Конспект урока: Генетическая связь между классами неорганических соединений

Генетическая связь

Деление веществ на классы достаточно условно. Например, мы знаем, что кислоты подразделяются на одно-, двух- и трёхосновные, но их обычно не выделяют в отдельные классы соединений. Точно так же не являются отдельными классами сильные и слабые кислоты. Это же справедливо и для оснований.

Между классами существует важная связь, которую называют генетической (генезиз по-гречески обозначает «происхождение»). Эта связь заключается в том, что из веществ одного класса можно получить вещества других классов.

Генетический ряд металлов и неметаллов

Существует два основных пути генетических связей между веществами: один из них начинается металлами, другой — неметаллами.

Такие цепочки называются генетические ряды. Эти ряды образуют «родственные вещества», которые взаимосвязаны между собой генетическими связями, т. е. имеют одно начало.

Генетический ряд металлов отражает взаимосвязь веществ разных классов, в основу которой положен один и тот же металл.

Металл → основный оксид → основание → соль

Генетический ряд металлов, которым соответствует нерастворимое основание:

металл → основный оксид → соль→ основание → основный оксид → металл.

Генетический ряд неметаллов отражает взаимосвязь веществ разных классов, в основу которой положен один и тот же неметалл:

неметалл → кислотный оксид → кислота → соль.

Составление и решение цепочек взаимопревращения веществ

Пример 1

 

Рис. 1. Горение кальция в кислороде

Осуществите цепочку превращений: 

 

$\mathrm{Ca} \to \mathrm{CaO} \to \mathrm{Ca}{\left(\mathrm{OH}\right)}_2 \to {\mathrm{CaCO}}_3$.

 

$\mathrm{Ca}$ — это металл. Сгорая, он образует оксид (негашёную известь):

 

$2\mathrm{Ca} + {\mathrm{O}}_2 = 2\mathrm{CaO}$ (реакция соединения).

 

$\mathrm{CaO}$ — это основный оксид, растворяясь в воде, образует малорастворимое в воде вещество гидроксид кальция (гашёную известь):

 

$\mathrm{CaO} + {\mathrm{H}}_2\mathrm{O} = \mathrm{Ca}{\left(\mathrm{OH}\right)}_2$ (реакция соединения).

Рис. 2. Гашение извести

Рис. 3. Обнаружение углекислого газа

Гидроксид кальция, взаимодействуя с угольной кислотой, углекислым газом и карбонатами, образует карбонат кальция:

 

$\mathrm{Ca}{\left(\mathrm{OH}\right)}_2 + {\mathrm{H}}_2{\mathrm{CO}}_3 = {\mathrm{CaCO}}_3\downarrow + 2{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$ (реакция обмена);

 

$\mathrm{Ca}{\left(\mathrm{OH}\right)}_2 + {\mathrm{CO}}_2 = {\mathrm{CaCO}}_3\downarrow + {\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$ (реакция обмена);

 

$\mathrm{Ca}{\left(\mathrm{OH}\right)}_2 + {\mathrm{Na}}_2{\mathrm{CO}}_3 = {\mathrm{CaCO}}_3\downarrow + 2\mathrm{NaOH}$ (реакция обмена).