1. Оксиды

Оксидами называются сложные вещества, состоящие из двух элементов, один из которых кислород в степени окисления, равной –2.

К оксидам относятся все соединения элементов с кислородом (например, Fe₂O₃, SO₂), кроме содержащих атомы кислорода, связанные химической связью друг с другом (пероксиды, надпероксиды, озониды), например:

Na₂O₂ – пероксид натрия

Na – – – Na

KО₂ – надпероксид калия

KО₃ – озонид калия

и соединения фтора с кислородом (OF₂, O₂F₂), которые следует называть не оксидами фтора, а фторидами кислорода, так как степень окисления кислорода в них положительная: , .

Состав оксидов выражается общей формулой Э_хО_у, где Э – любой элемент, О – кислород. Числовые значения х и у определяются степенью окисления элемента. Кислород образует соединения со всеми элементами, кроме He, Ne, Ar.

1.1. Номенклатура оксидов

Название оксида состоит из слова «оксид» и названия элемента, образующего данный оксид, в родительном падеже; если элемент имеет переменную степень окисления, то она указывается после названия элемента римской цифрой в скобках, например:

Na₂O – оксид натрия;

СО₂ – оксид углерода (IV);

Р₂О₅ – оксид фосфора (V);

SO₂ – оксид серы (IV);

SO₃ – оксид серы (VI);

Mn₂O₇ – оксид марганца (VII).

Употребляются также названия оксидов, в которых вместо указания степени окисления элемента к слову «оксид» добавляют приставку, соответствующую греческому числительному, обозначающему число атомов кислорода в формуле оксида (1 – моно-, 2 – ди-, 3 – три-, 4 – тетра-, 5 – пента-, 6 – гекса-), например: СО₂ – диоксид углерода.

В научно-технической и научно-популярной литературе можно встретить и тривиальные (бессистемные) названия оксидов, например:

N₂O – веселящий газ, закись азота;

NO₂ – двуокись азота;

Al₂O₃ – глинозем;

SiO₂ – кремнезем;

SO₂ – сернистый газ, двуокись серы;

CO₂ (тв.) – сухой лед;

CO₂ – углекислый газ, углекислота, двуокись углерода;

СO – угарный газ, окись углерода;

CaO – негашеная известь.

1.2. Эмпирические формулы оксидов

Химическая формула – изображение состава вещества с помощью символов химических элементов, числовых индексов и некоторых других знаков. Химическая формула сложного вещества включает в себя условно электроотрицательную составляющую, или реальный анион, и условно электроположительную составляющую, или реальный катион. Катион всегда ставится в формуле на первое место, а анион – на второе.

Эмпирическая (простейшая) формула указывает простейшее соотношение между числом атомов разных элементов в веществе. Например, формула SiO₂ показывает, что в этом соединении на один атом кремния приходится два атома кислорода.

Молекулярная (истинная) формула указывает действительное число атомов каждого элемента, входящих в состав вещества. Иногда она совпадает с простейшей, например для Н₂О, СО₂. В других случаях она является кратной от простейшей формулы. Например, простейшая формула оксида фосфора (V) – Р₂О₅, что правильно передает состав и степень окисления, молекулярная формула этого соединения – (Р₂О₅)₂, или Р₄О₁₀, – декаоксид тетрафосфора, именно из таких молекул состоит данное вещество.

Эмпирическую формулу оксида составляют в соответсвии с правилом электронейтральности: сумма степеней окисления всех атомов в молекуле равна нулю.

Кислород в оксидах проявляет, как правило, степень окисления –2, а элементы, образующие оксиды, имеют положительные степени окисления от +1 до +8.

Для того чтобы составить эмпирическую формулу оксида, следует:

1) записать символы элементов;

2) обозначить их степени окисления;

3) рассчитать необходимое количество атомов каждого элемента для электронейтральности молекулы;

4) записать эмпирическую формулу оксида.

Рассмотрим примеры.

Оксид фосфора (III)

1. Записываем символы элементов: РО.

2. Обозначаем степени окисления: .

3. Для электронейтральности молекулы необходимо 2 атома фосфора и 3 атома кислорода (+3)∙2 + (–2)∙3 = 0.

4. Формула оксида – Р₂О₃.

Оксид ванадия (V)

1. записываем символы элементов: VO.

2. обозначаем степени окисления: .

3. для электронейтральности молекулы необходимо 5 атомов кислорода и 2 атома ванадия (+5)∙2 + (–2)∙5 = 0.

4. формула оксида – .