Классификация и химические свойства оксидов
1. Классификация оксидов
Химическая природа оксидов проявляется в их отношении к кислотам и щелочам.
В связи с этим оксиды можно разделить на следующие группы (Рис. 1):
- солеобразующие, которые реагируют с образованием солей с кислотами или щелочами;
- несолеобразующие, которые не образуют солей с кислотами или щелочами.
В свою очередь, солеобразующие оксиды подразделяются на кислотные (реагируют со щелочами), основные (реагируют с кислотами) и амфотерные (реагируют как с кислотами, так и с щелочами).
Рис. 1. Классификация оксидов
Кислотные оксиды - это оксиды, которые реагируют со щелочами с образованием соли и воды, но они не реагируют с кислотами. Например, при взаимодействии кислотного оксида – оксида углерода (IV) с гидроксидом натрия образуются карбонат натрия и вода:
CO2 + 2NaOH = Na2CO3 + H2O
К кислотным оксидам относятся, как правило, оксиды неметаллов (например, SO2, CO2, P2O5), и те оксиды металлов, в которых металл находится в валентности более III (например, Mn2O7, CrO3).
Кислотным оксидам соответствуют кислоты. Оксиду серы (IV) соответствуют сернистая кислота, оксиду углерода(IV) - угольная, оксиду фосфора(V) – ортофосфорная, оксиду марганца(VII) – марганцовая, оксиду хрома(VI) – хромовая.
Кроме реакций со щелочами, для многих кислотных оксидов характерны реакции с водой с образованием кислот и с основными оксидами.
Основные оксиды - это оксиды, которые реагируют с кислотами с образованием соли и воды, но не реагируют со щелочами. Например, при взаимодействии оксида магния с соляной кислотой образуются хлорид магния и вода:
MgO + 2HCl = MgCl2 + H2O
Основные оксиды образуют, как правило, металлы с валентностью – I, II или III. Основным оксидам соответствуют основания. Например, оксиду натрия соответствует гидроксид натрия NaOH, оксиду бария – гидроксид бария, оксиду меди(II) – гидроксид меди(II).
Основные оксиды могут реагировать с водой, если продуктом данной реакции является щелочь. При взаимодействии с водой оксида калия образуется щелочь – гидроксид калия, при взаимодействии оксида кальция с водой образуется гидроксид кальция:
K2O + H2O = 2KOH
CaO + H2O = Ca(OH)2
Основные оксиды также реагируют с кислотными оксидами с образованием солей.
Третья группа солеобразующих оксидов – амфотерные оксиды. Эти оксиды проявляют двойные свойства, т.е свойства и кислотных, и основных оксидов. Значит, они способны реагировать как со щелочами, так и с кислотами.
К амфотерным оксидам относятся, например, оксид алюминия, оксид цинка, оксид бериллия, оксид хрома(III):
Al2O3, ZnO, BeO, Cr2O3
Несолеобразующие, или безразличные оксиды не реагируют с образованием солей ни с кислотами, ни со щелочами. К такому виду оксидов относятся, например, оксиды азота N2O и NO, оксид углерода(II) – СО.
2. Номенклатура оксидов
Названия оксидов составляются из слова «оксид» и названия образующего элемента с указанием валентности (если она переменная). Используется и другой подход: в названии указывается число атомов каждого элемента в оксиде. У многих оксидов есть и исторически сложившиеся названия. В соответствии с указанными правилами вещество с химической формулой SO2 можно назвать так:
- оксид серы(IV)
- диоксид серы («ди» - два)
- сернистый газ, или сернистый ангидрид
3. Химические свойства кислотных и основных оксидов
Сравним химические свойства кислотных и основных оксидов, которые по-разному относятся к кислотам и щелочам (Таблица 1).
Таблица 1. Химические свойства основных и кислотных оксидов
Основные оксиды |
Кислотные оксиды |
1. Взаимодействие с кислотами |
|
Взаимодействуют с образованием соли и воды: MgO+ 2HCl = MgCl2 + H2O |
Реакция не характерна. |
2. Взаимодействие со щелочами |
|
Со щелочами с образованием солей не реагируют.
|
Взаимодействуют с образованием соли и воды: CO2 + 2NaOH = Na2CO3 + H2O |
3. Реакция с водой |
|
Реагируют оксиды наиболее активных металлов, если образуются щелочи: K2O + H2O = 2KOH CaO + H2O = Ca(OH)2 |
Взаимодействуют с водой с образованием кислот: СО2 + Н2О = Н2СО3 SO3 + H2O = H2SO4 Искл.: SiO2 |
4. Реакция с оксидами |
|
Могут взаимодействовать между собой: СаО + СО2 = СаСО3 3ВаО + P2O5 = Ba3(PO4)2 |
|