5. Классификация солей

Основы деления солей на отдельные группы были заложены в трудах французского химика и аптекаря Г. Руэля (\(1703\)–\(1770\)). Именно он в \(1754\) г. предложил разделить известные к тому времени соли на кислые, основные и средние (нейтральные). В настоящее время выделяют и другие группы этого чрезвычайно важного класса соединений.

В состав солей аммония вместо металлического химического элемента входит одновалентная группа аммония $\stackrel{I}{{\mathit{NH}}_4}$.

Примеры средних солей:

 
$\stackrel{I}{\mathit{Na}}\stackrel{I}{\mathit{Cl}}$  — хлорид натрия;
$\stackrel{\mathit{III}}{{\mathit{Al}}_2}{\stackrel{\mathit{II}}{\left({\mathit{SO}}_4\right)}}_3$  — сульфат алюминия;
${\stackrel{I}{\mathit{NH}}}_4\stackrel{I}{{\mathit{NO}}_3}$  — нитрат аммония.

Кислые соли можно считать продуктом неполной нейтрализации многоосновной кислоты.

 

При составлении названия такого соединения к названию соли добавляется приставка «гидро», если в остатке от кислоты имеется один атом водорода, и «дигидро», если в остатке от кислоты содержатся два атома водорода.

$\stackrel{\mathit{II}}{\mathit{Ca}}{\stackrel{I}{\overbrace{\left({\mathit{HCO}}_3\right)}}}_2$  — гидрокарбонат кальция;
$\stackrel{I}{{\mathit{Na}}_2}\stackrel{\mathit{II}}{\overbrace{{\mathit{HPO}}_4}}$  — гидрофосфат натрия;
$\stackrel{I}{\mathit{Na}}\stackrel{I}{\overbrace{H_2{\mathit{PO}}_4}}$  — дигидрофосфат натрия.

Простейшим примером кислых солей может служить пищевая сода, т. е. гидрокарбонат натрия \(NaHCO_3\).

Основные соли можно рассматривать как продукт неполной нейтрализации многокислотного основания.

 

При составлении названия основной соли к названию соли добавляется приставка «гидроксо», если в остатке от основания имеется одна гидроксогруппа, и «дигидроксо», если в остатке от основания содержатся две гидроксогруппы.

 
$\stackrel{I}{\overbrace{\mathit{MgOH}}}\stackrel{I}{\mathit{Cl}}$  — гидроксохлорид магния;
$\stackrel{\mathit{II}}{\overbrace{\mathit{Fe}\left(\mathit{OH}\right)}}\stackrel{I}{{\left({\mathit{NO}}_3\right)}_2}$  — гидроксонитрат железа(\(III\));
$\stackrel{I}{\overbrace{\mathit{Fe}{\left(\mathit{OH}\right)}_2}}\stackrel{I}{{\mathit{NO}}_3}$  — дигидроксонитрат железа(\(III\)).

Известным примером основных солей может служить налёт зелёного цвета гидроксокарбоната меди(\(II\)) \((CuOH)_2CO_3\), образующийся с течением времени на медных предметах и предметах, изготовленных из сплавов меди, если они контактируют с влажным воздухом. Такой же состав имеет и минерал малахит.

Комплексные соединения — разнообразный класс веществ. Заслуга в создании теории, объясняющей их состав и строение, принадлежит лауреату Нобелевской премии по химии \(1913\) г. швейцарскому учёному А. Вернеру (\(1866\)–\(1919\)). Правда, термин «комплексные соединения» в \(1889\) г. был введён  другим выдающимся химиком, лауреатом Нобелевской премии \(1909\) г. В. Оствальдом (\(1853\)–\(1932\)).

В составе катиона или аниона комплексных солей имеется элемент-комплексообразователь, связанный с так называемыми лигандами. Число лигандов, которое присоединяет комплексообразователь, называется координационным числом. Например, координационное число двухвалентной меди, а также бериллия, цинка, равно \(4\). Координационное число алюминия, железа, трёхвалентного хрома равно \(6\).

В названии комплексного соединения число лигандов, соединённое с комплексообразователем, отображается греческими числительными: \(2\) — «ди», \(3\) — «три», \(4\) — «тетра», \(5\) — «пента», \(6\) — «гекса». В качестве лигандов могут выступать как электрически нейтральные молекулы, так и ионы.

Название комплексного аниона начинается с указания состава внутренней сферы.

 

Если в качестве лигандов выступают анионы, к их названию добавляется окончание «–о»:

\(–Cl\) — хлоро-, \(–OH\) — гидроксо-, \(–CN\) — циано-.

 

Если лигандами являются электрически нейтральные молекулы воды, используется название «аква», а если аммиака — название «аммин».

 

Затем называют комплексообразователь, используя его латинское название и окончание «–ат», после чего без пробела римскими цифрами в скобках указывают степень окисления (если комплексообразователь может иметь несколько степеней окисления).

 

После обозначения состава внутренней сферы указывают название катиона внешней сферы — той, что в химической формуле вещества находится вне квадратных скобок.

В школьных учебниках формулы комплексных солей более сложного состава, как правило, упрощаются. Например, формулу тетрагидроксодиакваалюмината калия $K\left[\mathit{Al}{\left(H_{2}O\right)}_2{\left(\mathit{OH}\right)}_4\right]$ принято записывать как формулу тетрагидроксоалюмината.

Если комплексообразователь входит в состав катиона, то название внутренней сферы составляют так же, как в случае комплексного аниона, но используют русское название комплексообразователя и в скобках указывают степень его окисления.

 

Многие соли выпадают в осадок из растворов в виде кристаллогидратов — кристаллов, содержащих молекулы воды. В кристаллогидратах молекулы воды прочно связаны с катионами или анионами, образующими кристаллическую решётку. Многие соли такого вида по сути являются комплексными соединениями. Хотя многие из кристаллогидратов известны с незапамятных времён, начало систематическому изучению их состава положил голландский химик Б. Розебом (\(1857\)–\(1907\)).

В химических формулах кристаллогидратов принято указывать соотношение количества вещества соли и количество вещества воды.

Например, химическая формула  ${\mathit{Na}}_2{\mathit{SO}}_4\cdot 10H_{2}O$ читается так:

В названии при помощи греческого числительного (а для числа \(9\) — латинского) указывается количество вещества воды в моле кристаллогидрата, затем слитно следует слово «гидрат», а за ним (раздельно) — систематическое, т. е. международное, название соли.

Для названия целого ряда кристаллогидратов, кроме систематического, используют и исторические (тривиальные) названия. Например, гемигидрат сульфата кальция  ${\mathit{CaSO}}_4\cdot 0.5H_{2}O$ называют жжёным гипсом, пентагидрат сульфата меди(\(II\)) ${\mathit{CuSO}}_4\cdot 5H_{2}O$  называют медным купоросом, а  декагидрат карбоната натрия ${\mathit{Na}}_2{\mathit{CO}}_3\cdot 10H_{2}O$ — кристаллической содой.