Онлайн школа №1 - Энциклопедия

Генетическая связь между классами неорганических соединений

План урока

Генетическая связь
Генетический ряд металлов и неметаллов
Составление и решение цепочек взаимопревращения веществ

Цели урока

обобщить и систематизировать знания учащихся об основных классах неорганических веществ, их химических свойствах
сформировать умения находить пути и осуществлять взаимопревращения веществ между классами неорганических веществ

Разминка

Какие классы веществ вы знаете?
Что такое оксиды? Как их классифицируют?
Что такое основания?
Что такое кислоты? Что такое «основность кислоты»?
Что такое соли?
Укажите класс веществ и дайте им названия: HNO_3,NaOH, HNO₂, CO₂, Mg(OH)₂, СаCO₃, К₂SO₃, H₂SO₄.

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.

Генетическая связь — это связь между веществами разных классов, образованных одним химическим элементом, связанных взаимопревращениями, и отражающая единство их происхождения.

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 — это ряд веществ разных классов соединений, содержащий в своем составе один и тот же химический элемент.

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:

$Ca \to CaO \to Ca {(OH)}_{2} \to {CaCO}_{3} .$

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

$2 Ca + O_{2} = 2 CaO$ (реакция соединения).

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

$CaO + H_{2} O = Ca {(OH)}_{2}$ (реакция соединения).

Рис. 2. Гашение извести

Рис. 3. Обнаружение углекислого газа

Гидроксид кальция, взаимодействуя с углекислым газом (кислотным оксидом) или карбонатами (солями), образует карбонат кальция:

$Ca {(OH)}_{2} + {CO}_{2} = {CaCO}_{3} ↓ + H_{2} O$
(реакция обмена);

$Ca {(OH)}_{2} + {Na}_{2} {CO}_{3} = {CaCO}_{3} ↓ + 2 NaOH$ (реакция обмена).

Пример 2

Осуществите цепочку превращений.

$C \to {CO}_{2} \to H_{2} {CO}_{3} \to {CaCO}_{3}$

$C$ — неметалл, сгорая, образует оксид углерода (IV) — углекислый газ. Это кислотный оксид:

$C + O_{2} = {CO}_{2}$ (реакция соединения).

Углекислый газ, растворяясь в воде, образует угольную кислоту:

${CO}_{2} + H_{2} O \leftrightarrow H_{2} {CO}_{3}$ (реакция соединения).

Угольная кислота, реагируя с оксидом кальция или гидроксидом кальция, образует карбонат кальция:

$H_{2} {CO}_{3} + CaO = {CaCO}_{3} ↓ + H_{2} O$ (реакция обмена);

$H_{2} {CO}_{3} + Ca {(OH)}_{2} = {CaCO}_{3} ↓ + 2 H_{2} O$ (реакция обмена).

Упражнение

Осуществите цепочку превращений.

а) $Li \to {Li}_{2} O \to LiOH \to LiCl$ ;

б) $P \to P_{2} O_{5} \to H_{3} {PO}_{4} \to {Na}_{3} {PO}_{4}$

Контрольные вопросы

Дайте определение генетической связи.
Что такое генетический ряд?
Вставьте формулы веществ вместо X, Y и Z, расставьте коэффициенты. Генетический ряд какого элемента можно составить в данном случае?

а) ${SO}_{2} + X \to {SO}_{3}$ ;
б) ${SO}_{3} + H_{2} O \to Y$ ;
в) $Y + NaOH \to Z + H_{2} O$

Ответы

a) $Li \to {Li}_{2} O \to LiOH \to LiCl$

$4 Li + O_{2} \to 2 {Li}_{2} O {Li}_{2} O + H_{2} O \to 2 LiOH LiOH + HCl \to LiCl + H_{2} O$

$б) P \to P_{2} O_{5} \to H_{3} {PO}_{4} \to {Na}_{3} {PO}_{4}$

$4 P + 5 O_{2} \to 2 P_{2} O_{5}$

$P_{2} O_{5} + 3 H_{2} O \to 2 H_{3} {PO}_{4}$

$3 NaOH + H_{3} {PO}_{4} \to {Na}_{3} {PO}_{4} + 3 H_{2} O$

Генетическая связь между классами неорганических соединений

План урока

Генетическая связь
Генетический ряд металлов и неметаллов
Составление и решение цепочек взаимопревращения веществ

Цели урока

обобщить и систематизировать знания учащихся об основных классах неорганических веществ, их химических свойствах
сформировать умения находить пути и осуществлять взаимопревращения веществ между классами неорганических веществ

Разминка

Какие классы веществ вы знаете?
Что такое оксиды? Как их классифицируют?
Что такое основания?
Что такое кислоты? Что такое «основность кислоты»?
Что такое соли?
Укажите класс веществ и дайте им названия: HNO_3,NaOH, HNO₂, CO₂, Mg(OH)₂, СаCO₃, К₂SO₃, H₂SO₄.

Генетическая связь

Генетический ряд металлов и неметаллов

Металл → основный оксид → основание → соль

Генетический ряд металлов, которым соответствует нерастворимое основание:

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

неметалл → кислотный оксид → кислота → соль.

Составление и решение цепочек взаимопревращения веществ

Пример 1

Рис. 1. Горение кальция в кислороде

Осуществите цепочку превращений:

$Ca \to CaO \to Ca {(OH)}_{2} \to {CaCO}_{3} .$

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

$2 Ca + O_{2} = 2 CaO$ (реакция соединения).

$CaO + H_{2} O = Ca {(OH)}_{2}$ (реакция соединения).

Рис. 2. Гашение извести

Рис. 3. Обнаружение углекислого газа

$Ca {(OH)}_{2} + {CO}_{2} = {CaCO}_{3} ↓ + H_{2} O$
(реакция обмена);

$Ca {(OH)}_{2} + {Na}_{2} {CO}_{3} = {CaCO}_{3} ↓ + 2 NaOH$ (реакция обмена).

Пример 2

Осуществите цепочку превращений.

$C \to {CO}_{2} \to H_{2} {CO}_{3} \to {CaCO}_{3}$

$C$ — неметалл, сгорая, образует оксид углерода (IV) — углекислый газ. Это кислотный оксид:

$C + O_{2} = {CO}_{2}$ (реакция соединения).

Углекислый газ, растворяясь в воде, образует угольную кислоту:

${CO}_{2} + H_{2} O \leftrightarrow H_{2} {CO}_{3}$ (реакция соединения).

Угольная кислота, реагируя с оксидом кальция или гидроксидом кальция, образует карбонат кальция:

$H_{2} {CO}_{3} + CaO = {CaCO}_{3} ↓ + H_{2} O$ (реакция обмена);

$H_{2} {CO}_{3} + Ca {(OH)}_{2} = {CaCO}_{3} ↓ + 2 H_{2} O$ (реакция обмена).

Упражнение

Осуществите цепочку превращений.

а) $Li \to {Li}_{2} O \to LiOH \to LiCl$ ;

б) $P \to P_{2} O_{5} \to H_{3} {PO}_{4} \to {Na}_{3} {PO}_{4}$

Контрольные вопросы

Дайте определение генетической связи.
Что такое генетический ряд?
Вставьте формулы веществ вместо X, Y и Z, расставьте коэффициенты. Генетический ряд какого элемента можно составить в данном случае?

а) ${SO}_{2} + X \to {SO}_{3}$ ;
б) ${SO}_{3} + H_{2} O \to Y$ ;
в) $Y + NaOH \to Z + H_{2} O$

Ответы

a) $Li \to {Li}_{2} O \to LiOH \to LiCl$

$4 Li + O_{2} \to 2 {Li}_{2} O {Li}_{2} O + H_{2} O \to 2 LiOH LiOH + HCl \to LiCl + H_{2} O$

$б) P \to P_{2} O_{5} \to H_{3} {PO}_{4} \to {Na}_{3} {PO}_{4}$

$4 P + 5 O_{2} \to 2 P_{2} O_{5}$

$P_{2} O_{5} + 3 H_{2} O \to 2 H_{3} {PO}_{4}$

$3 NaOH + H_{3} {PO}_{4} \to {Na}_{3} {PO}_{4} + 3 H_{2} O$

Конспект урока: Генетическая связь между классами неорганических соединений

Состав и классификация химических соединений

Генетическая связь

Генетический ряд металлов и неметаллов

Составление и решение цепочек взаимопревращения веществ

Генетическая связь

Генетический ряд металлов и неметаллов

Составление и решение цепочек взаимопревращения веществ