Основни оксиди: Обучение, Номенклатура, Свойства и Примери
Основните оксиди са онези, образувани от свързването на метален катион с дианион на кислород (О2-); те обикновено реагират с вода, за да образуват основи, или с киселини за образуване на соли. Поради силната си електронегативност, кислородът може да образува стабилни химически връзки с почти всички елементи, което води до различни видове съединения.
Едно от най-често срещаните съединения, които могат да образуват дианион на кислород е оксид. Оксидите са химични съединения, които съдържат поне един кислороден атом до друг елемент в тяхната формула; могат да бъдат генерирани с метали или неметали и в трите състояния на агрегиране на материята (твърдо, течно и газообразно).
Следователно те имат голям брой присъщи свойства, които могат да варират, дори между два оксида, образувани от един и същи метал и кислород (като железен (II) оксид и железен (III) оксид, или железен и железен оксид, съответно). Когато кислород се свърже с метал, за да образува метален оксид, се казва, че е образуван основен оксид.
Това е така, защото те образуват основа чрез разтваряне във вода или реагират като бази в определени процеси. Пример за това е, когато съединения като СаО и Na2O реагират с вода и водят до съответно хидроксиди Ca (OH) 2 и 2NaOH.
Основните оксиди обикновено са йонни символи, ставайки по-ковалентни, докато обсъждат елементи отдясно на периодичната таблица. Има и кисели оксиди (образувани от неметални) и амфотерни оксиди (образувани от амфотерни елементи).
обучение
Алкалните и алкалоземните метали образуват три различни вида бинарни съединения от кислорода. Освен оксидите, могат да се дадат и пероксиди (които съдържат пероксидни йони, О2 2-) и супероксиди (които притежават супероксидни йони О2-).
Всички оксиди, които се образуват от алкални метали, могат да бъдат получени от нагряването на съответния нитрат на метала с неговия елементарен метал, като например това, което е показано по-долу, където буквата М представлява метал:
2MNO 3 + 10M + топлина → 6M2O + N2
От друга страна, за да се получат основните оксиди от алкалоземните метали, се извършва нагряване на съответните им карбонати, както в следната реакция:
MCO 3 + топлина → MO + CO 2
Образуването на основни оксиди може да възникне и при третиране с кислород, както при сулфидите:
2MS + 30 2 + топлина → 2МО + 2SO2
Накрая, той може да се получи чрез окисляване на някои метали с азотна киселина, както при следните реакции:
2Cu + 8HNO3 + топлина → 2CuO + 8NO2 + 4H2O + O2
Sn + 4HNO3 + топлина → SnO2 + 4NO2 + 2H2O
номенклатура
Номенклатурата на основните оксиди варира в зависимост от стехиометрията и в зависимост от възможните окислителни числа на засегнатия метален елемент.
Възможно е тук да се използва общата формула, която е метал + кислород, но има и стехиометрична номенклатура (или старата стокова номенклатура), в която съединенията се наричат чрез поставяне на думата "оксид", последвано от името на метала и неговата състояние на окисление в римски цифри.
Когато става въпрос за систематична номенклатура с представки, общите правила се използват с думата "оксид", но префиксите се добавят към всеки елемент с броя на атомите във формулата, както в случая с "ди-железен триоксид",
В традиционната номенклатура суфиксите "-oso" и "-ico" се използват за идентифициране на придружаващите метали с по-малка или по-голяма валентност в оксид, в допълнение към които основните оксиди са известни като "основни анхидриди" за тяхната способност да образуват основни хидроксиди, когато към тях се добавя вода.
В допълнение, в тази номенклатура се използват правилата, така че когато един метал има състояния на окисление до +3, той се нарича с правилата на оксидите, а когато има окислителни състояния по-големи или равни на +4, то се нарича с правила за анхидридите.
Обобщени правила за назоваване на основните оксиди
Винаги трябва да се спазват състоянията на окисление (или валентност) на всеки елемент. Тези правила са обобщени по-долу:
1- Когато елементът има единичен окислителен номер, като например в случая на алуминий (Al 2 O 3 ), оксидът се нарича:
Традиционна номенклатура
Алуминиев оксид
Систематика с представки
Според количеството атоми, които всеки елемент притежава; това е диалиниев триоксид.
Систематика с римски цифри
Алуминиев оксид, където окислителното състояние не е написано, защото има само едно.
2- Когато елементът има два окислителни номера, например в случая на олово (+2 и +4, които дават съответно оксидите PbO и PbO 2 ), то се нарича:
Традиционна номенклатура
Суфиксите „мечка” и „ico” съответно за малки и големи. Например: оксид с отвес за PbO и оксид на слива за PbO 2 .
Систематична номенклатура с представки
Оловен оксид и оловен диоксид.
Систематична номенклатура с римски цифри
Оловен оксид (II) и оловен оксид (IV).
3 - Когато елементът има повече от два (до четири) окислителни числа, той се нарича:
Традиционна номенклатура
Когато елементът има три валенции, префиксът "хипо-" и суфиксът "-oso" се добавят към най-малката валентност, като например в хипофосфорна; към междинната валентност се добавя наставка «-oso», както във фосфорен оксид; и накрая, при по-висока валентност, се добавя "-ico", както във фосфорния оксид.
Когато елементът има четири валенции, както в случая на хлор, предишната процедура се прилага за второто и двете следващи, но за оксида с по-голям брой оксидации се добавят представка "per-" и суфикс "-ico"., Това води (например) до перхлорен оксид за окислителното състояние +7 на този елемент.
За системите с префикс или римски цифри се повтарят правилата, които се прилагат за три окислителни номера, оставайки същите.
свойства
- Те се срещат в природата като кристални твърди вещества.
- Основните оксиди са склонни да приемат полимерни структури, за разлика от други оксиди, които образуват молекули.
- Поради значителната здравина на MO връзките и полимерната структура на тези съединения, основните оксиди обикновено са неразтворими, но могат да бъдат атакувани от киселини и основи.
- Много от основните оксиди се считат за нестехиометрични съединения.
- Връзките на тези съединения престават да бъдат йонни и стават ковалентни, като се постига по-голям напредък за периода в периодичната таблица.
- Киселинната характеристика на един оксид се увеличава, тъй като тя се спуска през група в периодичната таблица.
- Повишава киселинността на оксида в по-голям брой оксидации.
- Основните оксиди могат да бъдат редуцирани с различни реагенти, но други могат дори да бъдат намалени чрез просто нагряване (термично разлагане) или чрез реакция на електролиза.
- Повечето от наистина основните (не-амфотерни) оксиди се намират от лявата страна на периодичната таблица.
- По-голямата част от земната кора се състои от твърди оксиди от метален тип.
- Окисляването е един от начините, водещи до корозия на метален материал.
Примери
Железен оксид
Той се намира в желязната руда под формата на минерали, като хематит и магнетит.
В допълнение, железен оксид съединения известния червен "оксид", които съставляват маси от корозирал метал, които са били изложени на кислород и влага.
Натриев оксид
Това е съединение, използвано при производството на керамика и стъкла, както и прекурсор при производството на натриев хидроксид (сода каустик, мощен разтворител и почистващ продукт).
Магнезиев оксид
Твърдият хигроскопичен минерал, това съединение с висока топлопроводимост и ниска електропроводимост има много приложения в отрасъла на строителството (като например в стени, устойчиви на огън) и в ремедиацията на замърсената вода и земя.
Меден оксид
Има два варианта на меден оксид. Меден оксид е черно твърдо вещество, което се получава от добива и може да се използва като пигмент или за окончателно обезвреждане на опасни материали.
От друга страна, меден оксид е червен твърд полупроводник, който се добавя към пигменти, фунгициди и морски бои, за да се избегне натрупването на отломки в корпуса на кораба.
