Оксидите са бинерни съединения на химичните елементи с елемента кислород, в които той проявява втора отрицателна (-2) степен на окисление. В молекулите им не се наблюдават химични връзки между кислородните атоми. Въпреки че съществуват оксиди с по няколко кислородни атома, към тях не се числят онези съединения, които съдържат повече от 1 кислороден атом и между кислородните атоми са образувани химични връзки. Такива съединения се наричат пероксиди и в техните молекули кислородът е от -1 степен на окисление. Съединенята на елемента флуор с кислорода (F2O и -1F-O+1-O+1-F-1) също не са оксиди, защото в тях кислородът е от +2 и +1 степен на окисление.
Строеж и физични свойства
Химичната връзка на кислорода с p-елементите с неметален характер, а също и с d- и f-елементите в междинните им или във висшите им степени на окисление е ковалентна. Химичната връзка на кислорода с s-елементите, p-елементите с метален характер и d- и f-елементите в нисшите им степени на окисление е йонна. От казаното по-горе става видно, че в зависимост от вида на химичната връзка се определя и химичния характер на оксидите.
Всички оксиди с йонна химична връзка са твърди вещества с кристален строеж. Те се характеризират с високи температури на топене и на кипене. Оксидите с ковалентна химична връзка могат да бъдат и в трите агрегатни състояния – твърдо, течно и газообразно. Те най-често имат молекулен строеж. Температурите на топене и кипене на различните вещества варират в доста широк диапазон и главно се определят от строежа на съответния оксид.
Химични свойства
s-елементите с метален характер, d- и f-елементите с двойствен химичен характер в нисшите им степени на окисление образуват основни оксиди, на които съответстват основни хидроксиди. Такива са калциевият оксид (CaO), мангановият оксид (MnO), динатриевият оксид (Na2O) и др. Обикновено те са безцветни вещества с йонно-кристален строеж.
Всички p-елементи с двойствен характер и d- и f-елементите в междинната им степен на окисление образуват амфотерни оксиди. Те са съединения с ковалентна химична връзка и при обикновени условия са твърди вещества с високи температури на топене. Амфотерните оксиди са неразтворими във вода и често са оцветени характерно.
Всички p-елементи с неметален характер и d- и f-елементите във висшите им степени на окисление образуват киселинни оксиди, на които съответстват оксокиселини. Те могат да бъдат както газове, така течности или твърди вещества. Твърд например е силициевият диоксид (SiO2), течен е мангановият оксид (Mn2O7), а газообразен е серният диоксид (SO2). За всички тях е характерна ковалентна химична връзка.
Съществуват оксиди на p-елементи с неметален характер, на които не съответстват нито хидроксиди нито оксокиселини. Те имат ковалентна химична връзка и се наричат неутрални (CO, NO и др.). Неутралните оксиди притежават способността да се окисляват и да образуват киселинни оксиди.
Отнасяне и реакции на основните и киселинните оксиди към водата и помежду им
По групи, с увеличаване на поредния номер на химичните елементи се засилва металният им характер, а оттам и основният характер на съответстващите им оксиди. По периоди, с увеличаване на поредния номер на елементите се засилва неметалния им характер, а оттам и киселинния характер на съответстващите им оксиди. Когато един елемент образува няколко оксида, то с повишаване на степента му на окисление, се засилва киселинният характер на оксидите му и намалява основният им характер.
Получаване на оксиди
Оксидите се получават по 3 основни метода.
1. Директно взаимодействие на прости вещества с кислород.
N2 + O2 → 2NO (неутрален оксид)
C + O2 → CO2 (киселинен оксид)
H2 + O2 → H2O (вода – водороден оксид)
4Li + O2 → 2Li2O (основен оксид)
4Al + 3O2 → 2Al2O3 (амфотерен оксид)
2. Разлагане на хидроксиди или соли на оксокиселини.
CaCO3 → CaO + CO2
3. Окисление или редукция на оксиди на елементи с променлива степен на окисление.
2Fe2O3 + 3C → 4Fe + 3CO2
Значение и употреба
ръжда; автор на изобр.: Laitr Keiows, лиценз на изобр.:CC BY-SA 3.0
Оксидите се използват като суровини в химичния синтез, в строителството (CaO, SiO2 и др.), в металургията, в електрониката, в порцелановата индустрия и др. В някои случаи образуването на оксиди може да бъде зловредно, както е в случая с ръждата. Тя се образува при взаимодействието на желязо с кислород и в присъствие на вода. Наличието на електролити (сол) във водата ускоряват процеса. Химичния състав на ръждата включва дижелезен триоксид кристалохидрат Fe2O3·nH2O и железен оксид-хидроксид (FeO(OH), Fe(OH)3).
