Oxider

Oxid (synonymer: oxid , oxid ) er en binær forbindelse af et kemisk grundstof med ilt i oxidationstilstanden -2, hvor ilt i sig selv kun er forbundet med et mindre elektronegativt grundstof. Det kemiske element oxygen er nummer to i elektronegativitet efter fluor , derfor hører næsten alle forbindelser af kemiske elementer med oxygen til oxider. Undtagelser omfatter for eksempel oxygendifluorid OF 2 .

Oxider er en meget almindelig type forbindelser, der findes i jordskorpen og i universet generelt. Eksempler på sådanne forbindelser er rust , vand , sand , kuldioxid , en række farvestoffer. Oxider er også en klasse af mineraler , som er forbindelser af et metal med oxygen (se oxider ).

Forbindelser, der indeholder iltatomer forbundet, kaldes peroxider eller peroxider (indeholder -O-O- kæden), superoxider (indeholder O-gruppen-
2) og ozonider (indeholdende O-gruppen-
3). De hører strengt taget ikke til kategorien oxider.

Klassifikation

Afhængigt af de kemiske egenskaber er der:

Saltdannende oxider :
- basiske oxider (f.eks. natriumoxid Na2O, kobber(II) oxid CuO): metaloxider, hvis oxidationstilstand er I-II;
- sure oxider (f.eks. svovloxid (VI) SO 3 , nitrogenoxid (IV) NO 2 ): metaloxider med oxidationstilstande V-VII og ikke-metaloxider;
- amfotere oxider (f.eks. zinkoxid ZnO, aluminiumoxid Al 2 O 3 ): metaloxider med oxidationstilstande III-IV og undtagelser (ZnO, BeO, SnO, PbO);
Ikke-saltdannende oxider : kulilte (II) CO, nitrogenoxid (I) N 2 O, nitrogenoxid (II) NO, siliciumoxid (II) SiO, svovloxid (II) SO.

Der er komplekse oxider , inklusive atomer af to eller flere grundstoffer i molekylet, undtagen oxygen - for eksempel lithium-cobolt (III) oxid Li 2 O Co 2 O 3 , og dobbeltoxider , hvor atomer af samme grundstof er inkluderet i to eller flere oxidationstilstande - for eksempel mangan (II, IV) oxid Mn 5 O 8 . I mange tilfælde kan sådanne oxider betragtes som salte af oxygenholdige syrer. Lithium-cobalt(III)-oxid kan således betragtes som lithium-cobaltit Li 2 Co 2 O 4 , og mangan(II,IV)-oxid som mangan-orthomanganit Mn 3 (MnO 4 ) 2 .

Nomenklatur

I overensstemmelse med IUPAC-nomenklaturen kaldes oxider ordet "oxid", efterfulgt af navnet på det kemiske grundstof i genitiv tilfælde, for eksempel: Na 2 O - natriumoxid , Al 2 O 3 - aluminiumoxid . Hvis grundstoffet har en variabel oxidationstilstand, er dets oxidationstilstand angivet i navnet på oxidet med et romertal i parentes umiddelbart efter navnet (uden mellemrum ). For eksempel er Cu 2 O kobber (I) oxid, CuO er kobber (II) oxid, FeO er jern (II) oxid , Fe 2 O 3 er jern (III) oxid , Cl 2 O 7 er chlor (VII) oxid .

Andre navne på oxider bruges ofte efter antallet af oxygenatomer: hvis oxidet kun indeholder ét oxygenatom, så kaldes det monooxid eller monoxid , hvis to - dioxid eller dioxid , hvis tre - så trioxid eller trioxid , osv. For eksempel: carbonmonoxid CO , carbondioxid CO 2 , svovltrioxid SO 3 .

Historisk etablerede (trivielle) navne på oxider er også almindelige, for eksempel kulilte CO, svovlsyreanhydrid SO 3 osv.

I begyndelsen af det 19. århundrede og tidligere blev ildfaste oxider, praktisk talt uopløselige i vand, kaldt "jorde" af kemikere.

Traditionel nomenklatur

Oxider med lavere oxidationstilstande (suboxider) kaldes undertiden oxid og suboxid (f.eks. kulilte (II) , CO - kulilte; tricarbondioxid , C 3 O 2 - kulstofsuboxid [1] ; nitrogenoxid (I) , N 2 O - dinitrogenoxid; kobber(I)oxid , Cu 2O - kobberoxid ).

Oxider med højere oxidationstilstande (f.eks. jern(III)oxid , Fe 2 O 3 ) kaldes oxid i overensstemmelse med denne nomenklatur og dobbelte (det vil sige med forskellige oxidationstilstande) oxider - oxid-oxid (Fe 3 O 4 \u003d FeO ) Fe 2 O 3 - jernoxid , uran (VI)-diuran (V) oxid , U 3 O 8 - uranoxid ).

Hvis noget metal giver et basisk oxid, så kaldes det sidste et oxid, f.eks. calciumoxid, magnesiumoxid osv.; hvis der er to af dem, så kaldes oxidet med et lavere iltindhold oxid, for eksempel ferrooxid FeO og oxid Fe 2 O 3 . Oxid med mindre ilt end dinitrogen kaldes suboxid.

- Vukolov S.P. , Mendeleev D.I. Oxides // Encyclopedic Dictionary of Brockhaus and Efron : i 86 bind (82 bind og 4 yderligere). - Sankt Petersborg. , 1890-1907.

Denne nomenklatur er imidlertid ikke konsekvent, så sådanne navne bør betragtes som mere traditionelle.

Egenskaber

Under normale forhold kan oxider være i tre aggregeringstilstande: fast, flydende og gasformig.

Når et surt oxid reagerer med et basisk, dannes et salt.
Oxider reagerer med vand, hvis der dannes en opløselig syre eller en opløselig base.
Basiske oxider reagerer med syrer, og sure oxider med baser.

Grundlæggende oxider

1. Basisoxid + stærk syre → salt + vand

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

2. Stærk baseoxid + vand → hydroxid

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

3. Stærk baseoxid + syreoxid → salt

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

4. Basisoxid + brint → metal + vand

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

Bemærk: hydrogenreduktion er mulig for metaller, der er mindre aktive end aluminium .

Syreoxider

1. Syreoxid + vand → syre

\mathsf{SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4}

Nogle oxider, såsom SiO 2 , reagerer ikke med vand, så deres syrer opnås indirekte.

2. Syreoxid + basisk oxid → salt

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

3. Syreoxid + base → salt + vand

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

Hvis syreoxidet er et anhydrid af en polybasisk syre, er dannelsen af syre- eller mediumsalte mulig:

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

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

4. Ikke-flygtigt oxid + salt1 → salt2 + flygtigt oxid

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

5. Syreanhydrid 1 + vandfri oxygenholdig syre 2 → Syreanhydrid 2 + vandfri oxygenholdig syre 1

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

Amfotere oxider

Når de interagerer med en stærk syre eller syreoxid, udviser de de vigtigste egenskaber :

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

Når de interagerer med en stærk base eller basisk oxid, udviser de sure egenskaber :

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

(i vandig opløsning)

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

(når smeltet)

Henter

1. Interaktion mellem simple stoffer (med undtagelse af inerte gasser , guld og platin ) med oxygen :

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

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

Dette omfatter også forbrænding i oxygen af alkalimetaller (undtagen lithium ) samt strontium og barium , hvori peroxider og superoxider dannes :

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

{\mathsf {K+O_{2}\højrepil KO_{2}}}

2. Ristning eller forbrænding af binære forbindelser i oxygen :

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

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

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

3. Termisk nedbrydning af salte :

\mathsf{CaCO_3 \rightarrow CaO + CO_2}

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

4. Termisk nedbrydning af baser eller syrer :

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

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

5. Oxidation af lavere oxider til højere og reduktion af højere til lavere:

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

6. Interaktion mellem nogle metaller og vand ved høj temperatur:

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

7. Interaktion af salte med sure oxider under forbrænding af koks med frigivelse af flygtigt oxid:

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

8. Interaktion mellem metaller og syrer - oxidationsmidler :

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

9. Under virkningen af vand-fjernende stoffer på syrer og salte :

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

10. Interaktion af salte af svage ustabile syrer med stærkere syrer :

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

Noter

↑ L. B. Dashkevich, V. G. Beilin. Kulstofsuboxid i organisk syntese / Fremskridt i kemi. - 1967. - Bind 36. - Nr. 6. - C. 947-964.

Links

Oxidklassificeringstabel
Videotutorial om oxider Arkiveret 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) 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 _ _	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 ) 2HfO2	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 _ _ _ _	Bk 2 O 3	Jf . 2 O 3	Es	fm	md	ingen	lr