Oxider nomenklatur, typer, egenskaber og eksempler

den oxider de er en familie af binære forbindelser, hvor der er interaktioner mellem elementet og oxygenet. Så et oxid har en meget generel formel af EO typen, hvor E er et hvilket som helst element.

Afhængig af mange faktorer, såsom E's elektroniske karakter, dets ioniske radius og dens valenser, kan forskellige typer oxider dannes. Nogle er meget enkle, og andre, som Pb₃O₄, (kaldet minium, arcazon eller rød bly) blandes; det vil sige, at de kommer fra kombinationen af ​​mere end et enkelt oxid.

Men oxidernes kompleksitet kan gå videre. Der er blandinger eller strukturer, hvor mere end et metal kan gribe ind, og hvor desuden proportionerne ikke er støkiometriske. I tilfælde af Pb₃O₄, forholdet Pb / O er lig med 3/4, hvoraf både tælleren og nævneren er heltal.

I ikke-støkiometriske oxider er proportionerne decimaltal. E_0,75O_1,78, er et eksempel på et hypotetisk ikke-støkiometrisk oxid. Dette fænomen forekommer med de såkaldte metaloxider, især med overgangsmetallerne (Fe, Au, Ti, Mn, Zn osv.).

Imidlertid er der oxider, hvis egenskaber er meget enklere og differentierbare, ligesom den ioniske eller kovalente karakter. I de oxider, hvor den ioniske karakter dominerer, vil de være sammensat af kationer E⁺ og anioner O^2-; og de rent kovalente, de enkle (E-O) eller dobbelt (E = O) links.

Hvad dikterer den ioniske karakter af et oxid er forskellen mellem elektronegativitet mellem E og O. Når E er et meget elektromagnetisk metal, vil EO have en høj ionisk karakter. Hvor E er elektronegativ, nemlig et ikke-metal, vil dets EO oxid være kovalent.

Denne egenskab definerer mange andre udstillet af oxider, ligesom deres evne til at danne baser eller syrer i vandig opløsning. Herfra opstår de såkaldte basiske og sure oxider. De, der ikke opfører sig som enten, eller som viser begge karakteristika, er neutrale eller amfotere oxider.

indeks

• 1 nomenklatur
  • 1.1 Systematisk nomenklatur
  • 1.2 Lagernomenklatur
  • 1.3 Traditionel nomenklatur
• 2 Typer af oxider
  • 2.1 Grundlæggende oxider
  • 2.2 sure oxider
  • 2.3 Neutrale oxider
  • 2,4 amfotere oxider
  • 2,5 blandede oxider
• 3 Egenskaber
• 4 Hvordan er de dannet?
• 5 Eksempler på oxider
  • 5.1 Overgang metaloxider
  • 5.2 Yderligere eksempler
• 6 referencer

nomenklatur

Der er tre måder at nævne oxider (som også gælder for mange andre forbindelser). Disse er korrekte uanset den ioniske karakter af EO oxid, så deres navne siger ikke noget om deres egenskaber eller strukturer.

Systematisk nomenklatur

Givet oxiderne EO, E₂O, E₂O₃ og EO₂, Ved første øjekast kan du ikke vide, hvad der ligger bag dine kemiske formler. Tallene angiver imidlertid de støkiometriske proportioner eller E / O-forholdet. Fra disse tal kan de få navne, selvom det ikke er angivet med hvilken valence "virker" E.

Antallet af atomer for både E og O er angivet med de græske nummerpræfikser. På denne måde mono- betyder at der kun er et atom; di-, to atomer; tri-, tre atomer og så videre.

Så navnene på de tidligere oxider ifølge den systematiske nomenklatur er:

-Det chignonE (EO) oxid.

-Det chignonoxid diE (E₂O).

-Trioxid af diE (E₂O₃).

-diE oxid (EO₂).

Anvend derefter denne nomenklatur for Pb₃O₄, den røde oxid af det første billede, vi har:

Pb₃O₄: tetraoxid af triføre.

For mange blandede oxider eller med høje støkiometriske forhold er det meget nyttigt at ty til den systematiske nomenklatur for at navngive dem.

Stocknomenklatur

Valencia

Selvom det ikke er kendt, hvilket element er E, er det nok med E / O forholdet at vide, hvilken valens den bruger i sit oxid. Hvordan? Gennem princippet om electroneutralitet. Dette kræver, at summen af ​​ladningerne af ionerne i en forbindelse skal være lig med nul.

Dette gøres ved at antage en høj ionisk karakter for ethvert oxid. Således har O'en ladning -2 fordi den er O^2-, og E skal tilvejebringe n +, således at den neutraliserer de negative ladninger af oxidanionen.

For eksempel arbejder E atom E med valens +2. Hvorfor? Fordi ellers ikke kunne neutralisere belastningen -2 af den eneste O. For E₂Eller E har valence +1, da opladningen +2 skal deles mellem de to atomer af E.

Og i E₂O₃, De negative omkostninger, der indbetales af O, skal først beregnes. Da der er tre af dem, så: 3 (-2) = -6. For at neutralisere belastningen -6 kræves det, at E tilvejebringer +6, men fordi der er to af dem, er +6 divideret med to, og efterlader E en valens på +3.

Mnemonic regel

O har altid valens -2 i oxiderne (medmindre det er et peroxid eller superoxid). Så en mnemonisk regel til bestemmelse af valens af E er simpelthen at tage hensyn til det nummer, der følger med O. E, derimod vil nummer 2 være ledsaget af ham, og hvis det ikke er tilfældet, betyder det, at der var en forenkling.

For eksempel er E-valensen i +1, fordi selv om den ikke er skrevet, er der kun en O. Og for EO₂, i mangel af en 2 ledsagende E var der en forenkling, og for at fremstå skal den formere sig med 2. Således forbliver formlen som E₂O₄ og valensen af ​​E er derefter +4.

Denne regel undlader imidlertid visse oxider, såsom Pb₃O₄. Derfor er det altid nødvendigt at udføre neutralitetsberegningerne.

Hvad består det af?

Når først E-valens valget er til stede, består lagernomenklaturen af ​​at angive det inden for parentes og med romertal. Af alle nomenklaturerne er dette det enkleste og mest præcise med hensyn til de elektroniske egenskaber af oxiderne.

Hvis E på den anden side kun har en valens (som findes i det periodiske tabel), så er det ikke angivet.

Således for oxidet EO, hvis E har valens +2 og +3, kaldes det: oxid af (navn på E) (II). Men hvis E kun har valens +2, så kaldes dets oxid: oxid (navn på E).

Traditionel nomenklatur

For at nævne navnet på oxiderne, skal suffikserne -ico eller -oso, for de større eller mindre valenser, tilføjes til deres latinske navne. Hvis der er mere end to, så er præfikserne -hype, for den mindste og -per, for den største af alle.

For eksempel arbejder bly med valner +2 og +4. I PbO har den valens +2, så det hedder: rørformet oxid. Mens PbO₂ Det hedder: Plumbico oxid.

Og Pb₃O₄, Hvordan hedder det ifølge de to tidligere nomenklaturer? Det har intet navn. Hvorfor? Fordi Pb₃O₄ består faktisk af en blanding 2 [PbO] [PbO₂]; det vil sige, det røde faste stof har en dobbelt koncentration af PbO.

Af denne grund ville det være forkert at forsøge at give et navn til Pb₃O₄ det består ikke af systematisk nomenklatur eller populær slang.

Typer af oxider

Afhængigt af hvilken del af det periodiske bord der er E og derfor dets elektroniske karakter kan en type oxid eller en anden dannes. Herfra opstår flere kriterier for at tildele dem en type, men de vigtigste er dem, der er relateret til deres surhed eller basicitet.

Grundlæggende oxider

De basiske oxider karakteriseres ved at være ioniske, metalliske, og endnu vigtigere, frembringer en basisk opløsning, når de opløses i vand. For at bestemme eksperimentelt, hvis et oxid er grundlæggende, skal det tilsættes til en beholder med vand og universel indikator opløst i den. Dens farvning, før oxidationen tilsættes, skal være grøn, neutral pH.

Når oxidet er tilsat til vandet, hvis dets farve ændres fra grønt til blåt, betyder det, at pH er blevet grundlæggende. Dette skyldes, at det skaber en balance mellem opløseligheden mellem det dannede hydroxid og vandet:

EO (s) + H₂O (1) => E (OH)₂(S) <=> E²⁺(ac) + OH^-(Aq)

Selv om oxidet er uopløseligt i vand, er det tilstrækkeligt, at en lille portion opløses for at modificere pH. Nogle basiske oxider er så opløselige, at de frembringer kaustiske hydroxider som NaOH og KOH. Det vil sige oxiderne af natrium og kalium, Na₂O og K₂Eller de er meget grundlæggende. Bemærk valensen af ​​+1 for begge metaller.

Sure oxider

Syreoxider er karakteriseret ved at have et ikke-metallisk element, er kovalente og også frembringe sure opløsninger med vand. Igen kan dens surhed kontrolleres med universalindikatoren. Hvis denne gang ved at tilsætte oxidet til vandet, bliver den grønne farve rødlig, så er det et syreoxid.

Hvilken reaktion finder sted? Følgende:

EO₂(s) + H₂O (1) => H₂EO₃(Aq)

Et eksempel på et syreoxid, som ikke er et faststof, men en gas, er CO₂. Når det opløses i vand, danner det carbonhydrid:

CO₂(g) + H₂O (l) <=> H₂CO₃(Aq)

Også CO₂ Det består ikke af anioner ELLER^2- og C kationer⁴⁺, men i et molekyle dannet af kovalente bindinger: O = C = O. Dette er måske en af ​​de største forskelle mellem basiske oxider og syrer.

Neutrale oxider

Disse oxider ændrer ikke den grønne farve af vand ved neutral pH; det vil sige, de danner ikke hydroxider eller syrer i vandig opløsning. Nogle af dem er: N₂O, NEJ og CO. Ligesom CO har de kovalente bindinger, der kan illustreres af Lewis strukturer eller enhver linkteori.

Amfotere oxider

En anden måde at klassificere oxiderne på afhænger af, om de reagerer med en syre eller ej. Vand er en meget svag syre (og en base også), så amfotere oxider udviser ikke "begge sider". Disse oxider er karakteriseret ved at reagere både med syrer og baser.

Aluminiumoxid er for eksempel et amfotert oxid. De følgende to kemiske ligninger repræsenterer deres reaktion med syrer eller baser:

til₂O₃(s) + 3H₂SW₄(ac) => Al₂(SO₄)₃(ac) + 3H₂O (l)

til₂O₃(s) + 2NaOH (ac) + 3H₂O (1) => 2 NaAl (OH)₄(Aq)

Alen₂(SO₄)₃ er aluminiumsulfatsaltet og NaAl (OH)₄ et komplekst salt kaldet natriumtetrahydroxinaluminat.

Hydrogenoxid, H₂Eller (vand), det er også amfotere, og det fremgår af dets ioniseringsligevægt:

H₂O (l) <=> H₃O⁺(ac) + OH^-(Aq)

Blandede oxider

Blandede oxider er dem, der består af blandingen af ​​en eller flere oxider i det samme faste stof. Pb₃O₄ Det er et eksempel på dem. Magnetitten, Troen₃O₄, det er også et andet eksempel på et blandet oxid. Troen₃O₄ Det er en blanding af FeO og Fe₂O₃ i 1: 1 proportioner (i modsætning til Pb)₃O₄).

Blandingerne kan være mere komplekse og derved have en rig række forskellige oxidmineraler.

egenskaber

Egenskaberne af oxider afhænger af deres type. Oxiderne kan være ioniske (Eⁿ⁺O^2-), såsom CaO (Ca²⁺O^2-) eller kovalent som SO₂, O = S = O.

Ud fra denne kendsgerning og elementernes tendens til at reagere med syrer eller baser opsamles en række egenskaber for hvert oxid.

Ovenstående afspejles også i fysiske egenskaber som smelte- og kogepunkter. De ioniske oxider har en tendens til at danne krystallinske strukturer, som er meget modstandsdygtige over for varme, så deres smeltepunkter er høje (over 1000ºC), mens kovalenten smelter ved lave temperaturer eller endda gasser eller væsker.

Hvordan er de dannet?

Oxider dannes, når elementerne reagerer med ilt. Denne reaktion kan forekomme ved simpel kontakt med iltfyldte atmosfærer eller kræver varme (som en cigaretlighters flamme). Det vil sige, når et objekt brændes, reagerer det med ilt (så længe det er til stede i luften).

Hvis der f.eks. Tages et stykke fosfor og placeres i flammen, vil det brænde og danne det tilsvarende oxid:

4P (s) + 5O₂(g) => P₄O₁₀(S)

Under denne proces kan nogle faste stoffer, såsom calcium, brænde med en lys og farverig flamme.

Et andet eksempel er opnået ved brænding af træ eller ethvert organisk stof, som har carbon:

C (s) + O₂(g) => CO₂(G)

Men hvis der er en iltinsufficiens, dannes CO i stedet for CO₂:

C (s) + 1 / 2O₂(g) => CO (g)

Bemærk, hvordan C / O-forholdet bruges til at beskrive forskellige oxider.

Eksempler på oxider

Det øvre billede svarer til den kovalente oxidstruktur I₂O₅, den mest stabile form af jod. Bemærk dets enkle og dobbelte bindinger, samt de formelle ladninger af I og oxygene til dets lateraler.

Halogenoxiderne er karakteriseret ved at være kovalente og meget reaktive, idet sådanne er tilfældene med O₂F₂ (F-O-O-F) og OF₂ (F-O-F). Klordioxid, ClO₂, for eksempel er det det eneste kloroxid, der syntetiseres ved industrielle skalaer.

Fordi halogener danner kovalente oxider, beregnes deres "hypotetiske" valenser på samme måde gennem princippet om elektrotutralitet.

Overgangsmetaloxider

Foruden halogenoxiderne har vi oxiderne af overgangsmetallerne:

-CoO: cobaltoxid (II); koboltoxid; du koboltmonoxid.

-HgO: kviksølvoxid (II); mercuric oxide; du kviksølvmonoxid.

-Ag₂O: sølvoxid; sølvoxid; eller diplomatmonoxid.

-Au₂O₃: guldoxid (III); aureus oxid; eller diotrioxid.

Yderligere eksempler

-B₂O₃: boroxid; boroxid; eller dibortrioxid.

-cl₂O₇: chloroxid (VII); perchloroxid; dichlorheptoxid.

-NEJ: nitrogenoxid (II); nitrogenoxid; nitrogenmonoxid.

referencer

1. Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kemi (fjerde udgave). Mc Graw Hill.
2. Metal og ikke-metaloxider. Taget fra: chem.uiuc.edu
3. Gratis kemi online. (2018). Oxider og ozon. Hentet fra: freechemistryonline.com
4. Toppr. (2018). Enkle oxider. Modtaget fra: toppr.com
5. Steven S. Zumdahl. (7. maj 2018). Oxiderer. Encyclopediae Britannica. Taget fra: britannica.com
6. Kemi LibreTexts. (24. april 2018). Oxider. Modtaget fra: chem.libretexts.org
7. Quimicas.net (2018). Eksempler på oxider. Hentet fra: quimicas.net