Формула оксидов необходима для возможности решения задач и понимания возможных вариантов соединений химических элементов. Общая формула оксидов - ЭхОу. Кислород находится на втором месте после фтора по величине значение электроотрицательности, что является причиной того, что большинство соединений химических элементов с кислородом являются оксидами.
Классификация оксидов.
По классификации оксидов, солеобразующими оксидами являются те оксиды, которые могут взаимодействовать с кислотами либо основаниями с возможностью появления соответствующей соли и воды. Солеобразующими оксидами называют:
Основные оксиды, зачастую образующиеся из металлов со степенью окисления +1, +2. Могут реагировать с кислотами, с кислотными оксидами, с амфотерными оксидами, с водой (только оксиды щелочных и щелочно-земельных металлов). Элемент основного оксида становится катионом в образующейся соли. Na2O, CaO, MgO, CuO.
- Основный оксид + сильная кислота → соль + вода: CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O
- Сильноосновный оксид + вода → гидроксид: CaO + H2O → Ca(OH)2
- Сильноосновный оксид + кислотный оксид → соль: CaO + Mn2O7 → Ca(MnO4)2
- Основный оксид + водород → металл + вода: CuO + H2 → Cu + H2O
Примечание: металл менее активный, чем алюминий.
Кислотные оксиды – оксиды неметаллов и металлов в степени окисления +5 - +7. Могут реагировать с водой, щелочами, основными оксидами, амфотерными оксидами. Элемент кислотного оксида входит в состав аниона образующейся соли. Mn2O7, CrO3, SO3, N2O5.
- Кислотный оксид + вода → кислота: SO3 + H2O → H2SO4. Некоторые оксиды, к примеру SiO2, не могут вступать в реакцию с водой, поэтому их кислоты получают не прямым путём.
- Кислотный оксид + основный оксид → соль: CO2 + CaO → CaCO3
- Кислотный оксид + основание → соль + вода: SO2 + 2NaOH → Na2SO3 + H2O. Если кислотный оксид является ангидридом многоосновной кислоты, возможно образование кислых или средних солей: Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 ↓ + H2O, CaCO3 + H2O + CO2 → Ca(HCO3)2
- Нелетучий оксид + соль 1 → соль 2 + летучий оксид: SiO2 + Na2CO3 → Na2SiO3 + CO2
- Ангидрид кислоты 1 + безводная кислородосодержащая кислота 2 → Ангидрид кислоты 2 + безводная кислородосодержащая кислота 1: 2P2O5 + 4HClO4 → 4HPO3 + 2Cl2O7
Амфотерные оксиды, образуют металлы со степенью окисления от +3 до +5 (к амфотерным оксидам относятся также BeO, ZnO, PbO, SnO). Реагируют с кислотами, щелочами, кислотными и основными оксидами.
При взаимодействии с сильной кислотой или кислотным оксидом проявляют основные свойства: ZnO + 2HCl → ZnCl2 + H2O
При взаимодействии с сильным основанием или основным оксидом проявляют кислотные свойства:
- ZnO + 2KOH + H2O → K2[Zn(OH)4] (в водном растворе).
- ZnO + 2KOH → K2ZnO2 (при сплавлении).
Несолеобразующие оксиды не вступают в реакцию ни с кислотами, ни с основаниями, а значит, солей не образуют. N2O, NO, CO, SiO.
В соответствии с номенклатурой ИЮПАК, названия оксидов складываются из слова оксид и названия второго химического элемента (с меньшей электроотрицательностью) в родительном падеже:
- Оксид кальция – CaO.
Если элемент может образовывать несколько оксидов, то в их названиях следует указать степень окисления элемента:
- Fe2O3 – оксид железа (III);
- MnO2 – оксид марганца (IV).
Можно использовать латинские приставки для обозначения числа атомов элементов, которые входят в молекулу оксида:
- Na2O – оксид динатрия;
- CO – монооксид углерода;
- СО2 – диоксид углерода.
Часто используются также тривиальные названия некоторых оксидов:
Формула оксида |
Систематическое название |
Тривиальное название |
---|---|---|
CO |
Угарный газ |
|
CO2 |
Углекислый газ |
|
MgO |
Оксид магния |
Жженая магнезия |
CaO |
Оксид кальция |
Негашеная известь |
FeO |
Оксид железа (II) |
Закись железа |
Fe2O3 |
Оксид железа (III) |
Окись железа |
P2O5 |
Оксид фосфора (V) |
Фосфорный ангидрид |
Н2О2 | Пероксид водорода | |
SO2 | Оксид серы (IV) | |
Ag2O | Оксид серебра (I) | |
Cu2O3 |
Оксид меди (III) | триоксид димеди |
CuO | Оксид меди (II) | окись меди |
Cu2O | Оксид меди (I) | Закись меди, гемиоксид меди, оксид димеди |
Составить формулу оксидов.
При составлении формул оксида первым ставят элемент, степень окисления которого со знаком +, а вторым элемент с отрицательной степенью окисления. Для оксидов это всегда кислород.
Последующие действия по составлению формулы оксида:
1. Расставить степени окисления (степень окисления) для каждого атома. Кислород в оксидах всегда имеет степень окисления -2 (минус два).
2. Для того, чтобы правильно узнать степень окисления второго элемента, нужно заглянуть в таблицу возможных степеней окисления некоторых элементов.
Элемент |
Возможные степени окисления |
---|---|
N (азот) |
-3, 0, +1, +2, +3, +4,+5. |
P (фосфор) |
-3, 0, +3, +5. |
S (сера) |
-2, 0, +4, +6. |
C (углерод) |
-4, 0, +2, +4. |
При составлении названий веществ чаще всего использую русские названия элементов, к примеру, дикислород, дифторид ксенона, селенат калия. Иногда для некоторых элементов в производные термины вводят корни их латинских наименований:
Ag - аргент |
N - нитр |
---|---|
As - арс, арсен |
Ni - никкол |
Au - аур |
O - окс, оксиген |
C - карб, карбон |
Pb - плюмб |
Cu - купр |
S - сульф |
Fe - ферр |
Sb - стиб |
H - гидр, гидроген |
Si - сил, силик, силиц |
Hg - меркур |
Sn - станн |
Mn - манган |
|
К примеру: карбонат, манганат, оксид, сульфид, силикат.
Названия простых веществ состоят из одного слова - наименования химического элемента с числовой приставкой, например:
Mg - (моно)магний |
O3 - трикислород |
---|---|
Hg - (моно) ртуть |
P4 - тетрафосфор |
O2 - дикислород |
S8 - октасера |
Используются следующие числовые приставки:
1 - моно |
7 - гепта |
---|---|
2 - ди |
8 - окта |
3 - три |
9 - нона |
4 - тетра |
10 - дека |
5 - пента |
11 - ундека |
6 - гекса |
12 - додека |
Неопределенное число указывается числовой приставкой n - поли.
Названия распространенных кислотных гидроксидов состоят из двух слов: собственного названия с окончанием "ая" и группового слова "кислота". Приведем формулы и собственные названия распространенных кислотных гидроксидов и их кислотных остатков (прочерк означает, что гидроксид не известен в свободном виде или в кислом водном растворе):
Кислотный гидроксид |
Кислотный остаток |
---|---|
HAsO2 - метамышьяковистая |
AsO2- - метаарсенит |
H3AsO3 - ортомышьяковистая |
AsO33- - ортоарсенит |
H3AsO4 - мышьяковая |
AsO43- - арсенат |
- |
В4О72- - тетраборат |
- |
ВiО3- - висмутат |
HBrO - бромноватистая |
BrO- - гипобромит |
HBrO3 - бромноватая |
BrO3- - бромат |
H2CO3 - угольная |
CO32- - карбонат |
HClO - хлорноватистая |
ClO- - гипохлорит |
HClO2 - хлористая |
ClO2- - хлорит |
HClO3 - хлорноватая |
ClO3- - хлорат |
HClO4 - хлорная |
ClO4- - перхлорат |
H2CrO4 - хромовая |
CrO42- - хромат |
- |
НCrO4- - гидрохромат |
H2Cr2О7 - дихромовая |
Cr2O72- - дихромат |
- |
FeO42- - феррат |
HIO3 - иодноватая |
IO3- - иодат |
HIO4 - метаиодная |
IO4- - метапериодат |
H5IO6 - ортоиодная |
IO65- - ортопериодат |
HMnO4 - марганцовая |
MnO4- - перманганат |
- |
MnO42- - манганат |
- |
MоO42- - молибдат |
HNO2 - азотистая |
NO2- - нитрит |
HNO3 - азотная |
NO3- - нитрат |
HPO3 - метафосфорная |
PO3- - метафосфат |
H3PO4 - ортофосфорная |
PO43- - ортофосфат |
|
НPO42- - гидроортофосфат |
|
Н2PO4- - дигидроотофосфат |
H4P2O7 - дифосфорная |
P2O74- - дифосфат |
- |
ReO4- - перренат |
- |
SO32- - сульфит |
|
HSO3- - гидросульфит |
H2SO4 - серная |
SO42- - сульфат |
- |
НSO4- - гидросульфат |
H2S2O7 - дисерная |
S2O72- - дисульфат |
H2S2O6(O2) - пероксодисерная |
S2O6(O2)2- - пероксодисульфат |
H2SO3S - тиосерная |
SO3S2- - тиосульфат |
H2SeO3 - селенистая |
SeO32- - селенит |
H2SeO4 - селеновая |
SeO42- - селенат |
H2SiO3 - метакремниевая |
SiO32- - метасиликат |
H4SiO4 - ортокремниевая |
SiO44- - ортосиликат |
H2TeO3 - теллуристая |
TeO32- - теллурит |
H2TeO4 - метателлуровая |
TeO42- - метателлурат |
H6TeO6 - ортотеллуровая |
TeO66- - ортотеллурат |
- |
VO3- - метаванадат |
- |
VO43- - ортованадат |
- |
WO43- - вольфрамат |
Менее распространенные кислотные гидроксиды называют по номенклатурным правилам для комплексных соединений, например:
IO42- - тетраоксоиодат (2- ) |
SO22- - диоксосульфат(IV) |
---|---|
MoO32- - триоксомолибдат(IV) |
TeO52- - пентаоксотеллурат(IV) |
PoO32- - триоксополонат(IV) |
XeO64- - гексаоксоксенонат(VIII) |