Классификация оксидов

Все сложные неорганические вещества можно разделить на следующие группы:

Рассмотрим эти классы по отдельности, начиная с оксидов.

Оксиды – это соединения кислорода в степени окисления «‒2» с другими элементами. Но не все соединения кислорода с элементами будут являться оксидами, степень окисления кислорода очень важна!

Таб. «Соединения кислорода»

* Так как фтор принимает только отрицательную степень окисления (так как может выступать только в качестве окислителя), кислород во фториде кислорода может быть только положительным. Положительные ионы записываются первыми в формуле, поэтому правильнее писать OF₂.

** Hадпероксид калия состоит из ионов K⁺ и O₂^-1.

Зачем нужно знать классификацию оксидов?

Рассмотрим несколько уравнений:

1. K₂O + H₂O = 2KOH
2. CaO + H₂O = Ca(OH)₂
3. FeO + H₂O ≠
4. CuO + H₂O ≠

Почему какие-то оксиды реагируют с водой, а другие – нет? Нужно знать классификацию оксидов на растворимые и нерастворимые.

1. CaO + N₂O₃ = Ca(NO₃)₂
2. CaO + Cs₂O ≠

Как определить, какие оксиды реагируют друг с другом, а какие нет? Для ответа на этот вопрос нужно знать, какие оксиды относятся к кислотным, а какие к основным, амфотерным или несолеобразующим.

Классификация оксидов на солеобразующие и несолеобразующие

Существует две группы оксидов – те, что при взаимодействии с кислотами/основаниями или друг с другом образуют соли и те, что не вступают в типичные реакции оксидов и не способны образовывать соли (несолеобразующие), их свойства рассматриваются отдельно.

Самыми распространёнными несолеобразующими оксидами являются: N₂O, NO, CO, SiO, остальные оксиды считаем солеобразующими (с типичными свойствами).

Классификация солеобразующих оксидов

Все солеобразующие оксиды делятся на основные, кислотные и амфотерные.

Кислотные оксиды соответствуют определенным кислотам, они легко взаимодействуют со своими противоположностями – основными веществами.

Основные оксиды соответствуют определенным основаниям, они легко взаимодействуют со своими противоположностями – кислотными веществами.

Амфотерные оксиды, соответствуют определённым гидроксидам, имеют двойственную природу: с кислотными веществами реагируют как основные соединения, а с основными – как кислотные соединения.

Таб. «Некоторые оксиды и соответствующие им гидроксиды»

* Гидроксид – соединение элемента с гидроксо-группой (OH^‒).

Проанализировав таблицу, Вы заметите, что разные оксиды железа могут быть основными или амфотерными, а разные оксиды марганца оказались во всех трех группах. Что бы лучше понимать, от чего зависит принадлежность к тому или иному виду оксидов, необходимо глубже разобраться в классификации этих веществ.

Классификация оксидов неметаллов.

Все солеобразующие оксиды неметаллов относятся к кислотным. Большая часть из них являются растворимыми:

Классификация оксидов металлов.

В отличие от предыдущей группы, в этой не так всё однозначно. Среди оксидов металлов встречаются как основные, так и амфотерные, и даже кислотные. А принадлежность к определённой группе зависит он степени окисления металла, который входит в состав оксида.

Основные оксиды – это оксиды, в которых металл имеет степень окисления «+1» или «+2» (для элементов с большим диапазоном возможных степеней окисления это будут низшие степени окисления). Есть исключения, например, BeO, ZnO хоть и имеют в своём составе металлы в степени окисления «+2», проявляют амфотерные свойства. Список таких оксидов гораздо шире (SnO, PbO, CuO), но в ЕГЭ остальные примеры исключений игнорируются.

Амфотерные оксиды содержат металлы в степени окисления «+3» и «+4» (промежуточные значения степеней окисления для веществ с большим диапазоном возможных степеней окисления), и два примера оксидов с металлами в ст. о. «+2», написанных выше (BeO, ZnO).

Кислотные оксиды содержат металлы в степени окисления «+5», «+6» и «+7» (для элементов с большим диапазоном возможных степеней окисления это будут высшие степени окисления).

Все кислотные оксиды металлов растворяются в воде и реагируют с ней. Все амфотерные оксиды не растворяются в воде и не реагируют с ней. Среди основных оксидов большинство нерастворимы и только оксиды, образованные кальцием, стронцием, барием, а также всеми металлами IА-подгруппы являются растворимыми.

Таким образом металлы, имеющие большой диапазон возможных степеней окисления, могут образовывать совершенно разные по характеру оксиды, например оксиды марганца и хрома:

Таб. «Зависимость характера оксида от степени окисления марганца» (рассмотрены только наиболее распространённые степени)

Таб. «Зависимость характера оксида от степени окисления хрома» (рассмотрены только наиболее степени)

Не следует путать оксиды металлов и неметаллов: у оксидов металлов степень окисления определяет характер оксида, а у оксида неметалла – нет.

Таб. «Зависимость характера оксида от степени окисления элемента»

Обобщим всю классификацию оксидов одной схемой:

Алгоритм для определения характера оксида:

Простая таблица для определения принадлежности к группе оксидов: