De oxiden Ze zijn een familie van binaire verbindingen waarbij er interacties zijn tussen het element en zuurstof. Een oxide heeft dus een heel algemene formule van het type EO, waarbij E een willekeurig element is.
Afhankelijk van vele factoren, zoals de elektronische aard van E, zijn ionenstraal en zijn valenties, kunnen verschillende soorten oxiden worden gevormd. Sommige zijn heel eenvoudig, en andere, zoals Pb3OF4, (genaamd minium, arcazón of rood lood) worden gemengd; dat wil zeggen, ze zijn het resultaat van de combinatie van meer dan één enkelvoudig oxide.
Maar de complexiteit van oxiden kan verder gaan. Er zijn mengsels of structuren waarin meer dan één metaal kan ingrijpen, en waarbij ook de verhoudingen niet stoichiometrisch zijn. In het geval van Pb3OF4, de Pb / O-verhouding is gelijk aan 3/4, waarvan zowel de teller als de noemer hele getallen zijn.
In niet-stoichiometrische oxiden zijn de verhoudingen decimale getallen. De E.0,75OF1,78, is een voorbeeld van een hypothetisch niet-stoichiometrisch oxide. Dit fenomeen doet zich voor bij de zogenaamde metaaloxiden, vooral bij overgangsmetalen (Fe, Au, Ti, Mn, Zn, etc.).
Er zijn echter oxiden waarvan de kenmerken veel eenvoudiger en differentieerbaar zijn, zoals ionisch of covalent karakter. In die oxiden waar het ionische karakter overheerst, zullen ze bestaan uit kationen E+ en anionen Otwee-en die puur covalent, de enkele bindingen (E-O) of dubbele bindingen (E = O).
Wat het ionische karakter van een oxide dicteert, is het elektronegativiteitsverschil tussen E en O. Als E een sterk elektropositief metaal is, heeft EO een hoog ionisch karakter. Terwijl als E elektronegatief is, namelijk een niet-metaal, zijn oxide EO covalent zal zijn.
Deze eigenschap definieert vele andere die worden vertoond door oxiden, zoals hun vermogen om basen of zuren te vormen in waterige oplossing. Van hieruit komen de zogenaamde basische en zuuroxiden. Degenen die zich niet gedragen als een van de twee, of die daarentegen beide kenmerken vertonen, zijn neutrale of amfotere oxiden.
Artikel index
Er zijn drie manieren om oxiden te noemen (die ook van toepassing zijn op veel andere verbindingen). Deze zijn correct ongeacht het ionische karakter van het EO-oxide, dus hun namen zeggen niets over de eigenschappen of structuren ervan.
Gezien de oxiden EO, EtweeO, EtweeOF3 en EOtwee, op het eerste gezicht is het niet mogelijk om te weten wat er achter hun chemische formules zit. De cijfers geven echter de stoichiometrische verhoudingen of de E / O-verhouding aan. Van deze nummers kunnen ze namen krijgen, zelfs als niet is gespecificeerd met welke valentie het "werkt" E.
Het aantal atomen voor zowel E als O wordt aangegeven met de Griekse nummeringsvoorvoegsels. Op deze manier betekent mono- dat er maar één atoom is; di-, twee atomen; tri-, drie atomen, enzovoort.
Dus de namen van de vorige oxiden volgens de systematische nomenclatuur zijn:
-AapE-oxide (EO).
-Aapoxide van gafE (E.tweeOF).
-Trioxide van gafE (E.tweeOF3.
-GafE-oxide (EOtwee.
Pas dan deze nomenclatuur voor Pb toe3OF4, het rode oxide van de eerste afbeelding, je hebt:
Pb3OF4 tetraoxide van trilood.
Voor veel gemengde oxiden, of met hoge stoichiometrische verhoudingen, is het erg handig om de systematische nomenclatuur te gebruiken om ze te noemen.
Hoewel het niet bekend is welk element E is, is het met de E / O-verhouding voldoende om te weten welke valentie u in uw oxide gebruikt. Hoe? Door het principe van elektroneutraliteit. Dit vereist dat de som van de ladingen van de ionen in een verbinding gelijk moet zijn aan nul.
Dit wordt gedaan door voor elk oxide een hoog ionisch karakter aan te nemen. De O heeft dus lading -2 omdat het de O istwee-, en E moet n + bijdragen zodat het de negatieve ladingen van het oxide-anion neutraliseert.
In EO werkt het E-atoom bijvoorbeeld met valentie +2. Waarom? Omdat het anders de lading -2 van de enige O niet zou kunnen neutraliseren. Voor de EtweeOf, E heeft valentie +1, aangezien de +2 lading moet worden verdeeld over de twee E-atomen..
En in de EtweeOF3, De negatieve ladingen bijgedragen door O moeten eerst worden berekend, aangezien er drie zijn, dan: 3 (-2) = -6. Om de -6 lading te neutraliseren, moeten de E's +6 bijdragen, maar aangezien er twee zijn, wordt +6 gedeeld door twee, waardoor E een valentie van +3 heeft.
O heeft altijd een -2 valentie in oxiden (tenzij het een peroxide of superoxide is). Dus een geheugensteuntje om de valentie van E te bepalen, bestaat erin simpelweg rekening te houden met het nummer dat bij de O hoort. E, aan de andere kant, zal het nummer 2 vergezellen, en zo niet, dan betekent dit dat er een vereenvoudiging was.
In EO is de valentie van E bijvoorbeeld +1, want zelfs als het niet geschreven is, is er maar één O. En voor EOtwee, Omdat er geen 2 bij E is, was er een vereenvoudiging, en om het te laten lijken, moet het met 2 worden vermenigvuldigd. De formule blijft dus EtweeOF4 en de valentie van E is dan +4.
Deze regel faalt echter voor sommige oxiden, zoals Pb3OF4. Daarom is het altijd nodig om neutraliteitsberekeningen uit te voeren.
Zodra de valentie van E nabij is, bestaat de voorraadnomenclatuur uit het specificeren van deze tussen haakjes en met Romeinse cijfers. Van alle nomenclaturen is dit de eenvoudigste en meest nauwkeurige met betrekking tot de elektronische eigenschappen van oxiden..
Als E daarentegen slechts één valentie heeft (die te vinden is in het periodiek systeem), dan is deze niet gespecificeerd..
Dus voor oxide EO als E valentie +2 en +3 heeft, wordt het genoemd: (naam van E) (II) oxide. Maar als E alleen valentie +2 heeft, dan wordt zijn oxide genoemd: oxide van (naam van E).
Om de naam van de oxiden te noemen, moeten de achtervoegsels -ico of -oso aan hun Latijnse namen worden toegevoegd, voor de grotere of kleinere valenties. In het geval dat er meer dan twee zijn, worden de voorvoegsels -hypo, voor de kleinste en -per, voor de grootste van allemaal gebruikt..
Lood werkt bijvoorbeeld met valenties +2 en +4. In PbO heeft het een valentie van +2, dus het wordt loodoxide genoemd. Terwijl de PbOtwee het heet: loodoxide.
En de Pb3OF4, hoe heet het volgens de twee voorgaande nomenclaturen? Het heeft geen naam. Waarom? Omdat de Pb3OF4 bestaat eigenlijk uit een mengsel 2 [PbO] [PbOtweedat wil zeggen, de rode vaste stof heeft een dubbele concentratie PbO.
Om deze reden zou het verkeerd zijn om te proberen de Pb een naam te geven3OF4 die niet bestaat uit systematische nomenclatuur of populaire jargon.
Afhankelijk van welk deel van het periodiek systeem E zich bevindt en dus de elektronische aard ervan, kan het ene of het andere type oxide worden gevormd. Hieruit ontstaan meerdere criteria om ze een type toe te kennen, maar de belangrijkste zijn die gerelateerd aan hun zuurgraad of basiciteit..
Basische oxiden worden gekenmerkt doordat ze ionisch, metallisch zijn en, nog belangrijker, een basische oplossing genereren door op te lossen in water. Om experimenteel te bepalen of een oxide basisch is, moet het worden toegevoegd aan een bak met water en daarin opgelost universele indicator. De kleur voordat het oxide wordt toegevoegd, moet groen en pH-neutraal zijn.
Als het oxide eenmaal aan het water is toegevoegd en de kleur verandert van groen naar blauw, betekent dit dat de pH basisch is geworden. Dit komt omdat het een oplosbaarheidsbalans tot stand brengt tussen het gevormde hydroxide en het water:
EO (s) + HtweeO (l) => E (OH)twee(s) <=> ENtwee+(ac) + OH-(ac)
Hoewel het oxide onoplosbaar is in water, lost slechts een klein deel op om de pH te veranderen. Sommige basische oxiden zijn zo oplosbaar dat ze bijtende hydroxiden genereren, zoals NaOH en KOH. Dat wil zeggen, de oxiden van natrium en kalium, NatweeO en KtweeOf ze zijn erg basic. Let op de valentie van +1 voor beide metalen.
Zure oxiden worden gekenmerkt doordat ze een niet-metallisch element hebben, ze zijn covalent en bovendien genereren ze zure oplossingen met water. Nogmaals, de zuurgraad kan worden gecontroleerd met de universele indicator. Als deze keer wanneer het oxide aan het water wordt toegevoegd, de groene kleur roodachtig wordt, dan is het een zuuroxide.
Welke reactie vindt plaats? De volgende:
EOtwee(s) + HtweeO (l) => HtweeEO3(ac)
Een voorbeeld van een zuuroxide, dat geen vaste stof is, maar een gas, is COtwee. Wanneer het in water oplost, vormt het koolzuur:
COtwee(g) + HtweeO (l) <=> H.tweeCO3(ac)
Ook de COtwee bestaat niet uit anionen Otwee- en C-kationen4+, maar in een molecuul gevormd door covalente bindingen: O = C = O. Dit is misschien wel een van de grootste verschillen tussen basische oxiden en zuren.
Deze oxiden veranderen de groene kleur van water niet bij een neutrale pH; dat wil zeggen, ze vormen geen hydroxiden of zuren in waterige oplossing. Sommigen van hen zijn: NtweeOF, NEE en CO. Net als CO hebben ze covalente bindingen die kunnen worden geïllustreerd door Lewis-structuren of een andere bindingstheorie.
Een andere manier om oxiden te classificeren, hangt af van het al dan niet reageren met een zuur. Water is een erg zwak zuur (en ook een base), dus amfotere oxiden vertonen niet 'hun twee gezichten'. Deze oxiden worden gekenmerkt door een reactie met zowel zuren als basen.
Aluminiumoxide is bijvoorbeeld een amfoteer oxide. De volgende twee chemische vergelijkingen vertegenwoordigen de reactie met zuren of basen:
Naar detweeOF3(s) + 3HtweeSW4(ac) => Altwee(ZW43(aq) + 3HtweeO (l)
Naar detweeOF3(s) + 2NaOH (aq) + 3HtweeO (l) => 2NaAl (OH)4(ac)
De Altwee(ZW43 is het aluminiumsulfaatzout en het NaAl (OH)4 een complex zout genaamd natriumtetrahydroxyaluminaat.
Waterstofoxide, H.tweeO (water), is ook amfoteer, en dit blijkt uit de ionisatiebalans:
H.tweeO (l) <=> H.3OF+(ac) + OH-(ac)
Gemengde oxiden zijn oxiden die bestaan uit het mengsel van een of meer oxiden in dezelfde vaste stof. De Pb3OF4 is er een voorbeeld van. Magnetiet, Fe3OF4, het is ook een ander voorbeeld van een gemengd oxide. Geloof3OF4 is een mengsel van FeO en FetweeOF3 in 1: 1-verhoudingen (in tegenstelling tot Pb3OF4.
Mengsels kunnen complexer zijn, waardoor een rijke verscheidenheid aan oxidemineralen ontstaat.
De eigenschappen van oxiden zijn afhankelijk van hun type. Oxiden kunnen ionisch zijn (E.n+OFtwee-), zoals CaO (Catwee+OFtwee-), of covalent, zoals SOtwee, O = S = O.
Uit dit feit, en uit de neiging van elementen om te reageren met zuren of basen, worden voor elk oxide een aantal eigenschappen verzameld..
Het bovenstaande wordt ook weerspiegeld in de fysische eigenschappen zoals smelt- en kookpunten. Ionische oxiden hebben de neiging kristallijne structuren te vormen die zeer hittebestendig zijn, dus hun smeltpunten zijn hoog (boven 1000 ° C), terwijl covalenten smelten bij lage temperaturen, of het zijn zelfs gassen of vloeistoffen..
Oxiden worden gevormd wanneer elementen reageren met zuurstof. Deze reactie kan optreden bij eenvoudig contact met zuurstofrijke atmosferen, of vereist warmte (zoals een lichtere vlam). Dat wil zeggen, bij het verbranden van een object reageert het met zuurstof (zolang het in de lucht aanwezig is).
Als je bijvoorbeeld een stukje fosfor neemt en dit in de vlam plaatst, zal het verbranden en het corresponderende oxide vormen:
4P (s) + 5Otwee(g) => P.4OF10(s)
Tijdens dit proces kunnen sommige vaste stoffen, zoals calcium, branden met een heldere, kleurrijke vlam..
Een ander voorbeeld wordt verkregen door hout of een organische stof met koolstof te verbranden:
C (s) + Otwee(g) => COtwee(g)
Maar als er onvoldoende zuurstof is, wordt er CO gevormd in plaats van COtwee
C (s) + 1 / 2Otwee(g) => CO (g)
Merk op hoe de C / O-verhouding dient om verschillende oxiden te beschrijven.
De bovenste afbeelding komt overeen met de structuur van covalent oxide ItweeOF5, de meest stabiele vorm van jodium. Let op hun enkele en dubbele bindingen, evenals de formele ladingen van I en zuurstofatomen aan hun zijden..
De oxiden van halogenen worden gekenmerkt doordat ze covalent en zeer reactief zijn, zoals de gevallen van OtweeF.twee (F-O-O-F) en OFtwee (F-O-F). Chloordioxide, ClOtwee, Het is bijvoorbeeld het enige chlooroxide dat op industriële schaal wordt gesynthetiseerd.
Aangezien halogenen covalente oxiden vormen, worden hun "hypothetische" valenties op dezelfde manier berekend via het principe van elektroneutraliteit..
Naast de halogeenoxiden zijn er de overgangsmetaaloxiden:
-CoO: kobalt (II) oxide; kobaltoxide; u kobaltmonoxide.
-HgO: kwik (II) oxide; kwikoxide; u kwikmonoxide.
-AgtweeO: zilveroxide; zilveroxide; of diplomaat monoxide.
-AutweeOF3: goud (III) oxide; aurisch oxide; of diorotrioxide.
-BtweeOF3: booroxide; booroxide; of diboortrioxide.
-CltweeOF7: chlooroxide (VII); perchloorzuur; dichloorheptoxide.
-NO: stikstofoxide (II); Stikstofoxide; stikstofmonoxide.
Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.