Кислотные и основные гидроксиды

Гидроксиды — тип сложных веществ, в состав которых входят атомы некоторого элемента E (кроме фтора и кислорода) и гидроксогруппы OH; общая формула гидроксидов E (OH)n, где n=1ч6. Форма гидроксидов E (OH)n называется ортоформой; при n>2 гидроксид может находиться также в метаформе, включающей кроме атомов E и групп OH ещё атомы кислорода O, например E (OH)3 и EO (OH), E (OH)4 и EO (OH)2, E (OH)6 и EO2(OH)2.

Гидроксиды делят на две противоположные по химическим свойствам группы: кислотные и основные гидроксиды.

Кислотные гидроксиды содержат атомы водорода, которые могут замещаться на атомы металла при соблюдении правила стехиометрической валентности. Большинство кислотных гидроксидов находятся в метаформе, причём атомы водорода в формулах кислотных гидроксидов ставят на первое место, например, H2SO4, HNO3, H2CO3, а не SO2(OH)2, NO2(OH) и CO (OH)2. Общая формула кислотных гидроксидов — HxEOy, где электроотрицательную составляющую EOyx называют кислотным остатком. Если не все атомы водорода замещены на металл, то они остаются в составе кислотного остатка.

Названия распространённых кислотных гидроксидов состоят из двух слов: собственного названия с окончанием «ая» и группового слова «кислота». Степень окисления кислотообразующего элемента E обозначается суффиксом в названии кислоты:

• а) — н, ов, ев — для высшей и любой единственной степени окисления;
• б) — новат — для промежуточной степени окисления (+5);
• в) — овист илиист — для промежуточных степеней окисления (+3) или (+4);
• г) — новатист — для низшей положительной степени окисления (+1).

Например:

HIO4 — йодная кислота, т.к. степень окисления йода +7 — высшая (йод находится в седьмой группе Периодической системы);

HIO3 — йодноватая кислота;

HIO2 — йодистая кислота;

HIO — йодноватистая кислота.

Приведём формулы и собственные названия распространённых кислотных гидроксидов и их кислотных остатков (прочерк означает, что гидроксид не известен в свободном виде или в кислом водном растворе):

кислотный гидроксид кислотный остаток.

HAsO2 метамышьяковистая AsO2 метаарсенит.

H3AsO3 ортомышьяковистая AsO33 ортоарсенит.

H3AsO4 ортомышьяковая AsO43 ортоарсенат.

B4O72 тетраборат.

BiO3 висмутат.

HBrO бромноватистая BrO гипобромит.

HBrO3 бромноватая BrO3 бромат.

H2CO3 угольная CO32 карбонат.

HCO3 гидрокарбонат.

HClO хлорноватистая ClO гипохлорит.

HClO2 хлористая ClO2 хлорит.

HClO3 хлорноватая ClO3 хлорат.

HClO4 хлорная ClO4 перхлорат.

H2CrO4 хромовая CrO42 хромат.

HCrO4 гидрохромат.

H2Cr2O7 дихромовая Cr2O72 дихромат.

FeO42 феррат.

HIO3 иодноватая IO3 иодат.

HIO4 метаиодная IO4 периодат.

H5IO6 ортоиодная IO65 ортопериодат.

HMnO4 марганцовая MnO4 перманганат.

MnO42 манганат.

MoO42 молибдат.

HNO2 азотистая NO2 нитрит.

HNO3 азотная NO3 нитрат.

HPO3 метафосфорная PO3 метафосфат.

H3PO4 ортофосфорная PO43 ортофосфат.

HPO42 гидроортофосфат.

H2PO4 дигидроортофосфат.

H4P2O7 дифосфорная P2O74 дифосфат.

ReO4 перренат.

SO32 сульфит.

HSO3 гидросульфит.

H2SO4 серная SO42 сульфат.

HSO4 гидросульфат.

H2S2O7 дисерная S2O72 дисульфат.

H2SO3S тиосерная SO3S2 тиосульфат.

H2SeO3 селенистая SeO32 селенит.

H2SeO4 селеновая SeO42 селенат.

H2SiO3 метакремниевая SiO32 метасиликат.

H4SiO4 ортокремниевая SiO44 ортосиликат.

H2TeO3 теллуристая TeO32 теллурит.

H2TeO4 метателлуровая TeO42 метателлурит.

H6TeO6 ортотеллуровая TeO66 ортотеллурит.

VO3 метаванадат.

VO43 ортованадат.

WO42 вольфрамат Менее распространённые кислотные гидроксиды называют по номенклатурным правилам для комплексных соединений, например:

H4I2O9 — нонаоксодииодат (VII) водорода.

H2XeO4 — тетраоксоксенонат (VI) водорода.

H2(PHO3) — триоксогидрофосфат (III) водорода.

То же относится и к собственным названиям малоизвестных кислотных остатков:

IO42 тетраоксомолибдат (2) SO22 диоксосульфат (2).

MoO32 триоксомолибдат (IV) TeO52 пентаоксодителлурат (IV).

PoO32 триоксополонат (IV) XeO64 гексаоксоксенонат (VIII).

Названия кислотных остатков используют при построении названий солей.

Основные гидроксиды содержат гидроксидионы, которые могут замещаться на кислотные остатки при соблюдении правила стехиометрической валентности. Все основные гидроксиды находятся в ортоформе; их общая формула M (OH)n, где n=1 или 2 (реже 3 или 4) и Mn+ катион металла. Примеры формул и названий основных гидроксидов:

NaOH гидроксид натрия Ba (OH)2 гидроксид бария.

KOH гидроксид калия La (OH)3 гидроксид лантана (III).

Важнейшим химическим свойством основных и кислотных гидроксидов является взаимодействие их между собой с образованием соли (реакция солеобразования), например:

Ca (OH)2 + H2SO4 = CaSO4 + 2H2O.

Ca (OH)2 + 2H2SO4 = Ca (HSO4)2 + 2H2O.

2Ca (OH)2 + H2SO4 = Ca2SO4(OH)2 + 2H2O.

Соли — тип сложных веществ, в состав которых входят катионы Mn+ и кислотные остатки.

Соли с общей формулой Mx (EOy)n называют средними солями, а соли, содержащие кислотные остатки с незамещёнными атомами водорода, кислыми солями. Иногда соли содержат в своём составе также гидроксид или (и) оксидионы; такие соли называют основными солями. Примеры формул и названий солей:

Ca3(PO4)2 ортофосфат кальция.

Ca (H2PO4)2 дигидроортофосфат кальция.

CaHPO4 гидроортофосфат кальция.

CuCO3 карбонат меди (II).

Cu2CO3(OH)2 дигидроксидкарбонат димеди.

La (NO3)3 нитрат лантана (III).

Ti (NO3)2O оксиддинитрат титана Кислые и основные соли могут быть превращены в средние соли взаимодействием с соответствующим основным или кислотным гидроксидом, например:

Ca (HSO4)2 + Ca (OH)2 = 2CaSO4 + 2H2O.

Ca2SO4(OH)2 + H2SO4 = 2CaSO4 + 2 H2O.

Встречаются также соли, содержащие два разных катиона; их называют двойными солями, например:

KAl (SO4)2 — сульфат алюминиякалия.

CaMg (CO3)2 — карбонат магниякальция.