Oksidi

Rdeča svinec, kristalna spojina, ki vsebuje svinčev oksid

Kaj so oksidi?

The oksidi So družina binarnih spojin, kjer obstajajo interakcije med elementom in kisikom. Tako da ima oksid zelo splošno formulo tipa EO, kjer je E kateri koli element.

Glede na številne dejavnike, kot so elektronska narava E, njegov ionski polmer in njene valence, se lahko oblikujejo različne vrste oksidov. Nekateri so zelo preprosti, drugi, na primer PB₃Tudi₄ (imenovani Minio, Arcazón ali Red Lead), so mešani; to pomeni, da so posledica kombinacije več kot enega preprostega oksida.

Toda kompleksnost oksidov lahko gre naprej. Obstajajo mešanice ali strukture, v katerih lahko posreduje več kovin in kjer deleži niso stehiometrični. V primeru PB₃Tudi₄, Razmerje PB/O je enako 3/4, od tega sta tako števca kot imenovalec cela številka.

V nestohiometričnih oksidih so deleži decimalne številke. E_0.75Tudi_1.78, Je primer nestohiometričnega hipotetičnega oksida. Ta pojav se zgodi s tako imenovanimi kovinskimi oksidi, zlasti s prehodnimi kovinami (vera, Au, Ti, Mn, Zn itd.).

Vendar obstajajo oksidi, katerih značilnosti so veliko enostavnejše in bolj različne, na primer ionski ali kovalentni značaj. V tistih oksidih, kjer prevladuje ionski značaj, kationi in⁺ in anione oz^2-; in tiste čisto kovalentne, preproste povezave (e-o) ali dvojice (e = o).

Kar narekuje ionski značaj oksida, je razlika v elektronegativnosti med E in O. Ko je E zelo elektropozitivna kovina, bo imel EO visok ionski značaj. Medtem ko je elektronegativna, in sicer ne -metal, bo njegov eo oksid kovalenten.

Ta lastnost določa številne druge, ki jih imajo oksidi, kot je njegova sposobnost oblikovanja baz ali kislin v vodni raztopini. Od tu nastanejo tako imenovani osnovni oksidi in kisline. Tisti, ki se ne obnašajo kot nobeden od njih, ali na nasprotnem manifestiranju obeh značilnosti, so nevtralni ali amfotorični oksidi.

Nomenklatura oksidov

Obstajajo trije načini, kako imenovati okside (ki veljajo tudi za številne druge spojine). Te so pravilne, ne glede na ionski značaj eo oksida, zato njihova imena ne povedo ničesar v zvezi z njihovimi lastnostmi ali strukturami.

Sistematična nomenklatura

Glede na EO okside in₂Ali, e₂Tudi₃ in eo₂, Na prvi pogled ne morete vedeti, kaj stoji za njenimi kemičnimi formulami. Vendar številke kažejo na stehiometrične deleže ali e/ali razmerje. Iz teh številk lahko dobijo imena, tudi če ni določena, s katero "deluje" in.

Številke atoma za E in O so prikazane z grško oštevilčnimi predponami. Na ta način mono- pomeni, da obstaja samo en atom; di-, dva atoma; tri-, tri atome in tako naprej.

Potem so imena prejšnjih oksidov po sistematični nomenklaturi:

-ŽemljaE (eo) xido.

-ŽemljaXido of dalE (e₂Da).

-Trioksid dalE (e₂Tudi₃).

-DalE eo (eo₂).

Nato uporabite to nomenklaturo za PB₃Tudi₄, Rdeči oksid prve slike je:

Pb₃Tudi₄: Tetraoksid Trisvinec.

Za številne mešane okside ali z visokimi stehiometričnimi razmerji je zelo koristno, da se zatečete k sistematični nomenklaturi, če jih želite poimenovati.

Nomenklatura zalog

Valencia

Čeprav ni znano, kaj je element E, je odnos dovolj, da vemo, katera Valencia uporablja v svojem oksidu. Kot? Skozi načelo elektroneutralnosti. To zahteva, da mora biti vsota ionskih obremenitev v spojini enaka nič.

Lahko vam služi: obljubljeno (pm): struktura, lastnosti, pridobivanje, uporabe

To se naredi ob predpostavki visokega ionskega značaja za kateri koli oksid. Tako je O obremenitev -2, ker je oz^2-, in E mora prispevati N+, tako da nevtralizira negativne obremenitve oksidnega aniona.

Na primer v EO Atom in deluje z Valencijo +2. V nasprotnem primeru ni mogel nevtralizirati obremenitve -2 edine oz. Za e₂Ali pa ima E Valencia +1, saj je treba obremenitev +2 deliti z dvema atomama E.

In v E₂Tudi₃, Negativne naboje, ki jih zagotavlja O, je treba najprej izračunati. Kot so trije, potem: 3 (-2) = -6. Če želite nevtralizirati obremenitev -6.

Mnemonsko pravilo

O vedno ima Valencia -2 v oksidih (razen če gre za peroksid ali superoksid). Torej mnemonično pravilo za določitev valencije in je preprosto upoštevati številko, ki spremlja ali. In na drugi strani bo imela številka 2, ki ga spremlja, in če ne, to pomeni, da je prišlo do poenostavitve.

Na primer, v EO je Valencia od E +1, ker čeprav ni napisana, obstaja samo ena oz. In za EO₂, Če nimate 2, ki sta spremljala E, je prišlo do poenostavitve, in da se je pojavil, ga je treba pomnožiti 2. Tako formula ostaja kot E₂Tudi₄ In valencia de e je nato +4.

Vendar to pravilo ne uspe za nekatere okside, na primer PB₃Tudi₄. Zato so izračuni nevtralnosti vedno potrebni.

Iz česa je sestavljeno

Ko ima Valencia de e, je nomenklatura zalog sestavljena iz določitve v nekaterih oklepajih in z rimskimi številkami. Od vseh nomenklatura je to najpreprostejše in najbolj natančne glede na elektronske lastnosti oksidov.

Če ima E na drugi strani samo eno Valencijo (s katero se lahko posvetovate v periodični tabeli), potem ni določeno.

Tako se za oksid EO, če ima E valenco +2 in +3, imenuje: oksid (ime e) (ii). Če pa ima E samo Valencia +2, se imenuje njegov oksid: oksid (ime e).

Tradicionalna nomenklatura

Če omenjam ime oksidov, je treba v latinščino dodati pripone -o ali -Ooso za največje ali največje valence. V primeru, da obstajata več kot dve, se predpone zatečejo k najmanjšemu in -spesnemu za največjega od vseh.

Na primer, LEAD deluje z valencami +2 in +4. V PBO ima Valencia +2, zato se imenuje: Pluboso oksid. Medtem ko PBO₂ Imenuje se: plúmbico oksid.

In kako se imenuje PB₃Tudi₄, Glede na dve prejšnji nomenklaturi? Manjka ime, ker PB₃Tudi₄ Resnično je sestavljen iz mešanice 2 [pbo] [pbo₂]; to pomeni, da ima rdeča trdna snov z dvojno koncentracijo pbo.

Zaradi tega bi bilo napačno poskušati dati ime PB₃Tudi₄ To ni sestavljeno iz sistematične nomenklature ali priljubljenega slenga.

Vrste oksidov

Odvisno od tega, kateri del periodične tabele je, in zato lahko tvori njena elektronska narava ena vrsta oksida ali druga. Od tu se pojavijo več kriterijev, da jim dodelite fanta, najpomembnejše pa so tiste, povezane z njihovo kislostjo ali osnovnostjo.

Vam lahko služi: Kdo je zasnoval prvi sodobni termometer?

Osnovni oksidi

Za osnovne okside je značilno, da so ionski, kovinski in pomembnejši, ustvarjajo osnovno raztopino pri raztapljanju v vodi. Za eksperimentalno ugotovitev, ali je oksid osnovni, ga je treba dodati v posodo z vodo in univerzalnim indikatorjem. Njegova obarvanost pred dodajanjem oksida mora biti zelena, nevtralna pH.

Ko se vodni oksid doda, če se njegova barva spremeni iz zelene v modro, to pomeni, da je pH postal osnovni. To je zato, ker vzpostavlja ravnotežje topnosti med oblikovanim hidroksidom in vodo:

Eo (s) + h₂Ali (l) => e (OH)₂(On²⁺(AC) + OH^-(AC)

Čeprav je oksid netopen v vodi, je dovolj, da se majhen del raztaplja, da se spremeni pH. Nekateri osnovni oksidi so topni, ki ustvarjajo kavstične hidrokside, kot sta NaOH in KOH. To je, natrijev in kalijev oksidi, NA₂Ali in k₂Ali pa so zelo osnovne. Upoštevajte Valencijo +1 za obe kovini.

Kisli oksidi

Za kisle okside je značilno, da imajo nemetalni element, kovalentni so in ustvarjajo tudi kislinske raztopine z vodo. Spet lahko svojo kislost preverite z univerzalnim kazalcem. Če tokrat z dodajanjem oksida v vodo, njena zelena barva postane rdečkasta, potem je kisli oksid.

Reakcija, ki poteka, je naslednja:

EO₂(s) + h₂Ali (l) => h₂EO₃(AC)

Primer kislega oksida, ki ni trden, ampak plin, je co₂. Ko se raztopi v vodi, tvori ogljikovo kislino:

Co₂(g) + h₂Ali (l) h₂Co₃(AC)

Tudi co₂ Ni sestavljen iz anionov oz^2- in kationi c⁴⁺, Toda v molekuli, ki jo tvorijo kovalentne vezi: o = c = o. To je morda ena največjih razlik med osnovnimi oksidi in kislinami.

Nevtralni oksidi

Ti oksidi ne spremenijo zelene barve vode v nevtralni pH; to pomeni, da v vodni raztopini ne tvorijo hidroksidov ali kislin. Nekateri od njih so: n₂Ali ne in co. Tako kot CO imajo tudi kovalentne povezave, ki jih lahko ponazarjajo strukture Lewis ali katera koli teorija povezav.

Amfoteros oksidi

Drug način za razvrščanje oksidov je odvisen od tega, ali reagirajo s kislino ali ne. Voda je zelo šibka kislina (in tudi baza), zato amfoteronski oksidi ne kažejo "njuna dva obraza". Za te okside je značilno, da reagira tako s kislinami kot bazami.

Na primer aluminijev oksid je amfotero oksid. Naslednji dve kemični enačbi predstavljata njihovo reakcijo s kislinami ali bazami:

Do₂Tudi₃(s) + 3h₂SW₄(ac) => do₂(SW₄)₃(AC) + 3H₂Ali (l)

Do₂Tudi₃(s) + 2naOH (AC) + 3H₂Ali (l) => 2naal (OH)₄(AC)

Al₂(SW₄)₃ To je aluminijasta sulfatna sol in naal (OH)₄ Zapletena sol, imenovana tetrahidrox natrijev aluminat.

Vodikov oksid, h₂Ali (voda), je tudi amfoteričen in to je razvidno iz njenega ionizacijskega ravnovesja:

H₂Ali (l) h₃Tudi⁺(AC) + OH^-(AC)

Mešani oksidi

Mešani oksidi so tisti, ki so sestavljeni iz mešanice enega ali več oksidov v isti trdni snovi. PB₃Tudi₄ Je primer njih. Magnetit, vera₃Tudi₄, To je tudi še en primer mešanega oksida. Vera₃Tudi₄ Je mešanica grde in vere₂Tudi₃ V razmerjih 1: 1 (za razliko od PB₃Tudi₄).

Vam lahko služi: estri

Mešanice so lahko bolj zapletene, kar povzroča bogato raznolikost oksidnih mineralov.

Lastnosti oksidov

Lastnosti oksidov so odvisne od njihovega tipa. Oksidi so lahko ionski (eⁿ⁺Tudi^2-), kot Cao (CA²⁺Tudi^2-) ali kovalentno, kot je₂, O = s = o.

Iz tega dejstva in trenda, ki ga imajo elementi reakcije s kislinami ali bazami, se zbirajo številne lastnosti za vsak oksid.

Prav tako se zgoraj odraža v fizikalnih lastnostih, kot so fuzija in vrelišča. Ionski oksidi ponavadi tvorijo kristalne strukture, zelo odporne na toploto, zato so njihove tališča visoke (višje od 1.000 ° C), medtem ko kovalentna talina pri nizkih temperaturah ali celo plini ali tekočine.

Kako nastajajo oksidi?

Oksidi nastanejo, ko elementi reagirajo s kisikom. Ta reakcija se lahko pojavi s preprostim stikom z atmosferami, ki so v kisiku, ali zahteva toploto (na primer plamen vžigalnika).

Se pravi, ko kuri predmet, reagira s kisikom (dokler je prisoten v zraku).

Če na primer vzamemo kos fosforja in ga postavite v plamen, bo zažgal in tvoril ustrezen oksid:

4p (s) + 5o₂(g) => p₄Tudi₁₀(S)

Med tem postopkom lahko nekaj trdnih snovi, kot je kalcij, gori s svetlim in barvito plamenom.

Drug primer dobimo s kurjenjem lesa ali katero koli organsko snov, ki ima ogljik:

C (s) + o₂(g) => co₂(g)

Če pa obstaja insuficienco kisika, se tvori CO namesto co₂:

C (s) +1/2o₂(g) => co (g)

Upoštevajte, kako razmerje c/o služi za opis različnih oksidov.

Primeri oksidov

Kovalentna struktura oksida i₂Tudi₅. Vir: Wikimedia Commons

Zgornja slika ustreza strukturi kovalentnega oksida I₂Tudi₅, Najbolj stabilna kot jodna oblika. Upoštevajte svoje preproste in dvojne vezi, pa tudi formalne obremenitve I in kisika na njegove strani.

Za halogenske okside je značilno, da so kovalentni in zelo reaktivni, kot takšni so primeri ali₂F₂ (F-o-o-f) in₂ (F-o-f). Klor dioksid, clo₂, Na primer, je edini klorin oksid, ki se sintetizira na industrijskih lestvicah.

Ker halogeni tvorijo kovalentne okside, se njihove "hipotetične" valence izračunajo na enak način skozi načelo elektroneutralnosti.

Prehodne kovinske okside

Poleg halogenskih oksidov se vzamejo še oksidi prehodnih kovin:

• COO: kobaltni oksid (II); Kobaltozni oksid; U kobalt monoksid.
• HGO: živosrebrni oksid (ii); merkurski oksid; U živo srebro monoksid.
• Ag₂Ali: srebrni oksid; argični oksid; o Diptaine monoksid.
• Au₂Tudi₃: zlati oksid (iii); Aurični oksid; o Dioro trioksid.

Dodatni primeri

• B₂Tudi₃: bonski oksid; borični oksid; o Diboro trioksid.
• Cl₂Tudi₇: klor oksid (vii); perklorični oksid; Dikloro heptoksid.
• Št.: Dušikov oksid (II); Dušikov oksid; Dušikov monoksid.

Reference

1. Shiver & Atkins. (2008). Anorganska kemija. (Četrta izdaja). MC Graw Hill.
2. Kovinski in nemetalni oksidi. Vzet od: kem.Uiuc.Edu
3. Brezplačna kemija na spletu. (2018). Oksidi in ozon. Vzet od: freechemaryonline.com
4. Toppr. (2018). Preprosti oksidi. Vzet od: toppr.com
5. Steven s. Zumdahl. (7. maj 2018). Oksid. Encyclopediae Britannica. Vzeto od: Britannica.com
6. Kemija librettexts. (24. aprila 2018). Oksidi. Vzet od: kem.Librettexts.org
7. Kemika.Net (2018). Primeri oksidov. Okrevano od: KEMIKI.mreža