Օքսիդ

Օքսիդներ, երկտարր միացություններ են, որոնք բաղկացած են որևէ տարրի և թթվածնի ատոմներից։ Օքսիդներում թթվածինը դրսևորում է -2 օքսիդացման աստիճան։ Թթվածինը իր էլեկտրաբացսականությամբ երկրորդն է՝ ֆտորից հետո։ Այդ պատճառով գրեթե բոլոր տարրերը առաջացնում են օքսիդներ։

Քրոմի (III) օքսիդ

Օքսիդները բավականին տարածված են երկրի ընդերքում և առհասարակ տիեզերքում։ Օրինակ այդպիսի միացություններից է ժանգը, ջուրը, շաքարավազը, ածխաթթու գազը։

Միացությունները, որոնք պարունակում են թթվածնի երկու ատոմ կոչվում են պերօքսիդներ, սուպերօքսիդներ։ Կոպիտ ասած նրանք չեն մտնում օքսիդների դասի մեջ։

Pb3O4

Դասակարգում

Կա օքսիդների 4 հիմնական դաս՝ հիմնային, թթվային, երկդիմի և աղ չառաջացնող։

Կախված նրանից թե ինչ քիմիական կազմ ունեն նրանք, տարբերում են.

• Աղ առաջացնող օքսիդներ.
  • Հիմնային օքսիդներ (օրինակ, նատրիումի օքսիդ Na₂O, պղնձի օքսիդ(II) CuO), մետաղների օքսիդները,
  • Թթվային օքսիդներ (օրինակ, ծծմբի օքսիդ (VI) SO₃, ազոտի օքսիդ(IV) NO₂), այն մետաղների օքսիդները, որոնց օքսիդացման աստիճանը V—VII է և ոչ մետաղները,
  • Ամֆոտեր օքսիդներ (օրինակ, ցինկի օքսիդ ZnO, ալյումինի օքսիդ Al₂О₃), մետաղների օքսիդները, որոնք ունեն III—IV օքսիդացման աստիճան և կան բացառություններ (ZnO, BeO, SnO, PbO)
• Աղ չառաջացնող օքսիդներ. ածխածնի օքսիդ (II) СО, ազոտի օքսիդ(I) N₂O, ազոտի օքսիդ(II) NO։

Անվանակարգում

Պղնձի օքսիդ

Քվարց

IUPAC-ի անվանումներ ցանկի համաձայն օքսիդները անվանվում են «օքսիդ» բառով և քիմիական տարրի սեռական հոլովով. օրինակ՝ Na₂O նատրիումի օքսիդ, Al₂O₃ ալյումինի օքսիդ։ Եթե տարրը ունի փոփոխական օքսիդացման աստիճան, ապա օքսիդի անվանման կողքին առանց բացատանիշի, փակագծերի մեջ նշվում է նրա օքսիդացման աստիճանը։ Օրինակ՝ Cu₂О պղնձի օքսիդ(I), CuO պղնձի օքսիդ(II), FeO երկաթի օքսիդ(II), Fe₂О₃ երկաթի օքսիդ(III), Cl₂O₇ քլորի օքսիդ(VII)։

Կախված օքսիդում թթվածնի ատոմների թվից, դրանք կարող են ունենալ տարբեր անվանումներ։ Օրինակ, եթե պարունակում է մեկ ատոմ թթվածին, ապա անվանում են մոնօքսիդ, եթե երկու, ապա երկօքսիդ, իսկ եթե երեք, ապա՝ եռօքսիդ։ Օրինակ՝ ածխածնի մոնօքսիդ CO, ածխածնի երկօքսիդ СО₂, ծծմբի եռօքսիդ SO₃։

XIX դարից հրակայուն օքսիդները, որոնք գործնականորեն չեն լուծվում ջրում անվանեցին «հողեր»։

Կա օքսիդների 4 հիմնական դաս՝հիմնային, թթվային, երկդիմի և աղ չառաջացնող։

Հիմնային են այն օքսիդները, որոնց համապատասխանում են Հիմքեր. դրանք մետաղների օքսիդներ են, օրինակ՝ Na₂O, K₂O, CaO, Fe₂O₃։

Թթվային են այն օքսիդները, որոնց համապատասխանում են Թթուներ. դրանք էլ ոչ մետաղների օքսիդներն են, օրինակ՝ N₂O₃, P₂O₅, Cl₂O₇, Mn₂O₇։

Երկդիմի են այն օքսիդները, որոնք կարող են փոխազդել թե թթուների, թե հիմքերի հետ.դրանք բոլորը համեմատաբար պասիվ մետաղների օքսիդներ են, ինչպես ZnO, FeO, Al₂O₃ օքսիդները։

Աղ չեն առաջացնում այն օքսիդները, որոնք չեն փոխազդում ոչ թթուների, ոչ հիմքերի հետ.դրանք ոչ մետաղների օքսիդներ են, ինչպես՝ NO, N₂O, CO և այլն։

Քիմիական հատկություններ

SiO₂ բյուրեղացանցի կառուցվածքը

• Փոխազդեցության արդյունքում թթվային օքսիդները առաջացնում են աղեր։
• Օքսիդները փոխազդելով ջրի հետ, առաջացնում են թթուներ։
• Հիմնային օքսիդները փոխազդում են թթուների հետ, իսկ թթուները հիմնային օքսիդների։

Նախևառաջ՝ թթվային և հիմնային (խոսքը ալկալիներին համապատասխանող օքսիդների մասին է) օքսիդները փոխազդում են ջրի հետ՝ համապատասխանաբար թթուներ և հիմքեր առաջացնելով՝

${\mathsf {CaO+H_{2}O\rightarrow CaOH}}$

${\mathsf {SO_{3}+H_{2}O\rightarrow H_{2}SO_{4}}}$

Հիմնային օքսիդները փոխազդում են թթուների հետ և առաջացնում աղ և ջուր, օրինակ՝

${\mathsf {Na_{2}OH_{2}SO_{4}\rightarrow Na_{2}SO_{4}+H_{2}O}}$

${\mathsf {CaO+HCl\rightarrow CaCl_{2}+H_{2}O}}$

${\mathsf {Fe_{2}O_{3}+2H_{3}PO_{4}\rightarrow 2FePO_{4}+3H_{2}O}}$

իսկ թթվային օքսիդները՝հիմքերի հետ՝դարձյալ աղ և ջուր առաջացնելով՝

${\mathsf {KOH+SO_{3}\rightarrow K_{2}SO_{4}+H_{2}O}}$

${\mathsf {Fe(OH)_{2}+N_{2}O_{5}\rightarrow Fe(NO_{3})_{2}+2H_{2}O}}$

Թթվային և հիմնային օքսիդները իրենց հերթին կարող են փոխազդել իրար հետ՝նույն արգասիքները առաջացնելով, օրինակ՝

${\mathsf {CaO+SO_{3}\rightarrow CaSO_{4}}}$

${\mathsf {Na_{O}+N_{2}O_{5}\rightarrow 2NaNO_{3}}}$

Ինչ վերաբերվում է երկդիմի օքսիդներին՝նրանք փոխազդում են թե թթուների, թե հիմքերի հետ՝

${\mathsf {ZnO+H_{2}SO_{4}\rightarrow ZnSO_{4}+H_{2}O}}$

${\mathsf {ZnO+NaOH\rightarrow NaZO_{2}+H_{2}O}}$

Աղ չառաջացնող օքսիդները չեզոք են, սակայն դրանք կարելի է այրել և ստանալ նոր օքսիդ.

${\mathsf {2CO+O_{2}\rightarrow 2CO_{2}}}$

${\mathsf {2SO_{2}+O_{2}\rightarrow 2SO_{3}}}$

Հիմնային օքսիդներ

• Հիմնային օքսիդ + ուժեղ թթու → աղ + ջուր

${\mathsf {CuO+H_{2}SO_{4}\rightarrow CuSO_{4}+H_{2}O}}$

• Թթվահիմնային օքսիդ + ջուր → հիդրօքսիդ

${\mathsf {CaO+H_{2}O\rightarrow Ca(OH)_{2}}}$

• Ուժեղ հիմնային օքսիդ + թթվային օքսիդ → աղ

${\mathsf {CaO+Mn_{2}O_{7}\rightarrow Ca(MnO_{4})_{2}}}$

• Հիմնային օքսիդ + ջրածին → մետաղ + ջուր

${\mathsf {CuO+H_{2}\rightarrow Cu+H_{2}O}}$

Թթվային օքսիդներ

• Թթվային օքսիդ + ջուր → թթու

${\mathsf {SO_{3}+H_{2}O\rightarrow H_{2}SO_{4}}}$

• Թթվային օքսիդ + հիմնային օքսիդ → աղ

${\mathsf {CO_{2}+CaO\rightarrow CaCO_{3}}}$

• Թթվային օքսիդ + հիմք → աղ + ջուր

${\mathsf {SO_{2}+2NaOH\rightarrow Na_{2}SO_{3}+H_{2}O}}$

Եթե թթվային օքսիդը հանդիսանում է անհիդրիդ, ապա.

${\mathsf {Ca(OH)_{2}+CO_{2}\rightarrow CaCO_{3}\downarrow +H_{2}O}}$

${\mathsf {CaCO_{3}+H_{2}O+CO_{2}\rightarrow Ca(HCO_{3})_{2}}}$

• Կայուն օքսիդ + աղ1 → աղ2 + անկայուն օքսիդ

${\mathsf {SiO_{2}+Na_{2}CO_{3}\rightarrow Na_{2}SiO_{3}+CO_{2}}}$

• Թթվի անհիդրիդ1 + անջուր թթու2 → թթվի անհիդրիդ2 + անջուր թթու1

${\mathsf {2P_{2}O_{5}+4HClO_{4}\rightarrow 4HPO_{3}+2Cl_{2}O_{7}}}$

Ամֆոտեր օքսիդներ

• Ուժեղ թթուներ կամ թթվային օքսիդների փոխազդեցության ժամանակ ցուցաբերում է հիմային հատկություններ.

${\mathsf {ZnO+2HCl\rightarrow ZnCl_{2}+H_{2}O}}$

• ։։${\mathsf {ZnO+2KOH+H_{2}O\rightarrow K_{2}[Zn(OH)_{4}]}}$ (ջրային լուծույթում)

${\mathsf {ZnO+2KOH\rightarrow K_{2}ZnO_{2}}}$

Ստացում

Ամենապարզ եղանակը պարզ նյութի և թթվածնի փոխազդեցությունն է՝

${\mathsf {S+O_{2}\rightarrow SO_{2}}}$

${\mathsf {Cu+O_{2}\rightarrow CuO}}$

Օքսիդներ են ստացվում նաև՝

• Անլուծելի հիմքը տաքացնելով քայքայելիս՝

${\mathsf {Fe(OH)_{2}\rightarrow FeO+H_{2}O}}$

${\mathsf {Cu(OH)_{2}\rightarrow CuO+H_{2}O}}$

• Անկայուն կամ թույլ թթուն քայքայելիս՝

${\mathsf {H_{2}SiO_{3}\rightarrow SiO_{2}+H_{2}O}}$

${\mathsf {H_{2}CO_{3}\rightarrow CO_{2}+H_{2}O}}$

• Որոշ աղեր քայքայելիս՝

${\mathsf {CaCO_{3}\rightarrow CaO+CO_{2}}}$

${\mathsf {MgCO_{3}\rightarrow MgO+CO_{2}}}$

• Նաև որոշ օքսիդներ այրելիս՝

${\mathsf {2CO+O_{2}\rightarrow 2CO_{2}}}$

${\mathsf {2SO_{2}+O_{2}\rightarrow 2SO_{3}}}$