Формулы и названия солей. Соли

Когда слышишь слово "соль", то первая ассоциация, конечно же, поваренная, без которой любое блюдо покажется невкусным. Но ведь это не единственное вещество, которое относится к классу химических веществ соли. Примеры, состав и химические свойства солей вы сможете найти в этой статье, а также научитесь правильно составлять название любой из них. Прежде чем продолжить, давайте договоримся, в этой статье мы рассмотрим только неорганические средние соли (полученные при реакции неорганических кислот с полным замещением водорода).

Определение и химический состав

Одно из определений соли звучит так:

• (т. е. состоящее из двух частей), в состав которого входят ионы металлов и кислотный остаток. То есть это вещество, получившееся в результате реакции кислоты и гидроксида (оксида) любого металла.

Есть еще одно определение:

• Это соединение, представляющее собой продукт полного или частичного замещения ионов водорода кислоты ионами металла (подходит для средних, основных и кислых).

Оба определение правильные, но не отражают всю суть процесса получения соли.

Классификация солей

Рассматривая различных представителей класса солей, можно заметить, что они бывают:

• Кислородсодержащими (соли серной, азотной, кремниевой и других кислот, в состав кислотного остатка которых входит кислород и еще один неметалл).
• Бескислородными, т. е. соли, образованные при реакции остаток которой не содержит кислород, — соляная, бромоводородная, сероводородная и другие.

По количеству замещенных водородов:

• Одноосновные: соляная, азотная, иодоводородная и другие. В состав кислоты входит один ион водорода.
• Двухосновные: два иона водорода замещены ионами металлов при образовании соли. Примеры: серная, сернистая, сероводородная и другие.
• Трехосновные: в составе кислоты три иона водорода замещены металлическими ионами: фосфорная.

Есть и другие типы классификаций по составу и свойствам, но мы не станем их разбирать, так как цель статьи немного другая.

Учимся называть правильно

У любого вещества есть название, которое понятно только жителям определенного региона, его еще называют тривиальным. Поваренная соль — пример разговорного названия, по международной номенклатуре оно будет называться уже по-другому. Но в разговоре абсолютно любой человек, знакомый с номенклатурой названий, без проблем поймет, что речь идет о веществе с химической формулой NaCl. Эта соль является производной от соляной кислоты, а соли ее называют хлоридами, то есть называется она хлорид натрия. Нужно просто выучить названия солей, приведенных ниже в таблице, а затем добавить название металла, образовавшего соль.

Но так просто составляется название, если у металла неизменная валентность. А теперь рассмотрим с названием), у которой металл с переменной валентностью — FeCl 3. Вещество называется хлорид железа трехвалентного. Именно такое название правильное!

Химические свойства

Как класс, соли по своим химическим свойствам характеризуются тем, что могут взаимодействовать со щелочами, кислотами, солями и более активными металлами:

1. При взаимодействии со щелочами в растворе обязательным условием реакции является выпадение в осадок одного из получаемых веществ.

2. При взаимодействии с кислотами реакция проходит, если образуется летучая кислота, нерастворимая кислота или нерастворимая соль. Примеры:

• К летучим кислотам относится угольная, так как она легко распадается на воду и углекислый газ: MgCO 3 + 2HCl = MgCl 2 + H 2 O + CO 2.
• Нерастворимая кислота — кремниевая, образуется в результате реакции силиката с другой кислотой.
• Одним из признаков химической реакции является выпадение осадка. Какие соли можно посмотреть в таблице растворимости.

3. Взаимодействие солей между собой происходит только в случае связывания ионов, т. е. одна из образовавшихся солей выпадает в осадок.

4. Чтобы определить, пойдет ли реакция между металлом и солью, нужно обратиться к таблице напряжения металлов (иногда ее еще называют рядом активности).

Только более активные металлы (расположенные левее) могут вытеснять из соли металл. Примером является реакция железного гвоздя с медным купоросом:

CuSO 4 + Fe= Cu + FeSO 4

Такие реакции свойственны большинству представителей класса солей. Но есть и более специфические реакции в химии, свойства соли индивидуальные отражающие, например разложение при накаливании или образование кристаллогидратов. Каждая соль индивидуальна и по-своему необычна.

Основания могут взаимодействовать:

• с неметаллами -

  6KOH + 3S → K2SO 3 + 2K 2 S + 3H 2 O;

• с кислотными оксидами -

  2NaOH + CO 2 → Na 2 CO 3 + H 2 O;

• с солями (выпадение осадка, высвобождение газа) -

  2KOH + FeCl 2 → Fe(OH) 2 + 2KCl.

Существую также другие способы получения:

• взаимодействие двух солей -

  CuCl 2 + Na 2 S → 2NaCl + CuS↓;

• реакция металлов и неметаллов -
• соединение кислотных и основных оксидов -

  SO 3 + Na 2 O → Na 2 SO 4 ;

• взаимодействие солей с металлами -

  Fe + CuSO 4 → FeSO 4 + Cu.

Химические свойства

Растворимые соли являются электролитами и подвержены реакции диссоциации. При взаимодействии с водой они распадаются, т.е. диссоциируют на положительно и отрицательно заряженные ионы - катионы и анионы соответственно. Катионами являются ионы металлов, анионами - кислотные остатки. Примеры ионных уравнений:

• NaCl → Na + + Cl − ;
• Al 2 (SO 4) 3 → 2Al 3 + + 3SO 4 2− ;
• CaClBr → Ca2 + + Cl - + Br - .

Помимо катионов металлов в солях могут присутствовать катионы аммония (NH4 +) и фосфония (PH4 +).

Другие реакции описаны в таблице химических свойств солей.

Рис. 3. Выделение осадка при взаимодействии с основаниями.

Некоторые соли в зависимости от вида разлагаются при нагревании на оксид металла и кислотный остаток или на простые вещества. Например, СаСO 3 → СаO + СО 2 , 2AgCl → Ag + Cl 2 .

Что мы узнали?

Из урока 8 класса химии узнали об особенностях и видах солей. Сложные неорганические соединения состоят из металлов и кислотных остатков. Могут включать водород (кислые соли), два металла или два кислотных остатка. Это твёрдые кристаллические вещества, которые образуются в результате реакций кислот или щелочей с металлами. Реагируют с основаниями, кислотами, металлами, другими солями.

Соли - это продукты замещения водорода кислоты металлом или гидроксогрупп оснований кислотными остатками.

Например,

H 2 SO 4 + Zn = ZnSO 4 + Н 2

кислота соль

NaOH + НС1 = NaCl + H 2 O

основание кислота соль

С позиций теории электролитической диссоциации, соли – это электролиты, при диссоциации которых образуются катионы,отличные от катионов водорода, и анионы, отличные от анионов ОН - .

Классификация. Соли бывают средние, кислые, основные, двойные, комплексные.

Средняя соль - это продукт полного замещения водорода кислоты металлом или гидроксогруппы основания кислотным остатком. Например, Na 2 SO 4 , Ca(NO 3) 2 - средние соли.

Кислая соль - продукт неполного замещения водорода многоосновной кислоты металлом. Например, NaHSO 4 , Са(НСО 3) 2 - кислые соли.

Основная соль - продукт неполного замещения гидроксогрупп многокислотного основания кислотными остатками. Например, Mg(OН)С1, Bi(OH)Cl 2 - основные соли

Если атомы водорода в кислоте замещаются атомами разных металлов или гидроксогруппы оснований замещаются различными кислотными остатками, то образуются двойные соли. Например, KAl(SO 4) 2 , Са(ОС1)С1. Двойные соли существуют только в твердом состоянии.

Комплексные соли - это соли, в состав которых входят комплексные ионы. Например, соль K 4 - комплексная, так как в ее состав входит комплексный ион 4- .

Составление формул солей. Можно сказать, что соли состоят из остатков оснований и остатков кислот. При составлении формул солей нужно помнить правило: абсолютная величина произведения заряда остатка основания на число остатков основания равна абсолютной величине произведения заряда кислотного остатка на число кислотных остатков. Для тх = пу, где K - остаток основания, A - кислотный остаток, т - заряд остатка основания, n - заряд кислотного остатка, х - число остатков основания, у - число кислотных остатков. Например,

Номенклатура солей . Названия солей составляют из

названия аниона (кислотного остатка (табл.. 15)) в именительном падеже и названия катиона (остатка основания (табл. 17)) в родительном падеже (без слова «ион»).

Для названия катиона используют русское название соответствующего металла или группы атомов (в скобках римскими цифрами указывают степень окисления металла, если это необходимо).

Анионы бескислородных кислот называют, используя окончание –ид (NH 4 F – фторид аммония, SnS – сульфид олова (II), NaCN – цианид натрия). Окончания названий анионов кислородсодержащих кислот зависят от степени окисления кислотообразующего элемента:

Названия кислых и основных солей образуются по тем же общим правилам, что и названия средних солей. При этом название аниона кислой соли снабжают приставкой гидро- , указывающей на наличие незамещенных атомов водорода (число атомов водорода указывают греческими числительными приставками). Катион основной соли получает приставку гидроксо- , указывающую на наличие незамещенных гидроксогрупп.

Например,

MgС1 2 – хлорид магния

Ba 3 (РО 4) 2 – ортофосфат бария

Na 2 S – сульфид натрия

CaHPO 4 – гидрофосфат кальция

K 2 SO 3 – сульфит калия

Ca(H 2 PO 4) 2 – дигидрофосфат кальция

А1 2 (SO 4) 3 – сульфат алюминия

Mg(OH)Cl – хлорид гидроксомагния

КА1(SO 4) 2 – сульфат калия-алюминия

(MgOH) 2 SO 4 – сульфат гидроксомагния

KNaHPO 4 – гидрофосфат калия-натрия

MnCl 2 – хлорид марганца (II)

Са(OCI)C1 – хлорид-гипохлорит кальция

MnSO 4 – сульфат марганца (II)

К 2 S – cульфид калия

NaHCO 3 – гидрокарбонат натрия

К 2 SO 4 – сульфат калия

Основы деления солей на отдельные группы были заложены в трудах французского химика и аптекаря Г. Руэля (\(1703\)–\(1770\)) . Именно он в \(1754\) г. предложил разделить известные к тому времени соли на кислые, основные и средние (нейтральные). В настоящее время выделяют и другие группы этого чрезвычайно важного класса соединений.

Средние соли

Средними называют соли, в состав которых входят металлический химический элемент и кислотный остаток.

В состав солей аммония вместо металлического химического элемента входит одновалентная группа аммония NH 4 I .

Примеры средних солей:

Na I Cl I - хлорид натрия;
Al 2 III SO 4 II 3 - сульфат алюминия;
NH I 4 NO 3 I - нитрат аммония.

Кислые соли

Кислыми называют соли, в состав которых, кроме металлического химического элемента и кислотного остатка, входят атомы водорода.

Обрати внимание!

Составляя формулы кислых солей, следует иметь в виду, что валентность остатка от кислоты численно равна количеству атомов водорода, входивших в состав молекулы кислоты и замещённых металлом.

При составлении названия такого соединения к названию соли добавляется приставка «гидро », если в остатке от кислоты имеется один атом водорода, и «дигидро », если в остатке от кислоты содержатся два атома водорода.

Примеры кислых солей:

Ca II HCO 3 ⏞ I 2 - гидрокарбонат кальция;
Na 2 I HPO 4 ⏞ II - гидрофосфат натрия;
Na I H 2 PO 4 ⏞ I - дигидрофосфат натрия.

Простейшим примером кислых солей может служить пищевая сода, т. е. гидрокарбонат натрия \(NaHCO_3\).

Основные соли

Основными называют соли, в состав которых, кроме металлического химического элемента и кислотного остатка, входят гидроксогруппы.

Основные соли можно рассматривать как продукт неполной нейтрализации многокислотного основания.

Обрати внимание!

Составляя формулы таких веществ, следует иметь в виду, что валентность остатка от основания численно равна количеству гидроксогрупп, «ушедших» из состава основания.

При составлении названия основной соли к названию соли добавляется приставка «гидроксо », если в остатке от основания имеется одна гидроксогруппа, и «дигидроксо », если в остатке от основания содержатся две гидроксогруппы.

Примеры основных солей:

MgOH ⏞ I Cl I - гидроксохлорид магния;
Fe OH ⏞ II NO 3 2 I - гидроксонитрат железа(\(III\));
Fe OH 2 ⏞ I NO 3 I - дигидроксонитрат железа(\(III\)).

Известным примером основных солей может служить налёт зелёного цвета гидроксокарбоната меди(\(II\)) \((CuOH)_2CO_3\), образующийся с течением времени на медных предметах и предметах, изготовленных из сплавов меди, если они контактируют с влажным воздухом. Такой же состав имеет и минерал малахит.

Комплексные соли

Комплексные соединения - разнообразный класс веществ. Заслуга в создании теории, объясняющей их состав и строение, принадлежит лауреату Нобелевской премии по химии \(1913\) г. швейцарскому учёному А. Вернеру (\(1866\)–\(1919\)). Правда, термин «комплексные соединения» в \(1889\) г. был введён другим выдающимся химиком, лауреатом Нобелевской премии \(1909\) г. В. Оствальдом (\(1853\)–\(1932\)).

В составе катиона или аниона комплексных солей имеется элемент-комплексообразователь , связанный с так называемыми лигандами . Число лигандов, которое присоединяет комплексообразователь, называется координационным числом . Например, координационное число двухвалентной меди, а также бериллия, цинка, равно \(4\). Координационное число алюминия, железа, трёхвалентного хрома равно \(6\).

В названии комплексного соединения число лигандов, соединённое с комплексообразователем, отображается греческими числительными: \(2\) - «ди », \(3\) - «три », \(4\) - «тетра », \(5\) - «пента », \(6\) - «гекса ». В качестве лигандов могут выступать как электрически нейтральные молекулы, так и ионы.

Название комплексного аниона начинается с указания состава внутренней сферы.

Если в качестве лигандов выступают анионы, к их названию добавляется окончание «–о »:

\(–Cl\) - хлоро-, \(–OH\) - гидроксо-, \(–CN\) - циано-.

Если лигандами являются электрически нейтральные молекулы воды, используется название «аква », а если аммиака - название «аммин ».

Затем называют комплексообразователь, используя его латинское название и окончание «–ат », после чего без пробела римскими цифрами в скобках указывают степень окисления (если комплексообразователь может иметь несколько степеней окисления).

После обозначения состава внутренней сферы указывают название катиона внешней сферы - той, что в химической формуле вещества находится вне квадратных скобок.

Пример:

K 2 Zn OH 4 - тетрагидроксоцинкат калия,
K 3 Al OH 6 - гексагидроксоалюминат калия,
K 4 Fe CN 6 - гексацианоферрат(\(II\)) калия.

В школьных учебниках формулы комплексных солей более сложного состава, как правило, упрощаются. Например, формулу тетрагидроксодиакваалюмината калия K Al H 2 O 2 OH 4 принято записывать как формулу тетрагидроксоалюмината.

Если комплексообразователь входит в состав катиона, то название внутренней сферы составляют так же, как в случае комплексного аниона, но используют русское название комплексообразователя и в скобках указывают степень его окисления.

Пример:

Ag NH 3 2 Cl - хлорид диамминсеребра,
Cu H 2 O 4 SO 4 - сульфат тетрааквамеди(\(II\)).

Кристаллогидраты солей

Гидратами называют продукты присоединения воды к частичкам вещества (термин образован от греческого hydor - «вода»).

Многие соли выпадают в осадок из растворов в виде кристаллогидратов - кристаллов, содержащих молекулы воды. В кристаллогидратах молекулы воды прочно связаны с катионами или анионами, образующими кристаллическую решётку. Многие соли такого вида по сути являются комплексными соединениями. Хотя многие из кристаллогидратов известны с незапамятных времён, начало систематическому изучению их состава положил голландский химик Б. Розебом (\(1857\)–\(1907\)).

В химических формулах кристаллогидратов принято указывать соотношение количества вещества соли и количество вещества воды.

Обрати внимание!

Точка, которая делит химическую формулу кристаллогидрата на две части, в отличие от математических выражений не обозначает действие умножения и читается как предлог «с».

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 H3PO4 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 H3PO4 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 (H2SO4) 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 — тетрагидроксоалюминат натрия, Cl — хлорид диамминмеди (II). Подробнее комплексные соединения будут рассмотрены в отдельной главе.