3-4-1. 무기 화합물
1. 금속 산화물/2. 비금속 산화물/3. 양쪽성 산화물/
4. 알칼리 금속의 성질/불꽃 반응/5. 알칼리 금속 화합물/
센물과 단물/6. 할로겐 원소와 그 화합물
우리가 사는 지구에는 반응성이 매우 큰 산소가 풍부하므로
많은 산화물이 널려있습니다.
이 중에는 생석회와 같은 금속 산화물도 있고,
이산화탄소와 같은 비금속 산화물도 있습니다.
이 단원에서는 여러 가지 산화물의 성질을 알아봅니다.
금속 산화물은 염기성(알칼리성) 화합물로 분류합니다.
따라서 산 또는 산성 물질과 반응하겠죠.
이런 성질은 물에 녹여 보면 알 수 있습니다.
[예]
CaO + H2O → Ca(OH)2
Na2O + H2O → 2NaOH
비금속 산화물은 산성 화합물입니다.
따라서 염기 또는 염기성 물질과 반응합니다.
[예]
CO2 + H2O → H2CO3
SO2 + H2O → H2SO3
(예외) CO, NO ⇒ 산과 염기 어느 것과도 반응하지 않는다.
양쪽성 산화물은 산과 염기 모두와 반응합니다.
[예] Al2O3, ZnO, SnO, PbO
- 가볍고(밀도가 0.5~1.9 정도) 물러서
칼로 무 썰듯이 자를 수 있습니다.
- 원자가전자가 1개이므로 전자 1개를 잃고
+1가 양이온이 되기 쉽죠.
- 금속 중에서 가장 반응성(금속성)이 크며,
공기 중에서 쉽게 산화하고,
물과 강하게 반응하여 수소가 생깁니다.
이렇게 반응성이 크니 알칼리 금속을
공기 중에 노출시키면 안되겠죠?
당연히 석유나 벤젠 속에 보관하여
공기와 만나지 못하게 하는게 상책이죠.
- 불꽃 반응을 합니다.(Li ; 빨강, Na ; 노랑, K ; 보라)
* 불꽃 반응
선스펙트럼의 일종으로 주로 알칼리 금속과
알칼리 토금속에서 나타납니다.
원소 상태이든 화합물로 존재하든 관계없이
원소의 고유한 특성을 나타내므로 원소 분석에 쓰입니다.
불꽃 가열에 의해 들뜬 전자가
낮은 에너지 상태로 돌아오면서 방출하는 선스펙트럼 중
가시 광선 영역에 있는 것만을 뜻합니다.
- 반응성은 Li < Na < K < Rb < Cs 순으로 커집니다.
(1) NaOH : 강염기성이며,
조해성(공기 중의 수분을 빨아들이는 성질)이 있습니다.
소금물을 전기 분해하여 얻을 수 있죠.
(2) Na2CO3 : 약염기성이며,
Na2CO310H2O의 형태로 결정수를 갖는 경우는
풍해성(공기 중에서 결정수를 잃는 현상)을 보입니다.
영구적 센물을 단물로 만드는 데 쓸 수 있습니다.
* 센물과 단물
물 속에 Ca2+, Mg2+ 같은 이온이 많이 들어 있는
물을 센물이라 하고,
이런 이온이 많지 않은 물을 단물이라 합니다.
센물은 Ca2+, Mg2+ 이온이 탄산수소염의 형태로 녹아 있어서
가열하면 탄산염으로 되면서 침전이 생겨
보일러관의 관석이 생기는 원인이 되며,
Ca(HCO3)2(aq) --> CaCO3(s) + H2O(l) + CO2(g)
비누와 앙금을 만들므로 빨래가 잘 되지 않는다.
이런 Ca2+, Mg2+ 이온을 없애려면 Na2CO3 수용액을 넣어서
침전시키는 방법이 있죠.
Ca2+(aq) + CO32-(aq) --> CaCO3(s)
(3) NaHCO3
탄산수소나트륨(중탄산나트륨=중조).
물에 조금 녹아 약염기성을 나타내며,
가열하면 쉽게 분해하여 이산화탄소가 생기므로
消火器(불끄는 소화기), 빵을 부풀릴 때, 제산제 등으로 쓰입니다.
6. 할로겐 원소와 그 화합물
(1) 할로겐의 반응성 : F2 > Cl2 > Br2 > I2
(2) 할로겐화 수소의 성질
- 산성도 : HF ≪ HCl < HBr < HI
- 결합력 : HF > HCl > HBr > HI
* HF는 산성 산화물인 SiO2와 반응하여 유리를 녹입니다.
당연한 얘기지만 유리병에 HF를 보관해서는 안되겠죠?
HF의 보관 : 폴리에틸렌병, 납병에 보관
- 끓는점 : 분자 간 결합력이 매우 크기 때문에
HF는 끓는점이 매우 높습니다.
* 분자량에 비해 끓는점이 매우 높은 물질 : H2O, NH3