 – хлорид кальция NaF – фторид натрия PBr3 – бромид фосфора (III) PBr5 – бромид фосфора (V)
Оксиды	Соединения элементов с кислородом	Э2^+^nOn^–2(*)	BaO – оксид бария SO2 – оксид серы (IV) SO3 – оксид серы (VI)
Сульфиды	Соединения элементов с серой	Э2^+^nSn^–2	K2S – сульфид калия CuS – сульфид меди (II)
Нитриды	Соединения элементов с азотом	Э3^+^nNn^–3	Mg3N2 – нитрид магния Li3N – нитрид лития
Фосфиды	Соединения элементов с фосфором	Э3^+^nPn^–3	AlP – фосфид алюминия Ca3P2 – фосфид кальция
Карбиды	Соединения элементов с углеродом		Al4C3 – карбид алюминия CaC2 – карбид кальция
Силициды	Соединения элементов с кремнием	Э4^+^nSin^–4	Mg2Si – силицид магния
Гидриды	Соединения элементов с водородом	Э^+^nHn^–1	NaH – гидрид натрия CaH2 – гидрид кальция

*Нормальные оксиды; классификация оксидов представлена в табл. 2.

 

Таблица 2

Классификация оксидов по составу

 

Оксиды	Общая формула	Тип связи в оксидах ЭmOn
Нормальные оксиды	Э2^+^nOn^–2	Связь только между Э и О. Оксиды металлов – ионные, например, CaO; оксиды неметаллов – ковалентные, например, CO2, (SiO2)n
Пероксиды	Э2^+^n(О2)n^–2	Связи между Э и О, а также между атомами О. Некоторые оксиды ионные, например, Na2O2 (2Na^+O-O^2–), другие – ковалентные, например, H―O―O―H
Субоксиды		Связи между Э и О, а также между атомами Э, например, C3O2: O=C=C=C=O

 

Продолжение табл. 2

Надпероксиды	Э^+^n(О2)n^–1	Содержат ион О2^-, например K^+O2^–
Смешанные оксиды	ЭmOn	Например, Pb3O4, который реагирует как смесь 2PbO·PbO2 и Fe3O4, реагирующий как FeO·Fe2O3
Нестехиометрические оксиды		Переходные металлы образуют оксиды формулы M0-1O, например, Fe0,9O

 

Трехэлементные соединения с кислородом и водородом

(гидроксисоединения)

Таблица 3

Классификация гидроксисоединений и их производных – солей

 

Название класса	Общая формула	Примеры
Гидроксиды металлов	Ме^+n(OH)n^–1	Ca(OH)2 - гидроксид кальция Fe(OH)3 – гидроксид железа (III) Fe(OH)2 – гидроксид железа (II)
Кислородсодержащие кислоты	HnЭOm	HNO3 – азотная кислота H2SO4 – серная кислота H2CrO4 – хромовая кислота *
Соли: - средние	МеЭОm	Na2CO3 – карбонат натрия Na3PO4 – ортофосфат натрия Fe2(SO4)3 – сульфат железа (III)
- кислые (образуются при неполном замещении атомов водорода в молекуле многоосновной кислоты на катионы металла)	МеНxЭОy	NaHCO3 – гидрокарбонат натрия Na2HPO4 – гидрофосфат натрия NaH2PO4 – дигидрофосфат натрия
- основные (образуются при частичном замещении гидроксогрупп в молекуле многокислотного гидроксида кислотными остатками)	Ме(ОН)xЭОy	(CuOH)2CO3 – карбонат гидроксомеди (II) FeOHSO4 – сульфат гидроксожелеза (III)

 

* Названия наиболее часто встречающихся кислот и соответствующих им солей приведены в табл. 4.

Список традиционных названий оксокислот и солей

Таблица 4

Оксокислота	Анион
HАsO2 – метамышьяковистая	AsO2^– – метаарсенит
H3AsO3 – ортомышьяковистая	AsO3^3- – ортоарсенит
H3AsO4 – мышьяковая	AsO4^3– – арсенат
HBO2 – метаборная	BO2^– – метаборат
H3BO3 – ортоборная	BO3^3– – ортоборат
–	B4O7^2– – тетраборат
–	BiO3^– – висмутат
HBrO – бромноватистая	BrO^– – гипобромит
HBrO3 – бромноватая	BrO3^– – бромат
HBrO4 – бромная	BrO4^– – пербромат
H2CO3 – угольная	CO3^2– – карбонат
HClO – хлорноватистая	ClO^– – гипохлорит
HClO2 – хлористая	ClO2^– – хлорит
HClO3 – хлорноватая	ClO3^– – хлорат
HClO4 – хлорная	ClO4^– – перхлорат
H2CrO4 – хромовая	CrO4^2– – хромат
H2Cr2O7 – дихромовая	Cr2O7^2– – дихромат
–	FeO4^2– – феррат
H2GeO3 – германиевая	GeO3^2– – германат
HIO – иодноватистая	IO^– – гипоиодит
HIO3 – иодноватая	IO3^– – иодат
HIO4 – метаиодная	IO4^– – метапериодат
H5IO6 – ортоиодная	IO6^5– – ортопериодат
–	MnO4^2– – манганат
HMnO4 – марганцовая	MnO4^2– – перманганат
H2MoO4 – молибденовая	MoO4^2– – молибдат
HNO2 – азотистая	NO2^– – нитрит
HNO3 – азотная	NO3^– – нитрат
HPO3 – метафосфорная	PO3^– – метафосфат
H3PO4 – ортофосфорная	PO4^3– – ортофосфат
H4P2O7 – дифосфорная	P2O7^4– – дифосфат
–	ReO4^2– – ренат
–	ReO4^– – перренат
H2SO3 – сернистая	SO3^2– – сульфит
H2SO4 – серная	SO4^2– – сульфат
H2S2O7 – дисерная	S2O7^2– – дисульфат
H2SnO6 – политионовая	SnO6^2– – политионат
H2SeO3 – селенистая	SeO3^2– – селенит
H2SeO4 – селеновая	SeO4^2– – селенат
H2Se2O7 – диселеновая	Se2O7^2– – диселенат
H2SiO3 – метакремниевая	SiO3^2– – метасиликат
H4SiO4 – ортокремниевая	SiO4^4– – ортосиликат
–	Si2O7^6– – дисиликат
HTcO4 – технециевая	TcO4^– – пертехнетат
H2TeO3 – теллуристая	TeO3^2– – теллурит
H2TeO4 – метателлуровая	TeO4^2– – метателлурат
H6TeO6 – ортотеллуровая	TeO6^6– – ортотеллурат
–	VO3^– – метаванадат
–	VO4^3– – ортованадат
–	WO4^2– – вольфрамат

Классификация веществ по типу химической связи и физическим свойствам

 

Физические и химические свойства вещества определяются доминирующим типом химической связи, которая реализуется в веществе; составом структурных частиц (атомы, ионы, молекулы); видом межмолекулярных взаимодействий между ними; а также их пространственным расположением в образующейся структуре. Классификация веществ по типу химической связи и краткое описание их наиболее характерных физических свойств приведены в табл. 5.

 

Таблица 5