Классификация оксидов и их физические свойства. «Оксиды, их классификация, свойства, применение. Взаимодействие оксидов с кислородом

Оксиды являются сложными веществами, состоящими из двух элементов, из которых один - кислород во второй степени окисления.

В химической литературе для номенклатуры оксидов придерживаются следующих правил:

1. При написании формул кислород всегда ставят на втором месте - NO, CaO.
2. Называя оксиды, сначала всегда употребляют слово оксид, после него в родительном падеже идет название второго элемента: BaO - оксид бария, K₂O - оксид калия.
3. В случае, когда элемент образовывает несколько оксидов, после его названия указывают в скобках этого элемента, например N₂O₅ - (V), Fe₂O₃ - оксид железа (II), Fe₂O₃ - оксид железа (III).
4. Называя самые распространенные оксиды, обязательно необходимо соотношения атомов в молекуле обозначать соответствующими греческими числительными: N₂O - оксид диазота, NO₂ - диоксид азота, N₂O₅ - пентаоксид диазота, NO - монооксид азота.
5. Ангидриды желательно называть точно так же как оксиды (например, N₂O₅ - (V)).

Оксиды можно получить несколькими различными способами:

1. Взаимодействием с кислородом простых веществ. Простые вещества окисляются при нагревании часто с выделением теплоты и света. Данный процесс называется горением
   C + O₂ = CO₂
2. Благодаря окислению получаются оксиды элементов, которые включены в состав исходного вещества:
   2H₂S + 3O₂ = 2 H₂O + 2 SO₂
3. Разложением нитратов, гидроксидов, карбонатов:
   2Cu(NO₃)₂ = 2CuO + 4NO₂ + O₂
   CaCO₃ = CaO + CO₂
   Cu(OH)₂ = CuO + H₂O
4. В результате окисления металлов оксидами иных элементов. Подобные реакции стали основой металлотермии - восстановления металлов из их оксидов с помощью более активных металлов:
   2Al + Cr₂O₃ = 2Cr ±Al₂O₃
5. Путем разложения либо доокислением низших:
   4CrO₃ = 2Cr₂O₃ + 3O₃
   4FeO + O₂ = 2Fe₂O₃
   4CO + O₂ = 2CO₂

Классификация оксидов на основе их химических свойств подразумевает их деление на солеобразующие и несолеобразующие оксиды (безразличные). Солеобразующие оксиды, в свою очередь, делят на кислотные, основные и амфотерные.

Основным оксидам соответствуют основания. Например, Na₂O, CaO, MgO - основные оксиды, так как им соответствуют основания - NaOH, Ca(OH)₂, Mg(OH)₂. Некоторые оксиды (K₂O и CaO) легко вступают в реакцию с водой и образуют соответствующие основания:

CaO + H₂O = Ca(OH)₂

K₂O + H₂O = 2KOH

Оксиды Fe₂O₃, CuO, Ag₂O с водой в реакцию не вступают, но нейтрализуют кислоты, благодаря чему считаются основными:

Fe₂O₃, + 6HCl = 2FeCl₃ + 3H₂OCuO + H₂SO₄ + H₂O

Ag₂O + 2HNO₃ = 2AgNO₃ + H₂O

Типичные химические свойства оксидов такого вида - их реакция с кислотами, в результате которой, как правило, образуются вода и соль:

FeO + 2HCl = FeCl₂ + H₂O

Основные оксиды вступают в реакцию также с кислотными оксидами:

CaO + CO₂ = CaCO₃.

Кислотным оксидам соответствуют кислоты, К примеру, оксиду N₂O₃ соответствует HNO₂, Cl₂O₇ - HClO₄, SO₃ - серная кислота H₂SO₄.

Основными химическим свойством таких оксидов является их реакция с основаниями, образуется соль и вода:

2NaOH + CO₂ = NaCO₃ + H₂O

Большинство кислотных оксидов вступают в реакцию с водой, образуя соответствующие кислоты. В то же время оксид SiO₂ практически нерастворим в воде, однако он нейтрализует основания, следовательно, является кислотным оксидом:

2NaOH + SiO₂ = (сплавление) Na₂siO₃ + H₂O

Амфотерные оксиды - это оксиды, которые в зависимости от условий демонстрируют кислотные и основные свойства, т.е. при взаимодействии с кислотами ведут себя как основные оксиды, а при взаимодействии с основаниями - как кислотные.

Не все амфотерные оксиды в одинаковой степени взаимодействуют с основаниями и кислотами. У одних более выражены основные свойства, у других - кислотные.

Если оксид цинка или хрома в одинаковой степени реагирует с кислотами и основаниями, то у оксида Fe₂O₃ преобладают основные свойства.

Свойства амфотерных оксидов показаны на примере ZnO:

ZnO + 2HCl = ZnCl₂ + H₂O

ZnO + 2NaOH = Na₂ZnO₂ + H₂O

Несолеобразующие оксиды не образуют ни кислот, ни оснований (например, N₂O, NO).

Кроме того, они не дают реакций, характерных для солеобразующих оксидов. Несолеобразующие оксиды могут вступать в реакцию с кислотами или щелочами, но при этом не образуются продукты, характерные для солеобразующих оксидов, например при 150⁰С и 1,5 МПа СО реагирует с гидроксидом натрия с образованием соли - формиата натрия:

СО + NaOH = HCOONa

Несолеобразующие оксиды распространеніы не так широко как остальные виды оксидов и образуются, в основном, при участии двухвалентных неметаллов.

В заданиях ЕГЭ есть такие вопросы, где требуется определить тип оксида. Прежде всего, следует запомнить четыре типа оксидов:

1) несолеобразующие

2) основные

3) кислотные

4) амфотерные

Основные, кислотные и амфотерные оксиды часто также объединяют в группу солеобразующих оксидов .

Не вдаваясь в теоретические подробности, изложу пошаговый алгоритм определения типа оксида.

Первое — определите: оксид металла перед вами или оксид неметалла.

Второе — установив, какой оксид металла или неметалла перед вами, определите степень окисления элемента в нем и воспользуйтесь таблицей ниже. Естественно, правила отнесения оксидов в этой таблице нужно выучить. Поначалу можно решать задания, подглядывая в нее, но ваша цель ее запомнить, так как на экзамене никаких источников информации, кроме таблицы Д.И. Менделеева, таблицы растворимости и ряда активности металлов, у вас не будет.

Примеры:

Задание: определите тип оксида MgO.

Решение: MgO является оксидом металла, при этом степень окисления металла в нем +2. Все оксиды металлов в степени окисления +1 и +2 основны, кроме оксида бериллия или цинка.

Ответ: MgO – основный оксид.

Задание: определите тип оксида Mn 2 O 7

Решение: Mn 2 O 7 – оксид металла, и степень окисления металла в этом оксиде равна +7. Оксиды металлов в высоких степенях окисления (+5,+6,+7) относятся к кислотным.

Ответ: Mn 2 O 7 – кислотный оксид

Задание: определите тип оксида Cr 2 O 3 .

Решение: Cr 2 O 3 – оксид металла, и степень окисления металла в этом оксиде равна +3. Оксиды металлов в степенях окисления +3 и +4 относятся к амфотерным.

Ответ: Cr 2 O 3 – амфотерный оксид.

Задание: определите тип оксида N 2 O.

Решение: N 2 O – оксид неметалла, и степень окисления неметалла в этом оксиде равна +1. Оксиды неметаллов в степенях окисления +1 и +2 относятся к несолеобразующим.

Ответ: N 2 O – несолеобразующий оксид.

Задание: определите тип оксида BeO.

Решение: оксид бериллия, а также оксид цинка являются исключениями. Несмотря на степень окисления металлов в них, равную +2, они амфотерны.

Ответ: BeO – амфотерный оксид.

С химическими свойствами оксидов можно ознакомиться

Оксиды

Соли

Кислоты

Основания

Оксиды

Классификация и номенклатура простых и сложных веществ

Лекция 3.

Тема: Классификация неорганических соединений.

Цель: Ознакомить студентов с разнообразием, строением и свойствами неорганических соединений

Химия занимается изучением превращений химических веществ (число известных к настоящему времени веществ более десяти мил­лионов), поэтому очень важна классификация химических соедине­ний. Под классификацией понимают объединение разнообразных и многочисленных соединений в определенные группы или классы, обладающие сходными свойствами. С проблемой классификации тесно связана проблема номенклатуры, т.е. системы названий этих веществ. Как классификация, так и номенклатура химических соединений складывались на протяжении столетий, поэтому они не всегда являются логическими и отражают исторический путь развития науки.

Индивидуальные химические вещества принято делить на две группы: немногочисленную группу простых веществ (их, с учетом аллотропных модификаций, насчитывается около 400) и очень многочисленную группу сложных веществ.

Сложные вещества обычно делят на четыре важнейших класса: оксиды, основания (гидроксиды), кислоты, соли.

Приведенная первичная классификация уже с самого начала оказывается несовершенной. Например, в ней нет места для аммиака, соединений металлов с водородом, азотом, углеродом, фосфором и т.д., соединений неметаллов с другими неметаллами и т.д.

Перед тем, как рассмотреть более детально каждый из классов неорганических соединений, целесообразно взглянуть на схему, отражающую генетическую связь типичных классов соединений:

В верхней части схемы помещены две группы простых веществ – металлы и неметаллы, а также водород, строение атома которого отличается от строения атомов других элементов. На валентном слое атома водорода находится один электрон, как у щелочных металлов; в то же время, до заполнения электронного слоя оболочки ближайшего инертного газа – гелия - ему недостает также одного электрона, что роднит его с галогенами.

Волнистая черта отделяет простые вещества от сложных; она символизирует, что «пересечение» этой границы обязательно затрагивает валентные оболочки атомов в простых веществах, следовательно, любая реакция с участием простых веществ будет окислительно-восстановительной.

В левой части схемы под металлами помещены их типичные соединения – основные оксиды и основания, в правой части схемы помещены соединения, типичные для неметаллов, – кислотные оксиды и кислоты. Водород, помещенный в верхней части схемы, дает очень специфический, идеально амфотерный оксид – воду Н 2 О, которая в комбинации с основным оксидом дает основание, а с кислотным - кислоту. Водород в сочетании с неметаллами образует бескислородные кислоты. В нижней части схемы помещены соли, которые, с одной стороны, отвечают соединению металла с неметаллом, а с другой – комбинации основного оксида с кислотным.

Приведенная схема до некоторой степени отражает и возможности протекания химических реакций – как правило, в химическое взаимодействие вступают соединения, принадлежащие к разным половинам схемы. Так, основные оксиды реагируют с кислотными оксидами, кислотами и кислыми солями; кислоты реагируют с металлами, основными оксидами, основаниями, основными и средними солями. Естественно, что такая схема не дает исчерпывающей информации обо всех возможных реакциях, однако она отражает основные типы реакций.

Заметим, что при составлении схемы использован один старый, но очень полезный прием: формулы оснований, кислот и солей представлены на ней как комбинации оксидов. Этот прием широко применяется, например, в геологии для описания минералов. Так, формула талька Mg 3 (OH) 2 наглядно представляется другой формулой - 3MgO 4SiО 2 H 2 О; формула изумруда Be 3 Al 2 Si 6 O 18 может быть записана как ЗВеО Аl 2 О 3 6SiO 2 .

Рассмотрим подробнее отдельные классы неорганических соединений.

Классификация и номенклатура оксидов. Оксидами называют соединения, состоящие из двух элементов, одним из которых является кислород.

Оксиды делят на две группы: солеобразующие и несолеобразующие, а каждую из групп, в свою очередь, подразделяют на несколько подгрупп.

Многие элементы проявляют переменную валентность и дают оксиды различного состава, поэтому прежде всего следует рассмотреть номенклатуру оксидов.

Номенклатура химических соединений развивалась и складывалась по мере накопления фактического материала. Сначала, пока количество соединений было невелико, широко использовались тривиальные названия, специфические для каждого соединения, не отражающие состава, строения и свойства вещества, – сурик, глет, жженая магнезия, железная окалина, веселящий газ, белый мышьяк (Рb 3 O 4 , РbО, МgО, Fe 3 O 4 , N 2 O, As 2 O 3 соответственно). На смену такой номенклатуре пришла полусистематическая, стали указывать количество атомов кислорода, появились термины: закись – для более низких, окись – для более высоких степеней окисления; ангидрид – для оксидов кислотного характера.

К настоящему времени осуществлен переход на современную международную номенклатуру. Согласно этой номенклатуре любой оксид называется оксидом с указанием римскими цифрами степени окисления элемента, например: SO 2 - оксид серы (IV), SO 3 - оксид серы (VI), CrO - оксид хрома (II), Сг 2 O 3 - оксид хрома (III), СгОз - оксид хрома (VI).

Однако до сих пор в химической литературе встречаются и старые наименования оксидов (кстати, в старых названиях вместо оксида чаще использовался термин «окисел»).

Солеобразующие оксиды принято делить на три группы (основные, амфотерные, кислотные). Они подробно рассматриваются ниже.

Основные оксиды. К основным относятся оксиды типичных металлов, им соответствуют гидроксиды, обладающие свойствами оснований.

Получение основных оксидов:

1. Окисление металлов при нагревании в атмосфере кислорода:

2Mg + O 2 = 2MgO

2Cu + O 2 = 2CuO

Этот метод практически неприменим для щелочных металлов, которые при окислении обычно дают пероксиды, поэтому оксиды Nа 2 О, К 2 O крайне труднодоступны.

2. Обжиг сульфидов:

2CuS + 3O 2 = 2CuO + 2SO 2

4FeS 2 + 11O 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2

Метод неприменим для сульфидов активных металлов, окисляющихся до сульфатов.

3. Разложение гидроксидов при нагревании:

Cu(OH) 2 = CuO + H 2 O

Этим методом нельзя получить оксиды щелочных металлов.

3. Разложение солей кислородсодержащих кислот:

BaCO 3 = BaO + CO 2

2Pb(NO 3) 2 = 2PbO + 4NO 2 + O 2

4FeSO 4 = 2Fe 2 O 3 + 4SO 2 + O 2

Этот способ получения оксидов особенно легко осуществляется для нитратов и карбонатов, в том числе и для основных солей:

2 CO 3 = 2ZnO + CO 2 + H 2 O

Свойства основных оксидов. Большинство основных оксидов представляет собой твердые кристаллические вещества ионного характера, в узлах кристаллической решетки расположены ионы металлов, достаточно прочно связанные с оксид-ионами О 2- , поэтому оксиды типичных металлов обладают высокими температурами плавления и кипения.

Отметим одну характерную для оксидов особенность. Близость ионных радиусов многих ионов металлов приводит к тому, что» в кристаллической решетке оксидов часть ионов одного металла может быть заменена на ионы другого металла. Это приводит к тому, что для оксидов часто не выполняется закон постоянства состава и могут существовать смешанные оксиды переменного состава.

Большинство основных оксидов не распадается при нагревании, исключение составляют оксиды ртути и благородных металлов:

2HgO = 2Hg + O 2

2Ag 2 O = 4Ag + O 2

Основные оксиды при нагревании могут вступать в реакции с ки­слотными и амфотерными оксидами, с кислотами:

BaO + SiO 2 = BaSiO 3

MgO + Al 2 O 3 = Mg(AlO 2) 2

ZnO + H 2 SO 4 = ZnSO 4 + H 2 O

Оксиды щелочных и щелочноземельных металлов непосредст­венно реагируют с водой:

K 2 O + H 2 O = 2KOH

CaO + H 2 O = Ca(OH) 2

Как и другие типы оксидов, основные оксиды могут вступать в окислительно-восстановительные реакции:

Fe 2 O 3 + 2Al = Al 2 O 3 + 2Fe

3CuO + 2NH 3 = 2Cu + N 2 + 3H 2 O

4FeO + O 2 = 2Fe 2 O 3

Кислотные оксиды. Кислотные оксиды представляют собой ок­сиды неметаллов или переходных металлов в высоких степенях окисления и могут быть получены методами, аналогичными методам получения основных оксидов, например:

Большинство кислотных оксидов непосредственно взаимодействует с водой с образованием кислот:

Заметим здесь, что наряду с современной номенклатурой для ки­слотных оксидов до сих пор широко используется старинная систе­ма названий их как ангидридов кислот - продуктов отщепления воды от соответствующих кислот. Как видно из вышеприведенных реакций, SО 3 - ангидрид серной кислоты, СО 2 - ангидрид угольной кислоты, Р 2 О 5 является ангидридом трех кислот (мета- фосфорной, ортофосфорной и пирофосфорной).

Наиболее типичными для кислотных оксидов являются их реакции с основными (см. выше) и амфотерными оксидами, со щелочами:

Выше упоминалось, что кислотные оксиды могут вступать в многочисленные окислительно-восстановительные реакции, например:

Амфотерные оксиды обладают двойственной природой: они одновременно способны к реакциям, в которые вступают как основные, так и кислотные оксиды, т.е. реагируют и с кислотами, и со щелочами:

К числу амфотерных оксидов относятся оксид алюминия Аl 2 О 3 , оксид хрома (III) Сr 2 О 3 , оксид бериллия ВеО, оксид цинка ZnO, оксид железа (Ш) Fe 2 O 3 и ряд других.

Идеально амфотерпым оксидом является, вода Н 2 О, которая диссоциирует с образованием одинаковых количеств ионов водорода (кислотные свойства) и гидроксид-иона (основные свойства). Амфотерные свойства воды ярко проявляются при гидролизе растворенных в ней солей:

3. Основания (гидроксиды металлов)

По современной номенклатуре их принято называть гидроксидами элементов с указанием степени окисления: КОН – гидроксид калия, NaOH – гидроксид натрия, Са(ОН) 2 – гидроксид кальция, Сг(ОН) 2 –- гидроксид хрома (II), Сг(ОН) 3 - гидроксид хрома (III).

Гидроксиды металлов принято делить на две группы: растворимые в воде (образованные щелочными и щелочноземельными ме­таллами и поэтому называемые щелочами) и нерастворимые в воде. Основное различие между ними заключается в том, что концентрация ионов ОН - в растворах щелочей достаточно высока, для нерастворимых же оснований она определяется растворимостью вещества и обычно очень кала. Тем не менее, небольшие равновесные кон­центрации кона ОН - даже в растворах нерастворимых оснований определяют свойства этого класса соединений.

Получение оснований. Общим методом получения оснований является реакция обмена, с помощью которой могут быть получены как нерастворимые, так и растворимые основания:

При получении этим методом растворимых оснований в осадок выпадает нерастворимая соль.

При получении нерастворимых в воде оснований, обладающих амфотерными свойствами, следует избегать избытка щелочи, так как может произойти растворение амфотерного основания, например:

В подобных случаях для получения гидроксидов используют гид-роксид аммония, в котором амфотерные оксиды не растворяются:

Гидроксиды серебра, ртути настолько легко распадаются, что при попытке их получения обменной реакцией вместо гидроксидов выпадают оксиды;

Щелочи в технике обычно получают электролизом водных рас­творов хлоридов:

Щелочи могут быть также получены взаимодействием щелочных и щелочноземельных металлов или их оксидов с водой:

Химические свойства оснований. Все нерастворимые в воде основания при нагревании разлагаются с образованием оксидов:

Наиболее характерной реакцией оснований является их взаимодействие с кислотами – реакция нейтрализации. В нее вступают как щелочи, так и нерастворимые основания:

Выше было показано, как щелочи взаимодействуют с кислотными оксидами.

Основания могут вступать в реакцию с кислыми солями:

Основания не реагируют с металлами, так как гидроксид-ион не может принять электроны от атома металла, а ионы металлов, которые могли бы быть восстановлены более активными металлами, дают нерастворимые в воде основания.

Необходимо особенно подчеркнуть способность растворов щелочей реагировать с некоторыми неметаллами (галогенами, серой, белым фосфором, кремнием):

Кроме того, концентрированные растворы щелочей при нагрева­нии способны растворять также и некоторые металлы (те, соедине­ния которых обладают амфотерными свойствами).

Тема урока: «Оксиды, их классификация, свойства, применение» Цель урока: познакомить обучающихся с оксидами, их составом и классификацией, рассмотреть названия оксидов, способы их получения, распространение в природе и применение. Тип урока: урок изучения и первичного закрепления знаний. Методы: беседа, устный опрос, организация упражнений по применению знаний (групповая, индивидуальная).

Ход урока:

Орг момент.

Изучение нового материала.

Сегодня мы начинаем знакомство с важнейшими классами неорганических соединений. Неорганические вещества по составу делятся, как вы уже знаете, на простые и сложные.

Оксиды - это сложные вещества, состоящие из двух химических элементов, один из которых кислород, с валентность равной 2. Лишь один химический элемент - фтор, соединяясь с кислородом, образует не оксид, а фторид кислорода OF2.

Поскольку оксиды могут быть образованы почти всеми химическими элементами (за некоторым исключением), необходимо, чтобы не было путаницы, чтобы у каждого было свое название

Называются они просто - "оксид + название элемента". Если валентность химического элемента переменная, то указывается римской цифрой, заключённой в круглые скобки, после названия химического элемента.

Название оксида:

Название «Оксид» + Название элемента + (с. о. римскими

оксида в родительном падеже цифрами)

Названия оксидов зависят от числа атомов кислорода в формуле.

CO - монооксид углерода (приставка моно обозначает один) или оксид углерода (2) , угарный газ.

CO2 – диоксид углерода или оксид углерода (4) всем известный углекислый газ

Еще существуют тривиальные названия, например – углекислый газ. Угарный газ. До сих пор в химической литературе встречаются названия – закись (для более низких), окись (для более высоких с.о.) степеней окисления.

N2O– закись азота или оксид азота (1)

NO –окись азота или оксид азота (2)

Понятие «оксиды» включает бесконечное разнообразие веществ:

Таким образом среди оксидов есть твердые, газообразные и жидкие вещества.

Оксиды очень распространенный в природе класс неорганических соединений:

1) Si02 - кварцевый песок, кремнезем. Очень чистый кристаллический Si02 известен также в виде минералов горного хрусталя. Ребятам будет интересно узнать, что Si02, окрашенный различными примесями, образует драгоценные и полудрагоценные камни - яшма, аметист, агат.

Более 50% земной коры состоит из Si02.

2) А1203 2Si02 2Н20 - белая глина, учитель разъясняет, что глина, в основном состоит из оксидов алюминия и кремния. 3) руды железа - красный (Fe203), бурый (Fe203 яН20) и магнитный железняки (Fe304 или FeO Fe203).

Водная оболочка Земли (гидросфера) состоит также из оксида - оксида водорода Н20.

Оксиды входят, также в состав атмосферы - С02, СО, оксиды азота, серы и др.

Задание: Дать названия оксидам по международной номенклатуре 1

PbO, SO2, SO3, K2O, FeO, Fe2O3

Классификация оксидов

Все оксиды можно разделить на две группы: солеобразующие (основные, кислотные, амфотерные) и несолеобразующие или безразличные.

Оксиды металлов Ме х О у

Оксиды неметаллов неМе х О у

Основные

Кислотные

Амфотерные

Кислотные

Безразличные

I, II

Ме

V-VII

Me

ZnO,BeO,Al 2 O 3 ,Fe 2 O 3

> II

неМе

I, II

неМе

CO, NO, N 2 O

Основные оксиды – это оксиды, которым соответствуют основания. К основным оксидам относятся оксиды металлов 1 и 2 групп, а также металлов побочных подгрупп с валентностью I и II (кроме ZnO - оксид цинка и BeO – оксид бериллия).

Кислотные оксиды – это оксиды, которым соответствуют кислоты. К кислотным оксидам относятся оксиды неметаллов (кроме несолеобразующих – безразличных), а также оксиды металлов побочных подгрупп с валентностью от V до VII (Например, CrO 3-оксид хрома ( VI ), Mn 2 O 7 - оксид марганца (VII )).

Амфотерные оксиды – это оксиды, которым соответствуют основания и кислоты. К ним относятся оксиды металлов главных и побочных подгрупп с валентностью III , иногда IV , а также цинк и бериллий (Например, BeO , ZnO , Al 2 O 3, Cr 2 O 3).

Несолеобразующие оксиды – это оксиды безразличные к кислотам и основаниям. К ним относятся оксиды неметаллов с валентностью I и II (Например, N 2 O , NO , CO ).

Вывод: характер свойств оксидов в первую очередь зависит от валентности элемента.

Например, оксиды хрома:

CrO ( II - основный);

Cr 2 O 3 ( III - амфотерный);

CrO 3 ( VII - кислотный).

Получение оксидов

1. Горение веществ (Окисление кислородом)

а) простых веществ

2Mg +O 2 =2MgO

б) сложных веществ

2H 2 S+3O 2 =2H 2 O+2SO 2

2.Разложение сложных веществ

а) солей

СaCO 3 =CaO+CO 2

б) оснований

Cu (OH) 2 =CuO+H 2 O

в) кислородсодержащих кислот

H 2 SO 3 =H 2 O+SO 2

Физические свойства . Оксиды бывают твердые, жидкие и газообразные, различного цвета. Например, оксид меди(2) С u О черного цвета, оксид кальция СаО белого цвета - твердые вещества. Оксид серы(У1) S03 - бесцветная летучая жидкость, а оксид углерода(1У) С02 - бесцветный газ при обычных условиях.

Химические свойства . Кислотные и основные оксиды обладают разными свойствами. 2

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ОСНОВНЫХ ОКСИДОВ

1. Основной оксид + Кислотный оксид = Соль (р. соединения)

CaO + SO 2 = CaSO 3

2. Основной оксид + Кислота = Соль + Н 2 О (р. обмена)

3 K 2 O + 2 H 3 PO 4 = 2 K 3 PO 4 + 3 H 2 O

3. (р. соединения)

Na 2 O + H 2 O = 2 NaOH

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КИСЛОТНЫХ ОКСИДОВ

1. (р. соединения)

С O 2 + H 2 O = H 2 CO 3 , SiO 2 – не реагирует

2. Кислотный оксид + Основание = Соль + Н 2 О (р. обмена)

P 2 O 5 + 6 KOH = 2 K 3 PO 4 + 3 H 2 O

3. Основной оксид + Кислотный оксид = Соль (р. соединения)

CaO + SO 2 = CaSO 3

4. Менее летучие вытесняют более летучие из их солей

CaCO 3 + SiO 2 = CaSiO 3 + CO 2

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АМФОТЕРНЫХ ОКСИДОВ

Взаимодействуют как с кислотами, так и со щелочами.

ZnO + 2 HCl = ZnCl 2 + H 2 O

ZnO + 2 NaOH + H 2 O = Na 2  Zn ( OH ) 4  (в растворе)

ZnO + 2 NaOH = Na 2 ZnO 2 + H 2 O (при сплавлении)

Применение оксидов . Всем известно, какое значение имеет вода (оксид водорода) в природе, в промышленности и в быту. Многие другие оксиды также широко применяются. Например, из руд, состоящих из оксидов железа Fe203 и Fe304, получают чугун и сталь. Оксид кальция СаО (основная составная часть жженой, или негашеной, извести) используется для получения гашеной извести Са(ОН)2, которая применяется в строительстве. Нерастворимый в воде оксид кремния(4) Si02 используется в производстве строительных материалов. Некоторые из оксидов применяют для производства красок.

Некоторые оксиды не растворяются в воде, но многие вступают с водой в реакции соединения:

SO3 + H2O = H2SO4

CaO + H2O = Ca(OH)2

В результате часто получаются очень нужные и полезные соединения. Например, H2SO4 – серная кислота, Са(ОН)2 – гашеная известь и т.д.

Если оксиды нерастворимы в воде, то люди умело используют и это их свойство. Например, оксид цинка ZnO – вещество белого цвета, поэтому используется для приготовления белой масляной краски (цинковые белила). Поскольку ZnO практически не растворим в воде, то цинковыми белилами можно красить любые поверхности, в том числе и те, которые подвергаются воздействию атмосферных осадков. Нерастворимость и неядовитость позволяют использовать этот оксид при изготовлении косметических кремов, пудры. Фармацевты делают из него вяжущий и подсушивающий порошок для наружного применения.

Такими же ценными свойствами обладает оксид титана (IV) – TiO2. Он тоже имеет красивый белый цвет и применяется для изготовления титановых белил. TiO2 не растворяется не только в воде, но и в кислотах, поэтому покрытия из этого оксида особенно устойчивы. Этот оксид добавляют в пластмассу для придания ей белого цвета. Он входит в состав эмалей для металлической и керамической посуды.

Оксид хрома (III) – Cr2O3 – очень прочные кристаллы темно-зеленого цвета, не растворимые в воде. Cr2O3 используют как пигмент (краску) при изготовлении декоративного зеленого стекла и керамики. Известная многим паста ГОИ (сокращение от наименования “Государственный оптический институт”) применяется для шлифовки и полировки оптики, металлических изделий, в ювелирном деле.

Благодаря нерастворимости и прочности оксида хрома (III) его используют и в полиграфических красках (например, для окраски денежных купюр). Вообще, оксиды многих металлов применяются в качестве пигментов для самых разнообразных красок, хотя это – далеко не единственное их применение.

Задания для закрепления 3

1. Выпишите отдельно химические формулы солеобразующих кислотных и основных оксидов.

NaOH, AlCl3, K2O, H2SO4, SO3, P2O5, HNO3, CaO, CO.

2. Даны вещества : CaO, NaOH, CO2, H2SO3, CaCl2, FeCl3, Zn(OH)2, N2O5, Al2O3, Ca(OH)2, CO2, N2O, FeO, SO3, Na2SO4, ZnO, CaCO3, Mn2O7, CuO, KOH, CO, Fe(OH)3

Выберите из перечня: основные оксиды, кислотные оксиды, безразличные оксиды, амфотерные оксиды и дайте им названия.

3. Закончите УХР, укажите тип реакции, назовите продукты реакции

Na2O + H2O =

N2O5 + H2O =

CaO + HNO3 =

NaOH + P2O5 =

K2O + CO2 =

Cu(OH)2 = ? + ?

4. Осуществите превращения по схеме:

1) K→K2O→KOH→K2SO4

2) S→SO2→H2SO3→Na2SO3

3) P→P2O5→H3PO4→K3PO4

Домашнее задание: параграф 30 стр., 92 упр.1-5

Оксиды - сложные вещества, состоящие из двух элементов, один из которых кислород (в степени окисления −2).

Оксиды делят на кислотные, осно́вные, амфотерные и несолеобразующие (безразличные).

Кислотным оксидам соответствуют кислоты. Кислотными свойствами обладают большинство оксидов неметаллов и оксиды металлов в высшей степени окисления, например CrO 3 .

Многие кислотные оксиды реагируют с водой с образованием кислот. Например, оксид серы (IV), или серни́стый газ, реагирует с водой с образованием серни́стой кислоты:

SO 2 + H 2 O = H 2 SO 3

Кислотные оксиды реагируют со щелочами с образованием соли и воды. Например, оксид углерода (IV), или углекислый газ, реагирует с гидроксидом натрия с образованием карбоната натрия (соды):

CO 2 + 2NaOH = Na 2 CO 3 + H 2 O

Осно́вным оксидам соответствуют основания. К осно́вным относятся оксиды щелочных металлов (главная подгруппа I группы),

магния и щелочноземельных (главная подгруппа II группы, начиная с кальция), оксиды металлов побочных подгрупп в низшей степени окисления (+1 +2).

Оксиды щелочных и щелочноземельных металлов реагируют с водой с образованием оснований. Так, оксид кальция реагирует с водой, получается гидроксид кальция:

CaO + H 2 O = Ca(OH) 2

Основные оксиды реагируют с кислотами с образованием соли и воды. Оксид кальция реагирует с соляной кислотой, получается хлорид кальция:

CaO + 2HCl = CaCl 2 + H 2 O

Амфотерные оксиды реагируют и с кислотами, и со щелочами. Так, оксид цинка реагирует с соляной кислотой, получается хлорид цинка:

ZnO + 2HCl = ZnCl 2 + H 2 O

Оксид цинка взаимодействует и с гидроксидом натрия с образованием цинката натрия:

ZnO + 2NaOH = Na 2 ZnO 2 + H 2 O

С водой амфотерные оксиды не взаимодействуют. Поэтому оксидная пленка цинка и алюминия защищает эти металлы от коррозии.

Несолеобразующим (безразличным) оксидам не соответствуют гидроксиды, они не реагируют с водой. Несолеобразующие оксиды не реагируют ни с кислотами, ни со щелочами. К ним относится оксид азота (II) NO.

Иногда к несолеобразующим относят угарный газ, но это неудачный пример, т.к. этот оксид реагирует с гидроксидом натрия с образованием соли:

CO + NaOH = HCOONa
(эта реакция не для запоминания! Изучается в 10–11 классах)

2. Задача. Вычисление массы продукта реакции, если известно количество вещества одного из исходных веществ.
Пример:

Сколько г хлорида цинка можно получить, имея 0,5 моль соляной кислоты?

Решение:

1. Записываем уравнение реакции.
2. Записываем над уравнением реакции имеющиеся данные, а под уравнением - число моль согласно уравнению (равно коэффициенту перед веществом):
   0,5 моль x моль
   Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2
   2 моль 1 моль
3. Составляем пропорцию:
   0,5 моль - х моль
   2 моль - 1 моль
4. Находим x:
   x = 0,5 моль. 1 моль / 2 моль = 0,25 моль
5. Находим молярную массу хлорида цинка:
   M(ZnCl 2) = 65 + 35,5 . 2 = 136 (г/моль)
6. Находим массу соли:
   m (ZnCl 2) = M . n = 136 г/моль. 0,25 моль = 34 г