Неметални оксиди: как се образуват, номенклатура, свойства
Неметалните оксиди също се наричат кисели оксиди, тъй като те реагират с вода за образуване на киселини или основи за образуване на соли. Това може да се наблюдава в случай на съединения като серен диоксид (S02) и хлорен оксид (I), които реагират с вода, за да се получат съответно слабите киселини H2SO3 и HOCl.
Неметалните оксиди са ковалентни, за разлика от металните, които представляват оксиди с йонни свойства. Кислородът има способността да формира връзки с огромен брой елементи поради своя електроотрицателен капацитет, което го прави отлична база за голямо разнообразие от химически съединения.
Сред тези съединения съществува възможността кислородният дианион да се свързва с метал или неметал, за да образува оксид. Оксидите са химични съединения, характерни за природата, които имат характеристиката да имат поне един кислороден атом, свързан с друг елемент, метален или неметален.
Този елемент се появява в състояние на твърдо, течно или газообразно агрегация, в зависимост от елемента, към който е свързан кислородът и неговия окислителен номер.
Между един оксид и друг, дори когато кислородът е свързан с един и същ елемент, може да има големи различия в неговите свойства; следователно те трябва да бъдат напълно идентифицирани, за да се избегне объркване.
Как се формират те?
Както е обяснено по-горе, киселинни оксиди се образуват след свързването на неметален катион с кислороден дианион (02-).
Този тип съединение се наблюдава в елементите, разположени вдясно от периодичната таблица (металоидите обикновено генерират амфотерни оксиди) и в преходните метали във високо окислителни състояния.
Много често срещан начин за образуване на неметален оксид е чрез разлагане на трикомпонентни съединения, наречени оксациди, които се образуват от неметален оксид и вода.
Поради тази причина неметалните оксиди се наричат още анхидриди, тъй като те са съединения, които се характеризират с загуба на молекула вода по време на образуването им.
Например, при реакцията на разлагане на сярна киселина при високи температури (400 ° С), H2SO4 се разлага до точката на превръщане в изцяло пара на SO3 и Н20, в зависимост от реакцията: H 2 SO 4 + Нагряване → SO3 + H20
Друг начин за образуване на неметални оксиди е чрез директно окисление на елементите, както в случая на серен диоксид: S + O 2 → SO 2
Също така се случва при окислението на въглерод с азотна киселина до образуване на въглероден диоксид: C + 4HNO 3 → CO 2 + 4NO 2 + 2H 2 O
номенклатура
За назоваване на неметалните оксиди трябва да се вземат предвид няколко фактора, като например окислителните числа, които може да има включеният неметален елемент, и неговите стехиометрични характеристики.
Нейната номенклатура е подобна на тази на основните оксиди. В допълнение, в зависимост от елемента, с който кислородът се комбинира, за да образува оксида, кислородният или неметалният елемент първо ще бъде записан в неговата молекулна формула; това обаче не засяга правилата за наименуване на тези съединения.
Систематична номенклатура с римски цифри
За да се нарекат оксидите от този вид, като се използва старата номенклатура на запасите (систематично с римски цифри), елементът, който е вдясно във формулата, се наименова първо.
Ако е неметален елемент, добавя се суфиксът "uro", след това предложението "de" и завършва с именуване на елемента отляво; ако е кислород, започнете с "оксид" и посочете елемента.
Финализира се чрез поставяне на окислителното състояние на всеки атом, последвано от неговото наименование, без интервали, с римски цифри и между знаци на скоби; в случай, че има само един валентен номер, това се пропуска. Прилага се само за елементи, които имат положителни окислителни числа.
Систематична номенклатура с представки
При използване на систематичната номенклатура с префикси се използва същият принцип, както в номенклатурата на запасите, но римски цифри не се поставят, за да се посочат окислителните състояния.
Вместо това, броят на атомите във всеки трябва да бъде посочен с префиксите "mono", "di", "tri" и т.н .; Трябва да се отбележи, че ако няма възможност за объркване на монооксид с друг оксид, този префикс се пропуска. Например, за кислород "моно" се пропуска в SeO (селен оксид).
Традиционна номенклатура
Когато се използва традиционната номенклатура, първо се поставя родовото наименование - което в този случай е терминът "анхидрид" - и продължава според броя на окислителните състояния, които притежават неметалните.
Когато има само едно състояние на окисление, то е последвано от предложението "на" плюс името на неметалния елемент.
От друга страна, ако този елемент има две окислителни състояния, крайният "мечка" или "ico" се поставя, когато използва своята по-ниска или по-висока валентност, съответно.
Ако неметалът има три окислителни числа, малката се нарича с префикса "hiccup" и суфиксът "bear", междинният с крайния "bear" и по-голям със суфикса "ico".
Когато неметалът има четири окислителни състояния, най-малкият от всички се нарича с префикса "hiccup" и суфиксът "bear", второстепенното междинно с края "мечка", основният междинен с наставка "ico" и по-голяма от всички с префикс "per" и суфикс "ico".
Обобщени правила за назоваване на неметални оксиди
Независимо от използваната номенклатура, винаги наблюдавайте окислението (или валентността) на всеки елемент, присъстващ в оксида. Правилата за назоваването им са обобщени по-долу:
Първо правило
Ако неметалът има уникално състояние на окисление, както е в случая на бор (B 2 O 3 ), това съединение се нарича, както следва:
Традиционна номенклатура
Бор анхидрид.
Систематика с представки
Според броя на атомите на всеки елемент; в този случай, диборо триоксид.
Систематика с римски цифри
Борен оксид (тъй като има уникално състояние на окисление, това е пропуснато).
Второ правило
Ако неметалът има две окислителни състояния, както в случая на въглерода (+2 и +4, които произхождат съответно оксидите CO и CO 2 ), ще продължим да ги наричаме, както следва:
Традиционна номенклатура
Прекъсванията "носят" и "ico" означават съответно по-ниска и по-висока валентност (въглероден анхидрид за CO и въглероден диоксид за CO 2 ).
Систематична номенклатура с представки
Въглероден оксид и въглероден диоксид.
Систематична номенклатура с римски цифри
Въглероден (II) оксид и въглероден (IV) оксид.
Трето правило
Ако неметалът има три или четири окислителни състояния, той се нарича, както следва:
Традиционна номенклатура
Ако неметалът има три валенции, продължете както е обяснено по-горе. В случай на сяра те биха били съответно хипосулфен анхидрид, серен диоксид и сярен анхидрид.
Ако неметалът има три окислителни състояния, той се нарича по същия начин: съответно хипохлорен анхидрид, хлорен анхидрид, хлорен анхидрид и перхлорен анхидрид.
Систематична номенклатура с представки или римски цифри
Прилагат се същите правила за съединенията, в които техните неметали имат две окислителни състояния, като се получават имена, много сходни с тези.
свойства
- Те могат да бъдат намерени в различни агрегиращи състояния.
- Неметалите, които образуват тези съединения, имат високи окислителни числа.
- Неметалните оксиди в твърда фаза обикновено са с крехка структура.
- Те са предимно молекулярни съединения, ковалентни по природа.
- Те са кисели по природа и образуват оксакидни съединения.
- Киселинният му характер се увеличава отляво надясно в периодичната таблица.
- Те нямат добра електрическа или топлинна проводимост.
- Тези оксиди имат относително по-ниски точки на топене и кипене, отколкото техните основни аналози.
- Те имат реакции с вода, за да предизвикат образуването на киселинни съединения или алкални видове, за да произхождат соли.
- Когато реагират с оксиди от основен тип, те произхождат соли на оксоаниони.
- Някои от тези съединения, като сяра или азот, се считат за замърсители на околната среда.
приложения
Неметалните оксиди имат широка употреба, както в промишлеността, така и в лабораториите и в различни области на науката.
Нейните употреби включват създаването на козметични продукти, като руж или емайл за нокти, и производството на керамика.
Те също така се използват за подобряване на бои, в производството на катализатори, при формулирането на течността в пожарогасителите или в пропелентния газ в хранителни продукти в аерозол, и дори се използват като анестетик при незначителни операции.
Примери
Хлорен оксид
Дадени са два вида хлорен оксид. Хлорен (III) оксид е кафяво твърдо вещество с тъмен външен вид, което притежава силно експлозивни свойства, дори и при температури, по-ниски от точката на топене на водата (0 ° K).
От друга страна, хлор оксид (VII) е газообразно съединение с корозивни и запалими свойства, което се получава чрез комбиниране на сярна киселина с един от перхлоратите.
Силициев оксид
Това е твърдо вещество, което също е известно като силициев диоксид и се използва в производството на цимент, керамика и стъкло.
В допълнение, той може да образува различни вещества в зависимост от неговия молекулен ред, произхождащ кварц, когато съставлява поръчани кристали и опал, когато неговото разположение е аморфно.
Сярен оксид
Серен диоксид е безцветен газ предшественик на серен триоксид, докато серен триоксид е основно съединение, когато се извършва сулфиране, което води до производството на фармацевтични продукти, багрила и детергенти.
Освен това той е изключително важен за замърсяване, тъй като присъства в киселинни дъждове.
