Що таке кислотні оксиди та як їх розпізнати? Чому CO₂, SO₃ та SiO₂ належать до кислотних оксидів, як вони пов’язані з кислотами та чому не кожен оксид неметалу є кислотним. З’ясуємо, як електронегативність, характер хімічного зв’язку та ступінь окиснення впливають на властивості оксидів.
У попередньому відео ми познайомилися з основними оксидами й побачили, що їх утворюють переважно металічні елементи. Але якщо рухатися Періодичною системою від металів до неметалів, характер оксидів змінюється.
CO₂, SO₂, SO₃ та P₂O₅ уже не належать до основних оксидів. Вони проявляють інші властивості й називаються кислотними оксидами.
Що таке кислотні оксиди
Кислотні оксиди — це солетворні оксиди, яким відповідають кислоти.
Їх утворюють переважно неметалічні елементи, а також деякі металічні елементи у високих ступенях окиснення. Типові приклади:
CO₂, SO₂, SO₃, P₂O₅, SiO₂.
Що означає фраза «кислотному оксиду відповідає кислота»?
Наприклад:
CO₂ → H₂CO₃
SO₂ → H₂SO₃
SO₃ → H₂SO₄
Карбон(IV) оксиду відповідає карбонатна кислота, сульфур(IV) оксиду — сульфітна, а сульфур(VI) оксиду — сульфатна кислота. Саме через цей зв’язок такі оксиди називають кислотними.
Але тут є важливий нюанс.
Якщо кислотному оксиду відповідає кислота, це не означає, що її завжди можна отримати безпосередньою реакцією оксиду з водою.
Наприклад:
SO₃ + H₂O → H₂SO₄
А SiO₂ за звичайних умов з водою не реагує. Проте SiO₂ залишається кислотним оксидом.
Отже, «кислотному оксиду відповідає кислота» і «оксид реагує з водою» — не одне й те саме.
Як проявляються кислотні властивості
Одна з найважливіших ознак — взаємодія кислотних оксидів з основами з утворенням солі та води:
CO₂ + 2NaOH → Na₂CO₃ + H₂O
Тут кислотний оксид взаємодіє з речовиною основного характеру. Докладно реакції оксидів ми розглянемо окремо.
А тепер спробуємо зрозуміти, чому оксиди неметалів часто мають кислотний характер.
Оксиген має високу електронегативність, але й неметали значно сильніше притягують електрони, ніж активні метали. Тому зв’язки між неметалом та Оксигеном у таких оксидах мають переважно ковалентний характер.
Порівняймо Na₂O і SO₃.
Na₂O — оксид активного металу з вираженим йонним характером зв’язку. Він є основним.
У SO₃ зв’язки між Сульфуром та Оксигеном ковалентні, а сам оксид має кислотний характер.
Отже, характер оксиду пов’язаний із природою елемента та характером його зв’язку з Оксигеном.
Особливо добре загальну тенденцію видно у третьому періоді:
Na₂O — основний;
MgO — основний;
Al₂O₃ — амфотерний;
SiO₂, P₂O₅, SO₃ — кислотні.
Зліва направо металічні властивості елементів слабшають, а електронегативність загалом зростає. Разом із цим основний характер оксидів слабшає, а кислотний стає більш вираженим.
Ступінь окиснення елемента
Зі збільшенням ступеня окиснення одного й того самого елемента кислотний характер його оксидів часто посилюється. Тому для визначення характеру оксиду важливо враховувати не лише сам елемент, а й його ступінь окиснення.
Це особливо важливо для металів. Правило «метал утворює основний оксид» має винятки.
Наприклад, CrO₃ містить метал Хром зі ступенем окиснення +6, але є кислотним оксидом.
І навпаки, не всі оксиди неметалів кислотні.
Наприклад:
CO і NO — несолетворні оксиди.
Вони не проявляють типових кислотно-основних властивостей кислотних оксидів.
Дуже показова пара — CO і CO₂. Обидва оксиди утворені Карбоном та Оксигеном, але:
CO — несолетворний оксид;
CO₂ — кислотний оксид.
Отже, правило «неметал + Оксиген → кислотний оксид» можна використовувати як підказку, але не як абсолютне правило.
Пудсумок
Кислотні оксиди — це солетворні оксиди, яким відповідають кислоти.
Їх утворюють переважно неметали, а також деякі метали у високих ступенях окиснення.
Кислотний характер таких оксидів проявляється, зокрема, у реакціях з основами:
кислотний оксид + основа → сіль + вода
Але, як і у випадку з основними оксидами, запам’ятайте: не всі кислотні оксиди реагують з водою.
Для розпізнавання кислотного оксиду можна використовувати кілька підказок: природу елемента, його ступінь окиснення та загальні закономірності Періодичної системи. Але остаточно характер оксиду визначається його хімічними властивостями.
Тепер ми знаємо дві великі групи — основні та кислотні оксиди.
Але між ними є особлива група речовин. Деякі оксиди можуть проявляти основні властивості в одних реакціях і кислотні — в інших.
Додаткову інформацію дивись на сторінці “Шкільна хімія“.