Главная
страница 1 ... страница 2страница 3страница 4страница 5

ОСНОВНЫЕ КЛАССЫ НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ



Оксиды.

Оксидами называются соединения элементов с кислородом, в которых кислород соединяется только с атомами других элементов, например K–O–K, Са=О, О=Si=О. Соединения элементов с кислородом, в которых осуществляется связь между двумя атомами кислорода, называются перекисями (например, K–O–O–K). Почти все элементы образуют соединения с кислородом. В одних случаях оксиды образуются при непосредственном взаимодействии простых веществ с кислородом, в других — их получают косвенным путём.

Многие оксиды способны присоединять воду, образуя основания или кислоты. Все оксиды подразделяют на солеобразующие и несолеобразующие.

Неслеобразующих оксидов немного. К ним, в частности, принадлежат гемиоксид азота N2O, монооксид азота NO, монооксид углерода СО и некоторые другие. Их иногда называют индифферентными (безразличными), однако это название нельзя признать удачным, так как перечисленные оксиды вовсе не индифферентны и легко вступают в различные химические реакции.

Солеобразующие оксиды подразделяются на основные, кислотные и амфотерные.



Основные оксиды. Основными называются оксиды, образующие соли при взаимодействии с кислотами или кислотными оксидами. К основным оксидам принадлежат, например, Li2O, Na2O, K2O, Ag2O, MgO, CaO, SrO, BaO, HgO, MnO, FeO, NiO. Основными могут быть только оксиды металлов. Но не все оксиды металлов являются основными: многие из них принадлежат к амфотерным или кислотным. Ниже приведены примеры образования солей основными оксидами:

MgO + 2 HCl = MgCl2 + H2O

CaO + CO2 = CaCO3.

Кислотные оксиды. Кислотными называются оксиды, образующие соли при взаимодействии с основаниями или основными оксидами:

CO2 + 2 KOH = K2CO3 + H2O

SrO + SO3 = SrSO4.

Кислотные оксиды называют также ангидридами кислот. Многие из них соединяются с водой, образуя кислоты. Кислотными являются, например, оксиды типичных неметаллов: B2O3, N2O3, P2O3, P2O5, SO2, CO2, NO2, SiO2.

Кислотный характер имеют также оксиды некоторых металлов в степени окисления пять и выше:

V2O5 + Ca(OH)2 = CaVO3 + H2O

CrO3 + 2 NaOH = Na2CrO4 + H2O

Mn2O7 + 2 KOH = 2 KMnO4 + H2O.

Амфотерные оксиды. Амфотерными называются оксиды металлов, образующие соли при взаимодействии как с кислотами (кислотными оксидами), так и с основаниями (основными оксидами).

К амфотерным оксидам относятся ZnO, SnO, PbO, Cr2O3, Al2O3, MnO2, SnO2, PbO2, Fe2O3 и др. Амфотерный характер оксида алюминия, например, проявляется во взаимодействии его как с соляной кислотой, так и с гидроксидом калия:

2 Al2O3 + 6 HCl = 2 AlCl3 + 3 H2O

Al2O3 + 2 KOH = 2 KAlO2 + H2O.

И в одном и в другом случае оксид алюминия образует соль. В первой реакции оксид алюминия ведёт себя как основной оксид, и полученную соль можно рассматривать как продукт замещения водорода соляной кислоты алюминием. Во второй реакции оксид алюминия выступает как кислотный: он образует соль, в которой алюминий входит в состав кислотного остатка

Следовательно, амфотерным оксидам присущи свойства как основных, так и кислотных свойств. У различных амфотерных оксидов эта двойственность может быть выражена в различной степени. Например, оксид цинка ZnO одинаково легко растворяется и в кислотах, и в щелочах, т. е. у этого оксида основная и кислотная функции выражены примерно в равной мере. Fe2O3 обладает преимущественно основными свойствами и кислотные свойства проявляет, только взаимодействуя со щелочами при высоких температурах. У амфотерного диоксида олова SnO2 преобладают кислотные свойства.



Номенклатура оксидов. Если элемент образует с кислородом только одно соединение, его называют оксидом независимо от состава. Например, Na2O — оксид натрия, CaO — оксид кальция, Al2O3 — оксид алюминия и т. п.

Если же элемент образует несколько оксидов, то их названия даются с учётом состава оксида. Например:

N2О — гемиоксид азота, NO — монооксид азота, N2О3 — сесквиоксид азота, NO2 — диоксид азота, N2O5 — сесквиоксид азота, SО3 — триоксид серы, Fe3О4 — оксид железа (II, III). Если элемент обладает переменной валентностью, то после слов оксид элемента в круглых скобках римскими цифрами указывают его валентность, например, оксид фосфора (V), оксид железа (III) и т.д.

Способы получения оксидов.

1. Взаимодействие простых веществ с кислородом. Многие простые вещества при нагревании на воздухе или в кислороде сгорают, образуя соответствующие оксиды:

2 Мо + 3 О2 = 2 МоО3

4 Р + 5 О2 = 2 Р2О5.

2. Разложение оснований. Некоторые основания при нагревании теряют воду, превращаясь в оксиды металлов:

Ва(ОН)2 = ВаО + Н2О

2AI(OH)3 = AI2O3 + 3 H2O.

Реакции протекают с различной степенью лёгкости. Так, образование оксида ртути и оксида серебра из гидроксидов этих металлов происходит уже при комнатной температуре:

Hg(OH)2 = HgO + H2O

2 AgOH = Ag2O + H2O.

Напротив, гидроксид натрия можно перегнать при 1390 С, без разложения.

3. Разложение кислот. Кислородсодержащие кислоты при нагревании теряют воду, превращаясь в кислотные оксиды:

Н4SiO4 = SiO2 + 2 H2O

4 HNO3 = 4 NO2 + 2 H2O + O2.

Иногда можно достичь удаление воды из кислородсодержащих кислот действием на них водоотнимающих средств:

2 HCIO4 + P2O5 = 2 HPO3 + CI2O7

2 HNO3 + P2O5 = 2 HPO3 + N2O5

Некоторые кислоты самопроизвольно теряют воду даже при низких температурах:

H2CO3 = H2O + CO2

H2SO3 = H2O + SO2.

4. Разложение солей. Подавляющее большинство солей кислородсодержащих кислот при нагревании разлагается на оксид металла и кислотный оксид:

СаСО3 = СаО + СО2

Fe2(SO4)3 = Fe2O3 + 3 SO3

2 Pb(NO3)2 = 2 PbO + 4 NO2 + O2.

Если оксид металла термически неустойчив, то вместо оксида образуется свободный металл:

2 Ag2CO3 = 4 Ag + 2 CO2 + O2

Hg(NO3)2 = Hg + 2 NO2 + O2.

Cоли щелочных металлов отличаются высокой термической устойчивостью. Если они при нагревании всё же разлагаются, то оксиды при этом, как правило, не образуются:

2 KNO3 = 2 KNO2 + O2

2 KCIO3 = 2 KCI + 3 O2.

5. Разложение оксидов. Если элемент имеет переменную валентность, то его оксид с меньшим содержанием кислорода можно получить нагреванием оксида, в котором элемент проявляет более высокую степень окисления:

2 SO3 = 2 SO2 + O2

2 N2O5 = 2 NO2 + O2

4 CrO3 = 2Cr2O3 + 3 O2.

И наоборот, высшие оксиды иногда удаётся получить окислением низших:

2 СО + О2 = 2 СО2

6 PbO + O2 = 2 Pb3O4

P2O3 + O2 = P2O5.

6. Вытеснение одних оксидов другими. Эта реакция может быть применена для получения более летучих оксидов вытеснением их менее летучими:

СаСО3 + SiO2 = CaSiO3 + CO2

CoSO4 + B2O3 = Co(BO2)2 + SO3.

Реакции протекают при высокой температуре и основаны на том, что сесквиоксид бора и диоксид кремния нелетучи и при нагревании вытесняют более летучие: диоксид углерода и триоксид серы.

7. Взаимодействие кислот, обладающих окислительными свойствами, с металлами и неметаллами. Азотная и концентрированная серная кислоты при действии восстановителей образуют оксиды, в которых азот и сера проявляют более низкую степень окисления, чем в исходных кислотах.

Cu + 4 HNO3 = Cu(NO­3)2 + 2 NO2 + 2 H2O

C + 2 H2SO4 = CO2 + 2 SO2 + 2 Н2O.

Пероксиды. Некоторые соединения металлов с кислородом по химическим свойствам существенно отличаются от обычных оксидов. Так, соединения Na2O2, BaO2, ZnO2 состоят из металла и кислорода, но являются не оксидами, а солями пероксида водорода и поэтому называются пероксидами. У пероксидов связанные друг с другом атомы кислорода образуют не очень прочную пероксидную группу ОО. Поэтому при действии кислот на пероксиды металлов наряду с солями образуется кислород:

О—Na


2 + 2 H2SO4 = 2 Na2SO4 + 2 H2O + O2

О—Na
2 BaO2 + 4 HNO3 = 2 Ba(NO3)2 + 2 H2O + O2.



Смешанные оксиды. Соединения Pb2O3, Mn3O4, Fe3O4 иногда называют двойными или смешанными оксидами. Их можно также рассматривать как соли: Pb2O3 PbPbO3 — плюмбат свинца (соль свинцовой кислоты H2PbO3); Mn3O4 Mn2MnO4 — манганит марганца (соль H4MnO4); Fe3O4 Fe(FeO2)2 — феррит железа (II) (соль НFeO2). Следовательно, в состав молекулы смешанного оксида входят атомы одного элемента в различных степенях окисления.

Соединения оксидов с водой называют гидратами оксидов. Присоединение оксидом воды не приводит к коренному изменению его химического характера, поэтому гидраты основных оксидов проявляют основные свойства, гидраты амфотерных оксидов — амфотерные, а гидраты кислотных оксидов имеют кислотные свойства.


Основания (гидроксиды).

<< предыдущая страница   следующая страница >>
Смотрите также:
Воздух. Кислород. Воздух
703.27kb.
5 стр.
Воздушно-космическая оборона
157.3kb.
1 стр.
Daikin Ururu Sarara – первая в Европе система с тепловым насосом «воздух-воздух» на хладагенте R32 Осенью 2013 года компания Daikin представит первую в Европе коммерческую систему с тепловым насосом «воздух-воздух»
32.13kb.
1 стр.
Кассетные сплит системы
50.13kb.
1 стр.
Прощай, страна льда!
142.4kb.
1 стр.
Иван Воронцов
29.77kb.
1 стр.
Опасные грузы, запрещенные к перевозке при любых обстоятельствах
18.09kb.
1 стр.
Уведомление о проведении открытого запроса предложений на право заключения договора на выполнение работ по ремонту энергоразводок (сжатый воздух, кислород, сварочные посты, термообработка) для нужд зао «Нижневартовская грэс» в 2013г
55.95kb.
1 стр.
Стихи. Огонь и воздух
260.26kb.
1 стр.
Название: Перечень и коды веществ, загрязняющих атмосферный воздух.
13953.2kb.
73 стр.
1. 1 Воздух атмосферный
783.61kb.
4 стр.
Около 1% солнечной энергии, которую получает Земля, приводит в движение атмосферные воздушные массы. Это происходит, когда воздух начинает перемещаться из-за разницы температур в различных местах Земли
71.38kb.
1 стр.