Що таке оксиди?

Якщо ви в школі не захоплювалися хімією, ви навряд чи з ходу згадайте, що таке оксиди і яка їхня роль у навколишньому середовищі. Насправді це досить поширений тип з'єднання, який найбільш часто в навколишньому середовищі зустрічається у формі води, іржі, вуглекислого газу і піску. Також до оксидів відносяться мінерали - вид гірських порід, що має кристалічну будову.

Визначення

Оксиди - це хімічні сполуки, у формулі яких міститься як мінімум один атом кисню і атоми інших хімічних елементів. Оксиди металів, як правило, містять аніони кисню в ступені окислення -2. Значна частина Земної кори складається з твердих оксидів, які виникли в процесі окислення елементів киснем з повітря або води. У процесі спалення вуглеводню утворюється два основних оксиду вуглецю: монооксид вуглецю (чадний газ, СО) і діоксид вуглецю (вуглекислий газ, CO₂).

Класифікація оксидів

Всі оксиди прийнято ділити на дві великі групи:

• солеобразующіе оксиди;
• несолеобразующіе оксиди.

Солеобразующіе оксиди - хімічні речовини, в яких крім кисню містяться елементи металів і неметалів, які утворюють кислоти при контакті з водою, а з'єднуючись з підставами - солі.

Солеобразующіе оксиди в свою чергу поділяються на:

• основні оксиди, в яких при окислюванні другий елемент (1, 2 і іноді 3-валентний метал) стає катіоном (Li₂O, Na₂O, K₂O, CuO, Ag₂O, MgO, CaО, SrO, BaO, HgO, MnО, CrO, NiО, Fr₂O, Cs₂O, Rb₂O, FeO);
• кислотні оксиди, в яких при утворенні солі другий елемент приєднується до негативно зарядженого атома кисню (CO₂, SO₂, SO₃, SiO₂, P₂O₅, CrO₃, Mn₂O₇, NO₂, Cl₂O₅, Cl₂O₃);
• амфотерні оксиди, в яких другий елемент (3 і 4-валентні метали або такі винятки, як оксид цинку, оксид берилію, оксид олова і оксид свинцю) може стати як катионом, так і приєднатися до аниону (ZnO, Cr₂O₃, Al₂O₃, SnO, SnO₂, PbO, PbO₂, TiO₂, MnO₂, Fe₂O₃, BeO).

Несолеобразующіе оксиди не виявляють ні кислотних, ні основних, ні амфотерних властивостей і, як випливає з назви, не утворюють солей (CO, NO, NO₂, (FeFe₂) O₄).

Властивості оксидів

1. Атоми кисню в оксидах володіють високою хімічною активністю. Завдяки тому, що атом кисню завжди заряджений негативно, він утворює стійкі хімічні зв'язки практично з усіма елементами, що обумовлює широке різноманіття оксидів.
2. Благородні метали, такі як золото і платина, цінуються через те, що вони не окислюються природним шляхом. Корозія металів утворюється в результаті гідролізу або окислення киснем. Поєднання води і кисню лише прискорює швидкість реакції.
3. У присутності води і кисню (або просто повітря) реакція окислення деяких елементів, наприклад, натрію, відбувається стрімко і може бути небезпечна для людини.
4. Оксиди створюють захисну оксидну плівку на поверхні. Як приклад можна привести алюмінієву фольгу, яка завдяки покриттю з тонкої плівки оксиду алюмінію, піддається корозії значно повільніше.
5. Оксиди більшості металів мають полімерну структуру, завдяки чому не руйнуються під дією розчинників.
6. Оксиди розчиняються під дією кислот і підстав. Оксиди, які можуть реагувати як з кислотами, так і з основами, називаються амфотерними. Метали, як правило, утворюють основні оксиди, неметали - кислотні оксиди, а амфотерні оксиди виходять з лужних металів (металоїди).
7. Кількість оксиду металу може скоротитися під дією деяких органічних сполук. Такі окислювально-відновні реакції лежать в основі багатьох важливих хімічних трансформацій, таких як детоксикація препаратів під впливом P450 ензимів і виробництво етиленоксиду, з якого потім виробляють антифриз.

Тим, хто захоплюється хімією, будуть цікаві також наступні статті:

• Яка речовина кисень
• Як отримати сірку
• Як отримати сірчану кислоту