Простого изучения списка и примеров кислотных оксидов недостаточно для понимания темы, являющейся одной из базовых разделов предмета. Знание общих определений темы, классификаций, основанных на различных свойствах и способах получения, а также примеров таких веществ, обязательно для дальнейшего освоения курса.
Какие вещества называются оксидами
Оксиды — это сложные бивалентные (состоящие из двух элементов) химические вещества, содержащие в своем составе кислород в степени окисления -2.
Являясь вторым по активности неметаллом в таблице Менделеева, кислород способен образовывать соединения со всеми элементами, за исключением фтора.
Вещества этого класса широко распространены в природе и в быту. Примером тому являются вода, углекислый газ, автомобильные выхлопы (смесь газов), песок и ржавчина. Оксиды, в том или ином виде, применяются во всех отраслях промышленности: с помощью соединения серы SO3 получают серную кислоту, им же обрабатывают пищевую продукцию в целях увеличения срока хранения. Соединения железа восстанавливают до чистого металла в металлургической отрасли, а гашеная известь (CaO) необходима как компонент конструкционных строительных материалов.
Номенклатура этих веществ чрезвычайно проста: название веществ образуется по принципу «оксид + название элемента». В случае переменной валентности элемента его текущая валентность обозначается римской цифрой в скобках.
Кроме систематической номенклатуры, многие из распространенных веществ имеют и тривиальные названия. Al2O3 и SiO2 известны как глинозём и кремнезём, Fe3O4 — железная окалина, CO2 — углекислый газ, а СО — угарный.
Классификация и таблица
Соединения классифицируются на две большие группы по способности к солеобразованию:
- Cолеобразующие — способны образовывать соли при взаимодействии со щелочами и кислотами. К ним относятся основные (вещества, содержащие, помимо кислорода, щелочной или щелочно-земельный металл — Na2O, Li2O), кислотные (соединения кислорода с неметаллами, находящимися в степени окисления, соответствующими собственной кислоте, — P2O3 (кислота H3PO3 — фосфористая), P2O5 (кислота H3PO4 — фосфорная) и амфотерные оксиды (соединения кислорода с переходными элементами — Al2O3).
- Несолеобразующие — не реагируют со щелочами и кислотами, т. е. неспособны образовывать соли. К ним относятся: угарный газ (или монооксид углерода СО), оксиды азота в низших степенях окисления (N2O и NO) и самый распространенный на Земле монооксид — вода (H2O).
Таблица кислотных оксидов
| Формула оксида | Степень окисления неметалла | Формула соответствующей кислоты | Название кислоты |
| Cl2O7 | +7 | Хлорная | HClO4 |
| Cl2O5 | +5 | Хлорноватая | HClO3 |
| Cl2O3 | +3 | Хлористая | HClO2 |
| Cl2O | +1 | Хлорноватистая | HClO |
| Cr2O3 | +3 | Дихромовая | H2CrO4 |
| CrO3 | +6 | Хромовая | H2Cr2O7 |
| Mn2O7 | +7 | Марганцевая | HMnO4 |
| SiO2 | +4 | Кремниевая | H2SiO3 |
| CO2 | +4 | Угольная | H2CO3 |
| N2O3 | +3 | Азотистая | HNO2 |
| N2O5 | +5 | Азотная | HNO3 |
| As2O5 | +5 | Мышьяковая | H3AsO4 |
| SO2 | +4 | Сернистая | H2SO3 |
| SO3 | +6 | Серная | H2SO4 |
| P2O5 | +5 | Ортофосфорная | H3PO4 |
Физико-химические свойства
Соединения в ряду кислотных оксидов характеризуются разнообразием агрегатных состояний при нормальных условиях среды. Например, соединения фосфора и кремния (P2O5, SiO2) являются характерно окрашенными твердыми веществами, соединения серы и хлора в определенных степенях окисления (SO3 и Cl2O7) — жидкости, а NO2, SO2 — газы.
Можно выделить ряд типичных химических реакций для данного класса:
- Реакция с основными оксидами, основаниями и щелочами с образованием солей.
- Реакция с водой с образованием кислоты. Примечание: реакция невозможна для SiO2 (диоксида кремния).
- Реакция вытеснения кислотного остатка из соли (по принципу: менее летучие кислотные оксиды замещают более летучие в солях).
Получение веществ этого класса основывается на двух разновидностях химических реакций: горении сложных веществ (например, реакция горения сероводорода: СH4+ 2O2 = CO2 + 2H2O) и разложении кислородосодержащих кислот (H2SO3 = H2O +SO2).
