Оксиди, техните видове и свойства. Киселинни оксиди

оксиди - сложни вещества, състоящи се от два елемента, единият от които е кислороден атом в степен на окисление -2.
Според способността да образуват соли оксидите се делят на солеобразуващии несолеобразуващи(CO, SiO, NO, N 2 O). Солеобразуващите оксиди от своя страна се класифицират на основни, киселинни и амфотерни.
Основни оксиди се наричат ​​оксиди, които съответстват на основи, киселинни - оксиди, на които отговарят киселини. Амфотерните оксиди включват оксиди, които проявяват химичните свойства както на основни, така и на киселинни оксиди.
Основните оксиди образуват само метални елементи: алкални (Li 2 O, Na 2 O, K 2 O, Cs 2 O, Rb 2 O), алкалоземни (CaO, SrO, BaO, RaO) и магнезий (MgO), както и d-семейства метали в степен на окисление +1, +2, по-рядко +3 (Cu 2 O, CuO, Ag 2 O, CrO, FeO, MnO, CoO, NiO).

Киселинните оксиди образуват както неметални елементи (CO 2, SO 2, NO 2, P 2 O 5, Cl 2 O 7), така и метални елементи, степента на окисление на металния атом трябва да бъде +5 и по-висока (V 2 O 5 , CrO 3 , Mn 2 O 7 , MnO 3). Амфотерните оксиди образуват само метални елементи (ZnO, AI 2 O 3, Fe 2 O 3, BeO, Cr 2 O 3, PbO, SnO, MnO 2).

При нормални условия оксидите могат да бъдат в три състояния на агрегиране: всички основни и амфотерни оксиди са твърди вещества, киселинните оксиди могат да бъдат течни (SO 3, Cl 2 O7, Mn 2 O7), газообразни (CO 2, SO 2, NO 2) и твърд (P2O5, SiO2). Някои имат миризма (NO 2 , SO 2 ), но повечето оксиди са без мирис. Някои оксиди са оцветени: кафяв газ NO 2, черешово червен CrO 3, черен CuO и Ag 2 O, червен Cu 2 O и HgO, кафяв Fe 2 O 3, бял SiO 2, Al 2 O 3 и ZnO, други са безцветни ( H2O, CO2, SO2).

Повечето оксиди са стабилни при нагряване; оксидите на живак и сребро лесно се разлагат при нагряване. Основните и амфотерните оксиди имат, те се характеризират с кристална решетка от йонен тип. Повечето киселинни оксиди на материята (едно от малкото изключения е силициевият (IV) оксид, който има атомна кристална решетка).

Al 2 O 3 +6KOH+3H 2 O=2K 3 - калиев хексахидроксоалуминат;
ZnO+2NaOH+H2O=Na2-натриев тетрахидроксоцинкат;

6 август 2018 г

Всеки ученик се срещна с понятието "оксид" в часовете по химия. Само от тази дума предметът започна да изглежда нещо неописуемо ужасно. Но тук няма нищо лошо. Висшите оксиди са вещества, които съдържат съединения на прости вещества с кислород (в степен на окисление -2). Заслужава да се отбележи, че те реагират с:

• O 2 (кислород), в случай че елементът не е в най-високия CO. Например SO 2 реагира с кислород (тъй като CO е +4), но SO 3 не реагира (защото е в най-висока степен на окисление +6).
• Н2 (водород) и С (въглерод). Само някои оксиди реагират.
• Вода в случай, че се получи разтворима основа или киселина.

Всички оксиди реагират със соли и неметали (с изключение на горните вещества).

Струва си да се отбележи, че някои вещества (например азотен оксид, железен оксид и хлорен оксид) имат свои собствени характеристики, т.е. техните химични характеристики могат да се различават от другите вещества.

Класификация на оксидите

Те са разделени на два клона: тези, които могат да образуват сол, и тези, които не могат да я образуват.

Примери за формули за висши оксиди, които не образуват соли: NO (бивалентен азотен оксид; безцветен газ, образуван по време на гръмотевични бури), CO (въглероден оксид), N 2 O (едновалентен азотен оксид), SiO (силициев оксид), S 2 O ( серен оксид), вода.

Тези съединения могат да реагират с основи, киселини и солеобразуващи оксиди. Но когато тези вещества реагират, никога не се образуват соли. Например:

CO (въглероден окис) + NaOH (натриев хидроксид) = HCOONa (натриев формиат)

Солеобразуващите оксиди се разделят на три вида: киселинни, основни и амфотерни оксиди.

Киселинни оксиди

Киселинният висш оксид е солеобразуващ оксид, който съответства на киселина. Например, шествалентен серен оксид (SO 3) има съответно химично съединение - H 2 SO 4. Тези елементи реагират с основни и амфотерни оксиди, основи и вода. Образува се сол или киселина.

1. С алкални оксиди: CO 2 (въглероден диоксид) + MgO (магнезиев оксид) = MgCO 3 (горчива сол).
2. С амфотерни оксиди: P 2 O 5 (фосфорен оксид) + Al 2 O 3 (алуминиев оксид) \u003d 2AlPO 4 (алуминиев фосфат или ортофосфат).
3. С основи (алкали): CO 2 (въглероден диоксид) + 2NaOH (сода каустик) \u003d Na 2 CO 3 (натриев карбонат или калцинирана сода) + H 2 O (вода).
4. С вода: CO 2 (въглероден диоксид) + H 2 O \u003d H 2 CO 3 (въглеродна киселина, след реакцията незабавно се разлага на въглероден диоксид и вода).

Киселинните оксиди не реагират един с друг.

Основни оксиди

Основният висш оксид е солеобразуващият оксид на метала, на който съответства основата. Калциевият оксид (CaO) съответства на калциевия хидроксид (Ca(OH) 2). Тези вещества взаимодействат с оксиди с киселинна и амфотерна природа, киселини (с изключение на H 2 SiO 3, тъй като силициевата киселина е неразтворима) и вода.

1. С киселинни оксиди: CaO (калциев оксид) + CO 2 (въглероден диоксид) = CaCO 3 (калциев карбонат или обикновена креда).
2. С амфотерен оксид: CaO (калциев оксид) + Al 2 O 3 (алуминиев оксид) = Ca (AlO 2) 2 (калциев алуминат).
3. С киселини: CaO (калциев оксид) + H 2 SO 4 (сярна киселина) = CaSO 4 (калциев сулфат или гипс) + H 2 O.
4. С вода: CaO (калциев оксид) + H 2 O = Ca (OH) 2 (калциев хидроксид или реакция на гасене на вар).

Те не взаимодействат помежду си.

Амфотерни оксиди

Амфотерният висш оксид е оксидът на амфотерен метал. В зависимост от условията може да прояви основни или киселинни свойства. Например, формулите на висшите оксиди, които проявяват амфотерни свойства: ZnO (цинков оксид), Al 2 O 3 (алуминиев оксид). Амфотерните оксиди реагират с основи, киселини (също с изключение на силициева киселина), основни и киселинни оксиди.

1. С основи: ZnO (цинков оксид) + 2NaOH (натриева основа) = Na 2 ZnO 2 (цинкова и натриева двойна сол) + H 2 O.
2. С киселини: Al 2 O 3 (алуминиев оксид) + 6HCl (солна киселина) = 2AlCl 3 (алуминиев хлорид или алуминиев хлорид) + 3H 2 O.
3. С киселинни оксиди: Al 2 O 3 (алуминиев оксид) + 3SO 3 (шеставалентен серен оксид) = Al 2 (SO 4) 3 (алуминиев стипца).
4. С основни оксиди: Al 2 O 3 (алуминиев оксид) + Na 2 O (натриев оксид) = 2NaAlO 2 (натриев алуминат).

Елементи от висши оксиди с амфотерна природа не взаимодействат помежду си и с вода.

Източник: fb.ru

Действително

Разни
Разни

Оксидите са сложни вещества, състоящи се от два елемента, единият от които е кислород. Оксидите могат да бъдат солеобразуващи и несолеобразуващи: един вид солеобразуващи оксиди са основни оксиди. Как се различават от другите видове и какви са химичните им свойства?

Солеобразуващите оксиди се разделят на основни, киселинни и амфотерни оксиди. Ако основните оксиди съответстват на основи, тогава киселинните оксиди съответстват на киселини, а амфотерните оксиди съответстват на амфотерни образувания. Амфотерните оксиди са съединения, които в зависимост от условията могат да проявяват основни или киселинни свойства.

Ориз. 1. Класификация на оксидите.

Физичните свойства на оксидите са много разнообразни. Те могат да бъдат както газове (CO 2), така и твърди (Fe 2 O 3) или течни вещества (H 2 O).

Повечето от основните оксиди обаче са твърди вещества с различни цветове.

оксидите, в които елементите проявяват най-висока активност, се наричат ​​висши оксиди. Редът на нарастване на киселинните свойства на висшите оксиди на съответните елементи в периоди отляво надясно се обяснява с постепенното увеличаване на положителния заряд на йоните на тези елементи.

Химични свойства на основните оксиди

Основните оксиди са оксиди, които съответстват на основи. Например основните оксиди K 2 O, CaO съответстват на основите KOH, Ca (OH) 2.

Ориз. 2. Основни оксиди и съответните им основи.

Основните оксиди се образуват от типични метали, както и метали с променлива валентност в най-ниското състояние на окисление (например CaO, FeO), реагират с киселини и киселинни оксиди, образувайки соли:

CaO (основен оксид) + CO 2 (киселинен оксид) \u003d CaCO 3 (сол)

FeO (основен оксид) + H 2 SO 4 (киселина) \u003d FeSO 4 (сол) + 2H 2 O (вода)

Основните оксиди също взаимодействат с амфотерни оксиди, което води до образуването на сол, например:

Само оксиди на алкални и алкалоземни метали реагират с вода:

BaO (основен оксид) + H 2 O (вода) \u003d Ba (OH) 2 (основа на алкалоземен метал)

Много основни оксиди са склонни да се редуцират до вещества, състоящи се от атоми на един химичен елемент:

3CuO + 2NH 3 \u003d 3Cu + 3H 2 O + N 2

При нагряване се разлагат само оксиди на живак и благородни метали:

Ориз. 3. Живачен оксид.

Списък на основните оксиди:

Име на оксида	Химична формула	Имоти
калциев оксид	CaO	негасена вар, бяло кристално вещество
магнезиев оксид	MgO	бяло вещество, неразтворимо във вода
бариев оксид	BaO	безцветни кристали с кубична решетка
Меден оксид II	CuO	черно вещество, практически неразтворимо във вода
	HgO	червено или жълто-оранжево твърдо вещество
калиев оксид	K2O	безцветно или бледожълто вещество
натриев оксид	Na2O	вещество, състоящо се от безцветни кристали
литиев оксид	Li2O	вещество, състоящо се от безцветни кристали, които имат структура на кубична решетка

Оксидите, тяхната класификация и свойства са в основата на такава важна наука като химията. Те започват да учат през първата година на обучение по химия. В такива точни науки като математика, физика и химия целият материал е взаимосвързан, поради което неусвояването на материала води до неразбиране на нови теми. Ето защо е много важно да разберете темата за оксидите и да я навигирате напълно. Днес ще се опитаме да поговорим за това по-подробно.

Какво представляват оксидите?

Оксидите, тяхната класификация и свойства - това е, което трябва да се разбере от първостепенно значение. И така, какво представляват оксидите? Помните ли това от училищната програма?

Оксидите (или оксидите) са бинарни съединения, които включват атоми на електроотрицателен елемент (по-малко електроотрицателен от кислорода) и кислород със степен на окисление -2.

Оксидите са невероятно често срещани вещества на нашата планета. Примери за оксидно съединение са вода, ръжда, някои багрила, пясък и дори въглероден диоксид.

Образуване на оксид

Оксидите могат да бъдат получени по различни начини. Образуването на оксиди се изучава и от такава наука като химията. Оксидите, тяхната класификация и свойства - това е, което учените трябва да знаят, за да разберат как се е образувал този или онзи оксид. Например, те могат да бъдат получени чрез директно свързване на кислороден атом (или атоми) с химичен елемент - това е взаимодействието на химичните елементи. Съществува обаче и индиректно образуване на оксиди, това е, когато оксидите се образуват при разлагането на киселини, соли или основи.

Класификация на оксидите

Оксидите и тяхната класификация зависят от това как са се образували. Според класификацията си оксидите се разделят само на две групи, първата от които е солеобразуваща, а втората е несолеобразуваща. Така че, нека разгледаме по-отблизо и двете групи.

Солеобразуващите оксиди са доста голяма група, която се разделя на амфотерни, киселинни и основни оксиди. В резултат на всяка химическа реакция солеобразуващите оксиди образуват соли. По правило съставът на солеобразуващите оксиди включва елементи от метали и неметали, които в резултат на химическа реакция с вода образуват киселини, но при взаимодействие с основи образуват съответните киселини и соли.

Несолеобразуващите оксиди са оксиди, които не образуват соли в резултат на химическа реакция. Примери за такива оксиди са въглеродът.

Амфотерни оксиди

Оксидите, тяхната класификация и свойства са много важни понятия в химията. Солеобразуващите съединения включват амфотерни оксиди.

Амфотерните оксиди са оксиди, които могат да проявяват основни или киселинни свойства в зависимост от условията на химичните реакции (показват амфотерност). Образуват се такива оксиди (мед, сребро, злато, желязо, рутений, волфрам, рутерфордий, титан, итрий и много други). Амфотерните оксиди реагират със силни киселини и в резултат на химическа реакция образуват соли на тези киселини.

Киселинни оксиди

Или анхидридите са такива оксиди, които при химични реакции проявяват и също образуват киселини, съдържащи кислород. Анхидридите винаги се образуват от типични неметали, както и от някои преходни химични елементи.

Оксидите, тяхната класификация и химични свойства са важни понятия. Например, киселинните оксиди имат напълно различни химични свойства от амфотерните. Например, когато анхидрид взаимодейства с вода, се образува съответната киселина (изключение прави SiO2 - анхидридите взаимодействат с алкали и в резултат на такива реакции се отделят вода и сода. При взаимодействие с се образува сол.

Основни оксиди

Основните (от думата "основа") оксиди са оксиди на химичните елементи на металите със степен на окисление +1 или +2. Те включват алкални, алкалоземни метали, както и химичния елемент магнезий. Основните оксиди се различават от другите по това, че могат да реагират с киселини.

Основните оксиди взаимодействат с киселини, за разлика от киселинните оксиди, както и с основи, вода и други оксиди. В резултат на тези реакции по правило се образуват соли.

Свойства на оксидите

Ако внимателно проучите реакциите на различни оксиди, можете независимо да направите изводи за това какви химични свойства са надарени с оксидите. Общото химично свойство на абсолютно всички оксиди е редокс процесът.

Въпреки това, всички оксиди са различни един от друг. Класификацията и свойствата на оксидите са две свързани теми.

Несолеобразуващи оксиди и техните химични свойства

Несолеобразуващите оксиди са група оксиди, които не проявяват нито киселинни, нито основни, нито амфотерни свойства. В резултат на химични реакции с несолеобразуващи оксиди не се образуват соли. Преди това такива оксиди се наричаха не солеобразуващи, а безразлични и безразлични, но такива имена не съответстват на свойствата на несолеобразуващите оксиди. Според свойствата си тези оксиди са доста способни на химични реакции. Но има много малко несолеобразуващи оксиди; те се образуват от едновалентни и двувалентни неметали.

Солеобразуващите оксиди могат да се получат от несолеобразуващи оксиди в резултат на химическа реакция.

Номенклатура

Почти всички оксиди обикновено се наричат ​​така: думата "оксид", последвана от името на химичния елемент в родителен падеж. Например, Al2O3 е алуминиев оксид. На химически език този оксид се чете така: алуминий 2 o 3. Някои химически елементи, като медта, могат да имат няколко степени на окисление, съответно оксидите също ще бъдат различни. Тогава CuO оксидът е меден (две) оксид, тоест със степен на окисление 2, а Cu2O оксидът е меден (три) оксид, който има степен на окисление 3.

Но има и други имена на оксиди, които се отличават с броя на кислородните атоми в съединението. Моноксид или монооксид е оксид, който съдържа само един кислороден атом. Диоксидите са онези оксиди, които съдържат два кислородни атома, както е посочено от префикса "ди". Триоксидите са онези оксиди, които вече съдържат три кислородни атома. Имена като монооксид, диоксид и триоксид вече са остарели, но често се срещат в учебници, книги и други ръководства.

Има и така наречените тривиални имена на оксиди, тоест тези, които са се развили исторически. Например CO е оксидът или монооксидът на въглерода, но дори химиците най-често наричат ​​това вещество въглероден оксид.

И така, оксидът е комбинация от кислород с химичен елемент. Основната наука, която изучава тяхното образуване и взаимодействие, е химията. Оксидите, тяхната класификация и свойства са няколко важни теми в науката за химията, без разбирането на които е невъзможно да се разбере всичко останало. Оксидите са газове, минерали и прахове. Някои оксиди трябва да се познават в детайли не само от учените, но и от обикновените хора, защото те дори могат да бъдат опасни за живота на тази земя. Оксидите са много интересна и доста лесна тема. Оксидните съединения са много често срещани в ежедневието.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

оксиди- клас неорганични съединения, са съединения на химичен елемент с кислород, в които кислородът проявява степен на окисление "-2".

Изключение е кислородният дифлуорид (OF 2), тъй като електроотрицателността на флуора е по-висока от тази на кислорода и флуорът винаги показва степен на окисление "-1".

Оксидите в зависимост от техните химични свойства се разделят на два класа - солеобразуващи и несолеобразуващи оксиди. Солеобразуващите оксиди имат вътрешна класификация. Сред тях се разграничават киселинни, основни и амфотерни оксиди.

Химични свойства на несолеобразуващите оксиди

Необразуващите соли оксиди не проявяват нито киселинни, нито основни, нито амфотерни свойства и не образуват соли. Необразуващите соли оксиди включват азотни оксиди (I) и (II) (N 2 O, NO), въглероден оксид (II) (CO), силициев оксид (II) SiO и др.

Въпреки факта, че не-солеобразуващите оксиди не са способни да образуват соли, когато въглеродният оксид (II) взаимодейства с натриев хидроксид, се образува органична сол - натриев формиат (сол на мравчена киселина):

CO + NaOH = HCOONa.

Когато не-солеобразуващите оксиди взаимодействат с кислорода, се получават по-високи оксиди на елементи:

2CO + O 2 \u003d 2CO 2;

2NO + O 2 \u003d 2NO 2.

Химични свойства на солеобразуващите оксиди

Сред солеобразуващите оксиди се разграничават основни, киселинни и амфотерни оксиди, първите от които при взаимодействие с вода образуват основи (хидроксиди), вторите образуват киселини, а третите проявяват свойствата както на киселинни, така и на основни оксиди.

Основни оксидиреагират с вода, за да образуват основи:

CaO + 2H 2 O \u003d Ca (OH) 2 + H 2;

Li 2 O + H 2 O \u003d 2LiOH.

Когато основните оксиди взаимодействат с киселинни или амфотерни оксиди, се получават соли:

CaO + SiO 2 \u003d CaSiO 3;

CaO + Mn 2 O 7 \u003d Ca (MnO 4) 2;

CaO + Al 2 O 3 \u003d Ca (AlO 2) 2.

Основните оксиди реагират с киселини, за да образуват соли и вода:

CaO + H 2 SO 4 \u003d CaSO 4 + H 2 O;

CuO + H 2 SO 4 \u003d CuSO 4 + H 2 O.

Когато основните оксиди, образувани от метали в серията активност след алуминий, взаимодействат с водород, металите, включени в оксида, се редуцират:

CuO + H 2 \u003d Cu + H 2 O.

Киселинни оксидиреагират с вода за образуване на киселини:

P 2 O 5 + H 2 O = HPO 3 (метафосфорна киселина);

HPO 3 + H 2 O = H 3 PO 4 (ортофосфорна киселина);

SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4.

Някои киселинни оксиди, като силициев (IV) оксид (SiO 2 ), не реагират с вода, следователно киселините, съответстващи на тези оксиди, се получават индиректно.

Когато киселинните оксиди реагират с основни или амфотерни оксиди, се получават соли:

P 2 O 5 + 3CaO \u003d Ca 3 (PO 4) 2;

CO 2 + CaO \u003d CaCO 3;

P 2 O 5 + Al 2 O 3 \u003d 2AlPO 4.

Киселинните оксиди реагират с основи, за да образуват соли и вода:

P 2 O 5 + 6NaOH \u003d 3Na 3 PO 4 + 3H 2 O;

Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 ↓ + H 2 O.

Амфотерни оксидивзаимодействат с киселинни и основни оксиди (виж по-горе), както и с киселини и основи:

Al 2 O 3 + 6HCl = 2AlCl 3 + 3H 2 O;

Al 2 O 3 + NaOH + 3H 2 O \u003d 2Na;

ZnO + 2HCl \u003d ZnCl2 + H2O;

ZnO + 2KOH + H 2 O \u003d K 2 4

ZnO + 2KOH = K 2 ZnO 2.

Физични свойства на оксидите

Повечето оксиди са твърди вещества при стайна температура (CuO е черен прах, CaO е бяло кристално твърдо вещество, Cr 2 O 3 е зелен прах и т.н.). Някои оксиди са течности (вода - водороден оксид - безцветна течност, Cl 2 O 7 - безцветна течност) или газове (CO 2 - безцветен газ, NO 2 - кафяв газ). Структурата на оксидите също е различна, най-често молекулярна или йонна.

Получаване на оксиди

Почти всички оксиди могат да бъдат получени чрез реакция на взаимодействие на определен елемент с кислород, например:

2Cu + O 2 \u003d 2CuO.

Термичното разлагане на соли, основи и киселини също води до образуването на оксиди:

CaCO 3 \u003d CaO + CO 2;

2Al(OH)3 \u003d Al2O3 + 3H2O;

4HNO 3 \u003d 4NO 2 + O 2 + 2H 2 O.

Сред другите методи за получаване на оксиди има изпичане на бинарни съединения, например сулфиди, окисляване на висши оксиди до по-ниски, редукция на по-ниски оксиди до по-високи, взаимодействие на метали с вода при висока температура и др.

Примери за решаване на проблеми

ПРИМЕР 1

Упражнение

При електролизата на 40 mol вода се отделят 620 g кислород. Определете количеството кислород.

Решение

Добивът на реакционния продукт се определя по формулата: η = m pr / m теория × 100%. Практическата маса на кислорода е масата, посочена в условието на задачата - 620 г. Теоретичната маса на продукта от реакцията е масата, изчислена по уравнението на реакцията. Записваме уравнението за реакцията на разлагане на водата под действието на електрически ток: 2H 2 O \u003d 2H 2 + O 2. Съгласно уравнението на реакцията n (H 2 O): n (O 2) \u003d 2: 1, следователно n (O 2) = 1/2 × n (H 2 O) \u003d 20 mol. Тогава теоретичната маса на кислорода ще бъде равна на: