Как сделать оксид

Добавил пользователь Дмитрий К.
Обновлено: 05.10.2024

ХИМИЯ – это область чудес, в ней скрыто счастье человечества,

величайшие завоевания разума будут сделаны

именно в этой области.(М. ГОРЬКИЙ)

Таблица
Менделеева

Универсальная таблица растворимости

Коллекция таблиц к урокам по химии

Оксиды: классификация, номенклатура, свойства оксидов, получение, применение

Сегодня мы начинаем знакомство с важнейшими классами неорганических соединений. Неорганические вещества по составу делятся, как вы уже знаете, на простые и сложные.

I. Признаки классификации веществ

В ис­то­рии раз­ви­тия хи­ми­че­ской науки су­ще­ство­ва­ли раз­ные клас­си­фи­ка­ции ве­ществ. Одним из пер­вых при­зна­ков клас­си­фи­ка­ции ве­ществ был ис­точ­ник их по­лу­че­ния. По этому при­зна­ку ве­ще­ства де­ли­ли на рас­ти­тель­ные (по­лу­чен­ные из рас­те­ний), жи­вот­ные (по­лу­чен­ные из жи­вот­ных) и ми­не­раль­ные (по­лу­чен­ные из ми­не­ра­лов).

Й.Я. Бер­це­ли­ус объ­еди­нил ве­ще­ства, вы­де­лен­ные из рас­те­ний и жи­вот­ных, в груп­пу ор­га­ни­че­ских, а дру­гую груп­пу стали на­зы­вать неор­га­ни­че­ски­ми ве­ще­ства­ми. Су­ще­ству­ет еще не одна клас­си­фи­ка­ция ве­ществ: по аг­ре­гат­но­му со­сто­я­нию, по цвету, за­па­ху и мно­гим дру­гим при­зна­кам.

Для нас же важно си­сте­ма­ти­зи­ро­вать ве­ще­ства в со­от­вет­ствии с ха­рак­тер­ны­ми для них хи­ми­че­ски­ми свой­ства­ми, ко­то­рые опре­де­ля­ют­ся их со­ста­вом. На этом ос­но­ва­на со­вре­мен­ная клас­си­фи­ка­ция неор­га­ни­че­ских ве­ществ.

Одной из пер­вых была клас­си­фи­ка­ция ве­ществ на про­стые и слож­ные по спо­соб­но­сти их к раз­ло­же­нию. Если ве­ще­ство уда­ва­лось раз­ло­жить, его от­но­си­ли к слож­ным, если ве­ще­ство не уда­ва­лось раз­ло­жить ни при каких усло­ви­ях – то к про­стым.

В даль­ней­шем уста­но­ви­ли, что спо­соб­ность к раз­ло­же­нию свя­за­на с со­ста­вом ве­ще­ства. Про­стые ве­ще­ства со­сто­ят из од­но­го хи­ми­че­ско­го эле­мен­та, а слож­ные – из несколь­ких.

Современная классификация неорганических веществ

Про­стые ве­ще­ства, как пра­ви­ло, под­раз­де­ля­ют на два клас­са: ме­тал­лы и неме­тал­лы. Для ме­тал­лов ха­рак­тер­ны такие фи­зи­че­ские свой­ства, как ме­тал­ли­че­ский блеск, вы­со­кая теп­ло- и элек­тро­про­вод­ность, пла­стич­ность. Свой­ства же неме­тал­лов до­воль­но раз­но­об­раз­ны, но, как пра­ви­ло, они хруп­кие и пло­хие про­вод­ни­ки элек­три­че­ства.

Рис. 1. Клас­си­фи­ка­ция про­стых ве­ществ

Клас­си­фи­ка­ция слож­ных ве­ществ более слож­ная. Обыч­но вы­де­ля­ют че­ты­ре клас­са слож­ных ве­ществ в за­ви­си­мо­сти от их со­ста­ва и свойств: ок­си­ды, ос­но­ва­ния, кис­ло­ты и соли.

II. Посмотрите видео презентацию

III. Классификация неорганических веществ

ОКСИД

КИСЛОТА

ОСНОВАНИЕ

СОЛЬ

А – кислотный остаток

ОН – гидроксильная группа

Сложные неорганические вещества подразделяют на четыре класса: оксиды, кислоты, основания, соли. Мы начинаем с класса оксидов.

Оксиды - это сложные вещества, состоящие из двух химических элементов, один из которых кислород, с валентность равной 2.

Лишь один химический элемент - фтор, соединяясь с кислородом, образует не оксид, а фторид кислорода OF₂.
Называются они просто - "оксид + название элемента" (см. таблицу). Если валентность химического элемента переменная, то указывается римской цифрой, заключённой в круглые скобки, после названия химического элемента.

Формула

Название

Формула

Название

оксид углерода ( II )

оксид железа (III )

оксид азота ( II )

оксид марганца (VII )

IV. Классификация оксидов

Все оксиды можно разделить на две группы: солеобразующие (основные, кислотные, амфотерные) и несолеобразующие или безразличные.

Оксиды металлов Ме_хО_у

Оксиды неметалловнеМе_хО_у

Основные

Кислотные

Амфотерные

Кислотные

Безразличные

I, II

Ме

V-VII

Me

> II

неМе

I, II

неМе

1). Основные оксиды – это оксиды, которым соответствуют основания. К основным оксидам относятся оксиды металлов 1 и 2 групп, а также металлов побочных подгрупп с валентностью I и II (кроме ZnO - оксид цинка и BeO – оксид берилия):

2). Кислотные оксиды – это оксиды, которым соответствуют кислоты. К кислотным оксидам относятся оксиды неметаллов (кроме несолеобразующих – безразличных), а также оксиды металлов побочных подгрупп с валентностью от V до VII (Например, CrO₃-оксид хрома (VI), Mn ₂O₇ - оксид марганца (VII)):

3). Амфотерные оксиды – это оксиды, которым соответствуют основания и кислоты. К ним относятся оксиды металлов главных и побочных подгрупп с валентностью III , иногда IV , а также цинк и бериллий (Например, BeO, ZnO, Al₂O₃, Cr₂O₃).

4). Несолеобразующие оксиды – это оксиды безразличные к кислотам и основаниям. К ним относятся оксиды неметаллов с валентностью I и II (Например, N₂O, NO, CO).

Вывод: характер свойств оксидов в первую очередь зависит от валентности элемента.

Например, оксиды хрома:

Классификация оксидов (по растворимости в воде)

Кислотные оксиды

Основные оксиды

Амфотерные оксиды

Растворимы в воде.

(не растворим в воде)

В воде растворяются только оксиды щелочных и щелочноземельных металлов

исключение Be ,Mg)

С водой не взаимодействуют.

В воде не растворимы

Это интересно

Оксид циркония в медицине

Задания:

1. Выпишите отдельно химические формулы солеобразующих кислотных и основных оксидов.

Выпишите оксиды и классифицируйте их.

V. Получение оксидов

1. Горение веществ (окисление кислородом):

а) простых веществ: 2Mg +O₂=2MgO

2.Разложение сложных веществ (используйте таблицу кислот, см. приложения) :

а) солей: СОЛЬ t = ОСНОВНЫЙ ОКСИД+КИСЛОТНЫЙ ОКСИД СaCO₃= CaO+CO₂

в) кислородсодержащих кислот: Н_nA = КИСЛОТНЫЙ ОКСИД + H₂O

VI. Физические свойства оксидов

При комнатной температуре большинство оксидов - твердые вещества (СаО, Fe₂O₃ и др.), некоторые - жидкости (Н₂О, Сl₂О₇ и др.) и газы (NO, SO₂ и др.).

VII. Химические свойства оксидов

1. Химические свойства основных оксидов

1. Основной оксид + Кислотный оксид = Соль (р. соединения)

2. Основной оксид + Кислота = Соль + Н₂О (р. обмена)

3. Основной оксид + Вода = Щёлочь (р. соединения)

2. Химические свойства кислотных оксидов

1. Кислотный оксид + Вода = Кислота (р. соединения)

2. Кислотный оксид + Основание = Соль + Н₂О (р. обмена)

3. Основной оксид + Кислотный оксид = Соль (р. соединения)

4. Менее летучие вытесняют более летучие из их солей

3. Химические свойства амфотерных оксидов

Взаимодействуют как с кислотами, так и со щелочами.

ZnO + 2 NaOH = Na₂ZnO₂ + H₂O (при сплавлении)

VIII. Применение оксидов

Некоторые оксиды не растворяются в воде, но многие вступают с водой в реакции соединения:

В результате часто получаются очень нужные и полезные соединения. Например, H₂SO₄ – серная кислота, Са(ОН)₂ – гашеная известь и т.д.

Если оксиды нерастворимы в воде, то люди умело используют и это их свойство. Например, оксид цинка ZnO – вещество белого цвета, поэтому используется для приготовления белой масляной краски (цинковые белила). Поскольку ZnO практически не растворим в воде, то цинковыми белилами можно красить любые поверхности, в том числе и те, которые подвергаются воздействию атмосферных осадков. Нерастворимость и неядовитость позволяют использовать этот оксид при изготовлении косметических кремов, пудры. Фармацевты делают из него вяжущий и подсушивающий порошок для наружного применения.

Такими же ценными свойствами обладает оксид титана (IV) – TiO₂. Он тоже имеет красивый белый цвет и применяется для изготовления титановых белил. TiO₂ не растворяется не только в воде, но и в кислотах, поэтому покрытия из этого оксида особенно устойчивы. Этот оксид добавляют в пластмассу для придания ей белого цвета. Он входит в состав эмалей для металлической и керамической посуды.

Оксид хрома (III) – Cr₂O₃ – очень прочные кристаллы темно-зеленого цвета, не растворимые в воде. Cr₂O₃ используют как пигмент (краску) при изготовлении декоративного зеленого стекла и керамики. Известная многим паста ГОИ (сокращение от наименования “Государственный оптический институт”) применяется для шлифовки и полировки оптики, металлических изделий, в ювелирном деле.

Благодаря нерастворимости и прочности оксида хрома (III) его используют и в полиграфических красках (например, для окраски денежных купюр). Вообще, оксиды многих металлов применяются в качестве пигментов для самых разнообразных красок, хотя это – далеко не единственное их применение.

IX. Задания для закрепления

1. Выпишите отдельно химические формулы солеобразующих кислотных и основных оксидов.

Выберите из перечня: основные оксиды, кислотные оксиды, безразличные оксиды, амфотерные оксиды и дайте им названия.

3. Закончите УХР, укажите тип реакции, назовите продукты реакции

Оксиды
(названия, классификация, получение)

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

Оксиды — сложные вещества, молекулы которых состоят из атомов двух химических элементов, один из которых — кислород . Атом кислорода в оксидах всегда имеет степень окисления –2 . (Подробнее про степень окисления смотрите в конце статьи)

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.

Названия оксидов

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.

Часто используют и другие наименования оксидов. Например, по числу атомов кислорода (современная международная номенклатура): если оксид содержит только один атом кислорода, то его называют монооксидом (устаревшее — окись), если два — диоксидом (устаревшее — двуокись), если три — то триоксидом (устаревшее — триокись, трёхокись) и т. д.

Современная международная номенклатура оксидов состоит в использовании приставок по числу атомов в формульной единице оксида (моно-, ди-, три-, тетра-, пента-, гекса-, гепта-). Например: монооксид углерода CO, диоксид углерода СО₂, триоксид серы SO₃.

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.

Оксиды (справочная таблица)

Степень окисления (закись, окись, перекись)

Степень окисления (окислительное число) — вспомогательная условная величина для записи процессов окисления, восстановления и окислительно-восстановительных реакций. Она указывает на состояние окисления отдельного атома молекулы и представляет собой лишь удобный метод учёта переноса электронов: она не является истинным зарядом атома в молекуле. Понятие степень окисления часто используют в неорганической химии вместо понятия валентность.

Степень окисления атома любого элемента в свободном (несвязанном) состоянии (простое вещество) равна нулю, так, например, атомы в молекулах имеют нулевую степень окисления. Алгебраическая сумма степеней окисления всех атомов в формуле нейтрального соединения всегда равна нулю. Алгебраическая сумма степеней окисления всех атомов в комплексном ионе (катионе либо анионе) должна быть равна его общему заряду.

Степень окисления кислорода равна −2 во всех соединениях, где кислород не образует простой ковалентной связи O—O, то есть в подавляющем большинстве соединений — оксидах. Так, степень окисления кислорода в абсолютном большинстве случаев равна −2 (H₂O, H₂SO₄, NO, CO₂ и CH₃OH), но в пероксиде водорода (H₂O₂ или HO—OH), она равна −1.

Закись — низшая степень окисления. Соединение элементов низкой степени окисления с кислородом. Пример: Cu₂O — закись меди, оксид меди(I).

Окись — промежуточная степень окисления. Соединение элементов средней степени окисления с кислородом. Пример: СО — окись углерода (бытовое название: угарный газ), оксид углерода (II), монооксид углерода.

Перекись — высшая степень окисления вещества. Соединение элементов высокой степени окисления с кислородом. Пример: Н₂О₂ — перекись водорода, пероксид водорода (НЕ оксид !)

Пероксиды (перекиси) — соединения, содержащие атомы кислорода, соединённые между собой (O—O), называются пероксидами (перекисями) и супероксидами. Они не относятся к категории оксидов. Пероксиды легко выделяют кислород. Для неорганических веществ рекомендуется использовать термин пероксид, для органических веществ и сегодня в русском языке часто используют термин перекись. Пероксиды многих органических веществ взрывоопасны. Наиболее известна ПЕРЕКИСЬ ВОДОРОДА (HO—OH) — жидкость, состоящая из водорода и кислорода, обычно продается в водных растворах. Раствор перекиси водорода используется как отбеливающие и дезинфицирующие средство. Концентрированная перекись водорода — опасное взрывчатое вещество и используется как окислитель для ракетного топлива.

Сложные неорганические вещества подразделяют на четыре класса: оксиды, кислоты, основания, соли. Мы начинаем с класса оксидов.

ОКСИДЫ

Оксиды - это сложные вещества, состоящие из двух химических элементов, один из которых кислород, с валентность равной 2. Лишь один химический элемент - фтор, соединяясь с кислородом, образует не оксид, а фторид кислорода OF ₂ .

Называются они просто - "оксид + название элемента" (см. таблицу). Если валентность химического элемента переменная, то указывается римской цифрой, заключённой в круглые скобки, после названия химического элемента.

оксид углерода ( II )

оксид железа (III )

оксид азота ( II )

оксид марганца (VII )

Классификация оксидов

Все оксиды можно разделить на две группы: солеобразующие (основные, кислотные, амфотерные) и несолеобразующие или безразличные.

Оксиды металлов Ме _х О _у

Оксиды неметаллов неМе _х О _у

Несолеобразующие (безразличные)

1). Основные оксиды – это оксиды, которым соответствуют основания. К основным оксидам относятся оксидыметаллов 1 и 2 групп, а также металлов побочных подгрупп с валентностью I и II (кроме ZnO - оксид цинка и BeO – оксид берилия):

2). Кислотные оксиды – это оксиды, которым соответствуют кислоты. К кислотным оксидам относятся оксиды неметаллов (кроме несолеобразующих – безразличных), а также оксиды металлов побочных подгрупп с валентностью от V до VII (Например, CrO ₃ -оксид хрома (VI), Mn ₂ O ₇ - оксид марганца (VII)):

3). Амфотерные оксиды – это оксиды, которым соответствуют основания и кислоты. К ним относятся оксиды металлов главных и побочных подгрупп с валентностью III, иногда IV , а также цинк и бериллий (Например, BeO, ZnO, Al ₂ O ₃ , Cr ₂ O ₃ ).

4). Несолеобразующие оксиды – это оксиды безразличные к кислотам и основаниям. К ним относятся оксиды неметаллов с валентностью I и II (Например, N ₂ O, NO, CO).

Вывод: характер свойств оксидов в первую очередь зависит от валентности элемента.

Например, оксиды хрома:

Классификация по растворимости в воде

Кислотные оксиды

Растворимы в воде.

(не растворим в воде)

Основные оксиды

В воде растворяются только оксиды щелочных и щелочноземельных металлов

исключение Be ,Mg)

Амфотерные оксиды

С водой не взаимодействуют.

В воде не растворимы

Выполните задания:

1. Выпишите отдельно химические формулы солеобразующих кислотных и основных оксидов.

Выпишите оксиды и классифицируйте их.

Физические свойства оксидов

При комнатной температуре большинство оксидов - твердые вещества (СаО, Fe ₂ O ₃ и др.), некоторые - жидкости (Н ₂ О, Сl ₂ О ₇ и др.) и газы (NO, SO ₂ и др.).

Химические свойства оксидов

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ОСНОВНЫХ ОКСИДОВ

1. Основной оксид + Кислотный оксид = Соль (р. соединения)

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КИСЛОТНЫХ ОКСИДОВ

2. Кислотный оксид + Основание = Соль + Н ₂ О (р. обмена)

3. Основной оксид + Кислотный оксид = Соль (р. соединения)

4. Менее летучие вытесняют более летучие из их солей

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АМФОТЕРНЫХ ОКСИДОВ

Взаимодействуют как с кислотами, так и со щелочами.

ZnO + 2 HCl = ZnCl ₂ + H ₂ O

ZnO + 2 NaOH + H ₂ O = Na ₂ [Zn(OH) ₄ ] ( в растворе)

ZnO + 2 NaOH = Na ₂ ZnO ₂ + H ₂ O (при сплавлении)

Применение оксидов

Некоторые оксиды не растворяются в воде, но многие вступают с водой в реакции соединения:

В результате часто получаются очень нужные и полезные соединения. Например, H ₂ SO ₄ – серная кислота, Са(ОН) ₂ – гашеная известь и т.д.

Если оксиды нерастворимы в воде, то люди умело используют и это их свойство. Например, оксид цинка ZnO – вещество белого цвета, поэтому используется для приготовления белой масляной краски (цинковые белила). Поскольку ZnO практически не растворим в воде, то цинковыми белилами можно красить любые поверхности, в том числе и те, которые подвергаются воздействию атмосферных осадков. Нерастворимость и неядовитость позволяют использовать этот оксид при изготовлении косметических кремов, пудры. Фармацевты делают из него вяжущий и подсушивающий порошок для наружного применения.

Такими же ценными свойствами обладает оксид титана (IV) – TiO ₂ . Он тоже имеет красивый белый цвет и применяется для изготовления титановых белил. TiO ₂ не растворяется не только в воде, но и в кислотах, поэтому покрытия из этого оксида особенно устойчивы. Этот оксид добавляют в пластмассу для придания ей белого цвета. Он входит в состав эмалей для металлической и керамической посуды.

Оксид хрома (III) – Cr ₂ O ₃ – очень прочные кристаллы темно-зеленого цвета, не растворимые в воде. Cr ₂ O ₃ используют как пигмент (краску) при изготовлении декоративного зеленого стекла и керамики. Известная многим паста ГОИ (сокращение от наименования “Государственный оптический институт”) применяется для шлифовки и полировки оптики, металлических изделий, в ювелирном деле.

Оксиды — это неорганические соединения, состоящие из двух химических элементов, одним из которых является кислород в степени окисления -2. Единственным элементом, не образующим оксид, является фтор, который в соединении с кислородом образует фторид кислорода. Это связано с тем, что фтор является более электроотрицательным элементом, чем кислород.

Данный класс соединений является очень распространенным. Каждый день человек встречается с разнообразными оксидами в повседневной жизни. Вода, песок, выдыхаемый нами углекислый газ, выхлопы автомобилей, ржавчина — все это примеры оксидов.

Классификация оксидов

Все оксиды, по способности образовать соли, можно разделить на две группы:

В свою очередь, солеобразующие оксиды подразделяют на 3 группы:

• Основные оксиды — (Оксиды металлов — Na₂O, CaO, CuO и т д)
• Кислотные оксиды — (Оксиды неметаллов, а так же оксиды металлов в степени окисления V-VII — Mn₂O₇,CO₂, N₂O₅, SO₂, SO₃ и т д)
• Амфотерные оксиды (Оксиды металлов со степенью окисления III-IV а так же ZnO, BeO, SnO, PbO)

Данная классификация основана на проявлении оксидами определенных химических свойств. Так, основным оксидам соответствуют основания, а кислотным оксидам — кислоты. Кислотные оксиды реагируют с основными оксидами с образованием соответствующей соли, как если бы реагировали основание и кислота, соответствующие данным оксидам:Аналогично, амфотерным оксидам соответствуют амфотерные основания, которые могут проявлять как кислотные, так и основные свойства:Химические элементы проявляющие разную степень окисления, могут образовывать различные оксиды. Чтобы как то различать оксиды таких элементов, после названия оксиды, в скобках указывается валентность.

CO₂ – оксид углерода (IV)

Физические свойства оксидов

Оксиды весьма разнообразны по своим физическим свойствам. Они могут быть как жидкостями (Н₂О), так и газами (СО₂, SO₃) или твёрдыми веществами (Al₂O₃, Fe₂O₃). Приэтом оснОвные оксиды, как правило, твёрдые вещества. Окраску оксиды также имеют самую разнообразную — от бесцветной (Н₂О, СО) и белой (ZnO, TiO₂) до зелёной (Cr₂O₃) и даже чёрной (CuO).

Химические свойства оксидов

Основные оксиды

Некоторые оксиды реагируют с водой с образованием соответствующих гидроксидов (оснований):Основные оксиды реагируют с кислотными оксидами с образованием солей:Аналогично реагируют и с кислотами, но с выделением воды:Оксиды металлов, менее активных чем алюминий, могут восстанавливаться до металлов:

Кислотные оксиды

Кислотные оксиды в реакции с водой образуют кислоты: Некоторые оксиды (например оксид кремния SiO2) не взаимодействуют с водой, поэтому кислоты получают другими путями.

Кислотные оксиды взаимодействуют с основными оксидами, образую соли:Таким же образом, с образование солей, кислотные оксиды реагируют с основаниями:Если данному оксиду соответствует многоосновная кислота, то так же может образоваться кислая соль:Нелетучие кислотные оксиды могут замещать в солях летучие оксиды:

Амфотерные оксиды

Как уже говорилось ранее, амфотерные оксиды, в зависимости от условий, могут проявлять как кислотные, так и основные свойства. Так они выступают в качестве основных оксидов в реакциях с кислотами или кислотными оксидами, с образованием солей: И в реакциях с основаниями или основными оксидами проявляют кислотные свойства:

Получение оксидов

Оксиды можно получить самыми разнообразными способами, мы приведем основные из них.

Большинство оксидов можно получить непосредственным взаимодействием кислорода с химических элементом: При обжиге или горении различных бинарных соединений:Термическое разложение солей, кислот и оснований :Взаимодействие некоторых металлов с водой:

Применение оксидов

Оксиды крайне распространены по всему земному шару и находят применение как в быту, так и в промышленности. Самый важный оксид — оксид водорода, вода — сделал возможной жизнь на Земле. Оксид серы SO₃ используют для получения серной кислоты, а также для обработки пищевых продуктов — так увеличивают срок хранения, например, фруктов.

Оксиды железа используют для получения красок, производства электродов, хотя больше всего оксидов железа восстанавливают до металлического железа в металлургии.

Оксид кальция, также известный как негашеная известь, применяют в строительстве. Оксиды цинка и титана имеют белый цвет и нерастворимы в воде, потому стали хорошим материалом для производства красок — белил.

Оксид кремния SiO₂ является основным компонентом стекла. Оксид хрома Cr₂O₃ применяют для производства цветных зелёных стекол и керамики, а за счёт высоких прочностных свойств — для полировки изделий (в виде пасты ГОИ).

Оксид углерода CO₂, который выделяют при дыхании все живые организмы, используется для пожаротушения, а также, в виде сухого льда, для охлаждения чего-либо.

Химические вещества неорганической природы повсюду нас окружают. Вода, кругом вода, а известно Вам, что название этого вещества оксид водорода. При дыхании поглощается кислород, и выделяется оксид углерода (IV), знаменитый названием углекислый газ. Формулы оксидов этих Н2О и СО2. А в детстве забравшись в малинник, чувствуете жжение, виной тому служит крапива, похожие ощущения можете ощутить при встрече с рыжими муравьями. Причиной является содержание муравьиной кислоты. Кислое яблоко, лимон также содержат кислоты. Они относятся к органическим кислотам. А вот раствор кислоты соляной, который является основой желудочного сока, относится к неорганическим кислотам. Остаток фосфорной кислоты входит в состав молекулы ДНК. Прибегая с улицы, идём руки мыть мылом и садимся обедать. На столе всегда хлеб и соль.

Именная карта банка для детей
с крутым дизайном, +200 бонусов

Закажи свою собственную карту банка и получи бонусы

План урока:

Оксиды

В состав оксидов ВСЕГДА входит ТОЛЬКО два элемента, один из которых будет кислород. В этом классе соединений срабатывает правило, третий элемент лишний, он не запасной, его просто не должно быть. Второе правило, степень окисления кислорода равна -2. Из выше сказанного, определение оксидов будет звучать в следующем виде.

Оксиды в природе нас окружают повсюду, честно говоря, сложно представить нашу планету без двух веществ – это вода Н₂О и песок SiO₂.

Вы можете задаться вопросом, а что бывают другие бинарные соединения с кислородом, которые не будут относиться к оксидам.

Поранившись, Вы обрабатываете рану перекисью водорода Н₂О₂. Или для примера соединение с фтором OF₂. Данные вещества вписываются в определение, так как состоят из 2 элементов и присутствует кислород. Но давайте определим степени окисления элементов.

Данные соединения не относятся к оксидам, так как степень окисления кислорода не равна -2.

Кислород, реагируя с простыми, а также сложными веществами образует оксиды. При составлении уравнения реакции, важно помнить, что элементу О свойственна валентность II (степень окисления -2), а также не забываем о коэффициентах. Если не помните, какую высшую валентность имеет элемент, советуем Вам воспользоваться периодической системой, где можете найти формулу высшего оксида.

Рассмотрим на примере следующих веществ кальций Са, мышьяк As и алюминий Al.

Чтобы дать название оксиду вспомним падежи, а именно родительный, который отвечает на вопросы: Кого? Чего? Если элемент имеет переменную валентность в скобках её необходимо указать.

Классификация оксидов строится на основе степени окисления элемента, входящего в его состав.

Реакции оксидов с водой определяют их характер. Но как составить уравнение реакции, а тем более определить состав веществ, строение которых Вам ещё не известно. Здесь приходит очень простое правило, необходимо учитывать, что эта реакция относиться к типу соединения, при которой степень окисления элементов не меняется.

Возьмём основный оксид, степень окисления входящего элемента +1, +2(т.е. элемент одно- или двухвалентен). Этими элементами будут металлы. Если к этим веществам прибавить воду, то образуется новый класс соединений – основания, состава Ме(ОН)_n, где n равно 1, 2 или 3, что численно отвечает степени окисления металла, гидроксильная группа ОН- имеет заряд –(минус), что отвечает валентности I.При составлении уравнений не забываем о расстановке коэффициентов.

Аналогично реагируют с водой и кислотные оксиды, только продуктом будет кислота, состава Н_хЭО_у. Как и в предыдущем случае, степень окисления не меняется, тип реакции - соединение. Чтобы составить продукт реакции, ставим водород на первое место, затем элемент и кислород.

Особо следует выделить оксиды неметаллов в степени окисления +1 или +2, их относят к несолеобразующим. Это означает, что они не реагируют с водой, и не образуют кислоты либо основания. К ним относят CO, N₂O, NO.

Чтобы определить будет ли оксид реагировать с водой или нет, необходимо обратиться в таблицу растворимости. Если полученное вещество растворимо в воде, то реакция происходит.

Золотую середину занимают амфотерные оксиды. Им могут соответствовать как основания, так и кислоты, но с водой они не реагируют. Они образованные металлами в степени окисления +2 или +3, иногда +4. Формулы этих веществ необходимо запомнить.

Кислоты

Если в состав оксидов обязательно входит кислород, то следующий класс узнаваем будет по наличию атомов водорода, которые будут стоять на первом месте, а за ними следовать, словно нитка за иголкой, кислотные остатки.

В природе существует большое количество неорганических кислот. Но в школьном курсе химии рассматривается только их часть. В таблице 1 приведены названия кислот.

Валентность кислотного остатка определяется количеством атомов водорода. В зависимости от числа атомов Н выделяют одно- и многоосновные кислоты.

Если в состав кислоты входит кислород, то они называются кислородсодержащими, к ним относится серная кислота, угольная и другие. Получают их путём взаимодействия воды с кислотными оксидами. Бескислородные кислоты образуются при взаимодействии неметаллов с водородом.

Только одну кислоту невозможно получить подобным способом – это кремниевую. Отвечающий ей оксид SiO₂ не растворим в воде, хотя честно говоря, мы не представляем нашу планету без песка.

Основания

Для этого класса соединений характерно отличительное свойство, их ещё называют вещества гидроксильной группы - ОН.

Чтобы дать название, изначально указываем класс – гидроксиды, потом добавляем чего, какого металла.

Классификация оснований базируется на их растворимости в воде и по числу ОН-групп.

Следует отметить, что гидроксильная группа, также как и кислотный остаток, это часть целого. Невозможно получить кислоты путём присоединения водорода к кислотному остатку, аналогично, чтобы получить основание нельзя писать уравнение в таком виде.

В природе не существуют отдельно руки или ноги, эта часть тела. Варианты получения кислот были описаны выше, рассмотрим, как получаются основания. Если к основному оксиду прибавить воду, то результатом этой реакции должно получиться основание. Однако не все основные оксиды реагируют с водой. Если в продукте образуется щёлочь, значит, реакция происходит, в противном случае реакция не идёт.

Данным способом можно получить только растворимые основания. Подтверждением этому служат реакции, которые вы можете наблюдать. На вашей кухне наверняка есть алюминиевая посуда, это могут быть кастрюли или ложки. Эта кухонная утварь покрыта прочным оксидом алюминия, который не растворяется в воде, даже при нагревании. Также весной можно наблюдать, как массово на субботниках белят деревья и бордюры. Берут белый порошок СаО и высыпают в воду, получая гашеную известь, при этом происходит выделение тепла, а это как вы помните, признак химического процесса.

Раствор щёлочи можно получить ещё одним методом, путём взаимодействия воды с активными металлами. Давайте вспомним, где они размещаются в периодической системе – I, II группа. Реакция будет относиться к типу замещения.

Напрашивается вопрос, а каким же образом получаются нерастворимые основания. Здесь на помощь придёт реакция обмена между щёлочью и растворимой солью.

С представителями веществ этого класса вы встречаетесь ежедневно на кухне, в быту, на улице, в школе, сельском хозяйстве.

Объединяет все эти вещества, что они содержат атомы металла и кислотный остаток. Исходя из этого, дадим определение этому классу.

Средние соли – это продукт полного обмена между веществами, в которых содержатся атомы металла и кислотный остаток (КО) (мы помним, что это часть чего-то, которая не имеет возможности существовать отдельно).

Выше было рассмотрено 3 класса соединений, давайте попробуем подобрать комбинации, чтобы получить соли, типом реакции обмена.

Чтобы составить название солей, необходимо указать название кислотного остатка, и в родительном падеже добавить название металла.

Ca(NO₃)₂– нитрат (чего) кальция, CuSO₄– сульфат (чего) меди (II).

Наверняка многие из вас что-то коллекционировали, машинки, куклы, фантики, чтобы получить недостающую модель, вы менялись с кем-то своей. Применим этот принцип и для получения солей. К примеру, чтобы получить сульфат натрия необходимо 2 моль щёлочи и 1 моль кислоты. Допустим, что в наличии имеется только 1 моль NaOH, как будет происходить реакция? На место одного атома водорода станет натрий, а второму Н не хватило Na. Т.е в результате не полного обмена между кислотой и основанием получаются кислые соли. Название их не отличается от средних, только необходимо прибавить приставку гидро.

Однако бывают случаи, с точностью наоборот, не достаточно атомов водорода, чтобы связать ОН-группы. Результатом этой недостачи являются основные соли. Допустим реакция происходит между Ва(ОН)₂ и HCl. Чтобы связать две гидроксильные группы, требуется два водорода, но предположим, что они в недостаче, а именно в количестве 1. Реакция пойдёт по схеме.

Особый интерес и некоторые затруднения вызывают комплексные соли, своим внешним, казалось,громоздким и непонятным видом, а именно квадратными скобками:K₃[Fe(CN)₆] или [Ag(NH₃)₂]Cl. Но не страшен волк, как его рисуют, гласит поговорка. Соли состоят из катионов (+) и анионов (-). Аналогично и с комплексными солями.

Образует комплексный ион элемент-комплексообразователь, обычно это атом металла, которого, как свита, окружают лиганды.

Попробуем дать название K₃[Fe(CN)₆]. Существует главный принцип, чтение происходит справа налево. Смотрим, количество лигандов, а их роль выполняют циано-группы CN − , равно 6 – приставка гекса. В комплексообразователем будут ионы железа. Значит, вещество будет иметь название гексацианоферрат(III) (чего) калия.

Образование комплексных солей происходит путём взаимодействия, к примеру, амфотерных оснований с растворами щелочей. Амфотерность проявляется способностью оснований реагировать как с кислотами, так и щелочами. Так возьмём гидроксид алюминия или цинка и подействуем на них кислотой и щёлочью.

В природе встречаются соли, где на один кислотный остаток приходится два разных металла. Примером таких соединений служат алюминиевые квасцы, формула которых имеет вид KAl(SO₄)₂. Это пример двойных солей.

Из всего вышесказанного можно составить обобщающую схему, в которой указаны все классы неорганических соединений.

Читайте также:

  
• Как сделать уточнение границ земельного участка
  
• Как сделать пин код хоум кредит
  
• Как сделать клеймо сварщика
  
• Как сделать покрас
  
• Как сделать ледяной меч в террарии