Текстовый материал для учащихся

Материал для учащихся
по теме «В загадочном мире волшебных камней»
8 класс.
К настоящему времени известно около 500000 неорганических веществ,
которые в зависимости от состава подразделяются на простые и сложные
вещества. Простые вещества (их всего около 400),в свою очередь, делятся на
металлы (литий, натрий, калий, магний, кальций, алюминий, медь, серебро,
золото, цинк, ртуть, титан, ванадий, хром, вольфрам, марганец, железо,
кобальт, никель, платина и многие другие) и неметаллы (водород, бор,
углерод, кремний, азот, фосфор, кислород, сера, фтор, хлор, бром, иод, гелий,
неон и некоторые другие).
При комнатной температуре (200С) все металлы, за исключением ртути,
твердые вещества. Они хорошо проводят тепло и электрический ток, имеют
характерный металлический блеск. Большинство металлов вытесняют водород
из кислот, а наиболее активные – и из воды.
Среди неметаллов есть газы, жидкости и твердые вещества.
Большинство неметаллов не имеют металлического блеска, не проводят тепло
и электрический ток.
Некоторые простые вещества по внешнему виду напоминают металлы
(например, имеют металлический блеск), а по некоторым свойствам
(хрупкость, плохая теплопроводность) – неметаллы. Их иногда называют
металлоидами. Часто они являются полупроводниками. К числу металлоидов
относят галлий, германий, мышьяк, сурьму, селен, теллур.
Сложные неорганические вещества подразделяют на оксиды, кислоты,
основания и соли (схема 1).
Оксиды – это бинарные соединения, в состав которых обязательно
входит кислород. Большинство оксидов реагируют либо с кислотами, либо с
щелочами с образованием соли и воды. Оксиды, реагирующие с щелочами,
называют кислотными оксидами. Любому кислотному оксиду соответствует
кислота, которую в большинстве случаев можно получить взаимодействием
оксида с водой. Оксиды, реагирующие с кислотами, называют основными, так
как каждому такому оксиду соответствует основание.
Основания
состоят
из
атомов
металла,
соединенных
с
гидроксогруппами. Число гидроксогрупп в составе основания равно
валентности металла. Растворимые основания называют щелочами. Их
растворы едки и мылки на ощупь, они изменяют окраску индикаторов.
Щелочи можно получить при взаимодействии активного металла или его
оксида с водой. Все основания вступают в реакцию с кислотами (реакция
нейтрализации), а щелочи еще и с кислотными оксидами, а в случае
выпадения осадка – и с растворами солей.
Кислоты состоят из атомов водорода, способных замещаться нам
металл, и кислотных остатков. Кислоты имеют кислый вкус, изменяют
окраску индикаторов, реагируют с активными металлами, основными
оксидами и основаниями. Все эти реакции приводят к образованию солей. В
определенных случаях кислоты реагируют с солями.
Соли состоят из атомов металла и кислотных остатков, их можно
рассматривать как продукт замещения водорода кислоты на металл или
гидроксогрупп основания на кислотный остаток. Соли вступают в реакции
замещения: более активный металл вытесняет менее активные из растворов
солей. Наиболее важное свойство солей – их способность вступать в реакции
обмена с другими солями, растворами кислот и щелочей. Реакции обмена
протекают, если в результате образуется осадок, газ или вода.
Схема1.
Вещества различных классов генетически взаимосвязаны. Зная, к какому
классу относится данное вещество, можно заранее предсказать его свойства и
некоторые области применения.
Первую в химии классификацию элементов и их соединений дал
великий шведский ученый Йенс Берцелиус.
Минерал — это природное соединение химических элементов, образовавшееся
естественным путем, без вмешательства человека. Это своего рода здание,
построенное из определенных кирпичиков в различных количествах, но не
беспорядочная куча этих кирпичей, а именно постройка по определенным
законам природы. Но мы хорошо можем понять, что из одних и тех же
кирпичей, даже взятых в одном и том же количестве, можно построить разные
здания. Так, один и тот же минерал может в природе встречаться в самых
различных видах, хотя по существу он остается всё тем же химическим
соединением.
Таблица. Классификация минералов по химическому составу с формулами
№ Название класса
1 Самородные
элементы
2
Сульфиды
(синонимы
названий:
Хим. состав
Металлы и
неметаллы
Соединение
металлов с
серой,
мышьяком и
др.
с металлическим
блеском желтые –
колчеданы;
с металлическим
блеском серые –
блески;
с неметаллическим
блеском – обманки)
3
Галоиды
(галогениды)
Соединение
металлов с
галогенами
4
Оксиды и
гидроксиды
Соединение
металлов и
полуметаллов
с кислородом
Представители
Золото
Серебро
Платина
Медь
Мышьяк
Алмаз
Формулы
Au
Ag
Pt
Cu
As
С
Графит
Сера
С
S8
Халькозин
Галенит
Сфалерит
Cu2S
PbS
ZnS
Киноварь
HgS
Халькопирит
CuFeS2
Пентландит
(Ni,Fe)9S8
Пирит
Марказит
Арсенопирит
Кобальтин
Реальгар
Антимонит
Аурипигмент
Никелин
Молибденит
Ковеллин
FeS2
FeS2
FeAsS
CoAsS
As4S4
Sb2S3
As2S3
NiAs
MoS2
CuS
Флюорит
Галит
Сильвин
Карналлит
Лед
Куприт
Корунд
Гематит
Ильменит
Шпинель
Хромит
Магнетит
Рутил
Касситерит
Пиролюзит
CaF2
NaCl
KCl
KMgCl36H2O
H2O
Cu2O
Al2O3
Fe2O3
FeTiO3
MgAl2O4
FeCr2O4
FeFe2O4
TiO2
SnO2
MnO2
5
Манганит
Псиломелан
Колумбит
Танталит
Вольфрамит
Брусит
Гидраргиллит
Диаспор
Гётит
Гидрогётит
Кварц
Опал
MnO(OH)
BaMn2+Mn94+O203H2O
(Fe,Mn)Nb2O6
(Fe,Mn)Ta2O6
(Fe,Mn)WO4
Mn(OH)2
Al(OH)3
AlOOH
FeOOH
FeOOHnH2O
SiO2
SiO2nH2O
Оливин
Циркон
Гранаты:
Гроссуляр
Андрадит
Уваровит
Альмандин
Спессартин
Пироп
Титанит (сфен)
Топаз
Дистен
Ставролит
Каламин
Везувиан
Эпидот
Берилл
Кордиерит
Турмалины:
Шерл
Дравит
Эльбаит
Диоптаз
Эвдиалит
Пироксены:
Энстатит
Гиперстен
Диопсид
Геденбергит
Авгит
Эгирин
Жадеит
Сподумен
Пироксеноиды:
Волластонит
Родонит
(Fe,Mg)2[SiO4]
Zr[SiO4]
Силикаты и
Соли
алюмосиликаты: кремниевой
кислоты
Островные
силикаты
Цепочечные
силикаты
Ca3Al2[SiO4]3
Ca3Fe2[SiO4]3
Ca3Cr2[SiO4]3
Fe3Al2[SiO4]3
Mn3Al2[SiO4]3
Mg3Al2[SiO4]
CaTi[SiO4]O
Al2[SiO4](Fe,OH)2
Al2[SiO4]O
FeAl4[SiO4]2O2
Zn[Si2O7](OH)2H2O
Ca10(Mg,Fe)2Al4[SiO4]5[Si2O7]2(OH)4
Ca2(Fe,Al)Al2[SiO4][Si2O7]O(OH)
Be3Al2[Si6O18]
(Mg,Fe)2Al2[SiAlO18]
(Na,Ca)Fe3(Al,Fe)6[Si6O18][BO3]3(OH,F)4
NaMg3(Al,Fe)6[Si6O18][BO3]3(OH,F)4
Na(Li,Al)3Al6[Si6O18][BO3]3(OH,F)
Cu6[Si6O18] 6H2O
(Na,Ca)9(Zr,Ti,Mn)[Si3O9][Si9O24](OH)3
Mg2[Si2O6]
(Mg,Fe)2[Si2O6]
CaMg[Si2O6]
CaFe[Si2O6]
(Ca,Na)(Mg,Fe2+,Fe3+,Al)[(Si,Al)2O6]
NaFe3+[Si2O6]
NaAl[Si2O6]
LiAl[Si2O6]
Ca3[Si3O9]
CaMn4[Si5O15]
Амфиболы:
Тремолит
Актинолит
Роговая
обманка
Арфведсонит
Силикаты и
алюмосиликаты
слоистой
структуры
Глаукофан
Рибекит
Астрофиллит
Серпентин
Каолинит
Галлуазит
Тальк
Пирофиллит
Слюды:
Ca2Mn5[Si4O11]2(OH)2
Ca2Fe5[Si4O11]2(OH)2
(Ca,Na)(Mg,Fe)4(Al,Fe)[(Si,Al)4O11]2(OH)
2
Na(Ca,Na)(Fe2+,Mg2+,Fe3+,Al2+)
[(Al,Si)4O11]2(OH,F)2
NaNaMg2Al2 [Si4O11]2(OH,F)2
NaNaFe22+Fe23+ [Si4O11]2(OH,F)2
K3(Fe,Mn)7Ti2 [Si4O12]O2(OH)5
Mg6[Si4O10](OH)8
Al4[Si4O10](OH)8
Al4[Si4O10](OH)84H2O
Mg3[Si4O10](OH)2
Al2[Si4O10](OH)2
Мусковит
Флогопит
Биотит
KAl2[Si3AlO10](OH,F)2
KMg3[Si3AlO10](OH,F)2
K(Fe,Mg)3[Si3AlO10](OH,F)2
Лепидолит
Гидрослюды:
KLi1.5Al1.5 [Si3AlO10](OH,F)2
(Mg,Fe2+,Fe3+)3 [(Si,Al)4O10](OH)24H2O
(K, H2O) (Fe3+,Al,Fe2+,Mg) 2
[Si3AlO10](OH)2nH2O
Монтмориллонит (Al, Mg)2[Si4O10](OH)24H2O
Бейделлит
Al2[(Si,Al)4O10](OH)24H2O
Нонтронит
(Fe,Al)2[(Si,Al)4O10](OH)24H2O
Хризоколла
Cu4[Si4O10](OH)24H2O
Вермикулит
Глауконит
Каркасные
алюмосиликаты
Палыгорскит
Чароит
Пеннин
Клинохлор
Прохлорит
Шамозит
Тюрингит
Фельдшпатиды:
Нефелин
Канкринит
Содалит
Лазурит
Гельвин
Лейцит
Анальцим
Mg2Al2 [Si8O20](OH)28H2O
K2NaCa5 [Si12O30](OH,F)3H2O
(Mg,Al)6 [Si3,5 Al0,5O10](OH)8
(Mg,Al)6 [Si3AlO10](OH)8
(Mg,Fe,Al)6 [Si2,5 Al1,5O10](OH)8
(Fe2+,Mg,Fe3+)6[Si3AlO10](OH)8
(Fe2+,Mg,Fe3+Al)6[Si2Al2O10](OH,O)8
Поллуцит
Полевые шпаты:
K-Na п.ш:
Санидин
Ортоклаз
Cs1-nNan [Si2AlO6]nH2O
KNa3[SiAlO4]4
Na6Ca2 [SiAlO4]6 [CO3,SO4] (OH)2
Na8[SiAlO4]6Cl2
Na2Ca2 [SiAlO4]6Cl2 (SO4,S,Cl2)
(Mn2+)4[SiBeO4]3S
K[Si2AlO6]
Na[Si2AlO6]H2O
(K,Na)[Si3AlO8]
(K,Na)[Si3AlO8]
Микроклин
Плагиоклазы:
Альбит
Анортит
6
Бораты
7
Карбонаты
8
Нитраты
Соли азотной
кислоты
9
Сульфаты
Соли серной
кислоты
10 Фосфаты,
арсенаты,
ванадаты
Соединения
металлов с
бором
Соли
угольной
кислоты
Соли
фосфорной,
мышьяковой
и ванадиевой
кислот
(K,Na)[Si3AlO8]
Na[Si3AlO8]
Ca[Si2AlO8]
Цельзиан
Данбурит
Датолит
Аксинит
Скаполит:
Мариалит
Мейонит
Цеолиты:
Натролит
Сколецит
Ломонтит
Шабазит
Гейландит
Десмин
Морденит
Котоит
Людвигит
Гидроборацит
Кальцит
Родохрозит
Сидерит
Смитсонит
Магнезит
Арагонит
Церуссит
Доломит
Малахит
Азурит
Натриевая
(чилийская)
селитра
Тенардит
Ангидрит
Целестин
Барит
Англезит
Ярозит
Ba[Si2AlO8]
Ca[Si2B2O8]
Ca2[Si2B2O8(OH)2]
Ca2(Fe,Mn)Al2[Si4BO15(OH)]
Гипс
Халькантит
Ca[SO4]2H2O
Cu[SO4]
Монацит
(Ce, La…)[PO4]
Апатит
Пироморфит
Амблигонит
Ca5[PO4]3(F,Cl,OH,O)
Pb5[PO4]3Cl
LiAl[PO4]F
Na4[Si3AlO8]3Cl
Ca4[Si2Al2O8]3 (Cl,CO3,SO4)
Na2[Si3Al2O10] 2H2O
Ca[Si3Al2O10] 3H2O
Ca[Si4Al2O12] 4H2O
(Ca,Na2)[Si4Al2O12] 6H2O
Ca[Si7Al2O18] 6H2O
(Ca,Na2)[Si7Al2O18] 7H2O
(Na2,Ca)[Si10Al2O24] 7H2O
Mg3[BO3]2
(Mg,Fe2+)2Fe3+[BO3]O2
Ca,Mg[B2BO4(OH)3]23H2O
Ca[CO3]
Mn[CO3]
Fe[CO3]
Zn[CO3]
Mg[CO3]
Ca[CO3]
Pb[CO3]
CaMg[CO3]2
Cu2[CO3](OH)2
Cu3[CO3]2(OH)2
Na[NO3]
Na2[SO4]
Ca[SO4]
Sr[SO4]
Ba[SO4]
Pb[SO4]
KFe33+[SO4]2(OH)6
Вивианит
Эритрин
Аннабергит
Скородит
Бирюза
Fe3[PO4]28H2O
Co3[AsO4]28H2O
Ni3[AsO4]28H2O
Fe[AsO4]2H2O
Cu(Al,Fe)6[PO4]4(OH)84H2O