Оксид как строительный материал

Ключевые слова конспекта: оксиды, названия оксидов, классификация оксидов, получение оксидов, химические свойства.

Оксиды — сложные вещества, молекулы которых состоят из атомов двух химических элементов, один из которых — кислород. Атом кислорода в оксидах всегда имеет степень окисления –2.

К примеру, оксидом является соединение P₂O₅. А вот РН₃ и H₃PO₄ — не являются оксидами, потому что в состав РН₃ не входит атом кислорода, а в состав H₃PO₄ входят атомы трёх химических элементов, а не двух.

Оксиды подразделяют на солеобразующие (основные, кислотные, амфотерные) и несолеобразующие (безразличные). Особое положение у оксида «вода».

Названия оксидов

Названия оксидов состоят из двух слов: 1-е – «оксид», 2-е – название элемента в родительном падеже. Например, СаО – оксид кальция.

Если оксид образован химическим элементом с переменной валентностью, то после названия элемента, нужно указать его валентность. Например: Fe₂О₃ — оксид железа (III), FеО — оксид железа (II). Если у элемента постоянная валентность, то ее не обозначают в названии.

Некоторые оксиды имеют особые (тривиальные) названия: Н₂О — вода, СО — угарный газ, СО₂ — углекислый газ и др.

Если элемент образует оксиды в нескольких степенях окисления, то оксид с наименьшей валентностью – низший оксид, а с наибольшей – высший оксид. Так, оксид хрома (II) СгО – низший оксид, а оксид хрома (VI) СгO₃ – высший оксид.

Классификация оксидов

Многие оксиды могут реагировать с кислотами или основаниями. Продуктами таких реакций являются соли. Поэтому такие оксиды называются солеобразующими.

Однако существует небольшая группа оксидов, которые к таким реакциям не способны. Такие оксиды называются несолеобразующими (безразличными): H₂O, CO, N₂O, NO, F₂O. Безразличные оксиды образуются только неметаллами.

Вот некоторые правила образования солеобразующих оксидов:

• неметаллы образуют только кислотные оксиды;
• металлы могут образовывать разные оксиды — основные, амфотерные, кислотные — в зависимости от валентности металла.

Предсказать свойства оксида металла может помочь эта схема.

Основные оксиды металлов от кислотных оксидов металлов отличить легко: малая валентность металла — основный оксид; большая — кислотный. Валентность металлов в амфотерных оксидах — III. Но есть и исключения. Поэтому желательно запомнить формулы наиболее часто встречающихся амфотерных оксидов.

Схема определения типа оксида:

1. определить, не является ли данный оксид несолеобразующим;
2. определить, какой элемент входит в состав оксида: металл или неметалл, для чего нужно знать из таблицы Менделеева символы элементов — неметаллов.
3. если в состав оксида входит атом неметалла — то оксид кислотный;
4. для атома металла определить валентность, и по схеме определить характер оксида: основный, амфотерный или кислотный.

• Сг₂О₃ — амфотерный, так как хром — металл с низкой валентностью III;
• N₂O₃ — кислотный оксид, так как азот — неметалл;
• CrO₃ — кислотный оксид, так как хром — металл с высокой валентностью VI.

Получение оксидов

Oксиды образуются при взаимодействии простых и сложных веществ с кислородом:
4Аl + 3O₂ = 2Аl₂O₃; Si + O₂ = SiO₂;
SiH₄ + 2O₂ = SiO₂ + 2Н₂O; 2Н₂S + 3O₂ = 2SO₂ + 2Н₂O.

В реакциях с простыми веществами из одних оксидов могут получаться другие оксиды:
Fe₂O₃ + С = 2FeO + СО; 2CuO + Н₂ = Сu₂O + Н₂O.

Oксиды образуются при разложении некоторых сложных веществ, обычно при нагревании:
СаСO₃ = СаО + СO_2; 2Аl(ОН)₃ = Аl₂O₃ + 3Н₂O.

Химические свойства оксидов

1. При разложении (при нагревании) неустойчивых оксидов – оксида серебра Ag₂O и оксида ртути (II) HgO – образуется соответствующий металл и кислород:
2Ag₂O = 4Ag + O₂ ↑, 2HgO = 2Hg + O₂ ↑.

2. Некоторые oксиды при нагревании образуют другие оксиды. Так, из красного оксида хрома (VI) получается зеленый оксид хрома (III): 4СrO₃ = 2Сr₂O₃ + 3O₂ ↑.

3. Некоторые oксиды металлов и неметаллов реагируют с водой:
СаО + Н₂O = Са(ОН)2, SO₃ + Н₂O = Н₂SO 4 .

4. Oксиды металлов обычно реагируют с оксидами неметаллов:
СаО + SO₂ = CaSO₃, MgO + СO₂ = MgCO₃.

Реакции оксидов с основаниями, кислотами и солями будут рассмотрены позже.

Конспект урока «Оксиды (названия, классификация, получение, свойства)».

Оксиды: классификация, получение и химические свойства

Оксиды — это сложные вещества, состоящие из атомов двух элементов, один из которых — кислород со степенью окисления -2. При этом кислород связан только с менее электроотрицательным элементом.

В зависимости от второго элемента оксиды проявляют разные химические свойства. В школьном курсе оксиды традиционно делят на солеобразующие и несолеобразующие. Некоторые оксиды относят к солеобразным (двойным).

Двойные оксиды — это некоторые оксиды , образованные элементом с разными степенями окисления.

Солеобразующие оксиды делят на основные, амфотерные и кислотные.

Основные оксиды — это оксиды, обладающие характерными основными свойствами. К ним относят оксиды, образованные атомами металлов со степень окисления +1 и +2.

Кислотные оксиды — это оксиды, характеризующиеся кислотными свойствами. К ним относят оксиды, образованные атомами металлов со степенью окисления +5, +6 и +7, а также атомами неметаллов.

Амфотерные оксиды — это оксиды, характеризующиеся и основными, и кислотными свойствами. Это оксиды металлов со степенью окисления +3 и +4, а также четыре оксида со степенью окисления +2: ZnO, PbO, SnO и BeO.

Несолеобразующие оксиды не проявляют характерных основных или кислотных свойств, им не соответствуют гидроксиды. К несолеобразующим относят четыре оксида: CO, NO, N₂O и SiO.

Классификация оксидов

Получение оксидов

Общие способы получения оксидов:

1. Взаимодействие простых веществ с кислородом :

1.1. Окисление металлов: большинство металлов окисляются кислородом до оксидов с устойчивыми степенями окисления.

Например , алюминий взаимодействует с кислородом с образованием оксида:

Не взаимодействуют с кислородом золото, платина, палладий.

Натрий при окислении кислородом воздуха образует преимущественно пероксид Na₂O₂,

Калий, цезий, рубидий образуют преимущественно пероксиды состава MeO₂:

Примечания : металлы с переменной степенью окисления окисляются кислородом воздуха, как правило, до промежуточной степени окисления (+3):

Железо также горит с образованием железной окалины — оксида железа (II, III):

1.2. Окисление простых веществ-неметаллов.

Как правило, при окислении неметаллов образуется оксид неметалла с высшей степенью окисления, если кислород в избытке, или оксид неметалла с промежуточной степенью окисления, если кислород в недостатке.

Например , фосфор окисляется избытком кислорода до оксида фосфора (V), а под действием недостатка кислорода до оксида фосфора (III):

Но есть некоторые исключения .

Например , сера сгорает только до оксида серы (IV):

Оксид серы (VI) можно получить только окислением оксида серы (IV) в жестких условиях в присутствии катализатора:

2SO₂ + O₂ = 2SO₃

Азот окисляется кислородом только при очень высокой температуре (около 2000 о С), либо под действием электрического разряда, и только до оксида азота (II):

Не окисляется кислородом фтор F₂ (сам фтор окисляет кислород). Не взаимодействуют с кислородом прочие галогены (хлор Cl₂, бром и др.), инертные газы (гелий He, неон, аргон, криптон).

2. Окисление сложных веществ (бинарных соединений): сульфидов, гидридов, фосфидов и т.д.

При окислении кислородом сложных веществ, состоящих, как правило, из двух элементов, образуется смесь оксидов этих элементов в устойчивых степенях окисления.

Например , при сжигании пирита FeS₂ образуются оксид железа (III) и оксид серы (IV):

Сероводород горит с образованием оксида серы (IV) при избытке кислорода и с образованием серы при недостатке кислорода:

А вот аммиак горит с образованием простого вещества N₂, т.к. азот реагирует с кислородом только в жестких условиях:

А вот в присутствии катализатора аммиак окисляется кислородом до оксида азота (II):

3. Разложение гидроксидов. Оксиды можно получить также из гидроксидов — кислот или оснований. Некоторые гидроксиды неустойчивы, и самопроизвольную распадаются на оксид и воду; для разложения некоторых других (как правило, нерастворимых в воде) гидроксидов необходимо их нагревать (прокаливать).

гидроксид → оксид + вода

Самопроизвольно разлагаются в водном растворе угольная кислота, сернистая кислота, гидроксид аммония, гидроксиды серебра (I), меди (I):

2AgOH → Ag₂O + H₂O

2CuOH → Cu₂O + H₂O

При нагревании разлагаются на оксиды большинство нерастворимых гидроксидов — кремниевая кислота, гидроксиды тяжелых металлов — гидроксид железа (III) и др.:

4. Еще один способ получения оксидов — разложение сложных соединений — солей .

Например , нерастворимые карбонаты и карбонат лития при нагревании разлагаются на оксиды:

Соли, образованные сильными кислотами-окислителями (нитраты, сульфаты, перхлораты и др.), при нагревании, как правило, разлагаются с с изменением степени окисления:

Более подробно про разложение нитратов можно прочитать в статье Окислительно-восстановительные реакции.

Химические свойства оксидов

Значительная часть химических свойств оксидов описывается схемой взаимосвязи основных классов неорганических веществ.

Химические свойства основных оксидов

Подробно про химические свойства оксидов можно прочитать в соответствующих статьях:

Источник https://uchitel.pro/%D0%BE%D0%BA%D1%81%D0%B8%D0%B4%D1%8B/

Источник https://chemege.ru/oxides/

Источник