- •Тема 1. «Основные понятия и законы химии»
- •1. Если числа молекул разных газов одинаковы, то при одних и тех же внешних условиях эти газы занимают одинаковые объёмы.
- •2. Плотность газа (ρ) – величина, численно равная отношению его молярной массы к молярному объёму при н. У.:
- •Тема 2. «классификация и номенклатура неорганических веществ»
- •2.1.1. Определение и классификация оксидов
- •2.1.2. Номенклатура оксидов
- •2.1.3. Свойства оксидов
- •2.1.4. Получение оксидов
- •2.1.5. Закономерности изменения свойств высших оксидов
- •2.3.1. Определение и классификация кислот
- •2.3.2. Номенклатура кислот. Кислотные остатки
- •2.3.3. Свойства кислот
- •2.3.4. Получение кислот
- •3. Взаимодействие кислотных оксидов с водой.
- •2.4.1. Определение и классификация оснований
- •2.4.2. Номенклатура оснований. Основные остатки
- •2.4.3. Свойства оснований
- •2.4.4. Получение оснований
- •2.5.1. Определение и классификация солей
- •2.5.2. Номенклатура солей
- •2.5.3. Свойства солей
- •2.5.4. Получение солей
- •2.6. Генетическая связь между классами неорганических веществ
- •Задание по теме:
2.1.4. Получение оксидов
Для получения оксидов используют различные способы:
Взаимодействие простых веществ с кислородом:
С + O2 СO2; S + O2 SO2; 4Al + 3O2 2Al2O3.
Взаимодействие сложных веществ с кислородом:
2H2S + 3O2 = 2SO2 + 2H2O; СН4 + 2О2 = СО2 + 2Н2О.
Термическое разложение малорастворимых оснований. При этом образуется основный или амфотерный оксид и вода:
Mg(OH)2 MgO + H2O; 2Al(OH)3 Al2O3 + 3H2O.
Термическое разложение некоторых кислот. При этом образуются кислотный оксид и вода:
H2CO3 CO2 + H2O; H2SiO3 SiO2 + H2O; H2SO3 SO2 + H2O.
Термическое разложение некоторых солей, например, карбонатов или сульфитов двухвалентных металлов. При этом образуются по два оксида – основный или амфотерный и кислотный:
CaCO3 CaO + CO2; ZnCO3 ZnO + CO2.
Действие водоотнимающих веществ (фосфорный ангидрид, концентрированная серная кислота) на некоторые кислородсодержащие кислоты:
2HNO3 + P2O5 N2O5 + 2HPO3; H2SO4 + P2O5 SO3 + 2HPO3.
Некоторые оксиды являются природными соединениями (минералами): H2O – вода, SiO2 – кварц, Al2O3 – корунд, Fe2O3 – гематит, MnO2 – пиролюзит, TiO2 – рутил, SnO2 – касситерит и др.
2.1.5. Закономерности изменения свойств высших оксидов
Высшими называются оксиды, в которых положительные степени окисления элементов численно равны номерам групп в периодической системе, в которых они расположены.
Свойства высших солеобразующих оксидов закономерно изменяются в соответствии с расположением соответствующих элементов в Периодической системе и величиной степени окисления их атомов.
В периодах в направлении слева направо оснóвные свойства оксидов ослабевают, а кислотные – усиливаются. Например, оксиды элементов третьего периода – натрия и магния – основные, алюминия – амфотерный, кремния, фосфора, серы и хлора – кислотные:
Na2O; MgO |
Al2O3 |
SiO2; P2O5; SO3; Cl2O7 |
основные |
амфотерный |
кислотные |
В группах А (главных подгруппах) Периодической системы в направлении сверху вниз оснóвные свойства оксидов усиливаются, а кислотные – ослабевают. Например, оксиды элементов группы III-А – бора – кислотный, алюминия и галлия – амфотерные, индия и таллия – основные:
B2O3 |
Al2O3; Ga2O3 |
In2O3; Tl2O3 |
кислотный |
амфотерные |
оснóвные |
Если металлы образуют по несколько оксидов, то с увеличением степени окисления атомов металлов оснóвные свойства их оксидов ослабевают, а кислотные – усиливаются. Наглядным примером проявления этой закономерности являются оксиды марганца:
MnO |
Mn2O3; MnO2 |
MnO3; Mn2O7 |
оснóвный |
амфотерные |
кислотные |
2.2. Г и д р о к с и д ы
Некоторые основные и почти все кислотные оксиды соединяются с водой, образуя соответствующие основания и кислородсодержащие кислоты. Однако воду присоединяют не только оксиды, но и многие другие вещества. Поскольку реакций присоединения воды известно много, им было дано общее название – реакции гидратации. Слово «гидратация» происходит от греческого «hydor», обозначающего воду. Вещества, которые получаются в результате реакций гидратации, получили название гидраты. Например, спирт, присоединяя воду, образует гидрат спирта, а сахар – гидрат сахара. Соответственно, если воду присоединяет оксид, то получается гидрат оксида или сокращённо «гидроксид»:
ОКСИД |
+ |
вода |
= |
ГИДРАТ ОКСИДА или ГИДРОКСИД |
Поскольку оксиды, вступающие в эту реакцию, делятся на основные и кислотные, то и образующиеся из них гидроксиды также делятся на основные и кислотные. Основные гидроксиды – это основания, а кислотные гидроксиды – это кислородсодержаще кислоты.
Запомните:
В результате гидратации оснόвного оксида образуется оснόвный гидроксид, являющийся основанием:
оснόвный ОКСИД |
+ |
вода |
= |
ОСНОВНЫЙ ГИДРОКСИД (ОСНОВАНИЕ) |
Na2O |
+ |
H2O |
= |
2NaOH |
|
оксид |
|
вода |
|
гидроксид |
(ОСНОВАНИЕ) |
натрия |
|
|
|
натрия |
В результате гидратации кислотного оксида образуется кислотный гидроксид, являющийся кислородсодержащей кислотой:
КИСЛОТНЫЙ ОКСИД |
+ |
вода |
= |
КИСЛОТНЫЙ ГИДРОКСИД (КИСЛОРОДСОДЕРЖ. КИСЛОТА) |
СO2 |
+ |
H2O |
= |
H2СO3 |
|
оксид |
|
вода |
|
гидроксид |
(КИСЛОРОДСОДЕРЖ. КИСЛОТА) |
углерода(IV) |
|
|
|
углерода(IV) |
Таким образом, основания и кислородсодержащие кислоты являются гидроксидами, т. е. гидратами соответствующих оксидов:
NaOH – гидрат оксида натрия или гидроксид натрия – основание;
H2СO3 – гидрат оксида углерода(IV) или гидроксид углерода(IV) – кислородсодержащая (угольная) кислота.
Формулы важнейших оксидов, соответствующих им гидроксидов и их названия приведены в следующей таблице:
Элементы |
Оксиды |
Гидроксиды | |
Элементы-металлы |
Основные оксиды |
Основные гидроксиды (основания) | |
Na |
Na2O |
NaOH |
гидроксид натрия |
K |
K2O |
KOH |
гидроксид калия |
Ca |
CaO |
Ca(OH)2 |
гидроксид кальция |
Ba |
BaO |
Ba(OH)2 |
гидроксид бария |
Fe |
FeO |
Fe(OH)2 |
гидроксид железа(II) |
Cu |
CuO |
Cu(OH)2 |
гидроксид меди(II) |
Элементы-неметаллы |
Кислотные оксиды |
Кислотные гидроксиды (кислоты) | |
C |
CO2 |
H2CO3 |
гидроксид углерода(IV), угольная кислота |
Si |
SiO2 |
H2SiO3 |
гидроксид кремния(IV), кремниевая кислота |
N |
N2O5 |
HNO3 |
гидроксид азота(V), азотная кислота |
P |
P2O5 |
H3PO4 |
гидроксид фосфора(V), фосфорная кислота |
S |
SO3 |
H2SO4 |
гидроксид серы(VI), серная кислота |
Cl |
Cl2O7 |
HClO4 |
гидроксид хлора(VII), хлорная кислота |
2.3. К и с л о т ы