Оксиди, їх склад, номенклатура, фізичні властивості.

Оксидами називають складні речовини, які складаються з двох хімічних елементів, одним з яких є Оксиген.

В оксидах хімічний елемент Оксиген має валентність ІІ, ступінь окиснення −2.

Оксиди — досить поширений в природі клас сполук. Вони знаходяться в повітрі, поширені в гідросфері і літосфері.

Приклади оксидів:

H₂O — гідроген оксид або вода.

На Землі вода зустрічається у всіх трьох агрегатних станах — газоподібному (водяна пара), рідкому і твердому (лід, сніг). На долю води також припадає значна частина маси живих організмів.

Агрегатні стани води

CO₂ — карбон(IV) оксид, двоокис карбону або вуглекислий газ.

Як ви вже знаєте, вуглекислий газ потрібен зеленим рослинам для фотосинтезу. Карбон(IV) оксид, що знаходиться у твердому агрегатному стані, називають сухим льодом.

Твердий карбон(IV)оксид — сухий льод

Процес фотосинтезу

CO — карбон(II) оксид, монооксид карбону, чадний газ.

Домішка цієї дуже отруйної речовини може міститися в повітрі. Основним джерелом забруднення повітря чадним газом є транспорт. Чадний газ утворюється в результаті неповного згоряння палива. Цей оксид може утворюватися і під час пожеж.

Утворення вуглекислого газу

Fe₂O₃ — ферум(III) оксид.

У природі цей оксид зустрічається у вигляді мінералу гематиту. Він є основою руди, яку називають червоним залізняком.

Червоний залізняк

SiO₂ — силіцій оксид.

У природі зустрічається у вигляді кварцевого піску, кварцу, гірського кришталю.

Силіцій оксид

Класифікація оксидів

Оксиди прийнято групувати в залежності від їх здатності реагувати з кислотами і основами. Розрізняють три найважливіші групи оксидів: основні, кислотні та амфотерні. Їх відносять до солетворних оксидів. Існують також оксиди, які називають несолетворними.

• Основні оксиди

Основними називають оксиди, які реагують з кислотами, утворюючи сіль і воду.

Основні оксиди утворюються хімічними елементами — металами. Як правило, ступінь окиснення елемента, що утворює основний оксид, є невисокою: +1 або +2.

Приклади основних оксидів: натрій оксид Na2O, купрум(II) оксид CuO.

• Кислотні оксиди

Кислотними називають оксиди, які реагують з основами, утворюючи сіль і воду.

Кислотні оксиди утворюють елементи — неметали. Наприклад, сульфур(VI) оксид SO3, нітроген(IV) оксид NO2.

Кислотні оксиди можуть бути утворені і металічними хімічними елементами, в яких вони проявляють ступінь окиснення від +5 до +8. Наприклад, хром(VI) оксид CrO3 і манган(VII) оксид Mn2O7.

• Амфотерні оксиди

Амфотерними називають оксиди, які реагують як з кислотами, так і з основами, утворюючи солі.

Амфотерні властивості проявляє цинк оксид ZnO, алюміній оксид Al2O3, берилій оксид BeO.

Якщо металічний елемент має змінну валентність (проявляє кілька ступенів окиснення), то з усіх утворених ним оксидів, амфотерними властивостями володіють ті, в яких цей елемент має проміжну валентність (проміжну ступінь окиснення).

Наприклад, хром може бути двохвалентним, трьохвалентним і шестивалентним.

Амфотерними властивостями володіє саме хрому(III) оксид Cr2O3.

• Несолетворні оксиди

Несолетворними називають оксиди, які при звичайних умовах не взаємодіють ні з кислотами, ні з основами.

Таких сполук всього три: карбон(II) оксид, або чадний газ CO, нітроген(I) оксид N2O та нітроген(II) оксид NO.

Номенклатура оксидів

Для назви сполуки оксиду спочатку вказують елемент, що входить до складу оксиду у називному відмінку, потім додают слово «оксид»:

наприклад: Na₂O — натрій оксид, Al₂O₃ — алюміній оксид.

Якщо елемент, який утворює оксид, має змінну ступінь окиснення (або валентність), то в назві оксиду вказується його ступінь окиснення римською цифрою в дужках відразу після назви (без пробілу).

Наприклад: Cu₂O — купрум(I) оксид, CuO — купрум(II) оксид, FeO — ферум(II) оксид, Fe₂O₃ — ферум(III) оксид, Cl₂O₇ — хлор(VII) оксид.

Інколи використовують й інші найменування оксидів.

За кількістю атомів Оксигену: якщо оксид містить лише один атом Оксигену, то його називають монооксидом або моноокисом, якщо два — диоксидом або двоокисом, якщо три — то триоксидом або триокисом, тощо.

Наприклад: карбон монооксид CO, карбон двоокис CO₂, сульфур триоксид SO₃.

Також поширені історично сформовані (тривіальні) назви оксидів, наприклад, чадний газ CO, сірчаний ангідрид SO₃, тощо.

Фізичні властивості оксидів

Агрегатний стан

Оксиди металів, наприклад, купрум(II) оксид CuO, ферум(III) оксид Fe₂O₃, кальцій оксид CaO, є твердими кристалічними речовинами.

Деякі оксиди неметалів при нормальних умовах також знаходяться у твердому агрегатному стані. Наприклад, твердими речовинами є силіцій оксид SiO₂, фосфор(V) оксид P₂O₅ і сульфур(VI) оксид SO₃.

Рідкою речовиною є гідроген оксид, тобто, вода H₂O.

Серед оксидів неметалів при нормальних умовах деякі є газоподібними речовинами. Наприклад SO₂, N₂O, NO, NO₂, CO і CO₂.

Колір оксидів

Колір оксидів може бути найрізноманітнішим.
Безбарвним, наприклад, є силіцій оксид у вигляді кварцу або гірського кришталю. З рідких оксидів кольору не має вода. Більшість газоподібних оксидів також не має забарвлення.

Купрум(I) оксид Cu₂O — речовина червоного кольору.

Купрум(I) оксид

Купрум(II) оксид CuO — речовина чорного кольору.

Купрум(II) оксид

Магній оксид MgO — речовина білого кольору.

.

Магній оксид

Хром(III) оксид Cr₂O₃ — речовина темно-зеленого кольору.

Хром(III) оксид

Нітроген(IV) оксид NO₂ — газоподібна речовина бурого кольору. Такий самий колір у твердого ферум(III) оксиду Fe₂O₃.

Нітроген(IV) оксид

Ризики, пов'язані з впливом оксидів на організм

Найотруйніший з оксидів — карбон(II) оксид або чадний газ CO. Його молекули зв'язуються гемоглобіном крові набагато міцніше, ніж молекули кисню. Тому при наявності навіть незначної домішки цієї речовини у повітрі, людина може загинути від задухи.

Отруйними також є сульфур(IV) оксид SO₂ і нітроген(IV) оксид NO₂.

Запишіть у зошит та вивчіть правило

Оксидами називають складні речовини, які складаються з двох хімічних елементів, одним з яких є Оксиген.

Виконайте інтерактивні вправи