Оксиды

Знакомство с оксидами обычно начинается на уроках химии в 8 классе. Из этой статьи вы узнаете, что такое оксиды в химии, их классификацию и свойства, а также способы получения.
  • Автор

    Татьяна Сосновцева

  • Рубрика

    8 класс

  • Дата публикации

    18.12.2021

  • Просмотры

    22309

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:

  1. Основные оксиды — это оксиды, образованные металлами со степенью окисления +1 или +2.

    Примеры основных оксидов: Na+12O, Ca+2O, Ba+2O.

  2. 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.

  3. 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

Номенклатура оксидов

Названия оксидов строятся по систематической номенклатуре следующим образом:

  1. Пишем слово «оксид».

  2. Указываем название второго химического элемента в родительном падеже.

  3. Если этот элемент имеет переменную валентность, то указываем валентность элемента в этом соединении в скобках римской цифрой.

Номенклатура оксидов

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

Химические свойства основных оксидов

1. Взаимодействие с водой

С водой способны реагировать оксиды тех металлов, которым соответствуют растворимые гидроксиды. То есть с водой реагируют только оксиды щелочных и щелочноземельных металлов.

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).

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

Химические свойства амфотерных оксидов

1. Взаимодействие с водой

Амфотерные оксиды не взаимодействуют с водой — даже при нагревании!

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

Исключение
Не взаимодействуют с кислородом: платина, золото и палладий.

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

Запомнить
Галогены (элементы VIIA группы) вовсе не взаимодействуют с кислородом, так же как и инертные газы (элементы VIIIA группы).

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

Разложение гидроксида железа (III) при нагревании

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!

 
  • 0
  • 0
  • 0
  • 0
  • 0

Бесплатный онлайн-фестиваль для родителей

8 октября в 12:00 
14 экспертов ответят на главные вопросы об обучении и воспитании детей

Бесплатный онлайн-фестиваль для  родителей
Участвовать