Химические уравнения соединения неметалла с оксидом неметалла

Химические свойства неметаллов

1. Водород проявляет свойства окислителя и свойства восстановителя. Поэтому водород реагирует с металлами и неметаллами.

1.1. С активными металлами водород реагирует с образованием гидридов:

2Na + H₂ → 2NaH

1.2. В специальных условиях водород реагирует с серой с образованием бинарного соединения сероводорода:

1.3. Водород не реагирует с кремнием.

1.4. С азотом водород реагирует при нагревании под давлением в присутствии катализатора с образованием аммиака:

1.5. В специальных условиях водород реагирует с углеродом.

1.6. Водород горит, взаимодействует с кислородом со взрывом:

2. Водород взаимодействует со сложными веществами:

2.1. Восстанавливает металлы из основных и амфотерных оксидов. Восстановить из оксида водородом можно металлы, расположенные в электрохимическом ряду напряжений после алюминия. При этом образуются металл и вода.

Например, водород взаимодействует с оксидом цинка с образованием цинка и воды:

ZnO + H₂ → Zn + H₂O

Также водород восстанавливает медь из оксида меди:

СuO + H₂ → Cu + H₂O

Водород восстанавливает оксиды некоторых неметаллов.

Например , водород взаимодействует с оксидом кремния:

2.2. С органическими веществами водород вступает в реакции присоединения (реакции гидрирования).

Химические свойства галогенов

Химическая активность галогенов увеличивается снизу вверх – от астата к фтору.

1. Галогены проявляют свойства окислителей . Галогены реагируют с металлами и неметаллами .

1.1. Галогены не горят на воздухе. Фтор окисляет кислород с образованием фторида кислорода:

1.2. При взаимодействии галогенов с серой образуются галогениды серы:

1.3. При взаимодействии фосфора и углерода с галогенами образуются галогениды фосфора и углерода:

1.4. При взаимодействии с металлами галогены проявляют свойства окислителей, образуя галогениды.

Например , железо реагирует с галогенами с образованием галогенидов. При этом фтор, хлор и бром образуются галогениды железа (III), а c йодом — соединение железа (II):

3Cl₂ + 2Fe → 2FeCl₃

Аналогичная ситуация с медью : фтор, хлор и бром окисляют медь до галогенидов меди (II),а йод до йодида меди (I):

I₂ + 2Cu → 2CuI

Активные металлы бурно реагируют с галогенами, особенно с фтором и хлором (горят в атмосфере фтора или хлора).

Еще пример : алюминий взаимодействует с хлором с образованием хлорида алюминия:

3Cl₂ + 2Al → 2AlCl₃

1.5. Водород горит в атмосфере фтора:

С хлором водород реагирует только при нагревании или освещении. При этом реакция протекает со взрывом:

Бром также реагирует с водородом с образованием бромоводорода:

Взаимодействие йода с водородом происходит только при сильном нагревании, реакция протекает обратимо, с поглощением теплоты (эндотермическая):

1.6. Галогены реагируют с галогенами. Более активные галогены окисляют менее активные.

Например , фтор окисляет хлор, бром и йод:

2. Со сложными веществами галогены реагируют, также проявляя преимущественно окислительные свойства. Галогены охотно диспропорционируют при растворении в воде или в щелочах.

2.1. При растворении в воде хлор и бром частично диспропорционируют, повышая и понижая степень окисления. Фтор окисляет воду.

Например , хлор при растворении в холодной воде диспропорционирует до ближайших стабильных степеней окисления (+1 и -1), образует при этом соляную кислоту и хлорноватистую кислоту (хлорная вода):

Cl₂ + H₂O ↔ HCl + HClO

При растворении в горячей воде хлор диспропорционирует до степеней окисления -1 и +5, образуя соляную кислоту и хлорную кислоту:

Фтор реагирует с водой со взрывом:

2.2. При растворении в щелочах хлор, бром и йод диспропорционируют с образованием различных солей. Фтор окисляет щелочи.

Например , хлор реагирует с холодным раствором гидроксидом натрия:

При взаимодействии с горячим раствором гидроксида натрия образуются хлорид и хлорат:

Еще пример : хлор растворяется в холодном растворе гидроксида кальция:

2.3. Более активные галогены вытесняют менее активные галогены из солей и галогеноводородов.

Например , хлор вытесняет йод и бром из раствора йодида калия и бромида калия соответственно:

Cl₂ + 2NaI → 2NaCl + I₂

Cl₂ + 2NaBr → 2NaCl + Br₂

Еще одно свойство: более активные галогены окисляют менее активные.

Например , фтор окисляет хлор с образованием фторида хлора (I):

Cl₂ + F₂ → 2Cl + F –

В свою очередь, хлор окисляет йод. При этом в растворе образуется соляная кислота и йодная кислота:

2.4. Галогены проявляют окислительные свойства, взаимодействуют с восстановителями.

Например , хлор окисляет сероводород:

Cl₂ + H₂S → S + 2HCl

Хлор также окисляет сульфиты:

Также галогены окисляют пероксиды:

Или, при нагревании или на свету, воду:

2Cl₂ + 2H₂O → 4HCl + O₂ (на свету или кип.)

Химические свойства кислорода

ри нормальных условиях чистый кислород — очень активное вещество, сильный окислитель. В составе воздуха окислительные свойства кислорода не столь явно выражены.

1. Кислород проявляет свойства окислителя (с большинством химических элементов) и свойства восстановителя (только с более электроотрицательным фтором). В качестве окислителя кислород реагирует и с металлами , и с неметаллами . Большинство реакций сгорания простых веществ в кислороде протекает очень бурно, иногда со взрывом.

1.1. Кислород реагирует с фтором с образованием фторидов кислорода:

С хлором и бромом кислород практически не реагирует, взаимодействует только в специфических очень жестких условиях.

1.2. Кислород реагирует с серой и кремнием с образованием оксидов:

1.3. Фосфор горит в кислороде с образованием оксидов:

При недостатке кислорода возможно образование оксида фосфора (III):

Но чаще фосфор сгорает до оксида фосфора (V):

1.4. С азотом кислород реагирует при действии электрического разряда, либо при очень высокой температуре (2000 о С), образуя оксид азота (II):

N₂ + O₂→ 2NO

1.5. В реакциях с щелочноземельными металлами, литием и алюминием кислород также проявляет свойства окислителя. При этом образуются оксиды:

2Ca + O₂ → 2CaO

Однако при горении натрия в кислороде преимущественно образуется пероксид натрия:

2Na + O₂→ Na₂O₂

А вот калий, рубидий и цезий при сгорании образуют смесь продуктов, преимущественно надпероксид:

K + O₂→ KO₂

Переходные металлы окисляются кислород обычно до устойчивых степеней окисления.

Цинк окисляется до оксида цинка (II):

2Zn + O₂→ 2ZnO

Железо , в зависимости от количества кислорода, образуется либо оксид железа (II), либо оксид железа (III), либо железную окалину:

2Fe + O₂→ 2FeO

4Fe + 3O₂→ 2Fe₂O₃

3Fe + 2O₂→ Fe₃O₄

1.6. При нагревании с избытком кислорода графит горит , образуя оксид углерода (IV):

при недостатке кислорода образуется угарный газ СО:

2C + O₂ → 2CO

Алмаз горит при высоких температурах:

Горение алмаза в жидком кислороде:

Графит также горит:

Графит также горит, например, в жидком кислороде:

Графитовые стержни под напряжением:

2. Кислород взаимодействует со сложными веществами:

2.1. Кислород окисляет бинарные соединения металлов и неметаллов: сульфиды, фосфиды, карбиды, гидриды . При этом образуются оксиды:

4FeS + 7O₂→ 2Fe₂O₃ + 4SO₂

Ca₃P₂ + 4O₂→ 3CaO + P₂O₅

2.2. Кислород окисляет бинарные соединения неметаллов:

• летучие водородные соединения ( сероводород, аммиак, метан, силан гидриды . При этом также образуются оксиды:

2H₂S + 3O₂→ 2H₂O + 2SO₂

Аммиак горит с образованием простого вещества, азота:

4NH₃ + 3O₂→ 2N₂ + 6H₂O

Аммиак окисляется на катализаторе (например, губчатое железо) до оксида азота (II):

4NH₃ + 5O₂→ 4NO + 6H₂O

• прочие бинарные соединения неметаллов — как правило, соединения серы, углерода, фосфора ( сероуглерод, сульфид фосфора и др.):

CS₂ + 3O₂→ CO₂ + 2SO₂

• некоторые оксиды элементов в промежуточных степенях окисления ( оксид углерода (II), оксид железа (II) и др.):

2CO + O₂→ 2CO₂

2.3. Кислород окисляет гидроксиды и соли металлов в промежуточных степенях окисления в водных растворах.

Например , кислород окисляет гидроксид железа (II):

Кислород окисляет азотистую кислоту :

2.4. Кислород окисляет большинство органических веществ. При этом возможно жесткое окисление (горение) до углекислого газа, угарного газа или углерода:

CH₄ + 2O₂→ CO₂ + 2H₂O

2CH₄ + 3O₂→ 2CO + 4H₂O

CH₄ + O₂→ C + 2H₂O

Также возможно каталитическое окисление многих органических веществ (алкенов, спиртов, альдегидов и др.)

Химические свойства серы

В нормальных условиях химическая активность серы невелика: при нагревании сера активна, и может быть как окислителем, так и восстановителем.

1. Сера проявляет свойства окислителя (при взаимодействии с элементами, которые расположены ниже и левее в Периодической системе) и свойства восстановителя (с элементами, расположенными выше и правее). Поэтому сера реагирует с металлами и неметаллами .

1.1. При горении серы на воздухе образуется оксид серы (IV) :

1.2. При взаимодействии серы с галогенами (со всеми, кроме йода) образуются галогениды серы:

1.3. При взаимодействии фосфора и углерода с серой образуются сульфиды фосфора и сероуглерод:

2S + C → CS₂

1.4. При взаимодействии с металлами сера проявляет свойства окислителя, продукты реакции называют сульфидами. С щелочными металлами сера реагирует без нагревания, а с остальными металлами (кроме золота и платины) – только при нагревании.

Например , железо и ртуть реагируют с серой с образованием сульфидов железа (II) и ртути:

S + Fe → FeS

S + Hg → HgS

Еще пример : алюминий взаимодействует с серой с образованием сульфида алюминия:

1.5. С водородом сера взаимодействует при нагревании с образованием сероводорода:

2. Со сложными веществами сера реагирует, также проявляя окислительные и восстановительные свойства. Сера диспропорционирует при взаимодействии с некоторыми веществами.

2.1. При взаимодействии с окислителями сера окисляется до оксида серы (IV) или до серной кислоты (если реакция протекает в растворе).

Например , азотная кислота окисляет серу до серной кислоты:

Серная кислота также окисляет серу. Но, поскольку S +6 не может окислить серу же до степени окисления +6, образуется оксид серы (IV):

Соединения хлора, например , бертолетова соль , также окисляют серу до +4:

S + 2KClO₃ → 3SO₂ + 2KCl

Взаимодействие серы с сульфитами (при кипячении) приводит к образованию тиосульфатов:

2.2. При растворении в щелочах сера диспропорционирует до сульфита и сульфида.

Например , сера реагирует с гидроксидом натрия:

При взаимодействии с перегретым паром сера диспропорционирует:

Химические свойства азота

При нормальных условиях азот химически малоактивен.

1. Азот проявляет свойства окислителя (с элементами, которые расположены ниже и левее в Периодической системе) и свойства восстановителя (с элементами, расположенными выше и правее). Поэтому азот реагирует с металлами и неметаллами .

1.1. Молекулярный азот при обычных условиях с кислородом не реагирует. Реагирует с кислородом только при высокой температуре (2000 о С), на электрической дуге (в природе – во время грозы) :

Процесс эндотермический, т.е. протекает с поглощением теплоты.

1.2. При сильном нагревании (2000 о С или действие электрического разряда) азот реагирует с серой , фосфором, мышьяком, углеродом с образованием бинарных соединений:

2С + N₂ → N≡C–C≡N

1.3. Азот взаимодействует с водородом при высоком давлении и высокой температуре ,в присутствии катализатора. При этом образуется аммиак:

Этот процесс экзотермический, т.е. протекает с выделением теплоты.

1.4. Азот реагирует с активными металлами: с литием при комнатной температуре, кальцием, натрием и магнием при нагревании. При этом образуются бинарные соединения-нитриды.

Например , литий реагирует с азотом с образованием нитрида лития:

2. Со сложными веществами азот практически не реагирует из-за крайне низкой реакционной способности.

Взаимодействие возможно только в жестких условиях с активными веществами, например, сильными восстановителями.

Например , азот окисляет гидрид лития:

Химические свойства фосфора

При нормальных условиях фосфор довольно химически активен.

1. Фосфор проявляет свойства окислителя (с элементами, которые расположены ниже и левее в Периодической системе) и свойства восстановителя (с элементами, расположенными выше и правее). Поэтому фосфор реагирует с металлами и неметаллами .

1.1. При взаимодействии с кислородом воздуха образу

ются оксиды – ангидриды соответствующих кислот :

Горение белого фосфора:

Горение красного фосфора:

1.2. При взаимодействии фосфора с галогенами образуются галогениды с общей формулой PHal₃ и PHal₅:

Фосфор реагирует с бромом:

1.3. При взаимодействии фосфора с серой образуются сульфиды:

1.4. При взаимодействии с металлами фосфор проявляет свойства окислителя, продукты реакции называют фосфидами.

Например , кальций и магний реагируют с фосфором с образованием фосфидов кальция и магния:

Еще пример : натрий взаимодействует с фосфором с образованием фосфида натрия:

P + 3Na → Na₃P

1.5. С водородом фосфор непосредственно не взаимодействует.

2. Со сложными веществами фосфор реагирует, проявляя окислительные и восстановительные свойства. Фосфор диспропорционирует при взаимодействии с некоторыми веществами.

2.1. При взаимодействии с окислителями фосфор окисляется до оксида фосфора (V) или до фосфорной кислоты.

Например , азотная кислота окисляет фосфор до фосфорной кислоты:

Серная кислота также окисляет фосфор:

Соединения хлора, например , бертолетова соль , также окисляют фосфор:

Реакция красного фосфора с бертолетовой солью. Этот процесс заложен в принципе возгорания спички при трении её о шершавую поверхность коробка.

Некоторые металлы-сильные окислители также окисляют фосфор. Например , оксид серебра (I) :

2.2. При растворении в щелочах фосфор диспропорционирует до гипофосфита и фосфина.

Например , фосфор реагирует с гидроксидом калия:

Или с гидроксидом кальция:

Химические свойства углерода

При нормальных условиях углерод существует, как правило, в виде атомных кристаллов (алмаз, графит), поэтому химическая активность углерода — невысокая.

1. Углерод проявляет свойства окислителя (с элементами, которые расположены ниже и левее в Периодической системе) и свойства восстановителя (с элементами, расположенными выше и правее). Поэтому углерод реагирует и с металлами , и с неметаллами .

1.1. Из галогенов углерод при комнатной температуре реагирует с фтором с образованием фторида углерода:

1.2. При сильном нагревании углерод реагирует с серой и кремнием с образованием бинарного соединения сероуглерода и карбида кремния соответственно:

C + 2S → CS₂

C + Si → SiC

1.3. Углерод не взаимодействует с фосфором .

При взаимодействии углерода с водородом образуется метан. Реакция идет в присутствии катализатора (никель) и при нагревании:

1.4. С азотом углерод реагирует при действии электрического разряда, образуя дициан:

2С + N₂ → N≡C–C≡N

1.5. В реакциях с активными металлами углерод проявляет свойства окислителя. При этом образуются карбиды:

2C + Ca → CaC₂

1.6. При нагревании с избытком воздуха графит горит , образуя оксид углерода (IV):

при недостатке кислорода образуется угарный газ СО:

2C + O₂ → 2CO

Алмаз горит при высоких температурах:

Горение алмаза в жидком кислороде:

Графит также горит:

Графит также горит, например, в жидком кислороде:

Графитовые стержни под напряжением:

2. Углерод взаимодействует со сложными веществами:

2.1. Раскаленный уголь взаимодействует с водяным паром с образованием угарного газа и водорода:

C 0 + H₂ + O → C +2 O + H₂ 0

2.2. Углерод восстанавливает многие металлы из основных и амфотерных оксидов . При этом образуются металл и угарный газ. Получение металлов из оксидов с помощью углерода и его соединений называют пирометаллургией.

Например , углерод взаимодействует с оксидом цинка с образованием металлического цинка и угарного газа:

ZnO + C → Zn + CO

Также углерод восстанавливает железо из железной окалины:

4С + Fe₃O₄ → 3Fe + 4CO

При взаимодействии с оксидами активных металлов углерод образует карбиды.

Например , углерод взаимодействует с оксидом кальция с образованием карбида кальция и угарного газа. Таким образом, углерод диспропорционирует в данной реакции:

3С + СаО → СаС₂ + СО

2.3. Концентрированная серная кислота окисляет углерод при нагревании. При этом образуются оксид серы (IV), оксид углерода (IV) и вода:

2.4. Концентрированная азотная кислотой окисляет углерод также при нагревании. При этом образуются оксид азота (IV), оксид углерода (IV) и вода:

2.5. Углерод проявляет свойства восстановителя и при сплавлении с некоторыми солями , в которых содержатся неметаллы с высокой степенью окисления.

Например , углерод восстанавливает сульфат натрия до сульфида натрия:

Химические свойства кремния

При нормальных условиях кремний существует в виде атомного кристалла, поэтому химическая активность кремния крайне невысокая.

1. Кремний проявляет свойства окислителя (при взаимодействии с элементами, которые расположены ниже и левее в Периодической системе) и свойства восстановителя (при взаимодействии с элементами, расположенными выше и правее). Поэтому кремний реагирует и с металлами , и с неметаллами .

1.1. При обычных условиях кремний реагирует с фтором с образованием фторида кремния (IV):

При нагревании кремний реагирует с хлором, бромом, йодом :

1.2. При сильном нагревании (около 2000 о С) кремний реагирует с углеродом с образованием бинарного соединения карбида кремния (карборунда):

C + Si → SiC

При температуре выше 600°С взаимодействует с серой:

Si + 2S → SiS₂

1.3. Кремний не взаимодействует с водородом .

1.4. С азотом кремний реагирует в очень жестких условиях:

1.5. В реакциях с активными металлами кремний проявляет свойства окислителя. При этом образуются силициды:

2Ca + Si → Ca₂Si

Si + 2Mg → Mg₂Si

1.6. При нагревании выше 400°С кремний взаимодействует с кислородом :

2. Кремний взаимодействует со сложными веществами:

2.1. В водных растворах щелочей кремний растворяется с образованием солей кремниевой кислоты. При этом щелочь окисляет кремний.

2.2. Кремний не взаимодействует с водными растворами кислот, но аморфный кремний растворяется в плавиковой кислоте с образованием гексафторкремниевой кислоты:

При обработке кремния безводным фтороводородом комплекс не образуется:

С хлороводородом кремний реагирует при 300 °С, с бромоводородом – при 500 °С.

2.3. Кремний растворяется в смеси концентрированных азотной и плавиковой кислот :

3Si + 4HNO₃ + 12HF → 3SiF₄ + 4NO + 8H₂O

Степень окисления в неорганической химии

Главная > Документ

2. Неметалл + неметалл = бинарное соединение.

Чаще всего неметаллы реагируют с другими неметаллами при нагревании, образуя бинарные соединения (неметалл с более низкой электроотрицательностью выступает как восстановитель, с более высокой – как окислитель). Исключение составляют реакции между галогенами (кроме F 2 ) и кислородом, поэтому оксиды галогенов получают косвенными способами. F 2 , как самый активный неметалл, при обычных условиях реагирует со всеми неметаллами (с Н 2 со взрывом).

F 2 + H 2 = 2HF (так же с Н 2 реагируют Cl 2 , Br 2 и I 2 ), F 2 + O 2 = O 2 F 2 ,

2H 2 + O 2 = 2H 2 O, H 2 + S = H 2 S,

2S + C = CS 2 , S + O 2 = SO 2 ,

2C + O 2 (недост.) = 2CO, C + O 2 (изб.) = CO 2 ,

2P + 3Cl 2 (недост.) = 2PCl 3, 2P + 5Cl 2 (изб.) = 2PCl 5 ,

4P + 3O 2 (недост.) = 2P 2 O 3 , 4P+ 5O 2 (изб.) = 2P 2 O 5 ,

3. Металл (в ряду напряжений до Al) + H 2 O = гидроксид + H 2 .

Металл (в ряду напряжений от Мn до H 2 ) + H 2 O оксид + H 2 .

Металл (в ряду напряжений после H 2 ) + H 2 O (нет реакции).

Металлы, стоящие в ряду напряжений по Al включительно, взаимодействуют с водой при обычных условиях, образуя гидроксид металла и водород (Mg реагирует при нагревании, Al – при снятии плотной пленки оксида Al 2 O 3 , Be с водой не взаимодействует). Например:

2K + 2H 2 O = 2KOH + H 2 .

Металлы, стоящие в ряду напряжений от Al до Н 2 , взаимодействуют с перегретым паром, образуя водород и оксид металла:

3Fe + 4H 2 O = Fe 3 O 4 + 4H 2 , 2Cr + 3H 2 O = Cr 2 O 3 + 3H 2 .

Металлы, стоящие в ряду напряжений после Н 2 , с водой не взаимодействуют:

Cu + H 2 O (нет реакции).

4. Неметалл + вода.

При обычных условиях с водой взаимодействует только F 2 . При этом образуется cложная смесь веществ, т.к. выделяющийся атомарный кислород обладает высокой химической активностью:

F 2 + H 2 O = 2HF + O (H 2 O + O = H 2 O 2 , O + O 2 = O 3 , O + F 2 = OF 2 ).

Частично с водой взаимодействуют Cl 2 и Br 2 , однако равновесие этих реакций сильно смещено влево:

Cl 2 + H 2 O HCl + HСlO, Br 2 + H 2 O HBr + HBrO.

Иногда этими реакциями пренебрегают, считая, что имеют дело с растворами Cl 2 и Br 2 в воде – хлорной и бромной водой.

При высокой температуре некоторые неметаллы реагируют с водяным паром:

С + H 2 O = CO + H 2 , Si + 2H 2 O = SiO 2 + 2H 2 .

Взаимодействие металлов и неметаллов с другими соединениями будет изучено позже.

П р о в е р ь с е б я

Упражнение 1. Стрелками отметь результаты взаимодействия воды с металлами.

Упражнение 2. Закончи уравнения реакций:

Упражнение 3. Определи, о каких элементах идет речь:

а) элемент А – жидкий при н.у. металл . ;

б) неметалл Б при взаимодействии с водяным паром образует песок . ;

в) элемент В образует два газообразных простых вещества . ;

г) элемент Г образует самое легкое газообразное при н. у. простое вещество . ;

д) оксид элемента Д – самый распространенный на Земле . .

Упражнение 4. Составь уравнения реакций согласно схемам (в отдельной тетради):

а) С H 2 NaH H 2 H 2 O KOH;

б) Cl 2 HCl H 2 H 2 O HCl;

в) N 2 Ca 3 N 2 NH 3 .

Упражнение 5. По схемам реакций определи вещества A, В и С (А и В – простые, т.е. состоят из атомов одного элемента):

A + B H 2 O, B + Cl 2 C. . .

7.1. Kлассификация оксидов

Оксиды – соединения атомов двух элементов, один из которых кислород в степени окисления –2.

В оксидах атомы кислорода связаны только с атомами другого элемента и не связаны друг с другом. Соединения, содержащие в своем составе непосредственно связанные друг с другом атомы кислорода (–О–О–), называют пероксидами .

Не образуют оксидов только Hе, Ne, Аr и F. Различают высшие оксиды , в которых атом элемента проявляет высшую степень окисления (обычно равна номеру группы, в которой находится элемент), и низшие оксиды – те, в которых атом элемента проявляет низшую степень окисления. Оксиды, содержащие атомы элемента в разных степенях окисления, называют двойными, например:

Fe 3 O 4 FeO•Fe 2 O 3 , Mn 3 O 4 MnO•Mn 2 O 3 , Pb 2 O 3 PbO•PbO 2 .

По химическим свойствам оксиды делятся на солеобразующие (образуют соли при взаимодействии с кислотами и/или щелочами) и несолеобразующие (не образуют солей, безразличны к кислотам и щелочам; к ним относятся СO, NO, N 2 O, SiO, S 2 O).

Многие солеобразующие оксиды присоединяют воду. Этот процесс называется гидратацией, а его продукты – гидратами оксидов, или гидроксидами (содержат одну или несколько гидроксигрупп –ОН).

Некоторые оксиды с водой не взаимодействуют, их гидроксиды можно получить косвенным путем.

Оксид и гидроксид соответствуют друг другу, если содержат один и тот же элемент с одной и той же степенью окисления атома.

Солеобразующие оксиды разделяют на осн о вные, кислотные и амфотерные в зависимости от типа соответствующего гидроксида. Kислотно-осн о вные свойства родственных оксидов и гидроксидов (Na 2 O и NaOH, SO 3 и H 2 SO 4 ) cовпадают.

Основными называют оксиды, которым соответствуют гидроксиды – основания.

Kислотными называют оксиды, которым соответствуют гидроксиды – кислоты.

Амфотерными называют оксиды, которым соответствуют амфотерные гидроксиды.

Неметаллы образуют только кислотные и несолеобразующие оксиды; металлы образуют все осн о вные, все амфотерные и некоторые кислотные оксиды. Многие металлы побочных подгрупп, имеющие в соединениях переменную с.о. атомов, могут образовывать несколько оксидов и гидроксидов, характер которых зависит от с.о. атома элемента. С ростом степени окисления атома элемента его электроотрицательность растет. Соответственно растут неметаллические свойства элемента, а также кислотные свойства его оксида и гидроксида.

Оксиды металлов в с.о. атомов +1 (Na 2 O, K 2 O и др.), а также большинство оксидов металлов в с.о. атомов +2 (FeO, MgO и др.) являются осн о вными. Исключения: BeO, ZnO, PbO, SnO – амфотерные. Большинство оксидов металлов в с.о. атомов +3 и +4 – амфотерные (Al 2 O 3 , Cr 2 O 3 , Fe 2 O 3 , SnO 2 , PbO 2 и др.). Оксиды металлов в с.о. атомов +5, +6, +7, +8 – кислотные (Mn 2 O 7 , CrO 3 , Sb 2 O 5 и др.) (схема 1).

П р о в е р ь с е б я

Упражнение 1. Выбери из списка формулы оксидов, назови их и составь их графические формулы (в оксидах число связей Э–О равно с.о. атома элемента, связей О–О нет):

H 2 O, CO 2 , As 2 O 3 , P 2 O 5 , SO 2 , OF 2 , H 2 O 2 , I 2 O 7 ,

HClO, SO 3 , Na 2 O 2 , KO 2 , KO 3 , P 4 O 6 , P 4 O 10 , СO.

Упражнение 2. Составь графические формулы веществ:

углекислый газ, угарный газ, веселящий газ, негашеная известь, глинозем, жженая магнезия, кремнезем, сернистый газ.

Упражнение 3. Не обращаясь к периодической системе (ПС), определи, в какой группе находятся химические элементы, образующие высшие оксиды:

PbO 2 – ………. , Sb 2 O 5 – ………. , TeO 3 – ………. ,

Mn 2 O 7 – ………. , OsO 4 – ………. , Sc 2 O 3 – ………. .

Упражнение 4. Составь формулы высших оксидов элементов с порядковыми номерами 14, 34, 41, 75, 33, 50, 40, назови их и определи их характер (основный, кислотный, амфотерный, несолеобразующий).

Упражнение 5. Изобрази графические формулы и укажи характер оксидов:

а) азота со степенями окисления атома +1, +2, +3, +5;

б) хлора со степенями окисления атома +1, +3, +5, +7;

в) марганца со степенями окисления атома +2, +3, +4, +7.

Упражнение 6. Составь формулы и укажи характер высших оксидов всех элементов: а) VIа группы ПС; б) 3-го периода ПС. Kакая существует закономерность в изменении свойств высших оксидов элементов одного периода?

Упражнение 7. Определи элементы по следующим данным:

а) элемент 3-го периода, высший оксид – Э 2 О 5 , ……………………. ;

б) элемент 2-го периода, высший оксид – ЭО 2 , …………………….. ;

в) элемент V группы ПС, образует высший оксид, в котором суммарное число протонов в молекуле меньше 80, а суммарное число электронов больше 55, …………………. ;

г) элемент Х образует два бинарных соединения с кислородом, ни одно из которых оксидом не является, …………………. ;

д) элемент Y образует два газообразных оксида (с.о. равны +2 и +4), один из них – несолеобразующий …………………….. ;

е) элемент Z в виде простого вещества входит в состав земной атмосферы, образует два несолеобразующих оксида и несколько солеобразующих …………………………. .

Упражнение 8. Используя литературные источники, определи агрегатное состояние, цвет и летучесть следующих оксидов:

SO 2 , SO 3 , NO 2 , N 2 O 3 , N 2 O 5 , Cl 2 O, Cl 2 O 7 , HgO, WO 3 , Mn 2 O 7 , MnO 2 ,

Fe 2 O 3 , FeO, Cr 2 O 3 , CrO 3 , ZnO, CuO, Cu 2 O, SnO 2 , P 2 O 3 , P 2 O 5 .

7.2. Оксиды и соответствующие им гидроксиды

Программа деятельности № 4
«Составление формулы оксида, соответствующего гидроксиду»

1) Определи степень окисления атома элемента в гидроксиде

2) Составь формулу оксида элемента с найденной степенью окисления атома (с.о. атома кислорода в оксиде равна –2)

Программа деятельности № 5
«Составление формулы гидроксида, соответствующего оксиду»

Программа деятельности № 6
«Составление графической формулы гидроксида»*

* Для гидроксидов, в составе которых один атом «гидроксидобразующего» элемента.

7.3. Несолеобразующие оксиды

Несолеобразующие оксиды (СO, NO, N 2 O, SiO, S 2 O) в химические реакции вступают редко, они безразличны к кислотам и щелочам и не имеют соответствующих гидроксидов. Наибольший интерес представляет СО, который при высокой температуре восстанавливает многие металлы и неметаллы из их оксидов.

CO + CuO = Cu + CO 2 , 4CO + Fe 3 O 4 = 3Fe + 4CO 2 ,

CO + H 2 O H 2 + CO 2 , 5CO + P 2 O 5 = 2P + 5CO 2 .

П р о в е р ь с е б я

Упражнение 1. Составь графические формулы оксидов, соответствующих гидроксиду:

а) HNO 3 ; б) H 4 P 2 O 7 ; в) Cr(OH) 3 ; г) H 2 Cr 2 O 7 ; д) HNO 2 ; е) H 2 SO 3 .

Упражнение 2. Составь графические формулы гидроксидов, соответствующих оксиду:

а) N 2 O 3 ; б) P 2 O 5 ; в) NO 2 ; г) BeO; д) CrO 3 ; е) CO; ж) СO 2 ; з) Co 2 O 3 ; и) Cl 2 O 7 .

Упражнение 3. Заполни таблицу, составь формулы оксидов, гидроксидов и солей, соответствующих друг другу (кислота и соответствующая ей соль имеют одинаковый кислотный остаток; основание и соответствующая ему соль имеют одинаковый катион).

Химические свойства неметаллов

Атомы неметаллов, а также простые вещества, образованные неметаллами, могут проявлять, как окислительные, так и восстановительные свойства — всё зависит от того, с какими веществами неметаллы вступают в реакцию.

Окислительные свойства неметаллов проявляются при их взаимодействии:

• с металлами:
  • Подгруппа углерода (IV):
    • Общая схема реакций:
      Me+C → карбиды;
      Me+Si → силициды
    • Примеры:
      4Al 0 +3C 0 =Al₄ +3 C₃ -4
  • Подгруппа азота (V):
    • Общая схема реакций:
      Me+N → нитриды;
      Me+P → фосфиды
    • Примеры:
      2Al 0 +N₂ 0 =2Al +3 N -3
  • Халькогены(VI):
    • Общая схема реакций:
      Me+O₂ → оксиды;
      Me+S → сульфиды
      Me+Se → селениды;
      Me+Te → теллуриды
    • Примеры:
      4Al 0 +3O₂ 0 =2Al₂ +3 O₃ -2
  • Галогены (VII):
    • Общая схема реакций:
      Me+F₂ → фториды;
      Me+Cl₂ → хлориды
      Me+Br₂ → бромиды;
      Me+I₂ → йодиды
    • Примеры:
      2Al 0 +3F₂ 0 =2Al +3 F₃ -1
• с водородом с образованием летучих водородных соединений:
  H₂ 0 +S 0 ↔ H₂ +1 S -2 — сероводород
  H₂ 0 +Cl₂ 0 ↔ 2H +1 Cl -1 — хлороводород
  3H₂ 0 +N₂ 0 ↔ 2N -3 H₃ +1 — аммиак
• с другими неметаллами, у которых более низкая электроотрицательность (см. таблицу электроотрицательности) — фтор самый сильный окислитель из всех неметаллов, т.к. имеет самую высокую электроотрицательность:
  2P 0 +5S 0 =P₂ +5 S₅ -2
  H₂ 0 +F₂ 0 =2H +1 F -1
• с некоторыми сложными веществами:
  • кислород при взаимодействии со сложными веществами выступает в роли окислителя:
    C -4 H₄+2O₂ 0 → C +4 O₂ -2 +2H₂O -2 ;
    2S +4 O₂+O₂ 0 → 2S +6 O₃ -2
  • хлор окисляет хлорид железа (II в III):
    2Fe +2 Cl₂ -1 +Cl₂ 0 = 2Fe +3 Cl₃ -1
  • хлор вытесняет йод в свободном виде из раствора йодида калия:
    2K +1 I -1 +Cl₂ 0 = K +1 Cl -1 +I₂ 0
  • реакция галогенирования метана:
    C -4 H₄+Cl₂ 0 → C -2 H₃Cl -1 +HCl -1

Восстановительные свойства неметаллов проявляются при их взаимодействии:

• по отношению к фтору все неметаллы проявляют восстановительные свойства;
• все неметаллы, кроме фтора, являются восстановителями при реакции с кислородом, образуя оксиды неметаллов:
  S 0 +O₂ 0 → S +4 O₂ -2
  N₂ 0 +O₂ 0 → 2N +2 O -2
  C 0 +O₂ 0 → C +4 O₂ -2
• многие неметаллы выступают в роли восстановителя в реакциях со сложными веществами-окислителями:
  H₂ 0 +Cu +2 O → Cu 0 +H₂ +1 O
  6P 0 +5KCl +5 O₃ → 5KCl -1 +3P₂ +5 O₅
  C 0 +4HN +5 O₃ → C +4 O₂↑+4N +4 O₂+2H₂O

В некоторых реакциях один и тот же неметалл выступает и в роли окислителя, и в роли восстановителя — такие реакции носят название диспропорционирования:

Оксиды неметаллов

• несолеобразующие оксиды: SiO, N₂O, NO, CO;
• солеобразующие оксиды (кислотные оксиды) — все остальные оксиды неметаллов:
  • газы: SO₂, CO₂, NO₂ и др.;
  • жидкости: SO₃, N₂O₃ и др.;
  • твердые в-ва: P₂O₅, SiO₂ (единственный расвторимый в воде кислотный оксид).

Кислотные оксиды являются ангидридами кислот, например, P₂O₅ является ангидридом кислоты H₃PO₄.

При растворении в воде кислотных оксидов образуются гидроксиды, являющиеся кислотами:

В случае, если неметалл образует несколько кислородсодержащих кислот, то с увеличением степени окисления неметалла увеличивается и сила кислоты:

Водородные соединения неметаллов

Все водородные соединения неметаллов образованы ковалентными связями, имеют молекулярное строение и являются газами при н.у. (за исключением воды).

Кислотные свойства водородных соединений, образованных неметаллами, в одном периоде увеличиваются с возрастанием группы неметалла (HCl более сильная кислота, чем PH₃). Это обстоятельство объясняется увеличением полярности связи неметалл-водород.

Если брать кислотно-основные свойства в группах, то, кислотные свойства будут увеличиваться с увеличением периода — HF является самой слабой кислотой в VII группе, а HI — самой сильной. Это обстоятельство объясняется снижением прочности связи неметалл-водород по причине ее удлинения.

В заключение осталось сказать как ведут себя водородные соединения неметаллов в реакциях с водой:

• Метан и силан плохо растворяются в воде;
• Аммиак и фосфин, взаимодействуя с водой, образуют гидроксид аммония и гидроксид фосфония, являющиеся слабыми основаниями;
• Сероводород, селеноводород, теллуроводород и все галогеноводороды (от фтороводорода до йодоводорода) — образуют кислоты той же формулы, что и сами водородные соединения.

И последнее — водородные соединения неметаллов в окислительно-восстановительных реакциях всегда являются восстановителями, поскольку здесь неметаллы имеют низшую степень окисления.

Если вам понравился сайт, будем благодарны за его популяризацию 🙂 Расскажите о нас друзьям на форуме, в блоге, сообществе. Это наша кнопочка:

Код кнопки:
Политика конфиденциальности Об авторе