Основні класи неорганічних сполук. Класифікація оксидів. Фізичні та хімічні властивості оксидів

1. Взаємодія з водоюЗ водою реагують як кислотні, так і основні оксиди. Амфотерні оксиди з водою не взаємодіють. Це дуже важлива реакція — так одержують деякі кислоти й основи, причому кислоти утворюються з кислотних оксидів, а основи — з основних.Це реакція сполучення. У найпростіших випадках формулу кислоти, що утворюється, легко одержати з формули кислотного оксиду простим додаванням. Наприклад:  З іншими оксидами не так усе просто. Це оксиди, наприклад, VA підгрупи: ДІЗНАЙТЕСЯ БІЛЬШЕ Хоча й у цих випадках можна міркувати так само:а тепер, скоротивши всі індекси на 2, одержимо HNO3. Кислуватий смак газованої води пояснюється утворенням карбонатної кислоти H2CO3 внаслідок узаємодії кислотного оксиду CO2з водою:Не всі кислотні оксиди реагують із водою. Так, силщій(ІУ) оксид SiO2 з водою не реагує. SiO2 — основна складова частина піску, а ви добре знаєте, що пісок із водою не реагує (рис. 46). Однак SiO2 можна одержати з кислоти H2SiO3, віднімаючи воду'.H2SiO3 —> SiO2 + H2OТому говорять, що кислотним оксидам відповідають кислоти, маючи при цьому на увазі, що можна одержати певну кислоту з оксиду або, навпаки, відповідний оксид із кислоти. У будь-якому разі кислотному оксиду завжди відповідає певна кислота:502 (сульфур(ІУ) оксид) — H2SO3 (сульфітна кислота);503 (сульфур(УІ) оксид) — H2SO4 (сульфатна кислота);SiO2 (силіцій(ГУ) оксид) — H2SiO3 (силікатна кислота).Ф Важливо! Ступені окиснення неметалічного елемента в оксиді й відповідній йому кислоті однакові!ДІЗНАЙТЕСЯ БІЛЬШЕІз цього правила є винятки, наприклад, унаслідок узаємодїї кислотного оксиду з водою можуть утворитися навіть дві різні кислоти: Детальніше ви будете вивчати такі реакції в старших класах.Завдання. Установіть відповідність між оксидом і кислотою.

Взаємодія кислотних оксидів з основнимиВсі кислотні оксиди реагують із основними оксидами. При цьому утворюється сіль. Це реакція сполучення. Для того щоби правильно написати такі рівняння, треба діяти поетапно: 1) Зрозуміти, яка кислота відповідає кислотному оксиду. У цьому випадку це карбонатна кислота 2) Потім, згадавши, що солі складаються з атомів металу й кислотного залишку, записати формулу солі: метал, зрозуміло, буде такий, як в основному оксиді, а кислотний залишок — як у відповідній кислотному оксиду кислоті.Можна навіть підписати формулу кислоти під формулою кислотного оксиду, ось таї:: Завдання. Закінчіть рівняння реакцій:MgO+ SiO2 =BaO+ SO3 =CuO + SO2 = Відповідь 1дивіться наприкінці параграфа.

ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ АМФОТЕРНИХ ОКСИДІВАмфотерні оксиди — це оксиди, які залежно від умов можуть проявляти як кислотні, так і основні властивості. Отже, їх характеризують реакції взаємодії як із кислотами, так і з основами (лугами).З водою амфотерні оксиди не реагують.

Взаємодія з кислотамиРеакція відбувається так само, як і з основними оксидами.

Взаємодія з лугамиЦя реакція може відбуватися по-різному залежно від умов. Якщо реакція відбувається між речовинами в розплавленому стані:Пояснення може бути таким: у цій реакції Al2O3 є кислотним оксидом. Міркування такі самі, як і під час запису реакції кислотних оксидів з основами. Тому запишемо під формулою оксиду відповідний йому гідроксид: Al(OH)3. Зараз він виглядає як основа. Запишемо інакше: H3AlO3 — тепер цей гідроксид виглядає як кислота.Закінчуємо рівняння реакції виходячи з того, що з NaOH реагує HAlO2 з утворенням солі NaAlO2.Реакція між речовинами в розчині відбувається так:  У результаті реакції утворюється складна комплексна сіль — натрій тетрагідроксоалюмінат.

Амфортерні оксиди реагують з основними оксидами: а) під час сплавлення:б) в розчині:  

Оксиди Алюмінію й Цинку взаємодіють також з кислотними оксидами: 

Взаємодія кислотних оксидів з основнимиВсі кислотні оксиди реагують із основними оксидами. При цьому утворюється сіль. Це реакція сполучення. Для того щоби правильно написати такі рівняння, треба діяти поетапно: 1) Зрозуміти, яка кислота відповідає кислотному оксиду. У цьому випадку це карбонатна кислота 2) Потім, згадавши, що солі складаються з атомів металу й кислотного залишку, записати формулу солі: метал, зрозуміло, буде такий, як в основному оксиді, а кислотний залишок — як у відповідній кислотному оксиду кислоті.Можна навіть підписати формулу кислоти під формулою кислотного оксиду, ось таї:: Завдання. Закінчіть рівняння реакцій:MgO+ SiO2 =BaO+ SO3 =CuO + SO2 =

Із водою реагують тільки основні оксиди, утворені лужними (ІА підгрупа) і лужноземельними металами (ІІА підгрупа — Ca, Sr, Ba). При цьому виділяється велика кількість тепла. Оксиди Кальцію, Стронцію й Барію реагують із водою за звичайних умов, а магній оксид реагує з водою тільки за тривалого кип’ятіння.Є й інші оксиди металів, які реагують із водою, але їх вивчення не входить у рамки шкільної програми. — А я знаю, як зварити яйця, не використовуючи вогню!— І я знаю! На електроплиті. — Та ні, з допомогою енергії хімічної реакції!— Ну, і як?— Треба обкласти яйце шматочками кальцій оксиду CaO (його ще називають негашеним вапном) і полити водою! Відбувається хімічна реакція з виділенням великої кількості тепла. Цього досить, щоби зварити яйце, точніше спекти.  Але треба бути дуже обережним(!). У результаті реакції утворюється сильний луг — кальцій гідроксид, який може ушкодити шкіру рук. Ви можете повторити цей дослід у шкільній лабораторії.Існує, однак, велика кількість основних оксидів, які не реагують із водою.CuO+ H2O= реакція не відбуваєтьсяЯк ще можна дізнатися, чи реагують оксиди з водою? Можна скористатися таблицею розчинності й подивитися, чи буде гідроксид, який ми маємо намір одержати, розчинним. Якщо «так» (у клітинці літера «Р»), то оксид із водою взаємодіє, якщо «ні» (у клітинці літера «Н») — взаємодія оксиду з водою неможлива.Завдання. Визначте, чи реагуватимуть із водою барій оксид, оксиди Феруму(ІІ) і (III), нікол(ІІ) оксид, силіцій(ІУ) оксид? Кожному основному оксиду відповідає певна основа:• MgO (магній оксид) — Mg(OH)2 (магній гідроксид);• Cr2O3 (хром(ІІІ) оксид) — Cr(OH)3 (хром(ІІІ) гідроксид);• Na2O (натрій оксид) — NaOH (натрій гідроксид).Тут слово «відповідає» означає те саме, що й у кислотних оксидах: або із цього оксиду можна одержати основу внаслідок узаємо-дії з водою, або оксид можна одержати з відповідної основи під час відщеплення води (розкладу під час нагрівання).Завдання. Установіть відповідності.Підказка: визначте ступені окиснення. В оксиді й відповідній йому основі вони однакові. Важливо! Ступені окиснення металічного елемента в оксиді й відповідному йому гідроксиді однакові.

 Взаємодія основних оксидів із кислотамиВсі основні оксиди реагують із кислотами. При цьому утворюються сіль і вода. Це реакція обміну. Завдання. Напишіть рівняння реакцій між такими речовинами:1) сульфатною кислотою й купрум(П) оксидом;2) нітратною кислотою й ферум(ІІІ) оксидом.Відповідь3 дивіться наприкінці параграфа.Дослід Якщо до чорного порошку KjmpyM(II) оксиду додати розчин сульфатної кислоти, порошок розчиниться й утвориться розчин блакитного кольору. Такий колір у всіх розчинів солей двовалентного Купруму.Таким чином, загальна властивість основних оксидів полягає в здатності реагувати з кислотами з утворенням солі й води. Дамо їм інше визначення:Оксиди, які взаємодіють із кислотами з утворенням солі й води та яким відповідають основи, називають основними оксидами.5. Взаємодія з воднемВнаслідок узаємодії оксидів металів з воднем утворюються метали й вода. Так одержують чисті метали в лабораторії та промисловості.

— Чи знаєш ти, який із оксидів для нас є особливо дорогим? Без нього неможливе життя на Землі.— Це гідроген оксид — вода.— Так. Нас оточує безліч оксидів. Ознайомимося з ними ближче.З яких елементів складаються оксиди, ми вже знаємо — будь-який елемент й Оксиген. Ми знаємо як складати формули цих сполук.Нагадаємо ще і те, що в Оксигену в оксидах ступінь окиснення завжди -2. Зараз розглянемо їхні фізичні й хімічні властивості.ФІЗИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ОКСИДІВ Фізичні властивості оксидів дуже різноманітні. Густини, температури плавлення й кипіння змінюються в широких межах.Оксиди лужних, лужноземельних і деяких інших металів (Al, Zn, Ті) мають білий колір, інші оксиди забарвлені в різні кольори.За звичайних умов оксиди можуть перебувати в різних агрегатних станах. Наприклад, майже всі основні й амфотерні оксиди — тверді речовини. У них, в основному, йонна кристалічна ґратка.Кислотні оксиди можуть бути твердими речовинами — P2O5, SiO2, рідинами — N2O3, H2O, багато з них є газами— CO2, NO2, SO2. Найчастіше в цих оксидів молекулярна ґратка, хоча є оксиди й з атомною ґраткою, наприклад SiO2.Твердий CO2 називають ще «сухий лід», тому що він із твердого стану переходить відразу в газоподібний стан, минаючи рідкий. При цьому утворюється густий білий дим.