Что относят к оксидам
Классификация неорганических веществ
Среди простых веществ выделяют металлы и неметаллы. Среди сложных: оксиды, основания, кислоты и соли. Классификация неорганических веществ построена следующим образом:
Большинство химических свойств мы изучим по мере продвижения по периодической таблице Д.И. Менделеева. В этой статье мне хотелось бы подчеркнуть ряд принципиальных деталей, которые помогут в дальнейшем при изучении химии.
Оксиды
Все оксиды подразделяются на солеобразующие и несолеобразующие. Солеобразующие имеют соответствующие им основания и кислоты (в той же степени окисления (СО)!) и охотно вступают в реакции солеобразования. К ним относятся, например:
Солеобразующие оксиды, в свою очередь, делятся на основные, амфотерные и кислотные.
Основным оксидам соответствуют основания в той же СО. В химических реакциях основные оксиды проявляют основные свойства, образуются исключительно металлами. Примеры: Li2O, Na2O, K2O, Rb2O CaO, FeO, CrO, MnO.
Основные оксиды взаимодействуют с водой с образованием соответствующего основания (реакцию идет, если основание растворимо) и с кислотными оксидами и кислотами с образованием солей. Между собой основные оксиды не взаимодействуют.
Li2O + H2O → LiOH (основный оксид + вода → основание)
Здесь не происходит окисления/восстановления, поэтому сохраняйте исходные степени окисления атомов.
Эти оксиды действительно имеют двойственный характер: они проявляют как кислотные, так и основные свойства. Примеры: BeO, ZnO, Al2O3, Fe2O3, Cr2O3, MnO2, PbO, PbO2, Ga2O3.
С водой они не взаимодействуют, так как продукт реакции, основание, получается нерастворимым. Амфотерные оксиды реагируют как с кислотами и кислотными оксидами, так и с основаниями и основными оксидами.
ZnO + KOH + H2O → K2[Zn(OH)4] (амф. оксид + основание = комплексная соль)
ZnO + N2O5 → Zn(NO3)2 (амф. оксид + кисл. оксид = соль; СО азота сохраняется в ходе реакции)
Fe2O3 + HCl → FeCl3 + H2O (амф. оксид + кислота = соль + вода; обратите внимание на то, что СО Fe = +3 не меняется в ходе реакции)
Проявляют в ходе химических реакций кислотные свойства. Образованы металлами и неметаллами, чаще всего в высокой СО. Примеры: SO2, SO3, P2O5, N2O3, NO2, N2O5, SiO2, MnO3, Mn2O7.
Кислотные оксиды вступают в реакцию с основными и амфотерными, реагируют с основаниями. Реакции между кислотными оксидами не характерны.
SO2 + Na2O → Na2SO3 (кисл. оксид + осн. оксид = соль; сохраняем СО S = +4)
SO3 + Li2O → Li2SO4 (кисл. оксид + осн. оксид = соль; сохраняем СО S = +6)
P2O5 + NaOH → Na3PO4 + H2O (кисл. оксид + основание = соль + вода)
Реакции несолеобразующих оксидов с основаниями, кислотами и солеобразующими оксидов редки и не приводят к образованию солей. Некоторые из несолеобразующих оксидов используют в качестве восстановителей:
FeO + CO → Fe + CO2 (восстановление железа из его оксида)
Основания
Основания классифицируются по количеству гидроксид-ионов в молекуле на одно-, двух- и трехкислотные.
Так же, как и оксиды, основания различаются по свойствам. Все основания хорошо реагируют с кислотами, даже нерастворимые основания способны растворяться в кислотах. Также нерастворимые основания при нагревании легко разлагаются на воду и соответствующий оксид.
Mg(OH)2 → (t) MgO + H2O (при нагревании нерастворимые основания легко разлагаются)
Если в ходе реакции основания с солью выделяется газ, выпадает осадок или образуется слабый электролит (вода), то такая реакция идет. Нерастворимые основания с солями почти не реагируют.
Ba(OH)2 + NH4Cl → BaCl2 + NH3 + H2O (в ходе реакции образуется нестойкое основание NH4OH, которое распадается на NH3 и H2O)
KOH + BaCl2 ↛ реакция не идет, так как в продуктах нет газа/осадка/слабого электролита (воды)
В растворах щелочей pH > 7, поэтому лакмус окрашивает их в синий цвет.
Al(OH)3 + HCl → AlCl3 + H2O (амф. гидроксид + кислота = соль + вода)
Al(OH)3 + KOH → K[Al(OH)4] (амф. гидроксид + основание = комплексная соль)
При нагревании до высоких температур комплексные соли не образуются.
Кислоты
Кислоты отлично реагируют с основными оксидами, основаниями, растворяя даже те, которые выпали в осадок (реакция нейтрализации). Также кислоты способны вступать в реакцию с теми металлами, которые стоят в ряду напряжений до водорода (то есть способны вытеснить его из кислоты).
Zn + HCl → ZnCl2 + H2↑ (реакция идет, так как цинк стоил в ряду активности левее водорода и способен вытеснить его из кислоты)
Cu + HCl ↛ (реакция не идет, так как медь расположена в ряду активности правее водорода, менее активна и не способна вытеснить его из кислоты)
Все кислоты подразделяются на сильные и слабые. Напомню, что мы составили подробную таблицу сильных и слабых кислот (и оснований!) в теме гидролиз. В реакции из сильной кислоты (соляной) можно получить более слабую, например, сероводородную или угольную кислоту.
В завершении подтемы кислот предлагаю вам вспомнить названия основных кислот и их кислотных остатков.
Блиц-опрос по теме Классификация неорганических веществ
Таблица оксидов
Таблица оксидов.
Оксиды: основные оксиды, кислотные оксиды, амфотерные оксиды:
Оксид (именуемые также окисел, окись) – это бинарное соединение химического элемента с кислородом в степени окисления −2, в котором сам кислород связан только с менее электроотрицательным элементом.
Химический элемент кислород по электроотрицательности находится на втором месте после фтора, поэтому к оксидам относятся почти все соединения химических элементов с кислородом. Исключение составляет, например, дифторид кислорода OF2.
В зависимости от химических свойств различают:
— несолеобразующие оксиды: оксид углерода (II) СО, оксид азота (I) N2O, оксид азота (II) NO, оксид кремния (II) SiO и оксид серы (II) SO.
В зависимости от количества атомов элементов в оксиде, кроме кислорода различают:
— простые, включающие в молекулу атомы одного элемента, кроме кислорода, и находящихся в в одной степени окисления. Например, оксид лития Li2O.
— сложные оксиды, включающие в молекулу атомы двух и более элементов, кроме кислорода. Например, оксид лития-кобальта (III) Li2O·Co2O3;
— двойные оксиды, в которые атомы одного и того же элемента входят в двух или более степенях окисления. Например, оксид марганца (II, IV) Mn5O8. Во многих случаях такие оксиды могут рассматриваться как соли кислородсодержащих кислот.
Таблица оксидов:
CO2 (оксид углерода (IV), диоксид углерода, углекислый газ),
C6O6 (диангидрид этилентетракарбоновой кислоты)
C12O12 (гексагидроксибензол трисоксалат),
и др.
NO (оксид азота (II), мон(о)оксид азота, окись азота, нитрозил-радикал),
N2O3 (оксид азота (III), азотистый ангидрид, сесквиоксид азота),
NO2 (диоксид азота, оксид азота (IV), двуокись азота),
N2O5 (оксид азота (V), пентаоксид азота, пентаоксид диазота, нитрат нитрила, нитрат нитрония, азотный ангидрид),
N2O4 (димер диоксида азота, тетраоксид диазота, азотный тетраоксид),
и др.
SiO2 (оксид кремния (IV), диоксид кремния, кремнезём)
P2O3 или P4O6 (оксид фосфора (III), фосфористый ангидрид, гексаоксид тетрафосфора),
P2O5 или P4O10 (оксид фосфора (V), пентаоксид фосфора, фосфористый ангидрид, гексаоксид тетрафосфора)
SO2 (оксид серы (IV), диоксид серы, двуокись серы, сернистый газ, сернистый ангидрид),
SO3 (оксид серы (VI), трёхокись серы, серный газ, ангидрид серной кислоты)
ClO2 (диоксид хлора, оксид хлора (IV), двуокись хлора),
ClOClO3 ( перхлорат хлора ),
Cl2O6 (дихлоргексаоксид, оксид хлора (V, VII), перхлорат хлорила),
Cl2O7 (оксид хлора (VII), дихлорогептаоксид, хлорный ангидрид),
и др.
Ti2O3 (оксид титана(III), трёхокись титана),
TiO2 (оксид титана (IV), диоксид титана, двуокись титана, титановые белила)
V2O3 (оксид ванадия (III), трехокись ванадия),
VO2 (оксид ванадия (IV), диоксид ванадия, двуокись ванадия),
V2O5 (оксид ванадия (V), пентаоксид диванадия)
Cr2O3 (оксид хрoма (III), сесквиоксид хрома, хромовая зелень, эсколаит),
CrO2 (оксид хрома (IV), диоксид хрома, двуокись хрома),
CrO3 (оксид хрома (VI), триоксид хрома, трёхокись хрома, хромовый ангидрид)
Mn3O4 (оксид марганца (II,III), окисел марганца),
Mn5O8 (оксид марганца (II,IV), окисел марганца),
Mn2O3 (оксид марганца (III), окисел марганца),
MnO2 (оксид марганца (IV), диоксид марганца),
MnO3 (оксид марганца (VI), окисел марганца),
Mn2O7 (оксид марганца (VII))
Fe2O3 (оксид железа (III), окись железа, колькотар, крокус, железный сурик, гематит),
Fe3O4 (оксид железа (II,III), закись-окись железа, железная окалина, магнетит, магнитный железняк),
и др.
Co3O4 (оксид кобальта (II,III), окись кобальта),
Co2O3 (оксид кобальта (III), окись кобальта),
CoO2•H2O (оксид кобальта (IV), гидрат оксида кобальта)
Ni2O3 (оксид никеля (III), окисел никеля; сесквиоксид никеля)
CuO (оксид меди (II), окись меди),
Cu2O3 (оксид меди (III), триоксид димеди)
Ga2O3 (оксид галлия (III))
GeO2 (оксид германия (IV), диоксид германия, двуокись германия)
As2O5 (оксид мышьяка (V), пентоксид мышьяка)
SeO3 (оксид селена (VI), триоксид селена, селеновый ангидрид)
Nb2O3 (оксид ниобия (III), окись ниобия),
NbO2 (оксид ниобия (IV), окись ниобия),
Nb2O5 (оксид ниобия (V), окись ниобия)
MoO2 (оксид молибдена (IV), окись молибдена),
Mo2O5 (оксид молибдена (V), окись молибдена),
MoO3 (оксид молибдена (VI), триоксид молибдена, триоксомолибден, молибдит)
Tc2O7 (оксид технеция (VII), окись технеция (VII))
RuO2 (оксид рутения(IV), окись рутения (IV)),
RuO4 (оксид рутения(VIII), тетраоксид рутения)
Rh2O3 (оксид родия (III), сесквиоксид родия),