2.1. Оксиды

По химическим свойствам оксиды подразделяют прежде всего на солеобразующие и несолеобразующие.

Солеобразующие оксиды в свою очередь делят на основные, кислотные и амфотерные.

Основными называют оксиды, которые образуют соли при взаимодействии с кислотами и кислотными оксидами:

СаO + 2HCl = СaCl₂ + H₂O

К₂O + SO₃ = К₂SO₄

Основным оксидам соответствуют основания – основные гидроксиды, образующиеся в результате прямого или косвенного присоединения воды:

Na₂O (+ Н₂О) 2NaOH, CaO (+ Н₂О) Ca(OH)₂, NiO (+ Н₂О) Ni(OН)₂.

Кислотными называют оксиды, образующие соли при взаимодействии с основаниями и основными оксидами. Их называют ангидридами соостветствующих кислот:

SO₃ + 2NaOH = Na₂SO₄ + H₂O

SO₃ + MgO = MgSO₄

SO₃, триоксид серы, оксид серы (VI) – ангидрид серной кислоты.

Кислотным оксидам соответствуют кислородосодержащие кислоты (оксокислоты) – кислотные гидроксиды, образующиеся в результате присоединения воды:

SO₃ + H₂O = H₂SO₄

N₂O₅ + H₂O = 2HNO₃

Следует подчеркнуть, что любой химичекий элемент в соответствующих оксидах и гидроксидах имеет одну и ту же степень окисления.

Основные оксиды являются оксидами металлов, кислотные – оксидами неметаллов. Поскольку нет четкой границы между металлами и неметаллами, существует большая группа амфотерных оксидов.

Амфотерность определяется положением элемента в Периодической системе (ПС) и зависит от его степени окисления (с.о.). Амфотерны практически все металлы побочных подгрупп (d – металлы) и металлы средних (IV, V) групп. С увеличением степени окисления одного и того же элемента растет его относительная электроотрицательность (ОЭО), поэтому свойства оксидов его изменяются от основных (при с.о. данного элемента +1,+2) к кислотным (если с.о. = +5 ÷ +7) . При средних (промежуточных) степенях окисления амфотерный оксид может проявлять как основные, так и кислотные свойства.

Например, оксиды хрома: CrO – основный, Cr₂O₃ – амфотерный, CrO₃ – кислотный.

Элементы, образующие амфотерные оксиды, имеют значения ОЭО^* = 1,4 ÷ 2,0 и степени окисления (+1,+2) ÷ (+4). Если ОЭО < 1,4 при степени окисления (+1) ÷ (+3), то оксиды (и отвечающие им гидроксиды) обладают основными свойствами (ОЭO[Ca(+2)]=1). Если при степени окисления ≥ +4 ОЭО элемента ≥ 1,9, то оксид обладает, как правило, кислотными свойствами.

Например, ОЭО [С(+4), Si(+4), Ge(+4)] равны соответственно 2,5; 1,9; 1,8. Это означает, что углерод и кремний проявляют кислотные свойства, образуя кислотные оксиды и гидроксиды (кислоты), а германий – амфотерен.

По результату взаимодействия с водой оксиды разделяют на две группы: одни, контактируя с водой, образуют растворимые в воде гидроксиды основного или кислотного характера. Это оксиды щелочных, щелочно–земельных металлов и неметалов: бора, углерода, азота, фосфора, серы, галогенов (кроме иода). Вторую группу составляют оксиды, которым соответствуют нерастворимые в воде гидроксиды: основные (оксиды магния, никеля(II), кадмия) или амфотерные (оксиды бериллия, алюминия, d – металлов в низших степенях окисления и редкоземельных f - элементов).

В то же время все солеобразующие кислотные оксиды, независимо от их отношения к воде, реагируют со щелочами, а все основные – с кислотами. Так, нерастворимые в воде MgO (основный) и SiO₂ (кислотный) хорошо взаимодействуют соответственно с кислотами и щелочами. Aмфотерные же оксиды, как правило, устойчивы не только по отношению к воде, но и к щелочам. Их двойственная природа проявляется в свойствах соответствующих гидроксидов.

Несолеобразующие оксиды не взаимодействуют ни с кислотами, ни с основаниями и не образуют с водой гидратных форм, т.е. кислот или оснований, и соответственно этому - солей. К таким оксидам относят CO, SiO, N₂O, NO, SO, ClO, ClO₂, ClO₃, МпО₂ и др.

__________________________________________________________________________________________________________________________________

^*Существует несколько шкал ОЭО с разными методами расчета электроотрицательности и потому – с различающимися значениями ОЭО для одного и того же химического элемента, что делает приблизительной (ориентировочной) оценку связи его кислотно-основных свойств со значением ОЭО.