Соединения металлов — урок. Химия, 11 класс.

Металлы входят в состав оксидов, гидроксидов и солей.

Оксиды и гидроксиды металлов могут иметь основные, амфотерные и кислотные свойства.

Оксиды металлов можно разделить на группы следующим образом:

${Me}_{2} O, MeO$ (кроме $ZnO, BeO$ и т. п.) — основные;
${Me}_{2} O_{3}, {MeO}_{2}$ , а также $ZnO, BeO$ — амфотерные;
${Me}_{2} O_{5}, {MeO}_{3}, {Me}_{2} O_{7}$ — кислотные.

Вспомним, как изменяются свойства высших оксидов и гидроксидов в периодической системе. В периоде с возрастанием порядкового номера основные свойства ослабевают, а в главных подгруппах с возрастанием порядкового номера основные свойства, наоборот, усиливаются.

Сравним свойства гидроксидов металлов третьего периода и $IIA$-группы.

В третьем периоде наблюдается изменение свойств от сильных основных до амфотерных:

$NaOH$ — сильное растворимое основание (щёлочь);
${Mg (OH)}_{2}$ — слабое нерастворимое основание;
${Al (OH)}_{3}$ — амфотерный гидроксид.

Во $IIA$-группе свойства гидроксидов изменяются от амфотерных до сильных основных:

${Be (OH)}_{2}$ — амфотерный гидроксид;
${Mg (OH)}_{2}$ — слабое нерастворимое основание;
${Ca (OH)}_{2}$ — сильное основание (щёлочь).

Если у металла несколько степеней окисления, то он может образовать соединения с разными свойствами. Чем выше степень окисления металла, тем слабее у его оксидов и гидроксидов проявляются основные свойства и тем сильнее — кислотные. Так, свойства соединений хрома в степенях окисления $+2$, $+3$, $+6$ изменяются от основных до кислотных:

$\overset{+ 2}{{Cr (OH)}_{2}}$ — основание;
$\overset{+ 3}{{Cr (OH)}_{3}}$ — амфотерный гидроксид;
$\overset{+ 6}{H_{2} {CrO}_{4}}$ — кислота.

Свойства оксидов металлов

Свойства	Примеры реакций
Основный оксид активного металла $+$ вода $=$ щёлочь. Основный оксид $+$ кислотный оксид $=$ соль. Основный оксид $+$ кислота $=$ соль $+$ вода	$BaO + H_{2} O = {Ba (OH)}_{2}$ . $BaO + {SO}_{2} = {BaSO}_{3}$ . $BaO + 2 HCl = {BaCl}_{2} + H_{2} O$
Амфотерный оксид $+$ кислота $=$ соль $+$ вода. Амфотерный оксид $+$ кислотный оксид $=$ соль. Амфотерный оксид $+$ щёлочь $\overset{t}{=}$ соль $+$ вода. Амфотерный оксид $+$ щёлочь $+$ вода $\overset{H_{2} O}{=}$ комплексная соль. Амфотерный оксид $+$ основный оксид $=$ соль	$ZnO + 2 HCl = {ZnCl}_{2} + H_{2} O .$ $ZnO + {SiO}_{2} \overset{t}{=} {ZnSiO}_{3}$ . $ZnO + 2 NaOH \overset{t}{=} {Na}_{2} {ZnO}_{2} + H_{2} O .$ $ZnO + 2 NaOH + H_{2} O = {Na}_{2} [{Zn (OH)}_{4}] .$ $ZnO + CaO = {CaZnO}_{2}$
Кислотный оксид $+$ вода $=$ кислота. Кислотный оксид $+$ основный оксид $=$ соль. Кислотный оксид $+$ щёлочь $=$ соль + вода	${CrO}_{3} + H_{2} O = H_{2} {CrO}_{4}$ . ${CrO}_{3} + CaO = {CaCrO}_{4}$ . ${CrO}_{3} + 2 NaOH = {Na}_{2} {CrO}_{4}$

Оксиды металлов могут реагировать с восстановителями, например:

FeO + CO \overset{t}{=} Zn + {CO}_{2};

CuO + H_{2} \overset{t}{=} Cu + H_{2} O;

{Cr}_{2} O_{3} + 2 Al \overset{t}{=} 2 Cr + {Al}_{2} O_{3} .

Свойства гидроксидов металлов

Свойства	Примеры реакций
Щёлочь $+$ кислотный оксид $=$ соль $+$ вода. Щёлочь $+$ кислота $=$ соль $+$ вода. Щёлочь $+$ соль $=$ основание($1$) $+$ соль($1$)	${Ba (OH)}_{2} + {CO}_{2} = {BaCO}_{3} {↓ + H}_{2} O .$ ${Ba (OH)}_{2} + H_{2} {SO}_{4} = {BaSO}_{4} {↓ + 2 H}_{2} O .$ ${Ba (OH)}_{2} + {FeCl}_{2} = {Fe (OH)}_{2} {↓ + BaCl}_{2}$
Нерастворимое основание $+$ кислота $=$ соль $+$ вода	${Mg (OH)}_{2} + 2 HBr = {MgBr}_{2} + {2 H}_{2} O$
Амфотерный гидроксид $+$ кислота $=$ соль $+$ вода. Амфотерный гидроксид $+$ кислотный оксид $=$ соль $+$ вода. Амфотерный гидроксид $+$ щёлочь $\overset{t}{=}$ соль $+$ вода. Амфотерный гидроксид $+$ щёлочь $\overset{H_{2} O}{=}$ комплексная соль. Амфотерный гидроксид $+$ основный оксид $\overset{t}{=}$ соль $+$ вода	${Zn (OH)}_{2} + 2 HCl = {ZnCl}_{2} + {2 H}_{2} O .$ ${Zn (OH)}_{2} + {SO}_{3} = {Na}_{2} {SO}_{4} + H_{2} O .$ ${Zn (OH)}_{2} + 2 NaOH \overset{t}{=} {Na}_{2} {ZnO}_{2} .$ ${Zn (OH)}_{2} + 2 NaOH = {Na}_{2} [{Zn (OH]}_{4} .$ ${Zn (OH)}_{2} + CaO \overset{t}{=} {Ca ZnO}_{2} + H_{2} O$
Кислота $+$ основный оксид $=$ соль $+$ вода. Кислота $+$ основание $=$ соль $+$ вода	$H_{2} {CrO}_{4} + CaO = {CaCrO}_{4} + H_{2} O .$ $H_{2} {CrO}_{4} + 2 NaOH = {Na}_{2} {CrO}_{4} + H_{2} O$