Номенклатура оксидов, типы, свойства и примеры

оксиды они представляют собой семейство бинарных соединений, в которых существуют взаимодействия между элементом и кислородом. Таким образом, оксид имеет очень общую формулу типа EO, где E - любой элемент.

В зависимости от многих факторов, таких как электронная природа E, его ионный радиус и валентность, могут образовываться различные типы оксидов. Некоторые очень просты, а другие, как Pb₃О₄, (называется minium, arcazón или красный свинец) смешанные; то есть они являются результатом комбинации более чем одного простого оксида.

Но сложность оксидов может пойти дальше. Существуют смеси или структуры, в которые может вмешиваться более одного металла, и где, кроме того, пропорции не являются стехиометрическими. В случае свинца₃О₄, отношение Pb / O равно 3/4, причем числитель и знаменатель являются целыми числами.

В нестехиометрических оксидах пропорции являются десятичными числами. E_0,75О_1,78, является примером гипотетического нестехиометрического оксида. Это явление происходит с так называемыми оксидами металлов, особенно с переходными металлами (Fe, Au, Ti, Mn, Zn и т. Д.)..

Однако существуют оксиды, характеристики которых намного проще и дифференцируемы, как и ионный или ковалентный характер. В тех оксидах, где преобладает ионный характер, они будут состоять из катионов E⁺ и анионы O^2-; и эти чисто ковалентные, простые (E-O) или двойные (E = O) звенья.

То, что диктует ионный характер оксида, является разницей электроотрицательности между E и O. Когда E является очень электроположительным металлом, тогда EO будет иметь высокий ионный характер. Принимая во внимание, что если E является электроотрицательным, а именно неметаллическим, его оксид EO будет ковалентным.

Это свойство определяет многие другие свойства оксидов, а также их способность образовывать основания или кислоты в водном растворе. Отсюда возникают так называемые основные и кислотные оксиды. Те, кто не ведет себя одинаково или проявляют обе характеристики, являются нейтральными или амфотерными оксидами..

индекс

• 1 Номенклатура
  • 1.1 Систематическая номенклатура
  • 1.2 Номенклатура акций
  • 1.3 Традиционная номенклатура
• 2 типа оксидов
  • 2.1 Основные оксиды
  • 2.2 Кислоты
  • 2.3 Нейтральные оксиды
  • 2.4 Амфотерные оксиды
  • 2.5 Смешанные оксиды
• 3 свойства
• 4 Как они образовались?
• 5 примеров оксидов
  • 5.1 Оксиды переходных металлов
  • 5.2 Дополнительные примеры
• 6 Ссылки

номенклатура

Есть три способа упомянуть оксиды (которые также применимы ко многим другим соединениям). Они верны независимо от ионного характера оксида ЭО, поэтому их названия ничего не говорят об их свойствах или структуре.

Систематическая номенклатура

Учитывая оксиды ЕО, Е₂О, Е₂О₃ и ЭО₂, На первый взгляд вы не можете знать, что стоит за вашими химическими формулами. Тем не менее, цифры указывают на стехиометрические пропорции или отношение E / O. Из этих номеров им могут быть даны имена, даже если не указано, с какой валентностью «работает» E.

Номера атомов для E и O указываются греческими префиксами. Таким образом, моно- означает, что существует только один атом; ди-, два атома; три-, три атома и т. д..

Итак, названия предыдущих оксидов в соответствии с систематической номенклатурой:

-Это шиньонE (EO) оксид.

-Это шиньонокисел диE (E₂O).

-Triоксид диE (E₂О₃).

-диE оксид (EO₂).

Применяя затем эту номенклатуру для свинца₃О₄, красный оксид первого изображения, мы имеем:

Pb₃О₄: тетраоксид тривести.

Для многих смешанных оксидов или с высокими стехиометрическими соотношениями очень полезно прибегнуть к систематической номенклатуре, чтобы назвать их.

Товарная номенклатура

Валенсия

Хотя неизвестно, какой элемент является Е, достаточно с отношением Е / О знать, какую валентность он использует в своем оксиде. Как? Через принцип электронейтральности. Для этого необходимо, чтобы сумма зарядов ионов в соединении была равна нулю.

Это сделано, предполагая высокий ионный характер для любого оксида. Таким образом, O имеет заряд -2, потому что это O^2-, и E должен обеспечить n +, чтобы нейтрализовать отрицательные заряды оксидного аниона.

Например, в EO атом E работает с валентностью +2. Почему? Потому что иначе он не смог бы нейтрализовать нагрузку -2 единственного О. Для Е₂Или E имеет валентность +1, так как заряд +2 должен быть разделен между двумя атомами E.

И в Е₂О₃, сначала необходимо рассчитать отрицательные заряды, вносимые О. Поскольку их три, тогда: 3 (-2) = -6. Для нейтрализации нагрузки -6 требуется, чтобы Е обеспечивало +6, но поскольку их два, +6 делится на два, в результате чего Е имеет валентность +3.

Мнемоническое правило

О всегда имеет валентность -2 в оксидах (если это не перекись или супероксид). Таким образом, мнемоническое правило для определения валентности E состоит в том, чтобы просто учитывать число, которое сопровождает O. E, с другой стороны, будет иметь число 2, сопровождающее его, и если нет, это означает, что произошло упрощение..

Например, в EO валентность E равна +1, потому что даже если она не записана, есть только один O. И для EO₂, в отсутствие 2, сопровождающего E, произошло упрощение, и для его появления необходимо умножить на 2. Таким образом, формула остается в виде E₂О₄ и валентность Е тогда равна +4.

Однако это правило не выполняется для некоторых оксидов, таких как Pb₃О₄. Поэтому всегда необходимо проводить расчеты нейтралитета..

Из чего он состоит?

Имея валентность E под рукой, номенклатура акций состоит из указания ее в круглых скобках и с римскими цифрами. Из всех номенклатур это самый простой и точный в отношении электронных свойств оксидов..

Если E, с другой стороны, имеет только одну валентность (которую можно найти в периодической таблице), то она не указана.

Таким образом, для оксида EO, если E имеет валентность +2 и +3, он называется: оксид (название E) (II). Но если E имеет только валентность +2, то его оксид называется: оксид (имя E).

Традиционная номенклатура

Чтобы упомянуть название оксидов, к их латинским названиям следует добавить суффиксы -ico или -oso для больших или меньших валентностей. Если их больше двух, то префиксы -hype для самых маленьких и -per для самых больших из всех.

Например, свинец работает с валентностями +2 и +4. В PbO он имеет валентность +2, поэтому он называется: окись свинца. В то время как PbO₂ Это называется: Plúmbico оксид.

И Pb₃О₄, Как это называется в соответствии с двумя предыдущими номенклатурами? У него нет имени. Почему? Потому что Pb₃О₄ на самом деле состоит из смеси 2 [PbO] [PbO₂]; то есть красное твердое вещество имеет двойную концентрацию PbO.

По этой причине было бы неправильно пытаться дать имя Pb₃О₄ который не состоит из систематической номенклатуры или популярного сленга.

Типы оксидов

В зависимости от того, какой частью таблицы Менделеева является E и, следовательно, его электронной природы, может быть сформирован тот или иной тип оксида. Отсюда возникает множество критериев для присвоения им типа, но наиболее важными являются критерии, связанные с их кислотностью или основностью..

Основные оксиды

Основные оксиды характеризуются тем, что они являются ионными, металлическими и, что более важно, образуют основной раствор при растворении в воде. Чтобы экспериментально определить, является ли оксид основным, его необходимо добавить в емкость с водой и универсальным индикатором, растворенным в нем. Его окраска перед добавлением оксида должна быть зеленой, нейтральный pH.

Как только оксид добавлен в воду, если его цвет меняется с зеленого на синий, это означает, что pH стал основным. Это потому, что он устанавливает баланс растворимости между образующимся гидроксидом и водой:

EO (s) + H₂O (l) => E (OH)₂(S), <=> Е²⁺(ac) + OH^-(Aq)

Хотя оксид нерастворим в воде, для растворения небольшой части достаточно, чтобы изменить рН. Некоторые основные оксиды настолько растворимы, что образуют едкие гидроксиды, такие как NaOH и KOH. То есть оксиды натрия и калия, Na₂О и К₂Или они очень простые. Обратите внимание на валентность +1 для обоих металлов.

Кислотные оксиды

Кислотные оксиды характеризуются наличием неметаллического элемента, являются ковалентными, а также образуют кислотные растворы с водой. Опять же, его кислотность можно проверить с помощью универсального индикатора. Если на этот раз при добавлении оксида в воду его зеленый цвет станет красноватым, то это кислотный оксид.

Какая реакция имеет место? Следующее:

Е.О.₂(s) + H₂O (l) => H₂Е.О.₃(Aq)

Примером кислотного оксида, который является не твердым веществом, а газом, является СО₂. Когда он растворяется в воде, он образует углекислоту:

Колорадо₂(г) + Н₂O (l) <=> H₂Колорадо₃(Aq)

Кроме того, СО₂ Он не состоит из анионов ИЛИ^2- и катионы C⁴⁺, но в молекуле, образованной ковалентными связями: O = C = O. Это, пожалуй, одно из самых больших различий между основными оксидами и кислотами.

Нейтральные оксиды

Эти оксиды не изменяют зеленый цвет воды при нейтральном pH; то есть они не образуют ни гидроксиды, ни кислоты в водном растворе. Вот некоторые из них: N₂O, NO и CO. Как и СО, они имеют ковалентные связи, которые могут быть проиллюстрированы структурами Льюиса или любой теорией связи..

Амфотерные оксиды

Другой способ классификации оксидов зависит от того, реагируют ли они с кислотой или нет. Вода - очень слабая кислота (и основа тоже), поэтому амфотерные оксиды не имеют «обеих сторон». Эти оксиды характеризуются взаимодействием как с кислотами, так и с основаниями..

Оксид алюминия, например, представляет собой амфотерный оксид. Следующие два химических уравнения представляют их реакцию с кислотами или основаниями:

в₂О₃(s) + 3H₂SW₄(ac) => Al₂(SO₄)₃(ac) + 3H₂O (l)

в₂О₃(s) + 2NaOH (ac) + 3H₂O (l) => 2NaAl (OH)₄(Aq)

Аль₂(SO₄)₃ соль сульфата алюминия и NaAl (OH)₄ комплексная соль под названием тетрагидроксин алюминат натрия.

Оксид водорода, Н₂Или (вода), она также амфотерна, и об этом свидетельствует ее ионизационное равновесие:

H₂O (l) <=> H₃О⁺(ac) + OH^-(Aq)

Смешанные оксиды

Смешанные оксиды - это те, которые состоят из смеси одного или нескольких оксидов в одном и том же твердом веществе. Pb₃О₄ Это пример их. Магнетит, Вера₃О₄, это также еще один пример смешанного оксида. Вера₃О₄ Это смесь FeO и Fe₂О₃ в пропорциях 1: 1 (в отличие от свинца)₃О₄).

Смеси могут быть более сложными, что приводит к образованию разнообразных оксидных минералов..

свойства

Свойства оксидов зависят от их типа. Оксиды могут быть ионными (Е^N+О^2-), такой как CaO (Ca²⁺О^2-), или ковалентный, как SO₂, O = S = O.

Исходя из этого факта и тенденции элементов реагировать с кислотами или основаниями, для каждого оксида собирается ряд свойств..

Кроме того, вышесказанное отражается на физических свойствах, таких как точки плавления и кипения. Ионные оксиды имеют тенденцию образовывать кристаллические структуры, которые очень устойчивы к нагреванию, поэтому их точки плавления высоки (выше 1000ºC), в то время как ковалентные продукты плавятся при низких температурах, или даже газы или жидкости.

Как они образовались?

Оксиды образуются, когда элементы реагируют с кислородом. Эта реакция может происходить при простом контакте с атмосферой, богатой кислородом, или требует нагревания (например, пламя прикуривателя). То есть когда объект сжигается, он реагирует с кислородом (пока он присутствует в воздухе).

Например, если взять кусок фосфора и поместить его в пламя, он сгорит и образует соответствующий оксид:

4P (s) + 5O₂(г) => Р₄О₁₀(S),

Во время этого процесса некоторые твердые вещества, такие как кальций, могут гореть ярким и ярким пламенем.

Другой пример получен сжиганием древесины или любого органического вещества, которое обладает углеродом:

C (s) + O₂(г) => СО₂(G)

Но при кислородной недостаточности вместо СО образуется СО₂:

C (s) + 1 / 2O₂(г) => СО (г)

Обратите внимание, как отношение C / O используется для описания различных оксидов.

Примеры оксидов

Верхнее изображение соответствует структуре ковалентного оксида I₂О₅, самая стабильная форма йода. Обратите внимание на его простые и двойные связи, а также формальные заряды I и кислорода к его боковым.

Оксиды галогенов характеризуются тем, что они являются ковалентными и очень реакционноспособными, как, например, случаи O₂F₂ (F-O-O-F) и OF₂ (Р-О-Р). Диоксид хлора, ClO₂, например, это единственный оксид хлора, который синтезируется в промышленных масштабах.

Поскольку галогены образуют ковалентные оксиды, их «гипотетические» валентности рассчитываются одинаково по принципу электронейтральности..

Оксиды переходных металлов

Помимо оксидов галогенов, у нас есть оксиды переходных металлов:

-CoO: оксид кобальта (II); оксид кобальта; ты окись кобальта.

-HgO: оксид ртути (II); оксид ртути; ты окись ртути.

-Ag₂О: оксид серебра; оксид серебра; или окись диплата.

-Au₂О₃: оксид золота (III); оксид золотистого цвета; или диоксид триоксида.

Дополнительные примеры

-В₂О₃оксид бора; оксид борной кислоты; или диборо триоксид.

-Cl₂О₇: оксид хлора (VII); хлорная окись; дихлор гептоксид.

-NO: оксид азота (II); оксид азота; окись азота.

ссылки

1. Дрожь и Аткинс. (2008). Неорганическая химия (четвертое издание). Mc Graw Hill.
2. Оксиды металлов и неметаллов. Взято из: chem.uiuc.edu
3. Бесплатная химия онлайн. (2018). Оксиды и озон. Взято из: freechemistryonline.com
4. Toppr. (2018). Простые Оксиды. Взято с: toppr.com
5. Стивен С. Цумдал. (7 мая 2018 г.) Окисляется. Энциклопедия Британника. Взято из: britannica.com
6. Химия LibreTexts. (24 апреля 2018 г.) Оксиды. Взято с сайта chem.libretexts.org
7. Quimicas.net (2018). Примеры оксидов. Получено с: quimicas.net