Краткое содержание & опорный конспект • ФГОС

§ 27. Генетическая связь между классами неорганических соединений

Учебник: Химия. 8 класс
Авторы: О. С. Габриелян, И. Г. Остроумов, С. А. Сладков
Иллюстрация к § 27. Генетическая связь между классами неорганических соединений 🔍 Нажмите для зума

КЛАССИФИКАЦИЯ ПРОСТЫХ И СЛОЖНЫХ ВЕЩЕСТВ

Все существующие в природе и полученные в лабораториях неорганические вещества образуют строгую систему. По элементарному составу они делятся на две обширные группы: простые (состоящие из атомов одного химического элемента) и сложные (состоящие из атомов двух и более элементов).

Простые вещества в зависимости от строения и химических характеристик делят на три основных класса:

Сложные вещества также подразделяются на три основных класса, каждый из которых включает несколько подклассов:


СУЩНОСТЬ И ПРИЗНАКИ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ СВЯЗИ

Слово «генетический» происходит от греческого genesis, что означает «происхождение» или «возникновение». Генетической связью называют объективно существующую взаимосвязь между веществами различных классов, которая проявляется в их взаимных превращениях и отражает единство их происхождения.

Вещества одного класса способны при химических реакциях превращаться в вещества других классов. Запись последовательных превращений химических веществ называют цепочкой превращений (или генетическим рядом). Число стрелок в такой цепочке точно соответствует количеству уравнений реакций, необходимых для ее осуществления.

Главный признак любого генетического ряда заключается в том, что все входящие в него простые и сложные вещества образованы одним и тем же химическим элементом. По положению элемента в классификации различают два основных типа генетических рядов: ряды металлов и ряды неметаллов.


ГЕНЕТИЧЕСКИЕ РЯДЫ МЕТАЛЛОВ

Генетический ряд металла отражает взаимосвязь веществ разных классов, в основе которых лежит один и тот же химический элемент-металл. В зависимости от того, растворимо или нерастворимо гидроксидное основание этого металла, различают два вида генетических рядов:

1. Генетический ряд металла, которому соответствует щёлочь:

К этому типу относятся активные металлы (щелочные и щелочноземельные), чьи оксиды и гидроксиды легко растворяются в воде. Примером служит генетический ряд лития:

Li → Li₂O → LiOH → Li₂SO₄

Этот ряд раскрывается следующими химическими реакциями:

4Li + O₂ = 2Li₂O

Li₂O + H₂O = 2LiOH

(Сам активный металл литий может реагировать с водой напрямую с бурным выделением водорода: 2Li + 2H₂O = 2LiOH + H₂↑).

2. Генетический ряд металла, которому соответствует нерастворимое основание:

Металлы средней и малой активности (медь, железо, цинк, магний) образуют нерастворимые в воде оксиды и гидроксиды. Оксиды таких металлов не соединяются с водой напрямую, поэтому нерастворимое основание получают косвенным путем через соль.

Классический замкнутый цикл превращений меди выглядит следующим образом:

Cu → CuO → CuSO₄ → Cu(OH)₂ → CuO → Cu

Стадии превращения меди детально изучаются в ходе лабораторного опыта:

2Cu + O₂ —(t)→ 2CuO

CuO + H₂SO₄ —(t)→ CuSO₄ + H₂O

CuSO₄ + 2NaOH = Cu(OH)₂↓ + Na₂SO₄

Cu(OH)₂ —(t)→ CuO + H₂O

CuO + H₂ —(t)→ Cu + H₂O

2CuO + C —(t)→ 2Cu + CO₂↑


ГЕНЕТИЧЕСКИЙ РЯД НЕМЕТАЛЛА

Генетический ряд неметалла отражает последовательные взаимопревращения веществ, образованных одним и тем же элементом-неметаллом. В качестве основы ряда рассматривают переход:

неметалл → кислотный оксид → кислородсодержащая кислота → соль

Ярким примером служит генетический ряд фосфора:

P → P₂O₅ → H₃PO₄ → Ag₃PO₄

Уравнения реакций, реализующих данный ряд:

4P + 5O₂ = 2P₂O₅

P₂O₅ + 3H₂O —(t)→ 2H₃PO₄

H₃PO₄ + 3AgNO₃ = Ag₃PO₄↓ + 3HNO₃

(Для перевода кислоты в соль кальция используют реакцию нейтрализации с гашеной известью: 2H₃PO₄ + 3Ca(OH)₂ = Ca₃(PO₄)₂↓ + 6H₂O).


ЕДИНСТВО НЕОРГАНИЧЕСКОГО МИРА

Генетические ряды металлов и неметаллов не существуют изолированно друг от друга. Напротив, они неразрывно взаимосвязаны и постоянно перекрещиваются. Вещества с противоположными свойствами (основными и кислотными) стремятся вступить в реакцию друг с другом, приводя к образованию солей:

Таким образом, многообразие неорганических веществ представляет собой не хаотичный набор формул, а стройную, гармоничную и целостную систему, в которой свойства веществ закономерно вытекают из природы образующих их химических элементов.


⭐ Шпаргалка к ответу у доски

📌 ШПАРГАЛКА К УСТНОМУ ОТВЕТУ У ДОСКИ

  • Классификация веществ:
    • Простые: металлы (IA, IIA, Al, переходные d-металлы; ковкие, электропроводные), неметаллы (H, C, N, O, P, S, галогены; молекулярное или атомное строение), благородные газы (He, Ne, Ar, Kr, Xe; одноатомные, пассивные).
    • Сложные: бинарные соединения (оксиды основные и кислотные, гидриды, летучие водородные соединения), гидроксиды (кислородсодержащие кислоты и основания), соли (средние, кислые, основные).
  • Понятие генетической связи: взаимная связь между классами веществ, основанная на их взаимопревращениях. Главный признак генетического ряда — все вещества в цепочке содержат один и тот же химический элемент.
  • Генетический ряд активного металла (щелочь):

Li → Li₂O → LiOH → Li₂SO₄

(4Li + O₂ = 2Li₂O; Li₂O + H₂O = 2LiOH; 2LiOH + H₂SO₄ = Li₂SO₄ + 2H₂O).

  • Генетический ряд металла с нерастворимым основанием:

Cu → CuO → CuSO₄ → Cu(OH)₂ → CuO → Cu

(2Cu + O₂ = 2CuO; CuO + H₂SO₄ = CuSO₄ + H₂O; CuSO₄ + 2NaOH = Cu(OH)₂↓ + Na₂SO₄; Cu(OH)₂ —(t)→ CuO + H₂O; CuO + H₂ —(t)→ Cu + H₂O).

  • Генетический ряд неметалла:

P → P₂O₅ → H₃PO₄ → Ag₃PO₄

(4P + 5O₂ = 2P₂O₅; P₂O₅ + 3H₂O = 2H₃PO₄; H₃PO₄ + 3AgNO₃ = Ag₃PO₄↓ + 3HNO₃).

  • Перекрестное взаимодействие рядов:
    • Металл + Неметалл = Соль (2Na + Cl₂ = 2NaCl);
    • Основный оксид + Кислотный оксид = Соль (CaO + CO₂ = CaCO₃);
    • Основание + Кислота = Соль + Вода (NaOH + HCl = NaCl + H₂O).
🎬 Интерактивное обучение

Посмотрите видеоурок к параграфу § 27

Полноразмерное видео, кликабельные таймкоды к ключевым моментам урока и проверочный экспресс-тест на усвоение знаний.

Открыть видеоурок →