Oxidnomenklatur, typer, egenskaper och exempel

den oxider de är en familj av binära föreningar där det finns interaktioner mellan elementet och syre. Så en oxid har en mycket generell formel för EO-typen, där E är något element.

Beroende på många faktorer, såsom E: s elektroniska natur, dess joniska radie och dess valenser, kan olika typer av oxider bildas. Vissa är mycket enkla, och andra, som Pb₃O₄, (kallad minium, arcazon eller röd bly) blandas; det vill säga de härrör från kombinationen av mer än en enkel oxid.

Men oxidernas komplexitet kan gå vidare. Det finns blandningar eller strukturer där mer än en metall kan ingripa, och där dessutom proportionerna inte är stökiometriska. I fallet med Pb₃O₄, förhållandet Pb / O är lika med 3/4, varav både täljaren och nämnaren är heltal.

I icke-stökiometriska oxider är proportionerna decimaltal. E_0,75O_1,78, är ett exempel på en hypotetisk icke-stökiometrisk oxid. Detta fenomen uppträder med de så kallade metalloxiderna, särskilt med övergångsmetallerna (Fe, Au, Ti, Mn, Zn, etc.).

Det finns emellertid oxider vars egenskaper är mycket enklare och differentierbara, liksom den joniska eller kovalenta karaktären. I de oxider där den joniska karaktären dominerar kommer de att bestå av katjoner E⁺ och anjoner O^2-; och de rent kovalenta, de enkla (E-O) eller dubbla (E = O) länkarna.

Vad som dikterar den joniska karaktären hos en oxid är skillnaden i elektronegativitet mellan E och O. När E är en mycket elektropositiv metall, kommer EO att ha en högjonisk karaktär. Om E är elektronegativ, nämligen en icke-metall, kommer dess EO-oxid att vara kovalent.

Denna egenskap definierar många andra uppvisade av oxider, liksom deras förmåga att bilda baser eller syror i vattenhaltig lösning. Härifrån uppstår de så kallade basiska och syraoxiderna. De som inte beter sig som heller, eller som visar båda egenskaperna, är neutrala eller amfotära oxider.

index

• 1 nomenklaturen
  • 1.1 Systematisk nomenklatur
  • 1.2 Lagernomenklaturen
  • 1.3 Traditionell nomenklatur
• 2 Typer av oxider
  • 2.1 Grundläggande oxider
  • 2.2 sura oxider
  • 2.3 Neutrala oxider
  • 2,4 amfotera oxider
  • 2,5 blandade oxider
• 3 egenskaper
• 4 Hur bildas de?
• 5 Exempel på oxider
  • 5.1 Övergångsmetalloxider
  • 5.2 Ytterligare exempel
• 6 referenser

nomenklatur

Det finns tre sätt att nämna oxider (vilket också gäller för många andra föreningar). Dessa är korrekta oavsett den joniska karaktären hos EO-oxid, så deras namn säger inte något om deras egenskaper eller strukturer.

Systematisk nomenklatur

Med tanke på oxiderna EO, E₂O, E₂O₃ och EO₂, Vid första anblicken kan du inte veta vad som ligger bakom dina kemiska formler. Numren anger dock de stökiometriska proportionerna eller E / O-förhållandet. Från dessa siffror kan de ges namn även om det inte anges med vilken valens "fungerar" E.

Antalet atomer för både E och O indikeras med de grekiska talprefixerna. På så sätt mono- betyder att det bara finns en atom; di-, två atomer; tri-, tre atomer och så vidare.

Så, namnen på de tidigare oxiderna enligt den systematiska nomenklaturen är:

-det chignonE (EO) oxid.

-det chignonoXID diE (E₂O).

-trioxid av diE (E₂O₃).

-diE oxid (EO₂).

Använd sedan denna nomenklatur för Pb₃O₄, den röda oxiden av den första bilden, vi har:

Pb₃O₄: tetraoxid av trileda.

För många blandade oxider eller med höga stökiometriska förhållanden är det mycket användbart att tillgripa den systematiska nomenklaturen för att namnge dem.

Lagernomenklatur

Valencia

Även om det inte är känt vilket element är E, är det tillräckligt med E / O-förhållandet att veta vilken valens den använder i sin oxid. Hur? Genom principen om elektroneutralitet. Detta kräver att summan av avgifterna för joner i en förening måste vara lika med noll.

Detta görs genom att man antar en hög jonisk karaktär för någon oxid. O har således laddning -2 eftersom den är O^2-, och E måste tillhandahålla n + så att den neutraliserar oxidanjonens negativa laddningar.

Till exempel, i EO arbetar atomen E med valens +2. Varför? För annars skulle det inte kunna neutralisera belastningen -2 av den enda O. För E₂Eller E har valens +1, eftersom laddningen +2 måste delas mellan de två atomen av E.

Och i E₂O₃, De negativa avgifterna som O bidrar med måste först beräknas. Eftersom det finns tre av dem, då: 3 (-2) = -6. För att neutralisera belastningen -6 krävs att E tillhandahåller +6, men eftersom det finns två av dem, är +6 dividerat med två och lämnar E med en valens av +3.

Mnemonic regel

O har alltid valens -2 i oxiderna (såvida det inte är en peroxid eller superoxid). Så en mnemonisk regel för att bestämma valens E är helt enkelt att ta hänsyn till numret som följer med O. E, å andra sidan kommer att få nummer 2 att följa med honom, och om inte, betyder det att det var en förenkling.

Till exempel i EO är valensen av E +1, för även om den inte skrivs finns det bara en O. Och för EO₂, i avsaknad av en 2 åtföljande E, fanns en förenkling och att det måste multipliceras med 2. Således förblir formeln som E₂O₄ och valens av E är då +4.

Denna regel misslyckas dock för vissa oxider, såsom Pb₃O₄. Därför är det alltid nödvändigt att utföra neutralitetsberäkningarna.

Vad består det av?

När E-valens E till hands har bestått består beståndsnomenklaturen av att specificera den inom parentes och med romerska siffror. Av alla nomenklaturer är detta det enklaste och mest exakta med avseende på de elektroniska egenskaperna hos oxiderna.

Om E, å andra sidan, bara har en valens (som finns i det periodiska tabellen), är det inte specificerat.

Således för oxiden EO om E har valens +2 och +3, kallas den: oxid av (namn på E) (II). Men om E bara har valens +2, kallas dess oxid: oxid (namn på E).

Traditionell nomenklatur

För att nämna namnet på oxiderna bör suffixerna -ico eller -oso, för de större eller mindre valenserna, läggas till deras latinska namn. Om det finns mer än två, då prefixen -hype, för den minsta och -per, för den största av allt.

Till exempel fungerar bly med valens +2 och +4. I PbO har det valens +2, så det kallas: plumbous oxid. Medan PbO₂ Det kallas: Plumbico oxid.

Och Pb₃O₄, Hur heter det enligt de två tidigare nomenklaturerna? Det har inget namn. Varför? Eftersom Pb₃O₄ består egentligen av en blandning 2 [PbO] [PbO₂]; det vill säga den röda fasta substansen har en dubbel koncentration av PbO.

Av detta skäl skulle det vara fel att försöka ge ett namn till Pb₃O₄ det består inte av systematisk nomenklatur eller populär slang.

Typer av oxider

Beroende på vilken del av det periodiska bordet E är, och därför dess elektroniska natur, kan en typ av oxid eller en annan bildas. Härifrån uppstår flera kriterier för att tilldela dem en typ, men de viktigaste är de som är relaterade till deras surhet eller basicitet.

Grundläggande oxider

De grundläggande oxiderna kännetecknas av att de är joniska, metalliska och mer viktigt, alstrar en baslösning när de löses i vatten. För att bestämma experimentellt om en oxid är grundläggande måste den läggas till en behållare med vatten och universell indikator upplöst i den. Dess färgning innan oxiden tillsätts bör vara grönt, neutralt pH.

När oxiden är tillsatt till vattnet, om dess färg ändras från grönt till blått, betyder det att pH-värdet har blivit grundläggande. Detta beror på att det uppstår en balans av löslighet mellan den bildade hydroxiden och vattnet:

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

Fastän oxiden är olöslig i vatten är det tillräckligt för en liten del att lösa upp för att modifiera pH. Några basiska oxider är så lösliga att de alstrar kaustiska hydroxider som NaOH och KOH. Det vill säga oxiderna av natrium och kalium, Na₂O och K₂Eller de är väldigt grundläggande. Notera valensen av +1 för båda metallerna.

Syraoxider

Syraoxider karaktäriseras av att ha ett icke-metalliskt element, är kovalenta och också bildar sura lösningar med vatten. Återigen kan dess surhet kontrolleras med universalindikatorn. Om den här tiden genom att tillsätta oxiden till vattnet blir den gröna färgen rödaktig, då är den en syraoxid.

Vilken reaktion äger rum? Följande:

EO₂(er) + H₂O (1) => H₂EO₃(Aq)

Ett exempel på en syraoxid, som inte är en fast substans, utan en gas, är CO₂. När den löses upp i vatten bildar den kolsyra:

CO₂(g) + H₂O (l) <=> H₂CO₃(Aq)

Även CO₂ Det består inte av anjoner ELLER^2- och C-katjoner⁴⁺, men i en molekyl bildad av kovalenta bindningar: O = C = O. Detta är kanske en av de största skillnaderna mellan grundläggande oxider och syror.

Neutrala oxider

Dessa oxider förändrar inte den gröna färgen av vatten vid neutralt pH; det vill säga de bildar inte hydroxider eller syror i vattenlösning. Några av dem är: N₂O, NO och CO. Precis som CO har de kovalenta bindningar som kan illustreras av Lewis-strukturer eller någon länkteori.

Amfotera oxider

Ett annat sätt att klassificera oxider beror på om de reagerar med en syra eller inte. Vatten är en mycket svag syra (och en bas också), så amfotera oxider uppvisar inte "båda sidor". Dessa oxider karakteriseras genom att reagera både med syror och baser.

Aluminiumoxid är till exempel en amfotär oxid. Följande två kemiska ekvationer representerar deras reaktion med syror eller baser:

till₂O₃(s) + 3H₂SW₄(ac) => Al₂(SO₄)₃(ac) + 3H₂O (l)

till₂O₃(s) + 2NaOH (ac) + 3H₂O (1) => 2 NaAl (OH)₄(Aq)

Al₂(SO₄)₃ är aluminiumsulfatsaltet och NaAl (OH)₄ ett komplext salt som kallas natriumtetrahydroxinaluminat.

Väteoxid, H₂Eller (vatten), det är också amfotert, och detta bevisas i dess joniseringsjämvikt:

H₂O (l) <=> H₃O⁺(ac) + OH^-(Aq)

Blandade oxider

Blandade oxider är de som består av blandningen av en eller flera oxider i samma fasta substans. Pb₃O₄ Det är ett exempel på dem. Magnetiten, Troen₃O₄, Det är också ett annat exempel på en blandad oxid. Troen₃O₄ Det är en blandning av FeO och Fe₂O₃ i 1: 1 proportioner (till skillnad från Pb)₃O₄).

Blandningarna kan vara mer komplexa och härleder således en rik mängd oxidämnen.

egenskaper

Oxidernas egenskaper beror på deras typ. Oxiderna kan vara joniska (Eⁿ⁺O^2-), såsom CaO (Ca²⁺O^2-), eller kovalent, som SO₂, O = S = O.

Från detta faktum och elementens tendens att reagera med syror eller baser samlas ett antal egenskaper för varje oxid.

Också reflekteras ovan i fysikaliska egenskaper såsom smält- och kokpunkter. Joniska oxider tenderar att bilda mycket värmebeständiga kristallina strukturer, så deras smältpunkter är hög (större än 1000), medan den lågsmältande kovalenta, eller är gaser eller vätskor.

Hur bildas de?

Oxider bildas när elementen reagerar med syre. Denna reaktion kan uppträda med enkel kontakt med syrgasmiljöer, eller kräver värme (som en cigarettändares flamma). Det är, när ett föremål brinner, reagerar det med syre (så länge det är närvarande i luften).

Om en bit av fosfor tas till, till exempel, och placerad i flamman, kommer den att brinna och bilda motsvarande oxid:

4P (s) + 50₂(g) => P₄O₁₀(S)

Under denna process kan vissa fasta ämnen, såsom kalcium, brinna med en ljus och färgstark flamma.

Ett annat exempel är erhållet genom att bränna ved eller någon organisk substans som har kol:

C (s) + O₂(g) => CO₂(G)

Men om det finns en syreinsufficiens bildas CO istället för CO₂:

C (s) + 1 / 2O₂(g) => CO (g)

Notera hur C / O-förhållandet används för att beskriva olika oxider.

Exempel på oxider

Den övre bilden motsvarar den kovalenta oxidstrukturen I₂O₅, den mest stabila formen av jod. Notera sina enkla och dubbla bindningar, liksom de formella avgifterna på I och Oxygens till dess laterals.

Halogenoxiderna kännetecknas av att de är kovalenta och mycket reaktiva, eftersom sådana är fallen av O₂F₂ (F-0-0-F) och OF₂ (F-O-F). Klordioxid, ClO₂, Det är till exempel den enda kloroxiden som syntetiseras vid industriella skalor.

Eftersom halogener bildar kovalenta oxider, beräknas deras "hypotetiska" valenser på samma sätt genom principen om elektroneutralitet.

Övergångsmetalloxider

Förutom halogenoxiderna har vi oxiderna av övergångsmetallerna:

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

-HgO: kvicksilveroxid (II); kvicksilveroxid; du kvicksilvermonoxid.

-Ag₂O: silveroxid; silveroxid; eller diplatamonoxid.

-Au₂O₃: guldoxid (III); aureusoxid; eller diotrioxid.

Ytterligare exempel

-B₂O₃: boroxid; boroxid; eller dibortrioxid.

-cl₂O₇: kloroxid (VII); perkloroxid; diklorheptoxid.

-NEJ: kväveoxid (II); kväveoxid; kvävemonoxid.

referenser

1. Shiver & Atkins. (2008). Oorganisk kemi (fjärde upplagan). Mc Graw Hill.
2. Metall- och icke-metalloxider. Hämtad från: chem.uiuc.edu
3. Free Chemistry Online. (2018). Oxider och ozon. Hämtad från: freechemistryonline.com
4. Toppr. (2018). Enkla oxider. Hämtad från: toppr.com
5. Steven S. Zumdahl. (7 maj 2018). Oxiderar. Encyclopediae Britannica. Hämtad från: britannica.com
6. Kemi LibreTexts. (24 april 2018). Oxider. Hämtad från: chem.libretexts.org
7. Quimicas.net (2018). Exempel på oxider. Hämtad från: quimicas.net