Oksid

Oksid , bilo koja velika i važna klasa kemikalija spojevi u kojem se kisik kombinira s drugim elementom. Izuzev lakših inertnih plinova (helij [He], neon [Ne], argon [Ar] i kripton [Kr]), kisik (O) sa svakim elementom tvori barem jedan binarni oksid.

željezov oksid

željezov oksid Željezni oksid (hrđa) na svornjaku. Paulnasca



Strukture fosfornog (III) oksida, P4O6 i fosfornog (V) oksida, P4O10, obje se temelje na tetraedarskoj strukturi elementarnog bijelog fosfora, P4. Duljine veza date su u picometrima (pm; 1 picometre = 10-12 metara).

Strukture fosfornog (III) oksida, P4ILI6i fosfor (V) oksid, P4ILI10, oba temeljena na tetraedričnoj strukturi elementarnog bijelog fosfora, P4. Duljine veza date su u picometrima (pm; 1 picometre = 10-12metar). Od N.N. Greenwood i A. Earnshaw, Kemija elemenata (1984), Elsevier Science Ltd., Pergamon Imprint, Oxford, Eng .; pretiskano s dopuštenjem



što je pokazatelj u kemiji

I metali i nemetali mogu postići svoja najviša oksidacijska stanja (tj. Donirati svoj maksimalni broj raspoloživih valentnih elektrona) u spojevima s kisikom. The alkalni metali a zemnoalkalijski metali, kao i prijelazni metali i metali nakon prijelaza (u nižim stupnjevima oksidacije), tvore ionske okside - tj. spojeve koji sadrže O2−anion. Metali s visokim stupnjem oksidacije tvore okside čije veze imaju kovalentniju prirodu. Nemetali tvore i kovalentne okside koji su obično molekularnog karaktera. Primjećuje se glatka varijacija vrste ionskog do kovalentnog vezanja u oksidima, kao i periodni sustav prešao od metala s lijeve strane do nemetala s desne strane. Ista se varijacija primjećuje u reakciji oksida s vodom i rezultirajućem kiselinsko-baznom karakteru proizvoda. Jonski metalni oksidi reagiraju s vodom dajući hidrokside (spojeve koji sadrže OH-ion) i rezultirajuće bazične otopine, dok većina nemetalnih oksida reagira s vodom stvarajući kiseline i rezultirajuće kisele otopine ( vidjeti stol).

Periodična varijacija svojstava oksida elemenata trećeg razdoblja
skupina 1 skupina 2 skupina 13 skupina 14 skupina 15 skupina 16 skupina 17
Izvor: W. W. Robinson, J. Odom i H. Holtzclaw, Jr., Chemistry: Concepts and Models, D.C. Heath and Co., 1992.
reakcija oksida s vodom i kiselinsko-bazni karakter hidroksida NadvaO daje NaOH (jaka baza) MgO daje
Mg (OH)dva(slaba baza)
PremadvaILI3nereagirajući SiOdvanereagirajući Str4ILI10daje H3PO4(slaba kiselina) TAKO3daje HdvaTAKO4(jaka kiselina) KldvaILI7daje HClO4(jaka kiselina)
vezivanje u oksidima NadvaJonski MgO ionski PremadvaILI3
ionska
SiOdvakovalentni Str4ILI10kovalentni TAKO3kovalentni KldvaILI7kovalentni

Svakako organski spojevi reagiraju s kisikom ili drugim oksidacijskim sredstvima dajući tvari nazvane oksidi. Tako, amini , fosfini i sulfidi tvore aminske okside, fosfinske okside, odnosno sulfokside, u kojima je atom kisika kovalentno vezan za dušik , fosfor , ili atom sumpora. Takozvani olefinovi oksidi su ciklični eteri .



Oksidi metala

Metalni oksidi su kristalne krutine koje sadrže metalni kation i oksidni anion. Oni obično reagiraju s vodom da bi stvorili baze ili s kiselinama da bi stvorili soli.

The alkalni metali i zemnoalkalijski metali tvore tri različite vrste binarnih spojeva kisika: (1) oksidi, koji sadrže oksidne ione, O2−, (2) peroksidi, koji sadrže ione peroksida, Odva2−, koji sadrže kovalentne jednostruke veze kisik-kisik i (3) superoksidi, koji sadrže superoksidne ione, Odva-, koji također imaju kovalentne veze kisik-kisik, ali s jednim manje negativnog naboja od peroksidnih iona. Alkalni metali (koji imaju +1 oksidacijsko stanje) tvore okside, MdvaO, peroksidi, MdvaILIdvai superoksidi, MOdva. (M predstavlja atom metala.) Zemnoalkalijski metali (sa +2 oksidacijskim stanjem) tvore samo okside, MO i perokside, MOdva. Svi alkalni metal oksidi se mogu pripremiti zagrijavanjem odgovarajućeg metalnog nitrata s elementarnim metalom.2MNO3+ 10M + toplina → 6MdvaO + NdvaOpćenita priprema zemnoalkalijskih oksida uključuje zagrijavanje metalnih karbonata.MCO3+ toplina → MO + COdvaI oksidi alkalijskih metala i oksidi zemnoalkalijskih metala su ionski i reagiraju s vodom stvarajući osnovne otopine metalnog hidroksida.MdvaO + HdvaO → 2MOH (gdje je M = metal 1)
MO + HdvaO → M (OH)dva(gdje je M = skupina 2 metal)
Stoga se ti spojevi često nazivaju osnovnim oksidima. U skladu sa svojim osnovnim ponašanjem, oni reagiraju s kiselinama u tipičnim kiselinsko-baznim reakcijama dajući soli i vodu; na primjer,MdvaO + 2HCl → 2MCl + HdvaO (gdje je M = skupina 1 metal).Te se reakcije često nazivaju i reakcijama neutralizacije. Najvažniji osnovni oksidi su magnezij oksid (MgO), dobar toplinski vodič i električni izolator koji se koristi u vatrostalnoj i toplinskoj izolaciji, te kalcijev oksid (CaO), koji se naziva i živo vapno ili vapno, a koji se široko koristi u industriji čelika i u pročišćavanje vode .

Periodični trendovi oksida temeljito su proučavani. U bilo kojem danom razdoblju veza u oksidima napreduje od ionske do kovalentne, a njihov kiselinsko-bazni karakter ide od jako bazičnog do slabo bazičnog, amfoternog, slabo kiselog i na kraju jako kiselog. Općenito, osnovnost se povećava prema skupini (npr. U zemnoalkalijskim oksidima, BeOdvaILI7(koji sadrži Mn7+) najkiseliji. Oksidi prijelazni metali s oksidacijskim brojevima +1, +2 i +3 su ionski spojevi koji se sastoje od metalnih iona i oksidnih iona. Oni prijelazni metal oksidi s oksidacijskim brojevima +4, +5, +6 i +7 ponašaju se kao kovalentni spojevi koji sadrže kovalentne veze metal-kisik. Općenito su jonski oksidi prijelaznih metala osnovni. Odnosno, oni će reagirati s vodenim kiselinama stvarajući otopine soli i vode; na primjer,CoO + 2H3ILI+→ Co2++ 3HdvaILI.Oksidi s oksidacijskim brojevima +5, +6 i +7 su kiseli i reagiraju s otopinama hidroksida dajući soli i vodu; na primjer,CrO3+ 2OH-→ CrO42−+ HdvaILI.Oni oksidi s +4 oksidacijskog broja uglavnom su amfoterični (od grčkog amfoteros, u oba smjera), što znači da se ti spojevi mogu ponašati ili kao kiseline ili kao baze. Amfoterični oksidi se ne otapaju samo u kiselim otopinama već i u osnovnim otopinama. Na primjer, vanadij oksid (VOdva) je amfoterni oksid, otapa se u kiselini dajući plavi vanadil-ion, [VO]2+, i u bazi da se dobije žuto-smeđi ion hipovanadata, [V4ILI9]2−. Amfoterizam među glavnim skupinama oksida prvenstveno se nalazi kod metaloidnih elemenata ili njihovih bliskih susjeda.