Характеристика оксидов и гидроксидов неметаллов

Оксиды и гидроксиды неметаллов

1. Характеристика оксидов и гидроксидов неметаллов

Теория

Физические свойства

При $20~ °C$ оксиды неметаллов бывают:

газообразные без запаха — оксиды углерода;
газообразные с запахом — оксиды азота($I$), ($II$) и ($IV$), оксид серы($IV$);
жидкие — вода, оксид азота($III$), оксид серы($VI$);
твёрдые, реагирующие с водой — оксид азота($V$), оксиды фосфора($III$) и ($V$);
твёрдый, нерастворимый в воде — оксид кремния($IV$).

Гидроксиды неметаллов — это кислородсодержащие кислоты. Они тоже различаются физическими свойствами.

Угольная и сернистая кислоты существуют только в растворах; это водные растворы углекислого и сернистого газов.
Серная, азотная и хлорная кислоты при обычных условиях представляют собой жидкости, неограниченно растворяющиеся в воде.
Фосфорная, борная и кремниевая кислоты — твёрдые вещества. Фосфорная кислота хорошо растворяется в воде, борная кислота малорастворима, а кремниевая практически не растворяется.

Классификация оксидов неметаллов

Среди оксидов неметаллов есть несолеобразующие, или безразличные. К ним относятся оксиды, в которых степени окисления неметаллов равны $+1$ или $+2$:

N_{2} O

CO

SiO

NO

. Эти оксиды не проявляют кислотно-основных свойств (не реагируют с основаниями и кислотами с образованием солей). В ОВР такие оксиды могут быть и окислителями, и восстановителями. Примеры реакций:

\overset{+ 2}{CO} + FeO = \overset{+ 4}{{CO}_{2}} + Fe

— угарный газ восстановитель;

\overset{+ 2}{CO} + {2 H}_{2} \to \overset{- 2}{{CH}_{3} OH}

— угарный газ окислитель.

Все остальные оксиды неметаллов солеобразующие и имеют кислотные свойства. Они образуют соли в реакциях с основаниями и основными оксидами. Кислотным оксидам соответствуют кислотные гидроксиды (кислородсодержащие кислоты).

Высшие оксиды и гидроксиды

Каждый неметалл образует несколько оксидов и гидроксидов. Те из них, в которых степень окисления неметалла равна номеру группы, называются высшими оксидами. Высшим оксидам соответствуют высшие гидроксиды. Вспомним состав и свойства высших оксидов и гидроксидов неметаллов второго и третьего периодов.

Группа/период	$IIIA$	$IVA$	$VA$	$VIA$	$VIIA$
$2$	$B_{2} O_{3}$ твёрдое вещество	${CO}_{2}$ бесцветный газ	$N_{2} O_{5}$ бесцветные кристаллы	—	—
	$H_{3} {BO}_{3}$ слабая кислота	$H_{2} {CO}_{3}$ слабая кислота	${HNO}_{3}$ сильная кислота	—	—
$3$	—	${SiO}_{2}$ твёрдое вещество	$P_{2} O_{5}$ белые кристаллы	${SO}_{3}$ бесцветная жидкость	${Cl}_{2} O_{7}$ бесцветная жидкость
	—	$H_{2} {SiO}_{3}$ слабая кислота	$H_{3} {PO}_{4}$ кислота средней силы	$H_{2} {SO}_{4}$ сильная кислота	${HClO}_{4}$ сильная кислота

Сравним кислотные свойства этих соединений на примере пятой группы и третьего периода. По таблице видно, что азотная кислота сильная, а фосфорная кислота слабее её. Кремниевая кислота слабая, фосфорная имеет более выраженные кислотные свойства, а серная и хлорная — сильные кислоты.

Кислотные свойства высших оксидов и гидроксидов по группе ослабевают, а по периоду усиливаются.

В ОВР высшие оксиды и гидроксиды за счёт атома неметалла проявляют окислительные свойства. Например:

\overset{+ 6}{{2 SO}_{3}} + 2 KI = K_{2} {SO}_{4} + I_{2} + \overset{+ 4}{{SO}_{2}};

\overset{+ 4}{{CO}_{2}} + Mg = MgO + \overset{0}{C}

Зависимость свойств соединений от степени окисления неметалла

Многими неметаллами образуются кислотные оксиды и кислоты не только в высших степенях окисления, но и в промежуточных. Кислотные свойства этих соединений выражены слабее. Например, оксиду азота($III$)

N_{2} O_{3}

соответствует слабая азотистая кислота

{HNO}_{2}

, а оксиду серы($IV$)

{SO}_{2}

— слабая cернистая кислота

H_{2} {SO}_{3}

Оксиды и гидроксиды неметаллов в промежуточных степенях окисления проявляют более слабые кислотные свойства. Чем ниже степень окисления неметалла, тем слабее кислотные свойства его оксида и соответствующей ему кислоты.

В ОВР эти оксиды и кислоты могут быть и окислителями, и восстановителями. Примеры реакций:

{2 H}_{2} S + \overset{+ 4}{{SO}_{2}} = \overset{0}{3 S} + {2 H}_{2} O

— оксид серы($IV$) окислитель;

{Cl}_{2} + \overset{+ 4}{{SO}_{2}} = \overset{+ 6}{{SO}_{2} {Cl}_{2}}

— оксид серы($IV$) восстановитель;

\overset{+ 4}{H_{2} {SO}_{3}} + {2 H}_{2} S = \overset{0}{3 S} + {3 H}_{2} O

— сернистая кислота окислитель;

\overset{+ 4}{H_{2} {SO}_{3}} + {Cl}_{2} + H_{2} O = \overset{+ 6}{H_{2} {SO}_{4}} + 2 HCl

— сернистая кислота восстановитель.

Вернуться в тему

Следующее задание