Соединения кислорода

Соединения со степенью окисления –2. Важнейшим из оксидов является оксид водорода – вода, которая рассматривалась выше. Характер оксидов элементов в периодах и группах периодической системы закономерно изменяется. В периодах уменьшается эффективный отрицательный заряд на атомах кислорода и осуществляется постепенный переход от основных оксидов через амфотерные к кислотным. Например, для элементов третьего периода:

Классификацию оксидов обычно проводят по способности к образованию солей:

1. Несолеобразующие оксиды - CO, SiO, N₂O, NO.

2. Солеобразующие оксиды:

• кислотные оксиды, образующие соли при взаимодействии с основаниями, т.е., выполняющие роль кислоты, например:

SO₂ + 2NaOH = Na₂SO₃ + H₂O

• основные оксиды, образующие соли при взаимодействии с кислотами, т.е., выполняющие роль основания, например,

MgO + H₂SO₄ = MgSO₄ + H₂O

• амфотерные оксиды, образующие соли при взаимодействии как с кислотами, так и основаниями, например,

ZnO + 2HCl = ZnCl₂ + H₂O;

ZnO + 2NaOH + H₂O = Na₂[Zn(OH)₄]

Значительное число оксидов реагирует с водой. При этом кислотные оксиды образуют кислоты, а оксиды щелочных и щелочноземельных металлов (основные оксиды) образуют основания. Кроме того оксиды разных типов могут взаимодействовать друг с другом.

Na₂O + Н₂O = 2NaOH; P₂O₅ + 3Н₂O = 2H₃PO₄;

Na₂O + SiO₂ Na₂SiO₃

Соединения перекисного типа. При химических превращениях молекула кислорода может присоединять или терять электроны с образованием молекулярных ионов типа О₂^2-,О₂^-.

Соединения, в которых присутствует ион О₂^2- называются пероксидами. Пероксиды получают при окисления активных металлов или реакцией обмена:

Ba + O₂ = BaO₂; 2LiOH + Н₂О₂ = Li₂О₂ + 2Н₂О

Наибольшее практическое значение имеет пероксид (перекись) водорода - Н₂О₂. Строение молекулы показано ниже:

Энергия связи О-О почти в два раза меньше энергии связи Н-О. Из-за несимметричного распределения связей молекула сильно полярна ( = 0,7·10^-29 Кл·м). Между молекулами возникает довольно прочная водородная связь, приводящая к их ассоциации. Поэтому пероксид водорода - бесцветная сиропообразная жидкость ( = 1,45 г/см³) с довольно высокой температурой кипения (150,2 ºС). Неустойчив в чистом виде, но устойчив в водных растворах до 50% концентрации.

Получают пероксид водорода электролизом водных растворов серной кислоты или гидросульфата аммония. При этом на аноде образуется пероксосерная кислота, гидролиз которой приводит к образованию пероксида водорода: