Plik tlenki Są rodziną związków binarnych, w których zachodzą interakcje między pierwiastkiem a tlenem. Tak więc tlenek ma bardzo ogólny wzór typu EO, w którym E jest dowolnym pierwiastkiem.
W zależności od wielu czynników, takich jak elektroniczna natura E, jego promień jonowy i wartościowości, mogą tworzyć się różne typy tlenków. Niektóre są bardzo proste, a inne, jak Pb3LUB4, (zwane minium, arcazón lub ołowiu) są zmieszane; to znaczy, wynikają one z połączenia więcej niż jednego prostego tlenku.
Ale złożoność tlenków może iść dalej. Istnieją mieszaniny lub struktury, w których może interweniować więcej niż jeden metal, a także proporcje nie są stechiometryczne. W przypadku Pb3LUB4, stosunek Pb / O jest równy 3/4, z czego licznik i mianownik są liczbami całkowitymi.
W przypadku tlenków niestechiometrycznych proporcje są liczbami dziesiętnymi. E0,75LUB1.78, jest przykładem hipotetycznego niestechiometrycznego tlenku. Zjawisko to występuje w przypadku tzw. Tlenków metali, zwłaszcza metali przejściowych (Fe, Au, Ti, Mn, Zn itp.).
Istnieją jednak tlenki, których właściwości są znacznie prostsze i zróżnicowane, takie jak charakter jonowy lub kowalencyjny. W tych tlenkach, w których dominuje charakter jonowy, będą one złożone z kationów E+ i aniony Odwa-; i te czysto kowalencyjne, pojedyncze wiązania (E-O) lub podwójne wiązania (E = O).
To, co decyduje o jonowym charakterze tlenku, to różnica elektroujemności między E i O. Gdy E jest metalem silnie elektrododatnim, wówczas EO będzie miał charakter silnie jonowy. Podczas gdy E jest elektroujemny, a mianowicie niemetal, jego tlenek EO będzie kowalencyjny.
Ta właściwość definiuje wiele innych przejawianych przez tlenki, na przykład ich zdolność do tworzenia zasad lub kwasów w roztworze wodnym. Stąd pochodzą tak zwane tlenki zasadowe i kwasowe. Te, które nie zachowują się jak żadna z tych dwóch lub przeciwnie, wykazują obie cechy, to tlenki neutralne lub amfoteryczne.
Indeks artykułów
Istnieją trzy sposoby na nazwanie tlenków (które mają również zastosowanie do wielu innych związków). Są one poprawne niezależnie od jonowego charakteru tlenku EO, więc ich nazwy nie mówią nic o jego właściwościach ani strukturze.
Biorąc pod uwagę tlenki EO, EdwaO, E.dwaLUB3 i EOdwa, na pierwszy rzut oka nie można stwierdzić, co kryje się za ich wzorami chemicznymi. Jednak liczby wskazują stosunki stechiometryczne lub stosunek E / O. Od tych liczb można im nadać nazwy, nawet jeśli nie jest sprecyzowane, z jaką wartościowością „działa” E.
Liczby atomów zarówno dla E, jak i O są oznaczone greckimi przedrostkami numeracyjnymi. W ten sposób mono- oznacza, że jest tylko jeden atom; di-, dwa atomy; tri-, trzy atomy i tak dalej.
Tak więc nazwy poprzednich tlenków zgodnie z systematyczną nomenklaturą to:
-MałpaTlenek E (EO).
-Małpatlenek dałE (E.dwaLUB).
-Tritlenek dałE (E.dwaLUB3).
-DałTlenek E (EOdwa).
Stosując wówczas tę nomenklaturę dla Pb3LUB4, czerwony tlenek pierwszego obrazu, masz:
Pb3LUB4: tetratlenek triprowadzić.
W przypadku wielu tlenków mieszanych lub o wysokich stosunkach stechiometrycznych bardzo przydatne jest nazwanie ich według systematycznej nomenklatury.
Chociaż nie wiadomo, czym jest pierwiastek E, wystarczy stosunek E / O, aby wiedzieć, jakiej wartościowości używasz w swoim tlenku. W jaki sposób? Zgodnie z zasadą elektroobojętności. Wymaga to, aby suma ładunków jonów w związku była równa zeru.
Odbywa się to poprzez założenie wysokiego charakteru jonowego dla dowolnego tlenku. Zatem O ma ładunek -2, ponieważ jest Odwa-, a E musi wnosić n +, aby zneutralizować ujemne ładunki anionu tlenkowego.
Na przykład w EO atom E działa z wartościowością +2. Dlaczego? Bo inaczej nie mógłby zneutralizować ładunku -2 jedynego O. Dla E.dwaLub E ma wartościowość +1, ponieważ ładunek +2 musi być podzielony między dwa atomy E..
A w EdwaLUB3, Najpierw należy obliczyć ujemne ładunki wnoszone przez O. Ponieważ jest ich trzy, to: 3 (-2) = -6. Aby zneutralizować ładunek -6, E muszą wnieść +6, ale ponieważ jest ich dwóch, +6 jest dzielone przez dwa, pozostawiając E o wartości +3.
O zawsze ma wartość -2 w tlenkach (chyba że jest to nadtlenek lub nadtlenek). Tak więc mnemoniczna reguła określająca wartościowość E polega po prostu na uwzględnieniu liczby, która towarzyszy O. Z drugiej strony E będzie miała towarzyszącą jej liczbę 2, a jeśli nie, oznacza to, że nastąpiło uproszczenie.
Na przykład w EO wartościowość E wynosi +1, ponieważ nawet jeśli nie jest napisane, jest tylko jedno O. A dla EOdwa, Ponieważ nie ma 2 towarzyszącej E, nastąpiło uproszczenie i aby się pojawiło, należy je pomnożyć przez 2. Zatem wzór pozostaje taki, jak EdwaLUB4 a wartościowość E wynosi wtedy +4.
Jednak ta reguła zawodzi w przypadku niektórych tlenków, takich jak Pb3LUB4. Dlatego zawsze konieczne jest wykonanie obliczeń neutralności.
Gdy wartościowość E jest już pod ręką, nomenklatura zapasów obejmuje określenie jej w nawiasach i cyframi rzymskimi. Ze wszystkich nomenklatur jest to najprostsze i najdokładniejsze w odniesieniu do elektronicznych właściwości tlenków..
Z drugiej strony, jeśli E ma tylko jedną wartościowość (którą można znaleźć w układzie okresowym), to nie jest określona..
Tak więc dla tlenku EO, jeśli E ma wartościowość +2 i +3, nazywa się to: (nazwa E) (II) tlenek. Ale jeśli E ma tylko wartościowość +2, to jego tlenek nazywa się: tlenek (nazwa E).
Aby wspomnieć o nazwach tlenków, do ich łacińskich nazw należy dodać przyrostki -ico lub -oso dla większych lub mniejszych wartościowości. W przypadku, gdy jest ich więcej niż dwa, używane są przedrostki -hypo dla najmniejszego i -per dla największego ze wszystkich..
Na przykład ołów działa z wartościowościami +2 i +4. W PbO ma wartościowość +2, więc nazywany jest: tlenkiem ołowiu. Podczas gdy PbOdwa nazywa się: tlenek ołowiu.
A Pb3LUB4, jak to się nazywa według dwóch poprzednich nomenklatur? Nie ma imienia. Dlaczego? Ponieważ Pb3LUB4 w rzeczywistości składa się z mieszaniny 2 [PbO] [PbOdwa]; to znaczy, że czerwone ciało stałe ma podwójne stężenie PbO.
Z tego powodu próba nazwania Pb byłaby błędna3LUB4 który nie składa się z systematycznej nomenklatury ani popularnego slangu.
W zależności od tego, która część układu okresowego E jest zlokalizowana, a zatem jego elektroniczna natura, można utworzyć jeden lub inny rodzaj tlenku. Z tego wynika wiele kryteriów do przypisania im rodzaju, ale najważniejsze są te związane z ich kwasowością lub zasadowością..
Tlenki zasadowe charakteryzują się tym, że są jonowe, metaliczne, a co ważniejsze, tworzą podstawowy roztwór poprzez rozpuszczenie w wodzie. Aby określić eksperymentalnie, czy tlenek jest zasadowy, należy go dodać do pojemnika z wodą i rozpuszczonym w nim uniwersalnym wskaźnikiem. Jego zabarwienie przed dodaniem tlenku musi być zielone, pH neutralne.
Po dodaniu tlenku do wody, jeśli jego kolor zmieni się z zielonego na niebieski, oznacza to, że pH stało się zasadowe. Dzieje się tak, ponieważ ustanawia równowagę rozpuszczalności między utworzonym wodorotlenkiem a wodą:
EO (s) + H.dwaO (l) => E (OH)dwa(s) <=> Idwa+(ac) + OH-(ac)
Chociaż tlenek jest nierozpuszczalny w wodzie, tylko niewielka część rozpuszcza się, aby zmienić pH. Niektóre zasadowe tlenki są tak rozpuszczalne, że wytwarzają wodorotlenki żrące, takie jak NaOH i KOH. To znaczy tlenki sodu i potasu, NadwaO i K.dwaAlbo są bardzo podstawowe. Zwróć uwagę na wartościowość +1 dla obu metali.
Tlenki kwaśne charakteryzują się tym, że zawierają pierwiastek niemetaliczny, są kowalencyjne, a ponadto tworzą z wodą kwaśne roztwory. Ponownie, jego kwasowość można sprawdzić uniwersalnym wskaźnikiem. Jeśli tym razem podczas dodawania tlenku do wody jego zielony kolor zmieni się na czerwonawy, to jest to tlenek kwasu.
Jaka reakcja ma miejsce? Następny:
EOdwa(s) + H.dwaO (l) => H.dwaEO3(ac)
Przykładem tlenku kwasowego, który nie jest ciałem stałym, ale gazem, jest COdwa. Kiedy rozpuszcza się w wodzie, tworzy kwas węglowy:
WSPÓŁdwa(g) + HdwaO (l) <=> H.dwaWSPÓŁ3(ac)
Ponadto COdwa nie składa się z anionów Odwa- i kationy C.4+, ale w cząsteczce utworzonej przez wiązania kowalencyjne: O = C = O. Jest to prawdopodobnie jedna z największych różnic między zasadowymi tlenkami i kwasami.
Tlenki te nie zmieniają zielonego koloru wody przy obojętnym pH; to znaczy nie tworzą wodorotlenków ani kwasów w roztworze wodnym. Niektóre z nich to: NdwaLUB, NIE i CO. Podobnie jak CO, mają wiązania kowalencyjne, co można zilustrować strukturami Lewisa lub dowolną teorią wiązania.
Inny sposób klasyfikacji tlenków zależy od tego, czy reagują one z kwasem. Woda jest bardzo słabym kwasem (a także zasadą), więc tlenki amfoteryczne nie wykazują „swoich dwóch twarzy”. Tlenki te charakteryzują się reakcją zarówno z kwasami, jak i zasadami.
Na przykład tlenek glinu jest tlenkiem amfoterycznym. Poniższe dwa równania chemiczne przedstawiają jego reakcję z kwasami lub zasadami:
DodwaLUB3(s) + 3Hdwapołudniowy zachód4(ac) => Aldwa(POŁUDNIOWY ZACHÓD4)3(aq) + 3HdwaO (l)
DodwaLUB3(s) + 2NaOH (aq) + 3HdwaO (l) => 2NaAl (OH)4(ac)
Aldwa(POŁUDNIOWY ZACHÓD4)3 to sól siarczanu glinu, a NaAl (OH)4 złożona sól zwana tetrahydroksyglinianem sodu.
Tlenek wodoru, H.dwaO (woda) jest również amfoteryczna, o czym świadczy jej równowaga jonizacyjna:
H.dwaO (l) <=> H.3LUB+(ac) + OH-(ac)
Tlenki mieszane to takie, które składają się z mieszaniny jednego lub więcej tlenków w tej samej substancji stałej. Pb3LUB4 jest ich przykładem. Magnetyt, Fe3LUB4, jest to również kolejny przykład mieszanego tlenku. Wiara3LUB4 jest mieszaniną FeO i FedwaLUB3 w proporcjach 1: 1 (w przeciwieństwie do Pb3LUB4).
Mieszaniny mogą być bardziej złożone, tworząc w ten sposób bogatą różnorodność minerałów tlenkowych.
Właściwości tlenków zależą od ich rodzaju. Tlenki mogą być jonowe (E.n+LUBdwa-), takie jak CaO (Cadwa+LUBdwa-) lub kowalencyjne, takie jak SOdwa, O = S = O.
Na podstawie tego faktu i tendencji pierwiastków do reagowania z kwasami lub zasadami, dla każdego tlenku zebrano szereg właściwości..
Powyższe znajduje również odzwierciedlenie we właściwościach fizycznych, takich jak temperatura topnienia i wrzenia. Tlenki jonowe mają tendencję do tworzenia struktur krystalicznych, które są bardzo odporne na ciepło, więc ich temperatury topnienia są wysokie (powyżej 1000ºC), podczas gdy kowalenty topią się w niskich temperaturach lub są nawet gazami lub cieczami..
Tlenki powstają, gdy pierwiastki reagują z tlenem. Ta reakcja może wystąpić przy prostym kontakcie z atmosferą bogatą w tlen lub wymaga ciepła (takiego jak jaśniejszy płomień). Oznacza to, że podczas spalania przedmiotu reaguje z tlenem (o ile jest obecny w powietrzu).
Jeśli na przykład weźmiesz kawałek fosforu i umieścisz go w płomieniu, spali się i utworzy odpowiedni tlenek:
4P (s) + 5Odwa(g) => P4LUB10(s)
Podczas tego procesu niektóre ciała stałe, takie jak wapń, mogą palić się jasnym, kolorowym płomieniem..
Innym przykładem jest spalanie drewna lub dowolnej substancji organicznej, która zawiera węgiel:
C (s) + Odwa(g) => COdwa(sol)
Ale jeśli nie ma wystarczającej ilości tlenu, zamiast CO powstaje COdwa:
C (s) + 1 / 2Odwa(g) => CO (g)
Zwróć uwagę, jak stosunek C / O służy do opisu różnych tlenków.
Górny obraz odpowiada strukturze kowalencyjnego tlenku I.dwaLUB5, najbardziej stabilna forma jodu. Zwróć uwagę na ich pojedyncze i podwójne wiązania, a także formalne ładunki I i tlenów po ich bokach..
Tlenki halogenów charakteryzują się tym, że są kowalencyjne i wysoce reaktywne, podobnie jak przypadek Odwafadwa (F-O-O-F) i OFdwa (F-O-F). Dwutlenek chloru, ClOdwa, na przykład jest to jedyny tlenek chloru syntetyzowany na skalę przemysłową.
Ponieważ halogeny tworzą kowalencyjne tlenki, ich „hipotetyczne” wartościowości są obliczane w ten sam sposób zgodnie z zasadą elektroobojętności..
Oprócz tlenków halogenów istnieją tlenki metali przejściowych:
-CoO: tlenek kobaltu (II); tlenek kobaltu; u tlenku kobaltu.
-HgO: tlenek rtęci (II); tlenek rtęci; u tlenku rtęci.
-AgdwaO: tlenek srebra; tlenek srebra; lub monotlenek diplate.
-AudwaLUB3: tlenek złota (III); tlenek aury; lub trójtlenek dioro.
-bdwaLUB3: tlenek boru; tlenek boru; lub trójtlenek diboronu.
-CldwaLUB7: tlenek chloru (VII); tlenek nadchlorowy; dichloroheptoxide.
-NO: tlenek azotu (II); Tlenek azotu; tlenek azotu.
Jeszcze bez komentarzy