Oxiden

Rode lood, kristallijne verbinding die loodoxide bevat

Wat zijn oxiden?

De oxiden Ze zijn een familie van binaire verbindingen waar interacties zijn tussen het element en zuurstof. Zodat een oxide een zeer algemene formule van het EO -type heeft, waarbij E elk element is.

Afhankelijk van vele factoren, zoals de elektronische aard van E, de ionische straal en de valenties ervan, kunnen verschillende soorten oxiden worden gevormd. Sommige zijn heel eenvoudig, en andere, zoals PB₃OF₄ (Minio, Arcazón of Red Lead genoemd), zijn gemengd; dat wil zeggen, ze zijn het gevolg van de combinatie van meer dan één eenvoudige oxide.

Maar de complexiteit van oxiden kan verder gaan. Er zijn mengsels of structuren waarin meer dan één metaal kan ingrijpen, en waar de verhoudingen niet stoichiometrisch zijn. In het geval van PB₃OF₄, De PB/O -verhouding is gelijk aan 3/4, waarvan zowel de teller als de noemer hele getallen zijn.

In niet -stoichiometrische oxiden zijn verhoudingen decimale getallen. De e_0.75OF_1.78, Het is een voorbeeld van een niet -stoichiometrisch hypothetisch oxide. Dit fenomeen gebeurt met de zo -gekalde metaaloxiden, vooral met overgangsmetalen (Faith, Au, Ti, Mn, Zn, enz.)).

Er zijn echter oxiden waarvan de kenmerken veel eenvoudiger en meer onderscheidenbaar zijn, zoals ionisch of covalent karakter. In die oxiden waar het ionische karakter overheerst, kationen en⁺ en anionen of^2-; en die puur covalent, de eenvoudige links (e-o) of verdubbelt (e = o).

Wat het ionische karakter van een oxide dicteert, is het verschil in elektronegativiteit tussen E en O. Wanneer E een zeer elektropositief metaal is, dan heeft EO een hoog ionisch karakter. Hoewel het elektronegatief is, namelijk een niet -metaal, zal het EO -oxide covalent zijn.

Deze eigenschap definieert vele anderen die worden getoond door oxiden, zoals het vermogen om basen of zuren in waterige oplossing te vormen. Vanaf hier ontstaan ​​de zogenaamde basisoxiden en zuren. Degenen die zich niet gedragen zoals geen van beide, of die integendeel beide kenmerken manifesteren, zijn neutrale of amfotoreuze oxiden.

Nomenclatuur van oxiden

Er zijn drie manieren om oxiden te noemen (die ook van toepassing zijn op vele andere verbindingen). Deze zijn correct, ongeacht het ionische karakter van EO -oxide, dus hun namen zeggen niets over hun eigenschappen of structuren.

Systematische nomenclatuur

Gezien de EO -oxiden, en₂Of, e₂OF₃ en eo₂, Op het eerste gezicht kunt u niet weten wat er achter de chemische formules zit. De cijfers geven echter stoichiometrische proporties of de E/of relatie aan. Uit deze nummers kunnen ze namen krijgen, zelfs als deze niet is opgegeven waarmee Valencia "werkt" en.

Atoomnummers voor zowel E als O, worden aangegeven met Griekse nummeringsvoorvoegsels. Op deze manier betekent mono- dat er maar één atoom is; di-, twee atomen; tri-, drie atomen, enzovoort.

Vervolgens zijn de namen van de vorige oxiden, volgens de systematische nomenclatuur,:

-KnobbeltjeE (eo) xido.

-KnobbeltjeXido van gafE (e₂OF).

-Trioxyde gafE (e₂OF₃)).

-GafE EO (EO₂)).

Vervolgens deze nomenclatuur toepassen voor de PB₃OF₄, Het rode oxide van de eerste afbeelding is:

PB₃OF₄: Tetraoxyde Trileiding.

Voor veel gemengde oxiden, of met hoge stoichiometrische proporties, is het zeer nuttig om hun toevlucht te nemen tot de systematische nomenclatuur om ze te noemen.

Voorraadnomenclatuur

Valencia

Hoewel het niet bekend is welk element E is, is de relatie voldoende om te weten welke Valencia in zijn oxide gebruikt. Als? Door het elektroneutraliteitsprincipe. Dit vereist dat de som van de ionenbelastingen in een verbinding gelijk moet zijn aan nul.

Het kan u van dienst zijn: beloofd (PM): structuur, eigenschappen, verkrijgen, gebruik

Dit wordt gedaan uitgaande van een hoog ionisch karakter voor oxide. Dus de O load -2 omdat het of^2-, en E moeten n+ bijdragen, zodat de negatieve ladingen oxide -anion neutraliseren.

Bijvoorbeeld in de EO het atoom en werkt met Valencia +2. Anders kon het de belasting -2 van de enige of niet neutraliseren. Voor e₂Of, de E heeft Valencia +1, omdat de belasting +2 moet worden gedeeld door de twee atomen van E.

En in de E₂OF₃, De negatieve ladingen van de O moeten eerst worden berekend. Zoals drie van hen, dan: 3 (-2) = -6. Om de belasting te neutraliseren -6 is vereist dat E +6 levert, maar omdat er twee zijn, wordt +6 gedeeld door twee, met Valencia van +3.

Mnemonische regel

De O heeft altijd Valencia -2 in oxiden (tenzij het een peroxide of superoxide is). Dus een mnemonische regel om de Valencia van te bepalen en is eenvoudigweg rekening te houden. En aan de andere kant zal het nummer 2 hebben dat hem vergezelt, en zo niet, betekent dit dat er een vereenvoudiging was.

In EO is bijvoorbeeld de Valencia van E +1, want hoewel het niet is geschreven, is er slechts één of. En voor de EO₂, Omdat er geen 2 begeleidende E was, was er een vereenvoudiging, en om te verschijnen, moet deze worden vermenigvuldigd met 2. De formule blijft dus als e₂OF₄ En de Valencia de E is dan +4.

Deze regel mislukt echter voor sommige oxiden, zoals PB₃OF₄. Daarom zijn neutraliteitsberekeningen altijd noodzakelijk.

Waar bestaat het uit

Zodra de Valencia de e heeft, bestaat de voorraadnomenclatuur uit het specificeren van deze binnen een haakje en met Romeinse nummers. Van alle nomenclatures is dit de eenvoudigste en meest precieze met betrekking tot de elektronische eigenschappen van oxiden.

Als E daarentegen slechts één Valencia heeft (die kan worden geraadpleegd in de periodieke tabel), dan is het niet gespecificeerd.

Dus, voor oxide EO als E valentie +2 en +3 heeft, wordt dit genoemd: oxide van (naam van E) (ii). Maar als E alleen Valencia +2 heeft, wordt het oxide genoemd: oxide van (naam van E).

Traditionele nomenclatuur

Om de naam van de oxiden te vermelden, moeten de achtervoegsels -o of -OOSO, voor de grootste of grootste valenties, worden toegevoegd aan hun namen in het Latijn. In het geval dat er meer dan twee zijn, worden de voorvoegsels vervolgens hun toevlucht genomen tot het kleinste, en -Per, voor de grootste van allemaal.

Lead werkt bijvoorbeeld met Valces +2 en +4. In de PBO heeft het Valencia +2, dus het wordt genoemd: Plumboso Oxide. Terwijl de PBO₂ Het wordt genoemd: plúmbico oxide.

En wat is de naam van de PB₃OF₄, Volgens de twee eerdere nomenclatures? Het mist naam, omdat de PB₃OF₄ Het bestaat echt uit een mengsel 2 [PBO] [PBO₂]; dat wil zeggen, de rode vaste stof heeft een dubbele concentratie van PBO.

Om deze reden zou het onjuist zijn om te proberen een naam aan de PB te geven₃OF₄ die niet bestaat uit de systematische nomenclatuur of populaire jargon.

Soorten oxiden

Afhankelijk van welk deel van het periodiek systeem is en daarom kan de elektronische aard ervan, het ene type oxide of het andere vormen. Vanaf hier komen meerdere criteria op om ze een man toe te wijzen, maar de belangrijkste zijn die gerelateerd aan hun zuurgraad of basiciteit.

Kan u van dienst zijn: wie heeft de eerste moderne thermometer ontworpen?

Basisoxiden

Basisoxiden worden gekenmerkt door ionisch, metaalachtig en belangrijker te zijn, een basisoplossing genereren bij het oplossen in water. Om experimenteel te bepalen of een oxide basic is, moet deze worden toegevoegd aan een container met water en universele indicator opgelost. De kleuring voordat het oxide wordt toegevoegd, moet groen zijn, neutrale pH.

Zodra het wateroxide is toegevoegd, als de kleur van groen naar blauw verandert, betekent dit dat de pH basic werd. Dit komt omdat het een evenwicht van oplosbaarheid vaststelt tussen de gevormde hydroxide en water:

Eo (s) + h₂Of (l) => e (oh)₂(HIJ²⁺(AC) + OH^-(AC)

Hoewel het oxide onoplosbaar is in het water, is het voldoende om een ​​klein deel op te lossen om de pH te wijzigen. Sommige basisoxiden zijn even oplosbaar die bijtende hydroxiden zoals NaOH en KOH genereren. Dat wil zeggen natrium- en kaliumoxiden, na₂Of en k₂Of ze zijn erg basic. Let op de Valencia van +1 voor beide metalen.

Zure oxiden

Zure oxiden worden gekenmerkt door een niet -metalen element te hebben, ze zijn covalent en genereren ook zure oplossingen met water. Nogmaals, uw zuurgraad kan worden geverifieerd met de universele indicator. Als dit keer door het oxide aan het water toe te voegen, wordt de groene kleur roodachtig, dan is het een zuuroxide.

De reactie die plaatsvindt is als volgt:

Eo₂(s) + h₂Of (l) => h₂Eo₃(AC)

Een voorbeeld van een zuuroxide, dat geen vaste stof is, maar een gas, is de CO₂. Wanneer het oplost in water, vormt het koolzuur:

CO₂(g) + H₂Of (l) h₂CO₃(AC)

Ook de CO₂ Het bestaat niet uit anionen of^2- en kationen c⁴⁺, maar in een molecuul gevormd door covalente bindingen: o = c = o. Dit is misschien een van de grootste verschillen tussen basisoxiden en zuren.

Neutrale oxiden

Deze oxiden veranderen de groene kleur van het water niet in neutrale pH; dat wil zeggen, ze vormen geen hydroxiden of zuren in waterige oplossing. Sommigen van hen zijn: n₂Of, nee en co. Net als CO hebben ze covalente links die kunnen worden geïllustreerd door Lewis -structuren of elke link -theorie.

Amfoteros oxiden

Een andere manier om oxiden te classificeren hangt af van het feit of ze al dan niet reageren met een zuur. Water is een zeer zwak zuur (en ook een basis), dus amfoteros -oxiden vertonen niet "hun twee gezichten". Deze oxiden worden gekenmerkt door te reageren met zowel zuren als basen.

Aluminiumoxide is bijvoorbeeld een amfotero -oxide. De volgende twee chemische vergelijkingen vertegenwoordigen hun reactie met zuren of basen:

Naar de₂OF₃(s) + 3H₂SW₄(ac) => tot₂(SW₄))₃(AC) + 3H₂Of (l)

Naar de₂OF₃(s) + 2naOH (AC) + 3H₂Of (l) => 2Naal (oh)₄(AC)

De Al₂(SW₄))₃ Het is aluminiumsulfaatzout en Naal (OH)₄ Een complex zout genaamd tetrahydrox natriumaluminaat.

Waterstofoxide, h₂Of (water), het is ook amfoterisch, en dit wordt bewezen in zijn ionisatiebalans:

H₂Of (l) h₃OF⁺(AC) + OH^-(AC)

Gemengde oxiden

Gemengde oxiden zijn die die bestaan ​​uit het mengsel van een of meer oxiden in dezelfde vaste stof. De PB₃OF₄ Het is een voorbeeld van hen. Magnetiet, geloof₃OF₄, Het is ook een ander voorbeeld van een gemengd oxide. Vertrouwen₃OF₄ Het is een mengeling van lelijk en geloof₂OF₃ In verhoudingen 1: 1 (in tegenstelling tot PB₃OF₄)).

Kan u van dienst zijn: esters

De mengsels kunnen complexer zijn, waardoor een rijke verscheidenheid aan oxide -mineralen wordt veroorzaakt.

Oxideneigenschappen

De eigenschappen van oxiden zijn afhankelijk van hun type. Oxiden kunnen ionisch zijn (E^N+OF^2-), zoals de Cao (CA²⁺OF^2-), of covalent, zoals de SO₂, O = S = O.

Uit dit feit, en de trend die de elementen van reageren met zuren of basen hebben, worden een aantal eigenschappen voor elk oxide verzameld.

Evenzo wordt het bovenstaande weerspiegeld in fysieke eigenschappen zoals fusie- en kookpunten. Ionische oxiden hebben de neiging kristallijne structuren te vormen die zeer bestand zijn tegen warmte, dus hun smeltpunten zijn hoog (hoger dan 1.000º C), terwijl de covalente smelt bij lage temperaturen, of zelfs gassen of vloeistoffen zijn.

Hoe worden oxiden gevormd?

Oxiden worden gevormd wanneer de elementen reageren met zuurstof. Deze reactie kan optreden met eenvoudig contact met zuurstofrijke atmosferen, of vereist warmte (zoals de vlam van een lichter).

Dat wil zeggen, wanneer het een object verbrandt, reageert het met zuurstof (zolang het in de lucht aanwezig is).

Als een stuk fosfor bijvoorbeeld wordt genomen en in de vlam wordt geplaatst, zal het verbranden en het overeenkomstige oxide vormen:

4p (s) + 5o₂(g) => p₄OF₁₀(S)

Tijdens dit proces kunnen sommige vaste stoffen, zoals calcium, branden met een heldere en kleurrijke vlam.

Een ander voorbeeld wordt verkregen door hout of een organische stof te verbranden, die koolstof hebben:

C (s) + o₂(g) => co₂(G)

Maar als er een zuurstofinsufficiëntie is, wordt deze gevormd CO in plaats van CO₂:

C (s) +1/2o₂(g) => co (g)

Merk op hoe de relatie c/o dient om verschillende oxiden te beschrijven.

Voorbeelden van oxiden

Covalente oxidestructuur i₂OF₅. Bron: Wikimedia Commons

Het bovenste beeld komt overeen met de structuur van het covalente oxide I₂OF₅, De meest stabiele dan jodiumvorm. Let op uw eenvoudige en dubbele bindingen, evenals de formele belastingen van de I en de zuurstof aan zijn zijden.

Halogeenoxiden worden gekenmerkt door covalent en zeer reactief, als zodanig zijn de gevallen van de of₂F₂ (F-o-o-f) en van₂ (F-O-F). Chloordioxide, clo₂, Het is bijvoorbeeld het enige chlooroxide dat wordt gesynthetiseerd op industriële schalen.

Omdat halogenen covalente oxiden vormen, worden hun "hypothetische" valenties op dezelfde manier berekend door het principe van elektroneutraliteit.

Overgangsmetaaloxiden

Naast halogeenoxiden worden de oxiden van overgangsmetalen genomen:

• COO: kobaltoxide (ii); kobalt oxide; U Cobalt monoxide.
• HGO: Mercury -oxide (II); kwikoxide; U Mercury monoxide.
• Ag₂Of: zilveroxide; Argisch oxide; O DIPTINE MONOXIDE.
• Au₂OF₃: goudoxide (iii); Aurische oxide; o Dioro -trioxide.

Aanvullende voorbeelden

• B₂OF₃: booroxide; borisch oxide; o Diboro -trioxide.
• Klet₂OF₇: chlooroxide (vii); perchlooroxide; Dicloro heptoxide.
• Nee: stikstofoxide (II); Stikstofoxide; Stikstofmonoxide.

Referenties

1. Shiver & Atkins. (2008). Anorganische scheikunde. (vierde druk). MC Graw Hill.
2. Metaal- en niet -metalen oxiden. Genomen uit: chem.Uiuc.Edu
3. Gratis chemie online. (2018). Oxiden en ozon. Uitgevoerd uit: freechemaryonline.com
4. Toppr. (2018). Eenvoudige oxiden. Genomen van: toppr.com
5. Steven S. Zumdahl. (7 mei 2018). Oxyde. Encyclopediae Britannica. Uitgebracht van: Britannica.com
6. Chemistry Libhethexts. (24 april 2018). Oxiden. Genomen uit: chem.Librhetxts.borg
7. Chemici.Net (2018). Voorbeelden van oxiden. Hersteld van: chemics.netto