Кислоты. Способы получения и химические свойства

ОКСИДЫ

Все вещества делятся на простые и сложные. Простые, в свою очередь, подразделяются на металлы и неметаллы.

В твердом состоянии большинство веществ имеют кристаллическое строение. Связь в кристаллической решетке металлов – металлическая. Это обуславливает их особые физические свойства: электропроводность, теплопроводность, пластичность. Атомы неметаллов связаны между собой с помощью неполярной ковалентной связи. Они могут иметь атомную (алмаз, графит, кремний) или молекулярную (белый фарфор, галогены, кристаллическая сера S₈) кристаллическую решетки. Поэтому физические свойства неметаллов весьма различны.

Сложные вещества делятся на 4 класса: оксиды, основания, кислоты, соли.

Оксидаминазываются сложные вещества, состоящие из двух химических элементов, один из которых кислород.

Номенклатура оксидов.Названия оксидов строится таким образом: сначала произносят слово «оксид», а затем называют образующий его элемент. Если элемент имеет переменную валентность, то она указывается римской цифрой в круглых скобках в конце названия:

Na^I₂O – оксид натрия; Са^IIО – оксид кальция;

S^IVO₂ – оксид серы (IV); S^VIO₃ – оксид серы (VI).

При составлении формул оксидов необходимо помнить, что молекула всегда электронейтральна, т.е. она содержит одинаковое число положительных и отрицательных зарядов. Степень окисления кислорода в оксидах всегда – 2. Выравнивание зарядов производят индексами, которые ставят внизу справа у элемента.

Характерная степени окисления элементов определяется следующим образом:

I группа – в основном +1,

II группа – в основном +2,

III группа – в основном +3,

IV группа – в основном +2, +4 (четные числа),

V группа – в основном +3, +5 (нечетные числа),

VI группа – в основном +2, +4, +6 (четные числа),

VII группа – в основном +3, +5, +7 (нечетные числа).

Классификация оксидов. По химическим свойствам оксиды делятся на две группы:

1) безразличные – не образуют солей, например: NO, CO,

H₂O;

2) солеобразующие, которые, в свою очередь, подразделяются на:

– основные – это оксиды типичных металлов со степенью окисления +1,+2 (I и II групп главных подгрупп, кроме бериллия) и оксиды металлов в минимальной степени окисления, если металл обладает переменной степенью окисления (CrO, MnO);

– кислотные – это оксиды типичных неметаллов (CO₂, SO₃, N₂O₅) и металлов в максимальной степени окисления, равной номеру группы в ПСЭ Д.И.Менделеева (CrO_3, Mn₂O₇);

– амфотерные оксиды (обладающие как основными, так и кислотными свойствами, в зависимости от условий проведения реакции) – это оксиды металлов BeO, Al₂O₃, ZnO и металлов побочных подгрупп в промежуточной степени окисления (Cr₂O₃, MnO₂).

Основные оксиды

Основныминазываются оксиды, которые образуют соли при взаимодействии с кислотами или кислотными оксидами. Основным оксидам соответствуют основания. Например, оксиду кальция CaOотвечает гидроксид кальция Ca(OH)₂, оксиду кадмия CdO – гидроксид кадмия Cd(OH)₂.

Получение

1. Непосредственное взаимодействие металла с кислородом:

2Mg + O₂ 2MgO.

2. Горение сложных веществ:

2FeS + 3O₂ 2FeO + 2SO_2.

3. Разложение солей кислородсодержащих кислот:

CaCO₃ CaO + CO_2.

4. Разложение оснований:

Ca(OH)₂ CaO + H₂O.

Физические свойства

Все основные оксиды – твердые вещества, чаще нерастворимые в воде, окрашенные в различные цвета, например Cu₂O –красного цвета, MgO – белого.

Химические свойства

1. Основные оксиды взаимодействуют с водой с образованием оснований. Непосредственно в реакцию соединения с водой вступают только оксиды щелочных и щелочноземельных металлов:

Na₂O + H₂O → 2NaOH,

CaO + H₂O → Ca(OH)_2.

2. Взаимодействие с кислотами с образованием соли и воды:

CaO + H₂SO₄ → CaSO₄ + H₂O.

3. Взаимодействие с кислотными оксидами с образованием соли:

СaO + SiO₂ CaSiO₃

4. Взаимодействие с амфотерными оксидами:

СaO + Al₂O₃ Сa (AlO₂)_2.

Кислотные оксиды

Кислотныминазываются оксиды, которые образуют соли при взаимодействии с основаниями или основными оксидами. Им соответствуют кислоты. Например, оксиду серы (IV) соответствует сернистая кислота H₂SO₃.

Получение

1. Горение сложных веществ:

CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O.

2. Разложение кислородосодержащих кислот:

H₂SO₄ SO₃ + H₂O.

3. Взаимодействие неметалла с кислородом:

S + O₂ SO_2.

4. Разложение солей кислородсодержащих кислот:

CaCO₃ CaO + CO_2.

Физические свойства

Кислотные оксиды могут быть твердыми, жидкими и газообразными: Р₂О₅ – твердый, SiO₂ – твердый, СО₂ – газообразный,. SO₃ – жидкий. К воде относятся по-разному (Р₂О₅ – растворимый, SiO₂ – нерастворимый).

Химические свойства

1. Взаимодействие с водой с образованием кислоты:

P₂O₅ + 3H₂O → 2H₃PO_4.

2. Взаимодействие со щелочами с образованием соли и воды:

SO₃ + 2NaOH → Na₂SO₄ + H₂O.

3. Взаимодействие с основными оксидами с образованием солей:

SO₃ + Na₂O → Na₂SO_4.

Амфотерные оксиды

Оксиды,гидратные соединения которых проявляют свойства как кислот, так и оснований, называются амфотерными.

Например: оксид алюминия Al₂O₃,

оксид марганца (IV) MnO₂.

Получение

Способы получения амфотерных оксидов аналогичны основным оксидам.

Физические свойства

Поскольку это оксиды металлов, то они, как и основные оксиды, твердые вещества, мало или нерастворимые в воде. (Al₂O₃ – нерастворим в Н₂О). Некоторые из них имеют характерную окраску (Fe₂О₃ – бурый).

Химические свойства

1. C водой не взаимодействуют.

2. Взаимодействие с кислотными оксидами с образованием солей при сплавлении (основные свойства):

ZnO + SiO₂ → ZnSiO_3.

3. Взаимодействие с кислотами с образованием соли и воды (основные свойства):

ZnO + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂O.

4. Взаимодействие с растворами и расплавами щелочей с образованием соли и воды (кислотные свойства):

Al₂O₃ + 2NaOH + 3H₂O → 2Na[Al(OH)₄],

AI₂O₃ + 2NaOH 2NaAIO₂ + H₂O.

5. Взаимодействие с основными оксидами (кислотные свойства):

AI₂O₃ + CaO Ca(AIO₂)_2.

Кислоты. Способы получения и химические свойства

Бескислородные кислоты получают: