Бінарні сполуки кисню з неметалічними елементами – це велика група речовин, які входять до класу оксидів. Багато оксиди неметалів всім добре відомі. Це, наприклад, вуглекислий газ, вода, двоокис азоту. У нашій статті ми розглянемо їх властивості, з'ясуємо області застосування бінарних сполук та їх вплив на навколишнє середовище.

Загальна характеристика

Практично всі неметалічні елементи, за винятком фтору, аргону, неону і гелію, можуть утворювати оксиди. Більшість елементів мають кілька оксидів. Наприклад, сірка утворює два з'єднання: двоокис сірки і сірчаний ангідрид. Це речовини, в яких валентність сульфур дорівнює чотирьом і шести відповідно. Водень і бор мають лише по одному оксиду, а найбільша кількість бінарних речовин з киснем характерно для азоту. Вищими називаються такі оксиди, в яких ступінь окислення атома неметалла дорівнює номеру групи, де знаходиться елемент у періодичній системі. Так, CO 2 і SO 3 – це вищі оксиди вуглецю і сірки. Деякі сполуки можуть піддаватися подальшому окисленню. Наприклад, чадний газ в такому разі перетворюється в діоксид вуглецю.

Будова і фізичні властивості

Практично всі відомі оксиди неметалів складаються з молекул, між атомами яких утворюються ковалентні зв'язки. Самі частинки речовини можуть бути як полярними (наприклад, діоксиду сірки), так і неполярними (молекули вуглекислого газу). Двоокис кремнію, що представляє собою природну форму піску, має атомну будову. Агрегатний стан ряду кислотних оксидів може бути різним. Так, оксиди карбону, такі як монооксид і діоксид вуглецю, - газообразны, а двійкові кисневі сполуки водню (H 2 O) або сірки у вищій ступеня окислення (SO 3 ) являють собою рідини. Особливістю води є те, що оксид належить до несолеобразующим. Їх ще називають байдужими.


Триокис сірки або сірчаний ангідрид – це біле кристалічна речовина. Воно швидко поглинає з повітря вологу, тому діоксид сірки зберігають у запаяних колби із скла. Речовина використовується як осушувача повітря і у виробництві сульфатної кислоти. Окисли фосфору або кремнію є твердими кристалічними речовинами. Взаємне перетворення агрегатного стану характерне для оксидів азоту. Так, з'єднання NO 2 – це газ бурого кольору, а з'єднання з формулою N 2 O 4 має вигляд безбарвної рідини або твердого білого речовини. При нагріванні рідина перетворюється в газ, а його охолодження призводить до утворення рідкої фази.

Взаємодія з водою

Відомі реакції кислотних оксидів із водою. Продуктами реакцій будуть відповідні кислоти: SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4 – сульфатна кислота До них можна віднести взаємодію п'ятиокису фосфору, а також діоксидів сірки, азоту, вуглецю з молекулами H 2 O. Однак оксид кремнію безпосередньо з водою не реагує. Щоб одержати силікатну кислоту, застосовують непрямий спосіб. Спочатку SiO 2 сплавляють з лугом, наприклад, з гідроксидом натрію. На отриману середню сіль – силікат натрію, діють сильною кислотою, наприклад хлоридною.
В результаті випадає білий драглистий осад кремнієвої кислоти. Двоокис кремнію може при нагріванні реагувати з солями, при цьому утворюються леткі кислотні оксиди. До кислотних оксидам відносяться кілька сполук азоту, сірки і фосфору, які займають провідне місце в забрудненні повітря. Вони взаємодіють з атмосферною вологою, що призводить до утворення сульфатної, нітратної та азотистої кислоти. Їх молекули разом з дощем або снігом потрапляють на рослини і грунт. Кислотні опади не тільки шкодять посівам, знижуючи їх врожайність, але також негативно впливають на здоров'я людей. Вони руйнують будівлі з вапняку або мармуру, викликають корозію металевих конструкцій.

Байдужі оксиди

До кислотних оксидам відноситься група сполук, які не можуть вступати в реакції ні з кислотами, ні з лугами і не утворюють солі. Всім перерахованим вище сполук не відповідають ні кислоти, ні основи, тобто вони є несолеобразующими. Таких сполук небагато. Наприклад, до них відноситься чадний газ, закис азоту і його монооксид - NO. Він, поряд з діоксидом азоту і двоокисом сірки, бере участь в утворенні смогу над великими промисловими підприємствами і містами. Запобігти утворенню токсичних оксидів можна, якщо знизити температуру згорання палива.

Взаємодія з лугами

Здатність до реакцій з лугами – важлива особливість кислотних оксидів. Наприклад, при взаємодії гідроксиду натрію і трехокиси сірки утворюється сіль (сульфат натрію) і вода: SO 3 + 2NaOH -> Na 2 SO 4 + H 2 O До кислотних оксидам відноситься двоокис азоту. Її цікавою особливістю є реакція з лугами, в продуктах виявляються солі двох видів: нітрати і нітрити. Це пояснюється здатністю оксиду азоту (IV) при взаємодії з водою утворювати дві кислоти – азотну та азотисту. Двоокис сірки також взаємодіє з лугами, при цьому утворюються середні солі – сульфіти, а також вода. З'єднання, потрапляючи у повітря, сильно забруднює його, тому на підприємствах, що використовують паливо з домішкою SO 2 , відпрацьовані промислові гази очищають, розпорошуючи в них негашене вапно або крейда. Також можна пропускати діоксид сірки через вапняну воду або розчин сульфіту натрію.

Роль бінарних кисневих сполук неметалічних елементів

Багато кислотні оксиди мають важливе практичне значення. Наприклад, вуглекислий газ використовують у вогнегасниках, так як він не підтримує горіння. Окис кремнію – пісок, широко використовується в будівельній промисловості. Чадний газ є вихідною сировиною для одержання метилового спирту. До кислотних оксидам відноситься п'ятиокис фосфору. Це речовина застосовують у виробництві ортофосфорної кислоти. Бінарні кисневі сполуки неметалів впливають на організм людини. Більшість з них є токсичними. Про шкідливий вплив чадного газу ми говорили раніше. Також доведено негативний вплив оксидів азоту, особливо двоокису азоту, на дихальну і серцево-судинну систему. До кислотних оксидам відноситься вуглекислий газ, який не вважають отруйною речовиною. Але якщо його об'ємна частка в повітрі перевищує 025%, у людини виникають симптоми задухи, які можуть мати летальний результат внаслідок зупинки дихання. У нашій статті ми вивчили властивості кислотних оксидів і навели приклади їх практичного значення в житті людини.