Высшие оксиды: классификация, формулы и их свойства

Каждый школьник встречался с понятием «оксид» на уроках химии. От одного этого слова предмет начинал казаться чем-то неописуемо страшным. Но ничего страшного здесь нет. Высшие оксиды – это вещества, в которых содержатся соединения простых веществ с кислородом (в степени окисления -2). Стоит отметить, что они реагируют с:

• O₂ (кислородом), в том случае, если элемент стоит не в высшей СО. К примеру, SO₂ реагирует с кислородом (т. к. СО равна +4), а SO₃ - нет (т. к. стоит в наивысшей степени окисления +6).
• H₂ (водород) и C (углерод). Вступают в реакцию только некоторые оксиды.
• Водой в том случае, если получается растворимая щелочь или кислота.

Все оксиды вступают в реакцию с солями и неметаллами (за исключением вышеперечисленных веществ).

Стоит отметить, что некоторые вещества (например, оксид азота, оксид железа и оксид хлора) имеют свои особенности, т. е. их химические особенности могут отличаться от других субстанций.

Классификация оксидов

Они делятся на две ветки: те, кто могут образовывать соль, и те, кто образовывать ее не могут.

Примеры формул высших оксидов, которые не образуют солей: NO (окись азота двух валентная; газ без цвета, образующийся во время гроз), CO (угарный газ), N₂O (оксид азота одновалентный), SiO (оксид кремния), S₂O (оксид серы), вода.

Эти соединения могут реагировать с основаниями, кислотами и солеобразующими оксидами. Но при реагировании этих веществ никогда не образуется солей. Например:

CO (угарный газ) + NaOH (гидроксид натрия) = HCOONa (формиат натрия)

Солеобразующие оксиды делятся на три вида: кислотные, основания и амфотерные окислы.

Кислотные окиси

Кислотный высший оксид – это солеобразующий оксид, который соответствует кислоте. Например, у оксида серы шестивалентного (SO₃) есть соответствующее ему химическое соединения – H₂SO₄. Эти элементы вступают в реакцию с оксидами основных и амфотерных свойств, основаниями и водой. Образуется соль или кислота.

1. Со щелочными оксидами: CO₂ (углекислый газ) + MgO (окись магния) = MgCO₃ (горькая соль).
2. С амфотерными окисями: P₂О₅ (окисел фосфора)+ Al₂О₃ (окисел алюминия) = 2AlPO₄ (фосфат или ортофосфат алюминия).
3. С основаниями (щелочами): CO₂ (углекислый газ) + 2NaOH (едкий натр) = Na₂CO₃ (карбонат натрия или кальцинированная сода) + H₂O (вода).
4. С водой: CO₂ (углекислый газ) + H₂O = H₂CO₃ (угольная кислота, после реакции мгновенно распадается на углекислый газ и воду).

Оксиды кислот не вступают в реакцию друг с другом.

Основные оксиды

Основный высший оксид – это солеобразующий окисел металла, которому соответствует основание. Окислу кальция (CaO) соответствует гидроксид кальция (Ca(OH)₂). Эти вещества взаимодействуют с окислами кислотного и амфотерного характера, кислотами (за исключением H₂SiO₃, так как кремниевая кислота нерастворимая) и водой.

1. С кислотными оксидами: CaO (оксид кальция) + CO₂ (углекислый газ) = CaCO₃ (карбонат кальция или обычный мел).
2. С амфотерной окисью: CaO (оксид кальция) + Al₂O₃ (окись алюминия) = Ca(AlO₂)₂ (алюминат кальция).
3. С кислотами: CaO (окисел кальция) + H₂SO₄ (серная кислота) = CaSO₄ (сульфат кальция или гипс) + H₂O .
4. С водой: CaO (оксид кальция) + H₂O = Ca(OH)₂ (гидроксид кальция или реакция гашения извести).

Не взаимодействуют между собой.

Амфотерные окиси

Амфотерный высший оксид – это окисел амфотерного металла. В зависимости от условий, он может проявить основные или кислотные свойства. Например, формулы высших оксидов, которые проявляют амфотерные свойства: ZnO (окисел цинка), Al₂O₃ (глинозем). Реагируют амфотерные окиси со щелочами, кислотами (так же за исключением кремниевой кислоты), основными и кислотными оксидами.

1. С основаниями: ZnO (окисел цинка) + 2NaOH (основание натрия) = Na₂ZnO₂ (двойная соль цинка и натрия)+ H₂O.
2. С кислотами: Al₂O₃ (алюминия оксид) + 6HCl (соляная кислота) = 2AlCl₃ (хлорид алюминия или хлористый алюминий) + 3H₂O.
3. С кислотными оксидами: Al₂O₃ (окисел алюминия) + 3SO₃ (окисел серы шестивалентный) = Al₂(SO₄)₃ (алюминиевые квасцы).
4. С окислами основного характера: Al₂O₃ (окисел алюминия) + Na₂O (окись натрия) = 2NaAlO₂ (алюминат натрия).

Элементы высших оксидов амфотерного характера не взаимодействуют между собой и с водой.