Основні оксиди

Оксиди - складні речовини, що складаються з двох елементів, одним з яких є кисень.

Класифікація оксидів

Солеобразующие оксиди поділяються на основні, кислотні та амфотерні оксиди. Якщо основним оксидам відповідають основи, то кислотним – кислоти, а амфотерним оксидам відповідають амфотерні утворення.

1. Класифікація оксидів.

Фізичні властивості оксидів дуже різноманітні.₂), так і твердими (Fe₂O₃) або рідкими речовинами (H₂O).

оксиди, в яких елементи виявляють свою вищу активність, називаються вищими оксидами.

Хімічні властивості основних оксидів

Основними оксидами називаються оксиди, яким відповідають основи.₂O, СаO відповідають підстави KOH, Ca(OH)₂ .

2. Основні оксиди та відповідні їм основи.

Основні оксиди утворюються типовими металами, а також металами змінної валентності в нижчому ступені окислення (наприклад, CaO, FeO), реагують з кислотами та кислотними оксидами, утворюючи при цьому солі:

Основні оксиди також взаємодіють з амфотерними оксидами, внаслідок чого відбувається утворення солі, наприклад:

З водою реагують тільки оксиди лужних та лужноземельних металів:

Багато основних оксидів мають характер відновлюватися до речовин, які з атомів одного хімічного елемента:

При нагріванні розкладаються тільки оксиди ртуті та благородних металів:

Список основних оксидів:

У головних підгрупах періодичної системи при переході від одного елемента до іншого зверху донизу спостерігається посилення основних властивостей оксидів

Що ми дізналися?

При утворенні основних оксидів одним з обов'язкових елементів є кисень. Основні оксиди мають ряд фізичних та хімічних властивостей, таких як взаємодія з водою, кислотами та іншими оксидами.

Оксиди: класифікація, одержання та хімічні властивості

Оксиди - Це складні речовини, які складаються з атомів двох елементів, один з яких - кисень зі ступенем окиснення -2. При цьому кисень пов'язаний лише з меншим електронегативним елементом.

Залежно від другого елемента оксиди виявляють різні хімічні властивості.У шкільному курсі оксиди традиційно ділять на солеутворюючі та несолетворні. Деякі оксиди відносять до солеподібних (подвійних).

Подвійні оксиди - це деякі оксиди, утворені елементом з різними ступенями окиснення.

Солеутворюючі оксиди ділять на основні, амфотерні та кислотні.

Основні оксиди - це оксиди, що мають характерні основні властивості. До них відносять оксиди, утворені атомами металів зі ступенем окиснення +1 та +2.

Кислотні оксиди - це оксиди, що характеризуються кислотними властивостями. До них відносять оксиди, утворені атомами металів зі ступенем окиснення +5, +6 та +7, а також атомами неметалів.

Амфотерні оксиди - це оксиди, що характеризуються і основними, і кислотними властивостями. Це оксиди металів зі ступенем окиснення +3 і +4, а також чотири оксиди зі ступенем окиснення +2: ZnO, PbO, SnO та BeO.

Несолетворні оксиди не виявляють характерних основних чи кислотних властивостей, їм відповідають гидроксиды. До несолетворних відносять чотири оксиди: CO, NO, N₂O та SiO.

Класифікація оксидів

Одержання оксидів

Загальні способи одержання оксидів:

1. Взаємодія простих речовин із киснем :

1.1. Окислення металів: більшість металів окислюються киснем до оксидів зі стійкими ступенями окиснення.

Наприклад, алюміній взаємодіє з киснем з утворенням оксиду:

Не взаємодіють із киснем золото, платина, паладій.

Натрій при окисленні киснем повітря утворює переважно пероксид Na₂O₂:

Калій, цезій, рубідій утворюють переважно надпероксиди складу MeO₂:

Примітки : метали зі змінним ступенем окиснення окислюються киснем повітря, як правило, до проміжного ступеня окиснення (+3):

Залізо також горить з утворенням залізної окалини - оксиду заліза (II, III):

1.2. Окислення простих речовин-неметалів.

Як правило, при окисленні неметалів утворюється оксид неметалу з вищим ступенем окислення, якщо кисень у надлишку, або оксид неметалу з проміжним ступенем окислення, якщо кисень у нестачі.

Наприклад , фосфор окислюється надлишком кисню до оксиду фосфору (V), а під дією нестачі кисню до оксиду фосфору (III):

Але є деякі винятки .

Наприклад , сірка згоряє тільки до оксиду сірки (IV):

Оксид сірки (VI) можна отримати тільки окисленням оксиду сірки (IV) у жорстких умовах у присутності каталізатора:

2SO₂ + O₂ = 2SO₃

Азот окислюється киснем тільки при дуже високій температурі (близько 2000 про С) або під дією електричного розряду, і тільки до оксиду азоту (II):

Не окислюється киснем фтор F₂ (Сам фтор окислює кисень). Не взаємодіють з киснем інші галогени (хлор Cl₂, Бром та ін), інертні гази (гелій He, неон, аргон, криптон).

2. Окислення складних речовин (бінарних сполук): сульфідів, гідридів, фосфідів тощо.

При окисненні киснем складних речовин, що складаються, як правило, з двох елементів, утворюється суміш оксидів цих елементів у стійких ступенях окиснення.

Наприклад , при спалюванні піриту FeS₂ утворюються оксид заліза (III) та оксид сірки (IV):

Сірководень горить з утворенням оксиду сірки (IV) при надлишку кисню та з утворенням сірки при нестачі кисню:

А ось аміак горить з утворенням простої речовини N₂, т.к.азот реагує з киснем лише у жорстких умовах:

А ось у присутності каталізатора аміак окислюється киснем до оксиду азоту (II):

Вправи для тренування: встановіть відповідність між речовиною та продуктом її окислення надлишків кисню:

3. Розкладання гідроксидів. Оксиди можна отримати з гідроксидів - кислот або основ.

Деякі гідроксиди нестійкі, і мимоволі розпадаються на оксид та воду; для розкладання деяких інших (зазвичай нерозчинних у воді) гідроксидів необхідно їх нагрівати (прожарювати).

гідроксид → оксид + вода

Мимовільно розкладаються у водному розчині вугільна кислота, сірчиста кислота, гідроксид амонію, гідроксиди срібла (I), міді (I):

2AgOH → Ag₂O+H₂O

2CuOH → Cu₂O+H₂O

При нагріванні розкладаються на оксиди нерозчинні гідроксиди - кремнієва кислота, гідроксиди важких металів - гідроксид заліза (III) та ін.

4. Ще один спосіб отримання оксидів розкладання складних сполук - солей .

Наприклад , нерозчинні карбонати та карбонат літію при нагріванні розкладаються на оксиди:

Солі, утворені сильними кислотами-окислювачами (нітрати, сульфати, перхлорати та ін.), при нагріванні, як правило, розкладаються зі зміною ступеня окислення:

Докладніше про розкладання нітратів можна прочитати у статті Окислювально-відновлювальні реакції.

Хімічні властивості оксидів

Значна частина хімічних властивостей оксидів описується схемою взаємозв'язку основних класів неорганічних речовин.

1. Оксид + вода = гідроксид

Оксиди реагують з водою, якщо утворюється розчинний гідроксид.

1.1. Основний оксид + вода = луг

Наприклад , оксид натрію реагує з водою з утворенням гідроксиду натрію:

Na₂O+H₂O = 2NaOH

Оксид міді (II) з водою не реагує, гідроксид міді (II) нерозчинний:

CuO+H₂O ≠

1.2. Амфотерний оксид + вода ≠

Оскільки всі амфотерні гідроксиди нерозчинні у воді, амфотерні оксиди з водою не реагують.

ZnO+H₂O ≠

1.3. Кислотний оксид + вода = кислота

Наприклад , оксид сірки (VI) реагує з водою з утворенням сірчаної кислоти:

Оксид кремнію (IV) з водою не реагує, кремнієва кислота нерозчинна:

2. Оксид + оксид = сіль

Оксид реагує з оксидом, якщо взаємодіють оксиди різних типів. Оксиди одного типу один з одним не реагують.

2.1. Основний оксид + кислотний оксид = сіль

При складанні формули солі катіон металу беремо з основного оксиду, кислотний залишок - з кислотного оксиду, який відповідає цьому кислотному оксиду.

Наприклад , оксид калію реагує з оксидом сірки (IV) з утворенням сульфіту калію:

Оксиду сірки (IV) відповідає сірчиста кислота та кислотний залишок сульфіт:

2.2. Основний оксид + основний оксид ≠

Наприклад , оксид літію не реагує з оксидом кальцію, оскільки обидва оксиди - основні.

Li₂O + CaO ≠

2.3. Основний оксид + амфотерний оксид = сіль

При складанні формули солі катіон металу беремо з основного оксиду, кислотний залишок - з амфотерного оксиду, який відповідає цьому амфотерному оксиду.

Наприклад , оксид калію реагує з оксидом цинку з утворенням калію цинку.

Оксиду цинку відповідає амфотерний гідроксид цинку та кислотний залишок цинку:

2.4. Амфотерний оксид + амфотерний оксид ≠

Наприклад , оксид берилію не реагує з оксидом цинку, так як обидва оксиди - амфотерні.

BeO + ZnO ≠

2.5.Амфотерний оксид + кислотний оксид = сіль

При складанні формули солі катіон металу беремо з амфотерного оксиду, кислотний залишок - з кислотного оксиду, який відповідає цьому кислотному оксиду.

Наприклад , оксид хрому (III) реагує з оксидом сірки (VI) з утворенням сульфату хрому (III):

Оксиду сірки (VI) відповідає сірчана кислота та кислотний залишок сульфат:

2.6. Кислотний оксид + кислотний оксид ≠

Наприклад , оксид азоту (V) не реагує з оксидом вуглецю (IV), оскільки обидва оксиди - кислотні.

Хімічні властивості оксидів

Детально про хімічні властивості оксидів можна прочитати у відповідних статтях: