Das Oxide Sie sind eine Familie von binären Verbindungen, bei denen Wechselwirkungen zwischen dem Element und Sauerstoff bestehen. Ein Oxid hat also eine sehr allgemeine Formel vom Typ EO, wobei E ein beliebiges Element ist.
Abhängig von vielen Faktoren, wie der elektronischen Natur von E, seinem Ionenradius und seinen Valenzen, können sich verschiedene Arten von Oxiden bilden. Einige sind sehr einfach und andere wie Pb3ODER4, (Minium, Arcazón oder rotes Blei genannt) werden gemischt; das heißt, sie ergeben sich aus der Kombination von mehr als einem einfachen Oxid.
Die Komplexität von Oxiden kann jedoch noch weiter gehen. Es gibt Gemische oder Strukturen, in die mehr als ein Metall eingreifen kann und in denen auch die Anteile nicht stöchiometrisch sind. Im Fall von Pb3ODER4, Das Pb / O-Verhältnis ist gleich 3/4, wobei sowohl der Zähler als auch der Nenner ganze Zahlen sind.
In nichtstöchiometrischen Oxiden sind die Anteile Dezimalzahlen. Die E.0,75ODER1,78, ist ein Beispiel für ein hypothetisches nichtstöchiometrisches Oxid. Dieses Phänomen tritt bei den sogenannten Metalloxiden auf, insbesondere bei Übergangsmetallen (Fe, Au, Ti, Mn, Zn usw.)..
Es gibt jedoch Oxide, deren Eigenschaften viel einfacher und differenzierbarer sind, wie z. B. ionischer oder kovalenter Charakter. In den Oxiden, in denen der ionische Charakter überwiegt, bestehen sie aus Kationen E.+ und Anionen O.zwei-;; und diese rein kovalenten, die Einfachbindungen (E-O) oder Doppelbindungen (E = O).
Was den ionischen Charakter eines Oxids bestimmt, ist der Elektronegativitätsunterschied zwischen E und O. Wenn E ein hoch elektropositives Metall ist, hat EO einen hohen ionischen Charakter. Wenn E elektronegativ ist, nämlich ein Nichtmetall, ist sein Oxid EO kovalent.
Diese Eigenschaft definiert viele andere Eigenschaften von Oxiden, wie beispielsweise ihre Fähigkeit, in wässriger Lösung Basen oder Säuren zu bilden. Von hier kommen die sogenannten basischen und sauren Oxide. Diejenigen, die sich nicht wie eines der beiden verhalten oder im Gegenteil beide Eigenschaften aufweisen, sind neutrale oder amphotere Oxide.
Artikelverzeichnis
Es gibt drei Möglichkeiten, Oxide zu benennen (die auch für viele andere Verbindungen gelten). Diese sind unabhängig vom ionischen Charakter des EO-Oxids korrekt, daher sagen ihre Namen nichts über seine Eigenschaften oder Strukturen aus.
Angesichts der Oxide EO, E.zweiO, E.zweiODER3 und EOzwei, Auf den ersten Blick ist es nicht möglich zu wissen, was hinter ihren chemischen Formeln steckt. Die Zahlen geben jedoch die stöchiometrischen Verhältnisse oder das E / O-Verhältnis an. Aus diesen Zahlen können ihnen Namen gegeben werden, auch wenn nicht angegeben ist, mit welcher Wertigkeit es "funktioniert" E..
Die Anzahl der Atome für E und O wird durch die griechischen Nummerierungspräfixe angegeben. Auf diese Weise bedeutet mono-, dass es nur ein Atom gibt; zwei Atome; drei, drei Atome und so weiter.
Die Namen der vorherigen Oxide gemäß der systematischen Nomenklatur lauten also:
-AffeE-Oxid (EO).
-AffeOxid von gegebenE (E.zweiODER).
-TriOxid von gegebenE (E.zweiODER3).
-GegebenE-Oxid (EOzwei).
Anwenden dieser Nomenklatur für Pb3ODER4, Das rote Oxid des ersten Bildes haben Sie:
Pb3ODER4:: TetraOxid von triführen.
Für viele Mischoxide oder mit hohen stöchiometrischen Verhältnissen ist es sehr nützlich, die systematische Nomenklatur zu verwenden, um sie zu benennen.
Obwohl nicht bekannt ist, um welches Element E es sich handelt, reicht es mit dem E / O-Verhältnis aus, um zu wissen, welche Wertigkeit Sie in Ihrem Oxid verwenden. Wie? Nach dem Prinzip der Elektroneutralität. Dies erfordert, dass die Summe der Ladungen der Ionen in einer Verbindung gleich Null sein muss.
Dies erfolgt durch Annahme eines hohen ionischen Charakters für jedes Oxid. Somit hat das O eine Ladung von -2, weil es das O istzwei-, und E muss n + beitragen, damit es die negativen Ladungen des Oxidanions neutralisiert.
Zum Beispiel arbeitet in EO das E-Atom mit der Valenz +2. Warum? Denn sonst könnte es die Ladung -2 des einzigen O nicht neutralisieren. Für das E.zweiOder E hat die Wertigkeit +1, da die Ladung +2 zwischen den beiden E-Atomen aufgeteilt werden muss..
Und in der E.zweiODER3, Die von O eingebrachten negativen Ladungen müssen zuerst berechnet werden. Da es drei davon gibt, gilt: 3 (-2) = -6. Um die -6-Ladung zu neutralisieren, müssen die E +6 beitragen, aber da es zwei davon gibt, wird +6 durch zwei geteilt, so dass E eine Wertigkeit von +3 hat.
O hat in Oxiden immer eine Valenz von -2 (es sei denn, es ist ein Peroxid oder Superoxid). Eine mnemonische Regel zur Bestimmung der Wertigkeit von E besteht also einfach darin, die Zahl zu berücksichtigen, die mit dem O einhergeht. E wird andererseits die Zahl 2 haben, die sie begleitet, und wenn nicht, bedeutet dies, dass es eine Vereinfachung gab.
Zum Beispiel ist in EO die Wertigkeit von E +1, denn selbst wenn es nicht geschrieben ist, gibt es nur ein O. Und für EOzwei, Da es kein 2 gibt, das E begleitet, gab es eine Vereinfachung, und damit es erscheint, muss es mit 2 multipliziert werden. Somit bleibt die Formel als E.zweiODER4 und die Wertigkeit von E ist dann +4.
Diese Regel schlägt jedoch für einige Oxide wie Pb fehl3ODER4. Daher ist es immer notwendig, Neutralitätsberechnungen durchzuführen.
Sobald die Wertigkeit von E vorliegt, besteht die Bestandsnomenklatur darin, sie in Klammern und mit römischen Ziffern anzugeben. Von allen Nomenklaturen ist dies die einfachste und genaueste in Bezug auf die elektronischen Eigenschaften von Oxiden..
Wenn E andererseits nur eine Wertigkeit hat (die im Periodensystem zu finden ist), wird sie nicht angegeben..
Wenn also für Oxid EO E die Wertigkeit +2 und +3 hat, heißt es: (Name von E) (II) Oxid. Wenn E jedoch nur die Wertigkeit +2 hat, heißt sein Oxid: Oxid von (Name von E).
Um den Namen der Oxide zu erwähnen, müssen die Suffixe -ico oder -oso für die größeren oder kleineren Valenzen zu ihren lateinischen Namen hinzugefügt werden. Für den Fall, dass mehr als zwei vorhanden sind, werden die Präfixe -hypo für das kleinste und -per für das größte von allen verwendet..
Zum Beispiel arbeitet Blei mit den Valenzen +2 und +4. In PbO hat es eine Wertigkeit von +2, daher heißt es: Lot. Während der PbOzwei es heißt: Bleioxid.
Und der Pb3ODER4, Wie heißt es nach den beiden vorhergehenden Nomenklaturen? Es hat keinen Namen. Warum? Weil der Pb3ODER4 besteht tatsächlich aus einer Mischung 2 [PbO] [PbOzwei]; das heißt, der rote Feststoff hat eine doppelte Konzentration an PbO.
Aus diesem Grund wäre es falsch zu versuchen, das Pb zu benennen3ODER4 das besteht nicht aus systematischer Nomenklatur oder populärem Slang.
Abhängig davon, welcher Teil des Periodensystems E sich befindet und daher seine elektronische Natur, kann die eine oder andere Art von Oxid gebildet werden. Daraus ergeben sich mehrere Kriterien, um ihnen einen Typ zuzuweisen, aber die wichtigsten sind diejenigen, die sich auf ihre Säure oder Basizität beziehen..
Basische Oxide zeichnen sich dadurch aus, dass sie ionisch, metallisch und vor allem durch Auflösen in Wasser eine basische Lösung erzeugen. Um experimentell festzustellen, ob ein Oxid basisch ist, muss es in einen Behälter mit Wasser und darin gelöstem Universalindikator gegeben werden. Die Färbung vor der Zugabe des Oxids muss grün und pH-neutral sein.
Wenn das Oxid dem Wasser zugesetzt wurde und sich seine Farbe von grün nach blau ändert, bedeutet dies, dass der pH-Wert basisch geworden ist. Dies liegt daran, dass ein Löslichkeitsgleichgewicht zwischen dem gebildeten Hydroxid und dem Wasser hergestellt wird:
EO (s) + H.zweiO (l) => E (OH)zwei(s) <=> UNDzwei+(ac) + OH-(ac)
Obwohl das Oxid in Wasser unlöslich ist, löst sich nur ein kleiner Teil auf, um den pH-Wert zu ändern. Einige basische Oxide sind so löslich, dass sie ätzende Hydroxide wie NaOH und KOH erzeugen. Das heißt, die Oxide von Natrium und Kalium, NazweiO und K.zweiOder sie sind sehr einfach. Beachten Sie die Wertigkeit von +1 für beide Metalle.
Saure Oxide zeichnen sich durch ein nichtmetallisches Element aus, sind kovalent und erzeugen zusätzlich mit Wasser saure Lösungen. Auch hier kann der Säuregehalt mit dem Universalindikator überprüft werden. Wenn diesmal beim Hinzufügen des Oxids zum Wasser seine grüne Farbe rötlich wird, ist es ein saures Oxid.
Welche Reaktion findet statt? Der nächste:
EOzwei(s) + H.zweiO (l) => H.zweiEO3(ac)
Ein Beispiel für ein Säureoxid, das kein Feststoff, sondern ein Gas ist, ist COzwei. Wenn es sich in Wasser löst, bildet es Kohlensäure:
COzwei(g) + H.zweiO (l) <=> H.zweiCO3(ac)
Auch der COzwei besteht nicht aus Anionen O.zwei- und C-Kationen4+, aber in einem Molekül, das durch kovalente Bindungen gebildet wird: O = C = O. Dies ist vielleicht einer der größten Unterschiede zwischen basischen Oxiden und Säuren.
Diese Oxide verändern die grüne Farbe von Wasser bei neutralem pH nicht; das heißt, sie bilden in wässriger Lösung keine Hydroxide oder Säuren. Einige von ihnen sind: N.zweiODER NEIN und CO. Wie CO haben sie kovalente Bindungen, die durch Lewis-Strukturen oder jede Bindungstheorie veranschaulicht werden können.
Eine andere Möglichkeit, Oxide zu klassifizieren, hängt davon ab, ob sie mit einer Säure reagieren oder nicht. Wasser ist eine sehr schwache Säure (und auch eine Base), so dass amphotere Oxide nicht "ihre zwei Gesichter" aufweisen. Diese Oxide zeichnen sich durch Reaktion mit Säuren und Basen aus.
Aluminiumoxid ist beispielsweise ein amphoteres Oxid. Die folgenden zwei chemischen Gleichungen repräsentieren die Reaktion mit Säuren oder Basen:
ZumzweiODER3(s) + 3HzweiSW4(ac) => Alzwei(SW4)3(aq) + 3HzweiO (l)
ZumzweiODER3(s) + 2NaOH (aq) + 3HzweiO (l) => 2 NaAl (OH)4(ac)
Der Alzwei(SW4)3 ist das Aluminiumsulfatsalz und das NaAl (OH)4 ein komplexes Salz namens Natriumtetrahydroxyaluminat.
Wasserstoffoxid, H.zweiO (Wasser) ist ebenfalls amphoter, und dies zeigt sich in seinem Ionisationsgleichgewicht:
H.zweiO (l) <=> H.3ODER+(ac) + OH-(ac)
Mischoxide sind solche, die aus der Mischung eines oder mehrerer Oxide im gleichen Feststoff bestehen. Der Pb3ODER4 ist ein Beispiel für sie. Magnetit, Fe3ODER4, Es ist auch ein weiteres Beispiel für ein Mischoxid. Vertrauen3ODER4 ist eine Mischung aus FeO und FezweiODER3 im Verhältnis 1: 1 (im Gegensatz zu Pb3ODER4).
Gemische können komplexer sein und so eine Vielzahl von Oxidmineralien erzeugen.
Die Eigenschaften von Oxiden hängen von ihrer Art ab. Oxide können ionisch sein (E.n+ODERzwei-) wie CaO (Ca.zwei+ODERzwei-) oder kovalent wie SOzwei, O = S = O..
Aufgrund dieser Tatsache und der Tendenz von Elementen, mit Säuren oder Basen zu reagieren, werden für jedes Oxid eine Reihe von Eigenschaften gesammelt..
Das Obige spiegelt sich auch in den physikalischen Eigenschaften wie Schmelz- und Siedepunkten wider. Ionenoxide neigen dazu, kristalline Strukturen zu bilden, die sehr hitzebeständig sind, so dass ihre Schmelzpunkte hoch sind (über 1000 ° C), während Kovalenten bei niedrigen Temperaturen schmelzen oder es sich sogar um Gase oder Flüssigkeiten handelt..
Oxide entstehen, wenn Elemente mit Sauerstoff reagieren. Diese Reaktion kann bei einfachem Kontakt mit sauerstoffreichen Atmosphären auftreten oder erfordert Wärme (z. B. eine leichtere Flamme). Das heißt, wenn ein Objekt verbrannt wird, reagiert es mit Sauerstoff (solange es in der Luft vorhanden ist)..
Wenn Sie zum Beispiel ein Stück Phosphor nehmen und es in die Flamme legen, brennt es und bildet das entsprechende Oxid:
4P (s) + 50zwei(g) => P.4ODER10(s)
Während dieses Prozesses können einige Feststoffe wie Kalzium mit einer hellen, bunten Flamme verbrennen..
Ein anderes Beispiel wird durch Verbrennen von Holz oder einer organischen Substanz erhalten, die Kohlenstoff enthält:
C (s) + O.zwei(g) => COzwei(G)
Wenn jedoch nicht genügend Sauerstoff vorhanden ist, wird CO anstelle von CO gebildetzwei::
C (s) + 1 / 2Ozwei(g) => CO (g)
Beachten Sie, wie das C / O-Verhältnis zur Beschreibung verschiedener Oxide dient.
Das obere Bild entspricht der Struktur des kovalenten Oxids I.zweiODER5, die stabilste Form von Jod. Beachten Sie ihre Einfach- und Doppelbindungen sowie die formalen Ladungen von I und Sauerstoff auf ihren Seiten..
Die Oxide von Halogenen zeichnen sich dadurch aus, dass sie kovalent und hochreaktiv sind, wie dies bei O der Fall istzweiF.zwei (F-O-O-F) und OFzwei (F-O-F). Chlordioxid, ClOzwei, Beispielsweise ist es das einzige Chloroxid, das im industriellen Maßstab synthetisiert wird.
Da Halogene kovalente Oxide bilden, werden ihre "hypothetischen" Valenzen auf die gleiche Weise nach dem Prinzip der Elektroneutralität berechnet..
Neben den Halogenoxiden gibt es die Übergangsmetalloxide:
-CoO: Kobalt (II) oxid; Kobaltoxid; u Kobaltmonoxid.
-HgO: Quecksilber (II) oxid; Quecksilberoxid; u Quecksilbermonoxid.
-AgzweiO: Silberoxid; Silberoxid; oder Diplom Monoxid.
-AuzweiODER3: Gold (III) oxid; Auric Oxid; oder Diorotrioxid.
-B.zweiODER3: Boroxid; Boroxid; oder Diborontrioxid.
-ClzweiODER7: Chloroxid (VII); Perchloroxid; Dichlorheptoxid.
-NO: Stickoxid (II); Stickstoffmonoxid; Stickstoffmonoxid.
Bisher hat noch niemand einen Kommentar zu diesem Artikel abgegeben.