Хімія. Повторне видання. 8 клас. Попель

§ 26. Будова, властивості та використання оксидів

Матеріал параграфа допоможе вам:

  • з’ясувати, як залежать фізичні властивості оксидів від їхньої 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. 47, 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.

Мал. 47. Моделі будови: а — магній оксиду; б — карбон(IV) оксиду у твердому стані

Таблиця 9

Будова і температури плавлення деяких оксидів

Хімічна формула

Будова оксиду

Температура плавлення, °С

CaO

Йонна

2613

Li2O

1438

H2O

Молекулярна

0

SO2

-75

SiO2

Атомна

1710

Майже всі кислотні оксиди складаються з молекул (мал. 47, б). Оскільки притягання між молекулами слабке, температури плавлення (табл. 9) і кипіння цих сполук невисокі, а їхній агрегатний стан за звичайних умов різний. Чимало кислотних оксидів є леткими, розчинними у воді (під час їх розчинення відбуваються хімічні реакції), деякі мають запах.

Цікаво знати

За звичайних умов оксиди H2O, SO3, Cl2O7, Mn2O7 є рідинами.

Силіцій(IV) 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 хімічні перетворення, реагентами в яких є 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

Реакції з водою. Вам відомо, що серед основних оксидів лише сполуки лужних і лужноземельних елементів взаємодіють із водою, утворюючи основи (луги). Така реакція відбувається, наприклад, коли змішують негашене вапно CaO і воду:

СаО + Н2О = Са(ОН)2.

Вивести формулу її продукту (основи) можна, зважаючи на заряди катіона металічного елемента і гідроксид-аніона.

• Складіть рівняння реакції літій оксиду з водою.

Реакції з кислотними оксидами. Основні оксиди взаємодіють 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 хімічних рівнянь:

• Складіть рівняння реакції кальцій оксиду з нітроген(V) оксидом.

Реакції з кислотами. Основні оксиди взаємодіють не лише з кислотними оксидами, а й із кислотами з утворенням солей і води:

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

Реакції за участю кислотних оксидів

Реакції з водою. Майже всі кислотні оксиди взаємодіють з водою (виняток — оксид SiO2) з утворенням оксигеновмісних кислот:

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

• Складіть рівняння реакції нітроген(V) оксиду з водою.

Взаємодія фосфор(V) оксиду з водою має певні особливості. За звичайних умов відбувається реакція

Її продукт під час нагрівання перетворюється на іншу кислоту:

Часто записують «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 реакції за участю оксиду Р2О5:

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

Сіль походить від кислоти, яка відповідає кислотному оксиду.

• Складіть рівняння реакції між сульфур(IV) оксидом і кальцій гідроксидом.

Викладений матеріал узагальнює схема 7.

Схема 7

Хімічні властивості оксидів

Чимало оксидів металічних елементів виявляють і основні, і кислотні властивості. Реакції за участю цих сполук розглянуто в § 30.

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 кварцового скла, яке, на відміну від звичайного, пропускає ультрафіолетові промені (під кварцовою лампою можна засмагати, як під сонцем). Пісок, що складається переважно з оксиду SiO2, використовують у виробництві скла, кераміки, а також, як і негашене вапно СаО, у будівництві. Чимало оксидів використовують як реагенти на хімічних заводах. Кристали корунду Al2O3 мають високу твердість. Порошок цієї сполуки використовують як абразивний матеріал для обробки металевих, керамічних та інших поверхонь. Деякі оксиди є основою фарб: Fe2O3 — коричневої, Cr2O3 — зеленої, TiO2 або ZnO — білої. Забарвлені природні та штучні кристали алюміній оксиду — рубін (містить домішку Cr2O3), сапфір (містить домішки оксидів Феруму і Титану), а також силіцій(ІV) оксиду — аметист (містить домішки оксидів Феруму) — використовують для виробництва ювелірних прикрас (мал. 48).

Мал. 48. Дорогоцінне каміння

ВИСНОВКИ

Основні оксиди мають йонну будову. Вони є твердими речовинами, більшість із них не розчиняється у воді. Основні оксиди взаємодіють із кислотними оксидами, кислотами, а з водою реагують лише оксиди лужних і лужноземельних елементів.

Кислотні оксиди складаються з молекул. Ці сполуки перебувають у різних агрегатних станах, мають невисокі температури плавлення і кипіння, розчиняються у воді, деякі мають запах. Кислотні оксиди реагують з водою, основними оксидами, основами.

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

Багато оксидів набули широкого використання в різних сферах.

188. Яка зі сполук — Cl2O чи Li2O — за звичайних умов є газом і має запах? Поясніть свій вибір.

189. Серед наведених оксидів укажіть йонні речовини: P2O3, Cl2O7, K2O, BaO, SO3.

190. Розмістіть формули оксидів Li2O, Cu2O, Cl2O7, MgO, SiO2, FeO і SO2 у відповідні клітинки таблиці:

Оксиди

основні

кислотні

191. Назвіть усі основні оксиди, які реагують із водою. Запишіть два загальних рівняння таких реакцій, позначивши оксиди формулами М2О і МО.

192. Допишіть схеми реакцій і перетворіть їх на хімічні рівняння:

  • а) SrO + H2O →
  • MgO + Cl2O7
  • СаO + HNO3
  • б) SeO3 + H2O →
  • SiO2 + BaO →
  • I2О5 + NaOH →

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

барій оксид

фосфор(V) оксид

карбон(IV) оксид

нітратна кислота

калій гідроксид

кальцій оксид

бромідна кислота

194. Складіть рівняння реакцій, під час яких утворюється літій ортофосфат, якщо реагентами є:

  • а) два оксиди;
  • б) оксид і кислота;
  • в) оксид і основа.

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

  • а) Li → Li2O → LiOH;
  • б) Mg → MgO → Mg(NO3)2;
  • в) S → SO2 → Na2SO3;
  • г) С → СО2 → BaCO3.

196. За матеріалами з інтернету підготуйте повідомлення про застосування вуглекислого газу.

ГДЗ до підручника можна знайти тут.