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. E_0.75הו_1.78, 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 O^2-; 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 O^2-, 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 או^2- 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⁺הו^2-), כגון CaO (Ca²⁺הו^2-), 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

-ב₂הו₃: 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