Oxidok

Az oxid (szinonimák: oxid , oxid ) egy kémiai elem -2 oxidációs állapotú oxigénnel rendelkező bináris vegyülete, amelyben maga az oxigén csak egy kevésbé elektronegatív elemhez kapcsolódik. Az oxigén kémiai elem elektronegativitásban a második a fluor után , ezért szinte minden kémiai elem oxigénnel vegyülete az oxidokhoz tartozik. Kivételek közé tartozik például az oxigén-difluorid OF 2 .

Az oxidok a földkéregben és általában az univerzumban megtalálható vegyületek nagyon gyakori típusai . Ilyen vegyületek például a rozsda , víz , homok , szén-dioxid és számos színezék. Az oxidok szintén az ásványok egy osztályát képezik , amelyek egy fém oxigénnel alkotott vegyületei (lásd oxidok ).

Az egymással összekapcsolt oxigénatomokat tartalmazó vegyületeket peroxidoknak vagy peroxidoknak (az -O-O-láncot tartalmazzák), szuperoxidoknak (az O csoportot tartalmazzák ) nevezzük.−
2) és ózonidok (amelyek O-csoportot tartalmaznak ).−
3). Szigorúan véve nem tartoznak az oxidok kategóriájába.

Osztályozás

A kémiai tulajdonságoktól függően a következők vannak:

Sóképző oxidok :
- bázikus oxidok (például nátrium-oxid Na 2 O, réz(II) -oxid CuO): fém-oxidok, amelyek oxidációs állapota I-II;
- savas oxidok (például kén-oxid (VI) SO 3 , nitrogén-oxid (IV) NO 2 ): V-VII oxidációs állapotú fém-oxidok és nemfém-oxidok;
- amfoter oxidok (például cink-oxid ZnO, alumínium-oxid Al 2 O 3 ): III-IV oxidációs állapotú fém-oxidok és kivételek (ZnO, BeO, SnO, PbO);
Nem sóképző oxidok : szén-monoxid (II) CO, nitrogén-oxid (I) N 2 O, nitrogén-oxid (II) NO, szilícium-oxid (II) SiO, kén-oxid (II) SO.

Vannak összetett oxidok , köztük két vagy több elem atomjai a molekulában, kivéve az oxigént - például a lítium-kobalt (III)-oxid Li 2 O Co 2 O 3 és a kettős oxidok , amelyekben ugyanazon elem atomjai vannak. két vagy több oxidációs állapotban van - például mangán (II, IV) oxid Mn 5 O 8 . Az ilyen oxidok sok esetben oxigéntartalmú savak sóinak tekinthetők. Így a lítium-kobalt(III)-oxid Li 2 Co 2 O 4 lítium-kobaltitnak , a mangán(II,IV)-oxid pedig mangán-ortomanganit Mn 3 (MnO 4 ) 2 -nek tekinthető .

Nómenklatúra

Az IUPAC-nómenklatúra szerint az oxidokat "oxid" szónak nevezik, amit a kémiai elem neve követ a genitív betűs alakban, például: Na 2 O - nátrium-oxid , Al 2 O 3 - alumínium-oxid . Ha az elem változó oxidációs állapotú, akkor az oxidációs állapotát az oxid nevében közvetlenül a név után zárójelben lévő római szám jelzi ( szóköz nélkül ). Például Cu 2 O réz(I) -oxid, CuO réz(II) -oxid, FeO vas(II)-oxid , Fe2O3 vas ( III ) -oxid , Cl2O7 klór ( VII ) -oxid .

Az oxidok más elnevezéseit is gyakran használják az oxigénatomok számának megfelelően: ha az oxid csak egy oxigénatomot tartalmaz, akkor azt monoxidnak vagy monooxidnak nevezik , ha kettős dioxidnak vagy dioxidnak , ha háromnak, akkor trioxidnak vagy trioxidnak , stb. példa: szén-monoxid CO, szén-dioxid CO 2 , kén-trioxid SO 3 .

Az oxidok történelmileg kialakult (triviális) elnevezései is gyakoriak, például szén-monoxid CO, kénsav-anhidrid SO 3 stb.

A 19. század elején és korábban a tűzálló, vízben gyakorlatilag nem oldódó oxidokat „földnek” nevezték a vegyészek.

Hagyományos nómenklatúra

Az alacsonyabb oxidációs állapotú oxidokat (szuboxidokat) néha oxidoknak és szuboxidoknak is nevezik (például szén-monoxid (II) , CO-szén-monoxid; trikarbon-dioxid , C 3 O 2 - szén-szuboxid [1] ; nitrogén-oxid (I) , N 2 O - nitrogén-oxid; réz(I)-oxid , Cu 2 O - réz-oxid ).

A magasabb oxidációs állapotú oxidokat (például vas(III)-oxid , Fe 2 O 3 ) e nómenklatúra szerint oxidnak , kettős (azaz különböző oxidációs állapotú) oxidoknak - oxid-oxidnak (Fe 3 O 4 ) nevezzük. \u003d FeO ) Fe 2 O 3 - vas -oxid , urán (VI)-diurán (V) oxid , U 3 O 8 - urán-oxid ).

Ha bármely fém egy bázikus oxidot ad, akkor az utóbbit oxidnak nevezzük, például kalcium-oxidnak, magnézium-oxidnak stb.; ha kettő van belőlük, akkor az alacsonyabb oxigéntartalmú oxidot oxidnak nevezzük, például a vas-oxidot FeO és az oxidot Fe 2 O 3 -nak . A dinitrogénnél kevesebb oxigént tartalmazó oxidot szuboxidnak nevezik.

- Vukolov S.P. , Mendeleev D.I. Oxidok // Brockhaus és Efron enciklopédikus szótára : 86 kötetben (82 kötet és további 4 kötet). - Szentpétervár. , 1890-1907.

Ez a nómenklatúra azonban nem következetes, ezért az ilyen neveket hagyományosabbnak kell tekinteni.

Tulajdonságok

Normál körülmények között az oxidok három halmazállapotúak lehetnek: szilárd, folyékony és gáz halmazállapotúak.

Amikor egy savas oxid reagál egy bázikus oxiddal, só képződik.
Az oxidok vízzel reagálnak, ha oldható sav vagy oldható bázis képződik.
A bázikus oxidok savakkal, a savas oxidok bázisokkal reagálnak.

Bázikus oxidok

1. Bázikus oxid + erős sav → só + víz

{\mathsf {CuO+H_{2}SO_{4}\rightarrow CuSO_{4}+H_{2}O}}

2. Erős bázisú oxid + víz → hidroxid

{\mathsf {CaO+H_{2}O\jobbra Ca(OH)_{2))}

3. Erős bázis oxid + savas oxid → só

{\mathsf {CaO+Mn_{2}O_{7}\rightarrow Ca(MnO_{4})_{2}}}

4. Bázikus oxid + hidrogén → fém + víz

{\mathsf {CuO+H_{2}\rightarrow Cu+H_{2}O))

Megjegyzés: az alumíniumnál kevésbé aktív fémek esetében lehetséges a hidrogén redukciója .

Savas oxidok

1. Sav-oxid + víz → sav

\mathsf{SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4}

Egyes oxidok, például a SiO 2 , nem lépnek reakcióba vízzel, így savaikat közvetetten nyerik.

2. Savas oxid + bázikus oxid → só

{\mathsf {CO_{2}+CaO\rightarrow CaCO_{3))}

3. Sav-oxid + bázis → só + víz

{\mathsf {SO_{2}+2NaOH\rightarrow Na_{2}SO_{3}+H_{2}O}}

Ha a sav-oxid egy többbázisú sav anhidridje , akkor savas vagy közepes sók képződése lehetséges:

{\mathsf {Ca(OH)_{2}+CO_{2}\rightarrow CaCO_{3}\downarrow +H_{2}O}}

{\mathsf {CaCO_{3}+H_{2}O+CO_{2}\rightarrow Ca(HCO_{3})_{2))}

4. Nem illékony oxid + só1 → só2 + illékony oxid

{\mathsf {SiO_{2}+Na_{2}CO_{3}\rightarrow Na_{2}SiO_{3}+CO_{2))}

5. Savanhidrid 1 + vízmentes oxigéntartalmú sav 2 → Savanhidrid 2 + vízmentes oxigéntartalmú sav 1

{\displaystyle {\mathsf {P_{2}O_{5}+2HClO_{4}\rightarrow 2HPO_{3}+Cl_{2}O_{7))))

Amfoter oxidok

Erős savval vagy savas oxiddal kölcsönhatásba lépve a főbb tulajdonságokat mutatják :

{\mathsf {ZnO+2HCl\jobbra ZnCl_{2}+H_{2}O))

Erős bázissal vagy bázikus oxiddal kölcsönhatásba lépve savas tulajdonságokat mutatnak :

{\mathsf {ZnO+2KOH+H_{2}O\jobbra K_{2}[Zn(OH)_{4}]}}

(vizes oldatban)

{\mathsf {ZnO+2KOH\rightarrow K_{2}ZnO_{2}+H_{2}O\uparrow ))

(ha összeforrt)

Getting

1. Egyszerű anyagok (az inert gázok , arany és platina kivételével ) kölcsönhatása oxigénnel :

{\textstyle {\mathsf {2H_{2}+O_{2}\jobbra 2H_{2}O))}

{\mathsf {2Cu+O_{2}\rightarrow 2CuO}}

Ez magában foglalja az alkálifémek (a lítium kivételével ), valamint a stroncium és bárium oxigénben történő elégetését is , amelyek során peroxidok és szuperoxidok képződnek :

{\mathsf {2Na+O_{2}\rightarrow Na_{2}O_{2))}

{\mathsf {K+O_{2}\rightarrow KO_{2}}}

2. Bináris vegyületek pörkölése vagy elégetése oxigénben :

{\mathsf {4FeS_{2}+11O_{2}\rightarrow 2Fe_{2}O_{3}+8SO_{2))}

{\mathsf {CS_{2}+3O_{2}\rightarrow CO_{2}+2SO_{2))}

{\mathsf {2PH_{3}+4O_{2}\rightarrow P_{2}O_{5}+3H_{2}O))

3. Sók termikus bomlása :

\mathsf{CaCO_3 \rightarrow CaO + CO_2}

{\mathsf {2FeSO_{4}\rightarrow Fe_{2}O_{3}+SO_{2}+SO_{3))}

4. Bázisok vagy savak hőbomlása :

{\mathsf {2Al(OH)_{3}\rightarrow Al_{2}O_{3}+3H_{2}O))

{\mathsf {4HNO_{3}\jobbra 4NO_{2}+O_{2}+2H_{2}O))

5. Alacsonyabb oxidok oxidációja magasabb oxidokká, és magasabbak redukciója alacsonyabbakká:

{\mathsf {4FeO+O_{2}\rightarrow 2Fe_{2}O_{3}}}

6. Egyes fémek kölcsönhatása vízzel magas hőmérsékleten:

{\mathsf {Zn+H_{2}O\jobbra ZnO+H_{2))}

7. Sók kölcsönhatása savas oxidokkal a koksz égetése során illékony oxidok felszabadulásával:

{\mathsf {Ca_{3}(PO_{4})_{2}+3SiO_{2}+5C\rightarrow 3CaSiO_{3}+2P+5CO))

8. Fémek kölcsönhatása savakkal - oxidálószerekkel :

{\mathsf {Zn+4HNO_{3}\rightarrow Zn(NO_{3})_{2}+2NO_{2}\uparrow +2H_{2}O))

9. Savakon és sókon vízeltávolító anyagok hatására :

{\mathsf {2KClO_{4}+H_{2}SO_{4}\jobbra nyíl K_{2}SO_{4}+Cl_{2}O_{7}+H_{2}O))

10. Gyenge instabil savak sóinak kölcsönhatása erősebb savakkal :

{\mathsf {NaHCO_{3}+HCl\rightarrow NaCl+H_{2}O+CO_{2}\uparrow }}

Jegyzetek

↑ L. B. Daskevich, V. G. Beilin. Szén-szuboxid a szerves szintézisben / Advances in Chemistry. - 1967. - 36. kötet - 6. szám - C. 947-964.

Linkek

Oxid osztályozási táblázat
Oktatóvideó az oxidokról Archiválva : 2012. május 21. a Wayback Machine -nél

oxidok
H2O _ _
Li 2 O LiCoO 2 Li 3 PaO 4 Li 5 PuO 6 Ba 2 LiNpO 6 LiAlO 2 Li 3 NpO 4 Li 2 NpO 4 Li 5 NpO 6 LiNbO 3	BeO											B2O3 _ _ _	C 3 O 2 C 12 O 9 CO C 12 O 12 C 4 O 6 CO 2	N 2 O NO N 2 O 3 N 4 O 6 NO 2 N 2 O 4 N 2 O 5	O	F
Na 2 O NaPaO 3 NaAlO 2 Na 2 PtO 3	MgO											AlO Al 2 O 3 NaAlO 2 LiAlO 2 AlO(OH)	SiO SiO 2	P 4 O P 4 O 2 P 2 O 3 P 4 O 8 P 2 O 5	S 2 O SO SO 2 SO 3	Cl 2 O ClO 2 Cl 2 O 6 Cl 2 O 7
K 2 O K 2 PtO 3 KPaO 3	CaO Ca 3 OSiO 4 CaTiO 3	Sc2O3 _ _ _	TiO Ti 2 O 3 TiO 2 TiOSO 4 CaTiO 3 BaTiO 3	VO V 2 O 3 V 3 O 5 VO 2 V 2 O 5	FeCr 2 O 4 CrO Cr 2 O 3 CrO 2 CrO 3 MgCr 2 O 4	MnO Mn 3 O 4 Mn 2 O 3 MnO(OH) Mn 5 O 8 MnO 2 MnO 3 Mn 2 O 7	FeCr 2 O 4 FeO Fe 3 O 4 Fe 2 O 3	CoFe 2 O 4 CoO Co 3 O 4 CoO(OH) Co 2 O 3 CoO 2	NiO NiFe 2 O 4 Ni 3 O 4 NiO(OH) Ni 2 O 3	Cu 2 O CuO CuFe 2 O 4 Cu 2 O 3 CuO 2	ZnO	Ga 2 O Ga 2 O 3	GeO GeO 2	Mint 2 O 3 Mint 2 O 4 As 2 O 5	SeOCl 2 SeOBr 2 SeO 2 Se 2 O 5 SeO 3	Br 2 O Br 2 O 3 BrO 2
Rb 2 O RbPaO 3 Rb 4 O 6	SrO	Y 2 O 3 YOF YOCl	ZrO(OH) 2 ZrO 2 ZrOS Zr 2 O 3 Cl 2	NbO Nb 2 O 3 NbO 2 Nb 2 O 5 Nb 2 O 3 (SO 4 ) 2 LiNbO 3	Mo 2 O 3 Mo 4 O 11 MoO 2 Mo 2 O 5 MoO 3	TcO 2 Tc 2 O 7	Ru 2 O 3 RuO 2 Ru 2 O 5 RuO 4	RhO Rh 2 O 3 RhO 2	PdO Pd 2 O 3 PdO 2	Ag2O Ag2O2 _ _ _ _ _	Cd2O CdO _ _	2 O InO 2 O 3 - ban	SnO SnO 2	Sb 2 O 3 Sb 2 O 4 Hg 2 Sb 2 O 7 Sb 2 O 5	TeO 2 TeO 3	I 2 O 4 I 4 O 9 I 2 O 5
Cs 2 O Cs 2 ReCl 5 O	BaO BaPaO 3 BaTiO 3 BaPtO 3		HfO(OH) 2 HfO 2	Ta 2 O TaO TaO 2 Ta 2 O 5	WO 2 Br 2 WO 2 WO 2 Cl 2 WOBr 4 WOF 4 WOCl 4 WO 3	Re 2 O ReO Re 2 O 3 ReO 2 Re 2 O 5 ReO 3 Re 2 O 7	OsO Os 2 O 3 OsO 2 OsO 4	Ir2O3 IrO2 _ _ _ _	PtO Pt 3 O 4 Pt 2 O 3 PtO 2 K 2 PtO 3 Na 2 PtO 3 PtO 3	Au 2 O AuO Au 2 O 3	Hg 2 O HgO (Hg 3 O 2 )SO 4 Hg 2 O (CN) 2 Hg 2 Sb 2 O 7 Hg 3 O 2 Cl 2 Hg 5 O 4 Cl 2	Tl 2 O Tl 2 O 3	Pb 2 O PbO Pb 3 O 4 Pb 2 O 3 PbO 2	BiO Bi 2 O 3 Bi 2 O 4 Bi 2 O 5	PoO PoO 2 PoO 3	Nál nél
Fr	Ra		RF	Db	Sg	bh	hs	Mt	Ds	Rg	Cn	Nh	fl	Mc	Lv	Ts
		↓
		La 2 O 2 S La 2 O 3	Ce 2 O 3 CeO 2	PrO Pr 2 O 2 S Pr 2 O 3 Pr 6 O 11 Pro 2	NdO Nd 2 O 2 S Nd 2 O 3 NdHO	Pm 2 O 3	SmO Sm 2 O 3	EuO Eu 3 O 4 Eu 2 O 3 EuO(OH) Eu 2 O 2 S	Gd 2 O 3	Tuberkulózis	Dy2O3 _ _ _	Ho 2 O 3 Ho 2 O 2 S	Er2O3 _ _ _	Tm2O3 _ _ _	YbO Yb 2 O 3	Lu 2 O 2 S Lu 2 O 3 LuO(OH)
		Ac2O3 _ _ _	UO 2 UO 3 U 3 O 8	PaO PaO 2 Pa 2 O 5 PaOS	THO 2	NpO NpO 2 Np 2 O 5 Np 3 O 8 NpO 3	PuO Pu 2 O 3 PuO 2 PuO 3 PuO 2 F 2	AmO 2	Cm2O3 CmO2 _ _ _ _	Bk 2 O 3	Vö . 2 O 3	Es	fm	md	nem	lr