Формула оксидов необходима для возможности решения задач и понимания возможных вариантов соединений химических элементов. Общая формула оксидов - Э х О у. Кислород находится на втором месте после фтора по величине значение электроотрицательности , что является причиной того, что большинство соединений химических элементов с кислородом являются оксидами.
По классификации оксидов , солеобразующими оксидами являются те оксиды , которые могут взаимодействовать с кислотами либо основаниями с возможностью появления соответствующей соли и воды. Солеобразующими оксидами называют:
Основные оксиды, зачастую образующиеся из металлов со степенью окисления +1, +2. Могут реагировать с кислотами, с кислотными оксидами, с амфотерными оксидами, с водой (только оксиды щелочных и щелочно-земельных металлов). Элемент основного оксида становится катионом в образующейся соли. Na 2 O, CaO, MgO, CuO.
- Основный оксид + сильная кислота → соль + вода: CuO + H 2 SO 4 → CuSO 4 + H 2 O
- Сильноосновный оксид + вода → гидроксид: CaO + H 2 O → Ca(OH) 2
- Сильноосновный оксид + кислотный оксид → соль: CaO + Mn 2 O 7 → Ca(MnO 4) 2
- Основный оксид + водород → металл + вода: CuO + H 2 → Cu + H 2 O
Примечание: металл менее активный, чем алюминий.
Кислотные оксиды - оксиды неметаллов и металлов в степени окисления +5 - +7. Могут реагировать с водой, щелочами, основными оксидами, амфотерными оксидами. Элемент кислотного оксида входит в состав аниона образующейся соли. Mn 2 O 7 , CrO 3 , SO 3 , N 2 O 5 .
- Кислотный оксид + вода → кислота: SO 3 + H 2 O → H 2 SO 4 . Некоторые оксиды, к примеру SiO 2 , не могут вступать в реакцию с водой, поэтому их кислоты получают не прямым путём.
- Кислотный оксид + основный оксид → соль: CO 2 + CaO → CaCO 3
- Кислотный оксид + основание → соль + вода: SO 2 + 2NaOH → Na 2 SO 3 + H 2 O. Если кислотный оксид является ангидридом многоосновной кислоты, возможно образование кислых или средних солей: Ca(OH) 2 + CO 2 → CaCO 3 ↓ + H 2 O, CaCO 3 + H 2 O + CO 2 → Ca(HCO 3) 2
- Нелетучий оксид + соль 1 → соль 2 + летучий оксид: SiO 2 + Na 2 CO 3 → Na 2 SiO 3 + CO 2
- Ангидрид кислоты 1 + безводная кислородосодержащая кислота 2 → Ангидрид кислоты 2 + безводная кислородосодержащая кислота 1: 2P 2 O 5 + 4HClO 4 → 4HPO 3 + 2Cl 2 O 7
Амфотерные оксиды , образуют металлы со степенью окисления от +3 до +5 (к амфотерным оксидам относятся также BeO, ZnO, PbO, SnO). Реагируют с кислотами, щелочами, кислотными и основными оксидами.
При взаимодействии с сильной кислотой или кислотным оксидом проявляют основные свойства : ZnO + 2HCl → ZnCl 2 + H 2 O
При взаимодействии с сильным основанием или основным оксидом проявляют кислотные свойства :
- ZnO + 2KOH + H 2 O → K 2 (в водном растворе).
- ZnO + 2KOH → K 2 ZnO 2 (при сплавлении).
Несолеобразующие оксиды не вступают в реакцию ни с кислотами, ни с основаниями, а значит, солей не образуют. N 2 O, NO, CO, SiO.
В соответствии с номенклатурой ИЮПАК, названия оксидов складываются из слова оксид и названия второго химического элемента (с меньшей электроотрицательностью) в родительном падеже:
- Оксид кальция - CaO.
Если элемент может образовывать несколько оксидов, то в их названиях следует указать степень окисления элемента:
- Fe 2 O 3 - оксид железа (III);
- MnO 2 - оксид марганца (IV).
Можно использовать латинские приставки для обозначения числа атомов элементов, которые входят в молекулу оксида:
- Na 2 O - оксид динатрия;
- CO - монооксид углерода;
- СО 2 - диоксид углерода.
Часто используются также тривиальные названия некоторых оксидов:
Формула оксида |
Систематическое название |
Тривиальное название |
---|---|---|
Оксид магния |
Жженая магнезия |
|
Оксид кальция |
Негашеная известь |
|
Оксид железа (II) |
Закись железа |
|
Fe 2 O 3 |
Оксид железа (III) |
Окись железа |
Оксид фосфора (V) |
Фосфорный ангидрид |
|
Н 2 О 2 | Пероксид водорода | |
SO 2 | Оксид серы (IV) | |
Ag 2 O | Оксид серебра (I) | |
Cu 2 O 3 |
Оксид меди (III) | триоксид димеди |
CuO | Оксид меди (II) | окись меди |
Cu 2 O | Оксид меди (I) | Закись меди, гемиоксид меди, оксид димеди |
Составить формулу оксидов.
При составлении формул оксида первым ставят элемент, степень окисления которого со знаком +, а вторым элемент с отрицательной степенью окисления. Для оксидов это всегда кислород.
Последующие действия по составлению формулы оксида:
1. Расставить степени окисления (степень окисления) для каждого атома. Кислород в оксидах всегда имеет степень окисления -2 (минус два).
2. Для того, чтобы правильно узнать степень окисления второго элемента, нужно заглянуть в таблицу возможных степеней окисления некоторых элементов.
При составлении названий веществ чаще всего использую русские названия элементов, к примеру, дикислород, дифторид ксенона, селенат калия. Иногда для некоторых элементов в производные термины вводят корни их латинских наименований:
Ag - аргент |
|
---|---|
As - арс, арсен |
Ni - никкол |
O - окс, оксиген |
|
C - карб, карбон |
|
H - гидр, гидроген |
Si - сил, силик, силиц |
Hg - меркур |
|
Mn - манган |
К примеру: карбонат, манганат, оксид, сульфид, силикат.
Названия простых веществ состоят из одного слова - наименования химического элемента с числовой приставкой, например:
Используются следующие числовые приставки:
Неопределенное число указывается числовой приставкой n - поли.
Названия распространенных кислотных гидроксидов состоят из двух слов: собственного названия с окончанием "ая" и группового слова "кислота". Приведем формулы и собственные названия распространенных кислотных гидроксидов и их кислотных остатков (прочерк означает, что гидроксид не известен в свободном виде или в кислом водном растворе):
Кислотный гидроксид |
Кислотный остаток |
---|---|
HAsO 2 - метамышьяковистая |
AsO 2 - - метаарсенит |
H 3 AsO 3 - ортомышьяковистая |
AsO 3 3- - ортоарсенит |
H 3 AsO 4 - мышьяковая |
AsO 4 3- - арсенат |
В 4 О 7 2- - тетраборат |
|
ВiО 3 - - висмутат |
|
HBrO - бромноватистая |
BrO - - гипобромит |
HBrO 3 - бромноватая |
BrO 3 - - бромат |
H 2 CO 3 - угольная |
CO 3 2- - карбонат |
HClO - хлорноватистая |
ClO - - гипохлорит |
HClO 2 - хлористая |
ClO 2 - - хлорит |
HClO 3 - хлорноватая |
ClO 3 - - хлорат |
HClO 4 - хлорная |
ClO 4 - - перхлорат |
H 2 CrO 4 - хромовая |
CrO 4 2- - хромат |
НCrO 4 - - гидрохромат |
|
H 2 Cr 2 О 7 - дихромовая |
Cr 2 O 7 2- - дихромат |
FeO 4 2- - феррат |
|
HIO 3 - иодноватая |
IO 3 - - иодат |
HIO 4 - метаиодная |
IO 4 - - метапериодат |
H 5 IO 6 - ортоиодная |
IO 6 5- - ортопериодат |
HMnO 4 - марганцовая |
MnO 4 - - перманганат |
MnO 4 2- - манганат |
|
MоO 4 2- - молибдат |
|
HNO 2 - азотистая |
NO 2 - - нитрит |
HNO 3 - азотная |
NO 3 - - нитрат |
HPO 3 - метафосфорная |
PO 3 - - метафосфат |
H 3 PO 4 - ортофосфорная |
PO 4 3- - ортофосфат |
НPO 4 2- - гидроортофосфат |
|
Н 2 PO 4 - - дигидроотофосфат |
|
H 4 P 2 O 7 - дифосфорная |
P 2 O 7 4- - дифосфат |
ReO 4 - - перренат |
|
SO 3 2- - сульфит |
|
HSO 3 - - гидросульфит |
|
H 2 SO 4 - серная |
SO 4 2- - сульфат |
НSO 4 - - гидросульфат |
|
H 2 S 2 O 7 - дисерная |
S 2 O 7 2- - дисульфат |
H 2 S 2 O 6 (O 2) - пероксодисерная |
S 2 O 6 (O 2) 2- - пероксодисульфат |
H 2 SO 3 S - тиосерная |
SO 3 S 2- - тиосульфат |
H 2 SeO 3 - селенистая |
SeO 3 2- - селенит |
H 2 SeO 4 - селеновая |
SeO 4 2- - селенат |
H 2 SiO 3 - метакремниевая |
SiO 3 2- - метасиликат |
H 4 SiO 4 - ортокремниевая |
SiO 4 4- - ортосиликат |
H 2 TeO 3 - теллуристая |
TeO 3 2- - теллурит |
H 2 TeO 4 - метателлуровая |
TeO 4 2- - метателлурат |
H 6 TeO 6 - ортотеллуровая |
TeO 6 6- - ортотеллурат |
VO 3 - - метаванадат |
|
VO 4 3- - ортованадат |
|
WO 4 3- - вольфрамат |
Менее распространенные кислотные гидроксиды называют по номенклатурным правилам для комплексных соединений, например.
Оксиды - это бинарные соединения кислорода, то есть сложные вещества, состоящие из двух элементов, один из которых является кислород.
Э 2 +n O n -2 - общая формула оксидов, где
n - степень окисления элемента
2 - степень окисления кислорода
Названия оксидов составляется из слова "оксид" и названия элемента образующего оксид в родительном падеже (CaO - оксид кальция).
Схема классификация оксидов
Таблица классификация оксидов с примерами
Классификация оксидов |
Определение |
Примеры реакций |
Типичные взаимодействия |
Нормальные |
Оксиды, в которых есть только связи между кислородом и каким-нибудь элементом |
MgO, SO 3 , SiO 2 |
Смотрите свойства кислотных и основных оксидов |
Пероксиды |
Те, в которых есть связи между двумя атомами кислорода |
Na 2 O 2 , H 2 O 2 |
Смотрите таблицу свойства пероксида водорода |
Смешанные оксиды |
Те, которые представляют собой смесь двух оксидов одного элемента в разных степенях окисления |
Pb 3 O 4 = 2РbО · PbO 2 Fe 3 O 4 = FeO · Fe 2 O 3 |
Обладают теми же свойствами, что и входящие в их составы оксиды |
Кислотные или ангидриды |
Оксиды, которые реагируют с водой, образуя кислоты; с основаниями и основными оксидами - образуют соли |
SO 3 , SO 2 , Mn 2 O 7 |
SO 2 + Н 2 O → Н 2 SO 3 С основаниями и основными оксидами: Мn 2 O 7 + 2КOН → 2КМnO 4 + Н 2 O |
Основные оксиды |
Те, которые реагируют с водой, образуя основания; с кислотами и кислотными оксидами образуют соли |
СаО + Н 2 O → Са(ОН) 2 С кислотами и кислотными оксидами: Na 2 O + СО 2 → Na 2 CO 3 |
|
Амфотерные оксиды |
Те, которые в зависимости от условий проявляют свойства и кислотных, и основных оксидов |
С кислотами: ZnO + 2НСl → ZnCl 2 + Н 2 O С щелочами: ZnO + 2NaOH + H 2 O → Na 2 |
|
Безразличные (несолеобразующие) |
Оксиды, которые не реагируют ни с кислотами, ни с основаниями. Солей не образуют |
NO + Н 2 O -/-> N 2 O + NaOH |
Способы получения оксидов таблица
Почти все хим. элементы образуют оксиды. На данный момент не получены оксиды гелия, неона и аргона.
Способы получения оксидов |
Примечание |
|
Взаимодействие простых веществ с кислородом |
S + O 2 → SO 2 4Аl + 3O 2 → 2Аl 2 0 3 |
Так получают преимущественно оксиды неметаллов |
Термическое разложение оснований, солей, кислот |
СаСО 3 t → CaO + CO 2 2H 3 BO 3 t → Bg 2 O 3 + H 2 O Mg(OH) 2 t → MgO + H 2 0 |
Так получают преимущественно оксиды металлов |
Взаимодействие простых веществ и солей с кислотами-окислителями |
C + 4HNO 3 (p-p) → CO 2 + 4N0 2 + H 2 O Сu + 4HNO 3 (конд.) → Cu(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O Na 2 SO 3 + 2H 2 SO 4 → 2NaHS0 4 + SO 2 + H 2 O |
Способ получения преимущественно оксидов неметаллов |
Химические свойства оксидов таблица
Классификация оксидов |
Химические свойства оксидов |
Примеры реакции |
Основные оксиды |
1. Основной оксид* + вода -> щелочь |
К 2 О + Н 2 О → 2КОН, ВаО + Н 2 O → Ва(ОН) 2 |
2. Основной оксид + кислота -> соль + вода |
CuO + H 2 SO 4 → CuSO 4 + Н 2 О |
|
3. Основной оксид + кислотный оксид -> соль |
MgO + СО 2 → MgCO 3 , ЗСаО + P 2 O 5 → Ca 3 (PO 4) 2 |
|
Кислотные оксиды |
1. Кислотный оксид + вода -> кислота |
SO 3 + Н 2 O → H 2 SO 4 Сl 2 O 7 + Н 2 О → 2НСlO 4 SiO 2 + Н 2 O -/-> нет реакции (исключение) |
2. Кислотный оксид + щелочь -> соль + вода |
SO 3 + 2NaOH → Na 2 SO 4 + Н 2 O |
|
3. Кислотный оксид + основной оксид -> соль |
SiO 2 + CaO t → CaSiO 3 , Р 2 O 4 + ЗК 2 O → 2К 3 РО 4 |
|
Амфотерные оксиды |
1. С кислотами реагируют как основные оксиды |
ZnO + H 2 SO 4 → ZnSO 4 + Н 2 O |
2. С основаниями (щелочами) реагируют как кислотные оксиды |
ZnO + 2NaOH → Na 2 ZnO 2 + Н 2 O |
_______________
Источник информации:
Насонова А.Е. Химия, школьная программа в таблицах и формулах, 1998
Оксиды.
Это – сложные вещества состоящие из ДВУХ элементов, один из которых кислород. Например:
CuO – оксид меди(II)
AI 2 O 3 – оксид алюминия
SO 3 – оксид серы (VI)
Оксиды делятся (их классифицируют) на 4 группы:
Na 2 O – Оксид натрия
СаО – Оксид кальция
Fe 2 O 3 – оксид железа (III)
2). Кислотные – Это оксиды неметаллов . А иногда и металлов если степень окисления металла > 4. Например:
СО 2 – Оксид углерода (IV)
Р 2 О 5 – Оксид фосфора (V)
SO 3 – Оксид серы (VI)
3). Амфотерные – Это оксиды которые имеют свойства, как основных так и кислотных оксидов. Необходимо знать пять наиболее часто встречающихся амфотерных оксидов:
BeO –оксид бериллия
ZnO – Оксид цинка
AI 2 O 3 – Оксид алюминия
Cr 2 O 3 – Оксид хрома (III)
Fe 2 O 3 – Оксид железа (III)
4). Несолеобразующие (безразличные) – Это оксиды которые не проявляют свойств ни основных, ни кислотных оксидов. Необходимо запомнить три оксида:
СО – оксид углерода (II) угарный газ
NO – оксид азота (II)
N 2 O – оксид азота (I) веселящий газ, закись азота
Способы получения оксидов.
1). Горение, т.е. взаимодействие с кислородом простого вещества:
4Na + O 2 = 2Na 2 O
4P + 5O 2 = 2P 2 O 5
2). Горение, т.е. взаимодействие с кислородом сложного вещества (состоящего из двух элементов ) при этом образуются два оксида.
2ZnS + 3O 2 = 2ZnO + 2SO 2
4FeS 2 + 11O 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2
3). Разложение трех слабых кислот. Другие не разлагаются. При этом образуются – кислотный оксид и вода.
Н 2 СО 3 = Н 2 О + СО 2
Н 2 SO 3 = H 2 O + SO 2
H 2 SiO 3 = H 2 O + SiO 2
4). Разложение нерастворимых оснований. Образуются основный оксид и вода.
Mg(OH) 2 = MgO + H 2 O
2Al(OH) 3 = Al 2 O 3 + 3H 2 O
5). Разложение нерастворимых солей. Образуются основный оксид и кислотный оксид.
СаСО 3 = СаО + СО 2
МgSO 3 = MgO + SO 2
Химические свойства.
I . Основных оксидов.
щелочь.
Na 2 O + H 2 O = 2NaOH
CaO + H 2 O = Ca(OH) 2
СuO + H 2 O = реакция не протекает, т.к. возможное основание в состав которого входит медь - нерастворимо
2). Взаимодействие с кислотами, при этом образуется соль и вода. (Основный оксид и кислоты реагируют ВСЕГДА)
К 2 О + 2НСI = 2KCl + H 2 O
CaO + 2HNO 3 = Ca(NO 3) 2 + H 2 O
3). Взаимодействие с кислотными оксидами, при этом образуется соль.
Li 2 O + CO 2 = Li 2 CO 3
3MgO + P 2 O 5 = Mg 3 (PO 4) 2
4). Взаимодействие с водородом, при этом образуется металл и вода.
CuO + H 2 = Cu + H 2 O
Fe 2 O 3 + 3H 2 = 2Fe + 3H 2 O
II. Кислотных оксидов.
1). Взаимодействие с водой, при этом должна образоваться кислота. (Только SiO 2 не взаимодействует с водой)
CO 2 + H 2 O = H 2 CO 3
P 2 O 5 + 3H 2 O = 2H 3 PO 4
2). Взаимодействие с растворимыми основаниями (щелочами). При этом образуется соль и вода.
SO 3 + 2KOH = K 2 SO 4 + H 2 O
N 2 O 5 + 2KOH = 2KNO 3 + H 2 O
3). Взаимодействие с основными оксидами. При этом образуется только соль.
N 2 O 5 + K 2 O = 2KNO 3
Al 2 O 3 + 3SO 3 = Al 2 (SO 4) 3
Основные упражнения.
1). Закончить уравнение реакции. Определить её тип.
К 2 О + Р 2 О 5 =
Решение.
Что бы записать, что образуется в результате – необходимо определить – какие вещества вступили в реакцию – здесь это оксид калия (основный) и оксид фосфора (кислотный) согласно свойств – в результате должна получиться СОЛЬ (смотри свойство № 3) а соль состоит из атомов металлов (в нашем случае калия) и кислотного остатка в состав которого входит фосфор (т.е. РО 4 -3 – фосфат) Поэтому
3К 2 О + Р 2 О 5 = 2К 3 РО 4
тип реакции – соединение (так как вступают в реакцию два вещества, а образуется – одно)
2). Осуществить превращения (цепочка).
Са → СаО → Са(ОН) 2 → СаСО 3 → СаО
Решение
Для выполнения этого упражнения необходимо помнить, что каждая стрелочка это одно уравнение (одна химическая реакция). Пронумеруем каждую стрелочку. Следовательно, необходимо записать 4 уравнения. Вещество записанное слева от стрелочки(исходное вещество) вступает в реакцию, а вещество записанное справа – образуется в результате реакции(продукт реакции). Расшифруем первую часть записи:
Са + …..→ СаО Мы обращаем внимание, что вступает в реакцию простое вещество, а образуется оксид. Зная способы получения оксидов (№ 1) приходим к выводу, что в данной реакции необходимо добавить –кислород (О 2)
2Са + О 2 → 2СаО
Переходим к превращению № 2
СаО → Са(ОН) 2
СаО + ……→ Са(ОН) 2
Приходим к выводу, что здесь необходимо применить свойство основных оксидов – взаимодействие с водой, т.к. только в этом случае из оксида образуется основание.
СаО + Н 2 О → Са(ОН) 2
Переходим к превращению № 3
Са(ОН) 2 → СаСО 3
Сa(OH) 2 + ….. = CaCO 3 + …….
Приходим к выводу, что здесь речь идет об углекислом газе СО 2 т.к. только он при взаимодействии со щелочами образует соль (смотри свойство № 2 кислотных оксидов)
Сa(OH) 2 + СО 2 = CaCO 3 + Н 2 О
Переходим к превращению № 4
СаСО 3 → СаО
СаСО 3 = ….. СаО + ……
Приходим к выводу что здесь образуется еще СО 2 , т.к. СаСО 3 нерастворимая соль и именно при разложении таких веществ образуются оксиды.
СаСО 3 = СаО + СО 2
3). С какими из перечисленных веществ взаимодействует СО 2 . Напишите уравнения реакций.
А). Соляная кислота Б). Гидроксид натрия В). Оксид калия г). Вода
Д). Водород Е). Оксид серы (IV).
Определяем, что СО 2 – это кислотный оксид. А кислотные оксиды вступают в реакции с водой, щелочами и основными оксидами … Следовательно из приведенного списка выбираем ответы Б, В, Г И именно с ними записываем уравнения реакций:
1). СО 2 + 2NaOH = Na 2 CO 3 + H 2 O
2). CO 2 + K 2 O = K 2 CO 3
Оксиды - это сложные неорганические соединения, состоящие из двух элементов, один из которых кислород (в степени окисления -2).
Например, Na 2 O, B 2 O 3 , Cl 2 O 7 относятся к оксидам. Все перечисленные вещества содержат кислород и еще один элемент. Вещества Na 2 O 2 , H 2 SO 4 , HCl не относятся к оксидам: в первом степень окисления кислорода равна -1, в составе второго не два, а три элемента, а третье вообще не содержит кислорода.
Если вы не понимаете смысл термина "степень окисления", ничего страшного. Во-первых, можно обратиться к соответствующей статье на этом сайте. Во-вторых, даже без понимания этого термина можно продолжать чтение. Временно можете забыть про упоминание о степени окисления.
Получены оксиды практически всех известных на сегодняшний день элементов, кроме некоторых благородных газов и "экзотических" трансурановых элементов. Более того, многие элементы образуют несколько оксидов (для азота, например, их известно шесть).
Номенклатура оксидов
Мы должны научиться называть оксиды. Это очень просто.Пример 1 . Назовите следующие соединения: Li 2 O, Al 2 O 3 , N 2 O 5 , N 2 O 3 .
Li 2 O - оксид лития,
Al 2 O 3 - оксид алюминия,
N 2 O 5 - оксид азота (V),
N 2 O 3 - оксид азота (III).
Обратите внимание на важный момент: если валентность элемента постоянна, мы НЕ упоминаем ее в названии оксида. Если валентность меняется, следует обязательно указать ее в скобках! Литий и алюминий имеют постоянную валентность, у азота валентность переменная; именно по этой причине названия окислов азота дополнены римскими цифрами, символизирующими валентность.
Задание 1 . Назовите оксиды: Na 2 O, P 2 O 3 , BaO, V 2 O 5 , Fe 2 O 3 , GeO 2 , Rb 2 O. Не забывайте, что существуют элементы как с постоянной, так и с переменной валентностью.
Еще один важный момент: вещество F 2 O правильнее называть не "оксид фтора", а "фторид кислорода"!
Физические свойства оксидов
Физические свойства весьма разнообразны. Обусловлено это, в частности, тем, что в оксидах могут проявляться разные типы химической связи. Температуры плавления и кипения варьируются в широких пределах. При нормальных условиях оксиды могут находиться в твердом состоянии (CaO, Fe 2 O 3 , SiO 2 , B 2 O 3), жидком состоянии (N 2 O 3 , H 2 O), в виде газов (N 2 O, SO 2 , NO, CO).
Разнообразна окраска: MgO и Na 2 O белого цвета, CuO - черного, N 2 O 3 - синего, CrO 3 - красного и т. д.
Расплавы оксидов с ионным типом связи хорошо проводят электрический ток, ковалентные оксиды, как правило, имеют низкую электропроводность.
Классификация оксидов
Все существующие в природе оксиды можно разделить на 4 класса: основные, кислотные, амфотерные и несолеобразующие. Иногда первые три класса объединяют в группу солеобразующих оксидов, но для нас это сейчас несущественно. Химические свойства оксидов из разных классов отличаются весьма сильно, поэтому вопрос классификации очень важен для дальнейшего изучения этой темы!
Начнем с несолеобразующих оксидов . Их нужно запомнить: NO, SiO, CO, N 2 O. Просто выучите эти четыре формулы!
Для дальнейшего продвижения мы должны вспомнить, что в природе существуют два типа простых веществ - металлы и неметаллы (иногда выделяют еще группу полуметаллов или металлоидов). Если вы четко понимаете, какие элементы относятся к металлам, продолжайте читать эту статью. Если есть малейшие сомнения, обратитесь к материалу "Металлы и неметаллы" на этом сайте.
Итак, сообщаю вам, что все амфотерные оксиды являются оксидами металлов, но не все оксиды металлов относятся к амфотерным. Я перечислю наиболее важные из них: BeO, ZnO, Al 2 O 3 , Cr 2 O 3 , SnO. Список не является полным, но перечисленные формулы следует обязательно запомнить! В большинстве амфотерных оксидов металл проявляет степень окисления +2 или +3 (но есть исключения).
В следующей части статьи мы продолжим говорить о классификации; обсудим кислотные и основные оксиды.
Оксиды являются сложными веществами, состоящими из двух элементов, из которых один - кислород во второй степени окисления.
В химической литературе для номенклатуры оксидов придерживаются следующих правил:
- При написании формул кислород всегда ставят на втором месте - NO, CaO.
- Называя оксиды, сначала всегда употребляют слово оксид, после него в родительном падеже идет название второго элемента: BaO - оксид бария, K₂O - оксид калия.
- В случае, когда элемент образовывает несколько оксидов, после его названия указывают в скобках этого элемента, например N₂O₅ - (V), Fe₂O₃ - оксид железа (II), Fe₂O₃ - оксид железа (III).
- Называя самые распространенные оксиды, обязательно необходимо соотношения атомов в молекуле обозначать соответствующими греческими числительными: N₂O - оксид диазота, NO₂ - диоксид азота, N₂O₅ - пентаоксид диазота, NO - монооксид азота.
- Ангидриды желательно называть точно так же как оксиды (например, N₂O₅ - (V)).
Оксиды можно получить несколькими различными способами:
- Взаимодействием с кислородом простых веществ. Простые вещества окисляются при нагревании часто с выделением теплоты и света. Данный процесс называется горением
C + O₂ = CO₂ - Благодаря окислению получаются оксиды элементов, которые включены в состав исходного вещества:
2H₂S + 3O₂ = 2 H₂O + 2 SO₂ - Разложением нитратов, гидроксидов, карбонатов:
2Cu(NO₃)₂ = 2CuO + 4NO₂ + O₂
CaCO₃ = CaO + CO₂
Cu(OH)₂ = CuO + H₂O - В результате окисления металлов оксидами иных элементов. Подобные реакции стали основой металлотермии - восстановления металлов из их оксидов с помощью более активных металлов:
2Al + Cr₂O₃ = 2Cr ±Al₂O₃ - Путем разложения либо доокислением низших:
4CrO₃ = 2Cr₂O₃ + 3O₃
4FeO + O₂ = 2Fe₂O₃
4CO + O₂ = 2CO₂
Классификация оксидов на основе их химических свойств подразумевает их деление на солеобразующие и несолеобразующие оксиды (безразличные). Солеобразующие оксиды, в свою очередь, делят на кислотные, основные и амфотерные.
Основным оксидам соответствуют основания. Например, Na₂O, CaO, MgO - основные оксиды, так как им соответствуют основания - NaOH, Ca(OH)₂, Mg(OH)₂. Некоторые оксиды (K₂O и CaO) легко вступают в реакцию с водой и образуют соответствующие основания:
CaO + H₂O = Ca(OH)₂
K₂O + H₂O = 2KOH
Оксиды Fe₂O₃, CuO, Ag₂O с водой в реакцию не вступают, но нейтрализуют кислоты, благодаря чему считаются основными:
Fe₂O₃, + 6HCl = 2FeCl₃ + 3H₂OCuO + H₂SO₄ + H₂O
Ag₂O + 2HNO₃ = 2AgNO₃ + H₂O
Типичные химические свойства оксидов такого вида - их реакция с кислотами, в результате которой, как правило, образуются вода и соль:
FeO + 2HCl = FeCl₂ + H₂O
Основные оксиды вступают в реакцию также с кислотными оксидами:
CaO + CO₂ = CaCO₃.
Кислотным оксидам соответствуют кислоты, К примеру, оксиду N₂O₃ соответствует HNO₂, Cl₂O₇ - HClO₄, SO₃ - серная кислота H₂SO₄.
Основными химическим свойством таких оксидов является их реакция с основаниями, образуется соль и вода:
2NaOH + CO₂ = NaCO₃ + H₂O
Большинство кислотных оксидов вступают в реакцию с водой, образуя соответствующие кислоты. В то же время оксид SiO₂ практически нерастворим в воде, однако он нейтрализует основания, следовательно, является кислотным оксидом:
2NaOH + SiO₂ = (сплавление) Na₂siO₃ + H₂O
Амфотерные оксиды - это оксиды, которые в зависимости от условий демонстрируют кислотные и основные свойства, т.е. при взаимодействии с кислотами ведут себя как основные оксиды, а при взаимодействии с основаниями - как кислотные.
Не все амфотерные оксиды в одинаковой степени взаимодействуют с основаниями и кислотами. У одних более выражены основные свойства, у других - кислотные.
Если оксид цинка или хрома в одинаковой степени реагирует с кислотами и основаниями, то у оксида Fe₂O₃ преобладают основные свойства.
Свойства амфотерных оксидов показаны на примере ZnO:
ZnO + 2HCl = ZnCl₂ + H₂O
ZnO + 2NaOH = Na₂ZnO₂ + H₂O
Несолеобразующие оксиды не образуют ни кислот, ни оснований (например, N₂O, NO).
Кроме того, они не дают реакций, характерных для солеобразующих оксидов. Несолеобразующие оксиды могут вступать в реакцию с кислотами или щелочами, но при этом не образуются продукты, характерные для солеобразующих оксидов, например при 150⁰С и 1,5 МПа СО реагирует с гидроксидом натрия с образованием соли - формиата натрия:
СО + NaOH = HCOONa
Несолеобразующие оксиды распространеніы не так широко как остальные виды оксидов и образуются, в основном, при участии двухвалентных неметаллов.