Оксиды в химии — классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Оксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами Кислород

Валентные возможности атома азота

Запишем электронно-графическую формулу внешнего энергетического уровня атома азота:

Как видно из иллюстрации выше, атом азота в своем обычном состоянии имеет 3 неспаренных электрона, в связи с чем логично предположить о его способности проявлять валентность, равную III. Действительно, валентность, равная трём, наблюдается в молекулах аммиака (NH3), азотистой кислоты (HNO2), треххлористого азота (NCl3) и т.д.

Выше было сказано, что валентность атома химического элемента зависит не только от количества неспаренных электронов, но также и от наличия неподеленных электронных пар. Связано это с тем, что ковалентная химическая связь может образоваться не только, когда два атома предоставляют друг другу по одному электрону, но  также и тогда, когда один атом, имеющий неподеленную пару электронов — донор( 1.3.2. Электроотрицательность. Степень окисления и валентность химических элементов.1.3.2. Электроотрицательность. Степень окисления и валентность химических элементов.Оксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Несмотря на то что одна из ковалентных связей образуется по донорно-акцепторному механизму, все связи N-H в катионе аммония абсолютно идентичны и ничем друг от друга не отличаются.

Валентность, равную V, атом азота проявлять не способен. Связано это с тем, что для атома азота невозможен переход в возбужденное состояние, при котором происходит распаривание двух электронов с переходом одного из них на свободную орбиталь, наиболее близкую по уровню энергии.

Атом азота не имеет d-подуровня, а переход на 3s-орбиталь энергетически настолько затратен, что затраты энергии не покрываются образованием новых связей. Многие  могут задаться вопросом, а какая же тогда валентность у азота, например, в молекулах азотной кислоты HNO3 или оксида азота N2O5? Как ни странно, валентность там тоже IV, что видно из нижеследующих структурных формул:

Пунктирной линией на иллюстрации изображена так называемая делокализованнаяπ-связь. По этой причине концевые связи NO можно назвать «полуторными». Аналогичные полуторные связи имеются также в молекуле озона O3, бензола C6H6 и т.д.

em>Резюмируя информацию по валентным возможностям атома азота:

1) Для азота возможны валентности I, II, III и IV

2) Валентности V у азота не бывает!

3) В молекулах азотной кислоты и оксида азота N2O5 азот имеет валентность IV, а степень окисления 5 (!).

4) В соединениях, в которых атом азота четырехвалентен, одна из ковалентных связей образована по донорно-акцепторному механизму (соли аммония NH4 , азотная кислота и д.р).

Взаимодействие оксидов металлов с кислотами

Если в реакцию с кислотами вступают лишь металлы, расположенные в вытеснительном ряду до водорода, то относительно оксидов металлов таких ограничений не существует. С кислотами взаимодействуют как оксиды металлов, расположенных в вытеснительном ряду до водорода, так и оксиды металлов, расположенных в нем после водорода. Подтвердим это опытами.

Опыт 1. Возьмем немного оксида магния — твердого, нерастворимого в воде вещества белого цвета — и дольем к нему 2—3 мл раствора азотной кислоты. Для ускорения реакции содержимое пробирки подогреем. Через небольшой промежуток времени осадок исчезает. Это химическое явление описывается таким уравнением реакции:

Продукты реакции — соль и вода.

Опыт 2. Возьмем немного оксида медиОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Как и в предыдущем опыте, продуктами реакции являются соль и вода.

Оксиды, которые взаимодействуют с кислотами с образованием соли, называют основными оксидами.

Гидратами основных оксидов являются основания.

К основным оксидам относятся лишь оксиды металлов, к тому же с невысокой валентностью — I, II, реже — III, в отдельных случаях — IV.

Вспомните определение реакций присоединения, разложения, замещения и сделайте вывод, к каким из них относятся рассмотренные реакции. Анализ состава веществ до и после реакции указывает, что эти уравнения не относятся ни к одной из них. Это новый тип реакций.

Что в них особенного? Они характеризуются тем, что в реакцию вступают два сложных вещества и в результате реакции образуются также сложные вещества.

Реакция, при которой два сложных вещества обмениваются составными частями, в результате чего образуются новые сложные вещества, называется реакцией обмена.

Воспользовавшись уравнением реакции обмена между оксидом медиОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Как вам известно, первой составной частью формул оксидов является металлический или неметаллический элемент, второй — кислород. Первой составной частью формул кислот является водород, второй — кислотный остаток. В данном уравнении реакции первые части сложных веществ закрашены в синий цвет, вторые — в красный.

Легко заметить, что оксид обменял свою вторую составную часть — кислород — на вторую составную часть кислоты — кислотный остаток. Если же рассматривать кислоту, то можем сказать, что ее первая составная часть — атомы водорода — обменялись местами с атомом металла, соединились при этом с кислородом и образовали воду. А с кислотным остатком соединились атомы металла, то есть образовалась соль.

Взаимодействие оксидов с водой

Вы убедились, насколько активным веществом является кислород. Способны ли оксиды — продукты взаимодействия кислорода с простыми и сложными веществами — к взаимодействию с другими веществами? Выясним это на опытах и начнем со взаимодействия оксидов с самым распространенным в природе оксидом — оксидом водорода, или водой.

Опыт 1. Получим оксид фосфораОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Воды было добавлено в избытке, поэтому оставшаяся ее часть растворила в себе образовавшуюся кислоту, раствор которой мы и обнаружили с помощью индикатора.

Немало оксидов неметаллов, а также оксиды некоторых металлов с высоким значением валентности Оксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Существует правило: чтобы определить валентность кислотообразующего элемента в молекуле кислородсодержащей кислоты, необходимо от суммы единиц валентности кисло рода отнять сумму единиц валентности водорода.

Воспользуемся этим правилом и определим валентность серы в сернистой и серной кислотах.

Вычисления показали, что сера в сернистой кислоте четырехвалентна, а в серной — шестивалентна.

Следовательно, вступая в реакцию с водой, оксид серыОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Пример №5

Составить формулу оксида, соответствующего марганцевой кислоте.

Решение

1. Воспользовавшись данным правилом, определим валентность марганца в марганцевой кислоте:

2. Составим формулу семивалентного оксида марганца.

Наименьшее общее кратное для единиц валентности марганца и кислорода — 14. По очереди разделив его на 7 (валентность марганца) и на 2 (валентность кислорода ), получим индексы 2 и 7.

Ответ: Оксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Опыт 2. В фарфоровую чашку поместим немного негашеной извести, или оксида кальция и осторожно дольем немного воды (рис. 6, о). Наблюдается «вскипание» образовавшейся смеси (рис. 6, б). Оно вызвано тем, что негашеная известь активно реагирует с водой и реакция сопровождается сильным разогретом.

В дальнейшем будем работать с прозрачным фильтратом, который разделим на 3 пробирки. В первую пробирку добавим несколько капель лакмуса и будем наблюдать, как раствор сразу же начнет синеть. До этих пор вы знали, что в растворах кислот лакмус приобретает розовый цвет. Появление другого цвета индикатора свидетельствует о наличии в растворе другого вещества.

Рассмотрим уравнение реакции между оксидом кальция и водой и выясним, что это за вещество:

Таким образом, в растворе есть основание. Выдвигаем гипотезу (предположение), что лакмус можно использовать в качестве индикатора для обнаружения оснований. Чтобы проверить это, проведем следующий опыт.

Опыт 3. Нальем в пробирку 1—2 мл раствора гидроксида натрия Оксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

В растворе оснований лакмус изменяет свой цвет на синий.

Опыт 4. Во вторую пробирку с гидроксидом кальция, полученным в опыте 2, добавим несколько капель метилового оранжевого. Наблюдается появление желтой окраски раствора.

Опыт 5. Прибавим несколько капель метилового оранжевого к раствору гидроксида натрия или любого другого растворимого в воде основания. Наблюдаем такой же результат — раствор приобретает желтый цвет.

В растворе оснований метиловый оранжевый приобретает желтый цвет.

Есть еще одно вещество, чувствительное к наличию в растворе оснований. Это — фенолфталеин. Вспомните, раствор этого вещества в воде бесцветен. Проведем опыт.

Опыт 6. В пробирку с водой добавим несколько капель раствора фенолфталеина. Цвет раствора не изменился.

Опыт 7. В третью пробирку с раствором гидроксида кальция, полученного в опыте 2, добавим несколько капель фенолфталеина — раствор сразу становится ярко-малинового цвета.

Опыт 8. Добавим несколько капель фенолфталеина к раствору гидроксида натрия или любого другого растворимого в воде основания. Наблюдаем такой же результат, как и в опыте 7.

В растворе оснований фенолфталеин приобретает малиновый цвет.

Опыт 9. Поместим в химический стакан немного оксида медиОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамигидроксиды для таких оксидов не характерны. Так, всем хорошо известна ржавчина — Оксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Валентность металла в основании равна валентности металла в соответствующем оксиде:

Таким образом, одни оксиды металлов взаимодействуют с водой и образуют растворимые основания, или щелочи, другие с водой не взаимодействуют, но соответствующие им нерастворимые в воде основания существуют.

Большинство оксидов неметаллов взаимодействуют с водой при обычных условиях и образуют кислоты.

Оксиды, которые взаимодействуют с водой и образуют основания, и оксиды, которые не взаимодействуют с водой, но им соответствуют основания, называют основными.

Итоги:

  • Оксиды способны к взаимодействию с другими веществами.
  • Оксидам отвечают гидроксиды — кислоты и основания.
  • Валентность кислотообразующего элемента в кислоте равна его валентности в соответствующем оксиде.
  • Валентность металла в основании совпадает с его валентностью в соответствующем оксиде.
  • Присутствие щелочи в растворе (щелочной среды) обнаруживают с помощью индикаторов: лакмуса, фенолфталеина, метилового оранжевого.

Первый индикатор был изготовлен из природного сырья. Случилось это так. Как-то английскому ученому Роберту Бойлю (1627— 1691 гг.) понадобился сосуд, в котором он изготовил водную настойку лакмусового лишайника. Он освободил сосуд от настойки, налил в нее соляной кислоты и заметил, что бесцветный до этого раствор кислоты стал красным.

Потом он добавил несколько капель настойки в раствор гидроксида натрия. Теперь раствор стал синим. Так был открыт и впервые использован индикатор для определения кислой и щелочной среды, который назвали лакмусом. Впоследствии настойкой стали пропитывать бумажные полоски, а зятем высушивать их и использовать в химических лабораториях.

Оксиды

На нашей планете есть вещество, благодаря которому существует жизнь. Ему посвящено множество песен, стихов, сказок, с ним связано немало народных обычаев. Вы, наверное, уже догадались, что это — вода. Она утоляет жажду, снимает усталость, дарит радость и энергию. Можно долго смотреть, как течет ручей, плещутся о берег волны, любоваться радугой* (рис. 7).

С точки зрения химии вода — сложное вещество, имеющее химическую формулу Оксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Оксид — соединение, образованное двумя химическими элементами, одним из которых является Оксиген.

Оксиды образуют почти все элементы (рис. 8). Общая формула оксидов — Оксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами
Оксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами
* — Радуга возникает благодаря эффекту преломления солнечных лучей в каплях воды.Большинство оксидов металлических элементов являются ионными соединениями. Так, оксиды с формулами Оксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Формулы оксидов:

Количественный состав оксидов разнообразен. Он определяется валентностью элементов.

Для элемента с постоянной валентностью существует один оксид. Одновалентный Литий образует оксид с формулой Оксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Обозначив химический элемент символом Е, приведем общие формулы для всех существующих оксидов:

Вы научились составлять формулы соединений, образованных двумя элементами, по значениям валентности элементов. Напомним, как это сделать.

Выведем формулу молекулярного соединения — оксида Сульфура, в котором Сульфур проявляет валентность 4. Сначала запишем символы элементов и укажем над ними значения их валентности: Оксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Оксиды в природе

Вы уже знаете, что среди химических элементов чемпионами по распространению в природе является кислород, кремний, алюминий, железо. Своим первенством они обязаны оксидам. Оксиды — самые распространенные вещества на нашей планете. Больше всего оксидов содержится в оболочках Земли: атмосфере (оксид углеродаОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Из уроков природоведения вы узнали, что воздух приблизительно на 0,03 % состоит из углекислого газа. На первый взгляд, это вроде бы немного. Однако, если учесть, что воздушная оболочка Земли достигает до 15 км в высоту, становится понятным, насколько распространен этот газообразный оксид.

А что уж говорить о другом оксиде неметалла — оксиде водорода, которым покрыто Оксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Залежи оксидов железа в Украине в большом количестве находятся вблизи Кривого Рога.

По рисунку 7 вы сможете дополнительно ознакомиться с распространением оксидов в природе.

Применение оксидов основывается на разнообразии их химических и физических свойств. Так, свойство оксидов взаимодействовать с другими веществами используют при получении сплавов железа: чугуна и стали, кислот.

Без использования свойства оксида водорода (воды) растворять другие вещества, образуя растворы, нельзя представить быт, пищевую промышленность, производства лекарств и т. п. Высокая теплоемкость воды дает возможность использовать ее для отопления помещений, в теплообменниках на заводах по производству кислот, в производстве удобрений и т. п.

Однако не следует забывать, что в воде зародилась жизнь и без воды живая природа существовать не может. Поэтому забота о сохранении чистоты водоемов — дело каждого.

Оксид кремнияОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Из оксида алюминия приблизительно на 50 % состоят бокситовые руды, залежи которых есть в Украине. Из этого оксида на алюминиевых заводах получают «крылатый» металл алюминий. Вам хорошо известно, что самолетов и ракетостроение без него было бы невозможным.

Твердость оксида алюминия и оксида кремнияОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамирудах — оксидах железа (буром, красном, магнитном железняках) работают доменные печи. Так называют сооружения, в которых из руд выплавляют железо в виде чугуна. Из руды магнитного железняка, в состав которой входит железная окалина Оксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами
Оксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

  • Оксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами Оксид серы Оксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами— производство Оксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами
  • Оксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами оксид углеводорода Оксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами— производство сахара, газированных вод, соды.
  • Оксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами оксид бериллия- в ядерных реакторах.
  • Оксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами оксид титанаОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами— изготовление белой краски( титановые белила) 
  • Оксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами оксид алюминия — производство алюминия, огнеупорных и абразивных материалов,синтетических драгоценных камней (рубины, сапфиры и др.)
  • Оксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами оксид фосфора — осушитель газов и жидкостей
  • Оксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами оксид кальция — производство гашеной извести,карбида, кальция, хлорной извести; в строительстве
  • Оксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами Оксид Ванадия Оксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами— катализатор в производстве аммиака и серной кислоты
  • Оксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами Оксид кремнияОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами— производство стекла, керамики,фарфора, абразивных материалов; компонент строительных смесей; фильтр для воды на водоочистительных станциях; в виде кварца—для изготовления линз.
  • Оксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами Оксид магния — производство резины, огнеупорных материалов
  • Оксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами Оксид углерода — восстановление металлов из руд в металлургии
  • Оксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами Оксид серыОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами — производство Оксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами в текстильной, бумажной, сахарной промышленности в качестве отбеливателя; обеззараживание помещений,хранение фруктов и ягод
  • Оксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами  Оксид хромаОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами — производство абразивных материалов; изготовление зеленой краски
  • Оксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами оксид железаОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами — производство чугуна и стали; изготовление красок
  • Оксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами Оксид водорода — растворитель на многих производствах; сырье для производства других веществ (водорода, кислорода, ацетилена, спирта, кислот и др.); теплообменник на заводах
  • Оксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами Оксид азотаОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами— производство Оксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами окислитель жидкого ракетного топлива

Относительно использования оксида углеродаОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Рассмотренные оксиды распространены в природе и используются человеком в больших количествах. Однако многие другие оксиды, хотя и уступают по распространению и масштабах использования, являются не менее важными. Приведем конкретные примеры.

Многие химические производства прекратили бы свою работу без катализаторов, в том числе и оксида ванадияОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиоксида марганцаОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Белая, зеленая, коричневая и некоторые другие краски своим цветом обязаны оксидам металлических элементов — цинка, хрома, железа, кобальта и т. п.

Оксид серыОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Оксид магния применяют для производства огнеупорных материалов, из которых изготавливают тигли и огнеупорный кирпич.

Добавляя в стекло вместо части оксида кремнияОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиоксид бора Оксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

В медицине применяют оксид цинка, оксид магния, оксид алюминия и другие.

Строительство было бы невозможным без оксида кремнияОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

По рисунку 8 вы можете еще раз убедиться в разностороннем применении оксидов.

Итоги:

  • По распространению в природе оксиды занимают первое место среди сложных неорганических веществ.
  • Благодаря разнообразию физических и химических свойств оксиды находят широкое применение в разных отраслях народного хозяйства и быту.

Было рассмотрено применение каждого из оксидов. Однако существуют производства, где задействованы сразу несколько оксидов, например производство чугуна в специально построенных печах, которые называются доменными, или домнами. Во-первых, железо добывают из руд, которые содержат Оксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Получение оксидов

Оксиды получают различными методами. Ознакомимся с некоторыми из них.

Непосредственное взаимодействие простых веществ с кислородом.

4 Li O2Оксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами2O    4P 5O2Оксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами2O5

Разложение гидроксидов малоактивных металлов (т.е. нерастворимых в воде оснований).

Mg(OH)2Оксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами2O    2A1(OH)3Оксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами2O3 3H2O

Разложение неустойчивых или слабых кислородсодержащих кислот.

H2CO3Оксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами2 ↑ H2O            H2SO3Оксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами2 ↑ H2OРазложение некоторых солей.
CaCO3 Оксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами2↑Если элемент образует несколько оксидов, путем окисления оксида с низковалентным элементом или, наоборот, восстановления оксида с высоковалентным элементам можно получить новые оксиды:
2NO O2 → 2NO2
CO2 C Оксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Вытеснение одного оксида другим оксидам из их солей. Малолетучие кислотные оксиды вытесняют летучие оксиды из их солей.

Na2CO3 SiO2Оксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами2SiO3 CO2↑Na2SiO3 CO2Оксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

ОксидОксид, вытесненный из своей соли
SiO2P2O5, NO2, CO2
P2O5CO2
NO2CO2

Эти реакции являются необратимыми.
В результате горения некоторых сложных веществ.
CH4 2O2Оксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами2↑ 2H2O ↑

Химические свойства оксидов. Изучим химические свойства каждого типа оксидов в отдельности. Каждый вид оксида обладает присущими ему химическими свойствами.

Основные оксиды не вступают в реакцию с щелочами.

Взаимодействие основных оксидов с водой. Из основных оксидов лишь те оксиды, которые образованы щелочными и щелочноземельными металлами, вступая в обычных условиях в реакцию соединения с водой, образуют гидроксиды (щелочи).

Na2O H2O → 2NaOHCaO H2O → Ca(OH)2

Другие основные оксиды не вступают в реакцию с водой.Взаимодействие основных оксидов с кислотами и кислотными оксидами. Основные оксиды, вступая во взаимодействие с кислотными оксидами, образуют соли. При реакции с кислотами образуют соль и воду.

CaO CO2Оксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиз       CuO H2SO4 → CuSO4 H2O

Взаимодействие основных оксидов малоактивных металлов с восстановителями. Основные оксиды малоактивных металлов восстанавливаются посредством H2, С, СО до металла. Li2O, Na2O, K2O, CaO, BaO и др. в эти реакции не вступают, т.е. не восстанавливаются до металла.

CuO C Оксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Взаимодействие кислотных оксидов с водой. Кроме оксида кремния (IV) (SiO2), все другие кислотные оксиды, вступая в реакцию соединения с водой, образуют кислоты. Эти реакции называются реакциями гидратации. Реакция взаимодействия NO2 с водой не является реакцией гидратации.

3NO2 H2OОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами3 NO
SO3 H2O → H2SO4

Кислотные оксиды не вступают в реакцию с большинством кислот. Амфотерные оксиды ни при каких условиях не вступают в реакцию с водой. Поскольку амфотерным оксидам присущи двойственные свойства, они вступают в реакции как с кислотами, так и с щелочами.

ZnO 2NaOHОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами2ZnO2 H2O

Na2ZnO2 — цинкат натрия

ZnO H2SO4 → ZnSO4 H2O

ZnSO4 —  сульфат цинка

Взаимодействие амфотерных оксидов с восстановителями. Амфотерные оксиды, взаимодействуя с восстановителями H2, С, СО, востанавливаются до свободного металла.

ZnO C Оксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Смешанные оксиды ни при каких условиях не вступают в реакцию с водой.Взаимодействие сметанных оксидов с кислотами. При реакции этих оксидов с кислотами образуются две различные соли.

Fe3O4 8НС1 → FeCl2 2FeCl3 4H2O

Взаимодействие смешанных оксидов с восстановителями. Смешанные оксиды, взаимодействуя с восстановителями H2, С, СО, восстанавливаются до свободного металла.

Fe3O4 4С0 Оксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами2Разложение оксидов. Некоторые оксиды при нагревании разлагаются до свободного металла.
2HgO Оксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами2

Задача:

Определите оксиды:

XYZ
A)    K2OFc2O3CrO3
В)    Fe2O3CrO3CrO
С)    K2O    CrO3Fc2O3
D)    CrO   K2OFc2O3
Е)    Fe2O3K2OCrO3
Оксид металлаВещества, вступившие в реакцию
H2ONaOHНCl
XaOb
YaOb
ZaOb

Решение: Li2O, Na2O, K2O, CaO, BaO в нормальных условиях вступают в реакцию как с водой, так и с кислотами.
В таком случае, XaObОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами2O.Амфотерные оксиды (ВеО, ZnO, Fe2O3, Cr2O3, Al2O3) вступают в реакцию как с щелочами, так и с кислотами. В таком случае, YaObОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами2O3.Из кислотных оксидов CO2, SO2, SO3, NO2, N2O5, Р2О3, P2O5, CrO3, Cl2O7 взаимодействуют как с водой, так и с щелочами. В таком случае, ZaObОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами3.
Ответ: А

Задача:

Какие выражения верные?1)    X неметалл2)    Y2O3 кислотный оксид3)    Z2O3 амфотерный оксид4)    Y неметалл5)    X металл

ОксидыВещества, вступившие в реакцию
NaOHH2O
XO
Y2O3
Z2O3

Решение: Если XO вступает в реакцию как с щелочами, так и с кислотами, то это амфотерный оксид (BeO, ZnO). Если Y2O3 вступает в реакцию только с щелочами, то это кислотный оксид (N2O3, Р2О3).

Применение оксидов

Известно почти триста оксидов. Многие из них применяют на практике. Из железных руд (они содержат оксиды Феррума) получают железо. Кварц Оксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами
Оксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами
* — Состав кристаллов: рубин — Оксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Выводы:

Оксиды ионного строения — твердые вещества. Они, как правило, не растворяются в воде, имеют высокие температуры плавления.

Оксиды молекулярного строения существуют в различных агрегатных состояниях, имеют невысокие температуры плавления и кипения. Большинство этих соединений растворяется в воде, некоторые летучи, имеют запах.

Среди основных оксидов с водой реагируют только оксиды щелочных и щелочноземельных элементов. Продукты этих реакций — основания. Основные оксиды взаимодействуют с кислотными оксидами и кислотами с образованием солей.

Почти все кислотные оксиды реагируют с водой (продукты реакций — оксигенсодержащие кислоты), а также с основными оксидами и основаниями с образованием солей.

Реакции, при которых соединения обмениваются своими составными частями, называют реакциями обмена.

Многие оксиды применяют на практике.

Расчеты по химическим уравнениям

В средние века алхимики не знали, что с помощью вычислений можно определить, какая масса вещества должна вступить в реакцию или образоваться в результате реакции. Они брали для экспериментов произвольные порции веществ и по их остаткам выясняли, какая масса каждого вещества прореагировала.

В настоящее время расчеты не только масс, но и количеств вещества реагентов и продуктов реакций, объемов газов осуществляют по химическим уравнениям. При этом используют значения относительных атомных, молекулярных, формульных или молярных масс. Благодаря таким расчетам химик или инженер-технолог может целенаправленно осуществлять химические превращения, получать продукты реакций в необходимом количестве, избегая избытка исходных веществ.

В этом параграфе рассмотрены решения нескольких задач с использованием химических уравнений. Напомним, что коэффициенты в уравнениях указывают на соотношение количеств вещества реагентов и продуктов реакций:

Пример №1

Какое количество вещества литий гидроксида образуется в результате реакции 4 моль литий оксида с достаточным количеством воды?
Оксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами
Решение

1. Составляем химическое уравнение:

2. Готовим запись для составления пропорции. Под формулами соединений Оксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамих моль):3. Рассчитываем количество вещества литий гидроксида. Составляем пропорцию и решаем ее: по уравнению реакции из 1 моль Оксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамих моль Оксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Пример №2

Какая масса углекислого газа прореагирует с 28 г кальций оксида?

Решение

1-й способ

1. Составляем химическое уравнение:

Согласно уравнению, в реакцию вступают одинаковые количества вещества оксидов, например 1 моль Оксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

2. Определяем молярные массы веществ, указанных в условии задачи: 

Масса 1 моль Оксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

3. Записываем под формулами реагентов в химическом уравнении массы 1 моль каждого соединения, а над формулами — известную из условия задачи массу кальций оксида и неизвестную массу углекислого газа:

4. Вычисляем массу углекислого газа. Составляем пропорцию и решаем ее: по уравнению реакции

56 г Оксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамих г Оксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

2-й способ

1. Составляем химическое уравнение:

2. Рассчитываем количество вещества кальций оксида:

3. Записываем под формулами реагентов в химическом уравнении их количества вещества согласно коэффициентам, а над формулами — вычисленное количество вещества кальций оксида и неизвестное количество вещества углекислого газа:

4. Вычисляем количество вещества углекислого газа:

5. Находим массу углекислого газа:

Ответ: Оксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Пример №3

Какой объем сернистого газа (н. у.) прореагирует с натрий гидроксидом с образованием натрий сульфита количеством вещества 0,2 моль?

Решение

1. Записываем химическое уравнение и готовим запись для составления пропорции:

2. Находим количество вещества сернистого газа. Составляем пропорцию и решаем ее:
из 1 моль Оксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами
из х моль Оксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

3. Вычисляем объем сернистого газа при нормальных условиях:

Ответ: Оксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

В некоторых задачах речь идет о двух одновременно протекающих реакциях. Способ их решения заключается в составлении математического уравнения с одним неизвестным (или системы двух уравнений с двумя неизвестными).

Пример №4

После добавления достаточного количества воды к 11,6 г смеси оксидов Лития и Кальция образовалось 17,0 г смеси гидроксидов. Найти массы оксидов в смеси.

Решение

1. Принимаем массу литий оксида за х г. Тогда масса кальций оксида будет равна (в граммах):

2. Вычисляем молярные массы оксидов и гидроксидов Лития и Кальция:

3. Составляем уравнения реакций с записями масс реагентов и продуктов, обозначив неизвестные массы соединений Оксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиОксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

4. Записываем две пропорции и получаем математические выражения для масс гидроксидов:

5. Приравниваем сумму найденных масс гидроксидов к 17,0 г, решаем уравнение и находим массы оксидов:

Ответ: Оксиды в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Выводы:

Для того чтобы вычислять массы, количества вещества реагентов и продуктов реакций, объемы газов, используют химические уравнения.

Решение задач осуществляют составлением пропорций, а также по формулам, которые отображают связь между соответствующими физическими величинами.

Таблица валентностей химических элементов. максимальная и минимальная валентность. — инженерный справочник / технический справочник дпва / таблицы для инженеров (ex dpva-info)

Валентность химических элементов – это способность у атомов химических элементов образовывать некоторое число химических связей. Определяется числом электронов атома затраченых на образование химических связей с другим атомом. Справочно: Электронные формулы атомов химических элементов.

Считается, что валентность химических элементов определяется группой (колонкой) Периодической таблицы . Действительно, теоретически, это самая распространенная валентность для элемента, но на практике поведение химических элементов значительно сложнее. Причина множественности значений валентности заключается в том, что существуют различные способы (или варианты) заполнения, при которых электронные оболочки стабилизируются. Поэтому, предлагаем Вашему вниманию таблицу валентностей химических элементов.

Числовое значение положительной валентности элемента равно числу отданных атомом электронов, а отрицательной валентности – числу электронов, которые атом должен присоединить для завершения внешнего энергетического уровня. В неорганической химии обычно применяется понятие степень окисления, а в органической химии — валентность, так как многие из неорганических веществ имеют немолекулярное строение, а органических — молекулярное..

Таблица валентностей химических элементов.

Порядковый номер
химического элемента,
он же: атомный номер,
он же: зарядовое число
атомного ядра,
он же: атомное число

Русское /
Английское наименование

Химический
символ

Валентность
В скобках обозначены
более редкие валентности.
Химические элементы с
единственной валентностью
— одну и имеют.

1

Водород valency/валентность Hydrogen

H

(-1), 1

2

Гелий valency/валентность Helium

He

0

3

Литий valency/валентность Lithium

Li

1

4

Бериллий valency/валентность Beryllium

Be

2

5

Бор valency/валентность Boron

B

-3, 3

6

Углерод valency/валентность Carbon

C

( 2), 4

7

Азот valency/валентность Nitrogen

N

-3, -2, -1, ( 1), 2, 3, 4, 5

8

Кислород valency/валентность Oxygen

O

-2

9

Фтор valency/валентность Fluorine

F

-1, ( 1)

10

Неон valency/валентность Neon

Ne

0

11

Натрий valency/валентность Sodium

Na

1

12

Магний valency/валентность Magnesium

Mg

2

13

Алюминий valency/валентность Aluminum

Al

3

14

Кремний valency/валентность Silicon

Si

-4, ( 2), 4

15

Фосфор valency/валентность Phosphorus

P

-3, 1, 3, 5

Порядковый номер
химического элемента,
он же: атомный номер,
он же: зарядовое число
атомного ядра,
он же: атомное число

Русское /
Английское наименование

Химический
символ

Валентность
В скобках обозначены
более редкие валентности.
Химические элементы с
единственной валентностью
— одну и имеют.

16

Сера valency/валентность Sulfur

S

-2, 2, 4, 6

17

Хлор valency/валентность Chlorine

Cl

-1, 1, ( 2), 3, ( 4), 5, 7

18

Аргон valency/валентность Argon

Ar

0

19

Калий valency/валентность Potassium

K

1

20

Кальций valency/валентность Calcium

Ca

2

21

Скандий valency/валентность Scandium

Sc

3

22

Титан valency/валентность Titanium

Ti

2, 3, 4

23

Ванадий valency/валентность Vanadium

V

2, 3, 4, 5

24

Хром valency/валентность Chromium

Cr

2, 3, 6

25

Марганец valency/валентность Manganese

Mn

2, ( 3), 4, ( 6), 7

26

Железо valency/валентность Iron

Fe

2, 3, ( 4), ( 6)

27

Кобальт valency/валентность Cobalt

Co

2, 3, ( 4)

28

Никель valency/валентность Nickel

Ni

( 1), 2, ( 3), ( 4)

29

Медь valency/валентность Copper

Сu

1, 2, ( 3)

30

Цинк valency/валентность Zinc

Zn

2

Порядковый номер
химического элемента,
он же: атомный номер,
он же: зарядовое число
атомного ядра,
он же: атомное число

Русское /
Английское наименование

Химический
символ

Валентность
В скобках обозначены
более редкие валентности.
Химические элементы с
единственной валентностью
— одну и имеют.

31

Галлий valency/валентность Gallium

Ga

( 2). 3

32

Германий valency/валентность Germanium

Ge

-4, 2, 4

33

Мышьяк valency/валентность Arsenic

As

-3, ( 2), 3, 5

34

Селен valency/валентность Selenium

Se

-2, ( 2), 4, 6

35

Бром valency/валентность Bromine

Br

-1, 1, ( 3), ( 4), 5

36

Криптон valency/валентность Krypton

Kr

0

37

Рубидий valency/валентность Rubidium

Rb

1

38

Стронций valency/валентность Strontium

Sr

2

39

Иттрий valency/валентность Yttrium

Y

3

40

Цирконий valency/валентность Zirconium

Zr

( 2), ( 3), 4

41

Ниобий valency/валентность Niobium

Nb

( 2), 3, ( 4), 5

42

Молибден valency/валентность Molybdenum

Mo

( 2), 3, ( 4), ( 5), 6

43

Технеций valency/валентность Technetium

Tc

6

44

Рутений valency/валентность Ruthenium

Ru

( 2), 3, 4, ( 6), ( 7), 8

45

Родий valency/валентность Rhodium

Rh

( 2), ( 3), 4, ( 6)

Порядковый номер
химического элемента,
он же: атомный номер,
он же: зарядовое число
атомного ядра,
он же: атомное число

Русское /
Английское наименование

Химический
символ

Валентность
В скобках обозначены
более редкие валентности.
Химические элементы с
единственной валентностью
— одну и имеют.

46

Палладий valency/валентность Palladium

Pd

2, 4, ( 6)

47

Серебро valency/валентность Silver

Ag

1, ( 2), ( 3)

48

Кадмий valency/валентность Cadmium

Cd

( 1), 2

49

Индий valency/валентность Indium

In

( 1), ( 2), 3

50

Олово valency/валентность Tin

Sn

2, 4

51

Сурьма valency/валентность Antimony

Sb

-3, 3, ( 4), 5

52

Теллур valency/валентность Tellurium

Te

-2, ( 2), 4, 6

53

Иод valency/валентность Iodine

I

-1, 1, ( 3), ( 4), 5, 7

54

Ксенон valency/валентность Xenon

Xe

0

55

Цезий valency/валентность Cesium

Cs

1

56

Барий valency/валентность Barium

Ba

2

57

Лантан valency/валентность Lanthanum

La

3

58

Церий valency/валентность Cerium

Ce

3, 4

59

Празеодим valency/валентность Praseodymium

Pr

3

60

Неодим valency/валентность Neodymium

Nd

3, 4

Порядковый номер
химического элемента,
он же: атомный номер,
он же: зарядовое число
атомного ядра,
он же: атомное число

Русское /
Английское наименование

Химический
символ

Валентность
В скобках обозначены
более редкие валентности.
Химические элементы с
единственной валентностью
— одну и имеют.

61

Прометий valency/валентность Promethium

Pm

3

62

Самарий valency/валентность Samarium

Sm

( 2), 3

63

Европий valency/валентность Europium

Eu

( 2), 3

64

Гадолиний valency/валентность Gadolinium

Gd

3

65

Тербий valency/валентность Terbium

Tb

3, 4

66

Диспрозий valency/валентность Dysprosium

Dy

3

67

Гольмий valency/валентность Holmium

Ho

3

68

Эрбий valency/валентность Erbium

Er

3

69

Тулий valency/валентность Thulium

Tm

( 2), 3

70

Иттербий valency/валентность Ytterbium

Yb

( 2), 3

71

Лютеций valency/валентность Lutetium

Lu

3

72

Гафний valency/валентность Hafnium

Hf

4

73

Тантал valency/валентность Tantalum

Ta

( 3), ( 4), 5

74

Вольфрам valency/валентность Tungsten

W

( 2), ( 3), ( 4), ( 5), 6

75

Рений valency/валентность Rhenium

Re

(-1), ( 1), 2, ( 3), 4, ( 5), 6, 7

Порядковый номер
химического элемента,
он же: атомный номер,
он же: зарядовое число
атомного ядра,
он же: атомное число

Русское /
Английское наименование

Химический
символ

Валентность
В скобках обозначены
более редкие валентности.
Химические элементы с
единственной валентностью
— одну и имеют.

76

Осмий valency/валентность Osmium

Os

( 2), 3, 4, 6, 8

77

Иридий valency/валентность Iridium

Ir

( 1), ( 2), 3, 4, 6

78

Платина valency/валентность Platinum

Pt

( 1), 2, ( 3), 4, 6

79

Золото valency/валентность Gold

Au

1, ( 2), 3

80

Ртуть valency/валентность Mercury

Hg

1, 2

81

Талий valency/валентность Thallium

Tl

1, ( 2), 3

82

Свинец valency/валентность Lead

Pb

2, 4

83

Висмут valency/валентность Bismuth

Bi

(-3), ( 2), 3, ( 4), ( 5)

84

Полоний valency/валентность Polonium

Po

(-2), 2, 4, ( 6)

85

Астат valency/валентность Astatine

At

нет данных

86

Радон valency/валентность Radon

Rn

0

87

Франций valency/валентность Francium

Fr

нет данных

88

Радий valency/валентность Radium

Ra

2

89

Актиний valency/валентность Actinium

Ac

3

90

Торий valency/валентность Thorium

Th

4

91

Проактиний valency/валентность Protactinium

Pa

5

92

Уран valency/валентность Uranium

U

( 2), 3, 4, ( 5), 6
Оцените статью
Кислород
Добавить комментарий