Окислы

Окси́д (о́кисел, о́кись) — соединение химического элемента с кислородом, в котором сам кислород связан только с менее электроотрицательным элементом. Химический элемент кислород по электроотрицательности второй после фтора, поэтому к оксидам относятся почти все соединения химических элементов с кислородом. К исключениям относятся, например, дифторид кислорода OF₂.

Оксиды — весьма распространенный тип соединений, содержащихся в земной коре и во вселенной вообще. Примерами таких соединений являются ржавчина, вода, песок, углекислый газ, ряд красителей. Окислами называется класс минералов, представляющих собой соединения металла с кислородом (см. Категория:Окислы).

Соединения, содержащие атомы кислорода, соединённые между собой, называются пероксидами (перекисями) и супероксидами. Они не относятся к категории оксидов.

Классификация

В зависимости от химических свойств различают:

• солеобразующие оксиды
  • основные оксиды (например, оксид натрия Na₂O, оксид меди(II) CuO); Оксиды металлов, валентность которых I-II, кроме ZnO.
  • кислотные оксиды (например, оксид серы(VI) SO₃, оксид азота(IV) NO₂); Оксиды металлов с валентностью V-VII и оксиды неметаллов.
  • амфотерные оксиды (например, оксид цинка ZnO, оксид алюминия Al₂О₃); Оксиды металлов с валентностью III-IV и ZnO.
• Несолеобразующие оксиды (например, оксид углерода(II) СО, оксид азота(I) N₂O, оксид азота(II) NO, оксид кремния(II) SiO).

Номенклатура

В соответствии с номенклатурой ИЮПАК, оксиды называют словом «оксид», после которого следует наименование химического элемента в родительном падеже, например: Na₂O — оксид натрия, Al₂O₃ — оксид алюминия. Если элемент образует несколько оксидов, то в их названиях указывается его степень окисления римской цифрой в скобках сразу после названия (без пробела). Например, Cu₂О — оксид меди(I), CuO — оксид меди(II), FeO — оксид железа(II), Fe₂О₃ — оксид железа(III), Cl₂O₇ — оксид хлора(VII).

Часто используют и другие наименования оксидов по числу атомов кислорода: если оксид содержит только один атом кислорода, то его называют монооксидом, моноокисью или закисью, если два — диоксидом или двуокисью, если три — то триоксидом или триокисью и т. д. Например: монооксид углерода CO, диоксид углерода СО₂, триоксид серы SO₃.

Также распостранены исторически сложившиеся (тривиальные) названия оксидов, например угарный газ CO, серный ангидрид SO₃ и т. д.

Химические свойства: Основные оксиды.

1. Основный оксид + кислота = соль + вода

CuO + H₂SO₄ = CuSO₄ + H₂O

Примечание:кислота ортофосфорная или сильная.

2. Сильноосновный оксид + вода = щелочь

CaO + H₂O = Ca(OH)₂

3. Сильноосновный оксид + кислотный оксид = соль

CaO + Mn₂O₇ = Ca(MnO₄)₂

Na₂O + CO₂ = Na₂СO₃

4. Основный оксид + водород = металл + вода

CuO + H₂ = Cu + H₂O

Примечание: металл менее активный, чем алюминий.

Химические свойства: Кислотные оксиды.

1. Кислотный оксид + вода = кислота

SO₃ + H₂O = H₂SO₄

Некоторые оксиды, например SiO₂, с водой не реагируют, поэтому их кислоты получают косвенным.

2. Кислотный оксид + основной оксид = соль

CO₂ + CaO = CaCO₃

3. Кислотный оксид + основание = соль + вода

SO₂ + 2NaOH = Na₂SO₃ + H₂O

Если кислотный оксид является ангидридом многоосновной кислоты, возможно образование кислых или средних солей:

Ca(OH)₂ + CO₂ = CaCO₃↓ + H₂O

CaCO₃ + CO₂ + H₂O = Ca(HCO₃)₂

4. Нелетучий оксид + соль1 = соль2 + летучий оксид

SiO₂ + Na₂CO₃ = Na₂SiO₃ + CO₂↑

Химические свойства: Амфотерные оксиды.

При взаимодействии с сильной кислотой или кислотным оксидом проявляют основные свойства:

ZnO + 2HCl = ZnCl₂ + H₂O

При взаимодействии с сильным основанием или основным оксидом проявляют кислотные свойства:

ZnO + 2KOH + H₂O = K₂[Zn(OH)₄)]  (в водном растворе)

ZnO + CaO = CaZnO₂  (при сплавлении)

Получение оксидов

1. Взаимодействие простых веществ (за исключением инертных газов, золота и платины) с кислородом:

2H₂ + O₂ = 2H₂O

2Сu + O₂ = 2СuO

При горении в кислороде щелочных металлов (кроме лития), а также стронция и бария образуются пероксиды и надпероксиды:

2Na + O₂ = Na₂O₂

K + O₂ = KO₂

2. Обжиг или горение бинарных соединений в кислороде:

4FeS₂ + 11O₂ = 2Fe₂O₃ + 8SO₂↑

CS₂ + 3O₂ = CO₂ + 2SO₂

2PH₃ + 4O₂ = P₂O₅ + 3H₂O

3. Термическое разложение солей:

CaCO₃ = CaO + CO₂↑

2FeSO₄ = Fe₂O₃ + SO₂↑ + SO₃↑

4. Термическое разложение оснований или кислот:

2Al(OH)₃ = Al₂O₃ + 3H₂O↑

4HNO₃ = 4NO₂↑ + O₂↑ + 2H₂O

5. Окисление низших оксидов в высшие и восстановление высших в низшие:

4FeO + O₂ = 2Fe₂O₃

Fe₂O₃ + CO = 2FeO + CO₂↑

6. Взаимодействие некоторых металлов с водой при высокой температуре:

Zn + H₂O = ZnO + H₂↑

7. Взаимодействие солей с кислотными оксидами при нагревании с выделением летучего оксида:

Ca₃(PO₄)₂ + 3SiO₂ = 3CaSiO₃ + P₂O₅↑

8. Взаимодействие металлов с кислотами-оксилителями:

Zn + 4HNO_3(конц.) = Zn(NO₃)₂ + 2NO₂↑ + 2H₂O

9. При действии водоотнимающих веществ на кислоты и соли:

2KClO₄ + H₂SO_4(конц) = K₂SO₄ + Cl₂O₇ + H₂O

10. Взаимодействие солей слабых неустойчивых кислот с более сильными кислотами:

NaHCO₃ + HCl = NaCl + H₂O + CO₂↑

Ссылки

• Таблица классификации оксидов