Основні оксиди
Оксиди – складні речовини, які з двох елементів, однією з є кисень. Оксиди можуть бути солеутворюючими та несолетворними: одним із видів солеутворюючих оксидів є основні оксиди. Чим вони відрізняються від інших видів і які їх хімічні властивості?
Класифікація оксидів
Солеутворюючі оксиди поділяються на основні, кислотні та амфотерні оксиди. Якщо основним оксидам відповідають основи, то кислотним – кислоти, а амфотерним оксидам відповідають амфотерні утворення. Амфотерними оксидами називають такі сполуки, які в залежності від умов можуть виявляти або основні або кислотні властивості.
Мал. 1. Класифікація оксидів.
Фізичні властивості оксидів дуже різноманітні. Вони можуть бути як газами (CO2), так і твердими (Fe2O3) або рідкими речовинами (H2O).
При цьому більшість основних оксидів є твердими речовинами різних кольорів.
оксиди, в яких елементи виявляють свою вищу активність, називаються вищими оксидами. Порядок зростання кислотних властивостей вищих оксидів відповідних елементів у періодах зліва праворуч пояснюється поступовим зростанням позитивного заряду іонів цих елементів.
Хімічні властивості основних оксидів
Основними оксидами називаються оксиди, яким відповідають основи. Наприклад, основним оксидам K2O, СаO відповідають підстави KOH, Ca(OH)2 .
Мал. 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:
| Назва оксиду |
Хімічна формула |
Властивості |
| Оксид кальцію |
CaO |
негашене вапно, біла кристалічна речовина |
| Оксид магнію |
MgO |
біла речовина, малорозчинна у воді |
| Оксид барію |
BaO |
безбарвні кристали з кубічною решіткою |
| Оксид міді II |
CuO |
речовина чорного кольору практично нерозчинна у воді |
| Оксид ртуті II |
HgO |
тверда речовина червоного або жовто-жовтогарячого кольору |
| Оксид калію |
K2O |
безбарвна або блідо-жовта речовина |
| Оксид натрію |
Na2O |
речовина, що складається з безбарвних кристалів |
| Оксид літію |
Li2 O |
речовина, що складається з безбарвних кристалів, які мають будову кубічних ґрат |
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, номенклатура, будова, властивості, отримання та застосування
план-конспект уроку з хімії (8 клас)
Мета уроку: сформувати поняття про оксиди як один із класів хімічних сполук; розглянути склад, будову, номенклатуру, фізичні та хімічні властивості, одержання та застосування оксидів.
Освітня – сформувати поняття про оксиди як про один із класів хімічних сполук, вивчити фізичні властивості та класифікацію оксидів; вивчити основні правила номенклатури оксидів, визначити значення оксидів у природі та житті людини;
Розвиваюча – формувати вміння порівнювати, виявляти загальні ознаки речовин, робити висновки, продовжити формування дослідницьких навичок учнів під час роботи з джерелами інформації.
Виховна – виховувати відповідальність, самостійність, формувати комунікативні якості учнів при організації роботи у групах;
Методи: пояснювально-ілюстративний (розповідь з елементами бесіди, демонстрація презентації на тему уроку);
Основні поняття: оксиди, номенклатура оксидів, кислотний оксид, основний оксид, амфотерний оксид, солеутворюючі оксиди, несолетворні оксиди, фізичні та хімічні властивості оксидів, способи одержання оксидів.
Обладнання та реактиви: комп'ютер, мультимедійний проектор, презентація на тему уроку, таблиця, хімічна склянка з водою;
Використовуваний підручник: Рудзітіс Г.Є., Фельдман Ф.Г. Хімія 8 клас. Підручник для загальноосвітніх навчальних закладів.
Заплановані результати навчального заняття:
Предметні: давати визначення «оксиди», розпізнавати оксиди серед інших речовин, складати формули оксидів та називати їх, класифікувати, описувати фізичні властивості оксидів та хімічні властивості.
регулятивні: вміння планувати та регулювати свою діяльність, самостійно планувати шляхи досягнення мети, володіння основами самоконтролю та самооцінки;
комунікативні: готовність отримувати необхідну інформацію, відстоювати свою точку зору у діалозі та у виступі, висувати гіпотезу, докази, продуктивно взаємодіяти зі своїми партнерами, володіння письмовою мовою;
пізнавальні: вміння визначати поняття, встановлювати аналогії, будувати логічні міркування та робити висновки, здійснювати пошук інформації, аналізувати та оцінювати її достовірність.
Особистісні: прийняття соціальної ролі учня, розвиток мотивів навчальної діяльності та формування особистісного сенсу навчання, соціальних та міжособистісних відносин.
Вітання. Визначення готовності учнів до уроку. Позитивне настроювання на урок.
- Мотивація навчальної діяльності учнів. Визначення теми, мети, завдань уроку. Спільне планування навчальної діяльності.
Мотивація навчальної діяльності учнів. На демонстраційному столі є різні на перший погляд речі: вода, річковий пісок, негашене вапно, червоний залізняк. Як ви вважаєте, чому сьогодні на уроці демонструю їх вам? Що їх об'єднує? Відповідь питанням припускаю отримати наприкінці уроку після вивчення нової теми.
Епіграф уроку - поетичні рядки таджицького поета Фірдоусі:
З тих пір, як існує світобудова,
Такого немає, хто б не потребував знання.
Яку б не візьмемо мову та вік –
Завжди прагнула знань людина.
Визначення теми уроку.
Сьогодні на уроці ми вивчатимемо хімічні сполуки, значення яких складно переоцінити для нашої планети та людей. А що це за речовини, ви відповісте, розгадавши загадки:
Вона і дощ, і град, і сніг,
Носій благ, провісник бід -
І веселка і лід (Слайд 1)
Що це за речовина? Відповідь проста – це вода. Запишіть формулу води у зошит.
Це газ, необхідний рослин для фотосинтезу.
Це газ, що виділяється нами при видиху.
Що це за газ? (Слайд 2)
Звісно, це вуглекислий газ. Запишіть формулу вуглекислого газу.
Послухайте уривок із вірша А. Ахматової.
. на мийці моєму
Позеленіла мідь,
Але так грає промінь на ньому,
Що весело дивитись. (Слайд 3)
Як ви вважаєте, що сталося із міддю? Чому вона позеленіла? Відповідь - вона окислилася. А що значить окислилася? Згадайте тему «Кисень». Це означає, що вона вступила у взаємодію Космосу з киснем. Назвіть формулу цієї речовини? Запишіть на дошці. Один із учнів записує на дошці – CuO.
Подивіться формули (слайд 4). Як ви вважаєте, що ж спільного між ними? (Діти говорять про схожість складу молекул). Правильно. Вони складаються із двох елементів. І в усіх до складу молекули входить кисень. Так, про що ж ми сьогодні говоритимемо? Яка тема нашого уроку? Про оксиди. Ви правильно визначили тему нашого уроку. Отже, тема нашого уроку "Оксиди" (слайд 5) Записуємо в зошит
Спільне визначення цілей уроку. Що б ви хотіли дізнатися про оксиди? Учні визначають цілі. Запис учителем цілей уроку на дошці під диктовку учнів.
Коригування вчителем цілей, позначених учнями.
Виходячи з цілей, що навчаються становлять план уроку, визначають заплановані результати навчання. Вчитель записує план уроку на дошці.
Мета уроку: систематизувати відомості про оксиди, поглибити знання про класифікацію та хімічні властивості оксидів, сформувати поняття про оксиди як про один із класів хімічних сполук; розглянути склад, будову, номенклатуру, фізичні та хімічні властивості, одержання та застосування оксидів (слайд 6)
Увага на слайд! (Слайд 7).
Для того, щоб дізнатися, що таке оксиди і з чого вони складаються, подивіться на запропоновані формули.
Це прості чи складні речовини? Складні.
А скільки елементів входить до складу цих з'єднань? Два.
А який елемент у цих сполуках повторюється? Кисень.
Спробуємо сформулювати разом визначення, що таке оксиди?
Оксиди – це складні речовини, які складаються з двох елементів, одним із яких є кисень (Слайд 8).
А тепер подивимось на наступний слайд (Слайд 9).
Які із запропонованих речовин можна віднести до оксидів? CuO, N 2 O 5 .
А чому H2O2 не можна віднести до оксидів? (намагаються відповісти).
Насправді все просто. Згадайте тему «Валентність» (валентність кисню завжди дорівнює II). Але в нашому випадку H 2 O 2 валентність кисню дорівнює I і такі сполуки називаються пероксидами. Тому визначення «оксиди» можна доповнити (оксиди - це складні речовини, які складаються з двох елементів, одним з яких є кисень з валентністю, що дорівнює II).
Будь-яка речовина має певну хімічну назву. А зараз давайте дамо назву нашим оксидам.
Н 2 О – Оксид водню
СО 2 - Оксид вуглецю (IV)
То з чого ж складається назва оксиду?
Назва оксиду = оксид + назва елемента Р.п.+ валентність елемента (слайд 10)
Закріплення нового матеріалу під час викладу.
У вас на столах лежать картки.Спробуйте правильно назвати оксиди, формули яких записані ними.
(З першої парти, по ланцюжку.)
Na 2 O До 2 Про СаО СуO Р 2 O 5 CrO Cr 2 O 3 Аl 2 O 3 SO 2 SO 3 BaO ZnO FeO Fe 2 O 3 (слайд 11)
Молодці, ви всі правильно відповіли.
Але є ще одна особливість назви оксидів, яка пов'язана із валентністю.
Чому дорівнює валентність кисню?
А яку валентність мають інші хімічні елементи?
Яку особливість у назві оксидів ми з вами відкрили?
Назви оксидів, до складу яких входять хімічні елементи з постійною валентністю, даються без згадки про валентність.
Якщо ж вони утворені хімічними елементами зі змінною валентністю, то поруч із назвою оксиду ставиться у дужках валентність.
Подивіться наші формули, загальне ми побачили — це наявність кисню.
Чим відрізняються хімічні елементи один від одного, що входять до складу наших оксидів? (У перших двох - на першому місці стоять неметали, а у третього - метал.)
Зараз, я пропоную вам звернутися до підручника на стор. 132 та попрацювати зі схемою 5 та текстом підручника. На які групи поділяються оксиди? Заповнити схему у ваших робочих аркушах, навести приклади. На основні, амфотерні та кислотні.
Отже, якщо оксид основний, він утворений атомами металів з валентністю, що дорівнює I або II.
А якщо оксид кислотний, то він утворений атомами неметалів і атомами металів з валентністю вище IV.
Але як і в російській мові є виняток із правил, так і у нас у хімії є такі винятки. Це амфотерні оксиди. Вони утворені атомами металів із валентністю, що дорівнює III або IV (слайд 12).
Тепер переходимо до наступного пункту нашого плану – це фізичні властивості. Давайте
Згадаймо, які ж фізичні властивості мають речовини. На прикладі оксиду
водню (вода) розкажіть про фізичні властивості води (три агрегатні стани, без
кольору, смаку та запаху, кипить при температурі 100 0 С, замерзає при температурі 0 0 С,
щільність води 1 г/см 3 має велику теплоємність, тому вона повільно
нагрівається і повільно остигає. Завдяки цьому водні басейни регулюють
температуру на планеті; проводить електричний струм).
Далі вивчаємо хімічні властивості оксидів, подивимося відеофрагмент, заповнюємо таблицю
ваших робочих аркушах (слайд 13)
Способи одержання оксидів.
Використовуючи схему 6 до §40 (стор. 134), розкажіть про способи одержання оксидів, перегляд відеофрагменту (слайд 14)
4. Первинний контроль, перевірка розуміння засвоєного матеріалу.
1) Яку з двох речовин можна віднести до оксидів. Відповідь мотивуйте. Дайте назви оксидам.
а) N 2 O 3 або Ca 3 N 2;
2)Робота в парах. Виберіть із запропонованого переліку хімічних формул речовин формули оксидів. Поясніть один одному їх класифікацію. Самоперевірка, відповіді на слайді.
SO 3 , Ca(OH) 2 , FeO, H 2 CO 3 , Al 2 Про 3, KOH, CO 2 , FeCl 3 , Na 2 O, H 2 SO 4 . (слайд 15)
Вчитель здійснює перевірку розуміння засвоєного матеріалу.
Первинне закріплення засвоєного матеріалу вчитель з використанням роздавального матеріалу. Учні виконують тестову роботу за варіантами із взаємоперевіркою та взаємооціненням. Відповіді – на слайді.
1. SiО 2 , Про 2 , Н 2 Про;
2. Al 2 Про 3 , ZnО, Н 2 3 .
2) «Знайди відповідність».
Знайдіть відповідність між формулою оксиду та його назвою.
1. N 2 Про 5 а. оксид азоту (IV)
2. ZnО b. оксид азоту (V)
3. NО 2 с. оксид цинку (VI)
1. SО 2 а. оксид сірки (VI)
2. Nа 2 Про b. оксид сірки (IV)
3. SО 3 с. оксид натрію
- Диференційоване домашнє завдання. Інструктаж щодо його виконання.
Вивчити §40, упр.2 (писемно) стор.135
*Підготувати презентацію або повідомлення «Застосування оксидів».
Наш урок закінчився. Подивіться, які цілі поставили на початку уроку. Чи можна вважати, що наших цілей на урок досягнуто?
Д. Хевелсі говорив: «Розумний розум не почувається щасливим, поки йому не вдається пов'язати воєдино розрізнені факти, що їм спостерігаються». Подивимося на демонстраційний стіл. Сподіваюся, що тепер ви можете відповісти на питання, що поєднує воду, річковий пісок, негашене вапно та червоний залізняк.
Закінчіть, будь ласка, пропозиції:
Сьогодні на уроці я дізнався...
Мені було цікаво.
Урок дав мені для життя.
Запишіть продовження цієї пропозиції у зошитах. Отже, озвучте свої записи.
Оцініть свою діяльність на уроці та класі, намалюйте у зошиті смайлик веселий, сумний чи нейтральний.
Оксиди
Вода та вуглекислий газ – найважливіші оксиди на Землі. Вони необхідні життя більшості організмів і формують клімат нашій планеті. Щодня ми взаємодіємо з оксидами і не помічаємо їхнього таємного життя у нас під носом. Ви відкусили яблуко, і за кілька хвилин воно потемніло. «Завітрялось», – подумаєте ви, а це відбулася реакція окислення заліза. Іржа на перилах у під'їзді – також оксид заліза. Фіаніти у ювелірних прикрасах – це діоксид цирконію. Чого вже там, без оксидів рідкісноземельних металів не було б ні телефонів, ні телевізорів із рідкокристалічними екранами – справжній апокаліпсис. Давайте відкрити завісу таємниці і познайомимося з оксидами ближче.
Визначення оксидів
Оксидами називають сполуки з двох хімічних елементів, одним з яких є кисень (Про) у ступені окислення -2.
Усі елементи таблиці Менделєєва, крім фтору, утворюють оксиди.Фтор - самий електронегативний елемент, і при взаємодії з киснем утворюються не оксиди, а фториди (OF2). Це єдиний випадок, коли кисень має позитивний ступінь окислення.
Запам'ятайте ще одних «шпигунів», що маскуються під оксиди – пероксиди. Головна їх відмінність у цьому, що у цих сполуках ступінь окислення кисню -1. Наприклад:
Пероксидні сполуки дуже небезпечні, серед них багато їдких та вибухонебезпечних речовин, але у невеликих концентраціях вони знаходять широке застосування у нашому житті. Популярний у побуті пероксид – перекис водню H2O2. Усі знають: «ніщо так не фарбує дівчину, як перекис водню».
Із винятками розібралися. Настав час дізнатися, на які групи діляться оксиди і які властивості мають.
Корисна інформація про оксиди
| Найпоширеніший оксид Землі – вода. | 70% поверхні планети займає вода. Вона є в повітрі і міститься в організмах тварин та рослин. |
| Найпоширеніша тверда речовина на Землі – діоксид кремнію SiO2. | Він зустрічається у вигляді піску, кварцу, входить до складу гірських порід та мінералів. Багато напівдорогоцінне каміння складаються з діоксиду кремнію: кришталь, аметист, сердолік та ін. |
| Майже всі дорогоцінні камені – оксиди. | Рубін, сапфір, топаз, аметист та смарагд – різновиди корунду (Al2O3), пофарбованого домішками. |
| Якби алюміній не мав здатності інтенсивно окислюватися, то посуд з нього розчинявся б у воді. | На поверхні алюмінію утворюється щільна оксидна плівка. Якщо її прибрати за допомогою лугу, вільний алюміній реагує з водою і утворюється нерозчинний гідроксид: |
Класифікація оксидів
Залежно від хімічних властивостей, а точніше, від здатності утворювати солі, оксиди ділять на дві групи: солеутворюючі та несолетворні. Давайте розглянемо їх докладніше.
Несолетворні оксиди
Це найменша група у неорганічній хімії. До неї відносять оксиди, які не взаємодіють із кислотами та лугами. Таких оксидів чотири,
і всі вони утворені неметалами:
- оксид кремнію(II) SiO,
- оксид вуглецю(II) CO,
- оксид азоту(I) N2O,
- оксид азоту(II) NO.
Солеутворюючі оксиди
Неважко здогадатися, що солеутворюючі оксиди вступають у реакцію з кислотами або основами з утворенням солі та води. Ця група ділиться на три підгрупи: основні, амфотерні та кислотні.
Основні оксиди
Оксиди, утворені при взаємодії з металами зі ступенем окиснення +1 та +2, називаються основними. Їм відповідають підстави, наприклад: Li2O, K2O, Na2O, Ag2O, FeO, CrO, MgO.
Винятки: BeO, ZnO, SnO, PbO.
Амфотерні оксиди
Виявляючи подвійну природу, оксиди цієї групи мають як кислотні, так і основні властивості. Вони утворюються металами зі ступенем окиснення +3, +4, а також до них відносяться. BeO, ZnO, SnO, PbO. Наприклад: Al2O3, Fe2O3, MnO2.
Кислотні оксиди
Дана група оксидів утворена сполуками металів зі ступенем окиснення +5 і вище, а також неметалами, крім оксидів SiO, CO, N2O, NO, які відносяться до несолетворних. Кислотним оксидам відповідають кислоти. Приклади таких сполук: V2O5, P2O5, Mn2O7, CrO3.
Номенклатура оксидів
Відповідно до номенклатури міжнародного союзу теоретичної та прикладної хімії назви оксидів утворюються таким чином:
Слово «оксид» + назва елемента в родовому відмінку.
Якщо елемент, що утворює оксид, має змінну валентність, вона вказується в дужках римськими цифрами відразу після назви оксиду без пробілу: N2O3 - Оксид азоту (III).
Застосовують назви оксидів за кількістю атомів кисню:
- з одним атомом кисню – монооксид, або моноокис (монооксид вуглецю CO),
- два атоми - діоксид, або двоокис (діоксид титану TiO2),
- три – триоксид, або триокис (триоксид хрому CrO3).
Деякі оксиди отримали історичні назви, пов'язані з їх відкриттям чи властивостями. Так, у XVII столітті фізик Гемфрі Деві здивувався, що вдихання газу N2O призводить до сміху, і назвав його «веселячий газ». Крім сміху, вчений виявив, що в нього перестала боліти ясна. Випадковість дозволила відкрити знеболювальні властивості сполуки, і з ХІХ століття газ застосовують при легкому наркозі.
Оксид азоту(IV) NO2 отримав назву "бурий газ", або "лисий хвіст" через колір.
Оксид натрію Na2O називають «їдкий луг» через властивості роз'їдати шкіру та залишати сильні хімічні опіки.
У науковому світі використовуються як історичні назви, і регламентовані. Щоб не заплутатися, пропонуємо скористатися таблицею нижче.
Таблиця хімічних формул деяких оксидів
| Хімічна формула | Назва | Назва відповідно до ІЮПАК |
| N2O | Закис азоту, що веселить газ | Оксид азоту(I) |
| NO | Окис азоту, монооксид азоту | Оксид азоту(II) |
| N2O3 | Азотистий ангідрид, триокис азоту | Оксид азоту(III) |
| NO2 | Бурий газ, лисий хвіст, двоокис азоту | Оксид азоту(IV) |
| N2O5 | Азотний ангідрид, п'ятиокис азоту | Оксид азоту(V) |
| SO2 | Сірчистий ангідрид, двоокис сірки, сірчистий газ, діоксид сірки | Оксид сірки(IV) |
| SO3 | Сірчаний ангідрид, триоксид сірки, сірчаний газ, триоксид сірки | Оксид сірки(VI) |
| Fe3O4
| Закис-окис заліза, залізна окалина, магнетит, магнітний залізняк | Оксид заліза(II, III) |
| Fe2O3 | Гематит (крокус) | Оксид заліза (III) |
| FeO | Закис заліза, вюстит | Оксид заліза (II) |
| CO | Окис вуглецю, чадний газ, монооксид вуглецю | Оксид вуглецю(II) |
| CO2 | Двоокис вуглецю, вуглекислий газ, діоксид вуглецю | Оксид вуглецю(IV) |
| SiO2 | Кварц, гірський кришталь, пісок кварцовий, кремнезем | Оксид кремнію |
| Al2O3 | Глинозем | Оксид алюмінію |
| ZnO | Білила цинкові, окис цинку | Оксид цинку |
| CaO | Негашене вапно, палена вапно, окис кальцію | Оксид кальцію |
| Na2O | Натрій їдкий, їдкий луг, окис натрію | Оксид натрію |
| PbO | Свинцевий глет, окис свинцю | Оксид свинцю (ІІ) |
| Pb2O4 | Свинцевий сурик, ортоплюмбат свинцю | Оксид свинцю(IV) |
| MgO | Палена магнезія | Оксид магнію |
| Cr2O3 | Хромова зелень, сесквіоксид | Оксид хрому(III) |
| CrO2 | Хромовий ангідрид, триоксид хрому, триоксид хрому | Оксид хрому(VI) |
| CuO | Окис міді | Оксид міді(II) |
Хімічні властивості основних оксидів
Найскладніше у науці про будову та властивості речовин – хімічні реакції, але лякатися не варто. Розглянемо, з якими речовинами та за яких умов взаємодіють основні оксиди.
Взаємодія з водою
У реакцію з водою вступають тільки оксиди активних металів (лужних і лужноземельних) з утворенням розчинної основи – лугів.
Основний оксид + вода → основа (луг)
Якщо забули, розчиняється основа чи ні, можна заглянути в таблицю розчинності.
Взаємодія з кислотними оксидами та кислотами
Кажуть, протилежності притягуються і основні оксиди не виняток.Вони вступають у реакцію з речовинами, що виявляють протилежні, кислотні властивості, і утворюють сіль.
Основний оксид + кислотний оксид → сіль
При взаємодії з кислотами відбувається реакція обміну, яка можлива лише при утворенні розчинної солі:
Основний оксид + кислота → розчинна сіль + вода
Взаємодія з амфотерними оксидами
Основні оксиди не вступають у реакцію з речовинами, що мають схожі властивості. Враховуючи, що амфотерні оксиди виявляють як кислотні, так і основні властивості, реакція проходить тільки з кислотними властивостями, утворюючи сіль:
Основний оксид + амфотерний оксид → сіль
Хімічні властивості кислотних оксидів
Кислотні оксиди, як і основні, – солеутворюючі, отже, теж утворюють солі. Погляньмо, з якими речовинами взаємодіє ця група оксидів.
Взаємодія з водою
Кислотні оксиди взаємодіють із водою, утворюючи кислоти. Винятком є оксид кремнію(IV), відомий як пісок, оскільки відповідає нерозчинна кремнієва кислота. Уявіть, якби пісок розчинявся у воді, що було з пляжами? Краще про це не думати.
Кислотний оксид + вода → кислота
Здатність кислотних оксидів утворювати кислоти при взаємодії з водою неодноразово призводила до трагічних наслідків.
Після Другої світової війни у Британії було багато вугільних електростанцій, а якість вугілля була низькою. При спалюванні такого вугілля виділялося багато діоксиду сірки SO2. У грудні 1952 року на Лондон опустився густий туман. У повітрі було так багато діоксиду сірки, що туман забарвився у брудно-жовтий колір, за що отримав назву гороховий суп.Вступаючи в реакцію з крапельками води, діоксид сірки перетворював туман на кислотну хмару, а погодні умови не давали смертельним парам розсіятися. За чотири дні туман забрав життя чотирьох тисяч людей, а надалі кількість жертв досягла 12 тисяч.
Незважаючи на такі "страшні" властивості діоксиду сірки, у малих дозах він нешкідливий і використовується як консервант. Наприклад, у цукерках діоксид сірки не дає жирам окислюватись і надовго зберігає смак.
Взаємодія з основними оксидами та лугами
При взаємодії кислотного оксиду з основним відбувається реакція сполуки, яка розглянута у хімічних властивостях основних оксидів, але повторимо для закріплення матеріалу: кислотний оксид + основний оксид → сіль. Наприклад, SO3 + Na2O → Na2SO4 (сульфат натрію).
При взаємодії із лугом відбувається реакція обміну:
Кислотний оксид + луг → сіль + вода
Взаємодія з амфотерними оксидами та гідроксидами
З амфотерними оксидами та гідроксидами взаємодіють лише оксиди сильних та середніх кислот.
Кислотний оксид + амфотерний оксид → сіль
Кислотний оксид + гідроксид → сіль + вода (іноді без води)
Окремо відзначимо оксиди SO2 і CO2, Що реагують з нерозчинними гідроксидами у вигляді суспензій у воді з утворенням основних солей, тобто солей, в яких гідроксогрупа заміщена не повністю. Утворення нормальних солей у разі неможливо. Однак з гідроксидами металів у ступені окислення +3 вуглекислий та сірчистий газ не реагують.
Хімічні властивості амфотерних оксидів
Амфотерні оксиди мають подвійну природу. При взаємодії з кислотами вони виявляють основні властивості, а при взаємодії із основами – кислотні. Розглянемо реакції докладніше.
Взаємодія з водою
Амфотерні оксиди не розчиняються у воді і не реагують із нею. Оксиди можуть реагувати з водою тільки з утворенням гідроксиду розчинного, проте всі амфотерні гідроксиди нерозчинні.
Взаємодія з кислотними оксидами та кислотою
Виявляючи основні властивості, амфотерні оксиди вступають у реакцію з кислотними оксидами та кислотою з утворенням солей.
Амфотерний оксид + кислотний оксид → сіль
Амфотерний оксид + кислота → розчинна сіль + вода
Взаємодія з основними оксидами
Реакції з основними оксидами протікають за високої температури, а амфотерні оксиди виявляють кислотні властивості. В результаті взаємодії виходить сіль:
Амфотерний оксид + основний оксид → сіль
Взаємодія з лугами
За такої взаємодії амфотерні оксиди виявляють основні властивості, але механізм реакцій залежить від умов протікання.
1. У розчині виходять комплексні солі:
амфотерний оксид + луг + вода → комплексна сіль
2. При сплавленні – звичайні солі:
амфотерний оксид + луг → сіль + вода
Одержання оксидів
Існує багато способів одержання оксидів, тому розглянемо лише основні.
1. Найпростіший спосіб одержання оксиду – окислення металів та неметалів, тобто простих речовин:
Винятки:
Золото, платина та паладій.
Натрій з киснем утворює пероксид, а калій, рубідій та цезій з киснем утворюють не оксиди, а надпероксиди:
Не взаємодіють з киснем галогени (VII група), інертні гази (VIII група) і фосфор (має більшу електронегативність, ніж кисень).
2. При горінні або випалюванні утворюється оксид того елемента, з якого утворена складна речовина:
3. Термічне розкладання солей, основ та кислот з утворенням оксидів:
Якщо ви відпочивали в Туреччині, то, напевно, бачили або чули про травертини в селищі Памуккале. Це диво природи – результат розкладання солі. Гаряча вода підземних джерел протікає через поклади вапняку та насичується іонами кальцію. У звичайних умовах крейда (карбонат кальцію) у воді розчиняється погано, але термальна вода насичена вуглекислим газом, і відбувається реакція, при якій утворюється розчинний бікарбонат кальцію:
Коли насичена іонами кальцію та вуглекислого газу термальна вода виривається на поверхню, відбувається реакція розкладання, і карбонат кальцію випадає в осад, утворюючи білі тераси та басейни:
Тепер ви знаєте таємницю травертинів, але повернемося до способів одержання оксидів.
4. Оксиди одержують при взаємодії деяких металів з водою за високої температури:
Головне, не кидайте у воду натрій. Оксид за такої реакції не вийде, а вибух можливий. Справа в тому, що натрій у воді виділяє тепло та плавиться. Реакція протікає з виділенням водню, який легко запалюється. Хіміки мають приказку: «Не хочете бути калікою? Киньте далі натрій у річку». Ризикові люди ці хіміки.
Завдання на тему «Оксиди»
Від теорії перейдемо до практики та закріпимо знання вправами.
Завдання 1
Визначте, солеутворюючий оксид чи ні. Для солеутворювальних оксидів визначте тип оксиду. Обґрунтуйте рішення.
Завдання 2
З якими із зазначених речовин реагуватиме оксид кремнію(IV): H2O, NaOH, HF, CaO. Складіть рівняння можливих реакцій.
Завдання 3
З якими із зазначених речовин реагуватиме оксид натрію: CO2, HCl, H2O, NaOH. Складіть рівняння можливих реакцій.
Відповіді до завдань
Перевіримо, як ви впоралися із завданнями.
Завдання 1
ZnO – солеутворюючий амфотерний оксид, ступінь окислення 2 (викл.),
SiO – несолетворний оксид,
Al2O3 - солеутворюючий амфотерний оксид, ступінь окислення 3,
CO2 - солеутворюючий кислотний оксид, неметал,
Na2O2 – пероксид, не є оксидом,
MnO - солеутворюючий основний оксид, ступінь окислення 2.
Завдання 2
Завдання 3
3 теми з хімії з простими поясненнями
Знаючи зміст цих статей, можна без страху вирушати на будь-яку контрольну.
- Що таке ступінь окислення елемента
- Будова та властивості кристалічних грат
- Сучасні уявлення про будову атома
Популярні запитання та відповіді
Відповідає Тетяна Архіпова, онлайн-репетитор, вчитель Лікіно-Дулівського ліцею (Орехово-Зуєвський міський округ), експерт з підготовки до ЄДІ та ОДЕ з хімії та біології:
Як розрізняти кислотні та основні оксиди?
Для визначення типу оксиду скористайтеся таким алгоритмом:
1. Якщо перед вами один із оксидів: SiO, CO, N2O, NO – це несолетворний оксид, інакше переходьте до наступного пункту.
2. Визначте, яким елементом утворено оксид: металом чи неметаллом.
3. Якщо перед вами оксид неметалу – це кислотний оксид.
4. Якщо перед вами оксид металу:
ступінь окислення металу +1 або +2 – це основний оксид (крім BeO, ZnO, SnO, PbO),
ступінь окислення металу +3, +4 або винятки з попереднього пункту (BeO, ZnO, SnO, PbO) – амфотерний оксид,
ступінь окислення металу +5 та вище – оксид кислотний.
Що не реагує із кислотними оксидами?
Кислотні оксиди не реагують із кислотами, але є кілька винятків:
• P2O5 реагує з кисневмісними кислотами,
• діоксид кремнію SiO2 реагує з плавиковою кислотою HF,
• оксид сірки(IV) SO2 реагує із сірководневою (H2S) та азотної (HNO3) кислотою,
• оксид фосфору(III) P2O3 реагує із сірчаною (H2SO4) та азотної (HNO3) кислотою.
Чому тему «Оксиди» вивчають у 8 класі?
Тема «Оксиди» вивчається у розділі «З'єднання хімічних елементів». Розділ є фундаментальним у курсі неорганічної хімії, оскільки учні набувають знання про номенклатуру, класифікацію та властивості оксидів, основ, кислот та солей.
Клас «Оксиди» – це перший із чотирьох класів складних речовин, які належить вивчити у 8 класі. На цих сполуках відпрацьовуються поняття "ступінь окислення", "валентність", алгоритм складання назв речовин за формулою та написання формул за назвами. Крім того, величезна кількість оточуючих нас відноситься до цього класу.
У якому завданні ЄДІ перевіряється знання оксидів?
Знання про особливості будови оксидів застосовні у завданні № 4, де розглядаються кристалічні грати та характеристики хімічних зв'язків усередині сполук.
У завданнях № 5, 7, 8 та 9 перевіряються знання про хімічні властивості оксидів. У завданні № 5 із дев'яти запропонованих речовин необхідно вибрати ті, що відповідають заданим критеріям. У завданні № 7 зі списку кількох варіантів реагентів необхідно вибрати єдино правильний для конкретної речовини. У завданні № 8 зіставляються формули реагентів та продуктів реакції, а в завданні № 9 вибирається пропущений реагент у ланцюжку хімічних реакцій.
Крім цього, тема оксидів торкається завдань підвищеної складності з розгорнутою відповіддю. Наприклад, завдання № 31 зустрічається опис хімічної реакції з участю оксидів, і правильне рішення першої реакції впливає написання наступних рівнянь. А в завданні № 34 знання про оксиди допоможуть при вирішенні задач на розрахунок масової частки речовини у суміші. Обидва завдання «дорогі» за кількістю балів і за правильного рішення принесуть 8 первинних балів.