Oxider

Oxid (synonymer: oxid , oxid ) är en binär förening av ett kemiskt grundämne med syre i oxidationstillståndet −2, där syre i sig endast är associerat med ett mindre elektronegativt grundämne. Det kemiska elementet syre är andra i elektronegativitet efter fluor , därför tillhör nästan alla föreningar av kemiska element med syre oxider. Undantag inkluderar till exempel syredifluorid OF 2 .

Oxider är en mycket vanlig typ av föreningar som finns i jordskorpan och i universum i allmänhet. Exempel på sådana föreningar är rost , vatten , sand , koldioxid , ett antal färgämnen. Oxider är också en klass av mineraler , som är föreningar av en metall med syre (se oxider ).

Föreningar som innehåller syreatomer sammankopplade kallas peroxider eller peroxider (innehåller -O-O- kedjan), superoxider (innehåller O-gruppen−
2) och ozonider (innehållande O-gruppen−
3). De hör strängt taget inte till kategorin oxider.

Klassificering

Beroende på de kemiska egenskaperna finns det:

Saltbildande oxider :
- basiska oxider (till exempel natriumoxid Na2O ,koppar ( II) oxid CuO): metalloxider, vars oxidationstillstånd är I-II;
- sura oxider (till exempel svaveloxid (VI) SO 3 , kväveoxid (IV) NO 2 ): metalloxider med oxidationstillstånd V-VII och icke-metalloxider;
- amfotera oxider (till exempel zinkoxid ZnO, aluminiumoxid Al 2 O 3 ): metalloxider med oxidationstillstånd III-IV och undantag (ZnO, BeO, SnO, PbO);
Icke-saltbildande oxider : kolmonoxid (II) CO, kväveoxid (I) N 2 O, kväveoxid (II) NO, kiseloxid (II) SiO, svaveloxid (II) SO.

Det finns komplexa oxider , inklusive atomer av två eller flera grundämnen i molekylen, förutom syre - till exempel litium-kobolt(III)oxid Li 2 O Co 2 O 3 , och dubbeloxider , där atomer av samma grundämne är ingår i två eller flera oxidationstillstånd - till exempel mangan (II, IV) oxid Mn 5 O 8 . I många fall kan sådana oxider betraktas som salter av syrehaltiga syror. Sålunda kan litium-kobolt(III)oxid betraktas som litiumkoboltit Li 2 Co 2 O 4 och mangan(II, IV) oxid som mangan ortomanganit Mn 3 (MnO 4 ) 2 .

Nomenklatur

I enlighet med IUPAC-nomenklaturen kallas oxider ordet "oxid", följt av namnet på det kemiska elementet i genitivfallet, till exempel: Na 2 O - natriumoxid , Al 2 O 3 - aluminiumoxid . Om elementet har ett variabelt oxidationstillstånd indikeras dess oxidationstillstånd i oxidens namn med en romersk siffra inom parentes omedelbart efter namnet (utan mellanslag ). Till exempel är Cu2O koppar ( I) oxid, CuO är koppar(II) oxid, FeO är järn (II)oxid , Fe2O3 är järn ( III)oxid , Cl2O7 är klor ( VII)oxid .

Andra namn på oxider används ofta efter antalet syreatomer: om oxiden bara innehåller en syreatom, så kallas den monoxid eller monoxid , om två - dioxid eller dioxid , om tre - så trioxid eller trioxid , etc. För exempel: kolmonoxid CO , koldioxid CO 2 , svaveltrioxid SO 3 .

Historiskt etablerade (triviala) namn på oxider är också vanliga, till exempel kolmonoxid CO, svavelsyraanhydrid SO 3 , etc.

I början av 1800-talet och tidigare kallades eldfasta oxider, praktiskt taget olösliga i vatten, "jordar" av kemister.

Traditionell nomenklatur

Oxider med lägre oxidationstillstånd (suboxider) kallas ibland oxid och suboxid (till exempel kolmonoxid (II) , CO-kolmonoxid; trikoldioxid , C 3 O 2 - kolsuboxid [1] ; kväveoxid (I) , N 2 O - lustgas, koppar(I)oxid , Cu 2O - kopparoxid ).

Oxider med högre oxidationstillstånd (till exempel järn(III)oxid , Fe 2 O 3 ) kallas oxid i enlighet med denna nomenklatur och dubbla (det vill säga med olika oxidationstillstånd) oxider - oxid-oxid (Fe 3 O 4 \u003d FeO ) Fe 2 O 3 - järnoxid , uran (VI)-diuran (V) oxid , U 3 O 8 - uranoxid ).

Om någon metall ger en basisk oxid, så kallas den senare en oxid, till exempel kalciumoxid, magnesiumoxid, etc.; om det finns två så kallas oxiden med lägre syrehalt oxid, till exempel järnoxid FeO och oxid Fe 2 O 3 . Oxid med mindre syre än lustgas kallas suboxid.

- Vukolov S.P. , Mendeleev D.I. Oxides // Encyclopedic Dictionary of Brockhaus and Efron : i 86 volymer (82 volymer och ytterligare 4). - St Petersburg. 1890-1907.

Denna nomenklatur är dock inte konsekvent, så sådana namn bör betraktas som mer traditionella.

Egenskaper

Under normala förhållanden kan oxider vara i tre aggregationstillstånd: fast, flytande och gasformig.

När en sur oxid reagerar med en basisk bildas ett salt.
Oxider reagerar med vatten om en löslig syra eller en löslig bas bildas.
Basiska oxider reagerar med syror och sura oxider med baser.

Grundläggande oxider

1. Basisk oxid + stark syra → salt + vatten

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

2. Stark basoxid + vatten → hydroxid

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

3. Stark basoxid + syraoxid → salt

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

4. Basisk oxid + väte → metall + vatten

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

Obs: vätereduktion är möjlig för metaller som är mindre aktiva än aluminium .

Syraoxider

1. Sur oxid + vatten → syra

\mathsf{SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4}

Vissa oxider, såsom SiO 2 , reagerar inte med vatten, så deras syror erhålls indirekt.

2. Sur oxid + basisk oxid → salt

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

3. Syraoxid + bas → salt + vatten

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

Om syraoxiden är en anhydrid av en flerbasisk syra, är bildningen av syra- eller mediumsalter möjlig:

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

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

4. Icke-flyktig oxid + salt1 → salt2 + flyktig oxid

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

5. Syraanhydrid 1 + vattenfri syrehaltig syra 2 → Syraanhydrid 2 + vattenfri syrehaltig syra 1

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

Amfotera oxider

När de interagerar med en stark syra eller syraoxid uppvisar de huvudegenskaperna :

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

När de interagerar med en stark bas eller basisk oxid, uppvisar de sura egenskaper :

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

(i vattenlösning)

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

(när smält)

Får

1. Interaktion mellan enkla ämnen (med undantag för inerta gaser , guld och platina ) med syre :

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

{\mathsf {2Cu+O_{2}\högerpil 2CuO}}

Detta inkluderar också förbränning i syre av alkalimetaller (förutom litium ), såväl som strontium och barium , där peroxider och superoxider bildas :

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

{\mathsf {K+O_{2}\högerpil KO_{2}}}

2. Rostning eller förbränning av binära föreningar i syre :

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

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

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

3. Termisk nedbrytning av salter :

\mathsf{CaCO_3 \rightarrow CaO + CO_2}

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

4. Termisk nedbrytning av baser eller syror :

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

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

5. Oxidation av lägre oxider till högre och reduktion av högre till lägre:

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

6. Interaktion mellan vissa metaller och vatten vid hög temperatur:

{\mathsf {Zn+H_{2}O\högerpil ZnO+H_{2}}}

7. Interaktion av salter med sura oxider under förbränning av koks med frigöring av flyktig oxid:

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

8. Interaktion av metaller med syror - oxidationsmedel :

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

9. Under inverkan av vattenavlägsnande ämnen på syror och salter :

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

10. Interaktion av salter av svaga instabila syror med starkare syror :

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

Anteckningar

↑ L. B. Dashkevich, V. G. Beilin. Kolsuboxid i organisk syntes / Advances in Chemistry. - 1967. - Volym 36. - Nr 6. - C. 947-964.

Länkar

Oxidklassificeringstabell
Handledningsvideo om oxider Arkiverad 21 maj 2012 på Wayback Machine

oxider
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	As 2 O 3 As 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 ) 2ZrO2ZrOS Zr2O3Cl2 _ _ _ _ _	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 _ _	I 2 O InO I 2 O 3	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 HfO2	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	På
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 Nd2O2S Nd2O3NdHO _ _ _ _ _ _ _ _	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	Tb	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 _ _ _ _	Bk2O3 _ _ _	Jfr 2O 3 _	Es	fm	md	Nej	lr