Oksidien nimikkeistö, tyypit, ominaisuudet ja esimerkit

oksidit ne ovat binääristen yhdisteiden perhe, jossa elementin ja hapen välillä on vuorovaikutusta. Niinpä oksidilla on hyvin yleinen kaava EO-tyypistä, jossa E on mikä tahansa elementti.

Monista tekijöistä, kuten E: n elektronisesta luonteesta, sen ionisäteestä ja sen valensseista riippuen voidaan muodostaa erilaisia ​​oksideja. Jotkut ovat hyvin yksinkertaisia ​​ja toiset, kuten Pb₃O₄, (nimeltään minium, arcazón tai punainen lyijy) sekoitetaan; toisin sanoen ne johtuvat useamman kuin yhden yksinkertaisen oksidin yhdistelmästä.

Mutta oksidien monimutkaisuus voi mennä pidemmälle. On olemassa seoksia tai rakenteita, joissa useampi kuin yksi metalli voi puuttua, ja missä osuudet eivät myöskään ole stökiometrisiä. Pb: n tapauksessa₃O₄, suhde Pb / O on 3/4, josta sekä laskuri että nimittäjä ovat kokonaislukuja.

Ei-stöhhiometrisissä oksideissa suhteet ovat desimaalilukuja. E_0,75O_1,78, on esimerkki hypoteettisesta ei-stöhhiometrisestä oksidista. Tämä ilmiö esiintyy ns. Metallioksideilla, erityisesti siirtymämetalleilla (Fe, Au, Ti, Mn, Zn jne.).

On kuitenkin olemassa oksideja, joiden ominaisuudet ovat paljon yksinkertaisempia ja erilaistuvia, kuten ioninen tai kovalenttinen merkki. Niissä oksideissa, joissa ioninen merkki on vallitseva, ne koostuvat kationeista E⁺ ja anionit O^2-; ja ne puhtaasti kovalenttiset, yksinkertaiset (E-O) tai kaksinkertaiset (E = O) linkit.

Se, mikä sanoo oksidin ionisen luonteen, on E-O: n välisen elektronegatiivisuuden ero. Kun E on hyvin elektropositiivinen metalli, EO: lla on korkea ioninen luonne. Jos E on elektronegatiivinen, nimittäin ei-metallinen, sen EO-oksidi on kovalenttinen.

Tämä ominaisuus määrittelee monia muita oksidien näyttämiä, kuten myös niiden kyky muodostaa emäksiä tai happoja vesiliuoksessa. Sieltä syntyy ns. Emäksisiä ja happamia oksideja. Ne, jotka eivät käyttäyty kummatkin tai jotka osoittavat molempia ominaisuuksia, ovat neutraaleja tai amfoteerisia oksideja.

indeksi

• 1 Nimikkeistö
  • 1.1 Järjestelmällinen nimikkeistö
  • 1.2 Varastojen nimikkeistö
  • 1.3 Perinteinen nimikkeistö
• 2 Oksidien tyypit
  • 2.1 Perusoksidit
  • 2.2 Happooksidit
  • 2.3 Neutraalit oksidit
  • 2.4 Amfoteeriset oksidit
  • 2.5 Sekoitetut oksidit
• 3 Ominaisuudet
• 4 Miten ne muodostuvat?
• 5 Esimerkkejä oksideista
  • 5.1 Siirtymämetallioksidit
  • 5.2 Muita esimerkkejä
• 6 Viitteet

nimistö

On olemassa kolme tapaa mainita oksidit (joita sovelletaan myös moniin muihin yhdisteisiin). Nämä ovat oikein riippumatta EO-oksidin ionisesta luonteesta, joten niiden nimet eivät sano mitään niiden ominaisuuksista tai rakenteista.

Järjestelmällinen nimikkeistö

Koska oksidit EO, E₂O, E₂O₃ ja EO₂, Ensi silmäyksellä et voi tietää, mikä on kemiallisten kaavojesi takana. Numerot osoittavat kuitenkin stoikiometriset suhteet tai E / O-suhteen. Näistä numeroista voidaan antaa nimiä, vaikka niitä ei ole määritelty, mitä valenssi "toimii".

Sekä E: n että O: n atomien lukumäärät on merkitty kreikkalaisen numeron etuliitteillä. Tällä tavoin mono- tarkoittaa, että on vain yksi atomi; di-, kaksi atomia; tri-, kolme atomia ja niin edelleen.

Siten aiempien oksidien nimet järjestelmällisen nimikkeistön mukaan ovat:

-se nutturaE (EO) oksidi.

-se nutturaoksidi diE (E₂O).

-trioksidin oksidi diE (E₂O₃).

-diE-oksidi (EO)₂).

Sovelletaan sitten tätä nimikkeistöä Pb: lle₃O₄, ensimmäisen kuvan punainen oksidi, meillä on:

pb₃O₄: tetraoksidin oksidi trijohtaa.

Monille sekoitetuille oksideille tai suurille stökiometrisille suhteille on erittäin hyödyllistä käyttää järjestelmällistä nimikkeistöä niiden nimeämiseksi.

Varaston nimikkeistö

Valencia

Vaikka ei tiedetä, mikä elementti on E, riittää, että E / O-suhde tietää, mitä valenssia se käyttää oksidissaan. Miten? Elektroneutraalisuuden periaatteen kautta. Tämä edellyttää, että yhdisteissä olevien ionien varausten summa on yhtä suuri kuin nolla.

Tämä tehdään olettaen, että jokaiselle oksidille on suuri ioninen luonne. Siten O: lla on varaus -2, koska se on O^2-, ja E: n on annettava n +, jotta se neutraloi oksidianionin negatiiviset varaukset.

Esimerkiksi EO: ssa atomi E toimii valenssin +2 kanssa. Miksi? Koska muuten se ei voinut neutraloida ainoan O: n kuormaa -2₂Tai E on valenssi +1, koska varaus +2 on jaettava E: n kahden atomin välille.

Ja E₂O₃, O: n aiheuttamat negatiiviset maksut on ensin laskettava, koska niistä kolme on: 3 (-2) = -6. Kuorman neutraloimiseksi -6 vaaditaan, että E antaa +6, mutta koska niistä on kaksi, +6 jaetaan kahdella, jolloin E: n arvo on +3.

Muistosääntö

O-oksideissa on aina valenssi -2 (ellei se ole peroksidi tai superoksidi). Niinpä mnemoninen sääntö E: n valenssin määrittämiseksi on yksinkertaisesti ottaa huomioon luku, joka liittyy O. E: hen, ja toisaalta sen numero on 2, ja jos ei, se tarkoittaa yksinkertaistamista..

Esimerkiksi EO: ssa E: n valenssi on +1, koska vaikka ei ole kirjoitettu, on vain yksi O. Ja EO: lle₂, jos mukana ei ole E: tä, oli olemassa yksinkertaistaminen, ja sen ilmestyminen on kerrottava 2: lla.₂O₄ ja E: n valenssi on sitten +4.

Tämä sääntö epäonnistuu kuitenkin joillekin oksideille, kuten Pb: lle₃O₄. Siksi on aina välttämätöntä suorittaa puolueettomuuslaskelmat.

Mitä se koostuu?

Kun E: n valenssi on käsillä, kaluston nimikkeistö koostuu siitä, että se määritellään suluissa ja roomalaisilla numeroilla. Kaikista nimikkeistä tämä on yksinkertaisin ja tarkin oksidien elektronisten ominaisuuksien suhteen.

Jos E: llä on toisaalta vain yksi valenssi (joka löytyy jaksollisesta taulukosta), niin sitä ei ole määritetty.

Siten oksidille EO, jos E: llä on valenssi +2 ja +3, sitä kutsutaan: (E: n nimi) oksidiksi (II). Mutta jos E: llä on vain valenssi +2, sen oksidia kutsutaan: oksidiksi (E: n nimi).

Perinteinen nimikkeistö

Mainitsemalla oksidien nimi, suurempien tai pienempien valenssien suffiksit -ico tai -oso olisi lisättävä latinankielisiin nimiin. Jos on enemmän kuin kaksi, niin etuliitteitä -tyyppi, pienimmälle ja -perille, suurimmalle.

Esimerkiksi lyijy toimii valensseilla +2 ja +4. PbO: ssa on valenssi +2, joten sitä kutsutaan: plumbous oxide. Vaikka PbO₂ Sitä kutsutaan nimellä Plúmbico oxide.

Ja Pb₃O₄, Miten sitä kutsutaan kahden edellisen nimikkeistön mukaisesti? Sillä ei ole nimeä. Miksi? Koska Pb₃O₄ itse asiassa koostuu seoksesta 2 [PbO] [PbO₂]; eli punaisella kiinteällä aineella on kaksinkertainen PbO-pitoisuus.

Tästä syystä olisi väärin yrittää antaa nimi Pb: lle₃O₄ se ei koostu systemaattisesta nimikkeistöstä tai suosituista slangista.

Oksidien tyypit

Riippuen siitä, mikä osa jaksollisesta taulukosta on E ja siten sen sähköinen luonne, voidaan muodostaa yksi tai useampi oksidi. Sieltä syntyy useita kriteereitä, jotka antavat heille tyypin, mutta tärkeimmät ovat ne, jotka liittyvät niiden happamuuteen tai perustavuuteen.

Emäksiset oksidit

Emäksisille oksideille on tunnusomaista, että ne ovat ionisia, metallisia ja vielä tärkeämpiä, muodostavat emäksisen liuoksen veteen liuotettuna. Jos haluat määrittää kokeellisesti, jos oksidi on perusaine, se on lisättävä säiliöön, jossa on vettä ja siihen liuennut yleisindikaattori. Sen värin on ennen oksidin lisäämistä oltava vihreä, neutraali pH.

Kun oksidi on lisätty veteen, jos sen väri muuttuu vihreästä siniseksi, se tarkoittaa, että pH on muuttunut perusasetukseksi. Tämä johtuu siitä, että se muodostaa liukoisuuden tasapainon muodostuneen hydroksidin ja veden välillä:

EO (s) + H₂O (l) => E (OH)₂(S) <=> E²⁺(ac) + OH^-(Aq)

Vaikka oksidi ei liukene veteen, riittää, että pieni osa liukenee pH: n muuttamiseksi. Jotkut emäksiset oksidit ovat niin liukoisia, että ne tuottavat emäksisiä hydroksideja, kuten NaOH ja KOH. Toisin sanoen natrium- ja kaliumoksidit, Na₂O ja K₂Tai ne ovat hyvin yksinkertaisia. Huomaa +1: n valenssi molemmilla metalleilla.

Happooksidit

Happooksideille on tunnusomaista, että niillä on ei-metallinen elementti, ne ovat kovalenttisia ja tuottavat myös happamia liuoksia vedellä. Jälleen sen happamuus voidaan tarkistaa yleisindikaattorilla. Jos tällä kertaa lisäämällä oksidi veteen, sen vihreä väri muuttuu punertavaksi, sitten se on happooksidi.

Mikä reaktio tapahtuu? Seuraavat:

EO₂(s) + H₂O (l) => H₂EO₃(Aq)

Esimerkki hapen oksidista, joka ei ole kiinteä, vaan kaasu, on CO₂. Kun se liukenee veteen, se muodostaa hiilihappoa:

CO₂(g) + H₂O (l) <=> H₂CO₃(Aq)

Myös CO₂ Se ei sisällä anioneja TAI^2- ja C-kationit⁴⁺, mutta kovalenttisilla sidoksilla muodostetussa molekyylissä: O = C = O. Tämä on ehkä yksi suurimmista eroista emäksisten oksidien ja happojen välillä.

Neutraalit oksidit

Nämä oksidit eivät muuta veden vihreää väriä neutraalissa pH: ssa; eli ne eivät muodosta hydroksideja eikä happoja vesiliuoksessa. Jotkut niistä ovat: N₂O, NO ja CO. Kuten CO: lla, niillä on kovalenttiset sidokset, jotka voidaan havainnollistaa Lewisin rakenteilla tai millä tahansa linkkiteorialla.

Amfoteeriset oksidit

Toinen tapa luokitella oksidit riippuu siitä, reagoivatko ne hapon kanssa vai eivät. Vesi on hyvin heikko happo (ja myös emäs), joten amfoteeriset oksidit eivät ole "molemmin puolin". Näille oksideille on tunnusomaista reaktio sekä happojen että emästen kanssa.

Esimerkiksi alumiinioksidi on amfoteerinen oksidi. Seuraavat kaksi kemiallista yhtälöä edustavat niiden reaktiota happojen tai emästen kanssa:

että₂O₃(s) + 3H₂SW₄(ac) => Al₂(SO₄)₃(ac) + 3H₂O (l)

että₂O₃(s) + 2NaOH (ac) + 3H₂O (l) => 2NaAl (OH)₄(Aq)

Al₂(SO₄)₃ on alumiinisulfaattisuola ja NaAl (OH)₄ kompleksisuola, jota kutsutaan natriumtetrahydroksiinialuminaatiksi.

Vetyoksidi, H₂Tai (vesi), se on myös amfoteerinen, ja tämä ilmenee sen ionisaatiotasapainossa:

H₂O (l) <=> H₃O⁺(ac) + OH^-(Aq)

Sekoitetut oksidit

Sekoitetut oksidit ovat sellaisia, jotka koostuvat yhden tai useamman oksidin seoksesta samassa kiinteässä aineessa. Pb₃O₄ Se on esimerkki niistä. Magnetiitti, Faith₃O₄, se on myös toinen esimerkki seka- oksidista. Usko₃O₄ Se on FeO: n ja Fe: n seos₂O₃ suhteessa 1: 1 (toisin kuin Pb)₃O₄).

Seokset voivat olla monimutkaisempia, jolloin tuloksena on runsaasti erilaisia ​​oksidimineraaleja.

ominaisuudet

Oksidien ominaisuudet riippuvat niiden tyypistä. Oksidit voivat olla ionisia (Eⁿ⁺O^2-), kuten CaO (Ca²⁺O^2-) tai kovalenttina SO: na₂, O = S = O.

Tästä seikasta ja elementtien taipumuksesta reagoida happojen tai emästen kanssa kerätään jokaiselle oksidille useita ominaisuuksia.

Edellä mainittu näkyy myös fyysisissä ominaisuuksissa, kuten sulamis- ja kiehumispisteissä. Ioniset oksidit pyrkivät muodostamaan kiteisiä rakenteita, jotka ovat erittäin kestäviä kuumuudelle, joten niiden sulamispisteet ovat korkeita (yli 1000 ° C), kun taas kovalenttinen sulaa alhaisissa lämpötiloissa tai jopa kaasuissa tai nesteissä.

Miten ne muodostuvat?

Oksidit muodostuvat, kun elementit reagoivat hapen kanssa. Tämä reaktio voi tapahtua yksinkertaisesti kosketuksissa happea sisältävien ilmakehän kanssa tai vaatii lämpöä (kuten savukkeensytyttimen liekki). Toisin sanoen kun esine poltetaan, se reagoi hapen kanssa (niin kauan kuin se on läsnä ilmassa).

Jos esimerkiksi otetaan fosforia ja se asetetaan liekkiin, se palaa ja muodostaa vastaavan oksidin:

4P (s) + 5O₂(g) => P₄O₁₀(S)

Tämän prosessin aikana jotkut kiinteät aineet, kuten kalsium, voivat polttaa kirkkaalla ja värikkäällä liekillä.

Toinen esimerkki saadaan polttamalla puuta tai mitä tahansa orgaanista ainetta, jolla on hiiltä:

C (s) + O₂(g) => CO₂(G)

Mutta jos happea ei ole, CO muodostuu CO: n sijasta₂:

C (s) + 1 / 2O₂(g) => CO (g)

Huomaa, miten C / O-suhdetta käytetään kuvaamaan erilaisia ​​oksideja.

Esimerkkejä oksideista

Ylempi kuva vastaa kovalenttista oksidirakennetta I₂O₅, jodin vakavin muoto. Huomaa sen yksinkertaiset ja kaksoissidokset sekä I- ja oksygeenien viralliset syytteet sivusuunnilleen.

Halogeenioksideille on tunnusomaista se, että ne ovat kovalenttisia ja hyvin reaktiivisia, kuten ovat O: n tapaukset₂F₂ (F-O-O-F) ja OF₂ (F-O-F). Klooridioksidi, ClO₂, esimerkiksi se on ainoa klooridioksidi, joka syntetisoidaan teollisissa asteikoissa.

Koska halogeenit muodostavat kovalenttisia oksideja, niiden "hypoteettiset" valenssit lasketaan samalla tavalla elektroneutraalisuuden periaatteen mukaisesti.

Siirtymämetallioksidit

Halogeenioksidien lisäksi meillä on siirtymämetallien oksidit:

-CoO: kobolttioksidi (II); kobolttioksidi; u kobolttimonoksidi.

-HgO: elohopeaoksidi (II); elohopeaoksidi; u elohopean monoksidi.

-Ag₂O: hopeaoksidi; hopeaoksidi; tai diplomaattimonoksidi.

-au₂O₃: kultaoksidi (III); aureusoksidi; tai dioro-trioksidi.

Muita esimerkkejä

-B₂O₃: boorioksidi; boorioksidi; tai diborotrioksidi.

-cl₂O₇: klooridioksidi (VII); perkloridioksidi; dikloori-heptoxidi.

-NO: typpioksidi (II); typpioksidi; typpimonoksidi.

viittaukset

1. Shiver & Atkins. (2008). Epäorgaaninen kemia (neljäs painos). Mc Graw Hill.
2. Metalli- ja nonmetal-oksidit. Otettu: chem.uiuc.edu
3. Free Chemistry Online. (2018). Oksidit ja otsoni. Otettu: freechemistryonline.com
4. Toppr. (2018). Yksinkertaiset oksidit. Otettu: toppr.com
5. Steven S. Zumdahl. (7. toukokuuta 2018). Hapettuu. Encyclopediae Britannica. Otettu: britannica.com
6. Kemia LibreTexts. (24. huhtikuuta 2018). Oksideja. Otettu: chem.libretexts.org
7. Quimicas.net (2018). Esimerkkejä oksideista. Haettu osoitteesta: quimicas.net