ОСНОВНИ ОКСИДИ: ОБРАЗУВАНЕ, НОМЕНКЛАТУРА, СВОЙСТВА - ХИМИЯ - 2025

В основни оксиди са тези, образувани от обединението на метален катион с дианион на кислород (O ²); обикновено реагират с вода, за да образуват основи, или с киселини, за да образуват соли. Поради силната си електроотрицателност, кислородът може да образува стабилни химични връзки с почти всички елементи, което води до различни видове съединения.

Едно от най-често срещаните съединения, които може да образува кислородният дианион, е оксидът. Оксидите са химични съединения, които съдържат най-малко един кислороден атом заедно с друг елемент във формулата си; Те могат да се генерират с метали или неметали и в трите състояния на агрегация на материята (твърда, течна и газообразна).

Поради тази причина те имат голям брой присъщи свойства, които могат да варират, дори между два оксида, образувани с един и същи метал и кислород (като железен (II) и железен (III) оксид, съответно железен и железен). Когато кислородът се присъедини към метал за образуване на метален оксид, се казва, че се е образувал основен оксид.

Това е така, защото те образуват основа, като се разтварят във вода или в определени процеси реагират като основи. Един пример за това е, когато съединения като CaO и Na ₂ O реагират с вода и резултат в хидроокиси Са (ОН) ₂ и 2NaOH, съответно.

Основните оксиди обикновено са йонни по характер и стават по-ковалентни, докато говорим за елементи отдясно на периодичната таблица. Съществуват също киселинни оксиди (образувани от неметали) и амфотерни оксиди (образувани от амфотерни елементи).

обучение

Алкалните и алкалоземни метали образуват три различни вида бинарни съединения от кислорода. Освен оксиди, пероксиди (които съдържат пероксид йони, O ₂ ^2-) и супероксиди (които съдържат супероксид О ₂ ^- йони) могат също да се появят.

Всички оксиди, които се образуват от алкални метали, могат да бъдат получени чрез нагряване 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 → 6М ₂ O + N ₂

От друга страна, за да се получат основните оксиди от алкалоземните метали, техните съответни карбонати се нагряват, както при следната реакция:

OLS ₃ + топлина → MO + CO ₂

Образуването на основни оксиди може да възникне и поради обработка с кислород, както в случая на сулфиди:

2MS + 3O ₂ + топлина → 2MO + 2SO ₂

И накрая, може да възникне чрез окисляване на някои метали с азотна киселина, както се случва при следните реакции:

2Cu + 8HNO ₃ + топлина → 2CuO + 8NO ₂ + 4Н ₂ О + O ₂

Sn + 4HNO ₃ + топлина → SnO ₂ + 4NO ₂ + 2Н ₂ О

номенклатура

Номенклатурата на основните оксиди варира в зависимост от стехиометрията им и според възможните окислителни числа, които има металния елемент.

Възможно е да се използва общата формула тук, която е метал + кислород, но има и стехиометрична номенклатура (или стара номенклатура на запасите), в която съединенията се назовават чрез поставяне на думата "оксид", последвано от името на метала и неговата окислително състояние в римски цифри.

Когато става въпрос за систематична номенклатура с префикси, 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 съпътстващите метали с по-ниска или по-висока валентност в оксид, в допълнение към факта, че основните оксиди са известни като «основни анхидриди» поради способността им да образуват основни хидроксиди, когато към тях се добави вода.

В допълнение, тази номенклатура използва правилата, така че когато даден метал има окислителни състояния до +3, той се назовава с правилата на оксидите, а когато има окислителни състояния, по-големи или равни на +4, той се именува с правила за анхидриди.

Обобщени правила за назоваване на основни оксиди

Винаги трябва да се спазват окислителните състояния (или валентността) на всеки елемент. Тези правила са обобщени по-долу:

1- Когато елементът има единичен номер на окисляване, например в случая на алуминий (Al ₂ O ₃), оксидът се назовава:

Традиционна номенклатура

Алуминиев оксид.

Систематика с префикси

Според количеството атоми, което има всеки елемент; тоест диалуминиев триоксид.

Систематика с римски цифри

Алуминиев оксид, където окислителното състояние не е написано, защото има само едно.

2- Когато елементът има два окислителни числа, например в случая на олово (+2 и +4, които дават съответно оксидите PbO и PbO ₂), той се назовава:

Традиционна номенклатура

Наставки "мечка" и "ico" съответно за мажорни и големи. Например: отвес за PbO и оловен оксид за PbO ₂.

Систематична номенклатура с префикси

Оловен оксид и оловен диоксид.

Систематична номенклатура с римски цифри

Оловен (II) оксид и оловен (IV) оксид.

3- Когато елементът има повече от две (до четири) окислителни числа, той се нарича:

Традиционна номенклатура

Когато елементът има три валентности, префиксът „hypo-» и наставката «–oso» се добавят към най-малката валентност, например в хипофосфората; суфиксът „–озо“ се добавя към междинната валентност, както при фосфорния оксид; и накрая, към по-голямата валентност се добавя „–ico“, както във фосфорния оксид.

Когато елементът има четири валентности, както в случая с хлора, предишната процедура се прилага за най-ниската и две следващи, но към оксида с най-голямо окислително число се добавя префиксът „per-“ и наставката „–ico“., Това води до (например) перхлорен оксид за +7 окислително състояние на този елемент.

За системи с префикс или римски цифри правилата, които са били приложени за три окислителни числа, се повтарят, оставайки същите.

Имоти

- Те се срещат в природата като кристални твърди частици.

- 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 те 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, а следващото напредване на период в периодичната таблица.

- Киселинната характеристика на оксид се увеличава, когато се спуска през група в периодичната таблица.

- Той също така повишава киселинността на оксида при по-високи окислителни числа.

- Основните оксиди могат да бъдат редуцирани с различни реагенти, но други дори могат да бъдат намалени с просто нагряване (термично разлагане) или чрез реакция на електролиза.

- Повечето от наистина основните (не амфотерни) оксиди са разположени от лявата страна на периодичната таблица.

- По-голямата част от земната кора е изградена от твърди оксиди от метален тип.

- Окисляването е един от пътищата, който води до корозия на метален материал.

Примери

Железен оксид

Той се намира в железни руди под формата на минерали, като хематит и магнетит.

Освен това железният оксид представлява известната червена "ръжда", съставена от корозирали метални маси, които са били изложени на кислород и влага.

Натриев оксид

Това е съединение, използвано в производството на керамика и стъкла, в допълнение на това, че е предшественик в производството на натриев хидроксид (каустична сода, мощен разтворител и почистващ продукт).

Магнезиев оксид

Хигроскопичен твърд минерал, това съединение с висока топлопроводимост и ниска електрическа проводимост има многобройни приложения в строителството (като пожароустойчиви стени), както и в почистването на замърсена вода и земя.

Меден оксид

Има два варианта на меден оксид. Купричният оксид е черно твърдо вещество, което се получава при добив и може да се използва като пигмент или за окончателно изхвърляне на опасни материали.

От друга страна, меден оксид е червено полупроводниково твърдо вещество, което се добавя към пигменти, фунгициди и морски бои, за да се избегне натрупване на остатъци по корабните корпуси.

Препратки

1. Britannica, E. (nd). Оксид. Извлечено от britannica.com
2. Wikipedia. (SF). Оксид. Извлечено от en.wikipedia.org
3. Chang, R. (2007). Мексико: McGraw-Hill.
4. LibreTexts. (SF). Оксиди. Извлечено от chem.libretexts.org
5. Училища, NP (sf). Наименуване на оксиди и пероксиди. Извлечено от newton.k12.ma.us