Графическое изображение формул оксидов
Для того чтобы изобразить графическую формулу оксида, необходимо помнить, что:
1. Кислород в оксидах проявляет постоянную степень окисления - 2, а элементы, образующие оксиды, имеют положительные степени окисления от +1 до +8.
2. Если в молекулу оксида входит не один, а несколько атомов элемента, то они будут соединяться в молекулу через атом кислорода.
3. Каждая черточка в графическом изображении символизирует единицу связи.
 |
Например:
 |
1.1.4. Физические свойства оксидов.
По агрегатному состоянию оксиды бывают газообразными (например, СО2, SO2), жидкими (например, N2O4, Cl2O7, Mn2O7) и твердыми (все основные и амфотерные оксиды, а также ряд кислотных оксидов, например, Р2О5, SiO2).
Химические свойства оксидов.
1. Основные оксиды взаимодействуют:
а) с кислотами. Продуктами этих реакций будут соль и вода.
Например:
FеО + Н2SO4 = FеSO4 + Н2О
СuO + 2НNО3 = Сu(NО3)2 + Н2О
б) с кислотными оксидами. При этом образуются соли.
Например:
СаО + СО2 = СаСО3
MgО + SiO2 
MgSiO3
в) самфотерными оксидами.Продуктом реакции являются соответствующие соли.
Na2O + ZnO Na2ZnO2
K2O + Al2O3 2KAlO2
2. Кислотные оксиды взаимодействуют:
а)с основаниями. Продуктами реакции будут соль и вода.
Например:
В2O3 + 2NaOН = 2NaВО2 + Н2О
SO2 + 2NaОН = Na2SO3 + H2O
СО2 + Са(ОН)2 = СаСО3 + Н2О
б) с основными оксидами.При этом образуются соответствующие соли.
SO2 + CaО = CaSO3
SiO2 + BaO = BaSiO3
в) с амфотерными оксидами. Продуктом реакции является соль.
P2O5 + Al2O3 2AlPO4
3. Амфотерные оксиды взаимодействуют:
a) со щелочами, образуя при сплавлении соответствующую соль и воду.
Например:
А12O3 + 2NaOНтв 2NaА1O2 + Н2О
ZnO + 2КОНтв К2ZnО2 + Н2О
В этом случае амфотерные оксидыведут себя как кислотные.
б) с кислотами, образуя и соль и воду.
Например:
РbО + 2НNО3 = Рb(NO3)2 + Н2О
ZnO + Н2SО4 = ZnSO4 + Н2О
В этом случае амфотерные оксиды ведут себя как основные оксиды.
в) с основными оксидами, образуя соли.
Cr2O3 + Na2O 2NaCrO2
Fe2O3 + K2O 2KFeO2.
В данном случае амфотерные оксиды ведут себя как кислотные оксиды.
г) с кислотными оксидами,образуя соли.
ZnO + SO3 = ZnSO4
А12O3 + 3SiO2 Al2(SiO3)3
В данном случае амфотерные оксиды ведут себя как основные оксиды.
4. Некоторые оксиды способны взаимодействовать с водой.
а) Оксиды щелочных и щелочноземельных металлов растворяются в воде, образуя щелочи (растворимые в воде основания).
Например:
Na2O + H2O = 2NaOH
ВаО + Н2О = Ва(ОН)2
б) Большинство кислотных оксидов растворимы в воде, при этом образуется соответствующие кислоты:
Например:
SO2 + H2O = H2SO3
СО2 + Н2О = Н2СО3
в) Амфотерные оксиды с водой не взаимодействуют.
Способы получения оксидов
1. Окисление простых веществ кислородом (сжигание простых веществ):
2Mg + O2 = 2МgО
4Р + 5O2 = 2Р2О5.
Метод не применим для получения оксидов щелочных металлов, т.к. при окислении щелочные металлы обычно дают не оксиды, а пероксиды (Na2O2, K2O2).
Не окисляются кислородом воздуха благородные металлы, напрмер, Аu, Аg, Рt.
2. Окисление сложных веществ (солей некоторых кислот и водородных соединений неметаллов):
2ZnS + 3O2 = 2ZnO + 2SO2
2Н2S + 3O2 = 2SO2 + 2Н2О
3. Разложение при нагревании гидроксидов (оснований и кислородсодержащих кислот):
Сu(ОН)2 СuО + Н2О
H2SO3 SO2 + H2O
Нельзя пользоваться этим методом для получения оксидов щелочных металлов, так как разложение щелочей происходит при слишком высоких температурах.
4. Разложение некоторых солей кислородсодержащих кислот:
СаСО3 СаО + СО2
2Рb(NO3)2 2РbО + 4NO2 + O2
Следует иметь в виду, что соли щелочных металлов не разлагаются при нагревании с образованием оксидов.
1.1.7. Области применения оксидов.
Ряд природных минералов представляют собой оксиды (см. табл.7) и используются как рудное сырье для получения соответствующих металлов.
Например:
Боксит А12O3 · nH2O.
Гематит Fe2O3.
Магнетит FеО · Fe2O3.
Касситерит SnO2.
Пиролюзит МnO2.
Рутил ТiО2.
Минерал корунд (А12O3) обладающий большой твердостью, используют как абразивный материал. Его прозрачные, окрашенные в красный и синий цвет кристаллы представляют собой драгоценные камни - рубин и сапфир.
Негашеная известь (CaO), получаемая обжигом известняка (СаСО3), находит широкое применение в строительстве, сельском хозяйстве и как реагент для буровых растворов.
Оксиды железа (Fе2О3, Fе3О4) используются при бурении нефтяных и газовых скважин в качестве утяжелителей и реагентов-нейтрализаторов сероводорода.
Оксид кремния (IV) (SiO2) в виде кварцевого песка широко используется для производства стекла, цемента и эмалей, для пескоструйной обработки поверхности металлов, для гидропескоструйной перфорации и при гидроразрыве в нефтяных и газовых скважинах. В виде мельчайших сферических частиц (аэрозоля) находит применение в качестве эффективного пеногасителя буровых растворов и наполнителя при производстве резинотехнических изделий (белая резина).
Ряд оксидов (А12O3,Cr2O3, V2O5, СuО, NО) используются в качестве катализаторов в современных химических производствах.
Являющийся одним из главных продуктов сгорания угля, нефти и нефтепродуктов углекислый газ (СО2) при закачке в продуктивные пласты способствует повышению их нефтеотдачи. Используется СО2 также для заполнения огнетушителей и газирования напитков.
Образующиеся при нарушении режимов сгорания топлива (NO, СО) или при сгорании сернистого топлива (SO2) оксиды являются продуктами загрязняющими атмосферу. Современное производство, а также транспорт предусматривают строгий контроль за содержанием таких оксидов и их нейтрализацию,
Оксиды азота (NO, NO2) и серы (SO2, SO3) являются промежуточными продуктами в крупнотоннажных производствах азотной (НNO3) и серной (Н2SО4) кислот.
Оксиды хрома (Сг2O3) и свинца (2РbО · РbО2 - сурик) используются для производства антикоррозионных красочных составов.
Вопросы для самоконтроля по теме оксиды
1. На какие основные классы подразделяются все неорганические соединения?
2. Что такое оксиды?
3. Какие типы оксидов Вам известны?
4. Какие оксиды относятся к несолеобразующим (безразличным)?
5. Дайте определения: а) основной оксид, б) кислотный оксид,
в) амфотерный оксид.
6. Какие элементы образуют основные оксиды?
7. Какие элементы образуют кислотные оксиды?
8. Напишите формулы некоторых амфотерных оксидов.
9. Как составляются названия оксидов оксиды?
10. Назовите следующие оксиды: Cu2O, FeO, Al2O3 , Mn2O7, SO2.
11. Изобразите формулы следующих оксидов графически: а) оксид натрия, б) оксид кальция, в) оксид алюминия, г) оксид серы (1V), д) оксид марганца (VII) . Укажите их характер.
12. Напишите формулы высших оксидов элементов II и III периодов. Назовите их. Как изменяется химический характер оксидов II и III периодов?
13. Каковы химические свойства а) основных оксидов, б) кислотных оксидов, г) амфотерных оксидов?
14. Какие оксиды реагируют с водой? Приведите примеры.
15. Докажите амфотерность следующих оксидов: а) оксид бериллия, б) оксид цинка, в) оксид олова (IV).
16. Какие способы получения оксидов Вам известны?
17. Напишите уравнения реакций получения всеми известными Вам способами следующих оксидов: а) оксид цинка, б) оксид меди (II), в) оксид кремния (1V).
18. Назовите некоторые из областей применения оксидов.
1.2. Основания
 |
Оcнованиями называются химические вещества, распадающиеся (диссоциирующие) в водном растворе (или в расплаве) на положительно заряженные ионы металла и отрицательно заряженные ионы гидроксила(определение Аррениуса):
гидроксид натрия катион натрия гидроксид-ион
Основаниями являются сложные вещества, образующиеся при гидратации основных оксидов.
Например:
Na2O + H2O = NaOH – гидроксид натрия
BaO + H2O = Ва(ОН)2 – гидроксид бария
Классификация оснований
По растворимости в воде все основания можно подразделить на растворимые в воде и нерастворимые.
Основания, растворимые в воде, называются щелочами (см. таблицу растворимости). Большинство оснований в воде нерастворимы.
Рис.4 Схема классификации оснований
Основания различаются по кислотности. Они бывают одно- и многокислотными.
Кислотность оснований определяется количеством гидроксильных групп, которые могут быть замещены на кислотные остатки.
Однокислотные основания образуются от одновалентных металлов, а многокислотные основания от поливалентных металлов.
Например:
LiОН – однокислотное основание,
Са(ОН)2 – двухкислотное основание,
A1(ОН)3 – трехкислотное основание и т.д.