Оксид

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук

Окси́д — бінарна сполука, до складу якої входить Оксиген зі ступенем окиснення -2.

Крім нормальних оксидів оксиген може утворювати й інші бінарні сполуки: складні оксиди, подвійні оксиди, пероксиди тощо.

Нормальними оксидами називаються бінарні сполуки у молекулах яких усі атоми кисню обома своїми валентними зв'язками безпосередньо сполучені з атомами іншого елемента.

Вищий оксид- це оксид, в якому елемент проявляє вищу ступінь окиснення. Вища ступінь окиснення часто дорівнює номеру групи або числу електронів на зовнішньому енергетичному рівні

Нормальні оксиди досить поширені. їх утворюють майже всі хімічні елементи, за винятком інертних елементів. Формули нормальних оксидів усіх елементів можна звести до таких восьми загальних формул: R2О, RO, R2О3, RO2, R2О5, RO3, R2О7 і RO4, де R — відповідний елемент (метал або неметал).

Склад і назви[ред.ред. код]

Якщо хімічний елемент проявляє сталу валентність і з киснем утворює тільки один оксид, то його називають просто оксидом цього елементу. Наприклад, \mathrm{K_2O} — оксид калію, \mathrm{CaO} — оксид кальцію, \mathrm{Al_2O_3} — оксид алюмінію і т. д.

Якщо ж елемент проявляє змінну валентність і утворює по кілька оксидів, то в їх назвах до слова оксид додаються префікси з грецьких числівників, які показують кількість атомів оксигену, що припадають на один атом даного елементу. Наприклад, \mathrm{Cu_2O} — геміоксид (півоксид) міді, а \mathrm{CuO}— монооксид (однооксид) міді. Залізо частіше всього буває позитивно дво- і тривалентним і з киснем утворює: \mathrm{FeO}монооксид заліза і \mathrm{Fe_2O_3} — сесквіоксид (півтораоксид) заліза. Сірка з киснем утворює \mathrm{SO_2}— діоксид (двооксид) сірки і \mathrm{SO_3}триоксид сірки.

Азот утворює кілька оксидів, у тому числі \mathrm{N_2O} — оксид азоту (I) відомий як веселячий газ, \mathrm{NO}монооксид азоту, \mathrm{N_2O_3} — сесквіоксид азоту, \mathrm{NO_2}діоксид азоту і \mathrm{N_2O_5} — геміпентаоксид (півп'ятиоксид) азоту.

Хлор серед інших оксидів утворює \mathrm{Cl_2O_7} — гемігептаоксид хлору, а осмій\mathrm{OsO_4} тетраоксид осмію. Більше чотирьох атомів кисню, що припадають на один атом елементу, в нормальних оксидів не буває.

Також, оксиди з змінною валентністю елементів можуть записуватися з додаванням валентності елемента. Наприклад, \mathrm{CO_2} — оксид карбону (IV) або Карбон (IV) оксид.

Крім того, деякі оксиди мають ще й особливі назви. Наприклад, діоксид вуглецю \mathrm{CO_2} — називають вуглекислим газом, діоксид сірки, \mathrm{SO_2} — сірчистим газом, монооксид вуглецю \mathrm{CO} — чадним газом тощо. Більшість оксидів неметалів називають ангідридами відповідних кислот. Наприклад, триоксид сірки \mathrm{SO_3} називають сульфатним ангідридом (ангідридом сульфатної кислоти \mathrm{H_2SO_4}), геміпентоксид фосфору \mathrm{P_2O_5} — фосфатним ангідридом (ангідридом фосфатної кислоти \mathrm{H_3PO_4}) і т. д.

Формули вищих солетвірних оксидів і летких
водневих сполук хімічних елементів
залежно від номера групи[1]
Сполука I II III IV V VI VII VIII
Вищий солетвірний оксид E_2 O E O E_2 O_3 E O_2 E_2 O_5 E O_3 E_2 O_7 E O_4
Летка воднева сполука елементів головної підгрупи E H_4 E H_3 E H_2 E H

Властивості[ред.ред. код]

Оксиди металів являють собою кристалічні речовини. Оксиди неметалів — це, навпаки, переважно леткі речовини і гази.

Осно́вні оксиди[ред.ред. код]

Основні оксиди - це оксиди, яким відповідають основи. Основними оксидами є, наприклад, \mathrm{Na_2O, CaO, MgO, K_2O}. Декотрі оксиди легко взаємодіють з водою з утворенням відповідних основ:

\mathrm{CaO + H_2O\longrightarrow Ca(OH)_2}
\mathrm{K_2O + H_2O\longrightarrow 2KOH}

Багато оксидів, наприклад \mathrm{Fe_2O_3, CuO, Ag_2O} та ін. з водою не взаємодіють, однак вони нейтралізують кислоти і тому вважаються основними.

\mathrm{Fe_2O_3 + 6HCl\longrightarrow 2FeCl_3 + 3H_2O}
\mathrm{CuO + H_2SO_4\longrightarrow CuSO_4 + H_2O}

Характерною хімічною властивісттю основних оксидів є їхня взаємодія з кислотами, при цьому, як правило, утворюються сіль і вода

\mathrm{FeO + 2HCl\longrightarrow FeCl_2 + H_2O}

При взаємодії з кислотними і амфотерними оксидами утворюють солі, а між собою не взаємодіють. Наприклад:

\mathrm{CaO + CO_2\longrightarrow CaCO_3}
\mathrm{Na_2O + ZnO\longrightarrow Na_2ZnO_2}

В основних оксидах метали проявляють низьку валентність (Не більше 3 +). Більшість основних оксидів з водою безпосередньо не взаємодіють, за виключенням лужних та лужно-земельних металів. Всім основним оксидам віповідають гідроксиди, які проявлять основні властивості.

Кислотні оксиди[ред.ред. код]

До кислотних оксидів відносять такі оксиди, які взаємодіють з основними та амфотерними оксидами, а також з їх гідроксидами з утворенням солей. Наприклад:

\mathrm{P_2O_5 + 3CaO\longrightarrow Ca_3(PO_4)_2}
\mathrm{SO_3 + ZnO\longrightarrow ZnSO_4}
\mathrm{CO_2 + 2NaOH\longrightarrow Na_2CO_3 + H_2O}

Кислотні оксиди називають звичайно ангідридами (зневодненими кислотами), вказуючи цим, що їх можна одержати з кислот, віднімаючи від них елементи води. Кислотні оксиди утворюються неметалами та деякими металами, які проявляють змінну валентність. Ступінь окиснення металів у кислотних оксидах буває, від 4+ до 7+. Наприклад \mathrm{CrO_3} — хроматний ангідрид (ступінь окиснення хрому 6+ ), \mathrm{Mn_2O_7} — ангідрид марганцю (валентність марганцю 7+ ) і т. д.

Деякі кислотні оксиди взаємодіють з водою, утворюючи відповідні гідроксиди, тобто кислоти. Є кислотні оксиди, які не взаємодіють з водою. Наприклад, \mathrm{SiO_2} практично не розчинний у воді, однак він нейтралізує основи, тому є кислотним оксидом

\mathrm{2NaOH + SiO_2\longrightarrow Na_2SiO_3 + H_2O}

Гідроксиди, тобто кислоти, тих кислотних оксидів, що безпосередньо з водою не взаємодіють, одержують посереднім шляхом.

Амфотерні оксиди[ред.ред. код]

Амфотерними називають такі оксиди, які взаємодіють як з кислотами, так і з основами, утворюючи сіль і воду. При взаємодії з кислотами вони поводять себе як основні оксиди, а при взаємодії з основами — як кислотні.

\mathrm{ZnO + H_2SO_4\longrightarrow ZnSO_4 + H_2O}
\mathrm{Zn + 2NaOH\longrightarrow Na_2ZnO_2 + H_2O}

З водою амфотерні оксиди не взаємодіють. Амфотерні оксиди утворюються тільки металами з валентністю від 2+ до 4+. До амфотерних оксидів належать \mathrm{ZnO, SnO, PbO, Al_2O_3, SnO_2, PbO_2} і ін.

Отже, неметали утворюють тільки кислотні оксиди, а метали можуть утворювати основні, амфотерні і кислотні. Причому для металів із змінною валентністю існує така залежність: при низькому валентному стані металу (не вище 3+ ) він утворює основний оксид, при високому валентному стані (від 4+ до 7+ ) він утворює кислотний оксид, а при проміжному (звичайно від 2+ до 4+ ) він утворює амфотерний оксид. Основні, кислотні і амфотерні оксиди називають ще солетвірними, бо вони при взаємодії з кислотами або основами утворюють солі.

Індиферентні (несолетвірні) оксиди[ред.ред. код]

Індиферентними називають такі оксиди, які не взаємодіють ні з кислотами, ні з основами і солей не утворюють. Тому їх називають ще несолетвірними оксидами. Індиферентних оксидів небагато. До них належать монооксид вуглецю — \mathrm{CO}, геміоксид азоту — \mathrm{N_2O}, монооксид азоту — \mathrm{NO} і деякі інші.

Отримання[ред.ред. код]

Оксиди можна одержувати різними способами.

  • Безпосереднім сполученням елементів з киснем:
\mathrm{2Zn + O_2\longrightarrow 2ZnO}
\mathrm{4P + 5O_2\longrightarrow 2P_2O_5}
  • Окисленням різних сполук киснем:
\mathrm{CH_4 + 2O_2\longrightarrow CO_2 + H_2O}
\mathrm{H_2S + 3O_2\longrightarrow 2SO_2 + 2H_2O}
  • Розкладом гідроксидів при нагріванні:
\mathrm{Ca(OH)_2\longrightarrow CaO + H_2O}
\mathrm{2Fe(OH)_3\longrightarrow Fe_2O_3 + 3H_2O}
  • Розкладом солей кисневих кислот при нагріванні:
\mathrm{CaCO_3\longrightarrow CaO + CO_2}
\mathrm{Cu_2(OH)_2CO_3\longrightarrow CuO + CO_2 + H_2O}

Див. також[ред.ред. код]

Примітки[ред.ред. код]

  1. Хімія: Посібник для вступників до вищих анвчальних закладів /В. В. Сухан, Т. В. Табенська, А. Й. Капустян, В. Ф. Горлач. — 3-э вид. — К.: Либідь, 1996. — 448 с. ISBN 5-325-00832-3

Джерела[ред.ред. код]

  • Ф. А. Деркач «Хімія» Л. 1968
  • В. В. Григор'єва, В. М. Самійленко, А. М. Сич. Загальна хімія. Київ. "Вища школа" 1991. с. 140-145. ISBN 5-11-003667-5.