Oksīds

Oksīds , jebkura no lielām un svarīgām ķīmisko vielu klasēm savienojumi kurā skābeklis ir apvienots ar citu elementu. Izņemot vieglākas inertās gāzes (hēlijs [He], neons [Ne], argons [Ar] un kriptons [Kr]), skābeklis (O) ar katru no elementiem veido vismaz vienu bināro oksīdu.

dzelzs oksīds

dzelzs oksīds Dzelzs oksīds (rūsas) uz skrūves. Paulnaska



Fosfora (III) oksīda, P4O6 un fosfora (V) oksīda, P4O10 struktūras, abas balstītas uz baltā elementārā fosfora P4 tetraedrisko struktūru. Obligāciju garumi ir norādīti pikometros (pm; 1 pikometrs = 10-12 metri).

Fosfora (III) oksīda struktūras, P4VAI6un fosfora (V) oksīds, P4VAI10, gan pamatojoties uz elementārā baltā fosfora tetraedrisko struktūru, P4. Obligāciju garumi ir norādīti pikometros (pm; 1 pikometrs = 10-12skaitītājs). No N.N. Grīnvuds un A. Earnshaw, Elementu ķīmija (1984), Elsevier Science Ltd., Pergamon Imprint, Oksforda, Eng .; atkārtoti izdrukāts ar atļauju



cik vecs ir Amerikas Savienoto Valstu jūras korpuss

Gan metāli, gan nemetāli savienojumus ar skābekli var sasniegt visaugstākos oksidācijas stāvokļus (t.i., ziedo to maksimālo pieejamo valences elektronu skaitu). The sārmu metāli un sārmu zemes metāli, kā arī pārejas metāli un pēcpārejas metāli (to zemākajos oksidācijas stāvokļos) veido jonu oksīdus, t.i., savienojumus, kas satur O2−anjons. Metāli ar augstu oksidācijas pakāpi veido oksīdus, kuru saitēm ir kovalentāks raksturs. Nemetāli veido arī kovalentos oksīdus, kuriem parasti ir molekulārs raksturs. Tiek novērota vienmērīga oksīdu savienojumu veida variācija no jonu līdz kovalentām, tāpat kā periodiskā tabula šķērsoja no metāliem kreisajā pusē līdz nemetāliem labajā pusē. Šīs pašas variācijas novēro oksīdu reakcijā ar ūdeni un no tā izrietošo produktu skābes-bāzes īpašību. Jonu metālu oksīdi reaģē ar ūdeni, iegūstot hidroksīdus (savienojumus, kas satur OH-jonu) un no tā izrietošie bāziskie šķīdumi, turpretī lielākā daļa nemetāla oksīdu reaģē ar ūdeni, veidojot skābes un rezultātā iegūstot skābus redzēt galds).

Trešā perioda elementu oksīdu īpašību periodiska variācija
1. grupa 2. grupa 13. grupa 14. grupa 15. grupa 16. grupa 17. grupa
Avots: No W. Robinson, J. Odom un H. Holtzclaw, Jr., Chemistry: Concepts and Models, D. C. Heath and Co., 1992.
oksīdu reakcija ar ūdeni un hidroksīdu skābes bāzes raksturojums IeslēgtsdiviO dod NaOH (stipra bāze) MgO dod
Mg (OH)divi(vāja bāze)
UzdiviVAI3nereaģē SiOdivinereaģē P4VAI10dod H3PO4(vāja skābe) 3dod Hdivi4(stipra skābe) CldiviVAI7dod HClO4(stipra skābe)
saistīšanās oksīdos IeslēgtsdiviJonu MgO jonu UzdiviVAI3
jonu
SiOdivikovalents P4VAI10kovalents 3kovalents CldiviVAI7kovalents

Noteikti organiskie savienojumi reaģē ar skābekli vai citiem oksidētājiem, lai iegūtu vielas, ko sauc par oksīdiem. Tādējādi amīni , fosfīni un sulfīdi veido attiecīgi amīna oksīdus, fosfīna oksīdus un sulfoksīdus, kuros skābekļa atoms ir kovalenti saistīts ar slāpeklis , fosfors vai sēra atoms. Tā sauktie olefīna oksīdi ir cikliski ēteri .



Metāla oksīdi

Metāla oksīdi ir kristāliskas cietas vielas, kas satur metāla katjonu un oksīda anjonu. Viņi parasti reaģē ar ūdeni, veidojot bāzes, vai ar skābēm, veidojot sāļus.

The sārmu metāli un sārmu zemes metāli veido trīs dažādus bināro skābekļa savienojumu veidus: (1) oksīdi, kas satur oksīda jonus, O2−(2) peroksīdi, kas satur peroksīda jonus, Odivi2−, kas satur skābekļa un skābekļa kovalentās vienīgās saites, un (3) superoksīdus, kas satur superoksīda jonus, Odivi-, kuriem ir arī skābekļa un skābekļa kovalentās saites, bet ar vienu mazāk negatīvu lādiņu nekā peroksīda joniem. Sārmu metāli (kuriem oksidācijas pakāpe ir +1) veido oksīdus, MdiviO, peroksīdi, MdiviVAIdiviun superoksīdi, MOdivi. (M apzīmē metāla atomu.) Sārmu zemes metāli (ar +2 oksidācijas pakāpi) veido tikai oksīdus, MO, un peroksīdus, MOdivi. Visi sārmu metāls oksīdus var pagatavot, sildot atbilstošo metāla nitrātu ar elementa metālu.2MNO3+ 10M + siltums → 6MdiviO + NdiviSārma zemes oksīdu vispārīga sagatavošana ietver metāla karbonātu karsēšanu.MCO3+ siltums → MO + COdiviGan sārmu metālu oksīdi, gan sārmu zemes metālu oksīdi ir jonu un reaģē ar ūdeni, veidojot metāla hidroksīda pamatšķīdumus.MdiviO + HdiviO → 2MOH (kur M = 1. grupas metāls)
MO + HdiviO → M (OH)divi(kur M = 2. grupas metāls)
Tādējādi šos savienojumus bieži sauc par bāzes oksīdiem. Saskaņā ar viņu pamata uzvedību, viņi reaģē ar skābēm tipiskās skābes-bāzes reakcijās, lai iegūtu sāļus un ūdeni; piemēram,MdiviO + 2HCl → 2MCl + HdiviO (kur M = 1. grupas metāls).Šīs reakcijas bieži sauc arī par neitralizācijas reakcijām. Vissvarīgākie pamata oksīdi ir magnijs oksīds (MgO), labs siltuma vadītājs un elektriskais izolators, ko izmanto ugunsdrošo ķieģeļu un siltumizolācijā, un kalcija oksīds (CaO), saukts arī par kaļķi vai kaļķi, ko plaši izmanto tērauda rūpniecībā un ūdens attīrīšana .

Ir rūpīgi izpētītas periodiskās oksīdu tendences. Jebkurā laika posmā savienošanās oksīdos notiek no jonu līdz kovalentai, un to skābes-bāzes raksturs pāriet no stipri bāziskas līdz vāji bāziskai, amfoteriskai, vāji skābai un visbeidzot stipri skābai. Kopumā bāziskums palielinās grupā (piemēram, sārmainā zemes oksīdos, BeOdiviVAI7(kas satur Mn7+) visskābākā. Oksīdi pārejas metāli ar oksidācijas skaitļiem +1, +2 un +3 ir jonu savienojumi, kas sastāv no metāla joniem un oksīda joniem. Tie pārejas metāls oksīdi ar oksidācijas skaitļiem +4, +5, +6 un +7 izturas kā kovalenti savienojumi, kas satur kovalentās metāla-skābekļa saites. Parasti jonu pārejas metāla oksīdi ir bāziski. Tas ir, viņi reaģēs ar skābju ūdeņiem, veidojot sāļu un ūdens šķīdumus; piemēram,CoO + 2H3VAI+→ Co2++ 3HdiviVAIOksīdi ar oksidācijas skaitli +5, +6 un +7 ir skābi un reaģē ar hidroksīda šķīdumiem, veidojot sāļus un ūdeni; piemēram,CrO3+ 2OH-→ CrO42−+ HdiviVAITie oksīdi ar +4 oksidācijas skaitļiem parasti ir amfoteriski (no grieķu valodas amfoteros, abos veidos), kas nozīmē, ka šie savienojumi var izturēties vai nu kā skābes, vai kā bāzes. Amfoteriskie oksīdi izšķīst ne tikai skābos, bet arī bāziskos šķīdumos. Piemēram, vanādija oksīds (VOdivi) ir amfoteriskais oksīds, kas izšķīst skābē, iegūstot zilo vanadiljonu [VO]2+un bāzē, lai iegūtu dzeltenbrūnu hipovanadāta jonu, [V4VAI9]2−. Amfoterisms galvenās oksīdu grupas vidū galvenokārt sastopams ar metaloidālajiem elementiem vai to tuvākajiem kaimiņiem.