Окислы

Окислы. Окислами  называются соединения кислорода с элементами. Окислы  разделяются на основные, или основания, промежуточные, кислотные и безразличные (см. XXIV, 178). К первым относятся такие окислы, как окись натрия Na₂О, окись кальция, СаО, окись железа Fе₂О₃ и т. п.; ко вторым вода Н₂O, окись алюминия Аl₂O₃ и т. п., к третьим — серный ангидрид SО₃, фосфорный ангидрид Р₂О₅ и т. п.

Такие же окислы, которые неспособны при соединении с другими давать солеобразных соединений, носят название безразличных (индифферентных); примером их могут служить: окись углерода СО, окись азота NО, закись азота N₂О и т. п.

К безразличным окислам относятся перекиси, т. е. окислы, содержащие кислорода более, чем в основном окислы. Выделяя от действия или тепла или кислот кислород, перекиси переходят в основной окисел, который с кислотой образует соль (например, перекись бария ВаО₂: 1) ВаО₂ = ВаО + О; 2) ВаО₂ + Е₂SО₄ = BaSО₄ + Н₂О + О).

Металлы большей частью образуют несколько основных окислов, в таком случае окисел, более богатый кислородом, называется окисью, а менее богатый закисью, например, для железа имеем окись железа. Fе₂O₃ и закись железа FeO; для марганца: окись марганца Мn₂O₈, закись марганца  МnO. Если же низший окисел металла не способен давать соли, то его называют недокисью. Эти тела очень непрочные. Металлоиды большей частью образуют также несколько ангидридов; если образуется один ангидрид, то его название составляется из названия металлоида, оканчивающегося на …ный, например угольный ангидрид. Если образуется несколько ангидридов, то название высшего ангидрида составляется таким же образом, названия же низших степеней окисления оканчиваются: ....оватый, истый, оватистый; пример: хлорный ангидрид Сl₂O₇, хлорноватый ангидрид Сl₂O₅, хлористый Сl₂O₃ и хлорноватистый ангидрид Сl₂О. Если существуют два ангидрида, то название высшего оканчивается на ...ный, а низшего на ...истый; например, серный (SO₃) и сернистый ангидрид (SO₂).

Некоторые элементы образуют много окислов, например для азота известно 5 окислов: азотный (N₂О₅), азотноватый N₂О₄ и азотистый ангидрид N₂О₃, окись азота NО и закись его N₂О. Из металлов, образующих много окислов, укажем хром, марганец, образующий ряд окислов, из коих низшие обладают характером оснований, а высшие — кислотных ангидридов: 1) закись марганца МnО, 2) окись Мn₂О₃, 3) закись-окись Мn₃О₄, 4) перекись МnО₂, 5) марганцовистый ангидрид МnО₃ и 6) марганцовый ангидрид Мn₂О₇.

Окислы  получаются: 1) при прямом соединении элементов с кислородом, например, при горении угля (СО₂), серы (SО₂), кальция (СаО), железа и т. п. 2) При нагревании до высокой температуры кислот и гидратов оснований: например, гидраты окиси металлов цинка или меди и др. при нагревании выделяют воду и переходят в окислы: Zn(OH)₂ = ZnO + Н₂О; Cu(ОН)₂ = CuO + Н₂О; Fе₂(ОН)₆ = ЗН₂О + Fе₂О₃; 3) При накаливании углекислых и азотнокислых солей металлов (не принадлежащих к І-ой группе): например, из азотнокислого свинца получается окись свинца: Pb(NО₃)₂ = РbО + N₂О₄ + O. Из углекислого кальция добывается окись кальция (негашеная известь): СаСО₃ = СаО+СО₂.

Свойства окислов. Окислы  щелочных металлов (K, Na, Rb, Cs), легко соединяясь с водой, образуют растворимые в воде гидраты оснований — щелочи: едкий натр, едкое кали и т. п.; равным образом окислы щелочноземельных металлов (кальция, стронция, бария) соединяются с водой, образуя гидраты оснований, растворимые в воде; что же касается до окислов тяжелых металлов, то они нелегко соединяются, и гидраты оснований в воде нерастворимы.

При образовании окислов наблюдается как выделение тепла, так и сжатие: объем образующегося окисла во много раз менее суммы объемов тел, его образующих. Наиболее значительное сжатие наблюдается при образовании окислов металлов, причем наибольшее сжатие происходит при образовании окислов щелочных металлов: объем окисла меньше объема заключающегося в ней металла (в свободном состоянии); так молекулярный объем (т. е. частное M/d, где М — молекулярный вес, a d — удельный) окиси натрия равен 24, тогда как атомный объем натрия (А/d) равен 2x23,7=47,4; таким образом,  атомы кислорода, поместившись между атомами натрия, сблизили их, стянули их силой своего сродства. При образовании окислов щелочноземельных металлов сжатие  меньшее, в окислах же других металлов для объема кислорода получаются уже положительные значения. В большинстве случаев наблюдается параллелизм между сжатием и выделением тепла: большему сжатию соответствует и большее выделение тепла. Чтобы показать это, приведем следующую таблицу, составленную Н. Н. Бекетовым:

Этот параллелизм, а также другие свойства окислов металлов, как-то: их высокая температура плавления, неспособность при большем сдавливании превращаться в сплошные массы (опыты Спринга) и т. п., — все это указывает на то, что при образовании окислов металлов выделение тепла происходит не только от соединения металла с кислородом, но и от полимеризации частицы: молекула окисла металла в твердом состоянии представляет сложную группу из нескольких простых групп, например, состав окиси кальция должен быть выражен формулой (СаО)_n, а не СаO. То же самое можно сказать о частице кремнезема SiO₂.

И. Каблуков.