Класифікація, номенклатура і хімічні властивості оксидів

Номенклатура

Назви оксидів утворюються так: спочатку вказують назву хімічного елементу, потім, якщо елемент має змінну валентність, то її вказують римською цифрою в дужках, а потім додають слово «оксид»

СО – карбон (ІІ) оксид;

СО2 – карбон (IV) оксид;

FeO – ферум (ІІ) оксид;

Al2O3 – алюміній оксид.

Фізичні властивості

Оксиди мають різні фізичні властивості. За стандартних умов більшість оксидів — тверді речовини (BaO, CuO, Р2О5), деякі — рідкі (Сl2О7, Н20) і газуваті (СО2, NО). Мають різний колір. Густина, температури плавлення і кипіння змінюються в широких межах.

Хімічні властивості

За хімічними властивостями оксиди поділяють на солетворні та несолетворні, або байдужі. Несолетворних оксидів дуже мало, це – CO, SiO, NO, N2O. Вони не утворюють солей.

Оксиди за складом класифікують на оксиди металів і оксиди неметалів.

Приклади оксидів металів:

магній оксид МgО (білого кольору)

нікель(ІІ) оксид NiO (темно-зеленого кольору)

ферум(ІІІ) оксид Fe2O3 (бурого кольору)

Приклади оксидів неметалів:

нітроген(ІV) оксид NO2 (бурого кольору)

хлop(IV) оксид СlO2 (зеленкувато-жовтого кольору)

силіцій(ІV) оксид SiO2 (безбарвний)

Дізнаємося, як оксиди ставляться до води.

Дослід 1. У порцелянову чашку поміщаємо грудочки свіжопрожареного кальцій оксиду СаО (негашене вапно) і доливаємо до нього води.

Переглянути відео >>>

Спостерігається таке сильне розігрівання, що частина води перетворюється на пару, а грудочки розсипаються, перетворюючись на сухий пухкий порошок — гашене вапно, або кальцій гідроксид Са(ОН)2. Виділення теплоти засвідчує, що відбулася реакція. Запиши рівняння цієї реакції:

СаО + Н2O = Са(ОН)2

Так само, як кальцій оксид, сполучаються з водою й оксиди інших активних металів, наприклад оксиди Натрію, Літію, Барію:

Na2O + Н2O = 2NaOH Натрій гідроксид

Li2O + Н2O = 2LiOH Літій гідроксид

ВаО + Н2O = Ва(ОН)2 Барій гідроксид

При цьому утворюються відповідні їм основи, формули яких складаються таким чином: спочатку ставиться метал, який входить до складу оксиду з тією ж валентністю, а потім додається група – ОН, яка має постійну валентність – І.

Приклади оксидів металів, що взаємодіють з водою:

натрій оксид Na2O

літій оксид Li2O

барій оксид ВаО

кальцій оксид СаО

Гідроксиди металів називають основами. Основи, як і оксиди, утворюють клас неорганічних сполук.

Не всі оксиди металів безпосередньо реагують з водою. Більшість із них, наприклад CuO, Fe2O3, Аl2O3

Оксиди металів, що не взаємодіють з водою

CuO — купрум(ІІ) оксид

Fe2O3 — ферум(ІІІ) оксид

Аl2O3 — алюміній оксид

Як же теоретично визначити: взаємодіє оксид з водою чи ні? Для цього потрібно перевірити чи розчинна відповідна основа чи ні. Якщо розчинна, то оксид взаємодіє з водою, якщо – ні, то не взаємодіє.

Нерозчинні основи — гідроксиди металів

Си(ОН)2 — купрум(ІІ) гідроксид

Fe(OH)3 — ферум(ІІІ) гідроксид

Аl(ОН)3 — алюміній гідроксид

Zn(OH)2 — цинк гідроксид

Приклади оксидів металів, що не взаємодіють з водою:

плюмбум(ІІ) оксид РbО

хром(ІІ) оксид СrO

манган(ІІ) оксид МnО

ферум(ІІ) оксид FeO

Оксиди, яким відповідають основи (незалежно від того, реагують оксиди з водою чи ні) називаються основними.

Усі основні оксиди за стандартних умов — тверді речовини.

Але не всі оксиди металів – основні.

Оксиди металів:

            з валентністю І-ІІ – основні

            з валентністю ІІІ-ІV – амфотерні (також ZnО,ВеО, РbО)

            з валентністю V-VІІ – кислотні.

Дослід 2. У порцелянову чашку поміщаємо фосфор(V) оксид і додаємо води.

Переглянути відео >>>

Реакція також екзотермічна. Суміш розігрівається так, що вода закипає. Утворюється нова речовина — фосфатна, або ортофосфатна, кислота. Якщо вода холодна, то утворюється метафосфатна кислота:

Р2O5 + Н2O = 2НРO3 Метафосфатна кислота

Р2O5 + ЗН2O = 2Н3РO4 Ортофосфатна кислота

Під час взаємодії з водою багатьох оксидів неметалів, наприклад карбон(IV) оксиду СO2 або сульфур(VI) оксиду SO3, також утворюються кислоти.

CO2 + H2O = H2CO3 Карбонатна кислота

SO3 + Н2O = H2SO4 Сульфатна кислота

• До якого типу належать розглянуті реакції взаємодії оксидів металів і неметалів з водою? Так, до сполучень.

Щоб вивести формулу відповідної кислоти, потрібно до кислотного оксиду додати Н2О таким чином, щоб 2 атоми Гідрогену поставити перед формулою оксиду, а 1 атом Оксигену приєднати до тих, що є в оксиді. Наприклад:

Приклади оксидів неметалів, що взаємодіють з водою:

сульфур(ІV) оксид SO2

сульфур(VІ) оксид SO3

карбон(ІV) оксид СO2

фосфор(V) оксид Р2O5

Під час взаємодії з водою багатьох оксидів неметалів утворюються кислоти.

Оксиди, яким відповідають кислоти (незалежно від того, реагують оксиди з водою чи ні), називаються кислотними.

Приклади кислотних оксидів, які за стандартних умов:

тверді — фосфор(V) оксид Р2O5

рідкі — нітроген(ІІІ) оксид N2O3

газуваті — сульфур(ІV) оксид SO2