Здравствуйте дорогие подписчики и гости моего канала!
В самом начале школьного курса химии, наши представления о классификации неорганических веществ можно изобразить в виде следующей схемы:
Со временем, конечно, эта схема будет усложняться. Но не будем забегать вперед. Сегодня мы познакомимся с таким базовым классом сложных неорганических веществ, как оксиды.
Что же такое оксиды?
Оксиды - это сложные неорганические вещества, состоящие из двух химических элементов, один из которых кислород в степени окисления 2-.
Общая формула оксидов:
Цифровые значения X и Y при этом зависят от элемента с которым связан кислород.
Уточню сразу, бывают такие случаи, что вещества состоят из двух химических элементов, один из которых кислород, но при этом они не являются оксидами. Это исключительные случаи, которые необходимо запомнить.
Во первых к таким веществам относится OF2. Отличие от оксидов думаю здесь сразу бросается в глаза. Кислород в формуле находится на первом месте, а у оксидов традиционно он ставится вторым. В данном соединение кислород образует связи с более электроотрицательным фтором, поэтому окисляется он сам и принимает нетрадиционную для себя степень окисления 2+. А называется данное соединение фторид кислорода.
Фторид кислорода — это бинарное неорганическое соединение кислорода и фтора. При нормальных условиях представляет собой бесцветный ядовитый газ, конденсирующийся при охлаждении в светло-жёлтую жидкость. Фторид кислорода имеет раздражающий запах, несколько отличающийся от запаха фтора. Это соединение можно сравнительно безопасно смешивать с многими углеводородами, водородом, моноокисью углерода и прочими веществами, что чрезвычайно важно в практическом плане использования фторида кислорода в качестве высокоэффективного окислителя ракетного топлива. Так как фторид кислорода не взрывается при смешивании с горючими материалами и при нагревании то его применение вполне безопасно.
Второе исключение, это пероксиды.
Пероксиды — это сложные химические соединения, в которых атомы кислорода соединены друг с другом, при помощи кислородного мостика. При этом в пероксидах кислород имеет степень окисления −1, т.к. между кислородами реализуется ковалентная неполярная связь.
Самый популярный пример пероксида - это продающаяся в каждой аптеки перекись водорода или пероксид водорода (Н2О2).
Перекись водорода применяется для обработки ран в медицине, так как обладает выраженным антисептическим эффектом. В косметологии для обесцвечивания волос. В быту как пятновыводитель (особенно полезный при выведение пятен крови или перманганата калия с одежды). В бумажной промышленности в качестве отбеливателя. А так же во многих химических реакциях, в качестве сильного окислителя.
Так же в школьном курсе химии мы часто встречаемся с пероксидами щелочных и щелочноземельных металлов (Na2O2, K2O2, BaO2 и т.д.)
Пероксид натрия применяют для отбеливания тканей, шерсти, древесной и вискозной массы, соломы. Для получения кислорода и поглощения углекислого газа в противогазах:
2CO2 + 2Na2O2 = 2Na2CO3 + O2
Пероксид калия так же используется в качестве отбеливателя например при производстве бумаги и текстиля. А так же может быть использован для регенерации воздуха например на подводных лодках (схема таже что и в противогазах):
2CO2 + 2К2O2 = 2К2CO3 + O2
Пероксид бария может быть использован как компонент в пиротехнических составах, а так же для получения кислорода, озона или перекиси водорода в лаборатории.
Однако, вернемся к оксидам.
Названия оксидов состоят из слов "оксид" + "название элемента" + "указание валентности элемента, если она переменная", например:
Na2O - оксид натрия.
FeO - оксид железа (II).
Fe2O3 - оксид железа (III).
Так же для некоторых оксидов весьма часто применяются их тривиальные названия которые нужно знать:
H2O - вода.
CO2 - углекислый газ.
CO - угарный газ.
N2O - веселящий газ.
NO2 - бурый газ, лисий хвост.
MgO - жженая магнезия.
Al2O3 - глинозем.
SiO2 - речной песок, кремнезем, кварц.
SO2 - сернистый газ.
SO3 - серный газ.
CaO - негашеная известь.
TiO2 - титановые белила.
Cr2O3 - хромовая зелень.
ZnO - цинковые белила.
Fe2O3 - красный железняк.
Fe3O4 - железная окалина.
Кстати Fe3O4 (FeO*Fe2O3) - это формула обычной ржавчина. Однако из-за постоянного влияния кислорода воздуха и атмосферной влаги это соединение может переходить в Fe2O3*nH2O. Поэтому, а так же по причине рыжевато-бурого цвета, некоторые авторы утверждают, что ржавчина - это ни что инное, как Fe2O3.
Вообще, оксиды являются широко распространенным классом соединений в природе. Они содержатся в каждой из трех оболочек нашей планеты — в атмосфере, гидросфере, литосфере. Это связано с тем, что кислород занимает первое место по распространенности на нашей земле и обладает очень высокой окислительной способностью.
Классифицировать оксиды можно следующим образом.
Несолеобразующие оксиды — это оксиды, которые не взаимодействуют со щелочами и кислотами и не вступают в реакции солеобразования.
Их также называют безразличными или индифферентными. Таких оксидов немного. К ним относятся оксид углерода(II) CO, оксид азота(I) N2O, оксид азота(II) NO, оксид кремния(II) SiO и некоторые другие.
Солеобразующие оксиды — это оксиды, которые при химических реакциях с кислотами и основаниями образуют соль и воду.
Солеобразующие оксиды делятся на:
Основные оксиды - это оксиды соответствующие основаниям.
Кислотные оксиды - это оксиды соответствующие кислородсодержащим кислотам.
Амфотерные оксиды - это оксиды, которые могут проявлять как кислотные, и как основные свойства.
Определить оксиды соответствующие основаниям очень просто, необходимо только определить заряд катиона в основание и написать формулу оксида с тем же зарядом элемента:
NaOH ----- Na2O
KOH ----- K2O
Ba(OH) 2 ----- BaO
Определить формулы оксидов соответствующих кислотам, так же просто. Считаем степень окисления центрального атома в кислоте и составляем оксид элемента в той же степени окисления:
H2SO4 ----- SO3
H2SO3 ----- SO2
HNO3 ----- N2O5
HNO2 ----- N2O3
H2CO3 ----- CO2
H2SiO3 ----- SiO2
H3PO4 ----- P2O5
H3AsO4 ----- As2O5
HClO ----- Cl2O
HClO2 ----- Cl2O3
HClO3 ----- Cl2O5
HClO4 ----- Cl2O7
H2CrO4 ----- CrO3
H2Cr2O7 ----- CrO3
Обратим внимание на последние два примера. Они показывают, что бывает и такое, что двум разным кислотам может соответствовать один и тот же кислотный оксид, как хромовой и бихромовой кислоте соответствует CrO3.
Для успешной сдачи ЕГЭ необходимо так же знать, что представляют собой наиболее популярные оксиды и сферы их применения. Но эта тема отдельной статьи, как и химические свойства оксидов.