2. Оксиды.

Оксид - это соединение любого элемента с кислородом, в котором атомы кислорода имеют отрицательную степень окисления, равную по величине двум^{1 )}. Например, Na₂O, CaO, P₂O₅.

Общим способом получения оксидов является взаимодействие простых веществ с кислородом: С+О₂=СО₂; 4Al+3O₂=2Al₂O₃ и т.п.

Номенклатура оксидов основана на названиях элементов, например, Na₂O - оксид натрия, СаО - оксид кальция. Если оксид образован элементом, способным проявлять переменную степень окисления, в названии оксида обязательно указывается значение степени окисления элемента (римской цифрой в круглых скобках). Например, Р₂О₃ - оксид фосфора (III), Р₂О₅ - оксид фосфора (V).

В зависимости от химических свойств различают 3 типа оксидов: основные, кислотные и амфотерные.

Отличительным признаком основных оксидов является способность к химическому взаимодействию с носителями кислотных свойств: с кислотами и кислотными оксидами.

Основные оксиды образуют металлы с невысокой стпенью окисления:

+1 (как в Na₂O), +2 (как в СаО), иногда +3. Например, Na₂O, CaO - основные оксиды и их характерные свойства иллюстрируются следующими реакциями:

Na₂O+SO₃=Na₂SO₄ - реакция с кислотным оксидом SO₃;

CaO+2HCl=CaCl₂+H₂O - реакция с соляной кислотой HCl.

Оксиды щелочных и щелочноземельных металлов ^{2 )} способны реагировать с водой, образуя соответствующие основания. Например, СаО+Н₂О=Са(ОН)₂.

Кислотные оксиды в противоположность основным реагируют с носителями основных свойств: с основаниями и основными оксидами. Например, для оксида фосфора (V) (кислотного оксида) характерны следующие реакции:

Р₂О₅+3К₂О=2К₃РО₄ - реакция с основным оксидом калия К₂О;

Р₂О₅+3Са(ОН)₂=Са₃(РО₄)₂+3Н₂О - реакция с основанием Са(ОН)₂.

¹⁾Степень окисления-это формальный электрический заряд, который имеет атом в соединении. Перераспределение электрических зарядов между атомами соединения происходит в результате оттягивания электронов от одних атомов другими. Поскольку изначально каждый атом электронейтрален, а электрон-отрицательно заряженная частица, атом, от которого электроны оттягиваются, приобретает избыточный положительный заряд, а атом, оттягивающий на себя электроны - отрицательный. Соответственно, в первом случае степень окисления положительна по знаку, во втором – отрицательна.

²⁾ Щелочными называют металлы главной подгруппы первой группы периодической системы (металлы IA – группы); к щелочноземельным относят три металла главной подгруппы второй группы (IIA – группы): Ca, Sr, Ba, Ra;

Кислотными оксидами являются оксиды неметаллов, а также оксиды металлов с высокой степенью окисления (+5 и выше). Например, оксиды Р₂О₅, СО₂, SO₃ - кислотные, т.к. они образованы неметаллическими элементами; кислотный характер оксида хрома (VI) CrO₃ обусловлен тем, что степень окисления металлического элемента -хрома в нём равна +6.

Почти все кислотные оксиды неметаллов могут вступать во взаимодействие с водой, образуя кислоту. Например, Р₂О₅+3Н₂О=2Н₃РО₄.

Фосфорная кислота Н₃РО₄, а также любая другая кислота, явно или формально могут рассматриваться как результат соединения соответствующего кислотного оксида с водой. По этой причине все кислотные оксиды принято называть ангидридами кислот.

Пример. Ангидриды кислот.

Р₂О₅ – ангидрид фосфорной кислоты Н₃РО₄;

SO₂ – ангидрид сернистой кислоты H₂SO₃;

CrO₃ – ангидрид хромовой кислоты H₂CrO₄.

Амфотерные оксиды способны проявлять свойства как основных, так и кислотных оксидов. Они образуются металлами с промежуточной степенью окисления: +4, +3, иногда +2.

Пример. Амфотерные оксиды металлов.TiO₂ – оксид титана (IV);

Al₂O₃ – оксид алюминия;

ZnO – оксид цинка.

Химические свойства амфотерных оксидов можно проиллюстрировать следующими реакциями амфотерного оксида алюминия:

Al₂O₃+3H₂SO₄=Al₂(SO₄)₃+3H₂O - проявление основных свойств;

Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O - проявление кислотных свойств³⁾.