Оксиды

Сложных неорганических веществ известны сотни тысяч, и запомнить свойства каждого невозможно. Но их можно разделить на небольшое число классов, внутри которых вещества ведут себя похоже. Главных классов четыре: оксиды, основания, кислоты и соли. Если вы знаете, к какому классу относится вещество, вы уже многое знаете о его свойствах. На классификации построено задание 7 ОГЭ, а на свойствах классов — задания 8–10, 14 и 21.

Что такое оксиды

Оксиды — это сложные вещества, состоящие из двух элементов, один из которых кислород в степени окисления −2. Оксиды образуются при горении простых и многих сложных веществ: сгорает углерод — получается углекислый газ \(\ce{CO2}\), сгорает магний — оксид магния \(\ce{MgO}\). Оксиды очень распространены в природе: вода \(\ce{H2O}\), песок и кварц \(\ce{SiO2}\), красный железняк \(\ce{Fe2O3}\), глинозём \(\ce{Al2O3}\) в составе глины.

Не всякое соединение с кислородом — оксид. В пероксиде водорода \(\ce{H2O2}\) степень окисления кислорода −1, поэтому это пероксид, а не оксид. В соединении \(\ce{OF2}\) кислород имеет степень окисления +2, и его называют фторидом кислорода.

Номенклатура оксидов

По правилам номенклатуры оксидов название строят из слова «оксид» и названия элемента в родительном падеже: \(\ce{Na2O}\) — оксид натрия, \(\ce{CaO}\) — оксид кальция. Если элемент имеет переменную валентность, после названия в скобках указывают его степень окисления римской цифрой: \(\ce{FeO}\) — оксид железа(II), \(\ce{Fe2O3}\) — оксид железа(III), \(\ce{SO2}\) — оксид серы(IV), \(\ce{SO3}\) — оксид серы(VI), \(\ce{CO}\) — оксид углерода(II), \(\ce{P2O5}\) — оксид фосфора(V). Многие оксиды имеют и привычные бытовые названия: \(\ce{CO2}\) — углекислый газ, \(\ce{CO}\) — угарный газ, \(\ce{SO2}\) — сернистый газ, \(\ce{CaO}\) — негашёная известь.

Основные, кислотные и амфотерные оксиды

Оксиды делят на группы по тому, какие гидроксиды им соответствуют и с чем они реагируют. Основные оксиды образованы металлами в степени окисления +1 или +2: \(\ce{Na2O}\), \(\ce{K2O}\), \(\ce{CaO}\), \(\ce{BaO}\), \(\ce{MgO}\), \(\ce{FeO}\), \(\ce{CuO}\). Им соответствуют основания: \(\ce{Na2O}\) — \(\ce{NaOH}\), \(\ce{CaO}\) — \(\ce{Ca(OH)2}\), \(\ce{CuO}\) — \(\ce{Cu(OH)2}\). Основные оксиды реагируют с кислотами, образуя соль и воду.

Кислотные оксиды образованы неметаллами, а также металлами в высоких степенях окисления, от +5 до +7: \(\ce{CO2}\), \(\ce{SO2}\), \(\ce{SO3}\), \(\ce{P2O5}\), \(\ce{SiO2}\), \(\ce{N2O5}\), \(\ce{Mn2O7}\). Им соответствуют кислоты: \(\ce{SO3}\) — \(\ce{H2SO4}\), \(\ce{CO2}\) — \(\ce{H2CO3}\), \(\ce{P2O5}\) — \(\ce{H3PO4}\). Кислотные оксиды реагируют со щелочами, образуя соль и воду.

Амфотерные оксиды проявляют двойственные свойства: они реагируют и с кислотами, как основные оксиды, и со щелочами, как кислотные. Это оксиды цинка \(\ce{ZnO}\), бериллия \(\ce{BeO}\), алюминия \(\ce{Al2O3}\), хрома(III) \(\ce{Cr2O3}\); на ОГЭ к ним относят и оксид железа(III) \(\ce{Fe2O3}\), у которого амфотерные свойства выражены слабо. Слово «амфотерный» происходит от греческого «и тот и другой».

Несолеобразующие оксиды

Есть несколько оксидов неметаллов, которые не реагируют при обычных условиях ни с кислотами, ни со щелочами и не образуют солей. Это несолеобразующие оксиды: угарный газ \(\ce{CO}\), оксид азота(II) \(\ce{NO}\), оксид азота(I) \(\ce{N2O}\). Их надо просто запомнить: в заданиях они часто стоят среди кислотных оксидов как ловушка.