 |  | ||
Основные Амфотерные Кислотные
Несолеобразующие оксиды – это оксиды, которые не взаимодействуют ни с основаниями, ни с кислотами и поэтому не образуют солей. К ним относятся: N2O, NO, SiO, CO (CO с расплавами щелочей образует соли муравьиной кислоты – формиаты). Такие оксиды не имеют гидратов (водных соединений).
Солеобразующие оксиды – это оксиды, которые при взаимодействии с кислотами или основаниями (или с теми и другими) образуют соли. Таким оксидам в качестве гидратов соответствуют основания, кислоты или амфотерные гидроксиды.
ОСНОВНЫЕ ОКСИДЫ
Основные оксиды – это оксиды, которым в качестве гидратов (водных соединений) соответствуют основания, а при взаимодействии с кислотами они образуют соли. К ним относятся только оксиды металлов: Li2O, Na2O, K2O, Rb2O, Cs2O, Fr2O, MgO, CaO, SrO, BaO, RaO, Cu2O, Ag2O, In2O, PoO, Sc2O3, La2O3, TiO, HfO, CrO, MnO, FeO, CoO, NiO и др.
Физические свойства. Основные оксиды при обычных условияхтвердые кристаллические вещества преимущественно с ионной кристаллической решеткой. Имеют разную окраску. Оксиды щелочных и щелочноземельных металлов растворимы в воде.
Химические свойства.
1. Оксиды щелочных и щелочноземельных металлов взаимодействуют с водой с образованием щелочей:
Na2O + H2O = 2NaOH;
CaO + H2O = Ca(OH)2.
2. Взаимодействуют с кислотами с образованием соли и воды:
FeO + H2SO4 = FeSO4 + H2O;
3K2O + 2H3PO4 = 2K3PO4 + 3H2O.
3. Взаимодействуют с кислотными оксидами, образуя соль:
MgO + SO2 = MgSO3;
Sc2O3 + 3CO2 = Sc2(CO3)3.
4. Взаимодейстуют с амфотерными оксидами, образуя соль:
ZnO + Na2O = Na2ZnO2 (в расплаве);
ZnO + CaO = CaZnO2 (в расплаве).
КИСЛОТНЫЕ ОКСИДЫ
Кислотные оксиды – это оксиды, которым в качестве гидратов соответствуют кислоты, а при взаимодействии с основаниями они образуют соли. Кислотные оксиды делят на оксиды неметаллов и оксиды металлов.
Кислотные оксиды неметаллов и соответствующие им кислоты:
– Н2О
B2O3 → H3BO3 → НВО3
ортоборная метаборная
– Н2О
SiO2 → H4SiO4 → H2SiO3
ортокремниевая метакремниевая
CO2 → H2CO3
угольная
– Н2О
As2О5 → H3AsO4 → HAsO3
ортомышьяковая метамышьяковая
– Н2О
P2O3 → H3PO3 → НPO2
ортофосфористая метафосфористая
– Н2О
P2O5 → H3PO4 → HPO3
ортофосфорная метафосфорная
– Н2О
2H3PO4 → H4P2О7
дифосфорная (двуфосфорная, пирофосфорная)
N2O3 → HNO2
азотистая
N2O5 → HNO3
азотная
HNO3
NO2 азотная (NO2 – смешанный оксид, ангидрид двух кислот)
HNO2
азотистая
TeО2 → H2TeO3
теллуристая
– 2Н2О
TeO3 → H6TeO6 → H2TeO4
ортотеллуровая метателлуровая
SeO2 → H2SeO3
селенистая
SeO3 → H2SеО4
селеновая
SO2 → H2SO3
сернистая
SO3 → H2SO4
серная
Cl2O → HСlO
хлорноватистая
Cl2O3 → HClO2
хлористая
Cl2O5 → HClO3
хлорноватая
Cl2O7 → HClO4
хлорная
Для всех галогенов (кроме фтора) формы оксидов и кислот аналогичны таковым хлора. Фтор более электроотрицателен, чем кислород, поэтому образует с кислородом фториды O2F2, OF2, в которых атомы кислорода поляризуются положительно.
Кислотные оксиды металлов и соответствующие им кислоты:
– H2O
Au2O3 → H3AuO3 → HAuO2
ортозолотая метазолотая
– H2O
V2O5 → H3VO4 → HVO3
ортованадиевая метаванадиевая
CrO3 → H2CrO4
хромовая
– H2O
2H2CrO4 → H2Cr2O7
дихромовая
MnO3 → H2MnO4
марганцевая
Mn2O7 → НMnO4
марганцовая
Физические свойства. При обычных условиях кислотные оксиды обладают разнообразными свойствами: они могут быть газами (CO2, SO2, Cl2O), кристаллическими веществами с атомной кристаллической решеткой (SiO2, CrO3) или с молекулярной кристаллической решеткой
(P2O3, P2O5). Имеют разную окраску, температуры плавления и кипения изменяются в широком диапазоне. Большинство кислотных оксидов хорошо растворимы в воде. Труднорастворимым является оксид кремния (IV) SiO2, который является составной частью кварцевого песка.
Химические свойства.
1. Взаимодействуют с водой образуя соответствующие кислоты:
SO2 + H2O = H2SO3;
P2O5 + H2O = 2HPO3;
t
P2O5 + 3H2O = 2H 3PO4;
t
2H3PO4 = H4P2О7 + H2O.
2. Взаимодействуют со щелочами, образуя соль и воду:
SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O;
P2O5 + 3Ca(OH)2 = Ca3(PO4)2 + 3H2O.
3. Взаимодействуют с основными оксидами, образуя соль:
CrO3 + CaO = CaCrO4;
CO2 + Na2O = Na2CO3.
4. Взаимодействуют с амфотерными оксидами, образуя соль:
CO2 + ZnO = ZnCO3;
3SO3 + Al2O3 = Al2(SO4)3.
5. Взаимодействуют с солями, если в результате реакции выделяется газообразный оксид:
SiO2 + Na2CO3 = Na2SiO3 + CO2;
SO3 + Na2SO3 = Na2SO4 + SO2.
АМФОТЕРНЫЕ ОКСИДЫ
Амфотерные оксиды – это оксиды, которым в качестве гидратов соответствуют амфотерные гидроксиды. Они образуют соли при взаимодействии и с кислотами, и с основаниями. К ним относятся:
ВеО, Аl2O3, GeO, GeO2, SnO, SnO2, PbO, PbO2, Sb2O3, Sb2O5, Bi2O3, Bi2O5, ZnO, V2O3, Cr2O3, MnO2, Fe2O3 и др.
Физические свойства. Все амфотерные оксиды при обычных условиях твердые вещества, имеют разную окраску, нерастворимы в воде.
Химические свойства. Амфотерность доказывается взаимодействием с кислотами и кислотными оксидами (основные свойства), с основаниями и основными оксидами (кислотные свойства).
1. Взаимодействуют с кислотами, проявляя основные свойства:
Al2O3 + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2O
сульфат алюминия или
тетраоксосульфат (VI) алюминия.
2. Взаимодействуют с кислотными оксидами, проявляя основные свойства:
Al2O3 + 3CO2 = Al2(CO3)3
карбонат алюминия или
триоксокарбонат (IV) алюминия.
3. Взаимодействуют с расплавами и растворами щелочей, проявляя кислотные свойства:
Al2O3 + 6NaOH = 2Na3AlO3 + 3H2O (в расплаве)
ортоалюминат натрия или
триоксоалюминат натрия;
Al2O3 + 2NaOH = 2NaAlO2 + H2O (в расплаве)
метаалюминат натрия или
диоксоалюминат натрия;
Al2O3 + 6NaOH + 3H2O = 2Na3[Al(OH)6] (в растворе)
гексагидроксоалюминат натрия;
Al2O3 + 2NaOH + 3H2O = 2Na[Al(OH)4] (в растворе)
тетрагидроксоалюминат натрия.
4. Взаимодействуют с основными оксидами, проявляя кислотные свойства:
Al2O3 + 3СаO = Са3(AlO3)2
ортоалюминат кальция или триоксоалюминат кальция;
Al2O3 + СаО =Са(AlO2)2
метаалюминат кальция или
диоксоалюминат кальция.
ПОЛУЧЕНИЕ ОКСИДОВ
1. Взаимодействие простых веществ металлов и неметаллов с кислородом:
2Mg + O2 = 2MgO;
S + O2 = SO2.
2. Разложение некоторых кислородсодержащих кислот (оксикислот):
t
2H3BO3 = B2O3 + 3H2O;
t
H2SO3 = SO2 + H2O.
3. Разложение нерастворимых оснований:
t
Cu(OH)2 = CuO + H2O;
t
Fe(OH)2 = FeO + H2O.
4. Разложение некоторых солей:
t
CaCO3 = CaO + CO2;
t
CuSO4 = CuO + SO3.
Существуют бинарные соединения атомов элементов с атомами кислорода, которые по своим свойствам не относятся к классу оксидов. Это пероксиды, надпероксиды и озониды. Характерной особенностью строения пероксидов и надпероксидов является наличие в их структуре двух связанных между собой атомов кислорода (кислородный мостик) –О–О–. Например, Н2О2 – пероксид водорода, Na2O2 – пероксид натрия, CaO2 – пероксид кальция, KO2 – надпероксид калия.
