1. определение оксидов

1. Определение оксидов

Оксид (окисел, окись) бинарное соединение химического элемента с кислородом в степени окисления 2, в котором сам кислород связан только с менее электроотрицательным элементом. Химический элемент кислород по электроотрицательности второй после фтора, поэтому к оксидам относятся почти все соединения химических элементов с кислородом. К исключениям относятся, соединения, содержащие атомы кислорода, связанные химической связью друг с другом ( пероксиды, надпероксиды, озониды) например: пероксид натрия Na2O2 , надпероксид калия KO2 , озонид калия KO3 и соединения фтора с кислородом (OF2 , O2F2), которые следует называть не оксидами фтора, а фторидами кислорода, т. к. степень окисления кислорода в них положительная.

Оксиды весьма распространённый тип соединений, содержащихся в земной коре и во Вселеннойвообще. Примерами таких соединений являются ржавчина, вода, песок, углекислый газ, ряд красителей. Оксидами называется класс минералов, представляющих собой соединения металла с кислородом.

Часто используют и другие наименования оксидов по числу атомов кислорода: если оксид содержит только один атом кислорода, то его называют монооксидом, моноокисью или закисью, если два диоксидом или двуокисью, если три то триоксидом или триокисью и т. д. Например: монооксид углерода CO, диоксид углерода СО2, триоксид серы SO3.

Также распространены исторически сложившиеся (тривиальные) названия оксидов, например угарный газ CO, серный ангидрид SO3 и т. д.

2. Классификация оксидов

Несолеобразующие оксиды оксиды, не проявляющие ни кислотных, ни основных, ни амфотерных свойств и не образующие соли. Раньше такие оксиды называли индифферентными или безразличными, но это неверно, так как по своей химической природе данные оксиды достаточно реакционноспособны. По сравнению с другими видами, количество несолеобразующих оксидов невелико, их как правило образуют одно и двухвалентные неметаллы. Типичными представителями таких оксидов являются гемиоксид азота (закись азота) N2O, монооксид азота NO, монооксид углерода СО, монооксид кремния SiO.

Солеобразующие оксиды это оксиды, которые образуют соли при взаимодействии с кислотами или основаниями. В зависимости от характера соответствующих гидратов оксидов все солеобразующие оксиды делятся па три типа: основные, кислотные, амфотерные.

Основные оксиды солеобразующие оксиды, проявляющие основные свойства. К ним относятся:

оксиды металлов главной подгруппы первой группы (щелочные металлы)

оксиды металлов главной подгруппы второй группы (щелочноземельные металлы)

оксиды переходных металлов в низших степенях окисления

Кислотные оксиды (ангидриды) оксиды, растворяющиеся только в щелочах, с образованием соли и воды. Образуются типичными неметаллами и некоторыми переходными элементами. Элементы в кислотных оксидах обычно проявляют валентность от IV до VII. Также они могут взаимодействовать с некоторыми основными оксидами, например: оксид кальция CaO, оксид натрия Na2О и оксид цинка ZnO.

Амфотерные оксиды солеобразующие оксиды, проявляющие в зависимости от условий либо основные, либо кислотные свойства (то есть проявляющие амфотерность). Образуются переходными металлами. Металлы в амфотерных оксидах обычно проявляют валентность II,III,IV.

Увеличение степени окисления элемента и уменьшение радиуса его иона (при этом происходит уменьшение эффективного отрицательного заряда на этоме кислорода) делают оксид более кислотным. Это и объясняет закономерное изменение свойств оксидов от основных к амфотерным и далее к кислотным.

1) В одном периоде при увеличении порядкового номера происходит усиление кислотных свойств оксидов и увеличение силы соответствующих им кислот.

2) В главных подгруппах периодической системы при переходе от одного элемента к другому сверху вниз наблюдается усиление новых свойств оксидов:

3) При повышении степени окисления элемента усиливаются кислотные свойства оксида и ослабевают основные.

3. Физические и химические свойства

Физические и химические свойства оксидов очень отличаются. При комнатной температуре большинство оксидов являются твердыми веществами, например, меди (II) оксид CuO черного цвета, кальций оксид CaO белого цвета, хром (III) оксид Cr2O3 темно-зеленого цвета. Некоторые оксиды являются жидкостями, например, водород оксид (вода) H2O и Cl2O7 являются бесцветными жидкостями, а некоторые газообразными веществами, например карбон (IV) оксид CO2 является газом без цвета, а азот (IV) оксид NO2являются бурым газом. Некоторые оксиды являются веществами с молекулярным строением, другие имеют ионную строение.

Основные и кислотные оксиды проявляют разные свойства. Основные оксиды при нагревании могут вступать в реакции с кислотными и амфотерными оксидами, с кислотами. С водой непосредственно реагируют оксиды щелочных металлов (оксиды лития, натрия, калия, рубидия и цезия) и окислы щелочноземельных металлов (оксиды кальция, стронция и бария).

Рассмотрим примеры уравнений типовых химических реакций, которые подтверждают указанные свойства основных оксидов.

1. Взаимодействие основного оксида с кислотным оксидом с образованием соли:
CaO+SiO2 -> CaSiO3

2. Взаимодействие основного оксида с амфотерными оксидом с образованием соли:

Na2O+Al2O3 ->2NaAlO2

3. Взаимодействие основного оксида с водой с образованием основания:

BaO+H2O=Ba(OH)2

4. Взаимодействие основного оксида с кислотой с образованием соли и воды:

MgO+2HCl=MgCl2+H2O

Кислотные оксиды могут вступать в реакции с основными и амфотерными оксидами, с растворимыми в воде основаниями (щелочами). Многие кислотных оксидов взаимодействуют с водой (исключением является кремний (IV) оксид SiO2. Рассмотрим примеры уравнений типовых химических реакций, которые подтверждают указанные свойства кислотных оксидов.

1. Взаимодействие кислотного оксида с основным оксидом с образованием соли:

CO2 +Na2O=Na2CO3

2. Взаимодействие кислотного оксида с амфотерными оксидом с образованием соли:

SO3 +ZnO=ZnSO4

3. Взаимодействие кислотного оксида с водой с образованием кислоты:

P2O5 +3H2O=2H3PO4

4. Взаимодействие кислотного оксида со щелочью с образованием соли и воды:

SO2 +2KOH=K2SO3 +H2O

Амфотерными оксидам присущи свойства как основных, так и кислотных оксидов. То есть они могут реагировать как с кислотными, так и с основными оксидами с образованием солей. Кроме того, амфотерные оксиды могут взаимодействовать как с кислотами, так и со щелочами с образованием солей и воды.

Например:

ZnO+H2SO4 =ZnSO4 +H2O

Al2O3 + 2KOH 2KAlO2 + H2O

4. Способы получения

1. Окисление простых веществ кислородом (сжигание простых веществ):

2Mg + O2 = 2МgО

4Р + 5O2 = 2Р2О5.

Метод не применим для получения оксидов щелочных металлов, т.к. при окислении щелочные металлы обычно дают не оксиды, а пероксиды(Na2O2, K2O2).

Не окисляются кислородом воздуха благородные металлы, напрмер, Аu, Аg, Рt.

2. Окисление сложных веществ (солей некоторых кислот и водородных соединений неметаллов):

2ZnS + 3O2 = 2ZnO + 2SO2

2Н2S + 3O2 = 2SO2 + 2Н2О

3. Разложение при нагревании гидроксидов (оснований и кислородсодержащих кислот):

Сu(ОН)2 СuО + Н2О

H2SO3 SO2 + H2O

Нельзя пользоваться этим методом для получения оксидов щелочных металлов, так как разложение щелочей происходит при слишком высоких температурах.

4. Разложение некоторых солей кислородсодержащих кислот:

СаСО3 СаО + СО2

2Рb(NO3)2 2РbО + 4NO2 + O2

Следует иметь в виду, что соли щелочных металлов не разлагаются при нагревании с образованием оксидов.

P.S.: условия конкурса в закрепленном посте группы.

4 comments

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

*