Меню Главная Случайная статья Настройки Оксиды Материал из https://ru.wikipedia.org Оксид (синонимы: 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 после фтора, поэтому к оксидам относятся почти все соединения химических элементов с кислородом. К исключениям относятся, например, дифторид кислорода OF2 и вода H2O(не обладает свойствами оксидов). Оксиды — весьма распространённый тип соединений, содержащихся в земной коре и во Вселенной вообще. Примерами таких соединений являются ржавчина, песок, углекислый газ, ряд красителей. Оксидами также является класс минералов, представляющих собой соединения металла с кислородом (см. Окислы). Соединения, которые содержат атомы кислорода, соединённые между собой, называют пероксидами или перекисями (содержат цепочку OO), супероксидами (или надпероксидами, содержат группу О 2) и озонидами (содержат группу О 3). Они не относятся к категории оксидов. Также в отдельный небольшой класс обычно выносят субоксиды — бинарные соединения с кислородом, в которых металлы или неметаллы имеют необычно низкую (и/или дробную) степень окисления. Содержание 1 Классификация 2 Номенклатура 2.1 Традиционная номенклатура 3 Свойства 3.1 Основные оксиды 3.2 Кислотные оксиды 3.3 Амфотерные оксиды 4 Получение 5 Примечания 6 Ссылки Классификация В зависимости от химических свойств различают: Солеобразующие оксиды: основные оксиды (например, оксид натрия Na2O, оксид меди(II) CuO): оксиды металлов, степень окисления которых I—II; кислотные оксиды (например, оксид серы(VI) SO3, оксид азота(IV) NO2): оксиды металлов со степенью окисления V—VII и оксиды неметаллов; амфотерные оксиды (например, оксид цинка ZnO, оксид алюминия Al2О3): оксиды металлов со степенью окисления III—IV и исключения (ZnO, BeO, SnO, PbO); Несолеобразующие оксиды: оксид углерода(II) СО, оксид азота(I) N2O, оксид азота(II) NO, вода (оксид водорода) H2O, оксид кремния(II) SiO, оксид серы(I) S2O, оксид серы(II) SO. Существуют сложные оксиды, включающие в молекулу атомы двух и более элементов, кроме кислорода — например, оксид лития-кобальта(III) Li2O·Co2O3, и двойные оксиды, в которые атомы одного и того же элемента входят в двух или более степенях окисления — например, оксид марганца(II,IV) Mn5O8 или закись-окись урана U3O8. Во многих случаях такие оксиды могут рассматриваться как соли кислородсодержащих кислот. Так, оксид лития-кобальта(III) можно рассматривать как кобальтит лития Li2Co2O4, а оксид марганца(II,IV) — как ортоманганит марганца Mn3(MnO4)2. Номенклатура В соответствии с номенклатурой ИЮПАК, оксиды называют словом «оксид», после которого следует наименование химического элемента в родительном падеже, например: Na2O — оксид натрия, Al2O3 — оксид алюминия. Если элемент имеет переменную степень окисления, то в названии оксида указывается его степень окисления римской цифрой в скобках сразу после названия (без пробела). Например, Cu2О — оксид меди(I), CuO — оксид меди(II), FeO — оксид железа(II), Fe2О3 — оксид железа(III), Cl2O7 — оксид хлора(VII). Часто используют и другие наименования оксидов по числу атомов кислорода: если оксид содержит только один атом кислорода, то его называют монооксидом, или одноокисью, если два — диоксидом, или двуокисью, если три — то триоксидом, или триокисью и т. д. Например: монооксид углерода CO, диоксид углерода СО2, триоксид серы SO3. Также распространены исторически сложившиеся (тривиальные) названия оксидов, например угарный газ CO, серный ангидрид SO3 и т. д. В начале XIX века и ранее тугоплавкие, практически не растворимые в воде оксиды химики называли «землями». Традиционная номенклатура Оксиды с низшими или промежуточными степенями окисления иногда называют закись (обычно для степени окисления +1, когда устойчива более высокая) и недокись (например, оксид углерода(II), CO — закись углерода; диоксид триуглерода, C3O2 — недокись углерода[1]; оксид азота(I), N2O — закись азота; оксид меди(I), Cu2O — закись меди). Оксиды с высшими степенями окисления (например, оксид железа(III), Fe2O3) называют в соответствии с этой номенклатурой окись, а двойные[2] оксиды — закись-окись (Fe3O4 = FeO·Fe2O3 — закись-окись железа, оксид урана(VI)-диурана(V), U3O8 — закись-окись урана). Если какой-нибудь металл даёт один основной окисел, то последний называют окисью, например окись кальция, окись магния и пр.; если их существует два, то окисел с меньшим содержанием кислорода называется закисью, например закись железа FeO и окись Fe2O3. Окись с меньшим содержанием кислорода, чем в закиси, называется недокисью. Эта номенклатура, однако, не отличается последовательностью, поэтому такие названия следует рассматривать скорее как традиционные. Свойства При нормальных условиях оксиды могут находиться в трёх агрегатных состояниях: твердом, жидком и газообразном. При взаимодействии кислотного оксида с основным образуется соль. Оксиды взаимодействуют с водой, если образуется растворимая кислота или растворимое основание. Основные оксиды взаимодействуют с кислотами, а кислотные с основаниями. Основные оксиды 1. Основный оксид + сильная кислота соль + вода: ${\displaystyle {\ce {CuO + H2SO4 -> CuSO4 + H2O}}}$. 2. Сильноосновный оксид + вода гидроксид: ${\displaystyle {\ce {CaO + H2O -> Ca(OH)2}}}$. 3. Сильноосновный оксид + кислотный оксид соль: ${\displaystyle {\ce {CaO + Mn2O7 -> Ca(MnO4)2}}}$. 4. Основный оксид + водород металл + вода: ${\displaystyle {\ce {CuO + H2 -> Cu + H2O}}}$. Примечание: восстановление водородом возможно для металлов менее активных, чем алюминий. Кислотные оксиды 1. Кислотный оксид + вода кислота: ${\displaystyle {\ce {SO3 + H2O -> H2SO4}}}$. Некоторые оксиды, например SiO2, с водой не вступают в реакцию, поэтому их кислоты получают косвенным путём. 2. Кислотный оксид + основный оксид соль: ${\displaystyle {\ce {CO2 + CaO -> CaCO3}}}$. 3. Кислотный оксид + основание соль + вода: ${\displaystyle {\ce {SO2 + 2 NaOH -> Na2SO3 + H2O}}}$. Если кислотный оксид является ангидридом многоосновной кислоты, возможно образование кислых или средних солей: ${\displaystyle {\ce {Ca(OH)2 + CO2 -> CaCO3 v + H2O,}}}$ ${\displaystyle {\ce {CaCO3 + H2O + CO2 -> Ca(HCO3)2}}}$. 4. Нелетучий оксид + соль1 соль2 + летучий оксид ${\displaystyle {\ce {SiO2 + Na2CO3 -> Na2SiO3 + CO2}}}$. 5. Ангидрид кислоты 1 + безводная кислородосодержащая кислота 2 Ангидрид кислоты 2 + безводная кислородосодержащая кислота 1: ${\displaystyle {\ce {P2O5 + 2 HClO4 -> 2 HPO3 + Cl2O7}}}$. Амфотерные оксиды При взаимодействии с сильной кислотой или кислотным оксидом проявляют основные свойства: ${\displaystyle {\ce {ZnO + 2 HCl -> ZnCl2 + H2O}}}$. При взаимодействии с сильным основанием или основным оксидом проявляют кислотные свойства: ${\displaystyle {\ce {ZnO + 2 KOH + H2O -> K2[Zn(OH)4]}}}$ (в водном растворе), ${\displaystyle {\ce {ZnO + 2 KOH -> K2ZnO2 + H2O ^}}}$ (при сплавлении). Получение 1. Взаимодействие простых веществ (за исключением инертных газов, золота и платины) с кислородом: ${\displaystyle {\ce {2 H2 + O2 -> 2 H2O,}}}$ ${\displaystyle {\ce {2 Cu + O2 -> 2 CuO}}}$. Сюда же относят горение в кислороде щелочных металлов (кроме лития), а также стронция и бария, при котором образуются пероксиды и надпероксиды: ${\displaystyle {\ce {2 Na + O2 -> Na2O2,}}}$ ${\displaystyle {\ce {K + O2 -> KO2}}}$. 2. Обжиг или горение бинарных соединений в кислороде: ${\displaystyle {\ce {4 FeS2 + 11 O2 -> 2 Fe2O3 + 8 SO2,}}}$ ${\displaystyle {\ce {CS2 + 3 O2 -> CO2 + 2 SO2,}}}$ ${\displaystyle {\ce {2 PH3 + 4 O2 -> P2O5 + 3 H2O}}}$. 3. Термическое разложение солей: ${\displaystyle {\ce {CaCO3 -> CaO + CO2,}}}$ ${\displaystyle {\ce {2 FeSO4 -> Fe2O3 + SO2 + SO3}}}$. 4. Термическое разложение оснований или кислот: ${\displaystyle {\ce {2 Al(OH)3 -> Al2O3 + 3 H2O,}}}$ ${\displaystyle {\ce {4 HNO3 -> 4 NO2 + O2 + 2 H2O}}}$. 5. Окисление низших оксидов в высшие и восстановление высших в низшие: ${\displaystyle {\ce {4 FeO + O2 -> 2 Fe2O3}}}$. 6. Взаимодействие некоторых металлов с водой при высокой температуре: ${\displaystyle {\ce {Zn + H2O -> ZnO + H2}}}$. 7. Взаимодействие солей с кислотными оксидами при сжигании кокса с выделением летучего оксида: ${\displaystyle {\ce {Ca3(PO4)2 + 3 SiO2 + 5 C -> 3 CaSiO3 + 2 P + 5 CO}}}$. 8. Взаимодействие металлов с кислотами-окислителями: ${\displaystyle {\ce {Zn + 4 HNO3 -> Zn(NO3)2 + 2 NO2 ^ + 2 H2O}}}$. 9. При действии водоотнимающих веществ на кислоты и соли: ${\displaystyle {\ce {2 KClO4 + H2SO4 -> K2SO4 + Cl2O7 + H2O}}}$. 10. Взаимодействие солей слабых неустойчивых кислот с более сильными кислотами: ${\displaystyle {\ce {NaHCO3 + HCl -> NaCl + H2O + CO2 ^}}}$. Примечания Дашкевич Л. Б., Бейлин В. Г. Недокись углерода в органическом синтезе / Успехи химии. — 1967. — Том 36. — № 6. — C. 947—964. то есть смешанные оксиды, в состав которых входят атомы одного элемента в различных степенях окисления Ссылки Таблица классификации оксидов Видеоурок про оксиды Архивная копия от 21 мая 2012 на Wayback Machine