Гидроксиды. Кислоты: названия, графические формулы

Гидроксиды. Кислоты: названия, графические формулы
Кислоты - сложные вещества, молекулы которых состоят из атомов
водорода и кислотного остатка. Общая формула кислот H+nАn-.. ,где An- кислотный
остаток,
n - число
атомов
водорода, равное валентности
кислотного остатка.
Кислоты можно рассматривать как гидроксиды, отсоединившие
от
себя одну или несколько молекул воды, которую не может удерживать около
себя элемент, образующий гидроксид. Но кислоты могут и не содержать в
своем составе атомов кислорода, при этом сохраняя кислотные свойства
(например, HCl, HBr, HCN). Такие кислоты называют бескислородными.
Хотя такие соединения не являются гидроксидами, удобно рассмотреть их и
вместе «обычными», кислородсодержащими кислотами.
Например, формально формула гидроксида серы должна быть S(ОН)6,
что соответствует тригидрату оксида серы (VI) SO3∙3H2O. Но маленький
атом серы не способен удержать около себя столько гидроксильных групп,
поэтому две молекулы воды отделяются от гидроксида (см. рисунок), и
реальный гидроксид серы имеет формулу SO3 ∙ H2O = H2SO4. В такой
молекуле подвижными являются уже не гидроксильные группы, а атомы
водорода.
Более крупный атом неметалла (например, Te) способен удержать
около себя 6 гидроксильных групп. Реальный гидроксид теллура имеет
формулу Te(OH)6 = H6TeO6 и проявляет свойства кислоты.
OH
OH
HO
S
HO
HO
+ 2O
S
OH
HO
H
O
O
OH
Образование молекулы серной кислоты
H
Названия кислот производят от элемента, образующего кислоту.
Для бескислородных кислот по систематической номенклатуре к
названию элемента, образующего кислоту (или группы элементов, например,
СN - циан), добавляют суффикс «о» и слово «-водород» (в традиционной
номенклатуре словосочетание «-водородная кислота» )
Например, HF - фтороводород (фтороводородная кислота)
H2S - сероводород (сероводородная кислота
HCN - циановодород (циановодородная кислота).
Систематическое название кислородосодержащих кислот состоит из
двух частей: сначала называют анион в именительном падеже, в котором
первыми указывают атомы кислорода («-оксо-») с греческой приставкой,
обозначающей их количество, затем кислотообразующий элемент с
суффиксом «-ат », далее в скобках указывают степень окисления этого
элемента; затем называют катион (в нашем случае водород) в родительном
падеже. Например, H2SO4 - тетраоксосульфат (VI) водорода.
На практике систематические названия кислот используют редко,
гораздо чаще пользуются традиционными названиями, которые также
образуются от названия элемента, но зависят от его степени окисления. Если
элемент, образующий кислоту, находится в высшей степени окисления, то к
его названию добавляется окончание «-ная кислота» или «-вая кислота».
Например,
H2SO4 - серная
кислота,
HNO3 - азотная
кислота,
H2CrO4 - хромовая кислота.
Если элемент, образующий кислоту, находится в более низкой степени
окисления,
то
добавляется
окончание
«-истая
кислота».
Например,
H2SO3 - сернистая кислота, HNO2 - азотистая кислота.
По мере понижения степени окисления элемента, образующего
кислоту,
суффиксы
последовательности:
в
их
«-оватая»,
названии
«-истая»,
изменяются
в
«-оватистая».
следующей
Например,
кислородные кислоты хлора, содержащие этот элемент в различных степенях
окисления, имеют следующие названия:
HClO4 - хлорная кислота (СОCl = +VII, высшая)
HClO3 - хлорноватая кислота ( СOCl = +V)
HClO2 - хлористая кислота (COCl = +III)
HClO - хлорноватистая кислота (COCl = +I).
Если элемент в одной и той же СО образует несколько кислот, то в
этом случае
на одну молекулу оксида приходится разное количество
молекул воды.
Например, P2O5 ∙ 3H2O = 2H3PO4 - ортофосфорная кислота
P2O5 ∙ H2O = 2HPO3 - метафосфорная кислота.
Кислота, содержащая наименьшее число атомов кислорода на один
атом элемента (т.е. меньшее число молекул воды на молекулу оксида), имеет
приставку
«мета-»,
а
кислота
с
наибольшим
числом
атомов
кислорода - приставку «орто-», соответственно.
Традиционные названия кислот и их анионов необходимо запомнить,
чтобы правильно составлять названия солей соответствующих кислот.
На рисунке приведены графические формулы кислот. Из рисунка
видно, что в кислородосодержащих кислотах атомы водорода связаны с
элементом Э, образующим кислоту, через кислород, как в гидроксидах, но
связь Н – О является менее прочной, чем связь О – Э.
H O
H C
C O
N
H O
O
O
H O
P
O
H3PO4–
HPO3–
циановодородная угольная
ортофосфорная
метафосфорная
кислота
кислота
кислота
HCN–
H2CO3–
H O
H O P
H O
кислота
Графические формулы кислот
Названия важнейших кислот и их анионов
Формула
кислоты
HF
Название кислоты
HBr
Фтороводородная
(плавиковая)
Хлороводородная
(соляная)
Бромоводородная
HI
Иодоводородная
HCl
Угольная
H2CO3
Уксусная
CH3COOH
Щавелевая
H2C2O4
Метакремниевая
H2SiO3↓
Ортокремниевая
H4SiO4↓
Азотная
HNO3
Азотистая
HNO2
Метафосфорная
HPO3
Ортофосфорная
H3PO4
Сероводородная
H2S
Серная
H2SO4
Сернистая
H2SO3
Тиосерная
H2S2O3
Пиросерная (дисерная)
H2S2O7
Пероксодисерная
H2S2O8
Хлорная
HClO4
Хлорноватая
HClO3
Хлористая
HClO2
Хлорноватистая
HClO
Циановодородная
HCN
(синильная)
Роданистоводородная
HSCN
(тиоциановая)
Формула
аниона
F-
Название аниона
Cl-
Хлорид
Br-
Бромид
I-
Иодид
CO32СН3COOC2O4 2SiO32SiO44NO3NO2PO3PO43S2SO42SO32S2O3 2S2O7 2S2O82ClO4ClO3ClO2ClOCN-
Карбонат
Ацетат
Оксалат
Метасиликат
Ортосиликат
Нитрат
Нитрит
Метафосфат
Ортофосфат
Сульфид
Сульфат
Сульфит
Тиосульфат
Пиросульфат
Пероксодисульфат
Перхлорат
Хлорат
Хлорит
Гипохлорит
Цианид
SCN-
Роданид
Фторид