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).

Клас­си­фи­ка­ция ок­си­дов

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

 

 

Последнее изменение: Понедельник, 16 Октябрь 2017, 01:09