Будова, властивості та використання оксидів

Матеріал параграфа допоможе вам:

• з'ясувати, як залежать фізичні властивості оксидів від їх будови;

• засвоїти хімічні властивості основних і кислотних оксидів;

• зрозуміти, що таке реакція обміну;

• дізнатися про сфери застосування оксидів.

Будова та фізичні властивості оксидів. Фізичні властивості оксидів, як і інших речовин, залежать від того, з яких частинок вони складаються — атомів, молекул чи йонів.

Основні оксиди мають йонну будову (мал. 51, а). Протилежно заряджені йони сильно притягуються один до одного. Тому ці оксиди за звичайних умов є твердими речовинами, плавляться за високої температури (табл. 9). Більшість йонних оксидів не розчиняється у воді, а інші, розчиняючись, реагують із нею.

Будова і температури плавлення деяких оксидів

Таблиця 9

Майже всі кислотні оксиди складаються з молекул (мал. 51,6). Притягання між молекулами дуже слабке. Через це температури плавлен-ня (табл. 9) і кипіння сполук невисокі, а їх агрегатний стан за звичайних умов різний. Чимало кислотних оксидів є леткими, розчинними у воді (під час їх розчинення відбуваються хімічні реакції), деякі мають запах.

Силіцій(ІУ) оксид SiO₂ і кілька інших оксидів мають атомну будову. Це тверді речовини з високими температурами плавлення (табл. 9) і кипіння. Вони не розчиняються у воді.

Хімічні властивості оксидів. Здатність оксиду до взаємодії з іншими речовинами залежить від його типу. Розглянемо реакції, у які вступають основні та кислотні оксиди. Ви вже знаєте, що основними називають оксиди, які відповідають основам, а кислотними — ті, що відповідають кислотам.

Реакції за участю основних оксидів

Реакція з водою. Вам відомо, що серед основних оксидів лише сполуки лужних і лужноземельних елементів взаємодіють із водою; при цьому утворюються основи. Така реакція відбувається, наприклад, коли змішують нега-шене вапно CaO і воду:

Вивести формулу продукту реакції (основи) можна, виходячи із зарядів катіона металічного елемента і гідроксид-аніона.

► Складіть рівняння реакції літій оксиду з водою.

Реакції з кислотними оксидами. Основні оксиди реагують зі сполуками протилежного хімічного характеру, тобто такими, які мають кислотні властивості. Серед них — кислотні оксиди.

Продуктом реакції між основним і кислотним оксидами є сіль. Вона складається з катіонів металічного елемента, що містилися в основному оксиді, та аніонів залишку кислоти, яка походить від кислотного оксиду.

Приклади рівнянь реакцій між основними і кислотними оксидами:

► Складіть рівняння реакції кальцій оксиду з нітроген(У) оксидом.

Реакції з кислотами. Основні оксиди взаємодіють не лише з кислотними оксидами, а й з кислотами. Продукти такої реакції — сіль і вода:

Реакції, під час яких сполуки обмінюються своїми складовими частинами, називають реакціями обміну.

Реакції за участю кислотних оксидів

Реакція з водою. Майже всі кислотні оксиди реагують із водою (виняток — оксид SiO₂). При цьому утворюються оксигеновмісні кислоти:

Формули кислот — продуктів реакцій кислотних оксидів із водою — виводять, складаючи разом усі атоми, наявні у формулах реагентів.

► Складіть рівняння реакції нітроген(У) оксиду з водою.

Взаємодія фосфор(У) оксиду з водою має певні особливості. Спочатку відбувається реакція:

її продукт також реагує з водою, перетворюючись на іншу кислот>':

Якщо води вистачає для перебігу обох реакцій, тобто її взято в надлишку, можна записати «сумарне» хімічне рівняння:

Реакції з основними оксидами. Кислотні оксиди взаємодіють зі сполуками протилежного хімічного характеру — основними оксидами та основами.

Про реакції між кислотними й основними оксидами йшлося вище. Наводимо рівняння ще однієї такої реакції за участю оксиду P₂O₅:

Реакції з основами. Кислотні оксиди взаємодіють з основами з утворенням солей і води:

Сіль походить від кислоти, яка відповідає даному кислотному оксиду.

► Складіть рівняння реакції між сульфур(ГУ) оксидом і кальцій гідроксидом.

Викладений матеріал узагальнює схема 6. Чимало оксидів металічних елементів виявляють і основні, і кислотні властивості. Реакції за участю цих сполук розглянуто в § 31.

Використання оксидів. На практиці застосовують десятки оксидів. Кожен із вас знає, що найбільш уживаний оксид — вода. Із залізних руд (вони містять оксиди Феруму) добувають залізо. Кварц SiO₂ є сировиною для виробництва

Схема 6

Найважливіші хімічні властивості основних і кислотних оксидів

кварцевого скла, яке, на відміну від звичайного, пропускає ультрафіолетові промені (під кварцевою лампою можна засмагати, як під сонцем). Пісок, що складається переважно з оксиду SiO₂, використовують у виробництві скла, кераміки, а також, як і негашене вапно CaO, у будівництві. Чимало оксидів слугують реагентами на хімічних заводах. Кристали корунду Al₂O₃ мають високу твердість. Порошок цієї сполуки застосовують як абразивний матеріал для обробки металевих, керамічних та інших поверхонь. Деякі оксиди є основою фарб: Fe₂O₃ — коричневої, Cr₂O₃ — зеленої, TiO₂ або ZnO — білої. Забарвлені домішками природні та штучні кристали оксидів Алюмінію, Силіцію (мал. 52) використовують для виробництва ювелірних прикрас.

Основні оксиди мають йонну будову. Вони є твердими речовинами, більшість із них не розчиняється у воді.

Кислотні оксиди складаються з молекул, перебувають у різних агрегатних станах, мають невисокі температури плавлення і кипіння. Майже всі ці сполуки розчиняються у воді, деякі мають запах.

Серед основних оксидів з водою реагують лише сполуки лужних і лужноземельних елементів (продукти реакцій — основи). Основні оксиди взаємодіють із кислотними оксидами і кислотами з утворенням солей.

Кислотні оксиди реагують із водою (продукти реакцій — оксигеновмісні кислоти). Вони взаємодіють з основними оксидами та основами з утворенням солей.

Реакції, під час яких сполуки обмінюються своїми складовими частинами, називають реакціями обміну.

Багато оксидів набули широкого використання в різних сферах.

205. Одна зі сполук — CI₂O або Li₂O — за звичайних умов є газом і має запах. Укажіть цю сполуку і поясніть свій вибір.

206. Серед наведених оксидів укажіть йонні речовини: P₂O₃, CI₂O₇, K₂O₁ BaO₁ SO₃.

207. Внесіть у відповідні клітинки таблиці формули оксидів Li₂O₁ Cu₂O₁ CI₂O₇, MgO, SiO₂, FeO₁ SO₂:

208. Назвіть усі основні оксиди, які реагують із водою. Напишіть два загальні рівняння таких реакцій, позначивши оксиди формулами M₂0 і MO.

210. Визначте, з якими речовинами правого стовпчика може реагувати кожна речовина лівого, і напишіть відповідні хімічні рівняння:

209. Допишіть схеми реакцій і складіть хімічні рівняння:

барій оксид нітратна кислота

фосфор(\/) оксид калій гідроксид

карбон(ІУ) оксид кальцій оксид

бромідна кислота

211. Складіть рівняння реакцій, під час яких утворюється магній ортофосфат, якщо реагентами є:

а) два оксиди; в) оксид і основа.

б) оксид і кислота;

212. Напишіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі послідовні перетворення:

213. За матеріалами з інтернету підготуйте коротке повідомлення про застосування вуглекислого газу.

Це матеріал з підручника Хімія 8 клас Попель