Оксиды: состав, классификация и номенклатура

1. Оксиды: состав, классификация, номенклатура

Понимание оксидов — это ключ к
неорганической химии, геологии,
материаловедению и экологии
Оксиды: состав,
классификация,
номенклатура

2. Что общего у жаркого песка пустыни, прочного бетона и главного «виновника» глобального потепления?

SiO₂ Оксид кремния (IV)
Негашеная известь CaO Оксид кальция
Песок
Углекислый газ
CO₂
ОКСИДЫ
Оксид углерода (IV)

3. Оксиды

Сложные вещества, состоящие из атомов двух
химических элементов, один из которых — кислород,
называются оксидами. Оксиды – это бинарные
соединения
CO2
H2O
не относятся к оксидам
CaO
OF2
Al2O3
H2 O 2
Na2O2

4. Классификация оксидов

5. Номенклатура IUPAC (систематическая)

«Как назвать оксид»?
Слово «ОКСИД»
название элемента в
родительном падеже
указать валентность, если
элемент имеет переменную
валентность
Na2O → оксид натрия (валентность Na постоянная: I);
CaO → оксид кальция (валентность Ca постоянная: II);
FeO → оксид железа (II) (указываем в названии! валентность Fe
переменная: здесь II);
Fe2​O3 → оксид железа (III) (указываем в названии! валентность Fe
переменная: здесь III)

6. Тривиальная номенклатура

тривиальные названия незаменимы в геологии,
металлургии, строительстве, медицине и в быту
CO
Угарный газ (смертельно ядовит при вдыхании).
CO₂
Углекислый газ, двуокись углерода, сухой лёд (в твёрдом
состоянии).
SiO₂
Кремнезём; минералы: кварц, горный хрусталь, аметист, агат,
опал и др. Песок — в основном мелкий кварц.
Fe₂O₃ Гематит (минерал), красный железняк.
Корунд; драгоценные разновидности: рубин (красный), сапфир
Al₂O₃
(синий).
N₂O
Веселящий газ (используется в медицине как анестетик).

7. Смешанные и двойные оксиды

Смешанные: содержат один элемент в разных
валентностях
Fe₃O₄
FeO·Fe₂O₃
Двойные: содержат два разных металла
(двойной оксид магния и алюминия)
MgAl₂O₄
MgO·Al₂O₃.

8. Кислотные оксиды

Твердые - P2O5, SiO2;
CO₂
Главный «строительный материал» для фотосинтеза,
Жидкости - SO3, Cl2O7;
в твёрдом виде («сухой лёд») он не плавится, а сразу
испаряется (сублимируется) при -78,5°C, создавая
Газообразные - NO2, CO2, SO2 эффектный густой туман, «виновник» глобального
потепления
SiO2
Принимает десятки форм-минералов: от
прозрачного горного хрусталя и пурпурного
аметиста до скрытокристаллического агата и
пористого опала
P2O5
Это один из самых эффективных осушителей в химии,
он способен отнимать воду даже у молекул других
кислот, превращая, например, азотную кислоту в её
ангидрид
(2HNO₃ → N₂O₅ + H₂O).

9. Основные оксиды

Оксиды металлов могут быть окрашены в разные цвета: оксиды
щелочных и щелочно-земельных металлов обычно белого цвета,
оксид меди (I) – красного цвета, оксид ртути (II) - красного или
желто-оранжевого цвета. Ag2O – темно –коричневый.
Na₂O
CaO
«Негашёная известь», процесс реакции
этого вещества с водой
(CaO + H₂O → Ca(OH)₂) называется
«гашением». При этом выделяется
огромное количество тепла. В прошлом
это свойство использовали для
«подогрева» пищи: клали кусок
негашёной извести в воду, а сверху
ставили кастрюлю
В чистом виде его почти никогда не
увидишь в быту из-за чрезвычайной
химической активности. Но это ключевой
компонент обычного стекла!

10. Амфотерные оксиды

Все амфотерные оксиды — это твёрдые кристаллические вещества. В
жидком или газообразном состоянии в обычных условиях они не
существуют, большинство из них — тугоплавкие соединения.
Al2O3
Al₂O₃ — это минерал корунд: невероятно твёрдый (9 из 10
баллов), он служит основой для наждачной бумаги и, с
примесями, превращается в драгоценные рубины (хром) и
сапфиры (железо, титан).
Пористая форма Al₂O₃ — мощный сорбент, который
используют для очистки воды и масел, в качестве носителя
катализаторов на нефтезаводах.

11. Применение оксидов

Металлургия
Fe₂O₃, Fe₃O₄ (руды для получения железа), Al₂O₃ (огнеупоры, сырьё
для Al), MgO (огнеупорные кирпичи)
Производство удобрений
P₂O₅ (фосфорные удобрения), K₂O (калийные удобрения)
Химическая
промышленность
SO₂, SO₃ (производство H₂SO₄), Na₂O (производство NaOH), TiO₂
(пигмент для пластмасс)
Электроника и
нанотехнологии
SiO₂ (основа микрочипов — кварцевое стекло, изолятор), ZnO, SnO₂
(сенсоры, прозрачные электроды)
Медицина и косметика
ZnO (антисептик, солнцезащитный крем), TiO₂ (солнцезащитный
крем, пигмент), MgO («жжёная магнезия» от потливости рук), Al₂O₃
(имплантаты, брекеты)
Пигменты и краски
Белые: TiO₂, ZnO. Жёлтые/красные/коричневые: Fe₂O₃. Зелёные:
Cr₂O₃. Чёрные: CuO, MnO₂.