Правила класифікації неорганічних речовин та алгоритми складання формул оксидів, кислот, основ і солей за валентністю.

• ← Назад до змісту довідника

1. Основи

Четвертим найважливішим класом неорганічних сполук є основи. Кожна основа складається з атома металу та однієї чи кількох гідроксогруп $-\mathrm{OH}$:

Типові представники класу:
$\mathrm{NaOH}, \quad \mathrm{KOH}, \quad \mathrm{LiOH}, \quad \mathrm{Ca(OH)_2}, \quad \mathrm{Al(OH)_3}, \quad \mathrm{Zn(OH)_2}$

Для прочищення засмічених каналізаційних труб використовують спеціальні побутові засоби. Їхньою головною діючою речовиною є луги (розчинні у воді основи), які ефективно розчиняють жир та органічні засмічення.

💡 Головний маркер основ
Формула основи завжди починається з металу і закінчується атомом Гідрогену $\mathrm{H}$ у складі комбінації $\mathrm{OH}$.

⚠️ Не плутайте: якщо сполука містить Оксиген, але не містить Гідрогену — це оксид. Якщо Гідроген стоїть на початку формули — це кислота.

Класифікація основ за розчинністю у воді

• Розчинні у воді основи (луги): у таблиці розчинності на перетині стоїть літера «Р» ($\mathrm{NaOH}$, $\mathrm{KOH}$, $\mathrm{LiOH}$, $\mathrm{Ca(OH)_2}$, $\mathrm{Ba(OH)_2}$).
• Нерозчинні у воді основи: у таблиці розчинності стоїть літера «Н» ($\mathrm{Cu(OH)_2}$, $\mathrm{Mg(OH)_2}$, $\mathrm{Al(OH)_3}$, $\mathrm{Fe(OH)_2}$, $\mathrm{Fe(OH)_3}$, $\mathrm{Zn(OH)_2}$).

Номенклатура основ

Групу $-\mathrm{OH}$ називають гідроксогрупою, тому назви всіх основ починаються зі слова «гідроксид» + назва металу в родовому відмінку:

• Постійна валентність металу — валентність у назві не вказують:
  • $\mathrm{NaOH}$ — гідроксид натрію;
  • $\mathrm{KOH}$ — гідроксид калію;
  • $\mathrm{Ca(OH)_2}$ — гідроксид кальцію.
• Змінна валентність металу — валентність обов’язково вказують римськими цифрами в дужках:
  • $\mathrm{Cu(OH)_2}$ — гідроксид купруму(II) (бо у Купруму буває також валентність $\mathrm{I}$);
  • $\mathrm{Fe(OH)_3}$ — гідроксид феруму(III) (бо у Феруму буває також валентність $\mathrm{II}$).

Складання формул основ за валентністю

Гідроксогрупа $-\mathrm{OH}$ завжди має сталу валентність $\mathrm{I}$.

Правило формули основи
Кількість гідроксогруп $\mathrm{OH}$ чисельно дорівнює валентності металу:

валентність $\mathrm{I}$ — пишемо одну групу $\mathrm{OH}$ без дужок:

$\overset{\mathrm{I}}{\mathrm{K}}\overset{\mathrm{I}}{\mathrm{OH}}$, отримуємо $\mathbf{KOH}$;

валентність $\mathrm{II}$ — беремо дві групи $\mathrm{OH}$ у дужки:

$\overset{\mathrm{II}}{\mathrm{Ca}}(\overset{\mathrm{I}}{\mathrm{OH}})_2$, отримуємо $\mathbf{Ca(OH)_2}$;

валентність $\mathrm{III}$ — беремо три групи $\mathrm{OH}$ у дужки:

$\overset{\mathrm{III}}{\mathrm{Al}}(\overset{\mathrm{I}}{\mathrm{OH}})_3$, отримуємо $\mathbf{Al(OH)_3}$.

2. Основні класи неорганічних сполук

Для швидкого розпізнавання чотирьох класів неорганічних сполук використовуйте прості візуальні маркери:

1. Оксиди — лише 2 елементи, і один із них обов’язково Оксиген: $\mathrm{CO_2}$, $\mathrm{Na_2O}$, $\mathrm{Al_2O_3}$. (Якщо у формулі 3 елементи — це не оксид!)
2. Кислоти — завжди починаються з атома Гідрогену $\mathrm{H}$: $\mathrm{HCl}$, $\mathrm{H_2SO_4}$, $\mathrm{HNO_3}$.
3. Основи — метал + група $\mathrm{OH}$ наприкінці: $\mathrm{NaOH}$, $\mathrm{KOH}$, $\mathrm{Ca(OH)_2}$.
4. Солі — метал + кислотний залишок: $\mathrm{NaCl}$, $\mathrm{BaSO_4}$, $\mathrm{Cu(NO_3)_2}$.

Експрес-класифікація та назви сполук

3. Формули основних класів неорганічних сполук

Складання хімічної формули за назвою речовини базується на валентності.

💡 Як швидко знаходити валентність:
• За номером групи періодичної системи: діє лише для елементів I, II та III головних підгруп ($\overset{\mathrm{I}}{\mathrm{Na}}$, $\overset{\mathrm{II}}{\mathrm{Ca}}$, $\overset{\mathrm{III}}{\mathrm{Al}}$).
• За таблицею розчинності: заряд катіона металу показує його валентність (заряд $\mathrm{Ba^{2+}}$ відповідає валентності $\mathrm{II}$, заряд $\mathrm{Mg^{2+}}$ — валентності $\mathrm{II}$), а заряд кислотного аніона — валентності кислотного залишку (заряд $\mathrm{PO_4^{3-}}$ відповідає валентності $\mathrm{III}$, заряд $\mathrm{SO_4^{2-}}$ — валентності $\mathrm{II}$).
• Змінна валентність: завжди вказана в назві римськими цифрами у дужках (наприклад, феруму(III) означає валентність $\mathrm{III}$).

Універсальний алгоритм складання формули

1. Записати складові: елементи поруч, групу $\mathrm{OH}$ або кислотний залишок (наприклад, $\mathrm{Al\ O}$, $\mathrm{Fe\ SO_4}$, $\mathrm{Ba\ NO_3}$).
2. Проставити валентності: над кожною частиною ($\overset{\mathrm{III}}{\mathrm{Al}}\overset{\mathrm{II}}{\mathrm{O}}$, $\overset{\mathrm{III}}{\mathrm{Fe}}\overset{\mathrm{II}}{\mathrm{SO_4}}$, $\overset{\mathrm{II}}{\mathrm{Ba}}\overset{\mathrm{I}}{\mathrm{NO_3}}$).
3. Знести індекси навхрест:
   • якщо валентності однакові — індекси не потрібні ($\overset{\mathrm{II}}{\mathrm{Mg}}\overset{\mathrm{II}}{\mathrm{O}} \to \mathbf{MgO}$, $\overset{\mathrm{I}}{\mathrm{K}}\overset{\mathrm{I}}{\mathrm{OH}} \to \mathbf{KOH}$);
   • якщо індекс $1$ — його не записують ($\mathrm{Li_2CO_3}$);
   • якщо індекс біля групи $\mathrm{OH}$ чи кислотного залишку більший за $1$ — групу беруть у дужки: $\mathbf{Fe(OH)_2}$, $\mathbf{Ba(NO_3)_2}$, $\mathbf{Fe_2(SO_4)_3}$. (⚠️ Змінювати цифри всередині самого кислотного залишку заборонено!)

Практикум складання формул

Завдання для самоконтролю (Домашнє завдання)

Завдання 1. Укажіть, до якого класу сполук належать речовини, та назвіть їх:

Завдання 2. Напишіть формулу речовини за її назвою та вкажіть, до якого класу сполук вона належить:

• ← Назад до змісту довідника