Dela med sig:
Hydroxider egenskaper, nomenklatur och exempel
den hydroxider är oorganiska och ternära föreningar som består av interaktionen mellan en metallkation och OH-funktionell grupp (hydroxidanjon, OH-). De flesta av dem är joniska, även om de också kan ha kovalenta bindningar.
Till exempel kan en hydroxid representeras som den elektrostatiska interaktionen mellan M-katjonen+ och OH-anjonen-, eller som den kovalenta bindningen via M-OH-bindningen (bottenbild). I det första ges den joniska bindningen, under den andra, den kovalenta bindningen. Detta faktum beror huvudsakligen på metallen eller katjonen M+, såväl som dess laddning och jonisk radie.
Eftersom mycket av dem kommer från metaller, motsvarar det dem som metallhydroxider.
index
- 1 Hur bildas de?
- 2 egenskaper hos hydroxider
- 2,1 anjon OH-
- 2.2 Jonisk och grundläggande karaktär
- 2.3 Periodisk trend
- 2.4 amfotericism
- 2,5 strukturer
- 2.6 Dehydreringsreaktion
- 3 nomenklaturen
- 3.1 Traditionell
- 3,2 lager
- 3.3 Systematik
- 4 Exempel på hydroxider
- 5 referenser
Hur bildas de?
Det finns två huvudsakliga syntetiska vägar: genom att reagera motsvarande oxid med vatten eller med en stark bas i ett surt medium:
MO + H2O => M (OH)2
MO + H+ + OH- => M (OH)2
Endast de metalloxider som är lösliga i vatten reagerar direkt för att bilda hydroxiden (första kemiska ekvationen). Andra är olösliga och kräver sura arter som släpper ut M+, som då interagerar med OH- från starka baser (andra kemiska ekvationen).
Emellertid är nämnda starka baser metallhydroxider NaOH, KOH och andra av gruppen av alkalimetaller (LiOH, RbOH, CsOH). Dessa är joniska föreningar som är mycket lösliga i vatten, därför är deras OH- är fria att delta i kemiska reaktioner.
Å andra sidan finns metallhydroxider som olösliga och följaktligen är mycket svaga baser. Även några av dem är sura, som det är fallet med tellursyra, Te (OH)6.
Hydroxiden etablerar en balans av löslighet med lösningsmedlet runt det. Om det är vatten, till exempel, är balansen uttryckt enligt följande:
M (OH)2 <=> M2+(ac) + OH-(Aq)
Där (ac) betecknar att mediet är vattenhaltigt. När det fasta ämnet är olösligt är den upplösta OH-koncentrationen liten eller försumbar. Av denna anledning kan olösliga metallhydroxider inte generera lösningar så grundläggande som de för NaOH.
Från ovanstående kan man härleda att hydroxiderna uppvisar mycket olika egenskaper, kopplade till den kemiska strukturen och interaktionerna mellan metallen och OH. Således, även om många är joniska, med varierade kristallina strukturer, presenterar andra å andra sidan komplexa och oordnade polymera strukturer.
Egenskaper hos hydroxider
Anion OH-
Hydroxyljonen är en syreatom kovalent bunden till ett väte. Således kan detta lätt representeras som OH-. Den negativa laddningen är belägen på syret, vilket gör denna anjon till en elektrondoniserande art: en bas.
Om OH- donerar sina elektroner till ett väte, bildas en molekyl av H2O. Du kan också donera dina elektroner till positivt laddade arter: som metallcenter M+. Sålunda bildas ett koordineringskomplex genom dativänken M-OH (syre bidrar med elektronen).
För att detta ska kunna ske måste syreet kunna samordna effektivt med metallen, annars kommer interaktionerna mellan M och OH att ha en markant jonisk karaktär (M+ OH-). Eftersom hydroxyljonen är densamma i alla hydroxider ligger skillnaden mellan dem alla i den katjon som följer med den.
Också, eftersom denna katjon kan vara från någon metall i det periodiska systemet (grupperna 1, 2, 13, 14, 15, 16 eller övergångsmetaller), egenskaperna hos sådana hydroxider variera kraftigt, även om alla övervägs vanliga vissa aspekter.
Jonisk och grundläggande karaktär
I hydroxider, även om de har koordinationsbindningar, har de en latent jonisk karaktär. I vissa, såsom NaOH, är dessjoner en del av ett kristallint nätverk bildat av Na-katjoner.+ och anjoner OH- i 1: 1 proportioner; det vill säga för varje Najon+ det finns en OH-jon- motsvarighet.
Beroende på metallbelastningen kommer det att finnas mer eller mindre OH-anjoner- runt honom. Till exempel, för en metallkation M2+ det kommer att finnas två OH-joner- interagerar med det: M (OH)2, vad som beskrivs som HO- M2+ OH-. På samma sätt händer det med metaller M3+ och med andra av mer positiva avgifter (även om det sällan överstiger 3+).
Denna joniska karaktär är ansvarig för många av de fysikaliska egenskaperna, såsom smältning och kokpunkt. Dessa är höga, vilket återspeglar de elektrostatiska krafterna som arbetar inom kristallgitteret. När hydroxiderna är upplösta eller smälta kan de också leda den elektriska strömmen på grund av rörligheten för deras joner.
Men inte alla hydroxider har samma kristallina nätverk. De med de mest stabila kommer att vara mindre benägna att lösa upp i polära lösningsmedel som vatten. Generellt sett desto mer är J+ och OH-, mer lösligt kommer att vara densamma.
Periodisk trend
Ovanstående förklarar varför lösligheten av hydroxiderna i alkalimetallerna ökar när gruppen går ner. Således är den ökande lösningen av lösligheter i vatten för dessa följande: LiOH OH- är en liten anjon, och eftersom katjonen blir mer voluminös, svagas kristallgitteret energiskt. Å andra sidan bildar jordalkalimetaller mindre lösliga hydroxider på grund av deras högre positiva laddningar. Detta beror på att M2+ Det lockar OH-länderna starkare- jämfört med M+. På liknande sätt är dess katjoner mindre och därför mindre ojämna i storlek med avseende på OH-. Resultatet av detta är de experimentella bevisen att NaOH är mycket mer grundläggande än Ca (OH)2. Samma resonemang kan tillämpas för andra hydroxider, antingen för de av övergångsmetallerna eller för de av p-blockmetallerna (Al, Pb, Te, etc.). Också den mindre och större joniska radien och den positiva laddningen av M+, Den joniska karaktären hos hydroxiden kommer att vara lägre, med andra ord de med mycket höga belastningsdensiteter. Ett exempel på detta sker med berylliumhydroxid, Be (OH)2. Be2+ Det är en mycket liten katjon och dess divalenta laddning gör den elektriskt mycket tät. Hydroxiderna M (OH)2 de reagerar med syrorna för att bilda en aquokomplex, det vill säga M+ Den slutar omgiven av vattenmolekyler. Det finns emellertid ett begränsat antal hydroxider som också kan reagera med baserna. Dessa är vad som är kända som amfotera hydroxider. Amfotera hydroxider reagerar med både syror och baser. Den andra situationen kan representeras av följande kemiska ekvation: M (OH)2 + OH- => M (OH)3- Men hur man bestämmer om en hydroxid är amfotär? Genom ett enkelt laboratorieexperiment. Eftersom många metallhydroxider är olösliga i vatten, genom att man tillsätter en stark bas till en lösning med M-jonerna+ upplöst, till exempel Al3+, kommer att fälla ut motsvarande hydroxid: till3+(ac) + 3OH-(ac) => Al (OH)3(S) Men med ett överskott av OH- hydroxiden fortsätter att reagera: Al (OH)3(s) + OH- => Al (OH)4-(Aq) Som ett resultat solvatiseras det nya negativt laddade komplexet av de omgivande vattenmolekylerna, vilket löser upp det vita fasta ämnet av aluminiumhydroxid. De hydroxider som förblir oförändrade med tillsats av extra bas bete sig inte som syror och är därför inte amfotera. Hydroxiderna kan ha kristallina strukturer som liknar de hos många salter eller oxider; några enkla, och andra mycket komplexa. Dessutom kan de där det finns en minskning av jonisk karaktär uppvisa metallcentra förenade med syrebroar (HOM-O-MOH). I lösning är strukturerna olika. Även om det är mycket lösliga hydroxider är det tillräckligt att betrakta dem som joner upplösta i vatten, för andra är det nödvändigt att ta hänsyn till koordineringskemi. Således är varje katjon M+ Det kan samordnas till ett begränsat antal arter. Ju mer voluminösa det är desto större är antalet vattenmolekyler eller OH- knuten till honom. Därför är den kända oktaedronen av samordning av många metaller upplösta i vatten (eller i något annat lösningsmedel): M (OH2)6+n, vara n lika med den positiva laddningen av metallen. Cr (OH)3, Det utgör till exempel en oktahedron. Hur? Med tanke på föreningen som [Cr (OH2)3(OH)3], varav tre av vattenmolekylerna ersätts med OH-anjoner-. Om alla molekyler ersattes med OH-, då skulle komplexet av negativ laddning och oktaedisk struktur [Cr (OH) erhållas6]3-. Laddningen -3 är resultatet av OH: s sex negativa laddningar-. Hydroxiderna kan betraktas som "hydrerade oxider". Men i dem är "vattnet" i direkt kontakt med M+; medan i de hydratiserade oxiderna MO · nH2Eller vattenmolekylerna är en del av en extern koordinationssfär (de är inte nära metallen). Vattenmolekylerna kan extraheras genom upphettning av ett hydroxidprov: M (OH)2 + Q (värme) => MO + H2O MO är metalloxiden bildad som ett resultat av dehydrering av hydroxiden. Ett exempel på denna reaktion är den som observeras vid dehydratisering av kopparhydroxid, Cu (OH)2: Cu (OH)2 (blå) + Q => CuO (svart) + H2O Vad är det rätta sättet att nämna hydroxider? IUPAC föreslog tre nomenklaturer för detta ändamål: traditionell, lager och systematisk. Det är korrekt att använda någon av de tre, men för vissa hydroxider kan det vara mer praktiskt eller praktiskt att nämna det på ett eller annat sätt.. Den traditionella nomenklaturen består helt enkelt i att lägga till suffixet -ico till den högsta valens som metallen presenterar; och suffixet -os till det lägsta. Så, till exempel, om metallen M har valens +3 och +1, hydroxiden M (OH)3 det kommer att kallas hydroxid (namn på metallen)ico, medan MOH hydroxid (metallets namn)bära. För att bestämma valensen av metallen i hydroxiden är det nog att observera numret efter OH som bifogas inom parentes. Således är M (OH)5 betyder att metallen har en laddning eller valens av +5. Den huvudsakliga nackdelen med denna nomenklatur, kan det emellertid vara svårt för att metaller med mer än två oxidationstillstånden (som med krom och mangan). För sådana fall används hyper- och hypoförbindelserna för att beteckna de högsta och lägsta valenerna.. Om M istället för att endast ha valner +3 och +1 har det också +4 och +2, så är namnen på dess hydroxider av högre och lägre valner hydroxid hyper-(metallets namn)ico, och hydroxid hicka(metallets namn)bära. Av alla nomenklaturer är detta det enklaste. Här följs namnet på hydroxiden helt enkelt av valensen av metallen inbäddad i parentes och skrivs i romerska siffror. Återigen för M (OH)5, Till exempel skulle dess lagernomenklatur vara: hydroxid (metallnamn) (V). (V) betecknar då (+5). Slutligen kännetecknas den systematiska nomenklaturen av att man använder sig av multiplikatorns prefix (di-, tri-, tetra-, penta-, hexa-, etc.). Dessa prefix används för att ange både antalet metallatomer och OH-joner-. På detta sätt är M (OH)5 Den heter: pentahydroxid (namn på metall). I fallet med Hg2(OH)2, det skulle till exempel vara dimercuriumdihydroxid; en av hydroxiderna vars kemiska struktur är komplex vid första anblicken. Några exempel på hydroxider och deras motsvarande nomenklaturer är de som följer: -NaOH (natriumhydroxid) -Ca (OH) 2 (kalciumhydroxid) -Fe (OH)3. (Ferrihydroxid; järnhydroxid (III); eller järn trihydroxid) -V (OH)5 (Pervanad hydroxid; vanadinhydroxid (V); eller vanadinpentahydroxid). -Sn (OH)4 (Statisk hydroxid; tennhydroxid (IV); eller tenntetrahydroxid). -Ba (OH)2 (Bariumhydroxid eller bariumdihydroxid). -Mn (OH)6 (Manganhydroxid, manganhydroxid (VI) eller manganhexahydroxid). -AgOH (silverhydroxid, silverhydroxid eller silverhydroxid). Observera att för denna förening finns ingen åtskillnad mellan lager och systematiska nomenklaturer. -Pb (OH)4 (Plumbico hydroxid, blyhydroxid (IV) eller blytetrahydroxid). -LiOP (litiumhydroxid). -Cd (OH) 2 (kadmiumhydroxid) -Ba (OH)2 (Bariumhydroxid) -Kromhydroxidamphoterism
strukturer
Dehydreringsreaktion
nomenklatur
traditionell
lager
systematik
Exempel på hydroxider
referenser