שתף:
Hydroxides מאפיינים, nomenclature ודוגמאות
ה הידרוקסידים הם תרכובות אנאורגניות ושלושיות המורכבות מאינטראקציה בין קטיון מתכת לבין קבוצת תפקוד OH (הידרוקסיד אניון, OH-). רובם יוניים בטבע, למרות שהם יכולים גם קשרים קוולנטיים.
לדוגמה, hydroxide יכול להיות מיוצג כמו אינטראקציה אלקטרוסטטית בין קטיון M+ ואת האוניון OH-, או כקשר קוולנטי באמצעות איגרת M-OH (התמונה התחתונה). ב הראשון, הקשר יונית ניתנת, ואילו השני, הקשר קוולנטי. עובדה זו תלויה בעיקר על מתכת או קטיון M+, כמו גם החיוב שלה רדיוס יונית.
כי הרבה מהם באים ממתכות, זה שווה להזכיר אותם כמו hydroxides מתכת.
אינדקס
- 1 איך הם נוצרו?
- 2 תכונות של הידרוקסידים
- 2.1 אניון OH-
- 2.2 יונית ואופי בסיסי
- 2.3 מגמה תקופתית
- 2.4 אמפוטריזם
- 2.5 מבנים
- 2.6 התייבשות התגובה
- 3 המינוח
- 3.1 מסורתית
- 3.2 מלאי
- 3.3
- 4 דוגמאות של הידרוקסידים
- 5 הפניות
איך הם נוצרו?
ישנם שני מסלולים סינתטיים עיקריים: על ידי תגובה של תחמוצת המקביל עם מים, או עם בסיס חזק במדיום חומצה:
MO + H2O => M (OH)2
MO + H+ + הו- => M (OH)2
רק אלה תחמוצות מתכת מסיסים במים להגיב ישירות כדי ליצור את הידרוקסיד (משוואה כימית הראשונה). אחרים אינם מסיסים ודורשים מינים חומציים שמשחררים את M+, אשר לאחר מכן אינטראקציה עם OH- מבסיסים חזקים (משוואה כימית שנייה).
עם זאת, אמר בסיסים חזקים הם הידרוקסידים מתכת NaOH, KOH ואחרים של הקבוצה של מתכות אלקליות (LiOH, RbOH, CsOH). אלה הם תרכובות יוניות מסיס מאוד במים, ולכן, OH שלהם- חופשיים להשתתף בתגובות כימיות.
מצד שני, hydroxides מתכת קיימים מסיסים וכתוצאה מכך בסיסים חלשים מאוד. אפילו כמה מהם חומצי, כמו במקרה של חומצה Telluric, טה (OH)6.
הידרוקסיד יוצר איזון של מסיסות עם ממס סביב זה. אם זה מים, למשל, אז את היתרה באה לידי ביטוי כדלקמן:
M (OH)2 <=> M2+(AC) + OH-(ac)
איפה (ac) מציין כי המדיום הוא מימי. כאשר מוצק אינו מסיס, הריכוז OH מומס הוא קטן או זניח. מסיבה זו, hydroxides מתכת מסיסים לא יכול לייצר פתרונות בסיסיים כמו אלה של NaOH.
מן האמור לעיל ניתן להסיק כי hydroxides התערוכה מאפיינים שונים מאוד, מקושר המבנה הכימי ואת האינטראקציות בין המתכת לבין OH. לכן, אם כי רבים הם יוניים, עם מבנים גבישיים מגוונים, אחרים ומצד שני להציג מבנים פולימריים מורכבים ופורקים.
תכונות של hydroxides
אניון-
יון הידרוקסיל הוא אטום חמצן מלוכדות קוולנטית למימן. לכן, זה יכול להיות מיוצג בקלות כמו OH-. המטען השלילי ממוקם על החמצן, מה שהופך אניון זה אלקטרונים התורמים מינים: בסיס.
אם OH- תורם את האלקטרונים למימן, נוצרת מולקולה של H2O. אתה יכול גם לתרום האלקטרונים שלך מינים טעונים חיובי: כמו מרכזי מתכת M+. לפיכך, מורכב תיאום נוצרת באמצעות קישור dative M-OH (חמצן תורם זוג אלקטרונים).
עם זאת, כדי שזה יקרה, החמצן חייב להיות מסוגל לתאם ביעילות עם המתכת, אחרת, יחסי הגומלין בין M ו- OH יהיו בעלי אופי יוני ניכר (M+ הו-). כמו יון hydroxyl זהה בכל hydroxides, ההבדל בין כולם ואז טמון קטיון המלווה אותו.
כמו כן, בגלל קטיון זה יכול לבוא מכל מתכת בטבלה המחזורית (קבוצות 1, 2, 13, 14, 15, 16, או מן מתכות המעבר), המאפיינים של hydroxides כזה להשתנות מאוד, אם כי כולם שוקלים משותף היבטים מסוימים.
יונית ואופי בסיסי
ב hydroxides, למרות שיש להם קשרים תיאום, יש להם אופי יונית סמויה. בחלק, כמו NaOH, יונים שלה הם חלק מרשת גבישית שנוצרה על ידי Na cations.+ ו אניונים OH- ב 1: 1 פרופורציות; כלומר, עבור כל יון Na+ יש יון OH- צד נגדי.
בהתאם לטעינת המתכת, יהיו פחות או יותר אניונים- סביבו. לדוגמה, עבור קטיון מתכתי M2+ יהיו שני יונים OH- אינטראקציה עם זה: M (OH)2, מה מתואר כ HO- M2+ הו-. באותו אופן זה קורה עם מתכות M3+ ועם אחרים של חיובי חיובי יותר (אם כי לעתים רחוקות עולה על 3 +).
אופי יוני זה אחראי על רבים מן התכונות הפיסיקליות, כגון נמס ונקודות רתיחה. אלה הם גבוהים, אשר משקף את הכוחות האלקטרוסטטיים הפועלים בתוך סריג קריסטל. כמו כן, כאשר hydroxides הם מומס או מומס הם יכולים לנהל את זרם חשמלי בשל הניידות של היונים שלהם.
עם זאת, לא כל hydroxides יש אותן רשתות גבישי. אלו עם אלה יציבים ביותר יהיה פחות סיכוי להתמוסס ממיסים קוטביים כגון מים. ככלל, ככל הרדיוס יונית יותר של M+ ו OH-, מסיס יותר יהיה זהה.
מגמה תקופתית
האמור לעיל מסביר מדוע מסיסות של hydroxides של מתכות אלקליות גדל ככל הקבוצה יורדת. לפיכך, הסדר הגובר של solubilities במים עבור אלה הוא כדלקמן: LiOH OH- הוא אניון קטן, וכאשר הקטיון הופך להיות גדול יותר, סריג קריסטל מחלישה במרץ. מצד שני, מתכות אלקליין אדמה טופס hydroxides מסיס פחות בשל חיובי חיובי גבוה יותר שלהם. הסיבה לכך היא כי M2+ זה מושך את OHs חזק יותר- לעומת M+. כמו כן, הקטיונים שלה קטנים יותר, ולכן פחות שוויוניים ביחס ל- OH-. התוצאה של זה היא עדות ניסיונית כי NaOH הוא הרבה יותר בסיסי מאשר Ca (OH)2. ניתן ליישם את אותו ההיגיון עבור הידרוקסידים אחרים, גם לאלה של מתכות המעבר, או לאלה של מתכות לחסום p (אל, Pb, Te, וכו '). כמו כן, קטן יותר ויותר רדיוס יונית החיוב החיובי של M+, האופי היוני של הידרוקסיד יהיה נמוך יותר, במילים אחרות, אלה עם צפיפות טעינה גבוהה מאוד. דוגמה לכך מתרחשת עם בריליום הידרוקסיד, להיות (OH)2. הישות2+ זהו קטיון קטן מאוד ואת תשלום divalent עושה את זה חשמלית מאוד צפופה. הידרוקסידים M (OH)2 הם מגיבים עם חומצות כדי ליצור aquocomplex, כלומר, M+ הוא מסתיים מוקף מולקולות מים. עם זאת, יש מספר מוגבל של hydroxides שיכול גם להגיב עם הבסיסים. אלה הם מה שמכונה hydroxides amphoteric. Amrohoteric hydroxides מגיבים עם חומצות הן בסיסים. המצב השני יכול להיות מיוצג על ידי המשוואה הכימית הבאה: M (OH)2 + הו- => M (OH)3- אבל איך לקבוע אם הידרוקסיד הוא amphoteric? באמצעות ניסוי מעבדה פשוטה. כי hydroxides מתכת רבים אינם מסיסים במים, על ידי הוספת בסיס חזק לפתרון עם יונים M+ מומס, למשל, אל3+, יהיה להאיץ את hydroxide המקביל: אל3+(AC) + 3OH-(AC) => אל (OH)3(ים) אבל יש עודף של OH- הידרוקסיד ממשיך להגיב: אל (OH)3(ים) + OH- => אל (OH)4-(ac) כתוצאה מכך, החדש הטעון מורכבים שלילית הוא solvated על ידי מולקולות המים הסובבים, המסת הלבן מוצק של hydroxide אלומיניום. Hydroxides אלה שנותרו ללא שינוי עם תוספת של בסיס נוסף לא מתנהגים כמו חומצות, ולכן, הם לא אמפוטריים. הידרוקסידים עשויים להיות מבנים גבישיים דומים לאלה של מלחים או תחמוצות רבים; כמה פשוט, ואחרים מורכבים מאוד. בנוסף, אלה שבהם יש ירידה אופי יונית יכול להציג מרכזי מתכתי הצטרפו גשרים חמצן (HOM-O-MOH). בפתרון המבנים שונים. למרות הידרוקסידים מסיסים מאוד זה מספיק כדי להתייחס אליהם כאל יונים מומסים במים, עבור אחרים יש צורך לקחת בחשבון את כימיה תיאום. לפיכך, כל קטיון M+ זה יכול להיות מתואם למספר מצומצם של מינים. ככל שהוא גדול יותר, כך גדל מספרם של מולקולות המים או OH- מקושרת אליו. מכאן האוקטהדרון המפורסם של תיאום של מתכות רבות מומס במים (או בכל ממס אחר): M (OH2)6+n, להיות שווה את המטען החיובי של המתכת. Cr (OH)3, לדוגמה, זה באמת יוצר אוקטאהדרון. איך? בהתחשב במתחם כמו [Cr (OH2)3(OH)3], מתוכם שלושה של מולקולות מים מוחלפים על ידי אניונים OH-. אם כל המולקולות הוחלפו על ידי OH-, אז את המורכב של המטען השלילי ואת המבנה octahedral [Cr (OH) יתקבל6]3-. החיוב -3 הוא תוצאה של שש המטענים השליליים של OH-. Hydroxides יכול להיחשב "תחמוצות hydrated". עם זאת, בהם "המים" נמצא במגע ישיר עם M+; בעוד ב תחמוצות hydrated MO · nH2או, מולקולות המים הן חלק משטח תיאום חיצוני (הם לא קרובים למתכת). אמר מולקולות מים ניתן לחלץ באמצעות חימום של מדגם hydroxide: M (OH)2 + Q (חום) = MO + H2הו MO הוא תחמוצת מתכת נוצר כתוצאה של התייבשות של hydroxide. דוגמה לתגובה זו היא זו שנצפתה כאשר מתייבש hydroxide הספל, Cu (OH)2You Cu (OH)2 (כחול) + Q => CuO (שחור) + H2הו מהי הדרך הנכונה להזכיר הידרוקסידים? IUPAC הציע שלושה nomenclatures למטרה זו: מסורתי, מלאי, שיטתי. נכון להשתמש בכל אחד משלושת, עם זאת, עבור כמה hydroxides זה יכול להיות נוח יותר או מעשי להזכיר את זה בדרך זו או אחרת.. המינוח המסורתי מורכב פשוט בהוספת הסיומת-איקו לערך הגבוה ביותר שמציג המתכת; ואת הסיומת- toos לרמה הנמוכה ביותר. אז, למשל, אם M מתכת יש valences +3 ו +1, הידרוקסיד M (OH)3 זה ייקרא הידרוקסיד (שם המתכת)איקו, בעוד הידרוקסיד MOH (שם המתכת)דוב. כדי לקבוע את העמידות של המתכת ב hydroxide, זה מספיק כדי לראות את המספר לאחר OH סגורה בסוגריים. לפיכך, M (OH)5 פירושו שלמתכת יש מטען או בעומס של +5. החיסרון העיקרי של המינוח הזה, עם זאת, הוא שזה יכול להיות מסובך עבור מתכות עם יותר משתי מדינות חמצון (כמו עם כרום ומנגן). במקרים כאלה, היפר-היפו-קידומות משמשים לציון הגבוה ביותר והנמוך ביותר.. לכן, אם M במקום שיש רק valensions +3 ו +1, יש לו גם +4 ו +2, ואז את שמות hydroxides של valences גבוה יותר נמוך הם: הידרוקסיד היפר(שם המתכת)איקו, ו hydroxide היפו(שם המתכת)דוב. מכל המינוחים זה הפשוט ביותר. הנה שם hydroxide הוא ואחריו פשוט על ידי הערכיות של המתכת מוקף בסוגריים וכתוב בספרות הרומית. שוב עבור M (OH)5, לדוגמה, מינוח המניות שלה יהיה: הידרוקסיד (שם המתכת) (V). (V) מציין אז (+5). לבסוף, המינוח השיטתי מאופיין בהתייחסות לקידומות מכפילים (di-, tri-, tetra, penta,, hexa, וכו '). קידומות אלה משמשים לציין הן את מספר אטומי המתכת והן את היונים-. בדרך זו, M (OH)5 זה נקרא בשם: pentahydroxide (שם של מתכת). במקרה של Hg2(OH)2, לדוגמה, זה יהיה דיהידרוקסיד dimercurium; אחד hydroxides המבנה הכימי שלהם מורכב במבט ראשון. כמה דוגמאות של hydroxides ואת המינויים המתאימים להם הם הבאים: -NaOH (נתרן hydroxide) -Ca (OH) 2 (סידן הידרוקסיד) -Fe (OH)3. (Ferric hydroxide; ברזל הידרוקסיד (III); או ברזל trihydroxide) -V (OH)5 (הידרוקסיד פרבנאדי; ונדיום הידרוקסיד (V); או pentahydroxide ונדיום). -Sn (OH)4 (הידרוקסיד סטטי; פח הידרוקסיד (IV); או tetrahydroxide בדיל). -Ba (OH)2 (בריום הידרוקסיד או בריום דיהידרוקסיד). -Mn (OH)6 (הידרוקסיד מנגני, hydroxide מנגן (VI) או hexahydroxide מנגן). -AgOH (הידרוקסיד כסף, hydroxide כסף או hydroxide כסף). יש לציין כי עבור המתחם הזה אין הבדל בין המניות ואת המינוח שיטתי. -Pb (OH)4 (פלוקמבו הידרוקסיד, הידרוקסיד עופרת (IV) או להוביל tetrahydroxide). -LiOP (ליתיום הידרוקסיד). -Cd (OH) 2 (הידרוקסיד קדמיום) -Ba (OH)2 (בריום הידרוקסיד) -כרום הידרוקסידAnfoterismo
מבנים
תגובת התייבשות
המינוח
מסורתי
מלאי
מערכת
דוגמאות של הידרוקסידים
הפניות