Несолеобразующие оксиды свойства. Кислотные оксиды

Современная энциклопедия

Оксиды - ОКСИДЫ, соединения химических элементов (кроме фтора) с кислородом. При взаимодействии с водой образуют основания (основные оксиды) или кислоты (кислые оксиды), многие оксиды амфотерны. Большинство оксидов при обычных условиях твёрдые вещества,… … Иллюстрированный энциклопедический словарь

Оксид (окисел, окись) бинарное соединение химического элемента с кислородом в степени окисления −2, в котором сам кислород связан только с менее электроотрицательным элементом. Химический элемент кислород по электроотрицательности второй… … Википедия

Оксиды металлов - это соединения металлов с кислородом. Многие из них могут соединяться с одной или несколькими молекулами воды с образованием гидроксидов. Большинство оксидов являются основными, так как их гидроксиды ведут себя как основания. Однако некоторые… … Официальная терминология

оксиды - Соединение химического элемента с кислородом. По химическим свойствам все оксиды делятся на солеобразующие (наприме, Na2О, MgO, Al2O3, SiO2, P2O5, SO3, Cl2O7) и несолеобразующие (например, СО, N2O, NO, H2O). Солеобразующие оксиды подразделяют на… … Справочник технического переводчика

ОКСИДЫ - хим. соединения элементов с кислородом (устаревшее название окислы); один из важнейших классов хим. веществ. О. образуются чаще всего при непосредственном окислении простых и сложных веществ. Напр. при окислении углеводородов образуются О.… … Большая политехническая энциклопедия

Основные факты

Основные факты - Нефть - это горючая жидкость, представляющая собой сложную смесь из углеводородов. Различные типы нефти существенно различаются по химическим и физическим свойствам: в природе она представлена и в виде черного битумного асфальта, и в форме… … Нефтегазовая микроэнциклопедия

Оксиды - соединение химического элемента с кислородом. По химическим свойствам все оксиды делятся на солеобразующие (например, Na2O, MgO, Al2O3, SiO2, P2O5, SO3, Cl2O7) и несолеобразующие (например, СО, N2O, NO, H2O). Солеобразующие оксиды… … Энциклопедический словарь по металлургии

Книги

, Гусев Александр Иванович. Нестехиометрия, обусловленная наличием структурных вакансий, широко распространена в твердофазных…
Нестехиометрия, беспорядок, ближний и дальний порядок в твердом теле , Гусев А.И.. Нестехиометрия, обусловленная наличием структурных вакансий, широко распространена в твердофазных…

Общая формула оксидов: Э х О у

Кислород имеет второе по величине значение электроотрицательности (после фтора), поэтому большинство соединений химических элементов с кисло родом являются оксидами.

К солеобразующим оксидам относят те оксиды, которые способны взаимодействовать с кислотами или с основаниями с образованием соответствующей соли и воды. К солеобразующим оксидам относятся:

основные оксиды, которые обычно образуют металлы со степенью окисления +1, +2. Реагируют с кислотами, с кислотными оксидами, с амфотерными оксидами, с водой (только оксиды щелочных и щелочно-земельных металлов). Элемент основного оксида становится катионом в образующейся соли. Na₂O, CaO, MgO, CuO.
кислотные оксиды – оксиды неметаллов, а также металлов в степени окисления от +5 до +7. Реагируют с водой, со щелочами, с основными оксидами, с амфотерными оксидами. Элемент кислотного оксида входит в состав аниона образующейся соли. Mn 2 O 7 , CrO 3 , SO 3 , N 2 O 5 .
амфотерные оксиды , которые образуют металлы со степенью окисления от +3 до +5 (к амфотерным оксидам относятся также BeO, ZnO, PbO, SnO). Реагируют с кислотами, щелочами, кислотными и основными оксидами.

Несолеобразующие оксиды не взаимодействуют ни с кислотами, ни с основаниями, соответственно, не образуют. N 2 O, NO, CO, SiO.

Согласно номенклатуре ИЮПАК названия оксидов составляются из слова оксид и названия второго химического элемента (с меньшей электроотрицательностью) в родительном падеже:

Оксид кальция – CaO.

Если элемент способен образовывать несколько оксидов, то в их названиях следует указать степень окисления элемента (римской цифрой в скобках после названия):

Fe 2 O 3 – оксид железа (III);

MnO 2 – оксид марганца (IV).

Допускается использовать латинские приставки для указания количества атомов элементов, входящих в молекулу оксида:

Na 2 O –оксид динатрия;

CO – монооксид углерода;

СО 2 – диоксид углерода.

Часто используются также тривиальные названия некоторых оксидов:

Примеры решения задач по теме «формулы оксидов»

ПРИМЕР 1

Задание

Какая масса оксида марганца (IV), требуется для получения 14,2 г хлора из соляной кислоты?

Решение

Запишем уравнение реакции:

По уравнению реакции

Найдем количество вещества :

Рассчитаем массу оксида марганца (IV):

Ответ

Необходимо взять 17,4г оксида марганца (IV).

ПРИМЕР 2

Задание	При окислении 16,74г двухвалентного металла образовалось 21,54г оксида. Определите металл и вычислите эквивалентные массы металла и его оксида.
Решение	Масса кислорода в оксиде металла равна:

Основные Амфотерные Кислотные

Несолеобразующие оксиды – это оксиды, которые не взаимодействуют ни с основаниями, ни с кислотами и поэтому не образуют солей. К ним относятся: N 2 O, NO, SiO, CO (CO с расплавами щелочей образует соли муравьиной кислоты – формиаты). Такие оксиды не имеют гидратов (водных соединений).

Солеобразующие оксиды – это оксиды, которые при взаимодействии с кислотами или основаниями (или с теми и другими) образуют соли. Таким оксидам в качестве гидратов соответствуют основания, кислоты или амфотерные гидроксиды.

ОСНОВНЫЕ ОКСИДЫ

Основные оксиды – это оксиды, которым в качестве гидратов (водных соединений) соответствуют основания, а при взаимодействии с кислотами они образуют соли. К ним относятся только оксиды металлов: Li 2 O, Na 2 O, K 2 O, Rb 2 O, Cs 2 O, Fr 2 O, MgO, CaO, SrO, BaO, RaO, Cu 2 O, Ag 2 O, In 2 O, PoO, Sc 2 O 3 , La 2 O 3 , TiO, HfO, CrO, MnO, FeO, CoO, NiO и др.

Физические свойства. Основные оксиды при обычных условияхтвердые кристаллические вещества преимущественно с ионной кристаллической решеткой. Имеют разную окраску. Оксиды щелочных и щелочноземельных металлов растворимы в воде.

Химические свойства.

1. Оксиды щелочных и щелочноземельных металлов взаимодействуют с водой с образованием щелочей:

Na 2 O + H 2 O = 2NaOH;

CaO + H 2 O = Ca(OH) 2 .

2. Взаимодействуют с кислотами с образованием соли и воды:

FeO + H 2 SO 4 = FeSO 4 + H 2 O;

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

3. Взаимодействуют с кислотными оксидами, образуя соль:

MgO + SO 2 = MgSO 3 ;

Sc 2 O 3 + 3CO 2 = Sc 2 (CO 3) 3 .

4. Взаимодейстуют с амфотерными оксидами, образуя соль:

ZnO + Na 2 O = Na 2 ZnO 2 (в расплаве);

ZnO + CaO = CaZnO 2 (в расплаве).

КИСЛОТНЫЕ ОКСИДЫ

Кислотные оксиды – это оксиды, которым в качестве гидратов соответствуют кислоты, а при взаимодействии с основаниями они образуют соли. Кислотные оксиды делят на оксиды неметаллов и оксиды металлов.

Кислотные оксиды неметаллов и соответствующие им кислоты:

B 2 O 3 → H 3 BO 3 → НВО 3

ортоборная метаборная

SiO 2 → H 4 SiO 4 → H 2 SiO 3

ортокремниевая метакремниевая

CO 2 → H 2 CO 3

угольная

As 2 О 5 → H 3 AsO 4 → HAsO 3

ортомышьяковая метамышьяковая

P 2 O 3 → H 3 PO 3 → НPO 2

ортофосфористая метафосфористая

P 2 O 5 → H 3 PO 4 → HPO 3

ортофосфорная метафосфорная

2H 3 PO 4 → H 4 P 2 О 7

дифосфорная (двуфосфорная, пирофосфорная)

N 2 O 3 → HNO 2

азотистая

N 2 O 5 → HNO 3

NO 2 азотная (NO 2 – смешанный оксид, ангидрид двух кислот)

азотистая

TeО 2 → H 2 TeO 3

теллуристая

TeO 3 → H 6 TeO 6 → H 2 TeO 4

ортотеллуровая метателлуровая

SeO 2 → H 2 SeO 3

селенистая

SeO 3 → H 2 SеО 4

селеновая

SO 2 → H 2 SO 3

сернистая

SO 3 → H 2 SO 4

Cl 2 O → HСlO

хлорноватистая

Cl 2 O 3 → HClO 2

хлористая

Cl 2 O 5 → HClO 3

хлорноватая

Cl 2 O 7 → HClO 4

Для всех галогенов (кроме фтора) формы оксидов и кислот аналогичны таковым хлора. Фтор более электроотрицателен, чем кислород, поэтому образует с кислородом фториды O 2 F 2 , OF 2 , в которых атомы кислорода поляризуются положительно.

Кислотные оксиды металлов и соответствующие им кислоты :

Au 2 O 3 → H 3 AuO 3 → HAuO 2

ортозолотая метазолотая

V 2 O 5 → H 3 VO 4 → HVO 3

ортованадиевая метаванадиевая

CrO 3 → H 2 CrO 4

хромовая

2H 2 CrO 4 → H 2 Cr 2 O 7

дихромовая

MnO 3 → H 2 MnO 4

марганцевая

Mn 2 O 7 → НMnO 4

марганцовая

Физические свойства. При обычных условиях кислотные оксиды обладают разнообразными свойствами: они могут быть газами (CO 2 , SO 2 , Cl 2 O), кристаллическими веществами с атомной кристаллической решеткой (SiO 2, CrO 3) или с молекулярной кристаллической решеткой
(P 2 O 3 , P 2 O 5). Имеют разную окраску, температуры плавления и кипения изменяются в широком диапазоне. Большинство кислотных оксидов хорошо растворимы в воде. Труднорастворимым является оксид кремния (IV) SiO 2 , который является составной частью кварцевого песка.

Химические свойства.

1. Взаимодействуют с водой образуя соответствующие кислоты:

SO 2 + H 2 O = H 2 SO 3 ;

P 2 O 5 + H 2 O = 2HPO 3 ;

P 2 O 5 + 3H 2 O = 2H 3 PO 4 ;

2H 3 PO 4 = H 4 P 2 О 7 + H 2 O.

2. Взаимодействуют со щелочами, образуя соль и воду:

SiO 2 + 2NaOH = Na 2 SiO 3 + H 2 O;

P 2 O 5 + 3Ca(OH) 2 = Ca 3 (PO 4) 2 + 3H 2 O.

3. Взаимодействуют с основными оксидами, образуя соль:

CrO 3 + CaO = CaCrO 4 ;

CO 2 + Na 2 O = Na 2 CO 3 .

4. Взаимодействуют с амфотерными оксидами, образуя соль:

CO 2 + ZnO = ZnCO 3 ;

3SO 3 + Al 2 O 3 = Al 2 (SO 4) 3 .

5. Взаимодействуют с солями, если в результате реакции выделяется газообразный оксид:

SiO 2 + Na 2 CO 3 = Na 2 SiO 3 + CO 2 ;

SO 3 + Na 2 SO 3 = Na 2 SO 4 + SO 2 .

АМФОТЕРНЫЕ ОКСИДЫ

Амфотерные оксиды – это оксиды, которым в качестве гидратов соответствуют амфотерные гидроксиды. Они образуют соли при взаимодействии и с кислотами, и с основаниями. К ним относятся:

ВеО, Аl 2 O 3 , GeO, GeO 2 , SnO, SnO 2 , PbO, PbO 2 , Sb 2 O 3 , Sb 2 O 5 , Bi 2 O 3 , Bi 2 O 5 , ZnO, V 2 O 3 , Cr 2 O 3 , MnO 2 , Fe 2 O 3 и др.

Физические свойства . Все амфотерные оксиды при обычных условиях твердые вещества, имеют разную окраску, нерастворимы в воде.

Химические свойства. Амфотерность доказывается взаимодействием с кислотами и кислотными оксидами (основные свойства), с основаниями и основными оксидами (кислотные свойства).

1. Взаимодействуют с кислотами, проявляя основные свойства:

Al 2 O 3 + 3H 2 SO 4 = Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O

сульфат алюминия или

тетраоксосульфат (VI) алюминия.

2. Взаимодействуют с кислотными оксидами, проявляя основные свойства:

Al 2 O 3 + 3CO 2 = Al 2 (CO 3) 3

карбонат алюминия или

триоксокарбонат (IV) алюминия.

3. Взаимодействуют с расплавами и растворами щелочей, проявляя кислотные свойства:

Al 2 O 3 + 6NaOH = 2Na 3 AlO 3 + 3H 2 O (в расплаве)

ортоалюминат натрия или

триоксоалюминат натрия;

Al 2 O 3 + 2NaOH = 2NaAlO 2 + H 2 O (в расплаве)

метаалюминат натрия или

диоксоалюминат натрия;

Al 2 O 3 + 6NaOH + 3H 2 O = 2Na 3 (в растворе)

гексагидроксоалюминат натрия;

Al 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O = 2Na (в растворе)

тетрагидроксоалюминат натрия.

4. Взаимодействуют с основными оксидами, проявляя кислотные свойства:

Al 2 O 3 + 3СаO = Са 3 (AlO 3) 2

ортоалюминат кальция или триоксоалюминат кальция;

Al 2 O 3 + СаО =Са(AlO 2) 2

метаалюминат кальция или

диоксоалюминат кальция.

ПОЛУЧЕНИЕ ОКСИДОВ

1. Взаимодействие простых веществ металлов и неметаллов с кислородом:

2Mg + O 2 = 2MgO;

S + O 2 = SO 2 .

2. Разложение некоторых кислородсодержащих кислот (оксикислот):

2H 3 BO 3 = B 2 O 3 + 3H 2 O;

H 2 SO 3 = SO 2 + H 2 O.

3. Разложение нерастворимых оснований.

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:

При написании формул кислород всегда ставят на втором месте - NO, CaO.
Называя оксиды, сначала всегда употребляют слово оксид, после него в родительном падеже идет название второго элемента: BaO - оксид бария, K₂O - оксид калия.
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).
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.
Ангидриды желательно называть точно так же как оксиды (например, N₂O₅ - (V)).

Оксиды можно получить несколькими различными способами:

Взаимодействием с кислородом простых веществ. Простые вещества окисляются при нагревании часто с выделением теплоты и света. Данный процесс называется горением
C + O₂ = CO₂
Благодаря окислению получаются оксиды элементов, которые включены в состав исходного вещества:
2H₂S + 3O₂ = 2 H₂O + 2 SO₂
Разложением нитратов, гидроксидов, карбонатов:
2Cu(NO₃)₂ = 2CuO + 4NO₂ + O₂
CaCO₃ = CaO + CO₂
Cu(OH)₂ = CuO + H₂O
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
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.

Если вы в школе не увлекались химией, вы вряд ли с ходу вспомните, что такое оксиды и какова их роль в окружающей среде. На самом деле это довольно распространенный тип соединения, который наиболее часто в окружающей среде встречается в форме воды, ржавчины, углекислого газа и песка. Также к оксидам относятся минералы - вид горных пород, имеющий кристаллическое строение.

Определение

Оксиды - это химические соединения, в формуле которых содержится как минимум один атом кислорода и атомы других химических элементов. Оксиды металлов, как правило, содержат анионы кислорода в степени окисления -2. Значительная часть Земной коры состоит из твердых оксидов, которые возникли в процессе окисления элементов кислородом из воздуха или воды. В процессе сожжения углеводорода образуется два основных оксида углерода: монооксид углерода (угарный газ, СО) и диоксид углерода (углекислый газ, CO 2).

Классификация оксидов

Все оксиды принято делить на две большие группы:

солеобразующие оксиды;
несолеобразующие оксиды.

Солеобразующие оксиды - химические вещества, в которых помимо кислорода содержатся элементы металлов и неметаллов, которые образуют кислоты при контакте с водой, а соединяясь с основаниями - соли.

Солеобразующие оксиды в свою очередь подразделяются на:

основные оксиды, в которых при окислении второй элемент (1, 2 и иногда 3-валентный металл) становится катионом (Li 2 O, Na 2 O, K 2 O, CuO, Ag 2 O, MgO, CaО, SrO, BaO, HgO, MnО, CrO, NiО, Fr 2 O, Cs 2 O, Rb 2 O, FeO);
кислотные оксиды, в которых при образовании соли второй элемент присоединяется к отрицательно заряженному атому кислорода (CO 2 , SO 2 , SO 3 , SiO 2 , P 2 O 5 , CrO 3 , Mn 2 O 7 , NO 2 , Cl 2 O 5 , Cl 2 O 3);
амфотерные оксиды, в которых второй элемент (3 и 4-валентные металлы или такие исключения, как оксид цинка, оксид бериллия, оксид олова и оксид свинца) может стать как катионом, так и присоединиться к аниону (ZnO, Cr 2 O 3 , Al 2 O 3 , SnO, SnO 2 , PbO, PbO 2 , TiO 2 , MnO 2 , Fe 2 O 3 , BeO).

Несолеобразующие оксиды не проявляют ни кислотных, ни основных, ни амфотерных свойств и, как следует из названия, не образуют солей (CO, NO, NO 2 , (FeFe 2)O 4).

Свойства оксидов

Атомы кислорода в оксидах обладают высокой химической активностью. Благодаря тому, что атом кислорода всегда заряжен отрицательно, он образует устойчивые химические связи практически со всеми элементами, что обуславливает широкое многообразие оксидов.
Благородные металлы, такие как золото и платина, ценятся из-за того, что они не окисляются естественным путем. Коррозия металлов образуется в результате гидролиза или окисления кислородом. Сочетание воды и кислорода лишь ускоряет скорость реакции.
В присутствии воды и кислорода (или просто воздуха) реакция окисления некоторых элементов, к примеру, натрия, происходит стремительно и может быть опасна для человека.
Оксиды создают защитную оксидную пленку на поверхности. В качестве примера можно привести алюминиевую фольгу, которая благодаря покрытию из тонкой пленки оксида алюминия, подвергается коррозии значительно медленнее.
Оксиды большинства металлов имеют полимерную структуру, благодаря чему не разрушаются под действием растворителей.
Оксиды растворяются под действием кислот и оснований. Оксиды, которые могут реагировать как с кислотами, так и с основаниями, называются амфотерными. Металлы, как правило, образуют основные оксиды, неметаллы - кислотные оксиды, а амфотерные оксиды получаются из щелочных металлов (металлоиды).
Количество оксида металла может сократиться под действием некоторых органических соединений. Такие окислительно-восстановительные реакции лежат в основе многих важных химических трансформаций, таких как детоксикация препаратов под воздействием P450 энзимов и производство этиленоксида, из которого потом производят антифриз.

Тем, кто увлекается химией, будут интересны также следующие статьи.