Гидроксиды

Автор текста Анисимова Е.С. Из курса лекций по биохимии

Г и д р о к с и д ы . Н и О.
Гидр – это Н, окси – это О.
Гидроксиды – это соединения (неорганические) с Н и О: основания и кислоты
(если они содержат О, то есть все кислоты, кроме бескислородных).
Гидроксид образуется из воды и оксида (оксид + вода = гидроксид).
Если от гидроксида может отделяться Н+ (протон), то это кислота.
Если от гидроксида может отделяться ОН– (гидроксильный анион), то это щёлочь.
Протоны в растворе дают ему кислую «реакцию», а гидроксильные анионы – щелочную.
Если смешать кислоту и щёлочь, то Н+ и ОН- соединятся, дав НОН (воду) и дав нейтральную реакцию –
поэтому реакции между кислотой и щёлочью называются реакциями нейтрализации.

1. Элемент + О = оксид.
(Кроме фтора – его соединения с О называются не оксидами фтора, а фторидами кислорода).
В оксидах СО кислорода равна минус 2. А если СО (-1), то это пероксид. Бывают и надпероксиды.
2. Оксид (солеобразующий) + вода = гидроксид (гидрат)
Гидроксид – не синоним основания! Если оксид не превращается в гидроксид – его называют несолеобразующим или безразличным.
3. Гидроксид (кислотный) + гидроксид (основный) = соль. Это реакция нейтрализации.
4. Оксид + оксид = соль.
Если характер оксидов разный: один кислотный, а другой – основный.
5. Оксид + гидроксид = соль.
Если характер оксида и гидроксида разный: один кислотный, а другой основный.
6. ОснОвными являются оксиды и гидроксиды металлов 1 и 2 группы
и д-элементов в низких СО (хром +2).
7. Кислотными являются оксиды и гидроксиды неметаллов
и д-элементов в высоких степенях окисления (хром +6).
8. Остальные оксиды и гидроксиды могут быть и кислотами, и основаниями,
то есть являются амфотерными (двойственными) соединениями.
Они реагируют как кислоты с основаниями (или основными оксидами)
и как основания с кислотами (или кислотными оксидами).
9. Амфотерными являются оксиды и гидроксиды элементов
на границе металлов и неметаллов: Al, Zn, Fe, Pb, а также д-элементов в средних СО (хром +3).

10. Неметаллами считаются элементы от бора до астата. (по диагонали)
11. Элементы от бора и по диагонали до астата,
а также элементы справа от них (кроме благородных газов 8 группы) – неметаллы.
12. Элементы 1 и 2 группы – металлы. Но Ве слабый металл, отличается от других.
13. Al, Zn, Fe, Pb часто проявляют свойства и металлов, и неметаллов.
То есть они имеют двойственные свойства – являются амфотерными элементами.
Это значит, что их оксиды и гидроксиды реагируют с основаниями как кислотные,
а с кислотами – как оснОвные.
14. Остальные элементы – переходные (д) элементы с переменными степенями окисления (СО):
- в низких СО они ведут себя как металлы
(дают основные оксиды и гидроксиды),
- в высоких СО – как неметаллы
(дают кислотные оксиды и гидроксиды),
 - а в средних СО – как амфотерные
(дают оксиды и гидроксиды, которые с кислотами реагируют как основные,
а с основаниями – как кислотные).

15. Неметаллы + О = кислотные оксиды.
16. Кислотные оксиды + вода = гидроксиды-кислоты.
17. Металлы + О = основные оксиды.
18. Основные оксиды + вода = гидроксиды-основания.
19. Если основание растворимо в воде – это щёлочь.
20. Щелочами являются гидроксиды активных металлов – 1 и 2 группы (от натрия и ниже, от кальция и ниже).
21. Гидроксиды оксидов неметаллов содержат атомы О – поэтому такие кислоты являются кислород-содержащими. Пример – серная кислота.
22. Если в кислоте нет атомов О – это бескислородная кислота. Пример – соляная кислота НCl
23. Если оксид не соединяется с водой, не даёт гидроксидов и солей – это несолеобразующий (безразличный) оксид. Примеры – СО, NO.
24. Оксиды неметаллов (кроме благородных газов) дают кислотные оксиды и кислотные гидроксиды (кислоты). И несолеобразующие оксиды.
25. Оксиды металлов дают оснОвные оксиды и осОвные гидроксиды (основания).

26. Соединение кислотного оксида и основного оксида даёт соль:
соединение металла, неметалла и кислорода.
27. Реакция кислоты и основания тоже даёт соль (и воду). Это реакция нейтрализации.
28. Основный оксид + кислота = соль.
29. Кислотный оксид + основание = соль.
30. Металл + неметалл = соль. Кальций и хлор – хлорид кальция.
31. В кислотах атомы Н пишут в начале, а атомы О в конце: HClO.
32. В основаниях атомы ОН пишут после металла: КОН.
33. Часть молекулы кислоты без атомов Н называют кислотным остатком.
34. Часть молекулы щёлочи без ОН-аниона – это катион металла.

Среда и рН
35. От (растворимых) кислот могут отделяться ядра атомов водорода (обозначаются как Н+ и называются протонами или ионами водорода) и переходить в раствор.
36. От (растворимых) оснований (щелочей) могут отделяться ОН-атомы с электроном (обозначаются как ОН– и называются гидроксильными анионами).
37. В растворах без кислот и щелочей содержание протонов и гидроксильных анионов равное, а среда считается нейтральной.
38. В растворах кислот есть избыток протонов: это называют кислой реакцией раствора.
39. В растворах щелочей есть избыток ОН–: это называют щелочной реакцией.
40. При смешивании кислоты и щелочи в нужных количествах содержание протонов и гидроксильных ионов равное, а среда нейтральная.
41. Среда выражается в показателе рН (водородный показатель).
42. В кислой среде рН меньше 7.
43. В щелочной среде рН больше 7.
44. В нейтральной среде рН равен 7.
Соли
45. Напоминание. Щёлочи в воде распадаются на катион металла и ОН-анион.
46. Кислоты в воде (растворимые) распадаются на протон и кислотный анион.
47. При смешении в воде кислоты и основания образуется смесь из катиона металла, кислотного остатка, протона и ОН-аниона.
48. Протон и ОН-анион соединяются, образуя НОН (воду).
49. Катион металла и кислотный анион при соединении между собой образуют соль.
50. Образование соли и воды при реакции между кислотой и основанием называется реакцией нейтрализации.
51. Соли, образованные и состоящие только из катиона металла и кислотного аниона, называют средними.
52. Соли (средние, растворимые) в воде распадаются (диссоциируют) на катионы металлов и кислотные анионы.
53. Если в соли есть, кроме катиона металла и кислотного аниона, ещё и Н+, то такая соль называется кислой.
54. Если в соли есть, кроме катиона металла и кислотного аниона, ещё и ОН-анион, то такая соль называется оснОвной.
55. Если в соли катионы не одного металла, а разны двух, то соль называют двойной.
56. Если в состав соли вошли два кислотных аниона – соль называют смешанной солью.
57. При растворении в воде разных кислот, солей и щелочей образуется смесь ионов, которые могут соединяться в новых сочетаниях..
58. Такие реакции, в которых происходит обмен ионами между веществами, называют реакциями ионного обмена.
59. Если в растворе есть избыток кислоты, то в состав соли могут войти протоны (Н+). Такие соли называют кислыми.
60. При растворении кислых солей в растворе появляются не только катион металла и кислотный анион, но и протоны.
61. Если в растворе кислоты и щёлочи есть избыток щёлочи, то в состав соли могут войти ОН-анионы, сделав соль оснОвной солью.
62. При растворении основных солей в растворе появляются не только катион металла и кислотный анион, но и ОН-анион.
63. Если водород кислоты заменить на атом металла – получится соль.
64. Соли можно рассматривать как продукт вытеснения водорода металлом.
65. Вытеснять водород из кислот могут только те металлы, которые стоят левее водорода в ряду напряжений металлов. То есть более активные восстановители.
66. Реакция между металлом и кислотой относится к реакциям замещения («вытеснения»).
67. При вытеснении водорода металлом из кислоты: водород выделяется в виде молекулярного водорода – Н2.
68. Металл можно «вытеснить» из соли более «сильным» металлом – то есть стоящим левее в ряду напряжений металлов (то есть более сильным восстановителем). Тогда получится другая соль.
Диссоциация
69. Некоторые соли, кислоты и щёлочи могут растворяться в воде. Они растворимые.
70. При растворении в воде кислоты, щёлочи и соли (растворимые) распадаются на ионы: катионы и анионы.
71. Распад на ионы называется диссоциацией.
72. Катионами являются ионы водорода (протоны) или ионы металлов.
73. Анионами являются гидроксильные анионы (ОН-) или кислотные остатки.
74. Кислоты в воде распадаются на ион водорода (протон) и анион кислотного остатка.
75. Основания в воде (щёлочи) распадаются на катион металла и анион ОН-.
76. Соли в воде распадаются (диссоциируют) на катион металла и анион кислотного остатка.
77. Растворы (и расплавы) кислот, солей и щелочей содержат ионы.
78. Поток заряженных частиц (электронов или ионов) называется электрическим током.
79. Из-за наличия ионов (и из-за того, что ионы имеют заряд) растворы растворимых кислот, щелочей и солей могут проводить электрический ток.
80. Растворы кислот, щёлочей и солей называют электролитами.
81. Электролитами называют вещества, растворы которых проводят электрический ток.
82. Распад молекулы кислоты на протоны и кислотный анион (отделение протонов от кислотного аниона) называют (электролитической) диссоциацией кислоты.
83. Распад молекулы щёлочи на катион металла и гидроксильный анион (отделение ОН-анионов от катиона металла) называют электролитической диссоциацией щёлочи.
84. Электролитическая диссоциация электролита – процесс обратимый.
85. Катион и анион электролита могут воссоединиться – ассоциировать.
Структура, строение и связи
86. Соли и щёлочи обычно твёрдые вещества с кристаллическим строением.
87. В узлах кристаллических решёток солей и щелочей – ионы (катионы металлов, кислотные анионы, гидроксильные анионы).
88. В узлах решёток кислот – молекулы кислот. Это вещества молекулярного строения.
89. Связи между ионами солей и щелочей – ионные.
90. Связи между атомами в молекулах кислот – ковалентные полярные.
91. Связи между молекулами кислот (узлами решёток) – водородные.