תחמוצות אוקסידים, סוגים, מאפיינים ודוגמאות



ה תחמוצות הם משפחה של תרכובות בינאריות שבו יש אינטראקציות בין אלמנט וחמצן. אז תחמוצת יש נוסחה כללית מאוד של סוג EO, כאשר E הוא כל אלמנט.

בהתאם לגורמים רבים, כגון הטבע האלקטרוני של E, רדיוס יונית שלה, valences שלה, סוגים שונים של תחמוצות יכול להיווצר. חלקם פשוטים מאוד, ואחרים, כמו Pb3הו4, (שנקרא minium, arcazón או עופרת אדום) מעורבים; כלומר, הם תוצאה של שילוב של יותר תחמוצת פשוטה אחת.

אבל המורכבות של תחמוצות יכול ללכת רחוק יותר. ישנם תערובות או מבנים שבהם יותר ממתכת אחת יכולה להתערב, ובנוסף לכך הפרופורציות אינן stoichiometric. במקרה של Pb3הו4, היחס P / O שווה ל 3/4, אשר הן המונה והן המכנה הם מספרים שלמים.

ב non-stoichiometric תחמוצות הפרופורציות הם מספרים עשרוניים. E0.75הו1.78, הוא דוגמה של תחמוצת הלא סטואיצ'יומטרית היפותטית. תופעה זו מתרחשת עם מה שמכונה תחמוצות מתכת, במיוחד עם מתכות המעבר (Fe, Au, Ti, Mn, Zn, וכו ').

עם זאת, ישנם תחמוצות המאפיינים שלהם הם פשוטים הרבה יותר, כמו גם אופי יונית או קוולנטית. באותם תחמוצים שבהם הדמות היונית שולטת, הם יהיו מורכבים מקטיונים+ ו אניונים O2-; ואלה קוולנטיים בלבד, פשוט (E-O) או כפול (E = O) קישורים.

מה מכתיב את האופי היוני של תחמוצת הוא ההבדל של electronegativity בין E ו O. כאשר E הוא מתכת electropositive מאוד, אז EO יהיה בעל אופי יונית גבוהה. ואילו אם E הוא electronegative, כלומר שאינו מתכת, תחמוצת EO שלה יהיה קוולנטי.

מאפיין זה מגדיר רבים אחרים המוצגים על ידי תחמוצות, כמו גם את היכולת ליצור בסיסים או חומצות תמיסה מימית. מכאן להתעורר מה שמכונה תחמוצות בסיסיות חומצה. אלה שאינם מתנהגים כמו, או מי להציג את שני המאפיינים, הם ניטרליים או תחמוצות אמפוטריות.

אינדקס

  • 1 המינוח
    • 1.1 מינוח שיטתי
    • 1.2 מינוח מניות
    • 1.3 נומנקלטורה מסורתית
  • סוגי תחמוצות
    • 2.1 תחמוצות בסיסיות
    • 2.2 תחמוצות חומצות
    • 2.3 תחמוצות ניטרליות
    • 2.4 תחמוצות אמפוטריות
    • 2.5 תחמוצות מעורבות
  • 3 מאפיינים
  • 4 איך הם נוצרו?
  • 5 דוגמאות של תחמוצות
    • 5.1 תחמוצות מתכת מעבר
    • 5.2 דוגמאות נוספות
  • 6 הפניות

המינוח

ישנן שלוש דרכים להזכיר תחמוצות (אשר חלות גם על תרכובות רבות אחרות). אלה נכונים ללא קשר לאופי היוני של תחמוצת EO, ולכן השמות שלהם לא אומרים שום דבר על המאפיינים שלהם או מבנים.

מינוח שיטתי

בהתחשב תחמוצת EO, E2O, E2הו3 ו EO2, במבט ראשון אתה לא יכול לדעת מה עומד מאחורי נוסחאות כימיות שלך. עם זאת, המספרים מצביעים על הפרופורציות stoichiometric או יחס E / O. ממספרים אלה ניתן לתת שמות גם אם זה לא צוין עם מה valence "עובד" ה.

מספר האטומים עבור E ו- O מסומן על ידי הקידומת היוונית. בדרך זו, מונו פירושו שיש רק אטום אחד; di-, שני אטומים; שלושה, שלושה אטומים, וכן הלאה.

לכן, שמות תחמוצות העבר על פי המינוח השיטתי הם:

-MonóE (EO) תחמוצת.

-Monóxido ביקשE (E2O).

-תלתתחמוצת ביקשE (E2הו3).

-Diתחמוצת E (EO)2).

החלת אז המינוח הזה עבור Pb3הו4, את התחמוצת האדומה של התמונה הראשונה, יש לנו:

Pb3הו4You טטרהתחמוצת triלהוביל.

עבור תחמוצות מעורבים רבים, או עם יחסים stoichiometric גבוהה, זה מאוד שימושי לפנות אל המינוח שיטתי לתת להם שם.

מניות המינוח

ולנסיה

למרות שזה לא ידוע איזה רכיב הוא E, זה מספיק עם יחס E / O כדי לדעת מה valence זה משתמש תחמוצת שלה. איך? באמצעות העיקרון של electroneutrality. זה דורש שסכום המטענים של היונים במתחם חייב להיות שווה לאפס.

זה נעשה על ידי קבלת אופי יונית גבוהה עבור כל תחמוצת. לכן, O יש תשלום -2 כי הוא O2-, ו E חייב לספק n + כך שהוא מנטרל את החיובים השליליים של אניון תחמוצת.

לדוגמה, ב EO אטום E עובד עם valence +2. למה? כי אחרת זה לא יכול לנטרל את העומס -2 של O בלבד. עבור E2או, E יש valence +1, שכן החיוב +2 חייב להיות מחולק בין שני האטומים של E.

וגם ב E2הו3, יש לחשב תחילה את ההאשמות השליליות שנתרמו על ידי O. מאחר וישנם שלושה, אזי 3) -2 (= -6. כדי לנטרל את העומס -6 נדרש שה - E יספק +6, אך מכיוון שיש שניים מהם, +6 מחולק לשניים, ומשאיר את E עם דרגה של +3.

שלטון המנון

O תמיד יש valence -2 של תחמוצות (אלא אם כן הוא חמצן או superoxide). לכן, חוק מנמוני כדי לקבוע את שוויון ה 'הוא פשוט לקחת בחשבון את המספר המלווה את א', לעומת זאת, יהיה מספר 2 המלווה אותו, ואם לא, זה אומר שיש פישוט.

לדוגמה, ב EO את הערכיות של E הוא 1, כי גם אם הוא לא כתוב, יש רק אחד O. עבור EO2, בהעדר 2 E המלווה, היה פישוט, וכדי להופיע זה חייב להכפיל ב 2. לכן, הנוסחה נשארת E2הו4 ואת הערכיות של E הוא אז +4.

עם זאת, כלל זה נכשל עבור כמה תחמוצות, כגון Pb3הו4. לכן, תמיד יש צורך לבצע את חישובי הנייטרליות.

מה זה מורכב?

ברגע שיש את הערנות של E בהישג יד, nomanlature המניות מורכב לציין את זה בתוך סוגריים עם ספרות רומיות. מכל המינוחים זה הפשוט והמדויק ביותר ביחס למאפיינים האלקטרוניים של תחמוצות.

אם E, לעומת זאת, יש רק אחד valence (אשר ניתן למצוא את הטבלה המחזורית), אז זה לא צוין.

לכן, עבור EO תחמוצת אם E יש valence +2 ו +3, זה נקרא: תחמוצת (שם E) (II). אבל אם E יש רק valence +2, אז תחמוצת שלה נקרא: תחמוצת (שם E).

המינוח המסורתי

להזכיר את שם התחמוצות, יש להוסיף את הסיומות -איקו או -oso, לערכים הגדולים או הקטנים יותר, לשמותיהם הלטיניים. אם יש יותר משניים, אז את הקידומות, הייפ, עבור הקטן ביותר, ו -per, עבור הגדול מכולם.

לדוגמה, להוביל עובד עם valances +2 ו +4. ב PbO יש לו valence +2, אז זה נקרא: תחמוצת Plumbous. בעוד PbO2 זה נקרא: תחמוצת Plúmbico.

ואת Pb3הו4, איך זה נקרא על פי שני המינוחים הקודמים? אין לה שם. למה? בגלל Pb3הו4 למעשה מורכב מתערובת 2 [PbO] [PbO2] כלומר, מוצק אדום יש ריכוז כפול של PbO.

מסיבה זו זה יהיה בסדר לנסות לתת שם Pb3הו4 זה לא מורכב נומנקלטורה שיטתית או סלנג פופולרי.

סוגי תחמוצות

תלוי באיזה חלק של הטבלה המחזורית הוא E, ולכן, הטבע האלקטרוני שלה, סוג אחד של תחמוצת זה או אחר יכול להיווצר. מכאן מתעוררים קריטריונים מרובים כדי להקצות להם סוג, אך החשובים ביותר הם אלה הקשורים חומציות שלהם או בסיסיים.

תחמוצות בסיסיות

תחמוצות בסיסיות מאופיינים להיות יונית, מתכתי, וחשוב יותר, לייצר פתרון בסיסי כאשר מומס במים. כדי לקבוע באופן ניסיוני אם תחמוצת היא בסיסית, זה חייב להיות מוסיפים מיכל עם מים אינדיקטור אוניברסלי מומס בו. הצבע שלה לפני הוספת תחמוצת צריך להיות ירוק, נייטרלית pH.

ברגע שהתחמוצת מתווספת למים, אם צבעיה משתנים מירוק לכחול, פירוש הדבר שה- pH הפך בסיסי. הסיבה לכך היא כי היא קובעת מאזן של מסיסות בין הידרוקסיד שנוצר לבין המים:

EO (ים) + H2O (l) => E (OH)2(ים) <=> ה2+(AC) + OH-(ac)

למרות תחמוצת אינו מסיס במים, זה מספיק עבור חלק קטן להתמוסס כדי לשנות את ה- pH. כמה תחמוצות בסיסיות כל כך מסיסים שהם מייצרים hydroxides קאוסטיות כמו NaOH ו KOH. כלומר, תחמוצות של נתרן ואשלגן, Na2O ו K2או, הם בסיסיים מאוד. הערה הערכים של +1 עבור שתי מתכות.

חומצות חומצה

חומצות חומצה מאופיינים על ידי בעל אלמנט מתכתי, הם קוולנטיים, וגם לייצר פתרונות חומציים עם מים. שוב, חומציות שלה ניתן לבדוק עם אינדיקטור אוניברסלי. אם הפעם על ידי הוספת תחמוצת למים, צבע ירוק שלה הופך אדמדם, אז זה תחמוצת חומצה.

איזו תגובה מתרחשת? להלן:

EO2(ים) + H2O (l) => H2EO3(ac)

דוגמה של תחמוצת חומצה, אשר אינו מוצק, אבל גז, הוא CO2. כאשר הוא מתמוסס במים, הוא יוצר חומצה פחמנית:

CO2(ז) + ח2O (l) <=> ח2CO3(ac)

כמו כן, CO2 זה לא מורכב של אניונים או2- ו c cations4+, אבל במולקולה שנוצרה על ידי קשרים קוולנטיים: O = C = O. זה אולי אחד ההבדלים הגדולים ביותר בין תחמוצות בסיסיות וחומצות.

תחמוצות נייטרליות

תחמוצות אלה אינם משנים את הצבע הירוק של מים ב pH ניטרלי; כלומר, הם לא יוצרים hydroxides, ולא חומצות תמיסה מימית. חלקם: N2O, NO ו CO. כמו CO, יש להם קשרים קוולנטיים שניתן להדגים באמצעות מבנים של לואיס או כל תיאוריית קישורים.

תחמוצות אמפוטריות

דרך נוספת לסווג את תחמוצות תלוי אם הם מגיבים עם חומצה או לא. מים הם חומצה חלשה מאוד (וגם בסיס), כך תחמוצות amphoteric אינם מציגים "שני הצדדים". תחמוצות אלה מאופיינים על ידי תגובה הן עם חומצות ובסיסים.

תחמוצת אלומיניום, למשל, הוא תחמוצת אמפוטרית. שתי משוואות כימיות הבאות מייצגות את התגובה שלהן עם חומצות או בסיסים:

אל2הו3(ים) + 3H2לכן4(ac) => אל2(כך4)3(AC) + 3H2O (l)

אל2הו3(ים) + 2NaOH (AC) + 3H2O (l) => 2NaAl (OH)4(ac)

אל2(כך4)3 הוא מלח סולפט אלומיניום, NaAl (OH)4 מלח מורכב הנקרא נתרן tetrahydroxine aluminate.

תחמוצת מימן, H2או (מים), זה גם amphoteric, וזה בא לידי ביטוי שיווי משקל יינון שלה:

ח2O (l) <=> ח3הו+(AC) + OH-(ac)

תחמוצת מעורבת

תחמוצות מעורבים הם אלה המורכבים מתערובת של תחמוצת אחת או יותר באותו מוצק. Pb3הו4 זוהי דוגמה להם. מגנטיט, פיית'3הו4, היא גם דוגמה נוספת של תחמוצת מעורבת. האמונה3הו4 זוהי תערובת של FeO ו- Fe2הו3 ב 1: 1 פרופורציות (בניגוד Pb)3הו4).

תערובות יכול להיות מורכב יותר, שמקורם מגוון עשיר של מינרלים תחמוצת.

מאפיינים

המאפיינים של תחמוצות תלויים בסוג שלהם. תחמוצות יכול להיות יונית (En+הו2-), כגון CaO (Ca2+הו2-), או קוולנטי, כמו SO2, O = S = O.

מתוך עובדה זו, ואת הנטייה של אלמנטים כדי להגיב עם חומצות או בסיסים, יש מספר מאפיינים נאספים לכל תחמוצת.

כמו כן, הנ"ל משתקף תכונות פיזיות כגון התכה ונקודות רתיחה. תחמוצות יוניות נוטות ליצור חום מאוד מבנים גבישיים עמידים, כך נקודות ההיתוך שלהם הן גבוהות (יותר מ 1000), בעוד קוולנטיים ההתכה הנמוכים, או הם גזים או נוזלים.

איך הם נוצרו?

אוקסידים נוצרים כאשר האלמנטים מגיבים עם חמצן. תגובה זו עלולה להתרחש עם מגע פשוט עם אטמוספרות עשירות בחמצן, או דורשת חום (כגון להבת מבער). כלומר, כאשר אובייקט נשרף, הוא מגיב עם חמצן (כל עוד הוא נוכח באוויר).

אם פיסת זרחן נלקחת, למשל, והניח את הלהבה, זה יהיה לשרוף וליצור את תחמוצת המקביל:

4P (ים) + 5O2(g) => P4הו10(ים)

במהלך תהליך זה מוצקים מסוימים, כגון סידן, יכול לשרוף עם להבה בהירה וצבעונית.

דוגמה נוספת מתקבלת על ידי שריפת עץ או כל חומר אורגני, אשר מחזיק פחמן:

C (ים) + O2(g) => CO2(ז)

אבל אם יש חוסר חמצן CO נוצר במקום CO2You

C (ים) + 1 / 2O2(g) => CO (g)

שים לב כיצד היחס C / O משמש לתיאור תחמוצות שונות.

דוגמאות של תחמוצות

התמונה העליונה תואמת את מבנה תחמוצת קוולנטית אני2הו5, הצורה היציבה ביותר של יוד. שימו לב לאג"ח הפשוט והכפול שלה, כמו גם לחיובים הרשמיים של ה- I וה- oxygens.

תחמוצות הלוגן מאופיינים על ידי היותם קוולנטיים מאוד תגובתי, שכן כאלה הם מקרים של O2F2 (F-O-O-F) ו OF2 (F-O-F). דו תחמוצת כלור, ClO2, לדוגמה, הוא תחמוצת כלור רק כי הוא מסונתז על קשקשים תעשייתיים.

מכיוון הלוגנים יוצרים תחמוצות קוולנטי, הוא מחושב באותו אופן valences "היפותטית" שלהם באמצעות עקרון electroneutrality.

תחמוצות מתכת

בנוסף תחמוצת הלוגן, יש לנו תחמוצות של מתכות המעבר:

-COO: תחמוצת קובלט (II); תחמוצת קובלט; u מימן קובלט.

-HGO: תחמוצת כספית (II); תחמוצת כספית; u כספית חד חמצני.

-אג2O: תחמוצת כסף; תחמוצת כסף; או דיכאון חד חמצני.

-Au2הו3: תחמוצת זהב (III); תחמוצת אאורוס; או דיאורו תלת-חמצני.

דוגמאות נוספות

2הו3: תחמוצת בור; תחמוצת בור; או דיבורו תלת-חמצני.

-Cl2הו7: תחמוצת כלור (VII); תחמוצת פרכלורית; dichloro heptoxide.

-NO: תחמוצת חנקן (II); תחמוצת חנקן; חד תחמוצת החנקן.

הפניות

  1. צמרמורת & אטקינס. (2008). כימיה אנאורגנית (מהדורה רביעית). מק גרב היל.
  2. תחמוצות מתכת ובלתי - מטאליות. נלקח מ: chem.uiuc.edu
  3. חינם כימיה Online. (2018). אוקסידים ואוזון. נלקח מ: freechemistryonline.com
  4. Toppr. (2018). תחמוצות פשוטות. נלקח מ: toppr.com
  5. סטיבן ס. זומדהל. (7 במאי 2018). תחמוצת. אנציקלופדיה בריטניקה. נלקח מ: britannica.com
  6. כימיה. (24 באפריל 2018). תחמוצות נלקח מ: chem.libretexts.org
  7. Quimicas.net (2018). דוגמאות של תחמוצות. מקור: quimicas.net