Закономерности изменения свойств оксидов

Классификация оксидов по химическим свойствам

Классификация оксидов и закономерности изменения химических свойств

По химическим свойствам оксиды разделяются на следующие типы:

Несолеобразующими называются оксиды, которым не соответствуют ни кислоты, ни основания.

Солеобразными оксидами называются двойные оксиды, в состав которых входят атомы одного металла в разных степенях окисления.

Металлы, проявляющие в соединениях несколько степеней окисления, образуют двойные, или солеобразные оксиды. Например, Pb₃O₄, Fe₃O₄, Mn₃O₄ (формулы этих оксидов могут быть записаны также в виде 2 PbO × PbO₂; FeO × Fe₂O₃; MnO × Mn₂O₃ соответственно).

Например, Fe₃O₄ Þ FeO × Fe₂O₃: представляет собой основный оксид FeO химически связанный с амфотерным оксидом Fe₂O₃, который в данном случае проявляет свойства кислотного оксида. И Fe₃O₄ формально можно рассматривать как соль, образованную основанием Fe(OH)₂ и кислотой [HFeO₂ ], которая не существует в природе:

+ 2 [] =+ H₂O.

От гидрата оксида свинца (IV), как от кислоты, и Pb(OH)₂, как основа­ния, могут быть получены два двойных оксида — Pb₂O₃ и Pb₃O₄ (сурик), которые можно рассматривать как соли. Первый является свинцовой солью метасвинцовой кислоты (H₂PbO₃), а второй — ортосвинцовой кислоты (H₄PbO₄).

Cреди оксидов, особенно среди оксидов d-элементов, много соединений переменного состава (бертолиды), содержание кислорода в которых не соответствует стехиометрическому составу, а изменяется в довольно широ­ких пределах, например, состав оксида титана (II) TiO изменяется в преде­лах TiO_0,65 – TiO_1,25.

Солеобразующими оксидами называются оксиды, которые образуют соли. Оксиды этого типа делятся на три класса: основные, амфотерные и кислотные.

Основными оксидами называются оксиды, элемент которых при образовании соли или основания становится катионом.

Кислотными оксидами называются оксиды, элемент которых при образовании соли или кислоты входит в состав аниона.

Амфотерными оксидами называются оксиды, которые в зависимости от условий реакции могут проявлять как свойства кислотных, так и свойства основных оксидов.

При образовании солей степени окисления элементов, образующих оксиды, не изменяются, например:

+=.

Если при образовании соли происходит изменение степеней окисления элементов, образующих оксиды, то получившуюся соль следует отнести к соли другой кислоты или другого основания, например,

а) 2+ 4+.

Fe₂(SO₄)₃ представляет собой соль образованную серной кислотой и гидроксидом железа (III) — Fe(OH)₃, которому соответствует оксид Fe₂O₃.

б) 2 KOH + 2=++ H₂O.

Образовавшиеся соли являются солями азотистой () и азотной () кислот, которым соответствуют оксиды

и .

Увеличение степени окисления элемента и уменьшение радиуса его иона (при этом происходит уменьшение эффективного отрицательного заряда на атоме кислорода – d_О) делают оксид более кислотным. Это и объясняет закономерное изменение свойств оксидов от основных к амфо­терным и далее к кислотным.

а) В одном периоде при увеличении порядкового номера происходит усиление кислотных свойств оксидов и увеличение силы соответствующих им кислот.

Na2O основный оксид, сильное основание

MgO основный оксид, слабое основание

Al2O3 амфотерный оксид, амфотерный гидроксид

SiO2 кислотный оксид, очень слабая кислота

P4O10 кислотный оксид, кислота средней силы

SO3 кислотный оксид, сильная кислота

Cl2O7 кислотный оксид, очень сильная кислота

Таблица 2
Зависимость кислотно-основных свойств оксидов
от эффективного заряда на атоме кислорода

Оксид	Na2O	MgO	Al2O3	SiO2	P4O1023	SO3	Cl2O7
Эффективный заряд, dO	– 0,81	– 0,42	– 0,31	– 0,23	– 0,13	– 0,06	– 0,01
Кислотно-основные свойства оксида	Основный	Основный	Амфо­терный	Кислотный

б) В главных подгруппах периодической системы при переходе от одного элемента к другому сверху вниз наблюдается усиление основных свойств оксидов:

BeO амфотерный	MgO основный	CaO основный	SrO основный	BaO основный	RaO основный
увеличение силы соответствующих оснований

в) При повышении степени окисления элемента усиливаются кислотные свойства оксида и ослабевают основные:

Таблица 3
Зависимость кислотно-основных свойств
от степени окисления металлов

основный оксид	амфотерный оксид	–	кислотный оксид	–
основный оксид	амфотерный оксид	–	–	–
основный оксид	амфотерный оксид с преобладанием основных свойств	амфотерный оксид с преобладанием кислотных свойств	кислотный оксид	кислотный оксид

Дата добавления: 2014-01-05