Определение оксидов
Оксиды — это сложные вещества, состоящие из двух химических элементов (т. е. бинарные соединения), один из которых — кислород в степени окисления −2.
Общая формула оксидов: ЭxOy, где Э – химический элемент, а x и y — индексы, определяемые степенью окисления химических элементов.
Виды оксидов
Все оксиды делятся на солеобразующие и несолеобразующие.
Несолеобразующие оксиды — это оксиды, которые не взаимодействуют с кислотами и щелочами, то есть не способны образовать соли.
К несолеобразующим оксидам относят: CO, SiO, N2O, NO.
Солеобразующие оксиды — это оксиды, которые взаимодействуют с кислотами и щелочами с образованием солей.
Солеобразующие оксиды делятся на три группы:
Основные оксиды — это оксиды, образованные металлами со степенью окисления +1 или +2.
Примеры основных оксидов: Na+12O, Ca+2O, Ba+2O.
Амфотерные оксиды — оксиды, образованные металлами со степенью окисления +3 или +4.
К амфотерным оксидам относят также: ZnO, BeO, PbO, SnO.
Несмотря на то, что эти металлы проявляют степень окисления +2 в данных соединениях, их оксиды проявляют амфотерные свойства.
Примеры амфотерных оксидов: Al+32O3, Fe2+3O3.
Кислотные оксиды — оксиды, образованные металлами с валентностью V и более или неметаллами с любой валентностью (за исключением несолеобразующих оксидов, то есть CO, SiO, N2O, NO).
Примеры кислотных оксидов: S+6O3, N2+5O5, Mn2+7O7.
Если один и тот же химический элемент образовывает несколько оксидов, то с увеличением степени окисления основные свойства оксидов ослабевают и усиливаются кислотные.
Например:
CrO (оксид хрома (II)) — проявляет основные свойства;
Cr2O3 (оксид хрома (III)) — проявляет амфотерные свойства;
CrO3 (оксид хрома (VI)) — проявляет кислотные свойства.
Закрепим знания о типах оксидов, изучив схему:
![Классификация оксидов](https://cdn-user84060.skyeng.ru/uploads/61b64a83d19fd310223250.png)
Получи больше пользы от Skysmart:
-
Подготовься к ОГЭ на пятёрку.
-
Подготовься к ЕГЭ по 3 предметам на 240+ баллов с гарантией.
Записывайся на бесплатные курсы для детей.
Номенклатура оксидов
Названия оксидов строятся по систематической номенклатуре следующим образом:
Пишем слово «оксид».
Указываем название второго химического элемента в родительном падеже.
Если этот элемент имеет переменную валентность, то указываем валентность элемента в этом соединении в скобках римской цифрой.
![Номенклатура оксидов](https://cdn-user84060.skyeng.ru/uploads/61b64a83c19b1659502749.png)
Примеры названий оксидов:
Fe2O3 — оксид железа (III). Читается: феррум два о три.
Na2O — оксид натрия. Читается: натрия два о.
SO3 — оксид серы (VI). Читается: эс о три.
До появления систематической номенклатуры вещества называли по присущим им специфическим свойства (цвету, запаху и т. д.). Такой способ названия веществ — тривиальная номенклатура. Некоторые названия используются и сейчас.
Названия некоторых оксидов: таблица
Химическая формула оксида |
Бытовое (тривиальное название) |
Возможное научное название |
---|---|---|
H2O | Вода | Оксид водорода |
CO2 | Углекислый газ | Оксид углерода (IV), диоксид углерода |
CO | Угарный газ | Оксид углерода (II), монооксид углерода |
SO3 | Серный газ | Оксид серы (VI), триоксид серы |
SO2 | Сернистый газ | Оксиды серы (IV), диоксид серы |
SiO2 | Кварц, горный хрусталь, песок кварцевый, речной и морской | Оксид кремния |
Al2O3 | Глинозем | Оксид алюминия |
Fe2O3 | Гематит (крокус) | Оксид железа (III) |
CaO | Негашеная известь | Оксид кальция |
Основный оксид + вода = основание Например: Na2O + H2O = 2NaOH |
---|
Оксид магния взаимодействует с водой только при нагревании.
2. Взаимодействие с кислотными оксидами и кислотами
Основные оксиды, соответствующие щелочам, взаимодействуют со всеми кислотными оксидами и кислотами. Оксиды неактивных металлов взаимодействуют только с кислотными оксидами, соответствующими сильным кислотам, или с сильными кислотами.
Основный оксид + кислотный оксид = соль Например: BaO + SO3 = BaSO4 Основный оксид + кислота = соль + вода Например: Mg(OH)2 + 2HNO3 = Mg(NO3)2 + 2H2O |
---|
3. Взаимодействие с амфотерными оксидами
В эту реакцию могут вступать только основные оксиды щелочных или щелочноземельных металлов. При сплавлении двух оксидов образуется соль.
Основный оксид + амфотерный оксид = соль Например: Na2O + Al2O3 = NaAlO2 |
---|
Как составлять такие соли: металл в этой соли берем из основного оксида, а кислотный остаток из амфотерного оксида (они проявляют более кислотные свойства).
![](https://cdn-user84060.skyeng.ru/uploads/1920x1080-3-1-661512489817d824215293.png)
Химические свойства кислотных оксидов
1. Взаимодействие с водой
Кислотные оксиды взаимодействуют с водой с образованием соответствующих кислот. За исключением SiO2, которому соответствует нерастворимая кремниевая кислота.
Кислотный оксид + вода = кислота Например: SO3 + H2O = H2SO4 |
---|
2. Взаимодействие с основными оксидами и щелочами
Кислотные оксиды сильных кислот способны взаимодействовать с любыми основными оксидами или основаниями.
Кислотный оксид + основный оксид = соль Например: SO3 + CuO = CuSO4 Кислотный оксид + основание = соль + вода Например: N2O5 + 2NaOH = 2NaNO3 + H2O |
---|
Кислотные оксиды, соответствующие слабым кислотам (такие как CO2, SO2), способны взаимодействовать с основными оксидами, соответствующим щелочам, а также с щелочами.
3. Взаимодействие с амфотерными оксидами и гидроксидами
С амфотерными оксидами в реакцию вступают кислотные оксиды — как правило, сильных кислот.
Кислотный оксид + амфотерный оксид = соль Например: SO3 + Al2O3 = Al2(SO4)3 Кислотный оксид + амфотерный оксид = соль + вода Например: SO3 + Al(OH)3 = Al2(SO4)3 + H2O |
---|
Амфотерный оксид + вода ≠ |
---|
2. Взаимодействие с кислотными оксидами и кислотой
Амфотерные оксиды взаимодействуют только с сильными и средними кислотами и их оксидами.
Амфотерный оксид + кислотный оксид = соль Например: Al2O3 + N2O5 = 2Al(NO3)3 Амфотерный оксид + кислота = соль + вода Например: Al2O3 + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O |
---|
3. Взаимодействие с основными оксидами
Амфотерные оксиды взаимодействуют только с теми оксидами, которые соответствуют щелочам. Реакция протекает только в расплаве, так как в растворе такие оксиды взаимодействуют преимущественно с водой с образованием щелочей.
Амфотерный оксид + основный оксид (расплав) = соль Например: Al2O3 + Na2O = 2NaAlO2 |
---|
4. Взаимодействие со щелочами
Продукты взаимодействия амфотерных оксидов со щелочами зависят от условий проведения реакции. В растворе образуются комплексные соли, а при сплавлении – средние соли.
Амфотерный оксид + щелочь (раствор) + вода = комплексная соль Например: Al2O3 + 2NaOH + 3H2O = 2Na[Al(OH)4] Амфотерный оксид + щелочь (расплав) = средняя соль + вода Например: ZnO + 2KOH = K2ZnO2 + H2O |
---|
Получение оксидов
1. Окисление металлов
Почти все металлы окисляются кислородом до устойчивых степеней окисления.
Например: 4Al + 3O2 = 2Al2O3
Металлы с переменной степенью окисления, как правило, образуют соединения в степени окисления +3:
4Cr + 3O2 = 2Cr2O3
При взаимодействии щелочных металлов (элемента IA группы) образуются пероксиды Me2O2 или надпероксиды MeO2, где Ме — щелочной металл.
2. Окисление простых веществ — неметаллов
При окислении неметаллов в избытке кислорода, как правило, образуются высшие оксиды (это оксиды, в которых неметалл проявляют высшую степень окисления):
4P + 5O2 (избыток) = 2P2O5
При недостаточном количестве кислорода образуются оксиды неметаллов в промежуточной степени окисления:
4P + 3O2 (недостаток) = 2P2O3
Существуют и исключения. Например, сера окисляется лишь до оксида серы (IV) даже в избытке кислорода:
S + O2 = SO2
Или азот, который взаимодействует с кислородом только при температуре 2 000̊С или под действием электрического разряда с образованием оксида азота (II):
N2 + O2 = 2NO
3. Разложение гидроксидов
Некоторые кислоты и гидроксиды неустойчивы и самопроизвольно разлагаются по схеме:
Гидроксид (кислота) = оксид + вода
Например:
H2SO3 = SO2↑ + H2O
H2CO3 = CO2↑ + H2O
Ag(OH) = Ag2O + H2O
NH4OH = NH3↑ + H2O
Оксиды тяжелых металлов (нерастворимые гидроксиды) и кремниевая кислота разлагаются при нагревании по той же самой схеме.
Например:
![Разложение кремниевой кислоты при нагревании](https://cdn-user84060.skyeng.ru/uploads/61b64a83a3364821818493.jpg)
![Разложение гидроксида железа (III) при нагревании](https://cdn-user84060.skyeng.ru/uploads/61b64a83b29c1708538117.jpg)
4. Окисление сложных веществ
Сложные бинарные (состоящие из двух химических элементов) соединения окисляются с образованием двух оксидов этих элементов в устойчивых степенях окисления.
Например:
2H2S + 3O2 = 2SO2 + 2H2O
4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O
Также оксиды получают разложением солей, например, карбонатов, нитратов сульфатов и т. д.
Например, Li2CO3 = Li2O + CO2↑
Мы узнали, какие вещества в химии называют оксидами, какие бывают оксиды, а также разобрали свойства каждого вида. Осталось подкрепить теорию практикой — а сделать это можно на курсах по химии в онлайн-школе Skysmart!