Что такое оксид металла


Общая характеристика оксидов — урок. Химия, 8–9 класс.

Оксидами называют сложные вещества, состоящие из двух химических элементов, одним из которых является кислород.  

В оксидах химический элемент кислород находится в степени окисления \(–2\).

 

Оксиды — весьма распространённый в природе класс соединений. Они находятся в воздухе, распространены в гидросфере и литосфере.

 

Примеры оксидов:

 

h3O — оксид водорода, или вода.

На Земле вода встречается во всех трёх агрегатных состояниях — газообразном (водяной пар), жидком и твёрдом (лёд, снег). На долю воды также приходится большая часть массы живых организмов.

 

 

CO2 — оксид углерода(\(IV\)), двуокись углерода или углекислый газ.

Как вы уже знаете, углекислый газ нужен зелёным растениям для фотосинтеза. Оксид углерода(\(IV\)), находящийся в твёрдом агрегатном состоянии, называют сухим льдом.

 

 

 

CO — оксид углерода(\(II\)), угарный газ.

Примесь этого очень ядовитого вещества может содержаться в воздухе. Основным источником загрязнения является транспорт. Угарный газ образуется в результате неполного сгорания топлива. Этот же оксид образуется и во время пожаров.

 

 

Fe2O3 — оксид железа(\(III\)).

В природе этот оксид встречается в виде минерала гематита. Он составляет основу руды, называемой красным железняком.

 

 

SiO2 — оксид кремния.

В природе встречается в виде кварцевого песка, кварца, горного хрусталя.

 

Классификация оксидов

Оксиды принято группировать в зависимости от их способности реагировать с кислотами и основаниями. Различают три важнейшие группы оксидов: основные, кислотные и амфотерные. Их относят к солеобразующим оксидам. Существуют также оксиды, которые называют несолеобразующими.

 

  • Основные оксиды.

Основными называют оксиды, которые реагируют с кислотами, образуя соль и воду.

Основные оксиды образуются химическими элементами — металлами. Как правило, степень окисления элемента, образующего основный оксид, является невысокой: \(+1\) или \(+2\).

Примеры основных оксидов:

оксид натрия Na2O, оксид меди(\(II\)) CuO.

 

  • Кислотные оксиды.

Кислотными называют оксиды, которые реагируют с основаниями, образуя соль и воду.

Кислотные оксиды образуют элементы — неметаллы. Например, оксид серы(\(VI\)) SO3, оксид азота(\(IV\)) NO2.

Также кислотные оксиды могут быть образованы металлическими химическими элементами, в которых те проявляют степень окисления от \(+5\) до \(+8\). Например, оксид хрома(\(VI\))  CrO3 и оксид марганца(\(VII\)) Mn2O7.

 

  • Амфотерные оксиды.

Амфотерными называют оксиды, которые реагируют как с кислотами, так и с основаниями, образуя соли.

Амфотерные свойства проявляет оксид цинка ZnO, оксид алюминия Al2O3, оксид бериллия BeO.

 

Если металлический элемент имеет переменную валентность (проявляет несколько степеней окисления), то из всех образуемых им оксидов амфотерными свойствами обладают те, в которых этот элемент имеет промежуточную валентность (промежуточную степень окисления).

Например, хром может быть двухвалентен, трёхвалентен и шестивалентен.

Амфотерными свойствами обладает именно оксид хрома (\(III\)) Cr2O3.

 

  • Несолеобразующие оксиды.

Несолеобразующими называют оксиды, которые при обычных условиях не взаимодействуют ни с кислотами, ни с основаниями.

Примеры несолеобразующих оксидов: оксид углерода(\(II\)), или угарный газ CO, оксид азота(\(I\)), или веселящий газ N2O, и оксид азота(\(II\)) NO.

 

Номенклатура оксидов

В соответствии с номенклатурой ИЮПАК, оксиды называют словом «оксид», после которого следует наименование химического элемента в родительном падеже.

Например: Na2O — оксид натрия, Al2O3 — оксид алюминия.

 

Если элемент, образующий оксид, имеет переменную степень окисления (или валентность), то в названии оксида указывается его степень окисления римской цифрой в скобках сразу после названия (без пробела).

Например: Cu2O — оксид меди(\(I\)), CuO — оксид меди(\(II\)), FeO — оксид железа(\(II\)), Fe2O3 — оксид железа(\(III\)), Cl2O7 — оксид хлора(\(VII\)).

  

Часто используют и другие наименования оксидов по числу атомов кислорода: если оксид содержит только один атом кислорода, то его называют монооксидом, или моноокисью, если два — диоксидом, или двуокисью, если три — то триоксидом, или трёхокисью и т. д.

Например: монооксид углерода CO, диоксид углерода CO2, триоксид серы SO3.

 

Также распространены исторически сложившиеся (тривиальные) названия оксидов, например, угарный газ CO, серный ангидрид SO3 и т. д.

Оксид | химическое соединение | Британника

Оксид , любой из большого и важного класса химических соединений, в котором кислород сочетается с другим элементом. За исключением более легких инертных газов (гелий [He], неон [Ne], аргон [Ar] и криптон [Kr]), кислород (O) образует по крайней мере один бинарный оксид с каждым из элементов.

Как металлы, так и неметаллы могут достигать своих наивысших степеней окисления (т. Е. Отдавать максимальное количество доступных валентных электронов) в соединениях с кислородом.Щелочные металлы и щелочноземельные металлы, а также переходные металлы и постпереходные металлы (в их более низких степенях окисления) образуют ионные оксиды, то есть соединения, содержащие анион O 2-. Металлы с высокой степенью окисления образуют оксиды, связи которых имеют более ковалентную природу. Неметаллы также образуют ковалентные оксиды, которые обычно имеют молекулярный характер. Плавное изменение типа связи в оксидах от ионного к ковалентному наблюдается по мере того, как периодическая таблица проходит от металлов слева к неметаллам справа.Такое же изменение наблюдается в реакции оксидов с водой и, как следствие, в кислотно-основном характере продуктов. Ионные оксиды металлов реагируют с водой с образованием гидроксидов (соединений, содержащих ион OH - ) и образующихся основных растворов, тогда как большинство оксидов неметаллов реагируют с водой с образованием кислот и образующихся кислотных растворов ( см. таблицу).

Периодическое изменение свойств оксидов элементов третьего периода
группа 1 группа 2 группа 13 группа 14 группа 15 группа 16 группа 17
Источник: Источник: W.Робинсон, Дж. Одом и Х. Хольцкло-младший, Химия: концепции и модели, D.C. Heath and Co., 1992.
Реакция оксидов с водой и кислотно-основной характер гидроксидов Na 2 O дает NaOH (сильное основание) MgO дает
Mg (OH) 2 (слабое основание)
Al 2 O 3 не реагирует SiO 2 не реагирует P 4 O 10 дает H 3 PO 4 (слабая кислота) SO 3 дает H 2 SO 4 (сильная кислота) Cl 2 O 7 дает HClO 4 (сильная кислота)
соединение в оксидах Na 2 O ионный MgO ионный Al 2 O 3
ионный
SiO 2 ковалентный P 4 O 10 ковалентный SO 3 ковалентный Cl 2 O 7 ковалентный

Некоторые органические соединения реагируют с кислородом или другими окислителями с образованием веществ, называемых оксидами.Таким образом, амины, фосфины и сульфиды образуют аминооксиды, фосфиноксиды и сульфоксиды соответственно, в которых атом кислорода ковалентно связан с атомом азота, фосфора или серы. Так называемые оксиды олефинов представляют собой циклические простые эфиры.

Оксиды металлов

Оксиды металлов - это твердые кристаллические вещества, содержащие катион металла и анион оксида. Обычно они реагируют с водой с образованием оснований или с кислотами с образованием солей.

Получите эксклюзивный доступ к контенту из нашего первого издания 1768 с вашей подпиской.Подпишитесь сегодня

Щелочные металлы и щелочно-земельные металлы образуют три различных типа бинарных кислородных соединений: (1) оксиды, содержащие ионы оксида, O 2-, (2) пероксиды, содержащие ионы пероксидов, O 2 2-, которые содержат ковалентные одинарные связи кислород-кислород, и (3) супероксиды, содержащие ионы супероксида, O 2 - , которые также имеют ковалентные связи кислород-кислород, но с одним отрицательным зарядом меньше, чем ионы пероксида. Щелочные металлы (которые имеют степень окисления +1) образуют оксиды M 2 O, пероксиды M 2 O 2 и супероксиды MO 2 .(M представляет собой атом металла.) Щелочноземельные металлы (со степенью окисления +2) образуют только оксиды, MO и пероксиды, MO 2 . Все оксиды щелочных металлов могут быть получены путем нагревания нитрата соответствующего металла с элементарным металлом. 2MNO 3 + 10M + тепло → 6M 2 O + N 2 Обычное получение оксидов щелочноземельных металлов включает нагревание карбонатов металлов. MCO 3 + тепло → MO + CO 2 И оксиды щелочных металлов, и оксиды щелочноземельных металлов являются ионными и реагируют с водой с образованием основных растворов гидроксида металла.M 2 O + H 2 O → 2MOH (где M = металл группы 1)
MO + H 2 O → M (OH) 2 (где M = металл группы 2) Таким образом, эти соединения часто называют основными оксидами. В соответствии со своим основным поведением они реагируют с кислотами в типичных кислотно-основных реакциях с образованием солей и воды; например, M 2 O + 2HCl → 2MCl + H 2 O (где M = металл группы 1). Эти реакции также часто называют реакциями нейтрализации. Наиболее важные основные оксиды являются оксид магния (MgO), хороший проводник тепла и электрический изолятор, который используется в огнеупорного кирпича и теплоизоляции, а также оксид кальция (СаО), также называемый негашеной или известь, широко используется в металлургической промышленности и в воде очищение.

Периодические тренды оксидов тщательно изучены. В любой данный период связь в оксидах прогрессирует от ионной до ковалентной, и их кислотно-основной характер меняется от сильно основного до слабоосновного, амфотерного, слабокислого и, наконец, сильнокислого. В общем, основность увеличивается вниз по группе (например, в оксидах щелочноземельных металлов BeO 2 O 7 (который содержит Mn 7+ ) наиболее кислотным.Оксиды переходных металлов со степенью окисления +1, +2 и +3 представляют собой ионные соединения, состоящие из ионов металлов и оксидных ионов. Оксиды переходных металлов с степенями окисления +4, +5, +6 и +7 ведут себя как ковалентные соединения, содержащие ковалентные связи металл-кислород. Как правило, ионные оксиды переходных металлов являются основными. То есть они будут реагировать с водными кислотами с образованием растворов солей и воды; например, CoO + 2H 3 O + → Co 2+ + 3H 2 O.Оксиды со степенью окисления +5, +6 и +7 являются кислыми и реагируют с растворами гидроксида с образованием солей и воды; например, CrO 3 + 2OH - → CrO 4 2− + H 2 О. Эти оксиды с степенью окисления +4 обычно являются амфотерными (от греческого amphoteros, «в обоих направлениях»), что означает, что эти соединения могут вести себя либо как кислоты, либо как основания. Амфотерные оксиды растворяются не только в кислых, но и в основных растворах.Например, оксид ванадия (VO 2 ) представляет собой амфотерный оксид, растворяющийся в кислоте с образованием синего иона ванадила, [VO] 2+ , и в основании с образованием желто-коричневого гипованадат-иона, [V 4 O 9 ] 2-. Амфотеризм среди оксидов основной группы в основном обнаруживается с металлоидными элементами или их ближайшими соседями.

.

Что такое металлооксидный разрядник? Определение, преимущества, конструкция и работа

Определение: Разрядник, в котором в качестве материала резистора используется полупроводник из оксида цинка, такой тип разрядника известен как разрядник из оксида металла или ZnO-дивертер. Этот разрядник обеспечивает защиту от всех типов перенапряжений переменного и постоянного тока. Он в основном используется для защиты от перенапряжения на всех уровнях напряжения в энергосистеме.

Конструкция и работа металлооксидного разрядника для защиты от перенапряжений

Оксид цинка - это полупроводниковый материал N-типа.Это измельченный и мелкозернистый. Более десяти легирующих материалов добавляются в виде тонкодисперсных порошков изолирующих оксидов, таких как висмут (Bi 2 O 3 ), триоксид сурьмы (Sb 2 O 3 ), оксид кобальта (CoO), марганец. Оксид (MnO 2 ), оксид хрома (Cr 2 O 3 ). Порошок обрабатывают с помощью некоторых процессов, и смесь сушат распылением для получения сухого порошка.

Сухой порошок спрессован в блоки в форме дисков.Блоки спекаются для получения плотной поликристаллической керамики. Диск резистора из оксида металла покрыт проводящим компаундом для защиты диска от нежелательного воздействия окружающей среды.

Проводящее покрытие также обеспечивает надлежащие контакты и равномерное распределение тока. Затем диск помещают в фарфоровый корпус, заполненный газообразным азотом или газом SF 6 . Силиконовая резина используется для удержания диска в нужном положении. Это также помогает в передаче тепла от диска к фарфоровому корпусу.Диск удерживается под давлением с помощью подходящих пружин.

Элемент ZnO устраняет последовательные искровые промежутки в диверторе. Падение напряжения в диверторе ZnO происходит на границах зерен. На границе каждого зерна ZnO существует потенциальный барьер, и этот потенциальный барьер управляет потоком тока от одного зерна к другому.

При нормальном напряжении потенциальный барьер не позволяет току проходить через него. При перенапряжении происходит схлопывание барьера и резкий переход тока из изолирующего в проводящее состояние.Ток начинает течь, и скачок перенаправляется на землю.

После прохождения скачка напряжение на диверторах падает, и ток уменьшается до незначительного значения резистивных блоков, и нет тока, сопровождающего мощность.

Преимущества металлооксидного ограничителя перенапряжения

Металлооксидный разрядник для защиты от перенапряжений имеет следующие достоинства:

  1. Это исключает риск искрообразования, а также риск поражения электрическим током системы при выходе из строя зазоров.
  2. Это устраняет необходимость в системе градации напряжения.
  3. В нормальном рабочем состоянии ток утечки в ZnO очень низкий по сравнению с другими отклонителями.
  4. В диверторе ZnO отсутствует ток слежения за мощностью.
  5. Обладает высокой способностью поглощать энергию.
  6. Диверторы
  7. ZnO обладают высокой стабильностью во время и после длительного разряда.
  8. В диверторе из ZnO можно управлять динамическими перенапряжениями в дополнение к импульсам переключения.Это приводит к экономичной координации изоляции.

Примечание: Спекание - это процесс производства твердой массы материала путем нагревания или приложения давления на материал без его плавления

.

Что такое варистор из оксида металла? (с иллюстрациями)

Металлооксидный варистор (MOV) - это устройство, используемое в качестве компонента в электрическом оборудовании. Слово варистор - это сокращение от переменного резистора. Резистор - это цепь, которая плохо проводит электричество. Это полезно для контроля того, сколько электрического тока проходит к определенным частям электронных устройств. Металлооксидный варистор очень хорошо проводит небольшой электрический ток, но перестанет проводить, когда ток достигнет высокого уровня напряжения.

Варисторы защищают цепи от чрезмерного напряжения, действуя как искровые разрядники.

Это свойство металлооксидного варистора делает его идеальным для использования в устройствах защиты от перенапряжения. При нормальном уровне тока MOV просто передает электричество устройствам, подключенным к сетевому фильтру.Однако в случае скачка напряжения MOV перенаправит ток в себя, не давая ему достичь подключенных устройств. Это защитит чувствительные электронные компоненты, такие как компьютерные микросхемы, которые могут быть повреждены чрезмерно высоким напряжением. В случае внезапного скачка напряжения MOV может реагировать намного быстрее, чем аналогичные компоненты устройства защиты от перенапряжения.

Варисторы бывают разных форм и размеров, и многие из них сделаны из оксида металла.

Варистор на основе оксида металла обычно изготавливается из оксида цинка или аналогичного вещества. Эти вещества придают варистору способность пропускать ток в обычных домашних условиях. Когда электрический ток повышается до определенной точки, называемой точкой переключения или напряжением отключения, крошечные частицы оксида цинка начинают проводить ток только между собой.Это предотвращает прохождение тока высокого напряжения через остальную часть устройства защиты от перенапряжения или подключенные к нему устройства.

Металлооксидный варистор не является идеальным решением для защиты от скачков напряжения. Они дешевы в производстве, а это значит, что их часто используют в недорогих устройствах защиты от перенапряжения.Обратной стороной является то, что если они остановят скачок напряжения, они могут эффективно сгореть, но пользователь может и не подозревать, что это произошло. Когда произойдет следующий скачок напряжения, подключенное оборудование не будет защищено. У лучших, но более дорогих устройств защиты от перенапряжения будет световой индикатор, показывающий состояние MOV.

Также существует риск возгорания, когда металлооксидный варистор поглощает высокое напряжение и перегорает.По этой причине Комиссия по безопасности потребительских товаров США и аналогичные агентства в других странах требуют применения устройств защиты от перенапряжения. По этой же причине производители компьютеров просто не размещают MOV в своих компьютерах. Лучшее решение - иметь сетевой фильтр, содержащий несколько компонентов и плавкие предохранители, включенные последовательно с MOV. Если варистор выйдет из строя, другие компоненты все равно защитят подключенные устройства от повреждений.

Варистор - это тип резистора - электронного компонента, который может снизить напряжение в цепи и поток электрического тока..

Оксид | химическое соединение | Британника

Оксид , любой из большого и важного класса химических соединений, в котором кислород сочетается с другим элементом. За исключением более легких инертных газов (гелий [He], неон [Ne], аргон [Ar] и криптон [Kr]), кислород (O) образует по крайней мере один бинарный оксид с каждым из элементов.

Как металлы, так и неметаллы могут достигать своих наивысших степеней окисления (т. Е. Отдавать максимальное количество доступных валентных электронов) в соединениях с кислородом.Щелочные металлы и щелочноземельные металлы, а также переходные металлы и постпереходные металлы (в их более низких степенях окисления) образуют ионные оксиды, то есть соединения, содержащие анион O 2-. Металлы с высокой степенью окисления образуют оксиды, связи которых имеют более ковалентную природу. Неметаллы также образуют ковалентные оксиды, которые обычно имеют молекулярный характер. Плавное изменение типа связи в оксидах от ионного к ковалентному наблюдается по мере того, как периодическая таблица проходит от металлов слева к неметаллам справа.Такое же изменение наблюдается в реакции оксидов с водой и, как следствие, в кислотно-основном характере продуктов. Ионные оксиды металлов реагируют с водой с образованием гидроксидов (соединений, содержащих ион OH - ) и образующихся основных растворов, тогда как большинство оксидов неметаллов реагируют с водой с образованием кислот и образующихся кислотных растворов ( см. таблицу).

Периодическое изменение свойств оксидов элементов третьего периода
группа 1 группа 2 группа 13 группа 14 группа 15 группа 16 группа 17
Источник: Источник: W.Робинсон, Дж. Одом и Х. Хольцкло-младший, Химия: концепции и модели, D.C. Heath and Co., 1992.
Реакция оксидов с водой и кислотно-основной характер гидроксидов Na 2 O дает NaOH (сильное основание) MgO дает
Mg (OH) 2 (слабое основание)
Al 2 O 3 не реагирует SiO 2 не реагирует P 4 O 10 дает H 3 PO 4 (слабая кислота) SO 3 дает H 2 SO 4 (сильная кислота) Cl 2 O 7 дает HClO 4 (сильная кислота)
соединение в оксидах Na 2 O ионный MgO ионный Al 2 O 3
ионный
SiO 2 ковалентный P 4 O 10 ковалентный SO 3 ковалентный Cl 2 O 7 ковалентный

Некоторые органические соединения реагируют с кислородом или другими окислителями с образованием веществ, называемых оксидами.Таким образом, амины, фосфины и сульфиды образуют аминооксиды, фосфиноксиды и сульфоксиды соответственно, в которых атом кислорода ковалентно связан с атомом азота, фосфора или серы. Так называемые оксиды олефинов представляют собой циклические простые эфиры.

Оксиды металлов

Оксиды металлов - это твердые кристаллические вещества, содержащие катион металла и анион оксида. Обычно они реагируют с водой с образованием оснований или с кислотами с образованием солей.

Получите эксклюзивный доступ к контенту из нашего первого издания 1768 с вашей подпиской.Подпишитесь сегодня

Щелочные металлы и щелочно-земельные металлы образуют три различных типа бинарных кислородных соединений: (1) оксиды, содержащие ионы оксида, O 2-, (2) пероксиды, содержащие ионы пероксидов, O 2 2-, которые содержат ковалентные одинарные связи кислород-кислород, и (3) супероксиды, содержащие ионы супероксида, O 2 - , которые также имеют ковалентные связи кислород-кислород, но с одним отрицательным зарядом меньше, чем ионы пероксида. Щелочные металлы (которые имеют степень окисления +1) образуют оксиды M 2 O, пероксиды M 2 O 2 и супероксиды MO 2 .(M представляет собой атом металла.) Щелочноземельные металлы (со степенью окисления +2) образуют только оксиды, MO и пероксиды, MO 2 . Все оксиды щелочных металлов могут быть получены путем нагревания нитрата соответствующего металла с элементарным металлом. 2MNO 3 + 10M + тепло → 6M 2 O + N 2 Обычное получение оксидов щелочноземельных металлов включает нагревание карбонатов металлов. MCO 3 + тепло → MO + CO 2 И оксиды щелочных металлов, и оксиды щелочноземельных металлов являются ионными и реагируют с водой с образованием основных растворов гидроксида металла.M 2 O + H 2 O → 2MOH (где M = металл группы 1)
MO + H 2 O → M (OH) 2 (где M = металл группы 2) Таким образом, эти соединения часто называют основными оксидами. В соответствии со своим основным поведением они реагируют с кислотами в типичных кислотно-основных реакциях с образованием солей и воды; например, M 2 O + 2HCl → 2MCl + H 2 O (где M = металл группы 1). Эти реакции также часто называют реакциями нейтрализации. Наиболее важные основные оксиды являются оксид магния (MgO), хороший проводник тепла и электрический изолятор, который используется в огнеупорного кирпича и теплоизоляции, а также оксид кальция (СаО), также называемый негашеной или известь, широко используется в металлургической промышленности и в воде очищение.

Периодические тренды оксидов тщательно изучены. В любой данный период связь в оксидах прогрессирует от ионной до ковалентной, и их кислотно-основной характер меняется от сильно основного до слабоосновного, амфотерного, слабокислого и, наконец, сильнокислого. В общем, основность увеличивается вниз по группе (например, в оксидах щелочноземельных металлов BeO 2 O 7 (который содержит Mn 7+ ) наиболее кислотным.Оксиды переходных металлов со степенью окисления +1, +2 и +3 представляют собой ионные соединения, состоящие из ионов металлов и оксидных ионов. Оксиды переходных металлов с степенями окисления +4, +5, +6 и +7 ведут себя как ковалентные соединения, содержащие ковалентные связи металл-кислород. Как правило, ионные оксиды переходных металлов являются основными. То есть они будут реагировать с водными кислотами с образованием растворов солей и воды; например, CoO + 2H 3 O + → Co 2+ + 3H 2 O.Оксиды со степенью окисления +5, +6 и +7 являются кислыми и реагируют с растворами гидроксида с образованием солей и воды; например, CrO 3 + 2OH - → CrO 4 2− + H 2 О. Эти оксиды с степенью окисления +4 обычно являются амфотерными (от греческого amphoteros, «в обоих направлениях»), что означает, что эти соединения могут вести себя либо как кислоты, либо как основания. Амфотерные оксиды растворяются не только в кислых, но и в основных растворах.Например, оксид ванадия (VO 2 ) представляет собой амфотерный оксид, растворяющийся в кислоте с образованием синего иона ванадила, [VO] 2+ , и в основании с образованием желто-коричневого гипованадат-иона, [V 4 O 9 ] 2-. Амфотеризм среди оксидов основной группы в основном обнаруживается с металлоидными элементами или их ближайшими соседями.

.

Смотрите также