13. Основные классы неорганических соединений. Оксиды металлов и неметаллов. Номенклатура этих соединений. Химические свойства основных, кислотных и амфотерных оксидов.

Оксиды – соединения элемента с кислородом.

Оксиды не образующие кислот, оснований и солей при обычных условиях, называются не солеобразующими.

Солеобразующие оксиды подразделяются на кислотные, основные и амфотерные (обладающие двойственными свойствами) . Неметаллы образуют только кислотные оксиды, металлы – все остальные и некоторые кислотные.

Основные оксиды - это сложные химические вещества, относящиеся к окислам, которые образуют соли при химической реакции с кислотами или кислотными оксидами и не реагируют с основаниями или основными оксидами.

Свойства:

1. Взаимодействие с водой:

Взаимодействие с водой с образованием основания (или щёлочи)

CaO+H2O = Ca(OH)2 (известная реакция гашения извести, при этом выделяется большое количества тепла!)

2. Взаимодействие с кислотами:

Взаимодействие с кислотой с образованием соли и воды (раствор соли в воде)

CaO+H2SO4 = CaSO4+ H2O (Кристаллы этого вещества CaSO4 известны всем под названием "гипс").

3. Взаимодействие с кислотными оксидами: образование соли

CaO+CO2=CaCO3 (Это вещество известно всем - обычный мел!)

Кислотные оксиды - это сложные химические вещества, относящиеся к окислам, которые образуют соли при химическом взаимодействии с основаниями или основными оксидами и не взаимодействуют с кислотными оксидами.

Свойства:

Химическая реакция с водой CO 2 +H 2 O=H 2 CO 3 - это вещество - угольная кислота - одна из слабых кислот, её добавляют в газированную воду для "пузырьков" газа.

Реакция с щелочами (основаниями): CO 2 +2NaOH=Na 2 CO 3 +H 2 O- кальцинированная сода или стиральная сода.

Реакция с основными оксидами: CO 2 +MgO=MgCO 3 - получившая соль - карбонат магния - ещё называется "горькая соль".

Амфотерные оксиды - это сложные химические вещества, также относящиеся к окислам, которые образуют соли при химическом взаимодействии и с кислотами (или кислотными оксидами) и основаниями (или основными оксидами). Наиболее частое применение слово "амфотерный" в нашем случае относится к оксидам металлов.

Свойства:

Химические свойства амфотерных оксидов уникальны тем, что они могут вступать в химические реакции, соответствующие как основаниями так и с кислотами. Например:

Реакция с кислотным оксидом:

ZnO+H2CO3 = ZnCO3 + H2O - Образовавшееся вещество - раствор соли "карбоната цинка" в воде.

Реакция с основаниями:

ZnO+2NaOH=Na2ZnO2+H2O - полученное вещество - двойная соль натрия и цинка.

14. Основания.Номенклатура оснований. Химические свойства оснований. Амфотерные основания, реакции их взаимодействия с кислотами и щелочами.

Основаниями называются вещества, в которых атомы металла связаны с гидрокси-группами.

Если вещество содержит гидрокси-группы (ОН), которые могут отщепляться (подобно отдельному "атому") в реакциях с другими веществами, то такое вещество является основанием.

Свойства:

Взаимодействие с неметаллами:

при нормальных условиях гидроксиды не взаимодействуют с большинством неметаллов, исключение - взаимодействие щелочей с хлором

Взаимодействие с кислотными оксидами с образованием солей: 2NaOH + SO 2 = Na 2 SO 3 + H 2 O

Взаимодействие с кислотами -реакция нейтрализации:

с образованием средних солей: 3NaOH + H3PO4 = Na3PO4 + 3H2O

условие образования средней соли - избыток щелочи;

с образованием кислых солей: NaOH + H3PO4 = NaH2PO4 + H2O

условие образования кислой соли - избыток кислоты;

с образованием основных солей: Cu(OH)2 + HCl = Cu(OH)Cl + H2O

условие образования основной соли - избыток основания.

С солями основания реагируют при выпадении осадка в результате реакции, выделения газа или образования малодиссоциирующего вещества.

Амфотерными называются гидроксиды, которые проявляют и основные и кислотные свойства в зависимости от условий, т.е. растворяются в кислотах и щелочах.

Ко всем свойствам оснований добавляются взаимодействие с основаниями:

Al(OH)3 + NaOH = Na

ОКСИДЫ НЕМЕТАЛЛОВ И МЕТАЛЛОВ СОСТАВ И НАЗВАНИЯ Элементы содержания урока: 1.Оксиды 2.Оксиды металлов и неметаллов. 3.Нахождение оксидов в природе. 4.Названия оксидов. 5.Реакции соединения. ОКСИДЫ сложные вещества, состоящие из двух элементов, один из которых – кислород. Na₂O NO₂ B₂O₃ MgO Fe₂O₃ SiO₂ ОКСИДЫ ОКСИДЫ МЕТАЛЛОВ ОКСИДЫ НЕМЕТАЛЛОВ оксид кремния - КВАРЦ оксид хрома(III) оксид алюминия - КОРУНД оксид углерода (IV) углекислый газ Лежу на берегу, вокруг одни оксиды, Куда не погляжу – прекраснейшие виды: Песочек – пляж, вода морская, А с моря бриз, волна крутая, И воздух ……. дышится легко, Вода – парное молоко. Забудешь беды и обиды……. А все же….. где же здесь оксиды? Хотя бы три мне назовите И дальше отдыхать идите! SiO₂ (песок) H₂O (вода) CO₂ (углекислый газ) АЛГОРИТМ построения формул оксидов: 1. Знаки химических элементов – на первом месте знак элемента, на втором - знак кислорода. ЭО 2. Над знаками элементов поставить значение валентности (римскими цифрами) I II 3. Перенести крест-накрест значение валентностей, но обычными цифрами. Если цифры сокращаются, то необходимо их сократить. Цифру - 1 – не пишем. I II Na O IV II Si O ЭО Na₂O Na₂O₁ Si₂O₄ SiO₂ Составьте формулы оксидов: 1) оксид бария ΙΙ 2) оксид алюминия ΙΙ ΙΙΙ Ba O ΙΙ 3) оксид калия Ι ΙΙ K₂O Al₂O₃ 4) оксид углерода (IV) 5) оксид серы (VI) IV II VI II C O₂ S O₃ 6) оксид железа (III) III II Fe₂ O₃ Как составить названия оксидов? 1. Называют соединение ОКСИД 2. Затем называют первый элемент в соединении (КАЛЬЦИЯ) 3.Если первый элемент имеет переменную валентность необходимо указать в названии оксида значение валентности (значение записывают римскими цифрами в скобочках) 4. Если элемент имеет постоянную валентность, то значение валентности не называют ПРИМЕР: CaO - оксид кальция SO₂ - оксид серы (IV) Назовите оксиды: 1. MgO - оксид магния 2. P₂O₅ - oксид фосфора (V) 3. Na₂O - оксид натрия 4. Al₂O₃ - оксид алюминия 5.Fe₂O₃ - оксид железа (III) 6. N₂O₅ - оксид азота (V) НАЗВАНИЯ ОКСИДОВ 1. Оксид углерода (IV) 2. Оксид натрия 3. Оксид серы (IV) 4. Оксид железа (III) 5. Оксид фосфора (V) 6. Оксид кремния 7. Оксид хлора (VII) ФОРМУЛА ФОРМУЛА CO CO₂ NaO SO FeO PO SiO ClO Na₂O SO₃ Fe₂O₃ P₂O₅ SiO₂ Cl₂O₇ Вы со мною уже встречались Я космический скиталец, Элементов прародитель И отважный предводитель. Я любитель кислорода, Вместе с ним даю я воду. N₂O₅ H₂O Предупреждаю вас заранее: Я непригоден для дыхания! Но все как будто бы не слышат И постоянно мною дышат. Я светоносный элемент. Я спичку вам зажгу в момент. Сожгут меня - и под водой Оксид мой станет кислотой P₂O₅ У меня дурная слава: Я - известная отрава. Даже имя говорит, Что я страшно ядовит. As₂O₅ Я - самый главный элемент И нет других тут мнений Очень уж велик процент Моих соединений. Я и графит, я и алмаз Вхожу в состав растений. Я есть и в воздухе, и в Вас. Земля - мои владенья. Меня любит человек, Мною назван целый век! Я блестяща и рыжа, Очень в сплавах хороша! Cu (медь) CO₂ Cu₂O CuO Я - металл незаменимый, Очень многими любимый, Легкий, электропроводный, А характер самолетный. Al (алюминий) Al₂O₃ РЕАКЦИЯ СОЕДИНЕНИЯ: 1 вещество Это реакция, в результате которой из нескольких веществ образуется одно более сложное BaO + CO₂ = BaCO₃ C + O₂ = CO₂ Найдите реакцию соединения: Составьте уравнения реакций и определите реакцию соединения: II C + O₂ → Ι ΙΙ IV II H₂CO₃ → HO + C O ΙΙ Ι Zn + HCl → ZnCl + H₂ 1.К реакциям соединения относится реакция: 1)H₂ + Cl₂ = 2HCl 2)2 HBr = H₂ + Br₂ 3) 2HgO = 2Hg + O₂ 4) 2H₂O = H₂ + O₂ 2. Формула оксида бария: 1) Ва₂O 2) Ba₂O₃ 3) BaO 4) BaO₂ 3. Найдите правильное название для формулы вещества SO₃: 1)оксид серы 3) оксид серы (VI) 2)оксид серы (IV) 4) оксид серы (III) 4. Формула оксида азота (I): 1) NO 2) NO₂ 3) N₂O₅ 4) N₂O Т Е С Т 5. Соедините одной прямой линией (вертикаль, горизонталь, диагональ) формулы оксидов неметаллов. В каком из этих оксидов оба неметалла обладают постоянной валентностью. CO₂ FeO Na₂O Al₂O₃ H₂O P₂O₅ CuO Cl₂O₇ NO₂ 6. Найдите правильное определение оксидов: 1) простые вещества с кислородом 2) сложные вещества, в состав которых входит кислород 3) сложные вещества, состоящие из двух элементов, один из которых - кислород 7. Найдите правильное утверждение: 1) все оксиды неметаллов твердые соединения 2) все оксиды неметаллов газообразные вещества 3) оксиды неметаллов бывают газообразными, жидкими и твердыми ОТВЕТЫ НА ЗАДАНИЯ: 1. 1 2. 3 3. 3 5. диагональ от CO₂ до SiO₂ (H₂O) 6. 3 Оценочная шкала: 7. 4. 4 3 4 ответа - 5 - 6 ответов 7 ответов - 3 4 5

Оксиды неметаллов В оксидах неметаллов связь между атомами ковалентная полярная. Среди оксидов молекулярного строения есть газообразные - СO2, СО, N2O, NO, NO2, Сl2O, СIO2 и др.; жидкие (летучие) SO3, N2O3, Сl2O6, Сl2O7; твердые (летучие) - Р2O5, N2O5, SeO2; твердый, очень тугоплавкий нелетучий оксид SiO2 - вещество с атомной кристаллической решеткой. Оксиды неметаллов, как вы знаете, делят на два подкласса: несолеобразующие и солеобразующие. К несолсобразующим оксидам относят 8Ю, 1М20, N0, СО. Все остальные оксиды неметаллов являются солеобразующими, кислотными. Оксиды серы. Сера образует два оксида - SO2 и SO3. Оба оксида являются кислотными, т.е. взаимодействуют со щелочами, основными оксидами и водой. (Напишите уравнения соответствующих реакций.) При горении серы, полном сгорании сероводорода и обжиге сульфидов образуется оксид серы(IV), который часто называют сернистым газом. (Напишите уравнения соответствующих реакций.) Он хорошо растворяется в воде, образуя слабую сернистую кислоту. Она неустойчива и разлагается на исходные вещества: Н2O + SO2 ⇄ Н2SO3 При взаимодействии со щелочами сернистый газ образует два ряда солей - средние, или сульфиты, и кислые - гидросульфиты. (Почему!) Гидросульфит натрия NaHSO3 и сульфит натрия Na2SO3, как и сам сернистый газ, используют для отбеливания шерсти, шелка, бумаги и соломы, а также в качестве консервирующих средств для сохранения свежих плодов и фруктов. Оксиды азота. Азот образует немало оксидов, из которых наиболее известны оксиды со всем спектром степеней окисления азота от +1 до +5: N2O, NO, N2O3, NO2 (или N2O4) и N2O5. Оксиды азота(I), (II) N2O и NO - несолеобразующие оксиды; остальные - солеобразующие кислотные оксиды. Оксид азота(II) NO токсичен. Представляет собой бесцветный газ, без запаха, почти не растворим в воде. Оксид азота(II) легко окисляется кислородом воздуха в оксид азота(IV): 2NO + O2 = 2NO2 Оксид азота(IV) NO2 -- весьма токсичный бурый газ. Если растворять NO2 в воде в присутствии кислорода, то образуется азотная кислота: 4NO2 + O2 + 2Н2O = 4НNO3 Аналогично оксид NO2 реагирует с растворами щелочей: 4NO2 + 2Са(ОН)2 = Са(NO3)2 + Са(NO2)2 + 2Н2O Оксид азота(V) N2O5 - бесцветные кристаллы при температуре ниже 33,3 °С. Это типичный кислотный оксид, которому соответствует азотная кислота. Взаимодействует с водой, щелочами, оксидами металлов. (Напишите уравнения соответствующих реакций.) Оксид фосфора(V). Оксид фосфора(V), или фосфорный ангидрид, образуется при горении фосфора в виде густого белого дыма, состоящего из мелких белых кристалликов: 4Р + 5O2 = 2Р2O5 Это типичный кислотный оксид, который взаимодействует с водой, образуя фосфорную кислоту, а также с основными оксидами и щелочами с образованием различных солей: средних, или фосфатов, и кислых - гидрофосфатов и дигидрофосфатов: Р2O5 + 6NaOН = 2Na3РO4 + 3Н2O Р2O5 + 4NаОН = 2Na2НРO4 + Н2O Р2O5 + 2NaОН + Н2O = 2NaН2РO4 Оксиды углерода. Углерод образует два оксида: оксид угле-рода(II) СО и оксид углерода(IV) С02. Оксид углерода(II) имеет ряд синонимов: угарный газ, окись углерода, монооксид углерода. Это газ без цвета, запаха и вкуса; плохо растворим в воде. Как следует из тривиального названия, угарный газ очень ядовит, так как соединяется с гемоглобином крови и лишает его способности переносить кислород. Первая помощь при угаре - это свежий воздух. Оксид углерода(II) является сильным восстановителем, поэтому горит: 2СО + O2 = 2СO2 Он также восстанавливает металлы из их оксидов и потому применяется в пирометаллургии. Основой доменного процесса являются реакции, суммарное уравнение которых имеет вид: Fе2O3 + 3СО = 2Fе + 3СO2 Оксид углерода(IV) имеет много синонимических названий: углекислый газ, угольный ангидрид, диоксид углерода и даже химически неверное название «углекислота». В промышленности СO2 получают обжигом известняка, горением кокса или углеводородного сырья. В лаборатории углекислый газ получают действием соляной кислоты на мрамор (рис. 7.5): СаСО3 + 2НСl = СаСl2 + Н2O + СO2 Рис. 7.5. Получение углекислого газа в лабораторных условиях Молекула углекислого газа образована двумя двойными полярными ковалентными связями: О=С=О Из-за линейного строения несмотря на полярность связей молекула в целом неполярная, поэтому углекислый газ малорастворим в воде (0,88 объема СO2 в 1 объеме воды при температуре 20 °С). При охлаждении под давлением углекислый газ превращается в сухой лед - твердую снегообразную массу, которую в промышленности прессуют и используют для охлаждения продуктов, прежде всего мороженою. Углекислый газ при обычных условиях не имеет цвета, запаха и примерно в 1,5 раза тяжелее воздуха. По свойствам это типичный кислотный оксид, поэтому взаимодействует со щелочами, основными оксидами и водой: СO2 + ВаО = ВаСO3 СO2 + Са(ОН)2 = СаСO3 + Н2O Последняя реакция является качественной реакцией на углекислый газ, так как сопровождается помутнением известковой воды (цв. вклейка, рис. 27), которое, однако, исчезает при дальнейшем пропускании углекислого газа из-за превращения нерастворимого карбоната кальция в растворимый гидрокарбонат: СаС03 + С02 + Н20 = Са(НСО,)2 Рис. 27. Качественная реакция на углекислый газ: а – до пропускания; б – после пропускания CO2 Углекислый газ применяют в производстве сахара (для очистки сока свеклы), соды, мочевины, для приготовления газированных напитков, при тушении пожаров (рис. 7.6), в газовых лазерах. Твердый СО, - хладагент. Рис. 7.6. Для тушения пожаров используют углекислотный огнетушитель Оксид кремния(IV). Многие минералы образованы оксидом кремния(IV) SiO2. К ним относятся горный хрусталь, кварц, кремнезем. Оксид кремния(IV) составляет основу таких полудрагоценных камней, как агат, аметист, яшма (цв. вклейка, рис. 28). Рис.28. Кристаллы кварца (а) и поперечный разрез агата (б) Диоксид кремния - твердое кристаллическое вещество полимерного строения, в котором каждый атом кремния связан с четырьмя атомами кислорода прочными связями: Это типичный кислотный оксид, который в воде не растворяется. Его гидроксиды - кремниевые кислоты - получают косвенными методами. Диоксид SiO2 взаимодействует со щелочами, образуя силикаты: SiO2 + 2КОН = К2 SiO 3 + Н2O Диоксид кремния сплавляют образованием силикатов: с основными оксидами также с SiO 2 + СаО = Са SiO3 С кислотами (за исключением плавиковой кислоты) диоксид кремния не взаимодействует. Монокристаллы диоксида кремния применяют в генераторах ультразвука, звуковоспроизводящей аппаратуре и т.п. Такие кристаллы выращивают в гидротермальных условиях из расплавов SiO 2. Природный SiO 2 - сырье в производстве кремния, кварцевого стекла, компонент керамики, обычного стекла и цемента. Из расплавленного кварца изготавливают различную кварцевую химическую посуду, которая выдерживает высокую температуру и не трескается при резком охлаждении. Вопросы 1. Какие типы оксидов образуют неметаллы? Какое агрегатное состояние для них характерно? 2. Какие типы кристаллических решеток характерны для твердых оксидов неметаллов? Какие из оксидов имеют полимерное строение? 3. Напишите формулы оксидов серы, а также уравнения реакций, характеризующие их свойства. 4. Напишите формулы оксидов азота, а также уравнения реакций, характеризующие их свойства. 5. Напишите формулы оксидов углерода, а также уравнения реакций, характеризующие их свойства. 6. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения: а) FеS2 ⟶ SO, ⟶ Na2SO3 ⟶ SO2 ⟶ SO3 ⟶ Н2SO4 ⟶ Na2SO4 ⟶ ВаSO4 б) N2 ⟶ NH3 ⟶ NO ⟶ NO2 ⟶ НNО3 ⟶ Сu(NO3)3 ⟶ NO2 в) СаСO3 ⟶ СО2 ⟶ СаСO3 ⟶ Са(НСO3)2 ⟶ СаСО3 ⟶ СO2 г) SiO2 ⟶ Si ⟶ Мg2Si ⟶ SiH4 ⟶ SiO2 ⟶ Мg2SiO3 Рассмотрите процессы в свете теории электролитической диссоциации и окисления- восстановления. 7. Сравните строение и свойства оксидов углерода(IV) и кремния(IV).

Оксидами называются сложные вещества, в состав молекул которых входят атомы кислорода в степни окисления – 2 и какого-нибудь другого элемента.

могут быть получены при непосредственном взаимодействии кислорода с другим элементом, так и косвенным путём (например, при разложении солей, оснований, кислот). В обычных условиях оксиды бывают в твёрдом, жидком и газообразном состоянии, этот тип соединений весьма распространён в природе. Оксиды содержатся в Земной коре. Ржавчина, песок, вода, углекислый газ – это оксиды.

Они бывают солеобразующими и несолеобразующие.

Солеобразующие оксиды – это такие оксиды, которые в результате химических реакций образуют соли. Это оксиды металлов и неметаллов, которые при взаимодействии с водой образуют соответствующие кислоты, а при взаимодействии с основаниями – соответствующие кислые и нормальные соли. Например, оксид меди (CuO) является оксидом солеобразующим, потому что, например, при взаимодействии её с соляной кислотой (HCl) образуется соль:

CuO + 2HCl → CuCl 2 + H 2 O.

В результате химических реакций можно получать и другие соли:

CuO + SO 3 → CuSO 4 .

Несолеобразующими оксидами называются такие оксиды, которые не образуют солей. Примером могут служить СО, N 2 O, NO.

Солеобразующие оксиды в свою очередь бывают 3-х типов: основными (от слова « основание» ), кислотными и амфотерными.

Основными оксидами называются такие оксиды металлов, которым соответствуют гидроксиды, относящиеся к классу оснований. К основным оксидам относятся, например, Na 2 O, K 2 O, MgO, CaO и т.д.

Химические свойства основных оксидов

1. Растворимые в воде основные оксиды вступают в реакцию с водой, образуя основания:

Na 2 O + H 2 O → 2NaOH.

2. Взаимодействуют с кислотными оксидами, образуя соответствующие соли

Na 2 O + SO 3 → Na 2 SO 4 .

3. Реагируют с кислотами, образуя соль и воду:

CuO + H 2 SO 4 → CuSO 4 + H 2 O.

4. Реагируют с амфотерными оксидами:

Li 2 O + Al 2 O 3 → 2LiAlO 2 .

Если в составе оксидов в качестве второго элемента будет неметалл или металл, проявляющий высшую валентность (обычно проявляют от IV до VII), то такие оксиды будут кислотными. Кислотными оксидами (ангидридами кислот) называются такие оксиды, которым соответствуют гидроксиды, относящие к классу кислот. Это, например, CO 2 , SO 3 , P 2 O 5 , N 2 O 3 , Cl 2 O 5 , Mn 2 O 7 и т.д. Кислотные оксиды растворяются в воде и щелочах, образуя при этом соль и воду.

Химические свойства кислотных оксидов

1. Взаимодействуют с водой, образуя кислоту:

SO 3 + H 2 O → H 2 SO 4 .

Но не все кислотные оксиды непосредственно реагируют с водой (SiO 2 и др.).

2. Реагируют с основанными оксидами с образованием соли:

CO 2 + CaO → CaCO 3

3. Взаимодействуют со щелочами, образуя соль и воду:

CO 2 + Ba(OH) 2 → BaCO 3 + H 2 O.

В состав амфотерного оксида входит элемент, который обладает амфотерными свойствами. Под амфотерностью понимают способность соединений проявлять в зависимости от условий кислотные и основные свойства. Например, оксид цинка ZnO может быть как основанием, так и кислотой (Zn(OH) 2 и H 2 ZnO 2). Амфотерность выражается в том, что в зависимости от условий амфотерные оксиды проявляют либо осно́вные, либо кислотные свойства.

Химические свойства амфотерных оксидов

1. Взаимодействуют с кислотами, образуя соль и воду:

ZnO + 2HCl → ZnCl 2 + H 2 O.

2. Реагируют с твёрдыми щелочами (при сплавлении), образуя в результате реакции соль – цинкат натрия и воду:

ZnO + 2NaOH → Na 2 ZnO 2 + H 2 O.

При взаимодействии оксида цинка с раствором щелочи (того же NaOH) протекает другая реакция:

ZnO + 2 NaOH + H 2 O => Na 2 .

Координационное число – характеристика, которая определяет число ближайших частиц: атомов или инов в молекуле или кристалле . Для каждого амфотерного металла характерно свое координационное число. Для Be и Zn – это 4; Для и Al – это 4 или 6; Для и Cr – это 6 или (очень редко) 4;

Амфотерные оксиды обычно не растворяются в воде и не реагируют с ней.

Остались вопросы? Хотите знать больше об оксидах?
Чтобы получить помощь репетитора – зарегистрируйтесь .
Первый урок – бесплатно!

сайт, при полном или частичном копировании материала ссылка на первоисточник обязательна.