Ονοματολογία οξειδίων, είδη, ιδιότητες και παραδείγματα

Το οξείδια είναι μια οικογένεια δυαδικών ενώσεων όπου υπάρχουν αλληλεπιδράσεις μεταξύ του στοιχείου και του οξυγόνου. Έτσι, ένα οξείδιο έχει ένα πολύ γενικό τύπο του τύπου ΕΟ, όπου το Ε είναι οποιοδήποτε στοιχείο.

Ανάλογα με πολλούς παράγοντες, όπως η ηλεκτρονική φύση του Ε, η ιονική του ακτίνα και τα σθένη του, μπορούν να σχηματιστούν διάφοροι τύποι οξειδίων. Ορισμένα είναι πολύ απλά, και άλλα, όπως Pb₃Ο₄, (που ονομάζονται minium, arcazón ή κόκκινο μόλυβδος) αναμιγνύονται. δηλαδή, προκύπτουν από το συνδυασμό περισσότερων από ένα απλό οξείδιο.

Αλλά η πολυπλοκότητα των οξειδίων μπορεί να προχωρήσει περισσότερο. Υπάρχουν μείγματα ή δομές στις οποίες μπορούν να παρεμβαίνουν περισσότερα από ένα μέταλλα και όπου επιπλέον οι αναλογίες δεν είναι στοιχειομετρικές. Στην περίπτωση του Pb₃Ο₄, ο λόγος Pb / O είναι ίσος με 3/4, εκ των οποίων και ο αριθμητής και ο παρονομαστής είναι ακέραιοι αριθμοί.

Στα μη-στοιχειομετρικά οξείδια οι αναλογίες είναι δεκαδικοί αριθμοί. Το Ε_0,75Ο_1.78, είναι ένα παράδειγμα ενός υποθετικού μη στοιχειομετρικού οξειδίου. Αυτό το φαινόμενο συμβαίνει με το λεγόμενο μεταλλικά οξείδια, ιδιαίτερα μέταλλα μετάπτωσης (Fe, Αυ, Τί, Μη, Ζη, κτλ).

Ωστόσο, υπάρχουν οξείδια των οποίων τα χαρακτηριστικά είναι πολύ απλούστερα και διαφοροποιήσιμα, όπως και ο ιονικός ή ομοιοπολικός χαρακτήρας. Σε εκείνα τα οξείδια όπου υπερισχύει ο ιονικός χαρακτήρας, θα αποτελούνται από κατιόντα Ε⁺ και τα ανιόντα Ο^2-? και εκείνες οι καθαρά ομοιοπολικές, οι απλές (Ε-Ο) ή οι διπλές (Ε = Ο) συνδέσεις.

Τι υπαγορεύει το ιοντικό χαρακτήρα ενός οξειδίου είναι η διαφορά ηλεκτραρνητικότητα μεταξύ Ε και O. Όταν το Ε είναι ένας πολύ ηλεκτροθετικό μέταλλο, τότε ΕΟ θα έχουν μια υψηλή ιονική χαρακτήρα. Ενώ εάν το Ε είναι ηλεκτροαρνητικό, δηλαδή ένα μη-μέταλλο, το οξείδιο του ΕΟ θα είναι ομοιοπολικό.

Αυτή η ιδιότητα ορίζει πολλά άλλα που εκτίθενται από τα οξείδια, όπως και η ικανότητά τους να σχηματίζουν βάσεις ή οξέα σε υδατικό διάλυμα. Από εδώ προκύπτουν τα λεγόμενα βασικά και όξινα οξείδια. Εκείνοι που δεν συμπεριφέρονται όπως και οι δύο και παρουσιάζουν και τα δύο χαρακτηριστικά, είναι ουδέτερα ή αμφοτερικά οξείδια.

Ευρετήριο

• 1 Ονοματολογία
  • 1.1 Συστηματική ονοματολογία
  • 1.2 Ονοματολογία αποθεμάτων
  • 1.3 Παραδοσιακή ονοματολογία
• 2 Τύποι οξειδίων
  • 2.1 Βασικά οξείδια
  • 2.2 Οξείδια οξέων
  • 2.3 Ουδέτερα οξείδια
  • 2.4 Αμφοτερικά οξείδια
  • 2.5 Μικτά οξείδια
• 3 Ιδιότητες
• 4 Πώς σχηματίζονται?
• 5 Παραδείγματα οξειδίων
  • 5.1 Μεταλλικά οξείδια μετάλλων
  • 5.2 Πρόσθετα παραδείγματα
• 6 Αναφορές

Ονοματολογία

Υπάρχουν τρεις τρόποι να αναφερθούν τα οξείδια (τα οποία επίσης ισχύουν για πολλές άλλες ενώσεις). Αυτά είναι σωστά ανεξάρτητα από τον ιοντικό χαρακτήρα του οξειδίου του ΕΟ, επομένως τα ονόματά τους δεν λένε τίποτα για τις ιδιότητες ή τις δομές τους.

Συστηματική ονοματολογία

Δεδομένων των οξειδίων ΕΟ, Ε₂Ο, Ε₂Ο₃ και ΕΟ₂, Με την πρώτη ματιά δεν μπορείτε να ξέρετε τι είναι πίσω από τις χημικές σας φόρμουλες. Ωστόσο, οι αριθμοί υποδεικνύουν τις στοιχειομετρικές αναλογίες ή την αναλογία Ε / Ο. Από αυτούς τους αριθμούς μπορούν να δοθούν ονόματα ακόμη και αν δεν καθορίζεται με το τι σθένος "λειτουργεί" Ε.

Οι αριθμοί των ατόμων για το E και το O υποδεικνύονται από τα ελληνικά πρόθεμα αριθμών. Με τον τρόπο αυτό, μονο- σημαίνει ότι υπάρχει μόνο ένα άτομο. δι-, δύο άτομα. τρία, τρία άτομα και ούτω καθεξής.

Έτσι, τα ονόματα των προηγούμενων οξειδίων σύμφωνα με τη συστηματική ονοματολογία είναι:

-MonóΕ (ΕΟ) οξείδιο.

-Monóxido diΕ (Ε₂Ο).

-Τριοξείδιο του diΕ (Ε₂Ο₃).

-DiΕ οξειδίου (ΕΟ₂).

Εφαρμόζοντας τότε αυτήν την ονοματολογία για το Pb₃Ο₄, το κόκκινο οξείδιο της πρώτης εικόνας, έχουμε:

Pb₃Ο₄: τετραοξείδιο του τρειςμολύβδου.

Για πολλά μικτά οξείδια ή με υψηλές στοιχειομετρικές αναλογίες, είναι πολύ χρήσιμο να καταφύγουμε στη συστηματική ονοματολογία για να τα ονομάσουμε.

Ονοματολογία αποθεμάτων

Βαλένθια

Αν και δεν είναι γνωστό ποιο στοιχείο είναι Ε, αρκεί με τον λόγο Ε / Ο να γνωρίζει τι σθένος χρησιμοποιεί στο οξείδιο του. Πώς; Μέσω της αρχής της ηλεκτροναυτικότητας. Αυτό απαιτεί το άθροισμα των φορτίων των ιόντων σε μια ένωση να είναι ίσο με το μηδέν.

Αυτό γίνεται με την υπόθεση ενός υψηλού ιοντικού χαρακτήρα για οποιοδήποτε οξείδιο. Έτσι, το O έχει χρέωση -2 επειδή είναι O^2-, και το Ε πρέπει να παρέχει n + έτσι ώστε να εξουδετερώνει τις αρνητικές φορτίσεις του ανιόντος οξειδίου.

Για παράδειγμα, στο EO το άτομο Ε λειτουργεί με σθένος +2. Γιατί; Επειδή διαφορετικά δεν μπορούσε να εξουδετερώσει το φορτίο -2 του μόνο Ο. Για το Ε₂Ή, το Ε έχει σθένος + 1, αφού το φορτίο +2 πρέπει να χωριστεί μεταξύ των δύο ατόμων του Ε.

Και στο Ε₂Ο₃, Θα πρέπει να υπολογίζονται οι αρνητικά φορτία που παρέχονται από το O. Ως τρεις από αυτούς, τότε το πρώτο 3 (-2) = -6. -6 για να εξουδετερώσει το φορτίο που απαιτείται για να φέρει Ε +6, αλλά επειδή υπάρχουν δύο από αυτά, +6 διαιρείται από δύο, με Ε σθένους +3.

Μνημονικός κανόνας

Το O έχει πάντα σθένους -2 στα οξείδια (εκτός αν είναι υπεροξείδιο ή υπεροξείδιο). Έτσι, μια μνημονική για να καθορίσει το σθένος του Ε είναι απλά να λάβει υπόψη τον αριθμό που συνοδεύει την O. Ε, εν τω μεταξύ, θα τον συνοδεύσει τον αριθμό 2, και αν όχι, σημαίνει ότι υπήρχε μια απλούστευση.

Για παράδειγμα, στην EO το σθένος του E είναι +1, επειδή ακόμα κι αν δεν είναι γραμμένο, υπάρχει μόνο ένα O. Και για το EO₂, ελλείψει 2 συνοδευτικών Ε, υπήρξε μια απλούστευση, και για να εμφανιστεί πρέπει να πολλαπλασιαστεί με 2. Έτσι, ο τύπος παραμένει ως E₂Ο₄ και το σθένος του Ε είναι τότε +4.

Ωστόσο, αυτός ο κανόνας αποτυγχάνει για ορισμένα οξείδια, όπως το Pb₃Ο₄. Ως εκ τούτου, είναι πάντα απαραίτητο να εκτελούνται οι υπολογισμοί ουδετερότητας.

Από τι συνίσταται;

Αφού έχει το σθένος του Ε, η ονοματολογία του αποθέματος αποτελείται από την αναγραφή του εντός παρενθέσεων και με τους λατινικούς αριθμούς. Από όλες τις ονοματολογίες αυτή είναι η απλούστερη και πιο ακριβής σε σχέση με τις ηλεκτρονικές ιδιότητες των οξειδίων.

Εάν το Ε, από την άλλη πλευρά, έχει μόνο ένα σθένος (το οποίο μπορεί να βρεθεί στον περιοδικό πίνακα), τότε δεν προσδιορίζεται.

Έτσι, για το οξείδιο EO αν το Ε έχει σθένος +2 και +3, ονομάζεται: οξείδιο του (όνομα του Ε) (II). Αλλά εάν το Ε έχει μόνο σθένος +2, τότε το οξείδιο του ονομάζεται: οξείδιο (όνομα Ε).

Παραδοσιακή ονοματολογία

Για να αναφέρουμε το όνομα των οξειδίων, θα πρέπει να προστεθούν στα λατινικά τους ονόματα τα επιθήματα -ico ή -oso, για τα μεγαλύτερα ή μικρότερα σθένη. Αν υπάρχουν περισσότερα από δύο, τότε τα προθέματα -high, για το μικρότερο και -per, για το μεγαλύτερο από όλα.

Για παράδειγμα, ο ηγέτης λειτουργεί με σθένος +2 και +4. Στο PbO έχει το σθένος +2, επομένως ονομάζεται: οξείδιο οξυγόνου. Ενώ το PbO₂ Ονομάζεται: οξείδιο Plúmbico.

Και το Pb₃Ο₄, Πώς λέγεται σύμφωνα με τις δύο προηγούμενες ονοματολογίες; Δεν έχει όνομα. Γιατί; Επειδή το Pb₃Ο₄ στην πραγματικότητα αποτελείται από ένα μείγμα 2 [PbO] [PbO₂] · δηλαδή, το κόκκινο στερεό έχει διπλή συγκέντρωση PbO.

Για το λόγο αυτό θα ήταν λάθος να προσπαθήσουμε να δώσουμε ένα όνομα στην Pb₃Ο₄ που δεν αποτελείται από συστηματική ονοματολογία ή λαϊκό αργκό.

Τύποι οξειδίων

Ανάλογα με το ποιο μέρος του περιοδικού πίνακα είναι Ε και, ως εκ τούτου, η ηλεκτρονική φύση του, μπορεί να σχηματιστεί ένας τύπος οξειδίου ή άλλου. Από εδώ προκύπτουν πολλαπλά κριτήρια για να τους ανατεθεί ένας τύπος, αλλά τα πιο σημαντικά είναι εκείνα που σχετίζονται με την οξύτητα ή τη βασικότητά τους.

Βασικά οξείδια

Τα βασικά οξείδια χαρακτηρίζονται από το ότι είναι ιοντικά, μεταλλικά και, το σημαντικότερο, παράγουν ένα βασικό διάλυμα όταν διαλύονται σε νερό. Για να προσδιοριστεί πειραματικά εάν ένα οξείδιο είναι βασικό, πρέπει να προστεθεί σε ένα δοχείο με νερό και ο γενικός δείκτης να διαλυθεί σε αυτό. Ο χρωματισμός του πριν από την προσθήκη του οξειδίου πρέπει να είναι πράσινο, ουδέτερο pH.

Μόλις το οξείδιο προστεθεί στο νερό, εάν το χρώμα του αλλάξει από πράσινο σε μπλε, αυτό σημαίνει ότι το pH έχει γίνει βασικό. Αυτό οφείλεται στο ότι καθιερώνει ισορροπία διαλυτότητας μεταξύ του υδροξειδίου που σχηματίζεται και του νερού:

EO (s) + Η₂O (1) => Ε (ΟΗ)₂(ες) <=> Ε²⁺(ac) + ΟΗ^-(ac)

Αν και το οξείδιο είναι αδιάλυτο στο νερό, αρκεί ένα μικρό τμήμα να διαλύεται για να τροποποιήσει το ρΗ. Ορισμένα βασικά οξείδια είναι τόσο διαλυτά ώστε παράγουν καυστικά υδροξείδια όπως το ΝθΟΗ και το ΚΟΗ. Δηλαδή, τα οξείδια του νατρίου και του καλίου, Na₂Ο και Κ₂Ή, είναι πολύ βασικές. Σημειώστε το σθένος +1 για τα δύο μέταλλα.

Οξείδια οξέων

Τα οξείδια του οξέος χαρακτηρίζονται από το ότι έχουν ένα μη μεταλλικό στοιχείο, είναι ομοιοπολικά και παράγουν επίσης όξινα διαλύματα με νερό. Και πάλι, η οξύτητά του μπορεί να ελεγχθεί με τον γενικό δείκτη. Εάν αυτή τη φορά προσθέτοντας το οξείδιο στο νερό, το πράσινο χρώμα του γίνεται κοκκινωπό, τότε είναι οξείδιο του οξέος.

Τι αντίδραση λαμβάνει χώρα; Τα ακόλουθα:

EO₂(ων) + Η₂O (1) => Η₂EO₃(ac)

Ένα παράδειγμα οξίνου οξειδίου, το οποίο δεν είναι ένα στερεό, αλλά ένα αέριο, είναι το CO₂. Όταν διαλύεται στο νερό, σχηματίζει ανθρακικό οξύ:

CO₂(g) + Η₂O (l) <=> H₂CO₃(ac)

Επίσης, το CO₂ Δεν αποτελείται από ανιόντα Ή^2- και κατιόντα⁴⁺, αλλά σε ένα μόριο που σχηματίζεται από ομοιοπολικούς δεσμούς: Ο = Ο = Ο. Αυτή είναι ίσως μια από τις μεγαλύτερες διαφορές μεταξύ βασικών οξειδίων και οξέων.

Ουδέτερα οξείδια

Αυτά τα οξείδια δεν αλλάζουν το πράσινο χρώμα του νερού σε ουδέτερο pH. δηλαδή, δεν σχηματίζουν υδροξείδια, ούτε οξέα σε υδατικό διάλυμα. Μερικά από αυτά είναι: N₂Ο, ΟΧΙ και CO. Όπως το CO, έχουν ομοιοπολικούς δεσμούς που μπορούν να απεικονιστούν από τις δομές Lewis ή οποιαδήποτε θεωρία συνδέσμων.

Αμφοτερικά οξείδια

Ένας άλλος τρόπος ταξινόμησης των οξειδίων εξαρτάται από το αν αντιδρούν με οξύ ή όχι. Το νερό είναι ένα πολύ ασθενές οξύ (και μια βάση πάρα πολύ), έτσι τα αμφοτερικά οξείδια δεν εμφανίζουν "τις δύο πλευρές". Αυτά τα οξείδια χαρακτηρίζονται από αντίδραση τόσο με οξέα όσο και με βάσεις.

Το οξείδιο του αργιλίου, για παράδειγμα, είναι ένα αμφοτερικό οξείδιο. Οι ακόλουθες δύο χημικές εξισώσεις αντιπροσωπεύουν την αντίδρασή τους με οξέα ή βάσεις:

Αλ₂Ο₃(s) + 3Η₂Έτσι₄(ac) => ΑΙ₂(SO₄)₃(ac) + 3Η₂O (l)

Αλ₂Ο₃(s) + 2NaOH (ac) + 3Η₂O (1) => 2NaAl (ΟΗ)₄(ac)

Το Al₂(SO₄)₃ είναι το θειικό άλας αργιλίου και το NaAI (ΟΗ)₄ ένα πολύπλοκο άλας που ονομάζεται αργιλικό τετραϋδροξείδιο του νατρίου.

Οξείδιο του υδρογόνου, Η₂Ή (νερό), είναι επίσης αμφοτερικός, και αυτό αποδεικνύεται στην ισορροπία του ιονισμού:

H₂O (l) <=> H₃Ο⁺(ac) + ΟΗ^-(ac)

Μικτά οξείδια

Τα ανάμεικτα οξείδια είναι εκείνα που αποτελούνται από το μείγμα ενός ή περισσοτέρων οξειδίων στο ίδιο στερεό. Το Pb₃Ο₄ Είναι ένα παράδειγμα αυτών. Ο μαγνητίτης, η Πίστη₃Ο₄, είναι επίσης ένα άλλο παράδειγμα μικτού οξειδίου. Η Πίστη₃Ο₄ Είναι ένα μίγμα FeO και Fe₂Ο₃ σε αναλογίες 1: 1 (σε αντίθεση με το Pb)₃Ο₄).

Τα μίγματα μπορούν να είναι πιο πολύπλοκα, δημιουργώντας έτσι μια πλούσια ποικιλία ορυκτών οξειδίων.

Ιδιότητες

Οι ιδιότητες των οξειδίων εξαρτώνται από τον τύπο τους. Τα οξείδια μπορούν να είναι ιονικά (Εⁿ⁺Ο^2-), όπως CaO (Ca²⁺Ο^2-), ή ομοιοπολικός, ως SO₂, Ο = S = O.

Από αυτό το γεγονός και η τάση των στοιχείων να αντιδράσουν με οξέα ή βάσεις, συλλέγονται διάφορες ιδιότητες για κάθε οξείδιο.

Επίσης, τα παραπάνω αντικατοπτρίζονται σε φυσικές ιδιότητες όπως σημεία τήξης και βρασμού. Ionic οξείδια τείνουν να σχηματίζουν ανθεκτικά υψηλά θερμότητα κρυσταλλικές δομές, έτσι ώστε τα σημεία τήξης τους είναι υψηλά (μεγαλύτερα από 1000), ενώ το χαμηλό ομοιοπολική τήξης, ή είναι αερίων ή υγρών.

Πώς σχηματίζονται?

Τα οξείδια σχηματίζονται όταν τα στοιχεία αντιδρούν με το οξυγόνο. Αυτή η αντίδραση μπορεί να συμβεί με απλή επαφή με πλούσια σε οξυγόνο ατμόσφαιρες, ή απαιτεί θερμότητα (όπως ένα καυστήρα φλόγας). Δηλαδή, όταν ένα αντικείμενο καίγεται, αντιδρά με το οξυγόνο (εφ 'όσον υπάρχει στον αέρα).

Εάν ένα κομμάτι φωσφόρου λαμβάνεται για παράδειγμα και τοποθετηθεί στη φλόγα, θα καεί και θα σχηματίσει το αντίστοιχο οξείδιο:

4Ρ (5) + 5Ο₂(g) => Ρ₄Ο₁₀(ες)

Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας ορισμένα στερεά, όπως το ασβέστιο, μπορούν να καούν με φωτεινή και πολύχρωμη φλόγα.

Ένα άλλο παράδειγμα λαμβάνεται από την καύση ξύλου ή οποιασδήποτε οργανικής ουσίας, η οποία διαθέτει άνθρακα:

C (s) + Ο₂(g) => CO₂(ζ)

Αλλά εάν υπάρχει ανεπάρκεια οξυγόνου, σχηματίζεται CO αντί CO₂:

C (s) + 1/20₂(g) => CO (g)

Σημειώστε πώς χρησιμοποιείται η αναλογία C / O για την περιγραφή διαφορετικών οξειδίων.

Παραδείγματα οξειδίων

Η άνω εικόνα αντιστοιχεί στη δομή ομοιοπολικού οξειδίου Ι₂Ο₅, την πιο σταθερή μορφή του ιωδίου. Σημειώστε τους απλούς και διπλούς δεσμούς, καθώς και τα επίσημα φορτία του Ι και των οξυγόνων στα πλευρικά του.

Τα οξείδια αλογόνου χαρακτηρίζονται από το ότι είναι ομοιοπολικά και πολύ δραστικά, όπως είναι οι περιπτώσεις του Ο₂F₂ (Ρ-Ο-Ο-Ρ) και OF₂ (F-O-F). Διοξείδιο χλωρίου, ClO₂, για παράδειγμα, είναι το μόνο οξείδιο του χλωρίου που συντίθεται σε βιομηχανικές κλίμακες.

Επειδή τα αλογόνα σχηματίζουν ομοιοπολικά οξείδια, τα "υποθετικά" τους σθένη υπολογίζονται με τον ίδιο τρόπο μέσω της αρχής της ηλεκτροναυτικότητας.

Μεταβατικά οξείδια μετάλλων

Εκτός από τα οξείδια αλογόνου, έχουμε τα οξείδια των μεταβατικών μετάλλων:

-CoO: οξείδιο κοβαλτίου (II). οξείδιο του κοβαλτίου; u μονοξείδιο του κοβαλτίου.

-HgO: οξείδιο του υδραργύρου (II). οξείδιο του υδραργύρου. u μονοξείδιο του υδραργύρου.

-Ag₂Ο: οξείδιο αργύρου. οξείδιο αργύρου. ή μονοξειδίου του ασβεστίου.

-Au₂Ο₃: οξείδιο χρυσού (III). οξείδιο aureus; ή διόριο τριοξείδιο.

Πρόσθετα παραδείγματα

-Β₂Ο₃: οξείδιο βορίου. βορικό οξείδιο. ή διβορο-τριοξείδιο.

-Cl₂Ο₇: οξείδιο χλωρίου (VII). υπερχλωρικό οξείδιο. διχλωροεπτοξείδιο.

-ΟΧΙ: οξείδιο του αζώτου (II). νιτρικό οξείδιο. μονοξείδιο του αζώτου.

Αναφορές

1. Shiver & Atkins. (2008). Ανόργανη χημεία (τέταρτη έκδοση). Mc Graw Hill.
2. Μεταλλικά και μη μεταλλικά οξείδια. Από: chem.uiuc.edu
3. Δωρεάν Χημεία Online. (2018). Οξείδια και Όζον. Από: freechemistryonline.com
4. Toppr. (2018). Απλά οξείδια. Από: toppr.com
5. Steven S. Zumdahl. (7 Μαΐου 2018). Οξείδιο. Encyclopediae Britannica. Λήψη από: britannica.com
6. Χημεία LibreTexts. (24 Απριλίου 2018). Οξείδια Από: chem.libretexts.org
7. Quimicas.net (2018). Παραδείγματα οξειδίων. Ανακτήθηκε από: quimicas.net