Хімія. 8 клас. Ярошенко

§ 43. Генетичні зв’язки між простими речовинами й основними класами неорганічних сполук

Вивчення параграфа допоможе вам:

  • розширити знання з хімії поняттям про генетичні ряди;
  • установлювати генетичні зв'язки між простими та складними речовинами, основними класами неорганічних сполук;
  • удосконалювати вміння працювати з інформацією, поданою у вигляді схем.

ГЕНЕТИЧНІ РЯДИ. Відтепер вам відома різноманітність класів неорганічних сполук, яку можна представити поданою схемою 18.

Схема 18. Класи неорганічних сполук

Під час вивчення властивостей речовин ви з'ясували, що за допомогою відповідних хімічних реакцій із речовин одного класу можна добувати речовини інших класів. Такі взаємоперетворення дістали назву генетичних рядів.

У перекладі з грецької генетичний означає — такий, що стосується походження, вивчає розвиток чого-небудь.

Розглядаючи хімічні властивості сполук різних класів, можна простежити, як вони пов'язані між собою походженням, тобто скласти генетичні ряди, в яких простежується споріднений зв'язок між класами неорганічних сполук конкретного металу чи неметалу.

Генетичний зв'язок — це зв'язок між речовинами різних класів, що ґрунтується на взаємоперетворенні речовин і показує походження одних речовин від інших.

Знання генетичних зв'язків пояснює різноманітність класів неорганічних сполук і речовин у природі, відкриває перед ученими перспективи створення нових речовин.

Було давно помічено, що речовини, які беруть свій початок від простих речовин — металів, суттєво відрізняються за властивостями від речовин, що беруть початок від простих речовин — неметалів. Тому розрізняють два генетичні ряди: генетичний ряд металів та генетичний ряд неметалів.

ГЕНЕТИЧНИЙ РЯД МЕТАЛІВ. Генетичні зв'язки металу та його сполук можна представити в поданому вигляді.

МЕТАЛ → основний оксид → основа (луг) → сіль

Іони металічного елемента, що започатковує генетичний ряд, наявний в усіх його складних речовинах.

Са →1 СаО →2 Са(ОН)23 СаСl2

1) 2Ca + O2 = 2CaO

2) CaO + H2O = Са(ОН)2

3) Са(ОН)2 + 2HCl = СаСl2 + 2H2O

Як вам відомо, нерозчинну основу не можна добути з оксиду, піддавши його взаємодії з водою. Тому генетичний зв'язок ускладнюється на одну ланку.

МЕТАЛ → основний оксид → сіль → основа → інша сіль

Для міді та сполук Купруму він має поданий вигляд.

Cu →1 СuО →2 CuSO43 Сu(ОН)24 СuСl2

1) 2Cu + O2 = 2CuO

2) CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O

3) CuSO4 + 2KOH = Сu(ОН)2↓ + K2SO4

4) Сu(ОН)2 + 2HCl = CuCl2 + 2H2O

Проте необов'язково, щоб з утворенням солі генетичний ряд завершувався. Його можна продовжити і, зокрема, у зворотному напрямі.

Cu →1 СuО →2 СuSО43 Сu(ОН)2 4 CuCl25 Сu(ОН)26 СuО →7 Cu

У цьому генетичному ряді перші чотири дії аналогічні розглянутим вище, а решта є новими.

5) CuCl2 + 2NaOH = Cu(OH)2 + 2NaCl

6) Сu(ОН)2 =t°C СuО + H2O

7) СuО + H2 =t°C Cu + H2O

Остання дія вказує на те, що існують реакції, за допомогою яких можна вилучити метал з його оксиду і в такий спосіб добути просту речовину.

ГЕНЕТИЧНИЙ РЯД НЕМЕТАЛІВ. Генетичний ряд неметалів вибудовується за тим самим принципом, що й металів, лише гідрат оксиду в ньому не основа, а кислота.

НЕМЕТАЛ → кислотний оксид → кислота → сіль

Розглянемо генетичний ряд неметалів на прикладі сірки.

S →1 SO22 H2SO33 K2SO3

1) S + O2 = SO2

2) H2O + SO2 = H2SO3

3) 2КОН + H2SO3 = K2SO3 + 2H2O

Отже, ви ознайомилися з типовими варіантами генетичних рядів металів і неметалів.

ГЕНЕТИЧНІ ЗВ'ЯЗКИ МІЖ ОСНОВНИМИ КЛАСАМИ НЕОРГАНІЧНИХ СПОЛУК. Зв'язки простежуються не лише в межах генетичного ряду, а й між генетичними рядами металів і неметалів, про що свідчить узагальнювальна схема 19, подана на наступній сторінці.

Схема 19. Схема генетичних зв'язків металів і неметалів та сполук їхніх елементів

Хімія — це життя: сторінка природодослідника

Завдання. Розробіть план виконання дослідів на підтвердження генетичного ряду фосфору.

Дія 1. Складіть схему, що відображає генетичний ряд фосфору, використовуючи формули та назви речовин.

Дія 2. Доберіть речовини, необхідні для здійснення перетворень за складеною вами в завданні 1 схемою.

Дія 3. Запишіть рівняння реакцій відповідно до складеної схеми.

Стисло про основне

• Генетичний зв'язок класів неорганічних сполук — це зв'язок, що розкриває здатність одних речовин перетворюватися на інші та доводить єдність їх походження.

• Генетичний ряд металів вибудовується на основі одного й того самого металічного елемента в зазначеній послідовності:

МЕТАЛ → основний оксид → основа → сіль

• Генетичний ряд неметалів вибудовується на основі одного й того самого неметалічного елемента в зазначеній послідовності:

НЕМЕТАЛ → кислотний оксид → кислота → сіль

• Між класами сполук наявний генетичний зв'язок: з речовин одного класу можна добути речовини інших класів.

Сторінка ерудита

У параграфі подано генетичні ряди лінійної будови. Проте різноманітність речовин та їхніх властивостей дає змогу будувати розгалужені генетичні ряди. Такі ряди розкривають генетичні зв'язки між основними класами неорганічних сполук. Розглянемо це на конкретних прикладах.

Приклад 1. Генетичні зв'язки металу та сполук металічного елемента.

Приклад 2. Генетичні зв'язки неметалу та сполук неметалічного елемента.

Застосовуємо

167. Знайдіть і виправте помилку у схемі генетичного ряду неметалу.

НЕМЕТАЛ → оксид неметалічного елемента → основа → сіль

168. Доповніть генетичний ряд силіцію, що дає змогу добути із оксиду кислоту.

силіцій → силіцій(IV) оксид → ? → силікатна кислота

Напишіть рівняння відповідних реакцій.

169. Із наведених формул речовин побудуйте генетичні ряди:

  • а) Li2O, Li, LiOH, Li3PO4;
  • б) MgSO4, Mg, Mg(OH)2, MgO.

Напишіть рівняння хімічних реакцій за побудованими генетичними рядами. Зазначте типи хімічних реакцій та назви продуктів реакції.

170. Напишіть рівняння реакцій до прикладів 1 і 2 з рубрики «Сторінка ерудита».

171. Складіть самостійно схему генетичних зв'язків основних класів сполук для конкретного металу чи неметалу.