Оксиды.

Общие сведения

В состав многих сложных химических веществ входят атомы толь­ко двух химических элементов, одним из которых является кислород. В составе сложных веществ атомы кислорода всегда проявляют ва­лентность, равную II. Например: SiO₂, CuO, CaO, Al₂O₃ и др. Такие сложные вещества называют оксидами.

Оксиды — сложные  вещества, состоящие из томов двух хими­ческих элементов, один из кото­рых - кислород.

При обычных условиях оксиды различных элементов могут находиться в жидком (H₂O), твердом (CaO) и газообразном (CO₂) со­стояниях. Они могут иметь самую разную окраску (белые CaO, Al₂O₃, черные CuO, Ag₂O, красный HgO, коричневый Fe₂O₃) и различаться другими физическими свойствами. Как следует из приведенных примеров, в состав оксидов входит различное число атомов кислорода и другого элемента. Почему так происходит? Как вы знаете, атомы соединяются в химические соедине­ния согласно их валентностям. 

Название оксидов

Название оксида образуется из слова оксид и названия химического элемента.

Пример: оксид натрия — Na₂O, оксид водоро­да - H₂O.

 Если атомы химического элемента проявляют переменную валентность, то после названия этого элемента в круглых скобках следует указать римскую цифру, показывающую валентность этого химического элемента в данном оксиде. Например, оксид серы(IV) — SO₂, оксид серы(VI) — SO₃, оксид железа(III) — Fe₂O₃, оксид фосфора (V) — P₂O₅.

Получение оксидов

Общим для всех рассмотренных процессов с участием кислоро­да O₂ является то, что продуктами реакции в них являются сложные вещества (оксиды), которые образуются путем присоединения атомов кислоро­да к атомам других элементов.

4Al + 3O₂ = 2Al₂O₃;

оксид алюминия

2Zn + O₂ = 2ZnO;

оксид цинка

4P + 5O₂ = 2P₂O₅.

оксид фосфора(V)

Классификация оксидов

Вы уже знаете, что оксиды могут реагировать с водой, превраща­ясь при этом в соединени двух типов — кислоты и основания. Так, например, оксид фосфора(У) P₂O₅, присоединяя воду, превращается в кислоту H₃PO₄:

P₂O₅ + 3H₂O = 2H₃PO₄,

а оксид кальция CaO, взаимодействуя с водой, превращается в осно­вание Ca(OH)₂:

CaO + H₂O = Ca(OH)₂.

Иначе - говоря, оксиду фосфора соответствует кислота, а ок­сиду кальция соответствует основание. Исходя из этого, оксиды можно разделить на две большие группы — кислотные и основные оксиды.

К кислотным относятся оксиды, которым соответствуют кисло­ты. Наряду с Р₂О₅, кислотными являются также оксиды: CO₂, SiO₂, SO₂, N₂O₅, SO₃ и некоторые другие. Всем им соответствуют кис­лоты.

Кислотный	IV II	IV II	IV II	V   II	VI II
оксид	CO2	SiO2	SO2	P2O5	SO3
Кислота	H2CO3	H2SiO3	H2SO3	H3PO4	H2SO4

Обратите внимание! Кислотными являются оксиды неметаллов, атомы которых чаще всего проявляют валентность II, IV, V, VI.

 К основным относятся оксиды, которым соответствуют основа­ния. Кроме CaO, основными являются оксиды: Na₂O, K₂O, BaO, FeO, CuO и ряд других. Всем этим оксидам соответствуют основания.

Основный	I     II	I   II	II   II	II  II	II  II
оксид	Na2O	K2O	Ва O	FeO	CuO
Основание	I      I NaOH	I    I KOH	II      I Ba(OH)2	II      I Fe(OH)2	II     I Cu(OH)2

Обратите внимание! В состав большинства основных оксидов входят атомы металлов, валентность которых равна I и II.

Химические свойства оксидов

Химические свойства кислотных оксидов

Взаимодействие с водой:

SO₃ + H₂O = H₂SO_4.

Взаимодействие со щелочами:

Если в реакцию вступает кислотный оксид CO₂, кото­рому соответствует кислота H₂CO₃, то в состав соли будет входить остаток этой кислоты — CO₃, валентность которого, как вы уже знаете, равна II:

CO₂ + 2NaOH = Na₂CO₃ + H₂O.

Реакции с основными оксидами:

Кислотные оксиды реагируют с основными оксидами с образова­нием солей. Если в реак­цию вступает кислотный оксид SO₃, которому соответствует кислота H2SO4, то в состав соли будет входить остаток этой кислоты — SO₄, валентность которого равна II:

SO₃  + Na₂O = Na₂SO₄.

Химические свойства основных оксидов

Взаимодействие с водой

Вы уже знаете, что в результате взаимодействия основных оксидов с водой образуются основные гидроксиды, которые иначе называются основаниями:

BaO + H₂O = Ba(OH)₂.

Основные оксиды, образованные такими металлами, как Cu, Fe, Cr, с водой не реагируют. Соответствующие им основания получают другими способами.

Взаимодействие с кислотами

Практически все основные оксиды реагируют с кислотами с обра­зованием солей:

CaО + 2HCl = CaCl₂ + H₂O. 

Поскольку рассмотренные нами кислотные и основные оксиды в результате различных реакций образуют соли, их называют солеоб­разующими. Существует, однако, небольшая группа оксидов, которые в аналогичных реакциях не образуют солей, поэтому их называют несолеобразующими. Это оксиды: CO, N₂O и NO.

Получение оксидов

Взаимодействие простых веществ с кислородом. Некоторые оксиды образуются в результате сжигания в кислороде:

4Р + 5О₂ = 2P₂O₅;                                                  2Mg + O₂ = 2MgO.

Взаимодействие сложных веществ с кислородом:

2H₂S + 3О₂ = 2SО₂ + 2H₂O;
CH₄ + 2О₂ = CO₂ + 2H₂O.

Термическое разложение нерастворимых оснований:

Fe(OH)₂ = FeO + H₂O;

2Al(OH)₃ = Al₂O, + 3H₂O.

Вопросы и задания:

1. Назовите оксиды, которые образуются при горении в кисло­роде сложных веществ — СН₄ и H₂S.
2. Рассчитайте массу гидроксида железа(III), при термическом разложении которого образуется вода массой 10,8 г.
3.  Рассчитайте объем (н. у.) водорода, который прореагирует с оксидом меди(И) массой 19,6 г.
4. Вставьте формулы необходимых веществ и расставьте ко­эффициенты в полученных схемах реакций:

а)  H₂O + ... =H₃PO₄;            г) ... + H₂O =Ca(OH)₂;

б)  SO₃ + ... =H₂SO₄;            д) ... + H₂O = HNO₃;

в)  CO₂ + H₂O = ...;               е) ... + H₂O = H₂SO₃.