ПОСІБНИК З ХІМІЇ ДЛЯ ВСТУПНИКІВ ДО ВИЩИХ НАВЧАЛЬНИХ ЗАКЛАДІВ
Частина І. ЗАГАЛЬНА ХІМІЯ
Розділ 6. НАЙВАЖЛИВІШІ КЛАСИ НЕОРГАНІЧНИХ СПОЛУК
§ 6.1. Оксиди
Класифікація речовин полегшує їх вивчення. Знаючи особливості класів сполук, можна схарактеризувати властивості окремих їх представників. Найважливішими класами неорганічних сполук є оксиди, кислоти, основи, солі.
Оксидами називаються складні речовини, до яких входять два елементи, один з яких оксиген.
Майже всі хімічні елементи утворюють оксиди. І досі ще не добуто оксиди
Назви оксидів. Згідно з міжнародною номенклатурою1 назви оксидів утворюють з латинського кореня назви елемента з більшою відносною електронегативністю із закінченням – ид і української назви елемента з меншою відносною електронегативністю (див. табл. 2.2) у родовому відмінку. Якщо ж елемент утворює кілька оксидів, то в їх назвах зазначається ступінь окиснення елемента римською цифрою в дужках відразу після назви. Наприклад, Н2О – оксид гідрогену (вода), FeO – оксид феруму(ІІ), Fe2O3 – оксид феруму(ІІІ), Р2О3 – оксид фосфору(ІІІ), Р2О5
1 Нині за основу прийнято номенклатуру, розроблену Міжнародною спілкою теоретичної і прикладної хімії (ІЮПАК) й адаптовану до традицій української мови. Детальніше див.: Термінологічний посібник з хімії/М. Ю. Корнілов, О. І. Білодід, О. А. Голуб. – К.: ІЗМН, 1996.- 256 с.
Особливу групу кисневих сполук елементів становлять пероксиди. Звичайно їх розглядають як солі пероксиду гідрогену Н2О2, що виявляє слабкі кислотні властивості. У пероксидів атоми оксигену хімічно зв’язані не тільки з атомами інших елементів, а й між собою (утворюють пероксидну групу – O-O-). Наприклад, пероксид натрію Na2O2 (пероксо – – назва групи – О-О-). Потрібно вміти правильно визначати ступінь окиснення елементів у пероксидах. Так, у пероксиді барію ВаО2 ступінь окиснення барію дорівнює +2, а оксигену – -1.
За хімічними властивостями оксиди поділяються на три групи: основні, кислотні й амфотерні.
Основні оксиди. Основними називаються такі оксиди, яким відповідають основи. Наприклад, Na2O, CaO, FeO, NiO є основними оксидами, оскільки їм відповідають основи NaOH, Са(OН)2, Fe(OH)2, Ni(OH)2. Деякі основні оксиди під час взаємодії з водою утворюють основи. Наприклад:
Na2O + Н2O = 2NaOH; СаО + Н2O = Са (OН)2.
Інші основні оксиди безпосередньо із водою не взаємодіють, а відповідні їм основи утворюються із солей. Наприклад:
NiSO4 + 2NaOH = Ni (OН)2 + Na2SO4.
Основні оксиди утворюються тільки металами.
Кислотні оксиди. Кислотними оксидами називаються такі оксиди, яким відповідають кислоти. Наприклад, СО2, Р2О5, SO2, SO3 – кислотні оксиди, оскільки їм відповідають кислоти Н2СО3, Н3РО4, H2SO3, H2SO4. Більшість кислотних оксидів утворюють кислоти під час взаємодії з водою, наприклад:
СО2 + Н2О = Н2СО3; SO3 + Н2О = H2SO4.
Деякі кислотні оксиди з водою не взаємодіють. Однак самі вони можуть бути добуті з відповідної кислоти. Наприклад:
Н2SіО3 = SiO2 + Н2О.
Кислотні оксиди утворюються неметалами і деякими металами, що виявляють високі ступені окиснення (наприклад, оксиду Мn2О7 відповідає манганатна кислота НМnO4).
Амфотерні оксиди. Амфотерними називаються такі оксиди, які залежно від умов виявляють основні або кислотні властивості, тобто мають подвійні властивості. До них належать деякі оксиди металів: ZnO, Аl2О3, Сr2О3 та ін.
Амфотерні оксиди з водою безпосередньо не сполучаються, але вони реагують і з кислотами, і з основами. Наприклад:
ZnO + 2НСl = ZnCl2 + Н2О;
ZnO + 2NaOH + H2O = Na2 .
Під час сплавляння Аl2О3 з лугами або карбонатами лужних металів утворюються метаалюмінати (безводні алюмінати):
Аl2О3 + 2NaOH = 2NaAlO2 + Н2O;
Аl2О3 + NaСО3 = 2NaAlO2 + СО2.
Зручно розглядати властивості оксидів, користуючись періодичною системою елементів Д. І. Менделєєва. Так, властивості оксидів елементів III періоду Na2O, MgO, Аl2О3, SiO2, Р2О5, SO3, Сl2О7 закономірно змінюються відповідно до будови їх атомів (див. § 2.6) від основних (Na2O, MgO) через амфотерні (Аl2О3) до кислотних (SiO2, Р2О5, SO3, Сl2О7). Такий перехід справедливий для оксидів елементів усіх періодів, крім І і VII.
Основні, кислотні й амфотерні оксиди є солетворними, тобто здатні утворювати солі (під час взаємодії з кислотами або основами). Є невелика група оксидів, які не виявляють ні кислотних, ні основних властивостей і не утворюють солей. Такі оксиди називаються байдужими, або індиферентними. До них, наприклад, належать оксид карбону(ІІ) СО, оксид нітрогену(I) N2O, оксид нітрогену(ІІ) NO і оксид силіцію(ІІ) SiO.
Добування оксидів. Способи добування оксидів різноманітні. Основними є три способи.
1. Безпосереднє сполучення простої речовини з киснем (за різних умов). Наприклад:
С + О2 = СО2; 4К + O2 = 2К2О.
2. Горіння складних речовин. Наприклад:
СН4 + 2O2 = СO2 + 2Н2О.
3. Розклад під час нагрівання кисневмісних сполук: карбонатів, нітратів, гідроксидів. Наприклад:
СаСО3 = СаО + СО2;
2Cu (NO3)2 = 2CuO + 4NO2 + O2;
2Fe (OН)3 = Fe2O3 + ЗН2О.
Різноманітні фізичні властивості оксидів. Одні з них є газуватими речовинами (СО2, SO2, NO тощо), інші – рідинами (N2O3, N2O4, Сr2О7 тощо), ще інші – твердими речовинами (всі основні й амфотерні оксиди, деякі кислотні оксиди – Р2О5, SiO2 тощо).
Хімічні властивості. Найважливіші хімічні властивості оксидів зумовлюються їх відношенням до кислот і основ.
1. Основні оксиди взаємодіють з кислотами, утворюючи сіль і воду. Наприклад:
FeO + H2SO4 = FeSO4 + Н2О.
2. Кислотні оксиди взаємодіють з основами, утворюючи також сіль і воду. Наприклад:
SO3 + 2NaOH = Na2SO4 + Н2О.
3. Взаємодія основних і кислотних оксидів приводить до утворення солей. Наприклад:
СаО + СО2 = СаСО3.
(2 votes, average: 2,50 out of 5)