OSNOVNI OKSIDI: TVORBA, NOMENKLATURA, LASTNOSTI - KEMIJA - 2025

V osnovni oksidi so tisti, ki tvori zvezo kovinskega kationa z dianona kisika (O ^2- ); ponavadi reagirajo z vodo, da tvorijo baze, ali s kislinami, da tvorijo soli. Zaradi močne elektronegativnosti lahko kisik tvori stabilne kemične vezi s skoraj vsemi elementi, kar ima za posledico različne vrste spojin.

Ena najpogostejših spojin, ki jo lahko tvori kisikov dianion, je oksid. Oksidi so kemične spojine, ki vsebujejo vsaj en atom kisika skupaj z drugim elementom v njihovi formuli; Lahko nastajajo s kovinami ali nekovinami in v treh stanjih agregacije snovi (trdne, tekoče in plinaste).

Zaradi tega imajo veliko število lastnih lastnosti, ki se lahko razlikujejo, tudi med dvema oksidoma, tvorjenima z isto kovino in kisikom (na primer železov (II) in železov (III) oksid, oziroma železov in železov). Ko se kisik pridruži kovini in tvori kovinski oksid, naj bi nastal osnovni oksid.

To je zato, ker tvorijo bazo z raztapljanjem v vodi ali v določenih procesih reagirajo kot baze. Primer tega je, ko spojine, kot CaO in Na ₂ O reagirajo z vodo in rezultatom v hidroksidov Ca (OH) ₂ in 2NaOH oz.

Osnovni oksidi so običajno ionskega značaja in med pogovorom o elementih desno od periodične tabele postanejo bolj kovalentni. Obstajajo tudi kisli oksidi (nastali iz nekovin) in amfoterni oksidi (tvorjeni iz amfoternih elementov).

Usposabljanje

Alkalijske in zemeljsko-zemeljske kovine tvorijo tri različne vrste binarnih spojin iz kisika. Poleg oksidov so lahko tudi peroksidi (ki vsebujejo peroksidne ione, O ₂ ^2- ) in superoksidi (ki imajo superoksidne ione O ₂ ^- ).

Vse okside, ki nastanejo iz alkalnih kovin, lahko pripravimo s segrevanjem ustreznega nitrata kovine s svojo elementarno kovino, kot je na primer prikazano spodaj, kjer črka M predstavlja kovino:

2MNO ₃ + 10M + toplota → 6M ₂ O + N ₂

Po drugi strani pa se za pripravo osnovnih oksidov iz zemeljskoalkalijskih kovin segrejejo njihovi ustrezni karbonati, kot pri naslednji reakciji:

OLS ₃ + toplota → MO + CO ₂

Nastanek bazičnih oksidov lahko nastane tudi zaradi obdelave s kisikom, kot pri sulfidih:

2MS + 3O ₂ + toplota → 2MO + 2SO ₂

Končno se lahko zgodi z oksidacijo nekaterih kovin z dušikovo kislino, kot se zgodi pri naslednjih reakcijah:

2Cu + 8HNO ₃ + toplota → 2CuO + 8NO ₂ + 4H ₂ O + O ₂

Sn + 4HNO ₃ + toplota → SnO ₂ + 4NO ₂ + 2H ₂ O

Nomenklatura

Nomenklatura bazičnih oksidov se razlikuje glede na njihovo stehiometrijo in glede na možna oksidacijska števila kovinskih elementov.

Tukaj je mogoče uporabiti splošno formulo, ki je kovina + kisik, obstaja pa tudi stehiometrična nomenklatura (ali stara zaloga nomenklature), v kateri se spojine poimenujejo z besedo "oksid", ki ji sledi ime kovine in njen oksidacijsko stanje v rimskih številkah.

Ko gre za sistematično nomenklaturo s predponami, se splošna pravila uporabljajo z besedo "oksid", vendar se vsakemu elementu dodajo predpone s številom atomov v formuli, kot v primeru "di-železov trioksid" .

V tradicionalni nomenklaturi se končnice "–oso" in "–ico" uporabljata za identifikacijo spremljajočih kovin nižje ali višje valenčne v oksidu, poleg tega, da so osnovni oksidi znani kot "bazični anhidridi" zaradi njihove sposobnosti tvorjenja bazični hidroksidi, ko se jim doda voda.

Poleg tega ta nomenklatura uporablja pravila, tako da kovina ima oksidacijska stanja do +3, se imenuje s pravili oksidov in kadar ima oksidacijska stanja večja ali enaka +4, se imenuje s pravila anhidridov.

Povzetek pravil za poimenovanje osnovnih oksidov

Vedno je treba upoštevati oksidacijska stanja (ali valenco) vsakega elementa. Ta pravila so povzeta spodaj:

1 - Kadar ima element eno oksidacijsko številko, kot je na primer aluminij (Al ₂ O ₃ ), se oksid imenuje:

Tradicionalna nomenklatura

Aluminijev oksid.

Sistematika s predponami

Glede na količino atomov, ki jih ima vsak element; torej dialuminijev trioksid.

Sistematika z rimskimi številkami

Aluminijev oksid, kjer oksidacijsko stanje ni napisano, ker ima samo eno.

2- Kadar ima element dve oksidacijski številki, na primer pri svincu (+2 in +4, ki dajeta oksida PbO in PbO ₂ ), se imenuje:

Tradicionalna nomenklatura

Sufiksi "medved" in "ico" za manjše in večje. Na primer: slivov oksid za PbO in svinčev oksid za PbO ₂ .

Sistematična nomenklatura s predponami

Svinčev oksid in svinčev dioksid.

Sistematična nomenklatura z rimskimi številkami

Svinčev (II) oksid in svinčev (IV) oksid.

3- Ko ima element več kot dve (do štiri) oksidacijske številke, se imenuje:

Tradicionalna nomenklatura

Če ima element tri valencije, se predpona »hipo« in pripona «–so» doda najmanjši valenci, na primer pri hipofosforju; vmesni valenci, kot pri fosforjevem oksidu, se doda pripona «–so»; in na koncu k večji valenci dodamo „–ico“, kot v fosforjevem oksidu.

Če ima element štiri valencije, kot je to primer za klor, se uporabi prejšnji postopek za najnižjo in dve naslednji, pri oksidu z največjo oksidacijsko številko pa se dodata predpona "per-" in pripona "–ico". . Posledica tega je (na primer) perklorov oksid za +7 oksidacijsko stanje tega elementa.

Pri sistemih s predpono ali rimskimi številkami se pravila, ki so bila uporabljena za tri oksidacijske številke, ponovijo in ostanejo enaka.

Lastnosti

- V naravi jih najdemo kot kristalne trdne snovi.

- bazični oksidi ponavadi sprejmejo polimerne strukture, za razliko od drugih oksidov, ki tvorijo molekule.

- Osnovni oksidi so zaradi velike trdnosti MO vezi in polimerne strukture teh spojin običajno netopni, vendar jih lahko napadejo kisline in baze.

- Številni bazični oksidi veljajo za nestehiometrične spojine.

- Vezi teh spojin prenehajo biti ionske in postanejo kovalentne, nadaljnje napredovanje v obdobju v tabeli.

- Kislinska značilnost oksida se poveča, ko se spušča skozi skupino v periodični tabeli.

- Poveča tudi kislost oksida pri večjih oksidacijskih številkah.

- Osnovne okside lahko reduciramo z različnimi reagenti, druge pa lahko celo zmanjšamo s preprostim segrevanjem (toplotnim razpadom) ali z reakcijo elektrolize.

- Večina resnično osnovnih (ne amfoternih) oksidov se nahaja na levi strani periodične tabele.

- Večino Zemljine skorje sestavljajo trdni oksidi kovinskih vrst.

- Oksidacija je ena od poti, ki vodi do korozije kovinskega materiala.

Primeri

Železov oksid

Najdemo ga v železovih rudah v obliki mineralov, kot sta hematit in magnetit.

Poleg tega železov oksid tvori znamenito rdečo "rjo", ki jo sestavljajo korodirane kovinske mase, ki so bile izpostavljene kisiku in vlagi.

Natrijev oksid

Gre za spojino, ki se uporablja pri izdelavi keramike in kozarcev, prav tako pa je predhodnica pri proizvodnji natrijevega hidroksida (kavstična soda, močno topilo in čistilno sredstvo).

Magnezijev oksid

Trdni higroskopski mineral, ta sestavina z visoko toplotno prevodnostjo in nizko električno prevodnostjo, ima več možnosti uporabe v gradbeništvu (na primer ognjevarne stene) ter pri sanaciji onesnažene vode in zemlje.

Bakrov oksid

Obstajata dve različici bakrovega oksida. Cupric oksid je črna trdna snov, ki se pridobiva pri rudarjenju in se lahko uporablja kot pigment ali za končno odstranjevanje nevarnih snovi.

Po drugi strani je bakrov oksid rdeča polprevodniška trdna snov, ki se doda pigmentom, fungicidom in morskim barvam, da se prepreči kopičenje ostankov na ladijskih trupih.

Reference

1. Britannica, E. (drugo). Oksid. Pridobljeno iz britannica.com
2. Wikipedija. (sf). Oksid. Pridobljeno z en.wikipedia.org
3. Chang, R. (2007). Mehika: McGraw-Hill.
4. LibreTexts. (sf). Oksidi. Pridobljeno s chem.libretexts.org
5. Šole, NP (sf). Poimenovanje oksidov in peroksidov. Pridobljeno iz newton.k12.ma.us