8.2 Оксиды

8.2.1 Названия и формулы оксидов

Оксидами называются вещества, состоящие из двух элементов, один из которых кислород в степени окисления – 2. В оксидах атомы кислорода соединяются только с атомами других элементов и не связаны между собой.

Номенклатура. Названия оксидов элементов, имеющих постоянную степень окисления, составляются из двух слов

оксид + нaзвaние элемента в родительном падеже:

MgO — оксид магния, Na₂O - оксид натрия, СаО - оксид кальция.

Если элемент образует несколько оксидов, то после названия элемента указывается его степень окисления римской цифрой в скобках: МnО — оксид марганца (II), Мn₂О₃ — оксид марганца (III).

Название оксидов можно также образовывать добавлением к слову «оксид» греческих числительных. Например, СО₂ -диоксид углерода, SО₂ — диоксид серы, SO₃ — триоксид серы, OsO₄ — тетраоксид осмия.

Классификация. По химическим свойствам оксиды делятся на солеобразующие и несолеобразующие. Оксиды, которые при химических реакциях образуют соли, называются солеобразующими:

CO₂ + Са(ОН)₂ = СaСО₃ + H₂O

оксид гидроксид карбонат

углерода кальция кальция

(IV)

MgO + 2HCl = MgCl₂ + Н₂О

оксид хлорово хлорид

магния дородная магния

кислота

СО₂ и MgO — солеобразующие оксиды.

Оксиды, которые не образуют солей, называются несолеобразующими: NO — оксид азота (II), N₂O — оксид азота (I), SiO — оксид кремния (II) — это несолеобразующие оксиды. Несолеобразующих оксидов мало.

8.2.2 Получение и свойства оксидов

Получение. Оксиды получаются:

а) при взаимодействии простых веществ с кислородом:

4А1 + 3O₂ = 2А1₂О₃

4Р + 5O₂ = 2Р₂O₅

б) при взаимодействии сложных веществ с кислородом:

СН₄ + 2O₂ = СO₂ + 2Н₂О

2Н₂S +3O₂ = 2Н₂О + 2SO₂

в) при разложении сложных веществ:

-оснований

Fe(OH)₂ FeO + H₂O

-кислот

H₂SO₃ SO₂ + H₂O

-солей

СaCO₃ CaO + CO₂

г) при некоторых других реакциях:

3P + 5HNO₃ + 2H₂O = 3H₃PO₄ + 5NO

Na₂CO₃ + SiO₂ = Na₂SiO₃ + CO₂

Солеобразующие оксиды делятся на основные, кислотные и амфотерные.

Химические свойства основных оксидов. К основным оксидам относятся только оксиды металлов: щелочных (Li, Na, К, Rb, Cs, Fr), щелочноземельных (Mg, Ca, Sr, Ba, Ra), лантана, а также всех остальных металлов в их низших степенях окисления. Например, Na₂O, CaO, Cu₂O, CrO, MnO, BaO, La₂O₃ — основные оксиды.

1. Оксиды щелочных и щелочноземельных металлов взаимодействуют с водой. При этом образуются их гидраты — растворимые в воде основания (щелочи). Например,

Na₂O + H₂O = 2NaOH

оксид гидроксид

натрия натрия

СаО + Н₂O = Са(ОН)₂

оксид гидроксид

кальция кальция

Основные оксиды многих других металлов с водой не взаимодействуют. Их гидраты получают косвенным путем. Гидраты всех основных оксидов являются основаниями:

Na₂О  NaOH CaO  Ca(OH)₂

оксид основание оксид основание

натрия гидроксид кальция гидроксид

натрия кальция

2. Основные оксиды взаимодействуют с кислотами. При этом образуются соль и вода:

CaO + 2НС1 = СаС1₂ + Н₂О

оксид хлорово– соль

кальция- дородная хлорид

кислота кальция

BaO + 2HNO₃ = Ba(NO₃)₂ + H₂O

оксид азотная соль нитрат

бария кислота бария

Химические свойства кислотных оксидов. К кислотным оксидам относятся оксиды неметаллов, а также металлов в высших степенях окисления. Например, SO₂, SО₃, СО₂, СrО₃, Mn₂O₇ — кислотные оксиды.

1. Большинство кислотных оксидов взаимодействуют с водой. При этом образуются кислоты:

SO₂ + Н₂О = H₂SO₃

оксид сернистая

серы (IV) кислота

Р₂O₅ + 3Н₂O = 2Н₃РO₄

оксид ортофосфорная

фосфора (V) кислота

Некоторые кислотные оксиды (например, SiO₂) не взаимодействуют с водой.

2. Кислотные оксиды взаимодействуют с основаниями. При этом образуются соль и вода:

SO₂ + 2NaOH = Na₂SO₃ + Н₂О

оксид гидроксид соль

серы(IV) натрия сульфит

натрия

Р₂O₅ + 3Са(ОН)₂ = Са₃(РO₄)₂ + 3Н₂О

оксид гидроксид соль орто-

фосфора кальция фосфат

(V) кальция

3. Кислотные и основные оксиды могут взаимодействовать между собой. При этом образуется соль:

MgO + SO₂ = MgSO₃

основной кислотный соль

оксид оксид сульфит

магния серы (IV) магния

Химические свойства амфотерных оксидов. К амфотерным оксидам относятся оксиды некоторых металлов главных подгрупп (оксиды бериллия, алюминия), а также оксиды некоторых металлов побочных подгрупп периодической системы элементов Д. И. Менделеева в промежуточных степенях окисления. Например, ВеО, А1₂O₃, ZnO, МnО₃, Fе₂О₃, Сr₂О₃ — амфотерные оксиды.

1. Амфотерные оксиды взаимодействуют с кислотами. При этом образуются соли:

ZnO + 2HCI = ZnCl₂ + Н₂О

оксид хлороводородная соль

цинка кислота хлорид цинка

2. Амфотерные оксиды взаимодействуют со щелочами. При этом тоже образуются соли:

ZnO + 2NaOH = Na₂ZnO₂ + H₂O

оксид гидроксид соль

цинка натрия цинкат натрия

После сравнения химических свойств оксидов можно сделать следующие определения:

1. Оксиды, которые образуют соли только с кислотами или кислотными оксидами, называются основными.

2. Оксиды, которые образуют соли только с основаниями или основными оксидами, называются кислотными.

3. Оксиды, которые взаимодействуют и с кислотами и со щелочами и при этом образуют соли, называются амфотерными.

Как мы видим, основные и кислотные оксиды имеют противоположные свойства. Амфотерные оксиды в зависимости от условий могут проявлять свойства основных или кислотных оксидов.