الأكاسيد: التصنيف والتحضير والخصائص الكيميائية. الحصول على خصائص أكاسيد الأكاسيد

أكاسيد- هذه مواد معقدة تتكون من ذرات من عنصرين ، أحدهما أكسجين مع حالة أكسدة -2. في هذه الحالة ، يرتبط الأكسجين فقط بعنصر أقل كهرسلبية.

اعتمادًا على العنصر الثاني ، تظهر الأكاسيد خصائص كيميائية مختلفة. في الدورة المدرسية ، تنقسم الأكاسيد تقليديًا إلى مكونة للملح وغير مكونة للملح. تصنف بعض الأكاسيد على أنها تشبه الملح (مزدوجة).

مزدوجالأكاسيد هي بعض الأكاسيد التي يتكون منها عنصر مع درجات متفاوتهأكسدة.

تشكيل الملحالأكاسيد تنقسم إلى قاعدية ، مذبذبة وحمضية.

الأساسيةالأكاسيد هي أكاسيد لها خصائص أساسية مميزة. وتشمل هذه الأكاسيد المكونة من ذرات معدنية بحالة أكسدة +1 و +2.

حمضيالأكاسيد هي أكاسيد تتميز بخصائص حمضية. وتشمل هذه الأكاسيد المكونة من ذرات معدنية بحالة أكسدة +5 و +6 و +7 ، بالإضافة إلى ذرات غير فلزية.

مذبذبالأكاسيد هي أكاسيد تتميز بكل من الخصائص الأساسية والحمضية. هذه أكاسيد فلزية بحالة أكسدة +3 و +4 ، بالإضافة إلى أربعة أكاسيد بحالة أكسدة +2: ZnO و PbO و SnO و BeO.

غير ملحالأكاسيد لا تظهر خصائص قاعدية أو حمضية مميزة ؛ الهيدروكسيدات لا تتوافق معها. تشتمل الأكاسيد غير المكونة للملح على أربعة أكاسيد: CO و NO و N 2 O و SiO.

تصنيف الأكاسيد

الحصول على أكاسيد

الطرق العامة للحصول على الأكاسيد:

1. تفاعل المواد البسيطة مع الأكسجين :

1.1. أكسدة المعادن: تتأكسد معظم المعادن بالأكسجين وتتحول إلى أكاسيد ذات حالات أكسدة مستقرة.

علي سبيل المثال ،يتفاعل الألمنيوم مع الأكسجين لتكوين أكسيد:

4Al + 3O 2 → 2Al 2 O 3

لا تتفاعل مع الأكسجين الذهب والبلاتين والبلاديوم.

صوديومعندما يتأكسد مع الأكسجين الجوي ، فإنه يتكون في الغالب Na 2 O 2 بيروكسيد ،

2Na + O 2 → 2Na 2 O 2

البوتاسيوم والسيزيوم والروبيديومتشكل في الغالب بيروكسيدات تكوين MeO 2:

K + O 2 → KO 2

ملاحظات: المعادن ذات حالة الأكسدة المتغيرة تتأكسد بواسطة الأكسجين الجوي ، كقاعدة عامة ، إلى حالة أكسدة وسيطة (+3):

4Fe + 3O 2 → 2Fe 2 O 3

4Cr + 3O 2 → 2Cr 2 O 3

حديديحترق أيضًا بتكوين مقياس الحديد - أكسيد الحديد (II ، III):

3Fe + 2O 2 → Fe 3 O 4

1.2. أكسدة المواد غير المعدنية البسيطة.

كقاعدة عامة ، أثناء أكسدة اللافلزات ، يتشكل أكسيد غير فلزي بأعلى حالة أكسدة ، إذا كان الأكسجين زائدًا ، أو أكسيد غير فلزي بحالة أكسدة وسيطة ، إذا كان هناك نقص في الأكسجين.

علي سبيل المثال، يتأكسد الفسفور بفائض الأكسجين إلى أكسيد الفوسفور (V) ، وتحت تأثير نقص الأكسجين إلى أكسيد الفوسفور (III):

4P + 5O 2 (على سبيل المثال) → 2P 2 O 5

4P + 3O 2 (أسبوع) → 2P 2 O 3

لكن هناك البعض استثناءات .

علي سبيل المثالالكبريت يحترق فقط لأكسيد الكبريت (IV):

S + O 2 → SO 2

لا يمكن الحصول على أكسيد الكبريت (VI) إلا عن طريق أكسدة أكسيد الكبريت (IV) في ظل ظروف قاسية في وجود محفز:

2SO2 + O2=2SO3

يتأكسد النيتروجين بواسطة الأكسجين فقط عند درجة حرارة عالية جدًا (حوالي 2000 درجة مئوية) ، أو تحت تأثير التفريغ الكهربائي، وحتى أكسيد النيتريك (II) فقط:

N 2 + O 2 \ u003d 2NO

لا يتأكسد الفلورين F ​​2 بالأكسجين (الفلور نفسه يؤكسد الأكسجين). لا تتفاعل الهالوجينات الأخرى مع الأكسجين (الكلور 2 ، البروم ، إلخ) ، الغازات الخاملة(الهيليوم هي ، النيون ، الأرجون ، الكريبتون).

2. أكسدة المواد المعقدة(مركبات ثنائية): كبريتيدات ، هيدريد ، فوسفيدات ، إلخ.

عندما تتأكسد المواد المعقدة بالأكسجين ، والتي تتكون عادة من عنصرين ، يتشكل خليط من أكاسيد هذه العناصر في حالات أكسدة مستقرة.

علي سبيل المثال، عند حرق البيريت FeS 2 ، يتكون أكسيد الحديد (III) وأكسيد الكبريت (IV):

4FeS 2 + 11O 2 → 2Fe 2 O 3 + 8SO 2

يحترق كبريتيد الهيدروجين بتكوين أكسيد الكبريت (IV) مع زيادة الأكسجين وتكوين الكبريت مع نقص الأكسجين:

2H 2 S + 3O 2 (على سبيل المثال) → 2H 2 O + 2SO 2

2H 2 S + O 2 (أسبوع) → 2H 2 O + 2S

لكن الأمونيا تحترق بتكوين مادة بسيطة N 2 ، لأن. يتفاعل النيتروجين مع الأكسجين فقط في ظل ظروف قاسية:

4NH 3 + 3O 2 → 2N 2 + 6H 2 O

ولكن في وجود محفز ، تتأكسد الأمونيا بالأكسجين إلى أكسيد النيتريك (II):

4NH 3 + 5O 2 → 4NO + 6H 2 O

3. تحلل الهيدروكسيدات. يمكن أيضًا الحصول على الأكاسيد من الهيدروكسيدات - الأحماض أو القواعد. تكون بعض الهيدروكسيدات غير مستقرة وتتحلل تلقائيًا إلى أكسيد وماء ؛ لتحلل بعض هيدروكسيدات أخرى (عادة ما تكون غير قابلة للذوبان في الماء) ، من الضروري تسخينها (كلسها).

هيدروكسيد ← أكسيد + ماء

حمض الكربونيك ، حمض الكبريتيك ، هيدروكسيد الأمونيوم ، الفضة (I) ، هيدروكسيدات النحاس (I) تتحلل تلقائيًا في محلول مائي:

H 2 CO 3 → H 2 O + CO 2

H 2 SO 3 → H 2 O + SO 2

NH 4 OH → NH 3 + H2O

2AgOH → Ag 2 O + H 2 O

2CuOH → Cu 2 O + H 2 O

عند تسخينها ، تتحلل معظم الهيدروكسيدات غير القابلة للذوبان إلى أكاسيد - حمض السيليك ، هيدروكسيدات المعادن الثقيلة - هيدروكسيد الحديد (III) ، إلخ.:

H 2 SiO 3 → H 2 O + SiO 2

2Fe (OH) 3 → Fe 2 O 3 + 3H 2 O

4. طريقة أخرى للحصول على الأكاسيد تحلل المركبات المعقدة - الأملاح .

علي سبيل المثال، الكربونات غير القابلة للذوبان وكربونات الليثيوم ، عند تسخينها ، تتحلل إلى أكاسيد:

Li 2 CO 3 → H 2 O + Li 2 O

كربونات الكالسيوم 3 → CaO + CO 2

الأملاح التي تتكون من أحماض مؤكسدة قوية (النترات ، الكبريتات ، البيركلورات ، إلخ) ، عند تسخينها ، كقاعدة عامة ، تتحلل مع تغيير في حالة الأكسدة:

2Zn (NO 3) 2 → 2ZnO + 4NO 2 + O 2

يمكنك قراءة المزيد عن تحلل النترات في المقالة.

الخواص الكيميائية للأكاسيد

يتم وصف جزء كبير من الخصائص الكيميائية للأكاسيد من خلال مخطط العلاقة بين الفئات الرئيسية للمواد غير العضوية.

تفاعل الأكاسيد مع الماء

* المصدر: "سوف اجتاز USE. دورة الدراسة الذاتية" ص 143.

تفاعل الأكاسيد مع بعضها البعض

1. أكاسيد من نفس النوع لا تتفاعل مع بعضها البعض:

Na 2 O + CaO → لا يوجد تفاعل
CO 2 + SO 3 → لا يوجد تفاعل

2. كقاعدة عامة ، تتفاعل أكاسيد من أنواع مختلفة مع بعضها البعض (استثناءات: CO 2 ، SO 2 ، المزيد عنها أدناه):

Na 2 O + SO 3 → Na 2 SO 4
CaO + CO 2 → كربونات الكالسيوم 3
Na 2 O + ZnO → Na 2 ZnO 2

تفاعل الأكاسيد مع الأحماض

1. كقاعدة عامة ، تتفاعل الأكاسيد الأساسية والمتذبذبة مع الأحماض:

Na 2 O + HNO 3 → NaNO 3 + H 2 O
ZnO + 2HCl → ZnCl 2 + H 2 O
Al 2 O 3 + 3H 2 SO 4 → Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O

الاستثناء هو حمض السيليك الضعيف جدًا غير القابل للذوبان (الفوقية) H 2 SiO 3. يتفاعل فقط مع القلويات وأكاسيد الفلزات القلوية والقلوية الترابية.
CuO + H 2 SiO 3 → لا يوجد رد فعل.

2. لا تدخل أكاسيد الحمض في تفاعلات التبادل الأيوني مع الأحماض ، ولكن بعض تفاعلات الأكسدة والاختزال ممكنة:

SO 2 + 2H 2 S → 3S + 2H 2 O
SO 3 + H 2 S → SO 2 - + H 2 O

SiO 2 + 4HF (أسبوعيًا) → SiF 4 + 2H 2 O

مع الأحماض المؤكسدة (فقط في حالة تأكسد الأكسيد):
SO 2 + HNO 3 + H 2 O → H 2 SO 4 + NO

تفاعل الأكاسيد مع القواعد

1. الأكاسيد الأساسية لا تتفاعل مع القلويات والقواعد غير القابلة للذوبان.

2. تتفاعل أكاسيد الأحماض مع القواعد لتكوين الأملاح:

CO 2 + 2 NaOH → Na 2 CO 3 + H 2 O
CO 2 + NaOH → NaHCO 3 (إذا كان CO 2 فائضًا)

3. تتفاعل الأكاسيد الأمفوتيرية مع القلويات (أي فقط مع القواعد القابلة للذوبان) لتكوين أملاح أو مركبات معقدة:

أ) التفاعلات مع المحاليل القلوية:

ZnO + 2NaOH + H 2 O → Na 2 (رباعي هيدروكسوزينكات الصوديوم)
BeO + 2NaOH + H 2 O → Na 2 (رباعي هيدروكسي أوبيريلات الصوديوم)
Al 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O → 2Na (رباعي هيدروكسي ألومينات الصوديوم)

ب) الاندماج مع القلويات الصلبة:

ZnO + 2NaOH → Na 2 ZnO 2 + H 2 O (زنك الصوديوم)
(حمض: H 2 ZnO 2)
BeO + 2NaOH → Na 2 BeO 2 + H 2 O (بيريلات الصوديوم)
(حمض: H 2 BeO 2)
Al 2 O 3 + 2 NaOH → 2NaAlO 2 + H 2 O (ألومينات الصوديوم)
(حمض: HAlO2)

تفاعل الأكاسيد مع الأملاح

1. تتفاعل أكاسيد الحمض والأمفوتريك مع الأملاح بشرط إطلاق أكسيد أكثر تطايرًا ، على سبيل المثال ، مع الكربونات أو الكبريتات ، وتستمر جميع التفاعلات عند تسخينها:

SiO 2 + CaCO 3 → CaSiO 3 + CO 2 -
P 2 O 5 + 3CaCO 3 → Ca 3 (PO 4) 2 + 3CO 2 -
Al 2 O 3 + Na 2 CO 3 → 2NaAlO 2 + CO 2
Cr 2 O 3 + Na 2 CO 3 → 2NaCrO 2 + CO 2
ZnO + 2KHCO 3 → K 2 ZnO 2 + 2CO 2 + H 2 O

SiO 2 + K 2 SO 3 → K 2 SiO 3 + SO 2 -
ZnO + Na 2 SO 3 → Na 2 ZnO 2 + SO 2 -

إذا كان كلا الأكاسيد غازيًا ، فسيتم إطلاق الذي يتوافق مع الحمض الأضعف:
K 2 CO 3 + SO 2 → K 2 SO 3 + CO 2 - (H 2 CO 3 أضعف وأقل استقرارًا من H 2 SO 3)

2 - يذوب ثاني أكسيد الكربون المذاب في الماء الكربونات غير القابلة للذوبان في الماء (بتكوين هيدروكربونات قابلة للذوبان في الماء):
CO 2 + H 2 O + CaCO 3 → Ca (HCO 3) 2
ثاني أكسيد الكربون + H 2 O + MgCO 3 → Mg (HCO 3) 2

في مهام الاختبار ، يمكن كتابة هذه التفاعلات على النحو التالي:
MgCO 3 + CO 2 (محلول) ، أي يتم استخدام محلول بثاني أكسيد الكربون ، وبالتالي ، يجب إضافة الماء إلى التفاعل.

هذه إحدى طرق الحصول على الأملاح الحمضية.

يمكن استعادة المعادن الضعيفة والفلزات ذات النشاط المتوسط ​​من أكاسيدها بمساعدة الهيدروجين أو الكربون أو أول أكسيد الكربون أو معدن أكثر نشاطًا (يتم إجراء جميع التفاعلات عند تسخينها):

1. التفاعلات مع CO و C و H 2:

CuO + C → Cu + CO-
CuO + CO → Cu + CO 2
CuO + H 2 → Cu + H 2 O-

ZnO + C → Zn + CO-
ZnO + CO → Zn + CO 2
ZnO + H 2 → Zn + H 2 O-

PbO + C → Pb + CO
PbO + CO → Pb + CO 2 -
PbO + H 2 → Pb + H 2 O

FeO + C → Fe + CO
FeO + CO → Fe + CO 2 -
FeO + H 2 → Fe + H 2 O

Fe 2 O 3 + 3C → 2Fe + 3CO
Fe 2 O 3 + 3CO → 2Fe + 3CO 2
Fe 2 O 3 + 3 H 2 → 2Fe + 3H 2 O-

WO 3 + 3H 2 → W + 3H 2 O

2. يؤدي اختزال المعادن النشطة (بما في ذلك Al) إلى تكوين الكربيدات ، وليس المعدن الحر:

CaO + 3C → CaC 2 + 3CO
2Al 2 O 3 + 9C → Al 4 C 3 + 6CO

3. الانتعاش بمعدن أكثر نشاطًا:

3FeO + 2Al → 3Fe + Al 2 O 3
Cr 2 O 3 + 2Al → 2Cr + Al 2 O 3.

4. يمكن أيضًا اختزال بعض الأكاسيد غير المعدنية إلى مادة غير فلزية حرة:

2P 2 O 5 + 5C → 4P + 5CO 2
SO 2 + C → S + CO 2
2NO + C → N 2 + CO 2
2N 2 O + C → 2N 2 + CO 2
SiO 2 + 2C → Si + 2CO

تتفاعل أكاسيد النيتروجين والكربون فقط مع الهيدروجين:

2NO + 2H 2 → N 2 + 2H 2 O
N 2 O + H 2 → N 2 + H 2 O

SiO 2 + H 2 → لا يوجد رد فعل.

في حالة الكربون ، لا يحدث الاختزال إلى مادة بسيطة:
ثاني أكسيد الكربون + 2H2<=>CH 3 OH (t، p، kt)

ملامح خصائص أكاسيد CO 2 و SO 2

1. لا تتفاعل مع الهيدروكسيدات المذبذبة:

CO 2 + Al (OH) 3 → لا يوجد تفاعل

2. تفاعل مع الكربون:

ثاني أكسيد الكربون + C → 2CO-
SO 2 + C → S + CO 2 -

3. مع عوامل الاختزال القوية ، يظهر SO 2 خصائص عامل مؤكسد:

SO 2 + 2H 2 S → 3S + 2H 2 O
SO 2 + 4HI → S + 2I 2 + 2H 2 O
SO 2 + 2C → S + CO 2
SO 2 + 2CO → S + 2CO 2 (Al 2 O 3 ، 500 درجة مئوية)

4. عوامل مؤكسدة قوية تؤكسد SO 2:

SO 2 + Cl 2<=>SO 2 Cl 2
سو 2 + غرفة 2<=>سو 2 غرفة 2
SO 2 + NO 2 → SO 3 + NO
SO 2 + H 2 O 2 → H 2 SO 4

5SO 2 + 2KMnO 4 + 2H 2 O → 2MnSO 4 + K 2 SO 4 + 2H 2 SO 4
SO 2 + 2KMnO 4 + 4KOH → 2K 2 MnO 4 + K 2 SO 4 + 2H 2 O

SO 2 + HNO 3 + H 2 O → H 2 SO 4 + NO

6- يُظهر أول أكسيد الكربون (IV) CO 2 خواص مؤكسدة أقل وضوحًا ، ويتفاعل فقط مع المعادن النشطة ، على سبيل المثال:

CO 2 + 2Mg → 2MgO + C (طن)

ملامح خصائص أكاسيد النيتروجين (N 2 O 5 ، NO 2 ، NO ، N 2 O)

1. يجب أن نتذكر أن جميع أكاسيد النيتروجين هي عوامل مؤكسدة قوية. ليس من الضروري تذكر المنتجات التي تتشكل في مثل هذه التفاعلات ، لأن مثل هذه الأسئلة لا تظهر إلا في الاختبارات. تحتاج فقط إلى معرفة عوامل الاختزال الرئيسية مثل C و CO و H 2 و HI و iodides و H 2 S والكبريتيدات والمعادن (وما إلى ذلك) ويجب أن تدرك أن أكاسيد النيتروجين من المحتمل جدًا أن تؤكسدها.

2NO 2 + 4CO & nbsp → N 2 + 4CO 2
2NO 2 + 2S → N 2 + 2SO 2
2NO 2 + 4Cu → N 2 + 4CuO

N 2 O 5 + 5Cu → N 2 + 5CuO
2N 2 O 5 + 2KI → I 2 + 2NO 2 + 2KNO 3
N 2 O 5 + H 2 S → 2NO 2 + S + H 2 O

2NO + 2H 2 → N 2 + 2H 2 O
2NO + C → N 2 + CO 2
2NO + نحاس → N 2 + 2Cu 2 O
2NO + Zn → N 2 + ZnO
2NO + 2H 2S → N 2 + 2S + 2H 2 O

N 2 O + H 2 → N 2 + H 2 O
2N 2 O + C → 2N 2 + CO 2
N 2 O + Mg → N 2 + MgO

2. يمكن أن تتأكسد بعوامل مؤكسدة قوية (باستثناء N 2 O 5 ، لأن درجة الأكسدة هي بالفعل الحد الأقصى):
2NO + 3KClO + 2KOH → 2KNO 3 + 3KCl + H 2 O
8NO + 3HClO 4 + 4H 2 O → 8HNO 3 + 3HCl
14NO + 6HBrO 4 + 4H 2 O → 14HNO 3 + 3Br 2
لا + KMnO 4 + H 2 SO 4 → HNO 3 + K 2 SO 4 + MnSO 4 + H 2 O
5N 2 O + 2KMnO 4 + 3H 2 SO 4 → 10NO + 2MnSO 4 + K 2 SO 4 + 3H 2 O.

3. لا تتفاعل الأكاسيد غير المكونة للملح N 2 O و NO مع الماء أو مع القلويات أو مع الأحماض العادية (الأحماض غير المؤكسدة).

الخصائص الكيميائية لثاني أكسيد الكربون كعامل اختزال قوي

1. يتفاعل مع بعض اللافلزات:

2CO + O 2 → 2CO 2
ثاني أكسيد الكربون + 2H2<=>CH 3 OH (t، p، kt)
ثاني أكسيد الكربون + Cl2<=>COCl 2 (فوسجين)

2. يتفاعل مع بعض المركبات المعقدة:

CO + KOH → HCOOK
ثاني أكسيد الكربون + Na 2 O 2 → Na 2 CO 3
CO + Mg → MgO + C (ر)

3. يعيد بعض المعادن (متوسطة ومنخفضة النشاط) واللافلزات من أكاسيدها:

CO + CuO → Cu + CO 2
3CO + Fe 2 O 3 → 2Fe + 3CO 2
3CO + Cr 2 O 3 → 2Cr + 3CO 2

2CO + SO 2 → S + 2CO 2 - (Al 2 O 3 ، 500 درجة مئوية)
5CO + I 2 O 5 → I 2 + 5CO 2 -
4CO + 2NO 2 → N 2 + 4CO 2

3. مع الأحماض والمياه العادية ، لا يتفاعل ثاني أكسيد الكربون (بالإضافة إلى الأكاسيد الأخرى غير المكونة للملح).

الخواص الكيميائية لـ SiO 2

1. يتفاعل مع المعادن النشطة:

SiO 2 + 2Mg → 2MgO + Si
SiO 2 + 2Ca → 2CaO + Si
SiO 2 + 2Ba → 2BaO + Si

2. يتفاعل مع الكربون:

SiO 2 + 2C → Si + 2CO
(وفقًا لدليل "دورة الإعداد الذاتي" بواسطة Kaverin ، فإن SiO 2 + CO → رد الفعل لا يذهب)

3 SiO 2 لا يتفاعل مع الهيدروجين.

4 - التفاعلات مع محاليل أو ذوبان القلويات مع أكاسيد وكربونات الفلزات النشطة:

SiO 2 + 2 NaOH → Na 2 SiO 3 + H 2 O
SiO 2 + CaO → CaSiO 3
SiO 2 + BaO → BaSiO 3
SiO 2 + Na 2 CO 3 → Na 2 SiO 3 + CO 2
SiO 2 + CaCO 3 → CaSiO 3 + CO 2

SiO 2 + Cu (OH) 2 → لا يحدث تفاعل (من القواعد ، يتفاعل أكسيد السيليكون فقط مع القلويات).

5. من بين الأحماض ، يتفاعل SiO 2 فقط مع حمض الهيدروفلوريك:

SiO 2 + 4HF → SiF 4 + 2H 2 O.

خصائص أكسيد P 2 O 5 كعامل نزع ماء قوي

HCOOH + P 2 O 5 → CO + H 3 PO 4
2HNO 3 + P 2 O 5 → N 2 O 5 + 2HPO 3
2HClO 4 + P 2 O 5 → Cl 2 O 7 + 2HPO 3.

التحلل الحراري لبعض الأكاسيد

في متغيرات الاختبار ، لا تحدث خاصية الأكاسيد هذه ، لكن دعنا نأخذها في الاعتبار من أجل الاكتمال:
الأساسية:
4CuO → 2Cu 2 O + O 2 (t)
2HgO → 2Hg + O 2 (t)

حامض:
2SO 3 → 2SO 2 + O 2 (ر)
2N 2 O → 2N 2 + O 2 (t)
2N 2 O 5 → 4NO 2 + O 2 (t)

مذبذب:
4MnO 2 → 2Mn 2 O 3 + O 2 (t)
6Fe 2 O 3 → 4Fe 3 O 4 + O 2 (t).

ميزات أكاسيد NO 2 و ClO 2 و Fe 3 O 4

1. عدم التناسب: أكاسيد NO 2 و ClO 2 تتوافق مع حمضين ، لذلك ، عند التفاعل مع القلويات أو كربونات الفلزات القلوية ، يتكون أملاحان: نترات ونتريت المعدن المقابل في حالة NO 2 وكلورات وكلوريت في حالة ClO 2:

2N +4 O 2 + 2 NaOH → NaN +3 O 2 + NaN +5 O 3 + H 2 O

4NO 2 + 2Ba (OH) 2 → Ba (NO 2) 2 + Ba (NO 3) 2 + 2H 2 O

2NO 2 + Na 2 CO 3 → NaNO 3 + NaNO 2 + CO 2

في تفاعلات مماثلة مع الأكسجين ، تتشكل المركبات التي تحتوي على N + 5 فقط ، حيث إنها تؤكسد النتريت لتصبح نترات:

4NO 2 + O 2 + 4 NaOH → 4NaNO 3 + 2H 2 O

4NO 2 + O 2 + 2H 2 O → 4HNO 3 (انحلال في الأكسجين الزائد)

2Cl +4 O 2 + H 2 O → HCl +3 O 2 + HCl +5 O 3
2ClO2 + 2 NaOH → NaClO 2 + NaClO 3 + H 2 O

2. أكسيد الحديد (II ، III) Fe 3 O 4 (FeO Fe 2 O 3) يحتوي على الحديد في حالتي أكسدة: +2 و +3 ، لذلك ، في التفاعلات مع الأحماض ، يتكون أملاحان:

Fe 3 O 4 + 8HCl → FeCl 2 + 2FeCl 3 4H 2 O.

2. تصنيف وتحضير وخصائص الأكاسيد

من بين المركبات الثنائية ، تعتبر الأكاسيد الأكثر شهرة. الأكاسيد عبارة عن مركبات تتكون من عنصرين ، أحدهما الأكسجين ، وله حالة أكسدة -2.وفقًا للخصائص الوظيفية ، تنقسم الأكاسيد إلى تشكيل الملح وغير تشكيل الملح (غير مبال). الأكاسيد المكونة للملح ، بدورها ، تنقسم إلى قاعدية وحمضية ومذبذبة.

تتشكل أسماء الأكاسيد باستخدام كلمة "أكسيد" والاسم الروسي للعنصر في الحالة المضافة ، مما يشير إلى تكافؤ العنصر في الأرقام الرومانية ، على سبيل المثال: SO 2 - أكسيد الكبريت (IV) ، SO 3 - أكسيد الكبريت (VI) ، CrO - أكسيد الكروم (II) ، Cr 2 O 3 - أكسيد الكروم (III).

2.1. أكاسيد أساسية

الأكاسيد الأساسية هي تلك التي تتفاعل مع الأحماض (أو أكاسيد الحمض) لتكوين الأملاح.

تشتمل الأكاسيد الأساسية على أكاسيد من معادن نموذجية ، وهي تتوافق مع هيدروكسيدات بخصائص القواعد (هيدروكسيدات أساسية) ، ولا تتغير حالة أكسدة العنصر عند الانتقال من أكسيد إلى هيدروكسيد ، على سبيل المثال ،

الحصول على أكاسيد قاعدية

1. أكسدة المعادن عند تسخينها في جو أكسجين:

2Mg + O 2 \ u003d 2MgO ،

2Cu + O 2 \ u003d 2CuO.

لا تنطبق هذه الطريقة على الفلزات القلوية ، والتي عندما تتأكسد ، عادة ما تعطي بيروكسيدات وأكسيد فائق ، والليثيوم فقط ، عند حرقه ، يشكل أكسيدًا. Li2O.

2. تحميص الكبريتيد:

2 CuS + 3 O 2 \ u003d 2 CuO + 2 SO 2 ،

4 FeS 2 + 11 O 2 \ u003d 2 Fe 2 O 3 + 8 SO 2.

لا تنطبق الطريقة على كبريتيدات الفلزات النشطة المؤكسدة للكبريتات.

3 - تحلل الهيدروكسيدات (عند درجة حرارة عالية):

C u (OH) 2 \ u003d CuO + H 2 O.

لا يمكن الحصول على أكاسيد الفلزات القلوية بهذه الطريقة.

4 - تحلل أملاح الأحماض المحتوية على الأكسجين (عند درجة حرارة عالية):

VaCO 3 \ u003d BaO + CO 2 ،

2Pb (NO 3) 2 \ u003d 2PbO + 4NO 2 + O 2 ،

4 FeSO 4 \ u003d 2 Fe 2 O 3 + 4 SO 2 + O 2.

طريقة الحصول على الأكاسيد هذه سهلة بشكل خاص للنترات والكربونات ، بما في ذلك الأملاح الأساسية:

(ZnOH) 2 CO 3 \ u003d 2ZnO + CO 2 + H 2 O.

خصائص الأكاسيد الأساسية

معظم الأكاسيد الأساسية عبارة عن مواد بلورية صلبة ذات طبيعة أيونية ، وفي عقد الشبكة البلورية توجد أيونات معدنية مرتبطة بشدة بأيونات الأكسيد O - 2 ، وبالتالي فإن أكاسيد المعادن النموذجية لها نقاط انصهار وغليان عالية.

1 - لا تتحلل معظم الأكاسيد الأساسية عند تسخينها ، باستثناء أكاسيد الزئبق والمعادن النبيلة:

2HgO \ u003d 2Hg + O 2 ،

2Ag 2 O \ u003d 4Ag + O 2.

2. عند تسخينها ، يمكن أن تتفاعل الأكاسيد القاعدية مع الأكاسيد الحمضية والمذبذبة ، مع الأحماض:

BaO + SiO 2 \ u003d BaSiO 3 ،

MgO + Al 2 O 3 \ u003d Mg (AlO 2) 2 ،

ZnO + H 2 SO 4 \ u003d ZnSO 4 + H 2 O.

3. بإضافة الماء (بشكل مباشر أو غير مباشر) ، تشكل الأكاسيد القاعدية قواعد (هيدروكسيدات قاعدية). تتفاعل أكاسيد الفلزات القلوية والقلوية مع الماء مباشرة:

Li 2 O + H 2 O \ u003d 2 LiOH ،

CaO + H 2 O \ u003d Ca (OH) 2.

الاستثناء هو أكسيد المغنيسيوم. MgO . لا يمكن الحصول على هيدروكسيد المغنيسيوم منه.ملغ (OH ) 2 عند التفاعل مع الماء.

4. مثل جميع أنواع الأكاسيد الأخرى ، يمكن أن تدخل الأكاسيد القاعدية في تفاعلات الأكسدة والاختزال:

Fe 2 O 3 + 2Al \ u003d Al 2 O 3 + 2Fe ،

3CuO + 2NH 3 \ u003d 3Cu + N 2 + 3H 2 O ،

4 FeO + O 2 \ u003d 2 Fe 2 O 3.

م. أندريوكوفا ، ل. بورودين

مجموعة واحدة- غير ملح - N 2 O ، NO ، CO ، SiO.

2 مجموعة- تشكيل الملح:

1. الأساسيةهي أكاسيد تتوافق مع القواعد. ا أكاسيد معدنية، التي تكون حالة الأكسدة الخاصة بها +1 ، +2: Na 2 O ، CaO ، CuO ، FeO ، CrO.تفاعل مع الأحماض الزائدة لتكوين الملح والماء. تتوافق القواعد مع الأكاسيد الأساسية: 1) الفلزات القلوية ؛ 2) معادن الأرض القلوية ؛ 3) بعض - CrO ، MnO ، FeO.التفاعلات النموذجية للأكاسيد الأساسية:
   • أكسيد قاعدي + حمض ← ملح + ماء (تفاعل التبادل).
   • أكسيد قاعدي + أكسيد حمض ← ملح (تفاعل مركب)
   • أكسيد قاعدي + ماء ← قلوي (تفاعل مركب).
2. حمضي - هي أكاسيد تتوافق مع الأحماض. أكاسيد اللافلزات.أكاسيد معدنية، التي تكون حالة الأكسدة الخاصة بها> +5: SO 2، SO 3، P 2 O 5، CrO 3، Mn 2 O 7.تتفاعل مع القلويات الزائدة لتكوين الملح والماء. التفاعلات النموذجية للأكاسيد الحمضية:
   • أكسيد حمض + قاعدة ← ملح + ماء (تفاعل التبادل).
   • أكسيد حمض + أكسيد قاعدي ← ملح (تفاعل مركب).
   • أكسيد حمض + ماء ← حمض (تفاعل مركب)
3. مذبذب- هذه أكاسيد تظهر ، حسب الظروف ، خواصًا قاعدية أو حمضية. ا أكاسيد معدنية، التي تكون حالة الأكسدة الخاصة بها +2، +3، +4: BeO و ZnO و Al 2 O 3 و Cr 2 O 3 و MnO 2.يتفاعلون مع كل من الأحماض والقواعد. تتفاعل مع الأكاسيد القاعدية والحمضية. لا تتحد أكاسيد الأمفوتريك مباشرة مع الماء. تفاعلات أكاسيد مذبذبة نموذجية:
   • أكسيد أمفوتريك + حمض ← ملح + ماء (تفاعل التبادل).
   • أكسيد الأمفوتريك + قاعدة ← ملح + ماء أو مركب معقد.

أول أكسيد الكربون 2 و 4

أول أكسيد الكربون (II)كيميائيا ، هو مادة خاملة. لا يتفاعل مع الماء ، ومع ذلك ، عند تسخينه بالقلويات المنصهرة ، فإنه يشكل أملاح حمض الفورميك: CO + NaOH = HCOONa.

التفاعل مع الأكسجين

عند تسخينه بالأكسجين ، فإنه يحترق بلهب أزرق جميل: 2CO + O 2 = 2CO 2.

التفاعل مع الهيدروجين: CO + H 2 \ u003d C + H 2 O.

التفاعل مع غير المعادن الأخرى.عند تعرضه للإشعاع وفي وجود محفز ، فإنه يتفاعل مع الهالوجينات: CO + Cl 2 = COCl 2 (الفوسجين). والكبريت CO + S = COS (كبريتيد الكربونيل).

الخصائص التصالحية

ثاني أكسيد الكربون هو عامل اختزال نشط. يستعيد الكثير من المعادن من أكاسيدها:

C +2 O + CuO \ u003d Cu + C +4 O 2.

التفاعل مع المعادن الانتقالية

تشكل الكربونيل مع معادن انتقالية:

• Ni + 4CO \ u003d Ni (CO) 4 ؛
• Fe + 5CO \ u003d Fe (CO) 5.

أول أكسيد الكربون (IV)(ثاني أكسيد الكربون ، ثاني أكسيد الكربون ، ثاني أكسيد الكربون ، أنهيدريد الكربون) - ثاني أكسيد الكربون ، غاز عديم اللون (في الظروف العادية) ، عديم الرائحة ، بطعم حامض قليلاً. كيميائيا ، أول أكسيد الكربون (IV) خامل.

خصائص مؤكسدة

مع عوامل اختزال قوية درجات حرارة عاليةيعرض خصائص مؤكسدة. يتم اختزال الفحم إلى أول أكسيد الكربون: C + CO 2 = 2CO.

يستمر المغنيسيوم المشتعل في الهواء في الاحتراق في جو من ثاني أكسيد الكربون: 2Mg + CO 2 \ u003d 2MgO + C.

خصائص أكسيد الحمض

أكسيد حمضي نموذجي. يتفاعل مع الأكاسيد والقواعد الأساسية لتكوين أملاح حمض الكربونيك:

• Na 2 O + CO 2 \ u003d Na 2 CO 3 ،
• 2NaOH + CO2 \ u003d Na 2 CO 3 + H 2 O ،
• هيدروكسيد الصوديوم + ثاني أكسيد الكربون 2 \ u003d NaHCO 3.

الاستجابة النوعية -للكشف عن ثاني أكسيد الكربون هو تعكر ماء الجير.

أكاسيد - مواد معقدة تتكون من عنصرين أحدهما ذرة أكسجين في حالة الأكسدة -2.
حسب القدرة على تكوين الأملاح ، تنقسم الأكاسيد إلى تشكيل الملحو غير ملح(CO ، SiO ، NO ، N 2 O). الأكاسيد المكونة للملح ، بدورها ، تصنف إلى قاعدية وحمضية ومذبذبة.
الأكاسيد الأساسية تسمى الأكاسيد ، والتي تتوافق مع القواعد الحمضية - الأكاسيد التي تتوافق معها الأحماض. تشتمل أكاسيد الأمفوتريك على أكاسيد تظهر الخصائص الكيميائية لكل من الأكاسيد القاعدية والحمضية.
تشكل الأكاسيد الأساسية عناصر معدنية فقط: قلوية (Li 2 O ، Na 2 O ، K 2 O ، Cs 2 O ، Rb 2 O) ، أرض قلوية (CaO ، SrO ، BaO ، RaO) والمغنيسيوم (MgO) ، وكذلك عائلات المعادن d في حالة الأكسدة +1 ، +2 ، أقل في كثير من الأحيان +3 (Cu 2 O ، CuO ، Ag 2 O ، CrO ، FeO ، MnO ، CoO ، NiO).

تشكل أكاسيد الحمض عناصر غير معدنية (CO 2 ، SO 2 ، NO 2 ، P 2 O 5 ، Cl 2 O 7) وعناصر معدنية ، يجب أن تكون حالة أكسدة ذرة المعدن +5 وأعلى (V 2 O 5 ، CrO 3 ، Mn 2 O 7 ، MnO 3). تشكل الأكاسيد الأمفوتيرية عناصر معدنية فقط (ZnO ، AI 2 O 3 ، Fe 2 O 3 ، BeO ، Cr 2 O 3 ، PbO ، SnO ، MnO 2).

في ظل الظروف العادية ، يمكن أن تكون الأكاسيد في ثلاث حالات من التجميع: جميع الأكاسيد القاعدية والمذبذبة عبارة عن مواد صلبة ، ويمكن أن تكون أكاسيد الحمض سائلة (SO 3 ، Cl 2 O7 ، Mn 2 O7) ، غازية (CO 2 ، SO 2 ، NO 2) وصلبة (P 2 O 5، SiO 2). بعضها له رائحة (NO 2 ، SO 2) ، لكن معظم الأكاسيد عديمة الرائحة. بعض الأكاسيد ملونة: غاز بني NO 2 ، أحمر كرزي CrO 3 ، أسود CuO و Ag 2 O ، أحمر Cu 2 O و HgO ، بني Fe 2 O 3 ، أبيض SiO 2 ، Al 2 O 3 و ZnO ، والبعض الآخر عديم اللون ( H 2 O ، CO 2 ، SO 2).

تكون معظم الأكاسيد مستقرة عند تسخينها ؛ أكاسيد الزئبق والفضة تتحلل بسهولة عند تسخينها. الأكاسيد الأساسية والمذبذبة تتميز بشبكة بلورية من النوع الأيوني. معظم أكاسيد المادة الحمضية (أحد الاستثناءات القليلة هو أكسيد السيليكون (IV) ، الذي يحتوي على شبكة بلورية ذرية).

Al 2 O 3 + 6KOH + 3H 2 O = 2K 3 - سداسي هيدروكسي ألومينات البوتاسيوم ؛
ZnO + 2NaOH + H 2 O = Na 2 - رباعي هيدروكسوزينكات الصوديوم ؛