Oxizi

Oxidul (sinonime: oxid , oxid ) este un compus binar al unui element chimic cu oxigenul în starea de oxidare −2, în care oxigenul însuși este asociat doar cu un element mai puțin electronegativ . Elementul chimic oxigen este al doilea ca electronegativitate după fluor , prin urmare, aproape toți compușii elementelor chimice cu oxigen aparțin oxizilor. Excepțiile includ, de exemplu, difluorura de oxigen OF2 .

Oxizii sunt un tip foarte comun de compuși care se găsesc în scoarța terestră și în univers în general. Exemple de astfel de compuși sunt rugina , apa , nisipul , dioxidul de carbon , o serie de coloranți. Oxizii sunt, de asemenea, o clasă de minerale , care sunt compuși ai unui metal cu oxigen (vezi oxizi ).

Compușii care conțin atomi de oxigen interconectați se numesc peroxizi sau peroxizi (conțin lanțul -O-O-), superoxizi (conțin grupa O−
2) și ozonide (conținând grupa O−
3). Aceștia nu aparțin, strict vorbind, categoriei de oxizi.

Clasificare

În funcție de proprietățile chimice, există:

Oxizi care formează sare :
- oxizi bazici (de exemplu, oxid de sodiu Na 2 O, oxid de cupru (II) CuO): oxizi metalici, a căror stare de oxidare este I-II;
- oxizi acizi (de exemplu, oxid de sulf (VI) SO3, oxid nitric (IV) NO2 ) : oxizi metalici cu stări de oxidare V-VII şi oxizi nemetalici;
- oxizi amfoteri (de exemplu, oxid de zinc ZnO, oxid de aluminiu Al 2 O 3 ): oxizi metalici cu stările de oxidare III-IV și excepții (ZnO, BeO, SnO, PbO);
Oxizi care nu formează sare : monoxid de carbon (II) CO, oxid de azot (I) N 2 O, oxid de azot (II) NO, oxid de siliciu (II) SiO, oxid de sulf (II) SO.

Există oxizi complecși , incluzând atomi ai două sau mai multe elemente în moleculă, cu excepția oxigenului - de exemplu, oxid de litiu-cobalt (III) Li 2 O Co 2 O 3 și oxizi dubli , în care atomii aceluiași element sunt incluse în două sau mai multe stări de oxidare - de exemplu, oxid de mangan (II, IV) Mn 5 O 8 . În multe cazuri, astfel de oxizi pot fi considerați săruri ale acizilor care conțin oxigen. Astfel, oxidul de litiu-cobalt(III) poate fi considerat ca cobaltită de litiu Li2Co204 , iar oxidul de mangan(II, IV ) ca ortomanganit de mangan Mn3 ( Mn04 ) 2 .

Nomenclatură

În conformitate cu nomenclatura IUPAC , oxizii sunt numiți cuvântul „oxid”, urmat de numele elementului chimic în cazul genitiv, de exemplu: Na 2 O - oxid de sodiu , Al 2 O 3 - oxid de aluminiu . Dacă elementul are o stare de oxidare variabilă, atunci starea sa de oxidare este indicată în numele oxidului cu o cifră romană între paranteze imediat după nume (fără spațiu ). De exemplu, Cu 2 O este oxid de cupru (I) , CuO este oxid de cupru (II) , FeO este oxid de fier (II) , Fe 2 O 3 este oxid de fier (III) , Cl 2 O 7 este oxid de clor (VII) .

Alte denumiri de oxizi sunt adesea folosite în funcție de numărul de atomi de oxigen: dacă oxidul conține doar un atom de oxigen, atunci se numește monoxid sau monoxid , dacă doi - dioxid sau dioxid , dacă trei - atunci trioxid sau trioxid etc. exemplu: monoxid de carbon CO , dioxid de carbon CO 2 , trioxid de sulf SO 3 .

Denumirile de oxizi stabilite istoric (triviale) sunt, de asemenea, comune, de exemplu, monoxid de carbon CO, anhidridă sulfurică SO 3 etc.

La începutul secolului al XIX-lea și mai devreme, oxizii refractari, practic insolubili în apă, erau numiți de chimiști „pământuri”.

Nomenclatura tradițională

Oxizii cu stări de oxidare inferioare (suboxizi) sunt uneori numiți oxid și suboxid (de exemplu, monoxid de carbon (II) , CO - monoxid de carbon; dioxid de tricarbon , C 3 O 2 - suboxid de carbon [1] ; oxid de azot (I) , N 2O - oxid de azot; oxid de cupru (I) , Cu 2 O - oxid de cupru ).

Oxizii cu stări de oxidare mai mari (de exemplu, oxid de fier (III) , Fe 2 O 3 ) sunt numiți oxid în conformitate cu această nomenclatură și oxizi dubli (adică cu diferite stări de oxidare) - oxid-oxid (Fe 3 O 4 ). \u003d FeO ) Fe 2 O 3 - oxid de fier , oxid de uraniu (VI)-diuraniu (V) , U 3 O 8 - oxid de uraniu ).

Dacă orice metal dă un oxid bazic, atunci acesta din urmă se numește oxid, de exemplu, oxid de calciu, oxid de magneziu etc.; dacă sunt două, atunci oxidul cu un conținut mai scăzut de oxigen se numește oxid, de exemplu oxid feros FeO și oxid Fe 2 O 3 . Oxidul cu mai puțin oxigen decât azotul se numește suboxid.

- Vukolov S.P. , Mendeleev D.I. Oxides // Dicționar enciclopedic al lui Brockhaus și Efron : în 86 de volume (82 de volume și 4 suplimentare). - Sankt Petersburg. , 1890-1907.

Această nomenclatură, totuși, nu este consecventă, așa că astfel de nume ar trebui considerate mai tradiționale.

Proprietăți

În condiții normale, oxizii pot fi în trei stări de agregare: solid, lichid și gazos.

Când un oxid acid reacţionează cu unul bazic, se formează o sare.
Oxizii reacţionează cu apa dacă se formează un acid solubil sau o bază solubilă.
Oxizii bazici reacţionează cu acizii, iar oxizii acizi cu bazele.

Oxizi de bază

1. Oxid bazic + acid tare → sare + apă

{\mathsf {CuO+H_{2}SO_{4}\rightarrow CuSO_{4}+H_{2}O))

2. Oxid de bază puternic + apă → hidroxid

{\mathsf {CaO+H_{2}O\rightarrow Ca(OH)_{2))}

3. Oxid de bază puternic + oxid de acid → sare

{\mathsf {CaO+Mn_{2}O_{7}\rightarrow Ca(MnO_{4})_{2))}

4. Oxid bazic + hidrogen → metal + apă

{\mathsf {CuO+H_{2}\rightarrow Cu+H_{2}O))

Notă: reducerea hidrogenului este posibilă pentru metalele mai puțin active decât aluminiul .

Oxizi acizi

1. Oxid acid + apă → acid

\mathsf{SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4}

Unii oxizi, precum SiO 2 , nu reacţionează cu apa, astfel încât acizii lor sunt obţinuţi indirect.

2. Oxid acid + oxid bazic → sare

{\mathsf {CO_{2}+CaO\rightarrow CaCO_{3))}

3. Oxid acid + bază → sare + apă

{\mathsf {SO_{2}+2NaOH\rightarrow Na_{2}SO_{3}+H_{2}O))

Dacă oxidul de acid este o anhidridă a unui acid polibazic, este posibilă formarea de săruri acide sau medii:

{\mathsf {Ca(OH)_{2}+CO_{2}\rightarrow CaCO_{3}\downarrow +H_{2}O))

{\mathsf {CaCO_{3}+H_{2}O+CO_{2}\rightarrow Ca(HCO_{3})_{2))}

4. Oxid nevolatil + sare1 → sare2 + oxid volatil

{\mathsf {SiO_{2}+Na_{2}CO_{3}\rightarrow Na_{2}SiO_{3}+CO_{2))}

5. Anhidridă acidă 1 + acid anhidru care conține oxigen 2 → Anhidridă acidă 2 + acid anhidru care conține oxigen 1

{\displaystyle {\mathsf {P_{2}O_{5}+2HClO_{4}\rightarrow 2HPO_{3}+Cl_{2}O_{7))))

Oxizi amfoteri

Atunci când interacționează cu un acid puternic sau cu oxid acid, ele prezintă principalele proprietăți :

{\mathsf {ZnO+2HCl\rightarrow ZnCl_{2}+H_{2}O}}

Când interacționează cu o bază puternică sau cu oxid bazic, aceștia prezintă proprietăți acide :

{\mathsf {ZnO+2KOH+H_{2}O\rightarrow K_{2}[Zn(OH)_{4}]}}

(în soluție apoasă)

{\mathsf {ZnO+2KOH\rightarrow K_{2}ZnO_{2}+H_{2}O\uparrow ))

(când este fuzionat)

Obținerea

1. Interacțiunea substanțelor simple (cu excepția gazelor inerte , aurului și platinei ) cu oxigenul :

{\textstyle {\mathsf {2H_{2}+O_{2}\rightarrow 2H_{2}O))}

{\mathsf {2Cu+O_{2}\rightarrow 2CuO}}

Aceasta include, de asemenea, arderea în oxigen a metalelor alcaline (cu excepția litiului ), precum și a stronțiului și bariului , în care se formează peroxizi și superoxizi :

{\mathsf {2Na+O_{2}\rightarrow Na_{2}O_{2}}}

{\mathsf {K+O_{2}\rightarrow KO_{2}}}

2. Prăjirea sau arderea compușilor binari în oxigen :

{\mathsf {4FeS_{2}+11O_{2}\rightarrow 2Fe_{2}O_{3}+8SO_{2))}

{\mathsf {CS_{2}+3O_{2}\rightarrow CO_{2}+2SO_{2))}

{\mathsf {2PH_{3}+4O_{2}\rightarrow P_{2}O_{5}+3H_{2}O))

3. Descompunerea termică a sărurilor :

\mathsf{CaCO_3 \rightarrow CaO + CO_2}

{\mathsf {2FeSO_{4}\rightarrow Fe_{2}O_{3}+SO_{2}+SO_{3))}

4. Descompunerea termică a bazelor sau acizilor :

{\mathsf {2Al(OH)_{3}\rightarrow Al_{2}O_{3}+3H_{2}O))

{\mathsf {4HNO_{3}\rightarrow 4NO_{2}+O_{2}+2H_{2}O))

5. Oxidarea oxizilor inferiori la oxizi superiori și reducerea celor superiori la oxizi inferiori:

{\mathsf {4FeO+O_{2}\rightarrow 2Fe_{2}O_{3))}

6. Interacțiunea unor metale cu apa la temperatură ridicată:

{\mathsf {Zn+H_{2}O\rightarrow ZnO+H_{2))}

7. Interacțiunea sărurilor cu oxizii acizi în timpul arderii cocsului cu eliberarea de oxid volatil:

{\mathsf {Ca_{3}(PO_{4})_{2}+3SiO_{2}+5C\rightarrow 3CaSiO_{3}+2P+5CO))

8. Interacțiunea metalelor cu acizi - agenți oxidanți :

{\mathsf {Zn+4HNO_{3}\rightarrow Zn(NO_{3})_{2}+2NO_{2}\uparrow +2H_{2}O))

9. Sub acțiunea substanțelor de îndepărtare a apei asupra acizilor și sărurilor :

{\mathsf {2KClO_{4}+H_{2}SO_{4}\rightarrow K_{2}SO_{4}+Cl_{2}O_{7}+H_{2}O))

10. Interacțiunea sărurilor acizilor slabi instabili cu acizii mai tari :

{\mathsf {NaHCO_{3}+HCl\rightarrow NaCl+H_{2}O+CO_{2}\uparrow }}

Note

↑ L. B. Dashkevici, V. G. Beilin. Suboxidul de carbon în sinteza organică / Progrese în chimie. - 1967. - Volumul 36. - Nr. 6. - C. 947-964.

Link -uri

Tabel de clasificare a oxidului
Tutorial video despre oxizi Arhivat 21 mai 2012 la Wayback Machine

oxizi
H2O _ _
Li 2 O LiCoO 2 Li 3 PaO 4 Li 5 PuO 6 Ba 2 LiNpO 6 LiAlO 2 Li 3 NpO 4 Li 2 NpO 4 Li 5 NpO 6 LiNbO 3	BeO											B2O3 _ _ _	C 3 O 2 C 12 O 9 CO C 12 O 12 C 4 O 6 CO 2	N 2 O NU N 2 O 3 N 4 O 6 NO 2 N 2 O 4 N 2 O 5	O	F
Na2O NaPaO3NaAlO2Na2PtO3 _ _ _ _ _ _ _ _ _	MgO											AlO Al 2 O 3 NaAlO 2 LiAlO 2 AlO(OH)	SiO SiO2 _	P 4 O P 4 O 2 P 2 O 3 P 4 O 8 P 2 O 5	S 2 O SO SO 2 SO 3	Cl2OClO2Cl2O6Cl2O7 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
K 2 O K 2 PtO 3 KPaO 3	CaO Ca 3 OSiO 4 CaTiO 3	Sc2O3 _ _ _	TiO Ti 2 O 3 TiO 2 TiOSO 4 CaTiO 3 BaTiO 3	VO V 2 O 3 V 3 O 5 VO 2 V 2 O 5	FeCr 2 O 4 CrO Cr 2 O 3 CrO 2 CrO 3 MgCr 2 O 4	MnO Mn 3 O 4 Mn 2 O 3 MnO(OH) Mn 5 O 8 MnO 2 MnO 3 Mn 2 O 7	FeCr 2 O 4 FeO Fe 3 O 4 Fe 2 O 3	CoFe 2 O 4 CoO Co 3 O 4 CoO(OH) Co 2 O 3 CoO 2	NiO NiFe 2 O 4 Ni 3 O 4 NiO (OH) Ni 2 O 3	Cu 2 O CuO CuFe 2 O 4 Cu 2 O 3 CuO 2	ZnO	Ga 2 O Ga 2 O 3	GeO GeO 2	Ca 2 O 3 Ca 2 O 4 Ca 2 O 5	SeOCl 2 SeOBr 2 SeO 2 Se 2 O 5 SeO 3	Br 2 O Br 2 O 3 BrO 2
Rb 2 O RbPaO 3 Rb 4 O 6	SrO	Y 2 O 3 YOF YOCl	ZrO ( OH ) 2ZrO2ZrOS Zr2O3Cl2 _ _ _ _ _	NbO Nb 2 O 3 NbO 2 Nb 2 O 5 Nb 2 O 3 (SO 4 ) 2 LiNbO 3	Mo 2 O 3 Mo 4 O 11 MoO 2 Mo 2 O 5 MoO 3	TcO 2 Tc 2 O 7	Ru 2 O 3 RuO 2 Ru 2 O 5 RuO 4	RhO Rh 2 O 3 RhO 2	PdO Pd 2 O 3 PdO 2	Ag2O Ag2O2 _ _ _ _ _	Cd2O CdO _ _	În 2 O InO În 2 O 3	SnO SnO 2	Sb 2 O 3 Sb 2 O 4 Hg 2 Sb 2 O 7 Sb 2 O 5	TeO 2 TeO 3	I 2 O 4 I 4 O 9 I 2 O 5
Cs 2 O Cs 2 ReCl 5 O	BaO BaPaO 3 BaTiO 3 BaPtO 3		HfO (OH ) 2HfO2	Ta 2 O TaO TaO 2 Ta 2 O 5	WO 2 Br 2 WO 2 WO 2 Cl 2 WOBr 4 WOF 4 WOCl 4 WO 3	Re 2 O ReO Re 2 O 3 ReO 2 Re 2 O 5 ReO 3 Re 2 O 7	OsO Os 2 O 3 OsO 2 OsO 4	Ir2O3 IrO2 _ _ _ _	PtO Pt 3 O 4 Pt 2 O 3 PtO 2 K 2 PtO 3 Na 2 PtO 3 PtO 3	Au 2 O AuO Au 2 O 3	Hg 2 O HgO (Hg 3 O 2 )SO 4 Hg 2 O (CN) 2 Hg 2 Sb 2 O 7 Hg 3 O 2 Cl 2 Hg 5 O 4 Cl 2	Tl 2 O Tl 2 O 3	Pb 2 O PbO Pb 3 O 4 Pb 2 O 3 PbO 2	BiO Bi 2 O 3 Bi 2 O 4 Bi 2 O 5	PoO PoO 2 PoO 3	La
pr	Ra		RF	Db	Sg	bh	hs	Mt	Ds	Rg	Cn	Nh	fl	Mc	Lv	Ts
		↓
		La 2 O 2 S La 2 O 3	Ce 2 O 3 CeO 2	PrO Pr 2 O 2 S Pr 2 O 3 Pr 6 O 11 PrO 2	NdO Nd 2 O 2 S Nd 2 O 3 NdHO	Pm 2 O 3	SmO Sm 2 O 3	EuO Eu 3 O 4 Eu 2 O 3 EuO(OH) Eu 2 O 2 S	Gd 2 O 3	Tb	Dy2O3 _ _ _	Ho 2 O 3 Ho 2 O 2 S	Er2O3 _ _ _	Tm2O3 _ _ _	YbO Yb2O3 _ _ _	Lu 2 O 2 S Lu 2 O 3 LuO(OH)
		Ac2O3 _ _ _	UO 2 UO 3 U 3 O 8	PaO PaO 2 Pa 2 O 5 PaOS	TH 2	NpO NpO 2 Np 2 O 5 Np 3 O 8 NpO 3	PuO Pu 2 O 3 PuO 2 PuO 3 PuO 2 F 2	AmO2 _	Cm2O3 CmO2 _ _ _ _	Bk 2 O 3	Cf 2 O 3	Es	fm	md	Nu	lr