Примеры

ПРИМЕР.

В CO₂ КЧ(С) =2, в кварце SiO₂ КЧ(Si) = 4.

В оксидах металлов: в рутиле TiO₂ КЧ(Ti)=6, в ThO₂ КЧ(Th)=8. Как видно, КЧ определяется преимущественно размером центрального атома, точнее, катиона, так как связь с кислородом достаточно полярна.

Если отношение числа атомов Э/О в формуле оксида меньше, чем КЧ, это указывает на сложное, обычно немолекулярное строение оксида. Полимеризация усиливается в периоде справа налево (растёт отношение Э/О) и сверху вниз (у Э растут радиус и КЧ).

Немолекулярное строение имеют, к примеру, такие оксиды как:

- SO₃ (цепочки из тетраэдров SO₄, Э/О=3),

- P₂O₅ (слои из тетраэдров PO₄, Э/О=2,5),

- SiO₂ (трехмерный каркас из тетраэдров SiO₄, Э/О=2).

SiO₂ и, особенно, B₂O₃ легко переходят в некристаллическое (аморфное) состояние.

Каркасные оксиды химически наименее активны. Высокой активностью обладают молекулярные оксиды: SO₂, Cl₂O₇.

ПОЛУЧЕНИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ОКСИДОВ

Оксиды неметаллов могут быть получены:

1) непосредственным взаимодействием неметаллов с кислородом –

S + O₂ → SO₂,

4B + 3O₂ → 2B₂O₃,

с кислородом взаимодействуют все неметаллы, кроме благородных газов и галогенов;

2) удалением воды из кислот (по этой причине кислотные оксиды называют ангидридами кислот) –

2H₃BO₃ (нагревание) → B₂O₃ (борный ангидрид) + 3H₂O,

3) окислением оксидов в низших степенях окисления –

2C⁺²O + O₂ → 2C⁺⁴O₂,

2S⁺⁴O₂+O₂ (с катализатором) → 2S⁺⁶O₃;

4) окислением других сложных веществ при нагревании –

2H₂S + 3O₂ → 3SO₂ + 2H₂O,

CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O,

5) восстановлением оксидов в высших степенях окисления –

C⁺⁴O₂ + H₂ → C⁺²O+H₂O,

6) разложением солей при нагревании –

CaCO₃ (известняк) → CaO + CO₂ ↑

и другими способами.

Оксиды неметаллов бывают кислотные и несолеобразующие.

Кислотные оксиды при взаимодействии с водой дают кислоты, а со щелочами – соли.

Кислотные свойства оксидов увеличиваются по периоду слева направо, а в подгруппе снизу вверх, например, в рядах: B₂O₃ – CO₂ – N₂O₅, SiO₂ – P₂O₅ – SO₃ – Cl₂O₇ и Sb₂O₅ – As₂O₅ – P₂O₅ – N₂O₅. Им отвечают всё более сильные кислоты.

CO₂ + H₂O H₂CO₃,

CO₂ + Ca(OH) ₂ → CaCO₃ + H₂O;

N₂O₅ + H₂O → 2HNO₃,

N₂O₅ + 2KOH → 2KNO₃ + H₂O.

Некоторые оксиды при взаимодействии с водой дают две кислоты сразу:

2N⁺⁴O₂ + H₂O → HN⁺³O₂ + HN⁺⁵O₃;

со щелочами получаются две соли:

2NO₂ + 2KOH → KNO₂ + KNO₃ + H₂O.

Оксиды SiO₂ и B₂O₃ с водой практически не взаимодействуют, но являются кислотными, так как растворяются в щелочах:

nSiO₂ + 2NaOH + (x–1) H₂O → " Na₂[Si_nO_3n+1 ⋅ xH₂O] " (жидкое стекло), n=3–5

2B₂O₃ + 2NaOH + H₂O → Na₂B₄O₅(OH)₄ (бура)

Несолеобразующие оксиды с водой и щелочами не реагируют, кислоты и соли им не соответствуют:

SiO, CO, N₂O.

Многие оксиды неметаллов можно считать окислителями. Так, оксиды азота поддерживают горение, так как при нагревании отщепляют кислород:

6N₂O + С₂H₅OH = 2CO₂ + 3H₂O + 6N₂.

Некоторые оксиды, например, CO₂ считают не поддерживающими горения. Потоком углекислого газа можно погасить пламя, он тяжелее воздуха и собирается внизу, что применяют в огнетушителях. Однако некоторые металлы в CO₂ горят, например, магний:

2Mg + CO₂ = 2MgO + С.

Подобная реакция используется и для получения кремния:

2Mg + SiO₂ = 2MgO + Si.

Низшие оксиды неметаллов часто являются восстановителями, например, сернистый газ SO₂ и угарный газ CO (вспомните третий метод получения оксидов).