Оксидами називаються складні речовини, до яких входять два елементи, один з яких оксиген.
Майже всі хімічні елементи утворюють оксиди. І досі ще не добуто оксиди трьох елементів – благородних газів: гелію, неону, аргону.
Оксид (оксид, оксид) - з'єднання хімічного елемента з киснем, в якому сам кисень пов'язаний тільки з менш електронегативний елементом. Хімічний елемент кисень по електронегативності другий після фтору, тому до оксиду відносяться майже всі з'єднання хімічних елементів з киснем. До виключень належать, наприклад, дифторид кисню OF2.
Оксиди - досить поширений тип з'єднань, що містяться в земній корі і цілого світу взагалі. Прикладами таких сполук є іржа, вода, пісок, вуглекислий газ, ряд барвників.
Класифікація
В залежності від хімічних властивостей розрізняють:
• солетвірні оксиди:
- основні оксиди
- кислотні оксиди
- амфотерні оксиди
• несолетвірні оксиди (наприклад, оксид вуглецю (II) СО, оксид азоту (I) N2O, оксид азоту (II) NO, оксид кремнію (II) SiO). Індиферентними називають такі оксиди, які не взаємодіють ні з кислотами, ні з основами і солей не утворюють. Тому їх називають ще несолетвірними оксидами.
Основні оксиди
До основних відносять такі оксиди, які при взаємодії з кислотами і ангідридами, а також з амфотерними оксидами утворюють солі, а між собою не взаємодіють. Наприклад:
СаО + СО2 = СаСО3
Na2O + ZnO = Na2ZnO2
Основні оксиди утворюються тільки металами з низькою валентністю (не вище 3+ ). Більшість основних оксидів з водою безпосередньо не взаємодіють, за винятком оксидів лужних і лужноземельних металів, які реагують з водою. Усім основним оксидам відповідають основи, тобто гідроксиди, які проявляють властивості основ.
Кислотні оксиди
До кислотних оксидів відносять такі оксиди, які взаємодіють з основними та амфотерними оксидами, а також з їх гідроксидами з утворенням солей. Наприклад:
P2О5 + 3СаО = Са3(РО4)2
SO3 + ZnO = ZnSO4
CO2 + 2NaOH = Na2СО3 + Н2О
Кислотні оксиди називають звичайно ангідридами (зневодненими кислотами), вказуючи цим, що їх можна одержати з кислот, віднімаючи від них елементи води. Кислотні оксиди утворюються неметалами та деякими металами, які проявляють змінну валентність. Валентність металів у кислотних оксидах буває, від 4+ до 7+.
Деякі кислотні оксиди взаємодіють з водою, утворюючи відповідні гідроксиди, тобто кислоти. Однак більшість з них безпосередньо з водою не взаємодіють, і тому їх гідроксиди, тобто кислоти, що їм відповідають, одержують посереднім шляхом.
Амфотерні оксиди
Амфотерними називають такі оксиди, які взаємодіють як з кислотами, так і з основами, утворюючи сіль. При взаємодії з кислотами вони поводять себе як основні оксиди, а при взаємодії з основами — як кислотні.
ZnO + H2SO4 = ZnSO4 + H2О
ZnO + 2NaOH = Na2ZnO2 + H2О
З водою амфотерні оксиди не взаємодіють. Амфотерні оксиди утворюються тільки металами з валентністю від 2+ до 4+. До амфотерних оксидів належать ZnO, SnO, PbO, Al2О3, SnO2, PbO2 і ін.
Отже, неметали утворюють тільки кислотні оксиди, а метали можуть утворювати основні, амфотерні і кислотні. Причому для металів із змінною валентністю існує така залежність: при низькому валентному стані металу (не вище 3+ ) він утворює основний оксид, при високому валентному стані (від 4+ до 7+ ) він утворює кислотний оксид, а при проміжному (звичайно від 2+ до 4+ ) він утворює амфотерний оксид. Основні, кислотні і амфотерні оксиди називають ще солетвірними, бо вони при взаємодії з кислотами або основами утворюють солі.
Назви оксидів утворюються так:
- СО – карбону (ІІ) оксид;
- СО2 – карбону (IV) оксид;
- FeO – феруму (ІІ) оксид;
- Al2O3 – алюмінію оксид.
Якщо елемент утворює кілька оксидів, то в їх назвах зазначається ступінь окислення елемента римською цифрою в дужках.
Існують сполуки елементів з оксигеном, які лише формально належать до класу оксидів. До них належать пероксиди. Їх розглядають як солі пероксиду гідрогену Н2О2.
Номенклатура.
Відповідно до номенклатури ІЮПАК, оксиди називають словом «оксид», після якого слід найменування хімічного елемента в родовому відмінку, наприклад: Na2O - натрій оксид, Al2O3 - алюміній оксид. Якщо елемент утворює кілька оксидів, то в їхніх назвах вказується його ступінь окислення римською цифрою в дужках відразу після назви. Наприклад, Cu2О - купрум(I) оксид, CuO - купрум(II) оксид.
Часто використовують і інші найменування оксидів за числом атомів кисню: якщо оксид містить тільки один атом кисню, то його називають монооксидом або закисом, якщо дві - діоксидом або двоокисом, якщо три - то триоксид або триокису і т. д. Наприклад: монооксид вуглецю CO, діоксид вуглецю СО2, триоксид сірки SO3. Також поширені історично склалися (тривіальні) назви оксидів, наприклад чадний газ CO, сірчаний ангідрид SO3 і т. д.
Твердими є деякі кислотні оксиди: P2O5 SiO2 і ін.
Газоподібними кислотними оксидами є CO2 SO2 і ін.
Хімічні властивості: Основний оксид.
1. Основний оксид + кислота = сіль + вода
CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O
Примітка: ортофосфорна кислота або сильна.
2. Сильноосновний оксид + вода = луг
CaO + H2O = Ca (OH) 2
3. Сільноосновний оксид + кислотний оксид = сіль
CaO + Mn2O7 = Ca (MnO4) 2
Na2O + CO2 = Na2СO3
4. Основний оксид + водень = метал + вода
CuO + H2 = Cu + H2O
Примітка: метал менш активний, ніж алюміній.
Хімічні властивості: Кислотний оксид.
1. Кислотний оксид + вода = кислота
SO3 + H2O = H2SO4
Деякі оксиди, наприклад SiO2, з водою не реагують, тому їх кислоти отримують
непрямим шляхом.
2. Кислотний оксид + основний оксид = сіль
CO2 + CaO = CaCO3
3. Кислотний оксид + основа = сіль + вода
SO2 + 2NaOH = Na2SO3 + H2O
Якщо кислотний оксид є ангідридом багатоосновної кислоти, можливе утворення кислих чи
середніх солей:
Ca (OH) 2 + CO2 = CaCO3 u95; + H2O
CaCO3 + CO2 + H2O = Ca (HCO3) 2
4. Нелетучих оксид + соль1 = соль2 + летючий оксид
SiO2 + Na2CO3 = Na2SiO3 + CO2 u93;
Хімічні властивості: амфотерні оксиди.
При взаємодії з сильною кислотою або кислотним оксидом проявляють основні властивості:
ZnO + 2HCl = ZnCl2 + H2O
При взаємодії з сильною основою або основним оксидом виявляють кислотні властивості:
ZnO + 2KOH + H2O = K2 [Zn (OH) 4)] (у водному розчині)
ZnO + CaO = CaZnO2 (при сплаву)
Одержання оксидів
1. Взаємодія простих речовин (за винятком інертних газів, золота та платини) з киснем:
2H2 + O2 = 2H2O
2Сu + O2 = 2СuO
При горінні в кисні лужних металів (окрім літію), а також стронцію і барію
утворюються пероксиди і надпероксиди:
2Na + O2 = Na2O2
K + O2 = KO2
2. Випалення або горіння бінарних з'єднань в кисні:
4FeS2 +11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2;
CS2 + 3O2 = CO2 + 2SO2
2PH3 + 4O2 = P2O5 + 3H2O
3. Термічне розкладання солей:
CaCO3 = CaO + CO2 ;
2FeSO4 = Fe2O3 + SO2
4. Термічне розкладання основ або кислот:
2Al (OH) 3 = Al2O3 + 3H2O
4HNO3 = 4NO2 + O2 + 2H2O
5. Окиснення нижчих оксидів у вищі та відновлення вищих до нижчих:
4FeO + O2 = 2Fe2O3
Fe2O3 + CO = 2FeO + CO2
6. Взаємодія деяких металів з водою при високій температурі:
Zn + H2O = ZnO + H2
7. Взаємодія солей з кислотними оксидами при нагріванні з виділенням летючого оксиду:
Ca3 (PO4) 2 + 3SiO2 = 3CaSiO3 + P2O5
8. Взаємодія металів з кислотами-окисниками:
Zn + 4HNO3 (конц.) = Zn (NO3) 2 + 2NO2 + 2H2O
9. При дії водовіднімаючих речовин на кислоти і солі:
2KClO4 + H2SO4 (конц) = K2SO4 + Cl2O7 + H2O
10. Взаємодія солей слабких нестійких кислот з більш сильними кислотами:
NaHCO3 + HCl = NaCl + H2O + CO2
Немає коментарів:
Дописати коментар