Что такое оксиды металлов и неметаллов. Тема урока: «Оксиды металлов и неметаллов - состав и названия

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).

Бинарные соединения кислорода с неметаллическими элементами - это большая группа веществ, которые входят в класс оксидов. Многие оксиды неметаллов всем хорошо известны. Это, например, углекислый газ, вода, двуокись азота. В нашей статье мы рассмотрим их свойства, выясним области применения бинарных соединений и их влияние на окружающую среду.

Общая характеристика

Практически все неметаллические элементы, за исключением фтора, аргона, неона и гелия, могут образовывать оксиды. Большинство элементов имеют несколько оксидов. Например, сера образует два соединения: двуокись серы и серный ангидрид. Это вещества, в которых валентность сульфура равна четырем и шести соответственно. Водород и бор имеют только по одному оксиду, а наибольшее количество бинарных веществ с кислородом характерно для азота. Высшими называются такие окислы, в которых степень окисления атома неметалла равна номеру группы, где находится элемент в периодической системе. Так, CO 2 и SO 3 - это высшие оксиды углерода и серы. Некоторые соединения могут подвергаться дальнейшему окислению. Например, угарный газ в таком случае превращается в диоксид углерода.

Строение и физические свойства

Практически все известные оксиды неметаллов состоят из молекул, между атомами которых образуются ковалентные связи. Сами частицы вещества могут быть как полярными (например, у диоксида серы), так и неполярными (молекулы углекислого газа). Двуокись кремния, представляющая собой природную форму песка, имеет атомное строение. Агрегатное состояние ряда кислотных оксидов может быть различным. Так, окислы карбона, такие как монооксид и диоксид углерода, - газообразны, а бинарные кислородные соединения водорода (H 2 O) или серы в высшей степени окисления (SO 3) представляют собой жидкости. Особенностью воды является то, что оксид относится к несолеобразующим. Их еще называют безразличными.

Трехокись серы или серный ангидрид - это кристаллическое белое вещество. Оно быстро поглощает из воздуха влагу, поэтому диоксид серы хранят в запаянных колбах из стекла. Вещество используется в качестве осушителя воздуха и в производстве сульфатной кислоты. Окислы фосфора или кремния являются твердыми кристаллическими веществами. Взаимное превращение агрегатного состояния характерно для оксидов азота. Так, соединение NO 2 - это газ бурого цвета, а соединение с формулой N 2 O 4 имеет вид бесцветной жидкости или белого твердого вещества. При нагревании жидкость превращается в газ, а его охлаждение приводит к образованию жидкой фазы.

Взаимодействие с водой

Известны реакции кислотных оксидов с водой. Продуктами реакций будут соответствующие кислоты:

SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4 - сульфатная кислота

К ним можно отнести взаимодействие пятиокиси фосфора, а также диоксидов серы, азота, углерода с молекулами H 2 O. Однако оксид кремния непосредственно с водой не реагирует. Чтобы получить силикатную кислоту, применяют косвенный способ. Сначала SiO 2 сплавляют со щелочью, например, с гидроксидом натрия. На полученную среднюю соль - силикат натрия, действуют сильной кислотой, например хлоридной.

В результате выпадает белый студенистый осадок кремниевой кислоты. Двуокись кремния может при нагревании реагировать с солями, при этом образуются летучие кислотные оксиды. К кислотным оксидам относятся несколько соединений азота, серы и фосфора, которые занимают ведущее место в загрязнении воздуха. Они взаимодействуют с атмосферной влагой, что приводит к образованию серной, нитратной и азотистой кислоты. Их молекулы вместе с дождем или снегом попадают на растения и почву. Кислотные осадки не только вредят посевам, снижая их урожайность, но также негативно влияют на здоровье людей. Они разрушают постройки из известняка или мрамора, вызывают коррозию металлических конструкций.

Безразличные окислы

К кислотным оксидам относится группа соединений, которые не могут вступать в реакции ни с кислотами, ни со щелочами и не образуют соли. Всем вышеперечисленным соединениям не соответствуют ни кислоты, ни основания, то есть они являются несолеобразующими. Таких соединений немного. Например, к ним относится угарный газ, закись азота и его монооксид - NO. Он, наряду с диоксидом азота и двуокисью серы, участвует в образовании смога над большими промышленными предприятиями и городами. Предотвратить образование токсичных окислов можно, если снизить температуру сгорания топлива.

Взаимодействие со щелочами

Способность к реакциям со щелочами - важная особенность кислотных оксидов. Например, при взаимодействии гидроксида натрия и трехокиси серы образуется соль (сульфат натрия) и вода:

SO 3 + 2NaOH → Na 2 SO 4 + H 2 O

К кислотным оксидам относится двуокись азота. Ее интересной особенностью является реакция со щелочью, в продуктах обнаруживаются соли двух видов: нитраты и нитриты. Это объясняется способностью оксида азота (IV) при взаимодействии с водой образовывать две кислоты - азотную и азотистую. Двуокись серы также взаимодействует со щелочами, при этом образуются средние соли - сульфиты, а также вода. Соединение, попадая в воздух, сильно загрязняет его, поэтому на предприятиях, использующих топливо с примесью SO 2 , отработанные промышленные газы очищают, распыляя в них негашеную известь или мел. Также можно пропускать диоксид серы через известковую воду или раствор сульфита натрия.

Роль бинарных кислородных соединений неметаллических элементов

Многие кислотные оксиды имеют важное практическое значение. Например, углекислый газ используют в огнетушителях, так как он не поддерживает горение. Окись кремния - песок, широко используется в строительной промышленности. Угарный газ является исходным сырьем для получения метилового спирта. К кислотным оксидам относится пятиокись фосфора. Это вещество применяют в производстве ортофосфорной кислоты.

Бинарные кислородные соединения неметаллов влияют на организм человека. Большинство из них являются токсичными. О вредном влиянии угарного газа мы говорили ранее. Также доказано негативное воздействие оксидов азота, особенно двуокиси азота, на дыхательную и сердечно-сосудистую систему. К кислотным оксидам относится углекислый газ, который не считают ядовитым веществом. Но если его объемная доля в воздухе превышает 0,25%, у человека возникают симптомы удушья, которые могут иметь летальный исход вследствие остановки дыхания.

В нашей статье мы изучили свойства кислотных оксидов и привели примеры их практического значения в жизни человека.

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

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.

1. Металл + Неметалл. В данное взаимодействие не вступают инертные газы. Чем выше электроотрицательность неметалла, тем с большим числом металлов он будет реагировать. Например, фтор реагирует со всеми металлами, а водород – только с активными. Чем левее в ряду активности металлов находится металл, тем с большим числом неметаллов он может реагировать. Например, золото реагирует только с фтором, литий – со всеми неметаллами.

2. Неметалл + неметалл. При этом более электроотрицательный неметалл выступает окислителем, менее ЭО – восстановителем. Неметаллы с близкой электроотрицательностью плохо взаимодействуют между собой, например, взаимодействие фосфора с водородом и кремния с водородом практически не возможно, так как равновесие этих реакций смещено в сторону образования простых веществ. Не реагируют с неметаллами гелий, неон и аргон, остальные инертные газы в жестких условиях могут реагировать с фтором.
Не взаимодействуют кислород с хлором, бромом и йодом. Со фтором кислород может реагировать при низких температурах.

3. Металл + кислотный оксид. Металл восстанавливает неметалл из оксида. После этого избыток металла может реагировать с получившимся неметаллом. Например:

2 Mg + SiO 2 = 2 MgO + Si (при недостатке магния)

2 Mg + SiO 2 = 2 MgO + Mg 2 Si (при избытке магния)

4. Металл + кислота. Металлы, стоящие в ряду напряжений левее водорода, реагируют с кислотами с выделением водорода.

Исключение составляют кислоты – окислители (серная концентрированная и любая азотная), которые могут реагировать с металлами, стоящими в ряду напряжений правее водорода, в реакциях не выделяется водород, а получается вода и продукт восстановления кислоты.

Нужно обратить внимание на то, что при взаимодействии металла с избытком многоосновной кислоты может получиться кислая соль: Mg +2 H 3 PO 4 = Mg (H 2 PO 4 ) 2 + H 2 .

Если продуктом взаимодействия кислоты и металла является нерастворимая соль, то металл пассивируется, так как поверхность металла защищается нерастворимой солью от действия кислоты. Например, действие разбавленной серной кислоты на свинец, барий или кальций.

5. Металл + соль. В растворе в данную реакцию вступают металл, стоящий в ряду напряжений правее магния, включая сам магний, но левее металла соли. Если металл активнее магния, то он реагирует не с солью, а с водой с образованием щелочи, которая в дальнейшем реагирует с солью. При этом исходная соль и получающаяся соль должны быть растворимыми. Нерастворимый продукт пассивирует металл.

Однако, из этого правила бывают исключения:

2FeCl 3 + Cu = CuCl 2 + 2FeCl 2 ;

2FeCl 3 + Fe = 3FeCl 2 . Так как железо имеет промежуточную степень окисления, то его соль в высшей степени окисления легко восстанавливается до соли в промежуточной степени окисления, окисляя даже менее активные металлы.

В расплавах ряд напряжений металлов не действует. Определить, возможна ли реакция между солью и металлом, можно только с помощью термодинамических расчетов. Например, натрий может вытеснить калий из расплава хлорида калия, так как калий более летучий: Na + KCl = NaCl + K (эту реакцию определяет энтропийный фактор). С другой стороны алюминий получали вытеснением из хлорида натрием: 3 Na + AlCl 3 = 3 NaCl + Al . Этот процесс экзотермический, его определяет энтальпийный фактор.

Возможен вариант, что соль при нагревании разлагается, и продукты ее разложения могут реагировать с металлом, например нитрат алюминия и железо. Нитрат алюминия разлагается при нагревании на оксид алюминия, оксид азота (IV ) и кислород, кислород и оксид азота будут окислять железо:

10Fe + 2Al(NO 3) 3 = 5Fe 2 O 3 + Al 2 O 3 + 3N 2

6. Металл + основный оксид. Также, как и в расплавах солей, возможность этих реакций определяется термодинамически. В качестве восстановителей часто используют алюминий, магний и натрий. Например: 8 Al + 3 Fe 3 O 4 = 4 Al 2 O 3 + 9 Fe реакция экзотермическая, энтальпийный фактор);2 Al + 3 Rb 2 O = 6 Rb + Al 2 O 3 (рубидий летучий, энтальпийный фактор).

8. Неметалл + основание. Как правило, реакция идет между неметаллом и щелочью.Не все неметаллы могут реагировать с щелочами: нужно помнить, что в это взаимодействие вступают галогены (по-разному в зависимости от температуры), сера (при нагревании), кремний, фосфор.

KOH + Cl 2 = KClO + KCl + H 2 O (на холоде)

6 KOH + 3 Cl 2 = KClO 3 + 5 KCl + 3 H 2 O (в горячем растворе)

6KOH + 3S = K 2 SO 3 + 2K 2 S + 3H 2 O

2KOH + Si + H 2 O = K 2 SiO 3 + 2H 2

3KOH + 4P + 3H 2 O = PH 3 + 3KPH 2 O 2

1) неметалл – восстановитель (водород, углерод):

СО 2 + С = 2СО;

2NO 2 + 4H 2 = 4H 2 O + N 2 ;

SiO 2 + C = CO 2 + Si. Если получившийся неметалл может реагировать с металлом, использованным в качестве восстановителя, то реакция пойдет дальше (при избытке углерода) SiO 2 + 2 C = CO 2 + Si С

2) неметалл – окислитель (кислород, озон, галогены):

2С O + O 2 = 2СО 2 .

С O + Cl 2 = СО Cl 2 .

2 NO + O 2 = 2 N О 2 .

10. Кислотный оксид + основный оксид . Реакция идёт, если получающаяся соль в принципе существует. Например, оксид алюминия может реагировать с серным ангидридом с образованием сульфата алюминия, но не может реагировать с углекислым газом, так как соответствующей соли не существует.

11. Вода + основный оксид . Реакция возможна, если образуется щелочь, то есть растворимое основание (или мало растворимое, в случае кальция). Если основание нерастворимое или мало растворимое, то идёт обратная реакция разложения основания на оксид и воду.

12. Основный оксид + кислота . Реакция возможна, если образующаяся соль существует. Если получающаяся соль нерастворима, то реакция может пассивироваться из-за перекрытия доступа кислоты к поверхности оксида. В случае избытка многоосновной кислоты возможно образование кислой соли.

13. Кислотный оксид + основание . Как правило, реакция идет между щелочью и кислотным оксидом. Если кислотный оксид соответствует многоосновной кислоте, может получиться кислая соль: CO 2 + KOH = KHCO 3 .

Кислотные оксиды, соответствующие сильным кислотам, могут реагировать и с нерастворимыми основаниями.

Иногда с нерастворимыми основаниями реагируют оксиды, соответствующие слабым кислотам, при этом может получиться средняя или основная соль (как правило, получается менее растворимое вещество): 2 Mg (OH ) 2 + CO 2 = (MgOH ) 2 CO 3 + H 2 O .

14. Кислотный оксид + соль. Реакция может идти в расплаве и в растворе. В расплаве менее летучий оксид вытесняет из соли более летучий. В растворе оксид, соответствующий более сильной кислоте, вытесняет оксид, соответствующий более слабой кислоте. Например, Na 2 CO 3 + SiO 2 = Na 2 SiO 3 + CO 2 , в прямом направлении эта реакция идет в расплаве, углекислый газ более летучий, чем оксид кремния; в обратном направлении реакция идет в растворе, угольная кислота сильнее кремниевой, к тому же оксид кремния выпадает в осадок.

Возможно соединение кислотного оксида с собственной солью, например, из хромата можно получить дихромат, и сульфата – дисульфат, из сульфита – дисульфит:

Na 2 SO 3 + SO 2 = Na 2 S 2 O 5

Для этого нужно взять кристаллическую соль и чистый оксид, или насыщенный раствор соли и избыток кислотного оксида.

В растворе соли могут реагировать с собственными кислотными оксидами с образованием кислых солей: Na 2 SO 3 + H 2 O + SO 2 = 2 NaHSO 3

15. Вода + кислотный оксид . Реакция возможна, если образуется растворимая или мало растворимая кислота. Если кислота нерастворимая или мало растворимая то идёт обратная реакция разложения кислоты на оксид и воду. Например, для серной кислоты характерна реакция получения из оксида и воды, реакция разложения практически не идёт, кремниевую кислоту нельзя получить из воды и оксида, но она легко разлагается на эти составляющие, а вот угольная и сернистая кислоты могут участвовать как в прямых, так и обратных реакциях.

16. Основание + кислота. Реакция идет, если хотя бы одно из реагирующих веществ растворимо. В зависимости от соотношения реагентов могут получаться средние, кислые и основные соли.

17. Основание + соль. Реакция идет, если оба исходные вещества растворимы, а в качестве продукта получается хотя бы один неэлектролит или слабый электролит (осадок, газ, вода).

18. Соль + кислота. Как правило,реакция идет, если оба исходные вещества растворимы, а в качестве продукта получается хотя бы один неэлектролит или слабый электролит (осадок, газ, вода).

Сильная кислота может реагировать с нерастворимыми солями слабых кислот (карбонатами, сульфидами, сульфитами, нитритами), при этом выделяется газообразный продукт.

Реакции между концентрированными кислотами и кристаллическими солями возможны, если при этом получается более летучая кислота: например, хлороводород можно получить действием концентрированной серной кислоты на кристаллический хлорид натрия, бромоводород и йодоводород – действием ортофосфорной кислоты на соответствующие соли. Можно действовать кислотой на собственную соль для получения кислой соли, например: BaSO 4 + H 2 SO 4 = Ba (HSO 4 ) 2 .

19. Соль + соль. Как правило,реакция идет, если оба исходные вещества растворимы, а в качестве продукта получается хотя бы один неэлектролит или слабый электролит.

1) соль не существует, потому что необратимо гидролизуется . Это большинство карбонатов, сульфитов, сульфидов, силикатов трехвалентных металлов, а так же некоторые соли двухвалентных металлов и аммония. Соли трехвалентных металлов гидролизуются до соответствующего основания и кислоты, а соли двухвалентных металлов – до менее растворимых основных солей.

Рассмотрим примеры:

2 FeCl 3 + 3 Na 2 CO 3 = Fe 2 ( CO 3 ) 3 + 6 NaCl (1)

Fe 2 (CO 3) 3 + 6H 2 O = 2Fe(OH) 3 + 3H 2 CO 3

H 2 CO 3 разлагается на воду и углекислый газ, вода в левой и правой части сокращается и получается: Fe 2 ( CO 3 ) 3 + 3 H 2 O = 2 Fe (OH ) 3 + 3 CO 2 (2)

Если теперь объединить (1) и (2) уравнения и сократить карбонат железа, мы получим суммарное уравнение, отражающее взаимодействие хлорида железа (III ) и карбоната натрия: 2 FeCl 3 + 3 Na 2 CO 3 + 3 H 2 O = 2 Fe (OH ) 3 + 3 CO 2 + 6 NaCl

CuSO 4 + Na 2 CO 3 = CuCO 3 + Na 2 SO 4 (1)

Подчеркнутая соль не существует из-за необратимого гидролиза:

2CuCO 3 + H 2 O = (CuOH) 2 CO 3 +CO 2 (2)

Если теперь объединить (1) и (2) уравнения и сократить карбонат меди, мы получим суммарное уравнение, отражающее взаимодействие сульфата (II ) и карбоната натрия:

2CuSO 4 + 2Na 2 CO 3 + H 2 O = (CuOH) 2 CO 3 + CO 2 + 2Na 2 SO 4