The oxidy Jsou to rodina binárních sloučenin, kde dochází k interakcím mezi prvkem a kyslíkem. Oxid má tedy velmi obecný vzorec typu EO, kde E je jakýkoli prvek.
V závislosti na mnoha faktorech, jako je elektronická povaha E, jeho iontový poloměr a jeho valence, se mohou tvořit různé druhy oxidů. Některé jsou velmi jednoduché a jiné jako Pb3NEBO4, (nazývané minium, arcazón nebo červené olovo) jsou smíchány; to znamená, že jsou výsledkem kombinace více než jednoho jednoduchého oxidu.
Složitost oxidů však může jít ještě dále. Existují směsi nebo struktury, do kterých může zasahovat více než jeden kov a kde také jejich poměry nejsou stechiometrické. V případě Pb3NEBO4, poměr Pb / O se rovná 3/4, přičemž čitatel i jmenovatel jsou celá čísla.
V nestechiometrických oxidech jsou podíly desetinná čísla. E0,75NEBO1,78, je příkladem hypotetického nestechiometrického oxidu. K tomuto jevu dochází u takzvaných oxidů kovů, zejména u přechodných kovů (Fe, Au, Ti, Mn, Zn atd.).
Existují však oxidy, jejichž vlastnosti jsou mnohem jednodušší a odlišitelnější, například iontový nebo kovalentní charakter. V těch oxidech, kde převládá iontový charakter, budou složeny z kationtů E.+ a anionty Odva-; a ty čistě kovalentní, jednoduché vazby (E-O) nebo dvojné vazby (E = O).
Co určuje iontový charakter oxidu, je rozdíl elektronegativity mezi E a O. Když E je vysoce elektropozitivní kov, pak EO bude mít vysoce iontový charakter. Zatímco pokud E je elektronegativní, konkrétně nekovový, bude jeho oxid EO kovalentní.
Tato vlastnost definuje mnoho dalších, které vykazují oxidy, jako je jejich schopnost tvořit báze nebo kyseliny ve vodném roztoku. Odtud pocházejí takzvané bazické a kyselé oxidy. Ti, kteří se nechovají jako jeden z těchto dvou nebo naopak vykazují obě vlastnosti, jsou neutrální nebo amfoterní oxidy.
Rejstřík článků
Existují tři způsoby, jak pojmenovat oxidy (které platí i pro mnoho dalších sloučenin). Jsou správné bez ohledu na iontový charakter oxidu EO, takže jejich jména neříkají nic o jeho vlastnostech nebo strukturách.
Vzhledem k oxidům EO, EdvaO, EdvaNEBO3 a EOdva, na první pohled není možné vědět, co je za jejich chemickými vzorci. Čísla však označují stechiometrické poměry nebo poměr E / O. Z těchto čísel jim mohou být přidělena jména, i když není specifikováno, s jakou valencí to „funguje“ E.
Počty atomů pro E i O jsou označeny řeckými předponami číslování. Tímto způsobem mono- znamená, že existuje pouze jeden atom; di-, dva atomy; tri-, tři atomy atd.
Názvy předchozích oxidů podle systematické nomenklatury jsou tedy:
-OpiceE oxid (EO).
-Opiceoxid z dalE (E.dvaNEBO).
-Trioxid z dalE (EdvaNEBO3).
-DalE oxid (EOdva).
Použitím této nomenklatury pro Pb3NEBO4, červený oxid prvního obrázku, máte:
Pb3NEBO4: tetraoxid z triVést.
U mnoha směsných oxidů nebo s vysokými stechiometrickými poměry je velmi užitečné používat k jejich pojmenování systematickou nomenklaturu.
I když není známo, co je to prvek E, stačí s poměrem E / O vědět, jakou valenci používáte ve svém oxidu. Jak? Principem elektroneutality. To vyžaduje, aby se součet nábojů iontů ve sloučenině musel rovnat nule.
Toho se dosáhne předpokládáním vysokého iontového charakteru pro jakýkoli oxid. O má tedy náboj -2, protože je to Odva-, a E musí přispět n + tak, aby neutralizoval záporné náboje oxidového aniontu.
Například v EO pracuje atom E s valencí +2. Proč? Protože jinak by to nemohlo neutralizovat náboj -2 jediného O. Pro EdvaNebo má E valenci +1, protože náboj +2 musí být rozdělen mezi dva atomy E..
A v E.dvaNEBO3, Nejprve je třeba vypočítat záporné náboje, které přispěl O. Jelikož jsou tři, pak: 3 (-2) = -6. K neutralizaci náboje -6 je nutné, aby E přispěly +6, ale protože existují dva z nich, +6 je vyděleno dvěma, přičemž E má valenci +3.
O má vždy v oxidech -2 valenci (pokud to není peroxid nebo superoxid). Mnemotechnické pravidlo pro určení valence E tedy spočívá jednoduše v zohlednění čísla, které doprovází O. Na druhé straně bude mít číslo 2, které jej doprovází, a pokud ne, znamená to, že došlo ke zjednodušení.
Například v EO je valence E +1, protože i když to není napsáno, existuje pouze jedno O. A pro EOdva, Jelikož neexistuje 2 doprovázející E, došlo ke zjednodušení, a aby se to ukázalo, musí se vynásobit 2. Tedy vzorec zůstává jako EdvaNEBO4 a valence E je pak +4.
Toto pravidlo však selže u některých oxidů, jako je Pb3NEBO4. Proto je vždy nutné provádět výpočty neutrality.
Jakmile je valence E po ruce, skladová nomenklatura spočívá v její specifikaci v závorkách a římskými číslicemi. Ze všech nomenklatur je to nejjednodušší a nejpřesnější s ohledem na elektronické vlastnosti oxidů..
Pokud má E na druhou stranu pouze jednu valenci (kterou lze najít v periodické tabulce), pak není uvedena..
Pro oxid EO, pokud má E valenci +2 a +3, se tedy nazývá: (název E) (II) oxid. Ale pokud E má pouze valenci +2, pak se jeho oxid nazývá: oxid (název E).
Chcete-li zmínit název oxidů, je třeba k jejich latinským jménům přidat příponu -ico nebo -oso, a to pro větší nebo menší valenci. V případě, že jich je více než dvě, používají se předpony -hypo pro nejmenší a -per pro největší ze všech..
Například olovo pracuje s valencemi +2 a +4. V PbO má valenci +2, proto se mu říká: oxid kypří. Zatímco PbOdva jmenuje se: oxid olovnatý.
A Pb3NEBO4, jak se tomu říká podle dvou předchozích nomenklatur? Nemá to jméno. Proč? Protože Pb3NEBO4 ve skutečnosti sestává ze směsi 2 [PbO] [PbOdva]; to znamená, že červená pevná látka má dvojitou koncentraci PbO.
Z tohoto důvodu by bylo špatné pokusit se pojmenovat Pb3NEBO4 která nespočívá v systematické nomenklatuře nebo populárním slangu.
V závislosti na tom, která část periodické tabulky E se nachází, a tedy na její elektronické povaze, může být vytvořen jeden druh oxidu nebo jiný. Z tohoto vyplývá několik kritérií pro přiřazení typu, ale nejdůležitější jsou kritéria týkající se jejich kyselosti nebo zásaditosti..
Základní oxidy se vyznačují tím, že jsou iontové, kovové a co je důležitější, vytvářejí zásaditý roztok rozpuštěním ve vodě. Chcete-li experimentálně zjistit, zda je oxid zásaditý, je třeba ho přidat do nádoby s vodou a v ní rozpuštěným univerzálním indikátorem. Jeho zbarvení před přidáním oxidu musí být zelené, pH neutrální.
Jakmile se oxid přidá do vody, pokud se jeho barva změní ze zelené na modrou, znamená to, že pH se stalo zásaditým. Důvodem je to, že stanoví rovnováhu rozpustnosti mezi vytvořeným hydroxidem a vodou:
EO (s) + HdvaO (l) => E (OH)dva(s) <=> Adva+(ac) + OH-(ac)
I když je oxid nerozpustný ve vodě, pouze malá část se rozpouští, aby se změnilo pH. Některé bazické oxidy jsou tak rozpustné, že vytvářejí hydroxidy hydroxidu, jako je NaOH a KOH. To znamená, že oxidy sodíku a draslíku, NadvaO a K.dvaNebo jsou velmi základní. Všimněte si valence +1 pro oba kovy.
Kyselé oxidy se vyznačují tím, že mají nekovový prvek, jsou kovalentní a navíc vytvářejí kyselé roztoky s vodou. Jeho kyselost lze opět zkontrolovat pomocí univerzálního indikátoru. Pokud se tentokrát při přidávání oxidu do vody změní jeho zelená barva na načervenalé, pak se jedná o oxid kyseliny.
K jaké reakci dochází? Další:
EOdva(s) + HdvaO (l) => HdvaEO3(ac)
Příkladem kyselého oxidu, který není pevná látka, ale plyn, je COdva. Když se rozpustí ve vodě, vytvoří kyselinu uhličitou:
COdva(g) + HdvaO (l) <=> HdvaCO3(ac)
Také COdva nesestává z aniontů Odva- a C kationty4+, ale v molekule tvořené kovalentními vazbami: O = C = O. To je možná jeden z největších rozdílů mezi bazickými oxidy a kyselinami.
Tyto oxidy nemění zelenou barvu vody při neutrálním pH; to znamená, že ve vodném roztoku netvoří hydroxidy ani kyseliny. Některé z nich jsou: NdvaNE, NE a CO. Stejně jako CO mají kovalentní vazby, které lze ilustrovat Lewisovými strukturami nebo jakoukoli teorií vazeb.
Další způsob klasifikace oxidů závisí na tom, zda reagují s kyselinou nebo ne. Voda je velmi slabá kyselina (a také báze), takže amfoterní oxidy nevykazují „své dvě tváře“. Tyto oxidy se vyznačují reakcí jak s kyselinami, tak s bázemi.
Oxid hlinitý je například amfoterní oxid. Následující dvě chemické rovnice představují jeho reakci s kyselinami nebo zásadami:
DodvaNEBO3(s) + 3HdvaSW4(ac) => Aldva(SW4)3(aq) + 3HdvaO (l)
DodvaNEBO3(s) + 2NaOH (vod.) + 3HdvaO (l) => 2NaAl (OH)4(ac)
Aldva(SW4)3 je síran hlinitý a NaAl (OH)4 komplexní sůl zvaná tetrahydroxy hlinitan sodný.
Oxid vodíku, HdvaO (voda), je také amfoterní, což dokazuje jeho ionizační rovnováha:
HdvaO (l) <=> H3NEBO+(ac) + OH-(ac)
Smíšené oxidy jsou ty, které sestávají ze směsi jednoho nebo více oxidů ve stejné pevné látce. The Pb3NEBO4 je jejich příkladem. Magnetit, Fe3NEBO4, je to také další příklad směsného oxidu. Víra3NEBO4 je směs FeO a FedvaNEBO3 v poměru 1: 1 (na rozdíl od Pb3NEBO4).
Směsi mohou být složitější, což vytváří bohatou škálu oxidových minerálů.
Vlastnosti oxidů závisí na jejich typu. Oxidy mohou být iontové (E.n+NEBOdva-), jako je CaO (Cadva+NEBOdva-), nebo kovalentní, jako je SOdva, O = S = O.
Z této skutečnosti a z tendence prvků reagovat s kyselinami nebo zásadami se pro každý oxid shromažďuje řada vlastností..
Výše uvedené se také odráží ve fyzikálních vlastnostech, jako jsou teploty tání a varu. Iontové oxidy mají tendenci vytvářet krystalické struktury, které jsou velmi odolné vůči teplu, takže jejich teploty tání jsou vysoké (nad 1 000 ° C), zatímco kovalenty se taví při nízkých teplotách, nebo jsou to dokonce plyny nebo kapaliny..
Oxidy se tvoří, když prvky reagují s kyslíkem. K této reakci může dojít při jednoduchém kontaktu s atmosférou bohatou na kyslík nebo vyžaduje teplo (například lehčí plamen). To znamená, že při hoření objektu reaguje s kyslíkem (pokud je přítomen ve vzduchu).
Pokud například vezmete kousek fosforu a umístíte ho do plamene, spálí se a vytvoří odpovídající oxid:
4P (s) +5Odva(g) => P4NEBO10(s)
Během tohoto procesu mohou některé pevné látky, například vápník, hořet jasným, barevným plamenem..
Další příklad lze získat spalováním dřeva nebo jiných organických látek obsahujících uhlík:
C (s) + O.dva(g) => COdva(G)
Pokud však není dostatek kyslíku, místo CO se tvoří COdva:
C (s) + 1 / 2Odva(g) => CO (g)
Všimněte si, jak poměr C / O slouží k popisu různých oxidů.
Horní obrázek odpovídá struktuře kovalentního oxidu IdvaNEBO5, nejstabilnější forma jódu. Všimněte si jejich jednoduchých a dvojných vazeb, jakož i formálních nábojů I a kyslíků na jejich stranách..
Oxidy halogenů se vyznačují tím, že jsou kovalentní a vysoce reaktivní, jako například OdvaFdva (F-O-O-F) a OFdva (F-O-F). Chlordioxid, ClOdva, je to například jediný oxid chloričitý, který se syntetizuje v průmyslovém měřítku.
Jelikož halogeny tvoří kovalentní oxidy, jejich „hypotetické“ valence se počítají stejným způsobem prostřednictvím principu elektroneutality..
Kromě oxidů halogenu existují oxidy přechodných kovů:
-CoO: oxid kobaltnatý; oxid kobaltu; u oxidu uhelnatého.
-HgO: oxid rtuťnatý; oxid rtuťnatý; u oxidu rtuťnatého.
-AgdvaO: oxid stříbrný; oxid stříbrný; nebo diplate monoxide.
-AudvaNEBO3: oxid zlatý (III); oxid aurový; nebo oxid dioxidový.
-BdvaNEBO3: oxid boritý; oxid boritý; nebo oxid diboritý.
-CldvaNEBO7: oxid chloričitý (VII); oxid chloritý; dichlorheptoxid.
-NO: oxid dusíku (II); Oxid dusnatý; oxid uhelnatý.
Zatím žádné komentáře