1. Классификация оксидов

Ок­си­ды – это со­еди­не­ния, со­сто­я­щие из двух эле­мен­тов, одним их ко­то­рых яв­ля­ет­ся кис­ло­род в сте­пе­ни окис­ле­ния -2. На­при­мер, оксид каль­ция: Са⁺²О^-2. Не стоит пу­тать ок­си­ды и пе­рок­си­ды. В со­став пе­рок­си­да вхо­дит кис­ло­род в сте­пе­ни окис­ле­ния -1. На­при­мер, Н⁺¹₂О^-1₂, атомы кис­ло­ро­да свя­за­ны друг с дру­гом.

Клас­си­фи­ка­ция ок­си­дов

По стро­е­нию ок­си­ды могут быть ион­ны­ми или ко­ва­лент­ны­ми со­еди­не­ни­я­ми. К ион­ным со­еди­не­ни­ям от­но­сят­ся ок­си­ды ще­лоч­ных и ще­лоч­но­зе­мель­ных ме­тал­лов. Осталь­ные ок­си­ды – это ок­си­ды с ко­ва­лент­ной по­ляр­ной свя­зью. Такие ок­си­ды в твер­дом со­сто­я­нии могут иметь либо атом­ную (SiO₂), либо ион­ную кри­стал­ли­че­скую ре­шет­ку (твер­дые СО₂ или SO₂).

По кис­лот­но-ос­нов­ным свой­ствам ок­си­ды де­лят­ся на:

Кис­лот­ным ок­си­дам со­от­вет­ству­ют кис­ло­ты. Ос­нов­ным ок­си­дам со­от­вет­ству­ют ос­но­ва­ния. Ам­фо­тер­ным – ам­фо­тер­ные со­еди­не­ния. Несо­ле­об­ра­зу­ю­щи­ми на­зы­ва­ют­ся те ок­си­ды, ко­то­рым не со­от­вет­ству­ют ни кис­ло­та, ни ос­но­ва­ние.

- Ос­нов­ные ок­си­ды

К ос­нов­ным ок­си­дам от­но­сят­ся ок­си­ды ме­тал­лов глав­ной под­груп­пы пер­вой и вто­рой групп и ок­си­ды неко­то­рых пе­ре­ход­ных ме­тал­лов в низ­ших сте­пе­нях окис­ле­ния. (Ag₂O, HgO, NiO, Cu₂O).

- Кис­лот­ные ок­си­ды

Кис­лот­ные ок­си­ды – это ок­си­ды неме­тал­лов (CO₂, SO₂, SiO₂, SO₃, P₂O₅) и неко­то­рых пе­ре­ход­ных ме­тал­лов в вы­со­ких сте­пе­нях окис­ле­ния (CrO₃, Mn₂O₇, V₂O₅).

- Ам­фо­тер­ные ок­си­ды

К ам­фо­тер­ным ок­си­дам от­но­сят­ся ок­си­ды неко­то­рых ме­тал­лов в сте­пе­ни окис­ле­ния +2, +3, +4.

Это: BeO, ZnO, Cr₂O₃, Al₂O₃, SnO, TiO₂, MnO₂ .

- Несо­ле­об­ра­зу­ю­щие ок­си­ды

Несо­ле­об­ра­зу­ю­щие ок­си­ды пред­став­ле­ны в ос­нов­ном та­ки­ми: CO, NO, N₂O, H₂O, F₂O, SiO.

2. Физические свойства оксидов

Ок­си­ды об­ла­да­ют  фи­зи­че­ски­ми свой­ства­ми. Мно­гие ок­си­ды неме­тал­лов при стан­дарт­ных усло­ви­ях га­зо­об­раз­ны CO₂, SO_2, SO₃, ок­си­ды азота. Есть жид­кие ок­си­ды. Это, на­при­мер, Mn₂O_7, Сl₂O₇. Боль­шин­ство ок­си­дов ме­тал­лов – твер­дые (Ag₂O, HgO, NiO, Cu₂O)                                         

Рис. 1

Ок­си­ды бы­ва­ют бес­цвет­ны­ми (CO₂, SO₂.) или имеют окрас­ку, на­при­мер, NO₂- , бурый газ (лисий хвост). Рис. 1.

3. Химические свойства оксидов

1. От­но­ше­ние к воде:

С водой ре­а­ги­ру­ют ок­си­ды ще­лоч­ных и ще­лоч­но­зе­мель­ных ме­тал­лов. (Li₂O, Na₂O, K₂O, Pb₂O, Cs₂O, CaO, SrO, BaO, RaO)

Na₂O + H₂O →2 NaOH (1)

CaO + H₂O → Ca (OH) ₂ (2)

Ок­си­ды, ко­то­рым со­от­вет­ству­ют нерас­тво­ри­мые ос­но­ва­ния, с водой не ре­а­ги­ру­ют.

Кис­лот­ные ок­си­ды ре­а­ги­ру­ют с водой с об­ра­зо­ва­ни­ем кис­лот. Ис­клю­че­ние – SiO_2.

N₂O₅ + H₂O → 2HNO₃                            (3)

SO₃ + H₂O → H₂SO₄                                (4)

Ам­фо­тер­ные и несо­ле­об­ра­зу­ю­щие ок­си­ды с водой не вза­и­мо­дей­ству­ют.

2. Важ­ным хи­ми­че­ским свой­ством ок­си­дов яв­ля­ют­ся ре­ак­ции, при­во­дя­щие к об­ра­зо­ва­нию солей.

В ре­ак­ци­ях со­ле­об­ра­зо­ва­ния участ­ву­ют ве­ще­ства, об­ла­да­ю­щие про­ти­во­по­лож­ны­ми кис­лот­но-ос­нов­ны­ми свой­ства­ми.

Ос­нов­ные ок­си­ды вза­и­мо­дей­ству­ют с кис­ло­та­ми с об­ра­зо­ва­ни­ем соли и воды.

MnO +2 HCl → MnCl₂ + H₂O                 (5)

Ам­фо­тер­ные ок­си­ды ре­а­ги­ру­ют как с кис­ло­та­ми с об­ра­зо­ва­ни­ем соли и воды, так и со ще­ло­ча­ми.

ZnO +2 HCl → ZnCl₂ + H₂O                   (6)

ZnO +2 KOH → K₂ZnO₂ + H₂O             (7)

Такая ре­ак­ция (7) может про­те­кать как в рас­тво­ре, так и при сплав­ле­нии. При этом об­ра­зу­ют­ся раз­лич­ные про­дук­ты, в ко­то­рых ме­талл, об­ра­зу­ю­щий оксид, на­хо­дит­ся в ион­ной форме.

Кис­лот­ные ок­си­ды ре­а­ги­ру­ют с ос­но­ва­ни­я­ми, с об­ра­зо­ва­ни­ем соли и воды.

 SO₂ +2 KOH → K₂SO₃ + H₂O                (8)

Ос­нов­ные и кис­лот­ные ок­си­ды спо­соб­ны вза­и­мо­дей­ство­вать между собой  с об­ра­зо­ва­ни­ем солей.

MnO + SO₂ → MnSO₃                             (9)

3CaO + P₂O₅ → Ca₃(PO₄)₂                       (10)

4. Получение оксидов

1. При го­ре­нии про­стых ве­ществ. Не ре­а­ги­ру­ют бла­го­род­ные газы, га­ло­ге­ны, зо­ло­то и пла­ти­на.

Li +O₂ →Li₂O                                           (11)

4P + 5O₂ →2P₂O₅                                     (12)

2. При го­ре­нии слож­ных ве­ществ.

CH₄ + 2O₂ → CO₂ +2H₂O                       (13)

2H₂S + 3O₂ → 2SO₂ +2H₂O                    (14)

3. Тер­ми­че­ское раз­ло­же­ние неко­то­рых слож­ных ве­ществ.

Mg(OH) MgO + H₂O

H₂SiO₃SiO₂ + H₂O

(CuOH)₂CO₃ 2CuO + CO₂+ H₂O

2Cu(NO₃)₂ CuO + 4 NO₂+ O₂

5. Оксиды в природе

Ок­си­ды – это до­воль­но рас­про­стра­нён­ный тип со­еди­не­ний. При­ме­ром та­ко­го со­еди­не­ния яв­ля­ет­ся вода, ко­то­рая очень важна для жизни всех живых ор­га­низ­мов, а также кварц и огром­ное ко­ли­че­ство его раз­но­вид­но­стей. Рис. 2. Мас­со­вая доля квар­ца и его раз­но­вид­но­стей в зем­ной коре со­став­ля­ет 60%.

К ок­си­дам от­но­сит­ся уг­ле­кис­лый газ, ржав­чи­на и очень мно­гие из­вест­ные ми­не­ра­лы.

Ди­ок­сид цир­ко­ния – чрез­вы­чай­но ста­биль­ное со­еди­не­ние, по­это­му его об­ра­зо­ва­ние очень вы­год­но и при­во­дит к вы­де­ле­нию боль­шо­го ко­ли­че­ства энер­гии. Из-за этого, если уда­ет­ся под­жечь цир­ко­ний, его прак­ти­че­ски невоз­мож­но за­ту­шить, по­то­му что он от­би­ра­ет кис­ло­род даже у уг­ле­кис­ло­го газа и песка. За­ту­шить го­ря­щий цир­ко­ний можно толь­ко инерт­ны­ми га­за­ми.                                                            

Рис. 2

Под­ве­де­ние итога

Были изу­че­ны такие неор­га­ни­че­ские со­еди­не­ния, как ок­си­ды. Вы узна­ли о клас­си­фи­ка­ции ок­си­дов, их хи­ми­че­ских свой­ствах и ме­то­дах по­лу­че­ния.