Оксиди - Загальна та неорганічна хімія

Оксиди — це складні речовини, що складаються з атомів двох елементів, одним з яких є кисень зі ступенем окиснення -2.

Відомі оксиди всіх хімічних елементів за винятком He, Ne, Ar та F. Якщо елемент утворює кілька оксидів, то в їхніх назвах зазначають ступінь окиснення цього елемента, наприклад: FeO — оксид заліза(ІІ), Fe₂O₃ —оксид заліза(ІІІ). В оксидах відсутній безпосередній зв'язок атомів кисню між собою і кожний з них має ступінь окиснення тільки -2. Є також бінарні кисневмісні сполуки (Na₂O₂, BaO₂ тощо), які не належать до оксидів. У молекулах таких сполук атоми кисню сполучаються між собою з утворенням пероксидного угруповання -O-O-, в якому кисень має ступінь окиснення -1. Такі сполуки називають пероксидами. Пероксиди належать до солей слабкої кислоти — пероксиду водню.

Для зображення будови оксидів використовують графічні, або структурні, формули, наприклад:

Оксид вуглецю(IV) CO₂
Оксиди

sp-Гібридизація

Оксид сірки(IV) SO₂
Оксиди

sp²-Гібридизація

Оксид хлору (I) Cl₂O
Оксиди

sp³-Гібридизація

Багато оксидів за звичайних умов є полімерними сполуками:

або утворюють координаційні кристалічні ґратки. Так, полімерний оксид алюмінію складається з октаедричних фрагментів.

Відомо, що кисень безпосередньо окиснює більшість елементів за винятком благородних газів, благородних металів (Au, Pt) та галогенів, тому оксиди можна одержати взаємодією простих речовин з киснем, наприклад:

2Mg + O₂ → 2MgO;
C + O₂ → CO₂;
Si + O₂ → SiO₂;
4P + 5O₂ → 2P₂O₅;

Часто оксиди добувають непрямим шляхом. Ці способи надзвичайно різноманітні. Так, багато оксидів можна одержати за реакціями термічного розкладу складних речовин (гідроксидів, солей, кислот), наприклад:

2Fe(OH)₃ Fe₂O₃ + 3H₂O;
CaCO₃ CaO + CO₂;
H₂SiO₃ SiO₂ + H₂O;
Ca(OH)₂ CaO + H₂O;
2AgNO₃ 2Ag + 2NO₂ + O₂;
2H₃BO₃ B₂O₃ + 3H₂O.

Оксиди можуть утворюватися під час окиснення киснем складних речовин, наприклад:

4NH₃ + 5O₂ 4NO + 6H₂O;
2CdS + 3O₂ → 2CdO + 2SO₂,

або внаслідок окиснення чи відновлення інших оксидів:

2SO₂ + O₂ 2SO₃;
Fe₂O₃ + CO 2FeO + CO₂;
2NO₂ + O₃ → N₂O₅ + O₂;
CO₂ + C ↔ 2CO.

Малостійкі оксиди зазвичай добувають зневодненням їхніх гідратів за допомогою водовіднімаючих реагентів, наприклад:

2HNO₃ + P₂O₅ → N₂O₅ + 2HPO₃;
2HClO₄ + P₂O₅ → Cl₂O₇ + 2HPO₃.

Леткі оксиди можна добути із солей внаслідок заміщення їх на нелеткі оксиди за підвищених температур, наприклад:

Na₂CO_3(т.) + SiO_2(т.) → Na₂SiO_3(т.) + CO_2(г.)↑.

Є багато методів отримання оксидів, які ґрунтуються на специфічних реакціях, наприклад:

2HgO + 2Cl₂ → ClHgOHgCl + Cl₂O;
NH₄NO₃ → N₂O + 2H₂O.

Оксиди, які внаслідок взаємодії з кислотами, основами або між собою утворюють солі, називають солетворними. Оксиди, які за цих умов солей не утворюють, належать до несолетворних (N₂O, NO, CO, SiO₂). Солетворні оксиди поділяють на основні, кислотні та амфотерні. Оксиди металів можуть бути основними, кислотними або амфотерними, а неметалів — лише кислотними.

Список використаної літератури

Загальна та неорганічна хімія: Підручник для студ. вищ. навч. закл. / О.М. Степаненко, Л. Г. Рейтер, В. М. Ледовських, С.В. Іванов. - К.: Пед. преса, 2000. - 784 с.: іл. ISBN 966-7320-13-8