Химические свойства оксидов

Свойства оксидов элементов закономерно изменяются в зависимости от положения элемента в периодической таблице; при продвижении внутри периода слева направо характер оксидов изменяется от основного через амфотерный к кислотному. Характер оксида элементов главных подгрупп можно определить по положению элемента в таблице Д.И. Менделеева. Линия Be – Al – Ge – Sn – Pb соединяет элементы, оксиды которых амфотерны. Левее этой линии амфотерные оксиды имеют галлий и индий. Амфотерным оксидом элемента, расположенного правее этой линии, является Sb₂O₃ . Левее элементов с амфотерными оксидами в главных подгруппах расположены элементы, имеющие основные оксиды, а правее – элементы, имеющие кислотные оксиды.

Если оксиды элемента побочной подгруппы расположить в ряд по мере возрастания степени окисления центрального атома, то амфотерный оксид разделит все оксиды на две группы. Оксиды, содержащие центральный атом в степени окисления, низшей, чем в амфотерном оксиде, будут основными, а в высшей – кислотными.

Основные оксиды:

1. Взаимодействуют с растворами кислот с образованием соли и воды (реакция происходит без изменения степеней окисления):

CaO + H₂SO₄ = CaSO₄ + Н₂О

MgO + HCl = MgCl₂ + Н₂О

2. При нагревании многие основные оксиды взаимодействуют с кислотными и амфотерными оксидами:

t⁰

CaO + SiO₂ → CaSiO₃

t⁰

MgO + Al₂O₃ → Mg(AlO₂)₂

3. Основные оксиды взаимодействуют с водой с образованием основания, если оно растворимо в воде (оксиды щелочных и щелочноземельных металлов):

Li₂O + Н₂О = 2 LiOН

CaO + Н₂О = Ca(OН)₂

4. Многие основные оксиды способны восстанавливаться до простых веществ (окислительно-восстановительные реакции):

t⁰

CuO + H₂ → Cu + Н₂О

t⁰

Fe₂O₃ + 2Al → Al₂O₃ + 2 Fe

t⁰

3CuO + 2NH₃ → 3Cu + N₂ ↑ + 3 Н₂О

5. Некоторые основные оксиды разлагаются при нагревании (оксиды благородных металлов и ртути):

t⁰

2Au₂O → 4Au + O₂ ↑

t⁰

2HgO → 2Hg + O₂ ↑

Кислотные оксиды

1. Взаимодействуют с растворимыми основаниями с образованием соли и воды (реакция протекает без изменения степени окисления):

SO₃ + 2NaOH = Na₂SO₄ + Н₂О

CO₂ + Ca(OН)₂ = CaCO₃ ↓ + Н₂О

CO₂ + 2Mg(OH)₂ = (MgOH)₂CO₃ + Н₂О

2. Взаимодействуют с водой, при этом образуется соответствующая кислота, если она растворима в воде:

SO₃ + Н₂О = H₂SO₄

Cl₂O₇ + Н₂О = 2HClO₄

Р₂О₅ + Н₂О = 2HPO₃

Р₂О₅ + 3Н₂О = 2H₃PO₄

3. При нагревании могут взаимодействовать с основными и амфотерными оксидами:

t⁰

Р₂О₅ + Al₂O₃ →2AlРО₄

t⁰

Р₂О₅ + 3Na₂O → 2Na₃РО₄

t⁰

3SO₃ + Al₂O₃ → Al₂(SO₄)₃

t⁰

N₂O₅ + K₂O → 2KNO₃

4. Вступают в окислительно-восстановительные реакции:

Р₂О₅ + 5С = 5СО ↑ + 2Р

SO₂ + 2Н₂S = 3S + 2 Н₂О

5. Менее летучие кислотные оксиды вытесняют более летучие из их солей:

t⁰

CaCO₃ + SiO₂ → CaSiO₃ + СО₂ ↑

Амфотерные оксиды

1. Взаимодействуют как с растворами кислот, так и с растворами (или расплавами) щелочей с образованием соли и воды (без изменения степени окисления):

t⁰

Al₂O₃ + 2NaOН + 7Н₂О → 2Na[ Al(ОН)₄ ∙ 2Н₂О]

раствор тетрагидроксоалюминат натрия

t⁰

Al₂O₃ + 2NaOН → 2NaAlO₂ + Н₂О

расплав

Al₂O₃ + 6HCl = 2 AlCl₃ + 3 Н₂О

2. Взаимодействуют с кислотными, основными и амфотерными оксидами с образованием солей (при нагревании):

t⁰

Fe₂O₃ + CaO → Ca[ FeO₂ ]₂

t⁰

Fe₂O₃ + SO₃ → Fe₂ (SO₄)₃

3. При сплавлении Al₂O₃ с карбонатами щелочных металлов образуются безводные алюминаты:

t⁰

Al₂O₃ + Na₂CO₃ → 2 NaAlO₂ +СО₂ ↑

4. Вступают в реакции с изменением степени окисления:

t⁰

Fe₂O₃ + 3С → 2Fe + 3СО ↑

t⁰

Cr₂O₃ + 2Al → 2Cr + Al₂O₃