Оксиды

Оксид меди

Красный свинец , оксид свинца (II, IV)

Кристалл кварца - химически чистый диоксид кремния

Кристаллы корунда представляют собой природную бесцветную модификацию оксида алюминия . Хорошо известными разновидностями цвета являются синий сапфир (окрашенный Fe / Ti) и красный рубин (окрашенный Cr).

Двуокись азота - это ядовитый газ коричневого цвета.

Оксиды (также в общем оксиды ; от греч. Ὀξύς, oxýs, острый, заостренный, кислый) представляют собой кислородные соединения элемента, в котором элемент имеет степень окисления −II. Большинство оксидов образуются, когда горючие вещества реагируют с кислородом (происхождение слова « окисление» ): когда они окисляются, они выделяют электроны к кислороду окислителя, так что образуются оксиды.

По сути, каждое соединение элемента с кислородом называется оксидом. Исключение составляют кислородно- фтористые соединения. Поскольку кислород в них имеет положительную степень окисления, а фтор имеет отрицательную степень окисления, эти соединения называют не оксидами фтора , а фторидами кислорода .

В зависимости от партнера по связыванию в химии выделяют две группы оксидов:

• Оксиды металлов (это ионные ( солеподобные ) или ковалентно связанные оксиды; оксиды неблагородных металлов реагируют с водой с образованием оснований и щелочей ),
• Оксиды неметаллов (они молекулярные, в основном летучие и реагируют с водой с образованием кислот )

По стехиометрическому составу различают монооксиды, диоксиды, триоксиды, тетроксиды, пентоксиды, такие как монооксид углерода, диоксид хлора и триоксид серы. Преобладающая часть земной коры и мантии Земли состоит из оксидов (в основном диоксида кремния ( кварца ) и производных от него солей, силикатов и оксида алюминия). Также вода относится к группе оксидов. Оксид этилена является примером органического оксида.

Производство

Оксиды производятся :

• Нагрев гидроксидов и оксидных гидратов (пример: гидроксид меди (II) превращается в оксид меди (II) и водяной пар, ржавчина превращается в оксиды железа и водяной пар),
• Нагревание солей с летучими ангидридами (пример: обжиг извести / карбоната кальция до оксида кальция, нагрев нитрата меди (II) до оксида меди (II) и азотистых газов)
• Реакция элементов с кислородом (окисление в более узком смысле, ранее также известное как оксигенация).

Таким образом, изображенный выше черный оксид меди (II) может быть использован для. Б. синтезироваться по следующим реакциям :

${\ Displaystyle {\ ce {2 Cu (NO3) 2 -> 2 CuO + 4 NO2 + O2}}}$

${\ displaystyle {\ ce {CuCO3 -> CuO + CO2}}}$

${\ Displaystyle {\ ce {Cu (OH) 2 -> CuO + H2O}}}$

Кроме того, красный оксид меди (I) может быть преобразован в черный оксид меди (II) с помощью кислорода. Оксид меди (II) также образуется при обжиге сульфидных медных руд путем отжига сульфида меди (II) на воздухе или в потоке кислорода (побочный диоксид серы).

Насколько легко металл образует оксид, зависит от электроотрицательности и сродства элемента к кислороду. Как правило, чем менее благороден металл, тем интенсивнее он может реагировать с кислородом и образовывать оксиды. Кроме того, реакционная способность также зависит от пассивации элемента, поскольку у многих элементов плотно прилегающий оксидный слой предотвращает дальнейшую реакцию. Металл может реагировать дальше, только если он проницаем для кислорода или был удален.

Свойства оксидов

Различают - по реакции с водой - кислые, основные, амфотерные и индифферентные оксиды.

• Амфотерные оксиды и гидроксиды обладают способностью вступать в кислотную и щелочную реакцию в зависимости от реагента (см. Раздел « Кислотно-основная реакция» ). Они реагируют с кислотами и основаниями с образованием солей.
• Оксиды металлов являются солями типа (ионным), оксиды цветных металлов реагируют с водой с образованием оснований и щелочами .
• Оксиды неметаллов являются молекулярными и реагируют с водой с образованием кислот ,
• Индифферентные оксиды не реагируют с водой; это, например, окись углерода (СО), закись азота N ₂ O и окись азота NO.

Поэтому оксиды благородных металлов часто превращаются в гидроксиды в виде солей с целью взаимодействия с водой : оксид меди (II) может, например, Б. в конц. Соляная кислота может растворяться с образованием хлорида меди (II) . При этом образуется гидроксид меди (II) с раствором гидроксида натрия, который, как указано выше, может быть преобразован в оксид меди (II) путем нагревания.

Гидроксиды представляют собой хлопьевидные осадки, которые часто имеют характерный цвет (гидроксид меди (II) светло-голубой, гидроксид никеля (II) яблочно-зеленый, гидроксид хрома (III) серо-зеленый, гидроксид марганца (II) розовый и становится коричневым на воздухе в результате окисление, гидроксид кобальта (II) синий или розовый, гидроксид железа (III) ржаво-коричневый, гидроксид железа (II) серо-зеленый).

Оксид-ион и гидроксид-ион

Отложения гидроксидов металлов: гидроксид железа (III), меди (II), кобальта (II) и олова (II)

О ^2- ионов , на которых основаны эти оксиды металлов образуется в процессе окислительно - восстановительной реакции в окислителя кислорода с металлом . Он существует только в расплавах и в сочетании с катионами (в форме солей ), но не в виде свободного иона , потому что это чрезвычайно сильное основание и, таким образом, количественно протонируется до гидроксид- иона в водном растворе ( кислотно-основная реакция ). . Гидроксиды металлов содержат ион ОН ^- и чаще всего получают из солевых растворов и щелочей.

В оксидах неметаллов обычно нет оксидного аниона, поскольку неметаллы образуют ковалентную связь друг с другом. Ион пероксида, который похож на ион оксида, имеет степень окисления -I вместо -II, поскольку здесь два атома кислорода связаны друг с другом. Оксиды неметаллов реагируют с водой с образованием кислот (с оксоанионами, такими как сульфат, карбонат и т. Д.). Поэтому их следует рассматривать как гидроксиды кислотного характера.

Связывающая способность кислорода

Кислород является сильным окислителем и образует изолируемые оксиды почти со всеми элементами , за исключением благородных газов гелия , неона , аргона , криптона и галогена фтора (фтор занимает особое положение, поскольку кислородные соединения OF ₂ , O ₂ F ₂ и O ₄ F ₂ могут быть представлены, но из-за более высокой электроотрицательности фтора эти вещества называют не фтороксидами, а фторидами кислорода ).

Помимо оксидов, кислород также образует оксоанионы : здесь несколько атомов кислорода связаны с одним атомом, который обычно имеет максимально возможную степень окисления (примеры: фосфат, сульфат, хромат, перманганат, нитрат, карбонат). Обычно они возникают, когда оксиды неметаллов и оксидов металлов подгруппы с очень высокой степенью окисления вступают в реакцию с водой с образованием кислот.

Кроме того, есть кислородно-кислородные соединения такие. Б. в отбеливателе перекисью водорода (см. Выше). Неорганические пероксиды обладают высокой коррозионной активностью и окислением, а органические пероксиды обычно взрывоопасны.

использовать

Природные оксиды металлов служат рудами для добычи металлов. Кислород удаляется из них плавкой - например, с помощью углерода ( доменный процесс ) - и таким образом получается чистый металл.

Оксиды металлов использовались в качестве пигментов еще в каменном веке, их также называли земными пигментами.

Другое применение в последнее время - его использование в качестве изолятора в информационных технологиях .

Индивидуальные оксиды и другие кислородные соединения

Ржавый замок на контейнере: железо медленно окисляется до ржавчины в присутствии воды и воздуха.

Известные оксиды

• Оксид алюминия (белое, слегка щелочное твердое вещество)
• Оксид свинца (есть желтый и черно-коричневый оксид, а также смешанный оксид, называемый красным свинцом )
• Оксид кальция ( негашеная известь , коррозионно-активный, сильноосновной)
• Оксид дигидрогена (моно), монооксид дигидрогена ( вода )
• Оксиды железа, такие как оксид железа (III) или ржавчина
• Двуокись углерода (образует углекислоту с водой )
• Окись углерода (токсичный, бесцветный, без запаха, легковоспламеняющийся)
• Оксид меди (есть красный оксид меди (I) и черный оксид меди (II) )
• Оксид магния (магнезия, белый основной порошок)
• Пятиокись фосфора (образует фосфорную кислоту с водой )
• Диоксид серы (кислый запах, растворяется в воде с кислой реакцией)
• Триоксид серы (образует серную кислоту с водой )
• Диоксид кремния (кварц, может соединяться с водой с образованием кремнезема)
• Оксиды азота (в основном окрашенные в коричневый цвет из-за диоксида азота, при определенных обстоятельствах могут вступать в реакцию с образованием азотной кислоты)
• Оксид цинка (землисто-белый порошок, который при нагревании становится бледно-желтым)

Кислородные соединения с кислородом в других степенях окисления :

• Гипероксиды (−½),
• Озониды (- ¹ / ₃ )
• Пероксиды (-1) и
• Соли с диоксигенильным катионом O ₂ ⁺ (+ ½).

Смотри тоже

• гидроксид
• Оксидул
• горение

Индивидуальные доказательства

1. ↑ ^{a b c} Запись по оксидам. В: Römpp Online . Георг Тиме Верлаг, по состоянию на 24 июня 2017 г.
2. ↑ ^{а б} Брокгауза Азбука химии . ВЭБ Ф.А. Brockhaus Verlag, Лейпциг, 1965, с. 1004.
3. ^ Теодор Л. Браун, Х. Юджин LeMay, Брюс Э. Бурстен: Химия: Изучение компактности . Pearson Studium, 2011, 10-е издание, ISBN 3868941223 , стр. 273.
4. ^ Gerhard Jokisch, Бруно Schütze, Вернер Städtler в: Автор коллектива: Das Grundwissen де INGENIEURS , VEB Fachbuchverlag, Лейпциг 1968, стр 991-1163, стр 1002...
5. ^ Химия Брокгауза ABC . ВЭБ Ф.А. Brockhaus Verlag, Лейпциг, 1965, с. 1078.

веб ссылки

Викисловарь: Оксид  - объяснение значений, происхождение слов, синонимы, переводы