ชุดของกรดออกไซด์ ปฏิกิริยาออกไซด์พื้นฐาน

ออกไซด์การจำแนกประเภทและคุณสมบัติเป็นพื้นฐานของวิทยาศาสตร์ที่สำคัญเช่นเคมี เริ่มเรียนในปีแรกของการเรียนวิชาเคมี ในสาขาวิทยาศาสตร์ที่แน่นอน เช่น คณิตศาสตร์ ฟิสิกส์ และเคมี เนื้อหาทั้งหมดเชื่อมโยงถึงกัน ซึ่งเป็นเหตุว่าทำไมการไม่เชี่ยวชาญเนื้อหาจึงทำให้ขาดความเข้าใจในหัวข้อใหม่ๆ ดังนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญมากที่จะต้องเข้าใจหัวข้อออกไซด์และทำความเข้าใจอย่างถ่องแท้ เราจะพยายามพูดถึงเรื่องนี้โดยละเอียดในวันนี้

ออกไซด์คืออะไร?

ออกไซด์ การจำแนกประเภท และคุณสมบัติคือสิ่งที่ต้องทำความเข้าใจก่อน แล้วออกไซด์คืออะไร? คุณจำสิ่งนี้จากโรงเรียนได้ไหม?

ออกไซด์ (หรือออกไซด์) เป็นสารประกอบไบนารีที่ประกอบด้วยอะตอมขององค์ประกอบอิเล็กโตรเนกาติตี (อิเล็กโทรเนกาติวิตี้น้อยกว่าออกซิเจน) และออกซิเจนที่มีสถานะออกซิเดชันที่ -2

ออกไซด์เป็นสารที่พบได้ทั่วไปบนโลกของเราอย่างไม่น่าเชื่อ ตัวอย่างของสารประกอบออกไซด์ ได้แก่ น้ำ สนิม สีย้อมบางชนิด ทราย และแม้แต่คาร์บอนไดออกไซด์

การก่อตัวของออกไซด์

สามารถรับออกไซด์ได้มากที่สุด ในรูปแบบต่างๆ- วิทยาศาสตร์เช่นเคมีศึกษาการก่อตัวของออกไซด์ด้วย ออกไซด์การจำแนกประเภทและคุณสมบัติ - นี่คือสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์จำเป็นต้องรู้เพื่อทำความเข้าใจว่าออกไซด์นี้เกิดขึ้นได้อย่างไร ตัวอย่างเช่นสามารถหาได้จากการรวมอะตอมออกซิเจน (หรืออะตอม) กับองค์ประกอบทางเคมีโดยตรง - นี่คือปฏิสัมพันธ์ขององค์ประกอบทางเคมี อย่างไรก็ตาม ยังมีการก่อตัวของออกไซด์ทางอ้อมด้วย นี่คือตอนที่ออกไซด์เกิดขึ้นจากการสลายตัวของกรด เกลือ หรือเบส

การจำแนกประเภทออกไซด์

ออกไซด์และการจำแนกประเภทขึ้นอยู่กับวิธีการก่อตัว ตามการจำแนกประเภทออกไซด์จะถูกแบ่งออกเป็นสองกลุ่มเท่านั้นกลุ่มแรกคือกลุ่มที่ทำให้เกิดเกลือและกลุ่มที่สองคือกลุ่มที่ไม่เกิดเกลือ เอาล่ะ เรามาดูทั้งสองกลุ่มกันดีกว่า

ออกไซด์ที่ก่อรูปเกลือเป็นกลุ่มที่ค่อนข้างใหญ่ ซึ่งแบ่งออกเป็นออกไซด์แอมโฟเทอริก กรด และเบส อันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาทางเคมีใด ๆ ออกไซด์ที่ก่อให้เกิดเกลือจะเกิดเป็นเกลือ ตามกฎแล้วองค์ประกอบของออกไซด์ที่ก่อให้เกิดเกลือนั้นรวมถึงองค์ประกอบของโลหะและอโลหะซึ่งก่อให้เกิดกรดอันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาทางเคมีกับน้ำ แต่เมื่อทำปฏิกิริยากับเบสพวกมันจะก่อให้เกิดกรดและเกลือที่สอดคล้องกัน

ออกไซด์ที่ไม่ก่อให้เกิดเกลือคือออกไซด์ที่ไม่ก่อให้เกิดเกลืออันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาทางเคมี ตัวอย่างของออกไซด์ดังกล่าว ได้แก่ คาร์บอน

แอมโฟเทอริกออกไซด์

ออกไซด์ การจำแนกประเภทและคุณสมบัติเป็นแนวคิดที่สำคัญมากในวิชาเคมี องค์ประกอบของสารประกอบที่ทำให้เกิดเกลือประกอบด้วยแอมโฟเทอริกออกไซด์

แอมโฟเทอริกออกไซด์เป็นออกไซด์ที่สามารถแสดงคุณสมบัติพื้นฐานหรือ คุณสมบัติของกรดขึ้นอยู่กับเงื่อนไข ปฏิกิริยาเคมี(แสดงคุณสมบัติแอมโฟเทอริก) ออกไซด์ดังกล่าวเกิดขึ้นจากโลหะทรานซิชัน (ทองแดง เงิน ทอง เหล็ก รูทีเนียม ทังสเตน รัทเทอร์ฟอร์ดเดียม ไทเทเนียม อิตเทรียม และอื่นๆ อีกมากมาย) แอมโฟเทอริกออกไซด์ทำปฏิกิริยากับกรดแก่และจากปฏิกิริยาทางเคมีทำให้เกิดเกลือของกรดเหล่านี้

ออกไซด์ที่เป็นกรด

หรือแอนไฮไดรด์เป็นออกไซด์ที่แสดงและก่อให้เกิดกรดที่มีออกซิเจนในปฏิกิริยาเคมีด้วย แอนไฮไดรด์มักเกิดจากอโลหะทั่วไป รวมถึงจากองค์ประกอบทางเคมีทรานซิชันบางชนิดด้วย

ออกไซด์ การจำแนกประเภท และคุณสมบัติทางเคมีเป็นแนวคิดที่สำคัญ ตัวอย่างเช่น ออกไซด์ที่เป็นกรดมีคุณสมบัติทางเคมีแตกต่างไปจากแอมโฟเทอริกออกไซด์โดยสิ้นเชิง ตัวอย่างเช่นเมื่อแอนไฮไดรด์ทำปฏิกิริยากับน้ำจะเกิดกรดที่สอดคล้องกัน (ยกเว้น SiO2 - แอนไฮไดรด์ทำปฏิกิริยากับอัลคาลิสและจากปฏิกิริยาดังกล่าวน้ำและโซดาจะถูกปล่อยออกมา เมื่อทำปฏิกิริยากับเกลือจะเกิดขึ้น

ออกไซด์พื้นฐาน

ออกไซด์พื้นฐาน (จากคำว่า "เบส") คือออกไซด์ขององค์ประกอบทางเคมีของโลหะที่มีสถานะออกซิเดชัน +1 หรือ +2 ซึ่งรวมถึงโลหะอัลคาไลและอัลคาไลน์เอิร์ธ ตลอดจนองค์ประกอบทางเคมีของแมกนีเซียม ออกไซด์พื้นฐานแตกต่างจากออกไซด์ชนิดอื่นตรงที่สามารถทำปฏิกิริยากับกรดได้

ออกไซด์พื้นฐานจะทำปฏิกิริยากับกรด ต่างจากออกไซด์ที่เป็นกรด เช่นเดียวกับด่าง น้ำ และออกไซด์อื่นๆ จากปฏิกิริยาเหล่านี้ มักเกิดเกลือขึ้น

คุณสมบัติของออกไซด์

หากคุณศึกษาปฏิกิริยาของออกไซด์ต่างๆ อย่างรอบคอบ คุณสามารถสรุปได้อย่างอิสระเกี่ยวกับคุณสมบัติทางเคมีของออกไซด์นั้น คุณสมบัติทางเคมีทั่วไปของออกไซด์ทั้งหมดคือกระบวนการรีดอกซ์

แต่ถึงกระนั้นออกไซด์ทั้งหมดก็แตกต่างกัน การจำแนกประเภทและคุณสมบัติของออกไซด์เป็นสองหัวข้อที่เกี่ยวข้องกัน

ออกไซด์ที่ไม่ก่อรูปเกลือและคุณสมบัติทางเคมี

ออกไซด์ที่ไม่ก่อรูปเกลือคือกลุ่มของออกไซด์ที่ไม่มีคุณสมบัติเป็นกรด เบส หรือแอมโฟเทอริก จากปฏิกิริยาทางเคมีกับออกไซด์ที่ไม่ก่อให้เกิดเกลือ จึงไม่เกิดเกลือ ก่อนหน้านี้ออกไซด์ดังกล่าวไม่ได้เรียกว่าไม่ก่อให้เกิดเกลือ แต่ไม่แยแสและไม่แยแส แต่ชื่อดังกล่าวไม่สอดคล้องกับคุณสมบัติของออกไซด์ที่ไม่ก่อให้เกิดเกลือ ตามคุณสมบัติของมันออกไซด์เหล่านี้ค่อนข้างสามารถทำปฏิกิริยาเคมีได้ แต่มีออกไซด์ที่ไม่ก่อรูปเกลือน้อยมาก

จากออกไซด์ที่ไม่ก่อรูปเกลือ สามารถรับออกไซด์ที่ก่อรูปเกลือได้อันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาทางเคมี

ศัพท์

ออกไซด์เกือบทั้งหมดมักเรียกเช่นนี้: คำว่า "ออกไซด์" ตามด้วยชื่อองค์ประกอบทางเคมี กรณีสัมพันธการก- ตัวอย่างเช่น Al2O3 คืออะลูมิเนียมออกไซด์ ในภาษาเคมี ออกไซด์นี้อ่านได้ดังนี้ อะลูมิเนียม 2 หรือ 3 องค์ประกอบทางเคมีบางชนิด เช่น ทองแดง สามารถเกิดออกซิเดชันได้หลายระดับ ดังนั้น ออกไซด์ก็จะแตกต่างกันด้วย จากนั้น CuO ออกไซด์คือทองแดง (สอง) ออกไซด์นั่นคือด้วยระดับออกซิเดชันที่ 2 และ Cu2O ออกไซด์คือทองแดง (สาม) ออกไซด์ซึ่งมีระดับออกซิเดชันที่ 3

แต่มีชื่ออื่นสำหรับออกไซด์ซึ่งแตกต่างกันตามจำนวนอะตอมออกซิเจนในสารประกอบ มอนนอกไซด์หรือมอนนอกไซด์เป็นออกไซด์ที่มีอะตอมออกซิเจนเพียงอะตอมเดียว ไดออกไซด์คือออกไซด์ที่มีอะตอมออกซิเจน 2 อะตอม ซึ่งระบุด้วยคำนำหน้า "di" ไตรออกไซด์คือออกไซด์ที่มีอะตอมออกซิเจนสามอะตอมอยู่แล้ว ชื่อต่างๆ เช่น มอนนอกไซด์ ไดออกไซด์ และไตรออกไซด์ นั้นล้าสมัยไปแล้ว แต่มักพบในหนังสือเรียน หนังสือ และสื่อช่วยเหลืออื่นๆ

นอกจากนี้ยังมีชื่อเรียกเล็กน้อยสำหรับออกไซด์นั่นคือชื่อที่มีการพัฒนาในอดีต ตัวอย่างเช่น CO คือออกไซด์หรือมอนนอกไซด์ของคาร์บอน แต่นักเคมีส่วนใหญ่มักเรียกสารนี้ว่าคาร์บอนมอนอกไซด์

ดังนั้นออกไซด์จึงเป็นสารประกอบของออกซิเจนที่มีองค์ประกอบทางเคมี วิทยาศาสตร์หลักที่ศึกษาการก่อตัวและปฏิกิริยาของพวกเขาคือเคมี ออกไซด์ การจำแนกประเภทและคุณสมบัติมีน้อย หัวข้อสำคัญในทางวิทยาศาสตร์ก็มีเคมีอยู่ หากปราศจากความเข้าใจซึ่งเป็นไปไม่ได้ที่จะเข้าใจสิ่งอื่นทั้งหมด ออกไซด์ได้แก่ ก๊าซ แร่ธาตุ และผง ออกไซด์บางชนิดควรค่าแก่การรู้ในรายละเอียดไม่เพียง แต่สำหรับนักวิทยาศาสตร์เท่านั้น แต่ยังควรรู้ด้วย คนธรรมดาเพราะพวกมันอาจเป็นอันตรายต่อชีวิตบนโลกนี้ได้ ออกไซด์เป็นหัวข้อที่น่าสนใจและค่อนข้างง่าย สารประกอบออกไซด์เป็นเรื่องธรรมดามากในชีวิตประจำวัน

คุณสมบัติทางเคมีของน้ำ

ปฏิกิริยาระหว่างน้ำกับโลหะ

หากใส่เศษแคลเซียมในถังน้ำ ฟองก๊าซจะเริ่มแตกตัวออกจากพื้นผิวของแคลเซียม เช่นเดียวกับจากพื้นผิวของสังกะสีที่วางอยู่ในสารละลายกรดซัลฟิวริก เมื่อเรานำเสี้ยนที่มีแสงไปที่รูในกระบอกสูบเราจะสังเกตการกะพริบ นี่คือการเผาไหม้ของไฮโดรเจน น้ำในกระบอกมีเมฆมาก อนุภาคแขวนลอยสีขาวที่ปรากฏในกระบอกสูบคือแคลเซียมไฮดรอกไซด์ Ca(OH)2 ปฏิกิริยาต่อเนื่องแสดงโดยสมการ:

Ca + 2H 2 0 = 2Ca (OH) 2 + H 2

ในระหว่างปฏิกิริยานี้จากโมเลกุลของน้ำ H 2 O ซึ่งสามารถแสดงเป็น H-OH (กลุ่ม - OH - กลุ่มไฮดรอกโซ) -OH จะถูกแปลงเป็นแคลเซียมไฮดรอกไซด์ เนื่องจากอะตอมของแคลเซียมเป็นแบบไดเวเลนต์ จึงแทนที่ไฮโดรเจน 2 อะตอมจากโมเลกุลของน้ำ 2 โมเลกุล และกลุ่ม -OH ที่เหลืออีก 2 หมู่จะรวมเข้ากับอะตอมของแคลเซียม

ปฏิกิริยาของโซเดียมกับน้ำจะรุนแรงยิ่งขึ้น วางชิ้นส่วนโซเดียมลงในแก้วน้ำ โซเดียมลอยขึ้นสู่ผิวน้ำ ละลาย กลายเป็นหยดมันแวววาว มันเคลื่อนที่อย่างรวดเร็วไปตามผิวน้ำส่งเสียงฟู่และลดขนาดลง เมื่อระเหยสารละลายแล้วเราจะพบสารของแข็งสีขาว - โซเดียมไฮดรอกไซด์ NaOH

2Na + 2НН = 2NaOH + H 2

โซเดียมและแคลเซียมอยู่ในกลุ่มที่มีฤทธิ์ทางเคมีมากที่สุด

ปฏิกิริยาของน้ำกับออกไซด์ของอโลหะ .

มาเผาฟอสฟอรัสแดงในขวดบนช้อนกันเถอะ เติมน้ำเล็กน้อยแล้วรอจนกระทั่งฟอสฟอรัสออกไซด์ (V) P 2 0 5 ที่ได้ละลาย เติมลิตมัสสีม่วงสักสองสามหยดลงในสารละลาย สารลิตมัสจะเปลี่ยนเป็นสีแดง ซึ่งหมายความว่าสารละลายประกอบด้วยกรด ฟอสฟอรัสออกไซด์ (V) รวมกับน้ำและได้รับกรดฟอสฟอริก H 3 P0 4:

Р 2 0 5 + ЗН 2 0 = 2Н 3 Р0 4

เรามาเผากำมะถันในขวดที่มีน้ำอยู่ แล้วตรวจดูสารละลายที่ได้ด้วยสารละลายลิตมัส มันจะเปลี่ยนเป็นสีแดงด้วย ซัลเฟอร์ออกไซด์ (IV) S0 2 เกิดขึ้นระหว่างการเผาไหม้ของซัลเฟอร์รวมกับน้ำและได้รับกรดซัลฟิวรัส:

S0 2 + H 2 0 = H 2 S0 2

ซัลเฟอร์ออกไซด์ (VI) ทำปฏิกิริยากับน้ำเกิดกรดซัลฟิวริก H 2 S0 4:

ดังนั้น 2+ ชม 2 โอ = ชม 2 S0 4

ไนโตรเจนสามารถสร้างออกไซด์ N205 ซึ่งทำปฏิกิริยากับน้ำเพื่อสร้างกรดไนตริก:

ไม่มี 2 0 5 + ไม่มี 2 0 = 2HN0 3

สารประกอบของอโลหะออกไซด์กับน้ำจัดเป็นกรด

ปฏิกิริยาระหว่างน้ำกับโลหะออกไซด์

ให้เราพิจารณาความสัมพันธ์ของโลหะออกไซด์กับน้ำ เทคอปเปอร์ออกไซด์ CuO, เหล็กออกไซด์ Fe203, ซิงค์ออกไซด์ ZnO และแคลเซียมออกไซด์ CaO ลงในถ้วยแล้วเติมน้ำเล็กน้อยในแต่ละถ้วย ออกไซด์ของทองแดง เหล็ก และสังกะสีจะไม่ละลายในน้ำและไม่รวมกันด้วย แคลเซียมออกไซด์หรือปูนขาวมีพฤติกรรมแตกต่างออกไป

เมื่อเทน้ำลงบนชิ้นส่วนของปูนขาว จะพบว่าความร้อนแรงดังกล่าวทำให้ส่วนหนึ่งของน้ำกลายเป็นไอน้ำ และชิ้นส่วนของปูนขาวที่แตกเป็นชิ้นๆ กลายเป็นผงแห้งหลวม - ปูนขาว หรือแคลเซียมไฮดรอกไซด์Ca(OH) 2:

CaO + H 2 0 = Ca(OH) 2

เช่นเดียวกับแคลเซียมออกไซด์ โซเดียมและโพแทสเซียมออกไซด์รวมกับน้ำ:

นา 2 0 + H 2 0 = 2NaOH

K 2 0+N 2 0 = 2KON

ปฏิกิริยาเหล่านี้ทำให้เกิดโซเดียมไฮดรอกไซด์ NaOH และโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ KOH

ดังนั้นออกไซด์ของโลหะบางชนิดจึงไม่ทำปฏิกิริยากับน้ำ (ส่วนใหญ่) ในขณะที่ออกไซด์อื่นๆ (โพแทสเซียมออกไซด์, โซเดียมออกไซด์, แคลเซียมออกไซด์, แบเรียมออกไซด์ ฯลฯ ) รวมกันทำให้เกิดไฮดรอกไซด์ซึ่งจัดเป็นเบส

(เคมีอนินทรีย์เกรด 7-8 ผู้เขียน Yu. V. Khodakov และคนอื่น ๆ )

สารประกอบเคมีอนินทรีย์ในธรรมชาติมีสามประเภท ได้แก่ เกลือ ไฮดรอกไซด์ และออกไซด์ อย่างแรกคือสารประกอบของอะตอมโลหะที่มีกรดตกค้าง เช่น CI- หลังแบ่งออกเป็นกรดและเบส โมเลกุลของโมเลกุลแรกประกอบด้วยไอออนบวกของ H+ และกรดตกค้างเช่น SO 4 - เบสประกอบด้วยไอออนบวกของโลหะ เช่น K+ และแอนไอออนที่อยู่ในรูปของกลุ่มไฮดรอกซิล OH- และออกไซด์นั้นขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของมันแบ่งออกเป็นกรดและเบส เราจะพูดถึงเรื่องหลังในบทความนี้

คำนิยาม

ออกไซด์พื้นฐานเป็นสารที่ประกอบด้วยองค์ประกอบทางเคมีสององค์ประกอบ โดยองค์ประกอบหนึ่งจำเป็นต้องมีออกซิเจน และองค์ประกอบที่สองคือโลหะ เมื่อเติมน้ำลงในสารประเภทนี้จะเกิดเป็นเบส

คุณสมบัติทางเคมีของออกไซด์พื้นฐาน

สารในประเภทนี้สามารถทำปฏิกิริยากับน้ำได้เป็นหลักซึ่งเป็นผลมาจากการได้เบส ตัวอย่างเช่น เราสามารถให้สมการต่อไปนี้: CaO + H 2 O = Ca(OH) 2

ปฏิกิริยากับกรด

ถ้าออกไซด์พื้นฐานผสมกับกรด ก็จะได้เกลือและน้ำ ตัวอย่างเช่น ถ้าคุณเติมกรดคลอไรด์ลงในโพแทสเซียมออกไซด์ คุณจะได้รับโพแทสเซียมคลอไรด์และน้ำ สมการปฏิกิริยาจะมีลักษณะดังนี้: K 2 O + 2 HCI = 2 KI + H 2 O

ปฏิกิริยากับกรดออกไซด์

ปฏิกิริยาเคมีประเภทนี้ทำให้เกิดเกลือ ตัวอย่างเช่น ถ้าคุณเติมคาร์บอนไดออกไซด์ลงในแคลเซียมออกไซด์ คุณจะได้รับแคลเซียมคาร์บอเนต ปฏิกิริยานี้สามารถแสดงในรูปแบบของสมการต่อไปนี้: CaO + CO 2 = CaCO 3 ปฏิกิริยาทางเคมีประเภทนี้สามารถเกิดขึ้นได้ภายใต้อิทธิพลของอุณหภูมิสูงเท่านั้น

แอมโฟเทอริกและออกไซด์พื้นฐาน

สารเหล่านี้ยังสามารถโต้ตอบกันได้ สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากสารชนิดแรกมีคุณสมบัติทั้งออกไซด์ที่เป็นกรดและเบส เป็นผลจากเหตุดังกล่าว ปฏิกิริยาทางเคมีเกลือเชิงซ้อนเกิดขึ้น ตัวอย่างเช่นเราให้สมการของปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นเมื่อโพแทสเซียมออกไซด์ (พื้นฐาน) ผสมกับอะลูมิเนียมออกไซด์ (แอมโฟเทอริก): K 2 O + AI 2 O 3 = 2KAIO 2 สารที่ได้เรียกว่าโพแทสเซียมอะลูมิเนต หากคุณผสมรีเอเจนต์ชนิดเดียวกันแต่ยังเติมน้ำด้วย ปฏิกิริยาก็จะผ่านไปดังนี้ K 2 O + AI 2 O 3 + 4H 2 O = 2K สารที่เกิดขึ้นเรียกว่าโพแทสเซียมเตตระไฮดรอกโซอะลูมิเนต

คุณสมบัติทางกายภาพ

ออกไซด์พื้นฐานต่างๆ มีคุณสมบัติทางกายภาพแตกต่างกันอย่างมาก แต่โดยพื้นฐานแล้วทั้งหมดก็เหมือนกัน สภาวะปกติอยู่ในสถานะแข็งตัวของการรวมตัวและมีจุดหลอมเหลวสูง

เรามาดูสารประกอบเคมีแต่ละชนิดแยกกัน โพแทสเซียมออกไซด์มีลักษณะดังนี้ แข็งสีเหลืองอ่อน ละลายที่อุณหภูมิ +740 องศาเซลเซียส โซเดียมออกไซด์เป็นผลึกไม่มีสี พวกมันกลายเป็นของเหลวที่อุณหภูมิ +1132 องศา แคลเซียมออกไซด์แสดงด้วยผลึกสีขาวที่ละลายที่ +2570 องศา เหล็กไดออกไซด์ปรากฏเป็นผงสีดำ มีสถานะเป็นของเหลวที่อุณหภูมิ +1377 องศาเซลเซียส แมกนีเซียมออกไซด์นั้นคล้ายกับสารประกอบแคลเซียม แต่ก็เป็นผลึกเช่นกัน สีขาว- ละลายที่ +2825 องศา ลิเธียมออกไซด์เป็นผลึกโปร่งใสที่มีจุดหลอมเหลว +1570 องศา สารนี้มีความสามารถในการดูดความชื้นสูง แบเรียมออกไซด์มีลักษณะเหมือนกับสารประกอบทางเคมีก่อนหน้านี้ อุณหภูมิที่เข้าสู่สถานะของเหลวจะสูงขึ้นเล็กน้อย - +1920 องศา ปรอทออกไซด์เป็นผงสีส้มแดง ที่อุณหภูมิ +500 องศาเซลเซียส นี้ สารเคมีสลายตัว โครเมียมออกไซด์เป็นผงสีแดงเข้มที่มีจุดหลอมเหลวเหมือนกับสารประกอบลิเธียม ซีเซียมออกไซด์มีสีเดียวกับปรอท สลายตัวเมื่อสัมผัสกับพลังงานแสงอาทิตย์ นิกเกิลออกไซด์เป็นผลึกสีเขียวที่เปลี่ยนเป็นของเหลวที่อุณหภูมิ +1,682 องศาเซลเซียส อย่างที่คุณเห็น คุณสมบัติทางกายภาพสารในกลุ่มนี้มีมากมาย คุณสมบัติทั่วไปแม้ว่าจะมีความแตกต่างอยู่บ้างก็ตาม คิวรัม (ทองแดง) ออกไซด์ดูเหมือนผลึกสีดำ มันจะกลายเป็นสถานะของเหลวของการรวมตัวที่อุณหภูมิ +1,447 องศาเซลเซียส

สารเคมีในกลุ่มนี้ผลิตขึ้นมาได้อย่างไร?

ออกไซด์พื้นฐานสามารถผลิตได้โดยการทำปฏิกิริยาโลหะกับออกซิเจนภายใต้อุณหภูมิสูง สมการสำหรับปฏิกิริยานี้มีดังนี้: 4K + O 2 = 2K 2 O วิธีที่สองในการรับสารประกอบทางเคมีของคลาสนี้คือการสลายตัวของฐานที่ไม่ละลายน้ำ สามารถเขียนสมการได้ดังนี้ Ca(OH) 2 = CaO + H 2 O ในการทำปฏิกิริยาประเภทนี้ จำเป็นต้องมีเงื่อนไขพิเศษในรูปแบบ อุณหภูมิสูง- นอกจากนี้ออกไซด์พื้นฐานยังเกิดขึ้นระหว่างการสลายตัวอีกด้วย เกลือบางชนิด- ตัวอย่างคือสมการต่อไปนี้: CaCO 3 = CaO + CO 2 ดังนั้นจึงเกิดกรดออกไซด์ขึ้นด้วย

การใช้ออกไซด์พื้นฐาน

สารประกอบเคมีของกลุ่มนี้มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ ต่อไปเราจะพิจารณาการใช้งานแต่ละรายการ อลูมิเนียมออกไซด์ถูกนำมาใช้ในทางทันตกรรมเพื่อทำฟันปลอม นอกจากนี้ยังใช้ในการผลิตเซรามิกส์ แคลเซียมออกไซด์เป็นส่วนประกอบหนึ่งที่เกี่ยวข้องกับการผลิตอิฐปูนทราย นอกจากนี้ยังสามารถทำหน้าที่เป็นวัสดุทนไฟได้อีกด้วย ใน อุตสาหกรรมอาหารนี่คือสารเติมแต่ง E529 โพแทสเซียมออกไซด์ - หนึ่งในส่วนผสมของปุ๋ยแร่สำหรับพืชโซเดียม - ใช้ในอุตสาหกรรมเคมีส่วนใหญ่ในการผลิตไฮดรอกไซด์ของโลหะชนิดเดียวกัน แมกนีเซียมออกไซด์ยังใช้ในอุตสาหกรรมอาหารเป็นสารเติมแต่งภายใต้หมายเลข E530 นอกจากนี้ยังเป็นวิธีการรักษาความเป็นกรดที่เพิ่มขึ้นของน้ำย่อย แบเรียมออกไซด์ใช้ในปฏิกิริยาเคมีเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา เหล็กไดออกไซด์ถูกใช้ในการผลิตเหล็กหล่อ เซรามิก และสี ยังเป็นสีผสมอาหารเบอร์ E172 อีกด้วย นิกเกิลออกไซด์ส่งผ่านไปยังกระจก สีเขียว- นอกจากนี้ยังใช้ในการสังเคราะห์เกลือและตัวเร่งปฏิกิริยา ลิเธียมออกไซด์เป็นส่วนประกอบหนึ่งในการผลิตกระจกบางประเภทซึ่งจะช่วยเพิ่มความแข็งแรงของวัสดุ สารประกอบซีเซียมทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับปฏิกิริยาเคมีบางชนิด คิวรัมออกไซด์ก็เหมือนกับวัสดุอื่น ๆ ที่พบว่ามีการใช้ในการผลิตแก้วชนิดพิเศษตลอดจนการผลิตทองแดงบริสุทธิ์ ในการผลิตสีและเคลือบฟันจะใช้เป็นเม็ดสีที่ให้สีฟ้า

สารประเภทนี้ในธรรมชาติ

ในสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติสารประกอบทางเคมีของกลุ่มนี้จะพบอยู่ในรูปของแร่ธาตุ สิ่งเหล่านี้ส่วนใหญ่เป็นออกไซด์ที่เป็นกรด แต่ก็เกิดขึ้นจากสิ่งอื่นด้วย ตัวอย่างเช่น สารประกอบอะลูมิเนียมคือคอรันดัม

อาจเป็นได้ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับสิ่งสกปรกที่มีอยู่ในนั้น สีที่ต่างกัน- ในบรรดารูปแบบต่างๆ ที่อิงตาม AI 2 O 3 เราสามารถแยกแยะระหว่างทับทิมซึ่งมีสีแดง และแซฟไฟร์ซึ่งเป็นแร่ที่มีสีน้ำเงิน สารเคมีชนิดเดียวกันนี้ยังสามารถพบได้ในธรรมชาติในรูปของอลูมินา สารประกอบคิวรัมกับออกซิเจนเกิดขึ้นในธรรมชาติในรูปของแร่เทโนไรต์

บทสรุป

โดยสรุป เราสามารถพูดได้ว่าสารทั้งหมดที่กล่าวถึงในบทความนี้มีคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีที่คล้ายคลึงกัน พวกเขาพบการประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ ตั้งแต่ยาไปจนถึงอาหาร

ออกไซด์- เหล่านี้เป็นสารประกอบอนินทรีย์เชิงซ้อนซึ่งประกอบด้วยองค์ประกอบสองชนิดซึ่งหนึ่งในนั้นคือออกซิเจน (ในสถานะออกซิเดชัน -2)

ตัวอย่างเช่น Na 2 O, B 2 O 3, Cl 2 O 7 จัดเป็นออกไซด์ สารทั้งหมดนี้ประกอบด้วยออกซิเจนและธาตุอีกชนิดหนึ่ง สาร Na 2 O 2 , H 2 SO 4 , HCl ไม่ใช่ออกไซด์: ในตอนแรกสถานะออกซิเดชันของออกซิเจนคือ -1 ในวินาทีไม่มีสอง แต่มีสามองค์ประกอบและองค์ประกอบที่สามไม่มีออกซิเจนที่ ทั้งหมด.

หากคุณไม่เข้าใจความหมายของคำว่าเลขออกซิเดชัน ก็ไม่เป็นไร ขั้นแรก คุณสามารถดูบทความที่เกี่ยวข้องบนเว็บไซต์นี้ได้ ประการที่สอง แม้จะไม่เข้าใจคำศัพท์นี้ คุณก็สามารถอ่านต่อได้ คุณสามารถลืมพูดถึงสถานะออกซิเดชันได้ชั่วคราว

ออกไซด์ของธาตุที่รู้จักเกือบทั้งหมดในปัจจุบันได้รับมา ยกเว้นก๊าซมีตระกูลบางชนิดและธาตุทรานยูเรเนียมที่ "แปลกใหม่" ยิ่งไปกว่านั้น องค์ประกอบหลายชนิดยังก่อให้เกิดออกไซด์หลายชนิด (สำหรับไนโตรเจน เช่น มีอยู่ 6 ชนิดที่รู้จัก)

ศัพท์เฉพาะของออกไซด์

เราต้องเรียนรู้การตั้งชื่อออกไซด์ มันง่ายมาก

ตัวอย่างที่ 1- ตั้งชื่อสารประกอบต่อไปนี้: Li 2 O, Al 2 O 3, N 2 O 5, N 2 O 3

Li 2 O - ลิเธียมออกไซด์
Al 2 O 3 - อลูมิเนียมออกไซด์
N 2 O 5 - ไนตริกออกไซด์ (V)
N 2 O 3 - ไนตริกออกไซด์ (III)

โปรดทราบ จุดสำคัญ: หากความจุของธาตุมีค่าคงที่ เราจะไม่กล่าวถึงธาตุนั้นในนามของออกไซด์ หากความจุเปลี่ยนแปลง ต้องแน่ใจว่าได้ระบุไว้ในวงเล็บ! ลิเธียมและอลูมิเนียมก็มี ความจุคงที่, ไนโตรเจนมีเวเลนซ์แปรผัน ด้วยเหตุนี้เองที่ชื่อของไนโตรเจนออกไซด์จึงถูกเสริมด้วยเลขโรมันซึ่งเป็นสัญลักษณ์ของวาเลนซ์

ภารกิจที่ 1- ตั้งชื่อออกไซด์: Na 2 O, P 2 O 3, BaO, V 2 O 5, Fe 2 O 3, GeO 2, Rb 2 O อย่าลืมว่ามีองค์ประกอบที่มีทั้งค่าคงที่และตัวแปร

จุดสำคัญอีกประการหนึ่ง: ถูกต้องมากกว่าที่จะเรียกสาร F 2 O ไม่ใช่ "ฟลูออรีนออกไซด์" แต่เป็น "ออกซิเจนฟลูออไรด์"!

คุณสมบัติทางกายภาพของออกไซด์

คุณสมบัติทางกายภาพมีความหลากหลายมาก นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าออกไซด์สามารถแสดงออกมาได้ ประเภทต่างๆ พันธะเคมี- จุดหลอมเหลวและจุดเดือดแตกต่างกันอย่างมาก ภายใต้สภาวะปกติออกไซด์อาจอยู่ในสถานะของแข็ง (CaO, Fe 2 O 3, SiO 2, B 2 O 3), สถานะของเหลว (N 2 O 3, H 2 O) ในรูปของก๊าซ (N 2 O , SO 2, NO, CO)

สีต่างๆ: MgO และ Na 2 O เป็นสีขาว, CuO เป็นสีดำ, N 2 O 3 เป็นสีน้ำเงิน, CrO 3 เป็นสีแดง ฯลฯ

การหลอมออกไซด์ที่มีพันธะไอออนิกจะเคลื่อนที่ได้ดี กระแสไฟฟ้าโดยทั่วไปโควาเลนต์ออกไซด์จะมีค่าการนำไฟฟ้าต่ำ

การจำแนกประเภทออกไซด์

ออกไซด์ทั้งหมดที่มีอยู่ในธรรมชาติสามารถแบ่งออกเป็น 4 ประเภท: เบส, เป็นกรด, แอมโฟเทอริกและไม่ขึ้นรูปเกลือ บางครั้งสามคลาสแรกจะรวมกันเป็นกลุ่มของออกไซด์ที่ก่อรูปเกลือ แต่ตอนนี้ไม่สำคัญสำหรับเราแล้ว คุณสมบัติทางเคมีออกไซด์จากคลาสที่แตกต่างกันแตกต่างกันมากดังนั้นปัญหาการจำแนกประเภทจึงสำคัญมากสำหรับการศึกษาหัวข้อนี้ต่อไป!

เริ่มต้นด้วย ออกไซด์ที่ไม่ก่อรูปเกลือ- ต้องจำไว้: NO, SiO, CO, N 2 O เพียงเรียนรู้สูตรทั้งสี่นี้!

เพื่อความก้าวหน้าต่อไป เราต้องจำไว้ว่าในธรรมชาติมีสารง่าย ๆ สองประเภท - โลหะและอโลหะ (บางครั้งกลุ่มของเซมิโลหะหรือเมทัลลอยด์ก็มีความโดดเด่นเช่นกัน) หากคุณมีความเข้าใจชัดเจนว่าธาตุใดเป็นโลหะ โปรดอ่านบทความนี้ต่อ หากคุณมีข้อสงสัยเล็กน้อย โปรดดูเนื้อหา “โลหะและอโลหะ”บนเว็บไซต์นี้

ให้ฉันบอกคุณว่าแอมโฟเทอริกออกไซด์ทั้งหมดเป็นโลหะออกไซด์ แต่ไม่ใช่ออกไซด์ของโลหะทั้งหมดที่เป็นแอมโฟเทอริก ฉันจะแสดงรายการที่สำคัญที่สุด: BeO, ZnO, Al 2 O 3, Cr 2 O 3, SnO รายการไม่สมบูรณ์ แต่คุณควรจำสูตรที่ระบุไว้อย่างแน่นอน! ในแอมโฟเทอริกออกไซด์ส่วนใหญ่ โลหะจะมีสถานะออกซิเดชันที่ +2 หรือ +3 (แต่ก็มีข้อยกเว้น)

ในส่วนถัดไปของบทความ เราจะพูดถึงการจำแนกประเภทต่อไป เรามาพูดถึงออกไซด์ที่เป็นกรดและเบสกันดีกว่า

เหล่านี้เป็นสารที่ซับซ้อนประกอบด้วยองค์ประกอบทางเคมีสององค์ประกอบ หนึ่งในนั้นคือออกซิเจนที่มีสถานะออกซิเดชันที่ (-2) สูตรทั่วไปของออกไซด์: อีมเกี่ยวกับn, ที่ไหน ม- จำนวนอะตอมของธาตุ อี, ก n- จำนวนอะตอมออกซิเจน ออกไซด์อาจเป็นของแข็ง (ทราย SiO 2, ควอตซ์หลากหลายชนิด), ของเหลว (ไฮโดรเจนออกไซด์ H 2 O), ก๊าซ (คาร์บอนออกไซด์: คาร์บอนไดออกไซด์ CO 2 และคาร์บอนไดออกไซด์)

ระบบการตั้งชื่อสารประกอบเคมีที่พัฒนาตามข้อเท็จจริงที่สะสม ในตอนแรก แม้ว่าสารประกอบที่รู้จักจะมีน้อย แต่ก็มีการใช้อย่างแพร่หลาย ชื่อจิ๊บจ๊อยไม่สะท้อนองค์ประกอบ โครงสร้าง และคุณสมบัติของสาร - ตะกั่วสีแดงหน้า 3 O 4, ลิทาร์จโพธิ์ แมกนีเซียมก. มาตราส่วนเหล็กเฟ 3 O 4, แก๊สหัวเราะไม่มี 2 โอ สารหนูสีขาวเมื่อ 2 O 3 ระบบการตั้งชื่อเล็กน้อยถูกแทนที่ด้วย กึ่งเป็นระบบระบบการตั้งชื่อ - ชื่อนี้รวมข้อบ่งชี้จำนวนอะตอมออกซิเจนในสารประกอบ: ไนตรัส- สำหรับอันที่ต่ำกว่า ออกไซด์- สำหรับสถานะออกซิเดชันที่สูงขึ้น แอนไฮไดรด์- สำหรับออกไซด์ที่เป็นกรด

ปัจจุบันการเปลี่ยนไปใช้ระบบการตั้งชื่อสมัยใหม่เกือบจะเสร็จสมบูรณ์แล้ว ตาม ระหว่างประเทศระบบการตั้งชื่อในชื่อเรื่อง ออกไซด์ควรระบุความจุขององค์ประกอบตัวอย่างเช่น SO 2 - ซัลเฟอร์ (IV) ออกไซด์, SO 3 - ซัลเฟอร์ (VI) ออกไซด์, CrO - โครเมียม (II) ออกไซด์, Cr 2 O 3 - โครเมียม (III) ออกไซด์, CrO 3 - โครเมียม (VI) ออกไซด์

ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทางเคมี ออกไซด์จะถูกแบ่งออกเป็น ก่อรูปเกลือและไม่ก่อรูปเกลือ.

ประเภทของออกไซด์

ไม่เกิดเกลือเหล่านี้เป็นออกไซด์ที่ไม่ทำปฏิกิริยากับด่างหรือกรดและไม่ก่อให้เกิดเกลือ มีเพียงไม่กี่ชนิดและประกอบด้วยอโลหะ

การเกิดเกลือเหล่านี้เป็นออกไซด์ที่ทำปฏิกิริยากับกรดหรือเบสเพื่อสร้างเกลือและน้ำ

ท่ามกลาง การขึ้นรูปเกลือออกไซด์แยกความแตกต่างระหว่างออกไซด์ พื้นฐาน, เป็นกรด, แอมโฟเทริก

ออกไซด์พื้นฐาน- สิ่งเหล่านี้คือออกไซด์ที่สอดคล้องกับเบส ตัวอย่างเช่น: CuO สอดคล้องกับฐาน Cu(OH) 2, Na 2 O - ฐาน NaOH, Cu 2 O - CuOH เป็นต้น

ออกไซด์ในตารางธาตุ

ปฏิกิริยาทั่วไปของออกไซด์พื้นฐาน

1. ออกไซด์พื้นฐาน + กรด = เกลือ + น้ำ (ปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยน):

2. ออกไซด์พื้นฐาน + ออกไซด์ที่เป็นกรด = เกลือ (ปฏิกิริยาของสารประกอบ):

3. ออกไซด์พื้นฐาน + น้ำ = อัลคาไล (ปฏิกิริยาของสารประกอบ):

ออกไซด์ของกรดคือออกไซด์ที่สอดคล้องกับกรด สิ่งเหล่านี้เป็นออกไซด์ของโลหะ: N 2 O 5 สอดคล้องกับ HNO 3, SO 3 - H 2 SO 4, CO 2 - H 2 CO 3, P 2 O 5 - H 4 PO 4 เช่นเดียวกับออกไซด์ของโลหะด้วย คุ้มค่ามากสถานะออกซิเดชัน: Cr 2 +6 O 3 สอดคล้องกับ H 2 CrO 4, Mn 2 +7 O 7 - HMnO 4

ปฏิกิริยากรดออกไซด์ทั่วไป

1. กรดออกไซด์ + เบส = เกลือ + น้ำ (ปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยน):

2. กรดออกไซด์ + เกลือออกไซด์พื้นฐาน (ปฏิกิริยาผสม):

3. ออกไซด์ที่เป็นกรด + น้ำ = กรด (ปฏิกิริยาของสารประกอบ):

ปฏิกิริยาดังกล่าวเป็นไปได้ เฉพาะในกรณีที่กรดออกไซด์ละลายในน้ำได้

แอมโฟเทอริกเรียกว่าออกไซด์ซึ่งแสดงคุณสมบัติพื้นฐานหรือเป็นกรดขึ้นอยู่กับสภาวะ เหล่านี้คือ ZnO, อัล 2 O 3, Cr 2 O 3, V 2 O 5

แอมโฟเทอริกออกไซด์ไม่รวมกับน้ำโดยตรง

ปฏิกิริยาทั่วไปของแอมโฟเทอริกออกไซด์

1. แอมโฟเทอริกออกไซด์ + กรด = เกลือ + น้ำ (ปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยน):

2. แอมโฟเทอริกออกไซด์ + เบส = เกลือ + น้ำ หรือสารประกอบเชิงซ้อน:

ออกไซด์พื้นฐาน ถึง หลักรวม ออกไซด์ของโลหะทั่วไปสอดคล้องกับไฮดรอกไซด์ที่มีคุณสมบัติเป็นเบส

การเตรียมออกไซด์พื้นฐาน

ออกซิเดชันของโลหะเมื่อถูกความร้อนในบรรยากาศออกซิเจน

2มก. + O2 = 2MgO

2Cu + O 2 = 2CuO

วิธีการนี้ใช้ไม่ได้กับการผลิตออกไซด์ของโลหะอัลคาไล ในการทำปฏิกิริยากับออกซิเจน โลหะอัลคาไลมักจะผลิตเปอร์ออกไซด์ ดังนั้นออกไซด์ Na 2 O, K 2 O จึงหาได้ยาก

การคั่วซัลไฟด์

2CuS + 3O 2 = 2CuO + 2SO 2

4เฟส 2 + 110 2 = 2เฟ 2 โอ 3 + 8SO 2

วิธีการนี้ใช้ไม่ได้กับซัลไฟด์ โลหะที่ใช้งานอยู่ออกซิไดซ์เป็นซัลเฟต

การสลายตัวของไฮดรอกไซด์

Cu(OH) 2 = CuO + H 2 O

นี้วิธีการนี้ไม่สามารถผลิตออกไซด์ของโลหะอัลคาไลได้

การสลายตัวของเกลือของกรดที่มีออกซิเจน

BaCO 3 = BaO + CO 2

2Pb(หมายเลข 3) 2 = 2PbO + 4N0 2 + O 2

4FeSO 4 = 2Fe 2 O 3 + 4SO 2 + O 2

การสลายตัวทำได้ง่ายสำหรับไนเตรตและคาร์บอเนต รวมถึงเกลือพื้นฐาน

2 CO 3 = 2ZnO + CO 2 + H 2 O

การเตรียมกรดออกไซด์

ออกไซด์ของกรดจะแสดงด้วยออกไซด์ของอโลหะหรือโลหะทรานซิชัน ระดับสูงออกซิเดชัน. สามารถรับได้โดยวิธีการที่คล้ายคลึงกับออกไซด์พื้นฐาน ตัวอย่างเช่น

1. 4P + 5O 2 = 2P 2 O 5
2. 2ZnS + 3O 2 = 2ZnO + 2SO 2
3. K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 = 2CrO 3 ↓ + K 2 SO 4 + H 2 O
4. นา 2 SiO 3 + 2HCl = 2NaCl + SiO 2 ↓ + H 2 O