სანამ ოქსიდების ქიმიურ თვისებებზე საუბარს დავიწყებდეთ, უნდა გვახსოვდეს, რომ ყველა ოქსიდი იყოფა 4 ტიპად, ესენია ძირითადი, მჟავე, ამფოტერული და არამარილების წარმომქმნელი. ნებისმიერი ოქსიდის ტიპის დასადგენად, ჯერ უნდა გესმოდეთ, არის თუ არა ლითონის ოქსიდი თქვენს წინ, შემდეგ კი გამოიყენეთ ალგორითმი (თქვენ უნდა ისწავლოთ!), რომელიც წარმოდგენილია შემდეგ ცხრილში. :
| არამეტალის ოქსიდი | ლითონის ოქსიდი |
| 1) არამეტალის დაჟანგვის მდგომარეობა +1 ან +2 დასკვნა: უმარილო ოქსიდი გამონაკლისი: Cl 2 O არ არის მარილის წარმომქმნელი ოქსიდი |
1) ლითონის დაჟანგვის მდგომარეობა +1 ან +2 დასკვნა: ლითონის ოქსიდი ძირითადია გამონაკლისი: BeO, ZnO და PbO არ არის ძირითადი ოქსიდები |
| 2) დაჟანგვის მდგომარეობა მეტია ან ტოლია +3-ის დასკვნა: მჟავე ოქსიდი გამონაკლისი: Cl 2 O არის მჟავე ოქსიდი, მიუხედავად ქლორის +1 დაჟანგვის მდგომარეობისა. |
2) ლითონის დაჟანგვის მდგომარეობა +3 ან +4 დასკვნა: ამფოტერული ოქსიდი გამონაკლისი: BeO, ZnO და PbO ამფოტერულია ლითონების +2 დაჟანგვის მდგომარეობის მიუხედავად. 3) ლითონის დაჟანგვის მდგომარეობა +5, +6, +7 დასკვნა: მჟავე ოქსიდი |
გარდა ზემოთ მითითებული ოქსიდების ტიპებისა, ჩვენ ასევე შემოგთავაზებთ ძირითადი ოქსიდების კიდევ ორ ქვეტიპს, მათი ქიმიური აქტივობიდან გამომდინარე, კერძოდ. აქტიური ძირითადი ოქსიდებიდა არააქტიური ძირითადი ოქსიდები.
- რომ აქტიური ძირითადი ოქსიდებიმოდით მივმართოთ ტუტე და მიწის ტუტე ლითონების ოქსიდებს (IA და IIA ჯგუფების ყველა ელემენტი, გარდა წყალბადის H, ბერილიუმის Be და მაგნიუმის Mg). მაგალითად, Na 2 O, CaO, Rb 2 O, SrO და ა.შ.
- რომ არააქტიური ძირითადი ოქსიდებიჩვენ მივაკუთვნებთ ყველა ძირითად ოქსიდს, რომლებიც არ იყო შეტანილი სიაში აქტიური ძირითადი ოქსიდები. მაგალითად, FeO, CuO, CrO და ა.შ.
ლოგიკურია ვივარაუდოთ, რომ აქტიური ძირითადი ოქსიდები ხშირად შედიან იმ რეაქციებში, რომლებიც არ შედიან დაბალაქტიურში.
უნდა აღინიშნოს, რომ იმისდა მიუხედავად, რომ წყალი სინამდვილეში არის არალითონის ოქსიდი (H 2 O), მისი თვისებები ჩვეულებრივ განიხილება სხვა ოქსიდების თვისებებისგან იზოლირებულად. ეს განპირობებულია მისი განსაკუთრებულად უზარმაზარი გავრცელებით ჩვენს ირგვლივ სამყაროში და ამიტომ, უმეტეს შემთხვევაში, წყალი არ არის რეაგენტი, არამედ საშუალება, რომელშიც შეიძლება მოხდეს უთვალავი ქიმიური რეაქცია. თუმცა, ის ხშირად უშუალო მონაწილეობას იღებს სხვადასხვა გარდაქმნებში, კერძოდ, ოქსიდების ზოგიერთი ჯგუფი რეაგირებს მასთან.
რა ოქსიდები რეაგირებს წყალთან?
ყველა ოქსიდიდან წყლით რეაგირება
მხოლოდ:
1) ყველა აქტიური ძირითადი ოქსიდი (ტუტე ლითონებისა და ტუტე მიწის ლითონების ოქსიდები);
2) ყველა მჟავე ოქსიდი, გარდა სილიციუმის დიოქსიდისა (SiO 2);
იმათ. ზემოაღნიშნულიდან გამომდინარეობს, რომ წყლით ზუსტად არ რეაგირებს:
1) ყველა დაბალაქტიური ძირითადი ოქსიდი;
2) ყველა ამფოტერული ოქსიდი;
3) მარილწარმომქმნელი ოქსიდები (NO, N 2 O, CO, SiO).
იმის დადგენა, თუ რომელ ოქსიდებს შეუძლიათ წყალთან რეაქცია, შესაბამისი რეაქციის განტოლებების დაწერის შესაძლებლობის გარეშეც კი, უკვე საშუალებას გაძლევთ მიიღოთ ქულები გამოცდის სატესტო ნაწილის ზოგიერთ კითხვაზე.
ახლა ვნახოთ, ბოლოს და ბოლოს, როგორ რეაგირებს გარკვეული ოქსიდები წყალთან, ე.ი. ისწავლეთ შესაბამისი რეაქციის განტოლებების დაწერა.
აქტიური ძირითადი ოქსიდებიწყალთან რეაქციაში ქმნიან მათ შესაბამის ჰიდროქსიდებს. შეგახსენებთ, რომ შესაბამისი ლითონის ოქსიდი არის ჰიდროქსიდი, რომელიც შეიცავს ლითონს იმავე ჟანგვის მდგომარეობაში, როგორც ოქსიდი. მაგალითად, როდესაც აქტიური ძირითადი ოქსიდები K + 1 2 O და Ba + 2 O რეაგირებენ წყალთან, წარმოიქმნება შესაბამისი ჰიდროქსიდები K + 1 OH და Ba + 2 (OH) 2:
K 2 O + H 2 O \u003d 2KOH- კალიუმის ჰიდროქსიდი
BaO + H 2 O \u003d Ba (OH) 2- ბარიუმის ჰიდროქსიდი
ყველა ჰიდროქსიდი, რომელიც შეესაბამება აქტიურ ძირითად ოქსიდებს (ტუტე ლითონებისა და ტუტე მიწის ლითონების ოქსიდები) არის ტუტე. ტუტე არის ყველა წყალში ხსნადი ლითონის ჰიდროქსიდი, ისევე როგორც ცუდად ხსნადი კალციუმის ჰიდროქსიდი Ca (OH) 2 (გამონაკლისის სახით).
მჟავე ოქსიდების წყალთან ურთიერთქმედება, ისევე როგორც აქტიური ძირითადი ოქსიდების რეაქცია წყალთან, იწვევს შესაბამისი ჰიდროქსიდების წარმოქმნას. მხოლოდ მჟავა ოქსიდების შემთხვევაში, ისინი შეესაბამება არა ძირითად, არამედ მჟავე ჰიდროქსიდებს, უფრო ხშირად უწოდებენ ჟანგბადიანი მჟავები. შეგახსენებთ, რომ შესაბამისი მჟავა ოქსიდი არის ჟანგბადის შემცველი მჟავა, რომელიც შეიცავს მჟავა წარმომქმნელ ელემენტს იმავე დაჟანგვის მდგომარეობაში, როგორც ოქსიდში.
ამრიგად, თუ ჩვენ, მაგალითად, გვინდა ჩავწეროთ მჟავე ოქსიდის SO 3 წყალთან ურთიერთქმედების განტოლება, პირველ რიგში უნდა გავიხსენოთ სასკოლო სასწავლო გეგმაში შესწავლილი ძირითადი გოგირდის შემცველი მჟავები. ეს არის წყალბადის სულფიდი H 2 S, გოგირდოვანი H 2 SO 3 და გოგირდის H 2 SO 4 მჟავები. გოგირდწყალბადის მჟავა H 2 S, როგორც ადვილად ხედავთ, არ არის ჟანგბადის შემცველი, ამიტომ მისი წარმოქმნა SO 3 წყალთან ურთიერთქმედების დროს შეიძლება დაუყოვნებლივ გამოირიცხოს. H 2 SO 3 და H 2 SO 4 მჟავებიდან +6 დაჟანგვის მდგომარეობაში მყოფი გოგირდი, როგორც SO 3 ოქსიდში, შეიცავს მხოლოდ გოგირდის მჟავას H 2 SO 4. მაშასადამე, ის არის ის, ვინც ჩამოყალიბდება SO 3 წყალთან რეაქციაში:
H 2 O + SO 3 \u003d H 2 SO 4
ანალოგიურად, ოქსიდი N 2 O 5, რომელიც შეიცავს აზოტს ჟანგვის მდგომარეობაში +5, წყალთან რეაქციაში, ქმნის აზოტის მჟავას HNO 3, მაგრამ არავითარ შემთხვევაში აზოტულ HNO 2-ს, რადგან აზოტის მჟავაში აზოტის დაჟანგვის მდგომარეობაა, როგორც N 2 O 5-ში. , უდრის +5, ხოლო აზოტში - +3:
N +5 2 O 5 + H 2 O \u003d 2HN +5 O 3
ოქსიდების ურთიერთქმედება ერთმანეთთან
უპირველეს ყოვლისა, აუცილებელია ნათლად გვესმოდეს ის ფაქტი, რომ მარილის წარმომქმნელ ოქსიდებს შორის (მჟავე, ძირითადი, ამფოტერული) რეაქცია ერთი და იმავე კლასის ოქსიდებს შორის თითქმის არასოდეს ხდება, ე.ი. უმეტეს შემთხვევაში, ურთიერთქმედება შეუძლებელია:
1) ძირითადი ოქსიდი + ძირითადი ოქსიდი ≠
2) მჟავა ოქსიდი + მჟავა ოქსიდი ≠
3) ამფოტერული ოქსიდი + ამფოტერული ოქსიდი ≠
მაშინ როცა სხვადასხვა ტიპის ოქსიდებს შორის ურთიერთქმედება თითქმის ყოველთვის შესაძლებელია, ე.ი. თითქმის ყოველთვის ნაკადირეაქციები შორის:
1) ძირითადი ოქსიდი და მჟავა ოქსიდი;
2) ამფოტერული ოქსიდი და მჟავა ოქსიდი;
3) ამფოტერული ოქსიდი და ძირითადი ოქსიდი.
ყველა ასეთი ურთიერთქმედების შედეგად პროდუქტი ყოველთვის არის საშუალო (ნორმალური) მარილი.
მოდით განვიხილოთ ყველა ეს წყვილი ურთიერთქმედება უფრო დეტალურად.
ურთიერთქმედების შედეგად:
Me x O y + მჟავა ოქსიდი,სადაც Me x O y - ლითონის ოქსიდი (ძირითადი ან ამფოტერული)
წარმოიქმნება მარილი, რომელიც შედგება ლითონის კათიონისგან Me (თავდაპირველი Me x O y) და მჟავის მჟავის ნარჩენებისგან, რომელიც შეესაბამება მჟავას ოქსიდს.
მაგალითად, შევეცადოთ ჩამოვწეროთ ურთიერთქმედების განტოლებები შემდეგი წყვილების რეაგენტებისთვის:
Na 2 O + P 2 O 5და Al 2 O 3 + SO 3
რეაგენტების პირველ წყვილში ჩვენ ვხედავთ ძირითად ოქსიდს (Na 2 O) და მჟავას ოქსიდს (P 2 O 5). მეორეში - ამფოტერული ოქსიდი (Al 2 O 3) და მჟავა ოქსიდი (SO 3).
როგორც უკვე აღვნიშნეთ, ძირითადი/ამფოტერული ოქსიდის მჟავესთან ურთიერთქმედების შედეგად წარმოიქმნება მარილი, რომელიც შედგება ლითონის კატიონისგან (თავდაპირველი ძირითადი/ამფოტერული ოქსიდისგან) და მჟავას შესაბამისი მჟავის ნარჩენებისგან. ორიგინალური მჟავე ოქსიდი.
ამრიგად, Na 2 O და P 2 O 5 ურთიერთქმედებამ უნდა შექმნას მარილი, რომელიც შედგება Na + კათიონებისგან (Na 2 O-დან) და მჟავის ნარჩენი PO 4 3-, რადგან ოქსიდი P. +5 2 O 5 შეესაბამება მჟავას H 3 P +5 ო 4 . იმათ. ამ ურთიერთქმედების შედეგად წარმოიქმნება ნატრიუმის ფოსფატი:
3Na 2 O + P 2 O 5 \u003d 2Na 3 PO 4- ნატრიუმის ფოსფატი
თავის მხრივ, Al 2 O 3 და SO 3 ურთიერთქმედებამ უნდა წარმოქმნას მარილი, რომელიც შედგება Al 3+ კათიონებისგან (Al 2 O 3-დან) და მჟავის ნარჩენი SO 4 2-, ვინაიდან ოქსიდი S +6 O 3 შეესაბამება მჟავას H 2 S +6 ო 4 . ამრიგად, ამ რეაქციის შედეგად მიიღება ალუმინის სულფატი:
Al 2 O 3 + 3SO 3 \u003d Al 2 (SO 4) 3- ალუმინის სულფატი
უფრო სპეციფიკურია ურთიერთქმედება ამფოტერულ და ძირითად ოქსიდებს შორის. ეს რეაქციები ტარდება მაღალ ტემპერატურაზე და მათი წარმოქმნა შესაძლებელია იმის გამო, რომ ამფოტერული ოქსიდი რეალურად იღებს მჟავე როლს. ამ ურთიერთქმედების შედეგად წარმოიქმნება კონკრეტული შემადგენლობის მარილი, რომელიც შედგება ლითონის კატიონისგან, რომელიც ქმნის საწყის ძირითად ოქსიდს და „მჟავას ნარჩენს“ / ანიონს, რომელიც მოიცავს ლითონს ამფოტერული ოქსიდიდან. ასეთი „მჟავის ნარჩენის“/ანიონის ზოგადი ფორმულა შეიძლება დაიწეროს, როგორც MeO 2 x -, სადაც Me არის ლითონი ამფოტერული ოქსიდიდან და x = 2 ამფოტერული ოქსიდების შემთხვევაში Me + ფორმის ზოგადი ფორმულით. 2 O (ZnO, BeO, PbO) და x = 1 - ამფოტერული ოქსიდებისთვის Me +3 2 O 3 ფორმის ზოგადი ფორმულით (მაგალითად, Al 2 O 3, Cr 2 O 3 და Fe 2 O 3).
შევეცადოთ მაგალითის სახით ჩამოვწეროთ ურთიერთქმედების განტოლებები
ZnO + Na 2 Oდა Al 2 O 3 + BaO
პირველ შემთხვევაში, ZnO არის ამფოტერული ოქსიდი ზოგადი ფორმულით Me +2 O, ხოლო Na 2 O არის ტიპიური ძირითადი ოქსიდი. ზემოაღნიშნულის მიხედვით, მათი ურთიერთქმედების შედეგად უნდა წარმოიქმნას მარილი, რომელიც შედგება ძირითადი ოქსიდის წარმომქმნელი ლითონის კატიონისგან, ე.ი. ჩვენს შემთხვევაში, Na + (Na 2 O-დან) და "მჟავის ნარჩენი" / ანიონი ფორმულით ZnO 2 2-, რადგან ამფოტერულ ოქსიდს აქვს Me + 2 O ფორმის ზოგადი ფორმულა. ამრიგად, ფორმულა შედეგად მიღებული მარილი, მისი ერთ-ერთი სტრუქტურული ერთეულის („მოლეკულების“) ელექტრული ნეიტრალიტეტის პირობებში გამოიყურება Na 2 ZnO 2:
ZnO + Na 2 O = ტ ო=> Na 2 ZnO 2
Al 2 O 3 და BaO რეაგენტების ურთიერთქმედების წყვილის შემთხვევაში, პირველი ნივთიერება არის ამფოტერული ოქსიდი Me +3 2 O 3 ფორმის ზოგადი ფორმულით, ხოლო მეორე არის ტიპიური ძირითადი ოქსიდი. ამ შემთხვევაში ძირითადი ოქსიდიდან წარმოიქმნება ლითონის კატიონის შემცველი მარილი, ე.ი. Ba 2+ (BaO-დან) და "მჟავის ნარჩენი"/ანიონი AlO 2 - . იმათ. მიღებული მარილის ფორმულა, მისი ერთ-ერთი სტრუქტურული ერთეულის („მოლეკულების“) ელექტრული ნეიტრალიტეტის პირობის გათვალისწინებით, ექნება Ba(AlO 2) 2 ფორმას, ხოლო თავად ურთიერთქმედების განტოლება დაიწერება როგორც:
Al 2 O 3 + BaO = ტ ო=> Ba (AlO 2) 2
როგორც ზემოთ დავწერეთ, რეაქცია თითქმის ყოველთვის გრძელდება:
Me x O y + მჟავა ოქსიდი,
სადაც Me x O y არის ძირითადი ან ამფოტერული ლითონის ოქსიდი.
თუმცა, უნდა გვახსოვდეს ორი "ნაკლული" მჟავე ოქსიდი - ნახშირორჟანგი (CO 2) და გოგირდის დიოქსიდი (SO 2). მათი „სწრაფობა“ მდგომარეობს იმაში, რომ აშკარა მჟავე თვისებების მიუხედავად, CO 2 და SO 2-ის აქტივობა საკმარისი არ არის მათი ურთიერთქმედებისთვის დაბალაქტიურ ძირითად და ამფოტერულ ოქსიდებთან. ლითონის ოქსიდებიდან ისინი რეაგირებენ მხოლოდ აქტიური ძირითადი ოქსიდები(ტუტე ლითონის და ტუტე დედამიწის ლითონის ოქსიდები). მაგალითად, Na 2 O და BaO, როგორც აქტიური ძირითადი ოქსიდები, შეუძლიათ მათთან რეაგირება:
CO 2 + Na 2 O \u003d Na 2 CO 3
SO 2 + BaO = BaSO 3
მიუხედავად იმისა, რომ CuO და Al 2 O 3 ოქსიდები, რომლებიც არ არიან დაკავშირებული აქტიურ ძირითად ოქსიდებთან, არ რეაგირებენ CO 2 და SO 2-თან:
CO 2 + CuO ≠
CO 2 + Al 2 O 3 ≠
SO 2 + CuO ≠
SO 2 + Al 2 O 3 ≠
ოქსიდების ურთიერთქმედება მჟავებთან
ძირითადი და ამფოტერული ოქსიდები რეაგირებენ მჟავებთან. ეს ქმნის მარილებს და წყალს:
FeO + H 2 SO 4 \u003d FeSO 4 + H 2 O
არამარილების ოქსიდები საერთოდ არ რეაგირებენ მჟავებთან, ხოლო მჟავე ოქსიდები უმეტეს შემთხვევაში არ რეაგირებენ მჟავებთან.
როდის რეაგირებს მჟავა ოქსიდი მჟავასთან?
გამოცდის ნაწილის პასუხის ვარიანტებით ამოხსნისას პირობითად უნდა ვივარაუდოთ, რომ მჟავა ოქსიდები არ რეაგირებენ არც მჟავა ოქსიდებთან და არც მჟავებთან, გარდა შემდეგი შემთხვევებისა:
1) სილიციუმის დიოქსიდი, როგორც მჟავე ოქსიდი, რეაგირებს ჰიდროფლუორმჟავასთან, იხსნება მასში. კერძოდ, ამ რეაქციის წყალობით, მინა შეიძლება გაიხსნას ჰიდროფლუორმჟავაში. HF-ის გადაჭარბების შემთხვევაში რეაქციის განტოლებას აქვს ფორმა:
SiO 2 + 6HF \u003d H 2 + 2H 2 O,
და HF-ის ნაკლებობის შემთხვევაში:
SiO 2 + 4HF \u003d SiF 4 + 2H 2 O
2) SO 2, როგორც მჟავა ოქსიდი, ადვილად რეაგირებს ჰიდროსულფიდურ მჟავასთან H 2 S ტიპის მიხედვით თანაპროპორციულობა:
S +4 O 2 + 2H 2 S -2 \u003d 3S 0 + 2H 2 O
3) ფოსფორის (III) ოქსიდს P 2 O 3 შეუძლია რეაგირება ჟანგვის მჟავებთან, რომლებიც მოიცავს კონცენტრირებულ გოგირდის მჟავას და ნებისმიერი კონცენტრაციის აზოტმჟავას. ამ შემთხვევაში, ფოსფორის ჟანგვის მდგომარეობა იზრდება +3-დან +5-მდე:
| P2O3 | + | 2H2SO4 | + | H2O | =ტ ო=> | 2SO2 | + | 2H3PO4 |
| (კონკ.) |
| 3 P2O3 | + | 4HNO 3 | + | 7 H2O | =ტ ო=> | 4NO | + | 6 H3PO4 |
| (რაზბ.) |
| 2HNO 3 | + | 3SO2 | + | 2H2O | =ტ ო=> | 3H2SO4 | + | 2NO |
| (რაზბ.) |
ოქსიდების ურთიერთქმედება ლითონის ჰიდროქსიდებთან
მჟავა ოქსიდები რეაგირებენ ლითონის ჰიდროქსიდებთან, როგორც ძირითად, ასევე ამფოტერულ. ამ შემთხვევაში წარმოიქმნება მარილი, რომელიც შედგება ლითონის კათიონისგან (მეტალის საწყისი ჰიდროქსიდიდან) და მჟავა მჟავის ნარჩენისაგან, რომელიც შეესაბამება მჟავას ოქსიდს.
SO 3 + 2NaOH \u003d Na 2 SO 4 + H 2 O
მჟავა ოქსიდებს, რომლებიც შეესაბამება პოლიბაზის მჟავებს, შეუძლიათ შექმნან როგორც ნორმალური, ასევე მჟავე მარილები ტუტეებთან:
CO 2 + 2NaOH \u003d Na 2 CO 3 + H 2 O
CO 2 + NaOH = NaHCO 3
P 2 O 5 + 6KOH \u003d 2K 3 PO 4 + 3H 2 O
P 2 O 5 + 4KOH \u003d 2K 2 HPO 4 + H 2 O
P 2 O 5 + 2KOH + H 2 O \u003d 2KH 2 PO 4
CO 2 და SO 2 ოქსიდები, რომელთა აქტივობა, როგორც უკვე აღვნიშნეთ, საკმარისი არ არის მათი რეაქციისთვის დაბალი აქტივობის ძირითად და ამფოტერულ ოქსიდებთან, მიუხედავად ამისა, რეაგირებენ მათ შესაბამის მეტალის ჰიდროქსიდებთან. უფრო ზუსტად, ნახშირორჟანგი და გოგირდის დიოქსიდი ურთიერთქმედებენ უხსნად ჰიდროქსიდებთან წყალში მათი სუსპენზიის სახით. ამ შემთხვევაში, მხოლოდ ძირითადი შესახებაშკარა მარილები, სახელწოდებით ჰიდროქსოკარბონატები და ჰიდროქსულფიტები და საშუალო (ნორმალური) მარილების წარმოქმნა შეუძლებელია:
2Zn(OH) 2 + CO 2 = (ZnOH) 2 CO 3 + H 2 O(ხსნარში)
2Cu(OH) 2 + CO 2 = (CuOH) 2 CO 3 + H 2 O(ხსნარში)
თუმცა, ლითონის ჰიდროქსიდებთან +3 დაჟანგვის მდგომარეობაში, როგორიცაა Al(OH) 3, Cr(OH) 3 და ა.შ., ნახშირორჟანგი და გოგირდის დიოქსიდი საერთოდ არ რეაგირებენ.
ასევე უნდა აღინიშნოს სილიციუმის დიოქსიდის (SiO 2) განსაკუთრებული ინერტულობა, რომელიც ბუნებაში ყველაზე ხშირად გვხვდება ჩვეულებრივი ქვიშის სახით. ეს ოქსიდი მჟავეა, თუმცა ლითონის ჰიდროქსიდებს შორის მას შეუძლია რეაგირება მხოლოდ ტუტეების კონცენტრირებულ (50-60%) ხსნარებთან, ასევე სუფთა (მყარ) ტუტეებთან შერწყმის დროს. ამ შემთხვევაში, სილიკატები იქმნება:
2NaOH + SiO 2 = ტ ო=> Na 2 SiO 3 + H 2 O
ლითონის ჰიდროქსიდებიდან ამფოტერული ოქსიდები რეაგირებენ მხოლოდ ტუტეებთან (ტუტე და მიწის ტუტე ლითონების ჰიდროქსიდები). ამ შემთხვევაში, წყალხსნარებში რეაქციის განხორციელებისას წარმოიქმნება ხსნადი რთული მარილები:
ZnO + 2NaOH + H 2 O \u003d Na 2- ნატრიუმის ტეტრაჰიდროქსოზინკატი
BeO + 2NaOH + H 2 O \u003d Na 2- ნატრიუმის ტეტრაჰიდროქსობერილატი
Al 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O \u003d 2Na- ნატრიუმის ტეტრაჰიდროქსოალუმინატი
Cr 2 O 3 + 6NaOH + 3H 2 O \u003d 2Na 3- ნატრიუმის ჰექსაჰიდროქსოქრომატი (III)
და როდესაც ეს იგივე ამფოტერული ოქსიდები შერწყმულია ტუტეებთან, მიიღება მარილები, რომლებიც შედგება ტუტე ან მიწის ტუტე ლითონის კატიონისგან და MeO 2 x - ტიპის ანიონისგან, სადაც x= 2 ამფოტერული ოქსიდის ტიპის Me +2 O და x= 1 Me 2 +2 O 3 ფორმის ამფოტერული ოქსიდისთვის:
ZnO + 2NaOH = ტ ო=> Na 2 ZnO 2 + H 2 O
BeO + 2NaOH = ტ ო=> Na 2 BeO 2 + H 2 O
Al 2 O 3 + 2NaOH \u003d ტ ო=> 2NaAlO 2 + H 2 O
Cr 2 O 3 + 2NaOH \u003d ტ ო=> 2NaCrO 2 + H 2 O
Fe 2 O 3 + 2NaOH \u003d ტ ო=> 2NaFeO 2 + H 2 O
უნდა აღინიშნოს, რომ ამფოტერული ოქსიდების მყარ ტუტეებთან შერწყმით მიღებული მარილები ადვილად მიიღება შესაბამისი რთული მარილების ხსნარებიდან მათი აორთქლებისა და შემდგომი კალცინაციით:
Na 2 = ტ ო=> Na 2 ZnO 2 + 2H 2 O
Na = ტ ო=> NaAlO 2 + 2H 2 O
ოქსიდების ურთიერთქმედება საშუალო მარილებთან
ყველაზე ხშირად, საშუალო მარილები არ რეაგირებენ ოქსიდებთან.
თუმცა, თქვენ უნდა ისწავლოთ შემდეგი გამონაკლისები ამ წესიდან, რომლებიც ხშირად გვხვდება გამოცდაზე.
ამ გამონაკლისებიდან ერთ-ერთია ის, რომ ამფოტერული ოქსიდები, ისევე როგორც სილიციუმის დიოქსიდი (SiO 2), სულფიტებთან და კარბონატებთან შერწყმისას, ამ უკანასკნელისგან, შესაბამისად, ანაცვლებს გოგირდოვან (SO 2) და ნახშირორჟანგს (CO 2). Მაგალითად:
Al 2 O 3 + Na 2 CO 3 \u003d ტ ო=> 2NaAlO 2 + CO 2
SiO 2 + K 2 SO 3 \u003d ტ ო=> K 2 SiO 3 + SO 2
ასევე, ოქსიდების რეაქციები მარილებთან პირობითად შეიძლება მოიცავდეს გოგირდის დიოქსიდის და ნახშირორჟანგის ურთიერთქმედებას წყალხსნარებთან ან შესაბამისი მარილების - სულფიტებისა და კარბონატების სუსპენზიებთან, რაც იწვევს მჟავა მარილების წარმოქმნას:
Na 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O \u003d 2NaHCO 3
CaCO 3 + CO 2 + H 2 O \u003d Ca (HCO 3) 2
ასევე, გოგირდის დიოქსიდი წყალხსნარებში ან კარბონატების სუსპენზიაში გავლისას ანაცვლებს მათგან ნახშირორჟანგს იმის გამო, რომ გოგირდის მჟავა უფრო ძლიერი და სტაბილური მჟავაა, ვიდრე ნახშირმჟავა:
K 2 CO 3 + SO 2 \u003d K 2 SO 3 + CO 2
OVR, რომელიც მოიცავს ოქსიდებს
ლითონებისა და არალითონების ოქსიდების აღდგენა
ისევე როგორც ლითონებს შეუძლიათ რეაგირება მოახდინონ ნაკლებად აქტიური ლითონების მარილიან ხსნარებთან, ანაცვლებენ ამ უკანასკნელს თავისუფალ ფორმაში, ლითონის ოქსიდებსაც შეუძლიათ რეაგირება უფრო აქტიურ მეტალებთან გაცხელებისას.
შეგახსენებთ, რომ თქვენ შეგიძლიათ შეადაროთ ლითონების აქტივობა ან ლითონების აქტივობის სერიების გამოყენებით, ან, თუ ერთი ან ორი ლითონი ერთდროულად არ არის აქტივობის სერიაში, პერიოდულ სისტემაში მათი პოზიციის მიხედვით: ქვედა და ლითონისგან დარჩენილს, მით უფრო აქტიურია იგი. ასევე სასარგებლოა გვახსოვდეს, რომ ნებისმიერი ლითონი SM და SHM ოჯახიდან ყოველთვის უფრო აქტიური იქნება ვიდრე მეტალი, რომელიც არ არის SHM ან SHM-ის წარმომადგენელი.
კერძოდ, ალუმინოთერმიის მეთოდი, რომელიც გამოიყენება ინდუსტრიაში ისეთი ძნელად აღდგენითი ლითონების მისაღებად, როგორიცაა ქრომი და ვანადიუმი, ეფუძნება ლითონის ურთიერთქმედებას ნაკლებად აქტიური ლითონის ოქსიდთან:
Cr 2 O 3 + 2Al = ტ ო=> Al 2 O 3 + 2Cr
ალუმინოთერმიის პროცესის დროს წარმოიქმნება უზარმაზარი სითბო და რეაქციის ნარევის ტემპერატურამ შეიძლება მიაღწიოს 2000 o C-ზე მეტს.
ასევე, თითქმის ყველა ლითონის ოქსიდები, რომლებიც აქტივობის სერიაშია ალუმინის მარჯვნივ, შეიძლება შემცირდეს თავისუფალ ლითონებად წყალბადით (H 2), ნახშირბადით (C) და ნახშირბადის მონოქსიდით (CO) გაცხელებისას. Მაგალითად:
Fe 2 O 3 + 3CO = ტ ო=> 2Fe + 3CO 2
CuO+C= ტ ო=> Cu + CO
FeO + H 2 \u003d ტ ო=> Fe + H 2 O
უნდა აღინიშნოს, რომ თუ ლითონს შეიძლება ჰქონდეს რამდენიმე დაჟანგვის მდგომარეობა, გამოყენებული შემცირების აგენტის ნაკლებობით, შესაძლებელია ოქსიდების არასრული შემცირებაც. Მაგალითად:
Fe 2 O 3 + CO = to=> 2FeO + CO 2
4CuO+C= ტ ო=> 2Cu 2 O + CO 2
აქტიური ლითონების ოქსიდები (ტუტე, ტუტე დედამიწა, მაგნიუმი და ალუმინი) წყალბადით და ნახშირბადის მონოქსიდით არ რეაგირებს.
თუმცა, აქტიური ლითონების ოქსიდები რეაგირებენ ნახშირბადთან, მაგრამ სხვაგვარად, ვიდრე ნაკლებად აქტიური ლითონების ოქსიდები.
USE პროგრამის ფარგლებში, რათა არ იყოს დაბნეული, გასათვალისწინებელია, რომ აქტიური მეტალის ოქსიდების (Al-მდე) ნახშირბადთან რეაქციის შედეგად წარმოიქმნება თავისუფალი ტუტე ლითონები, ტუტე მიწის ლითონები, Mg და ასევე Al შეუძლებელია. ასეთ შემთხვევებში ხდება ლითონის კარბიდის და ნახშირბადის მონოქსიდის წარმოქმნა. Მაგალითად:
2Al 2 O 3 + 9C \u003d ტ ო=> Al 4 C 3 + 6CO
CaO + 3C = ტ ო=> CaC2 + CO
არალითონური ოქსიდები ხშირად ლითონებით შეიძლება დაიბრუნოს თავისუფალ არამეტალებად. ასე, მაგალითად, ნახშირბადის და სილიციუმის ოქსიდები, როდესაც თბება, რეაგირებს ტუტე, ტუტე მიწის ლითონებთან და მაგნიუმთან:
CO 2 + 2 მგ = ტ ო=> 2 MgO + C
SiO2 + 2 მგ = ტ ო=> Si + 2 MgO
მაგნიუმის ჭარბი რაოდენობით, ამ უკანასკნელმა ურთიერთქმედებამაც შეიძლება გამოიწვიოს წარმოქმნა მაგნიუმის სილიციდი Mg2Si:
SiO 2 + 4 მგ = ტ ო=> Mg 2 Si + 2 MgO
აზოტის ოქსიდები შეიძლება შედარებით ადვილად შემცირდეს თუნდაც ნაკლებად აქტიური ლითონებით, როგორიცაა თუთია ან სპილენძი:
Zn + 2NO = ტ ო=> ZnO + N 2
NO 2 + 2Cu = ტ ო=> 2CuO + N 2
ოქსიდების ურთიერთქმედება ჟანგბადთან
იმისათვის, რომ შეძლოთ პასუხის გაცემა კითხვაზე, რეაგირებს თუ არა რაიმე ოქსიდი ჟანგბადთან (O 2) რეალური გამოცდის ამოცანებში, პირველ რიგში უნდა გახსოვდეთ, რომ ოქსიდები, რომლებსაც შეუძლიათ ჟანგბადთან რეაგირება (ისეთები, რომლებსაც შეხვდებით თავად გამოცდა) შეუძლია ჩამოაყალიბოს მხოლოდ ქიმიური ელემენტები სიიდან:
ნებისმიერი სხვა ქიმიური ელემენტის ოქსიდები, რომლებიც გვხვდება რეალურ გამოყენებაში, რეაგირებს ჟანგბადთან არ (!).
ელემენტების ზემოაღნიშნული სიის უფრო ვიზუალური მოსახერხებელი დასამახსოვრებლად, ჩემი აზრით, მოსახერხებელია შემდეგი ილუსტრაცია:
ყველა ქიმიური ელემენტი, რომელსაც შეუძლია წარმოქმნას ოქსიდები, რომლებიც რეაგირებენ ჟანგბადთან (გამოცდის დროს)
პირველ რიგში, ჩამოთვლილ ელემენტებს შორის გასათვალისწინებელია აზოტი N, რადგან. მისი ოქსიდების თანაფარდობა ჟანგბადთან მკვეთრად განსხვავდება ზემოთ ჩამოთვლილი დანარჩენი ელემენტების ოქსიდებისგან.
ნათლად უნდა გვახსოვდეს, რომ მთლიანობაში აზოტს შეუძლია შექმნას ხუთი ოქსიდი, კერძოდ:
აზოტის ყველა ოქსიდიდან ჟანგბადს შეუძლია რეაგირება მხოლოდარა. ეს რეაქცია ძალიან მარტივად მიმდინარეობს, როდესაც NO შერეულია როგორც სუფთა ჟანგბადთან, ასევე ჰაერთან. ამ შემთხვევაში, შეინიშნება აირის ფერის სწრაფი ცვლილება უფერო (NO) ყავისფერში (NO 2):
| 2NO | + | O2 | = | 2NO 2 |
| უფერული | ყავისფერი |
კითხვაზე პასუხის გასაცემად - რეაგირებს თუ არა ზემოაღნიშნული ქიმიური ელემენტებიდან რომელიმე სხვა რომელიმე ოქსიდი ჟანგბადთან (ე.ი. თან,სი, პ, ს, კუ, მნ, ფე, ქრ) — უპირველეს ყოვლისა, თქვენ უნდა გახსოვდეთ ისინი მთავარიჟანგვის მდგომარეობა (CO). აი ისინი :
შემდეგი, თქვენ უნდა გახსოვდეთ ის ფაქტი, რომ ზემოაღნიშნული ქიმიური ელემენტების შესაძლო ოქსიდებიდან, მხოლოდ ის, რომელიც შეიცავს ელემენტს მინიმალურ დაჟანგვის მდგომარეობაში ზემოთ ჩამოთვლილთა შორის, რეაგირებს ჟანგბადთან. ამ შემთხვევაში, ელემენტის ჟანგვის მდგომარეობა იზრდება მაქსიმალურ დადებით მნიშვნელობამდე:
| ელემენტი |
მისი ოქსიდების თანაფარდობაჟანგბადისკენ |
| თან | ნახშირბადის მთავარ დადებით დაჟანგვის მდგომარეობებს შორის მინიმალურია +2
და ყველაზე ახლო პოზიტივი არის +4
. ამრიგად, მხოლოდ CO რეაგირებს ჟანგბადთან C +2 O და C +4 O 2 ოქსიდებიდან. ამ შემთხვევაში რეაქცია მიმდინარეობს: 2C +2 O + O 2 = ტ ო=> 2C+4O2 CO 2 + O 2 ≠- რეაქცია პრინციპში შეუძლებელია, რადგან +4 არის ნახშირბადის უმაღლესი ჟანგვის მდგომარეობა. |
| სი | სილიციუმის მთავარ პოზიტიურ ჟანგვის მდგომარეობებს შორის მინიმალურია +2, ხოლო მასთან ყველაზე ახლოს არის +4. ამრიგად, მხოლოდ SiO რეაგირებს ჟანგბადთან Si +2 O და Si +4 O 2 ოქსიდებიდან. SiO და SiO 2 ოქსიდების ზოგიერთი მახასიათებლის გამო, Si + 2 O ოქსიდში მხოლოდ სილიციუმის ატომების ნაწილი შეიძლება დაჟანგდეს. ჟანგბადთან მისი ურთიერთქმედების შედეგად წარმოიქმნება შერეული ოქსიდი, რომელიც შეიცავს როგორც სილიკონს +2 დაჟანგვის მდგომარეობაში, ასევე სილიციუმს +4 დაჟანგვის მდგომარეობაში, კერძოდ, Si 2 O 3 (Si +2 O Si +4 O 2): 4Si +2 O + O 2 \u003d ტ ო=> 2Si +2, +4 2 O 3 (Si +2 O Si +4 O 2) SiO 2 + O 2 ≠- რეაქცია პრინციპში შეუძლებელია, რადგან +4 არის სილიციუმის უმაღლესი დაჟანგვის მდგომარეობა. |
| პ | ფოსფორის ძირითად პოზიტიურ ჟანგვის მდგომარეობებს შორის მინიმალურია +3, ხოლო მასთან ყველაზე ახლოს არის +5. ამრიგად, მხოლოდ P 2 O 3 რეაგირებს ჟანგბადთან P +3 2 O 3 და P +5 2 O 5 ოქსიდებიდან. ამ შემთხვევაში, ფოსფორის დამატებითი დაჟანგვის რეაქცია ჟანგბადთან მიდის დაჟანგვის მდგომარეობიდან +3 დაჟანგვის მდგომარეობამდე +5: P +3 2 O 3 + O 2 = ტ ო=> P +5 2 O 5 P +5 2 O 5 + O 2 ≠- რეაქცია პრინციპში შეუძლებელია, რადგან +5 არის ფოსფორის უმაღლესი ჟანგვის მდგომარეობა. |
| ს | გოგირდის ძირითად პოზიტიურ დაჟანგვის მდგომარეობებს შორის მინიმალურია +4, ხოლო მასთან ყველაზე ახლოს დადებითი მნიშვნელობით არის +6. ამრიგად, მხოლოდ SO 2 რეაგირებს ჟანგბადთან S +4 O 2, S +6 O 3 ოქსიდებიდან. ამ შემთხვევაში რეაქცია მიმდინარეობს: 2S +4 O 2 + O 2 \u003d ტ ო=> 2S +6 O 3 2S +6 O 3 + O 2 ≠- რეაქცია პრინციპში შეუძლებელია, რადგან +6 არის გოგირდის ყველაზე მაღალი დაჟანგვის მდგომარეობა. |
| კუ | სპილენძის დადებითი დაჟანგვის მდგომარეობებს შორის მინიმალურია +1, ხოლო მნიშვნელობით ყველაზე ახლოს არის დადებითი (და მხოლოდ) +2. ამრიგად, მხოლოდ Cu 2 O რეაგირებს ჟანგბადთან Cu +1 2 O, Cu +2 O ოქსიდებიდან. ამ შემთხვევაში, რეაქცია მიმდინარეობს: 2Cu +1 2 O + O 2 = ტ ო=> 4Cu+2O CuO + O 2 ≠- რეაქცია პრინციპში შეუძლებელია, რადგან +2 არის სპილენძის ყველაზე მაღალი დაჟანგვის მდგომარეობა. |
| ქრ | ქრომის ძირითად პოზიტიურ ჟანგვის მდგომარეობებს შორის მინიმალურია +2, ხოლო მასთან ყველაზე ახლოს მნიშვნელობით არის +3. ამრიგად, მხოლოდ CrO რეაგირებს ჟანგბადთან Cr +2 O, Cr +3 2 O 3 და Cr +6 O 3 ოქსიდებიდან, ხოლო ჟანგბადით იჟანგება შემდეგ (შესაძლოა) დაჟანგვის შემდგომ მდგომარეობამდე, ე.ი. +3: 4Cr +2 O + O 2 \u003d ტ ო=> 2Cr +3 2 O 3 Cr +3 2 O 3 + O 2 ≠- რეაქცია არ მიმდინარეობს, მიუხედავად იმისა, რომ ქრომის ოქსიდი არსებობს და +3-ზე მეტი ჟანგვის მდგომარეობაში (Cr +6 O 3). ამ რეაქციის წარმოქმნის შეუძლებლობა განპირობებულია იმით, რომ მისი ჰიპოთეტური განხორციელებისთვის საჭირო გათბობა მნიშვნელოვნად აღემატება CrO 3 ოქსიდის დაშლის ტემპერატურას. Cr +6 O 3 + O 2 ≠ -ეს რეაქცია პრინციპში ვერ გაგრძელდება, რადგან +6 არის ქრომის უმაღლესი ჟანგვის მდგომარეობა. |
| მნ | მანგანუმის მთავარ პოზიტიურ ჟანგვის მდგომარეობებს შორის მინიმალურია +2, ხოლო მასთან ყველაზე ახლოს არის +4. ამრიგად, Mn +2 O, Mn +4 O 2, Mn +6 O 3 და Mn +7 2 O 7 შესაძლო ოქსიდებიდან მხოლოდ MnO რეაგირებს ჟანგბადთან, ხოლო ჟანგბადით იჟანგება მეზობელ (შესაძლოდან) დადებითთან. ჟანგვის მდგომარეობა, ტ .ე. +4: 2Mn +2 O + O 2 = ტ ო=> 2Mn +4 O 2 ხოლო: Mn +4 O 2 + O 2 ≠და Mn +6 O 3 + O 2 ≠- რეაქციები არ მიმდინარეობს, მიუხედავად იმისა, რომ არსებობს მანგანუმის ოქსიდი Mn 2 O 7, რომელიც შეიცავს Mn უფრო მაღალ ჟანგვის მდგომარეობაში, ვიდრე +4 და +6. ეს გამოწვეულია იმით, რომ საჭიროა Mn ოქსიდების შემდგომი ჰიპოთეტური დაჟანგვისთვის +4 O2 და Mn +6 O 3 გათბობა მნიშვნელოვნად აჭარბებს მიღებული ოქსიდების MnO 3 და Mn 2 O 7 დაშლის ტემპერატურას. Mn +7 2 O 7 + O 2 ≠- ეს რეაქცია პრინციპში შეუძლებელია, რადგან +7 არის მანგანუმის ყველაზე მაღალი ჟანგვის მდგომარეობა. |
| ფე | რკინის ძირითად დადებით ჟანგვის მდგომარეობებს შორის არის მინიმალური +2
და მასთან ყველაზე ახლოს შესაძლოს შორის - +3
. იმისდა მიუხედავად, რომ რკინისთვის არის +6 დაჟანგვის მდგომარეობა, მჟავა ოქსიდი FeO 3, თუმცა, ისევე როგორც შესაბამისი "რკინის" მჟავა, არ არსებობს. ამრიგად, რკინის ოქსიდებიდან მხოლოდ იმ ოქსიდებს, რომლებიც შეიცავს Fe-ს +2 ჟანგვის მდგომარეობაში, შეუძლიათ რეაგირება ჟანგბადთან. ეს არის ან Fe ოქსიდი +2 O, ან შერეული რკინის ოქსიდი Fe +2 ,+3 3 O 4 (რკინის სასწორი):
შერეული Fe ოქსიდი +2,+3 3 O 4 შეიძლება შემდგომ დაჟანგდეს Fe-მდე +3 2O3:
ფე +3 2 O 3 + O 2 ≠ - ამ რეაქციის მიმდინარეობა პრინციპში შეუძლებელია, რადგან +3-ზე მაღალი ჟანგვის მდგომარეობაში რკინის შემცველი ოქსიდები არ არსებობს. |
ოქსიდები არის ელემენტის ორობითი ნაერთები ჟანგბადთან ერთად ჟანგვის მდგომარეობაში (-2). ოქსიდები ქიმიური ელემენტების დამახასიათებელი ნაერთებია. შემთხვევითი არ არის, რომ დ.ი. მენდელეევი პერიოდული ცხრილის შედგენისას ხელმძღვანელობდა უმაღლესი ოქსიდის სტექიომეტრიით და უმაღლესი ოქსიდის იგივე ფორმულით ელემენტები ერთ ჯგუფში აერთიანებდა. ყველაზე მაღალი ოქსიდი არის ოქსიდი, რომელშიც ელემენტს აქვს მიმაგრებული ჟანგბადის ატომების მაქსიმალური რაოდენობა. მაღალ ოქსიდში ელემენტი იმყოფება მაქსიმალურ (უმაღლეს) ჟანგვის მდგომარეობაში. ამრიგად, VI ჯგუფის ელემენტების უმაღლესი ოქსიდები, როგორც არამეტალები S, Se, Te და ლითონები Cr, Mo, W, აღწერილია იგივე ფორმულით EO 3. ჯგუფის ყველა ელემენტი აჩვენებს უდიდეს მსგავსებას ზუსტად დაჟანგვის უმაღლეს ხარისხში. ასე რომ, მაგალითად, VI ჯგუფის ელემენტების ყველა უმაღლესი ოქსიდი მჟავეა.
ოქსიდები- ეს არის ყველაზე გავრცელებული ნაერთები მეტალურგიულ ტექნოლოგიებში.
დედამიწის ქერქში ბევრი ლითონი გვხვდება ოქსიდების სახით.. ბუნებრივი ოქსიდებიდან, ისეთი მნიშვნელოვანი ლითონები, როგორიცაა Fe, Mn, Sn, Cr.
ცხრილში მოცემულია ბუნებრივი ოქსიდების მაგალითები, რომლებიც გამოიყენება ლითონების მისაღებად.
| მე | ოქსიდი | მინერალური |
| ფე | Fe 2 O 3 და Fe 3 O 4 | ჰემატიტი და მაგნეტიტი |
| მნ | MnO2 | პიროლუზიტი |
| ქრ | FeO . Cr2O3 | ქრომიტი |
| ტი | TiO2 და FeO . TiO2 | რუტილი და ილმენიტი |
| sn | SnO 2 | კასიტერიტი |
2ZnS + 3O 2 = 2 ZnO + 2SO 2
ბუნებრივი ჰიდროქსიდები და კარბონატები განიცდიან თერმულ დაშლას, რაც იწვევს ოქსიდის წარმოქმნას.
2MeOOH \u003d Me 2 O 3 + H 2 O
MeCO 3 \u003d MeO + CO 2
გარდა ამისა, რადგან ლითონები, რომლებიც გარემოში არიან, იჟანგება ატმოსფერული ჟანგბადით, ხოლო მაღალ ტემპერატურაზე, რომელიც დამახასიათებელია მრავალი მეტალურგიული მრეწველობისთვის, გაუმჯობესებულია ლითონების დაჟანგვა, საჭიროა მიღებული ოქსიდების თვისებების ცოდნა.
ზემოაღნიშნული მიზეზები ხსნის, თუ რატომ ექცევა ოქსიდებს განსაკუთრებული ყურადღება ლითონის ქიმიის განხილვისას.
ლითონების ქიმიურ ელემენტებს შორის - 85, და ბევრ მეტალს აქვს ერთზე მეტი ოქსიდი, ამიტომ ოქსიდების კლასი მოიცავს ნაერთების უზარმაზარ რაოდენობას და ეს სიმრავლე მათი თვისებების გადახედვას რთულ ამოცანას ხდის. თუმცა, შევეცდებით ამოიცნოთ:
- ზოგადი თვისებები, რომლებიც თან ახლავს ყველა ლითონის ოქსიდს,
- მათი თვისებების ცვლილებების ნიმუშები,
- გამოავლინოს მეტალურგიაში ყველაზე ფართოდ გამოყენებული ოქსიდების ქიმიური თვისებები,
- წარმოგიდგენთ ლითონის ოქსიდების რამდენიმე მნიშვნელოვან ფიზიკურ მახასიათებელს.
ოქსიდები ლითონები განსხვავდება ლითონისა და ჟანგბადის ატომების სტოქიომეტრიული თანაფარდობით. ეს სტექიომეტრიული თანაფარდობები განსაზღვრავს ლითონის დაჟანგვის ხარისხს ოქსიდში.
ცხრილში ჩამოთვლილია ლითონის ოქსიდების სტოქიომეტრიული ფორმულები ლითონის დაჟანგვის ხარისხის მიხედვით და მიუთითებს რომელ ლითონებს შეუძლიათ წარმოქმნან მოცემული სტექიომეტრიული ტიპის ოქსიდები.
გარდა ასეთი ოქსიდებისა, რომლებიც ზოგადად შეიძლება აღწერილი იყოს ფორმულით MeO X / 2, სადაც X არის ლითონის ჟანგვის მდგომარეობა, ასევე არსებობს ოქსიდები, რომლებიც შეიცავს ლითონს სხვადასხვა დაჟანგვის მდგომარეობებში, მაგალითად, Fe 3 O. 4, ისევე როგორც ეგრეთ წოდებული შერეული ოქსიდები, მაგ. FeO . Cr2O3.
ყველა ლითონის ოქსიდს არ აქვს მუდმივი შემადგენლობა; ცნობილია ცვლადი შემადგენლობის ოქსიდები, მაგალითად, TiOx, სადაც x = 0.88 - 1.20; FeOx, სადაც x = 1.04 - 1.12 და ა.შ.
S- ლითონის ოქსიდებს აქვთ მხოლოდ თითო ოქსიდი. p- და d- ბლოკების ლითონებს, როგორც წესი, აქვთ რამდენიმე ოქსიდი, გარდა 3 და 12 ჯგუფების Al, Ga, In და d-ელემენტებისა.
ოქსიდები, როგორიცაა MeO და Me 2 O 3, ქმნიან 4 პერიოდის თითქმის ყველა d-მეტალს. მე-5 და მე-6 პერიოდების d-მეტალების უმეტესობას ახასიათებს ოქსიდები, რომლებშიც ლითონი მაღალი ჟანგვის მდგომარეობაშია.³ 4. MeO ტიპის ოქსიდები ქმნიან მხოლოდ Cd, Hg და Pd; აკრიფეთ Me 2 O 3, Y და La-ს გარდა, Au, Rh; ვერცხლი და ოქრო ქმნიან Me 2 O ტიპის ოქსიდებს.
ლითონის ოქსიდების სტოქიომეტრიული ტიპები
| ჟანგვის მდგომარეობა | ოქსიდის ტიპი | ლითონები ქმნიან ოქსიდს |
| +1 | მე 2 ო | ლითონები 1 და 11 ჯგუფი |
| +2 | MeO | ყველად-მეტალები 4 პერიოდი(გარდა Sc), ყველა ლითონი 2 და 12 ჯგუფი, ასევე Sn, Pb; Cd, Hg და Pd |
| +3 | მე 2 O 3 | Თითქმის ყველად-მეტალები 4 პერიოდი(გარდა Cu და Zn-ისა), მე-3 და მე-13 ჯგუფების ყველა ლითონი, აუ, რ |
| +4 | MeO 2 | ლითონები 4 და 14 ჯგუფიდა მრავალი სხვა დ-ლითონი: V, Nb, Ta; Cr, Mo, W; Mn, Tc, Re; რუ, ოს; ირ, პტ |
| +5 | მე 2 O 5 | ლითონები5 და 15 ჯგუფები |
| +6 | MeO 3 | ლითონები6 ჯგუფები |
| +7 | მე 2 O 7 | ლითონები7 ჯგუფები |
| +8 | MeO 4 | ოს და რუ |
ოქსიდების სტრუქტურა
ლითონის ოქსიდების დიდი უმრავლესობა ნორმალურ პირობებში- ისინი კრისტალური მყარი ნივთიერებებია.გამონაკლისი არის მჟავე ოქსიდი Mn 2 O 7 (ეს არის მუქი მწვანე სითხე). მჟავა ლითონის ოქსიდების მხოლოდ ძალიან ცოტა კრისტალს აქვს მოლეკულური სტრუქტურა, ეს არის მჟავა ოქსიდები მეტალთან ძალიან მაღალი ჟანგვის მდგომარეობაში: RuO 4, OsO4, Mn 2 O 7, Tc 2 O 7, Re 2 O 7.
ყველაზე ზოგადი ფორმით, მრავალი კრისტალური ლითონის ოქსიდის სტრუქტურა შეიძლება წარმოდგენილი იყოს როგორც ჟანგბადის ატომების რეგულარული სამგანზომილებიანი განლაგება სივრცეში; ლითონის ატომები განლაგებულია ჟანგბადის ატომებს შორის სიცარიელეებში. ვინაიდან ჟანგბადი ძალზე ელექტროუარყოფითი ელემენტია, ის გამოიყვანს ვალენტურ ელექტრონებს ლითონის ატომიდან, გარდაქმნის მას კატიონად, ხოლო ჟანგბადი თავად გადადის ანიონურ ფორმაში და იზრდება ზომაში უცხო ელექტრონების დამატების გამო. დიდი ჟანგბადის ანიონები ქმნიან კრისტალურ გისოსს და ლითონის კათიონები განლაგებულია მათ შორის სიცარიელეებში. მხოლოდ ლითონის ოქსიდებში, რომლებსაც აქვთ დაჟანგვის მცირე ხარისხი და აქვთ ელექტრონეგატიურობის მცირე მნიშვნელობა, ოქსიდებში ბმა შეიძლება ჩაითვალოს იონურად. პრაქტიკულად იონური არის ტუტე და ტუტე მიწის ლითონების ოქსიდები. მეტალის ოქსიდების უმეტესობაში, ქიმიური ბმა შუალედურია იონურ და კოვალენტს შორის. ლითონის დაჟანგვის ხარისხის მატებასთან ერთად, იზრდება კოვალენტური კომპონენტის წვლილი.
ლითონის ოქსიდების კრისტალური სტრუქტურები
ლითონების საკოორდინაციო რიცხვები ოქსიდებში
ოქსიდებში ლითონი ხასიათდება არა მხოლოდ დაჟანგვის ხარისხით, არამედ კოორდინაციის ნომრითაც, მიუთითებს რამდენი ჟანგბადის ატომს კოორდინაციას უწევს.
ლითონის ოქსიდებში ძალიან გავრცელებულია საკოორდინაციო ნომერი 6, ამ შემთხვევაში ლითონის კატიონი მდებარეობს რვაედნის ცენტრში, რომელიც ჩამოყალიბებულია ჟანგბადის ექვსი ატომით. ოქტაედრონები შეფუთულია ბროლის ბადეში ისე, რომ შენარჩუნებულია ლითონისა და ჟანგბადის ატომების სტექიომეტრიული თანაფარდობა. ასე რომ, კალციუმის ოქსიდის ბროლის ბადეში კალციუმის საკოორდინაციო რიცხვია 6. ჟანგბადის რვაედრონები ცენტრში Ca 2+ კატიონით შერწყმულია ერთმანეთთან ისე, რომ თითოეულ ჟანგბადს აკრავს კალციუმის ექვსი ატომ, ე.ი. ჟანგბადი ერთდროულად მიეკუთვნება კალციუმის 6 ატომს. ამბობენ, რომ ასეთ კრისტალს აქვს (6, 6) კოორდინაცია. პირველი არის კათიონის საკოორდინაციო ნომერი, ხოლო მეორე არის ანიონის საკოორდინაციო ნომერი. ამრიგად, უნდა დაიწეროს CaO ოქსიდის ფორმულა
CaO 6/6 ≡ CaO.
TiO 2 ოქსიდში, ლითონი ასევე იმყოფება ჟანგბადის ატომების ოქტაედრულ გარემოში, ჟანგბადის ატომების ნაწილი დაკავშირებულია საპირისპირო კიდეებით, ზოგი კი წვეროებით. TiO 2 რუტილის კრისტალში კოორდინაცია (6, 3) ნიშნავს, რომ ჟანგბადი მიეკუთვნება ტიტანის სამ ატომს. ტიტანის ატომები ქმნიან მართკუთხა პარალელეპიპედს რუტილის ბროლის ბადეში.
ოქსიდების კრისტალური სტრუქტურები საკმაოდ მრავალფეროვანია. ლითონები შეიძლება განთავსდეს არა მხოლოდ ჟანგბადის ატომების რვაატომურ გარემოში, არამედ ტეტრაედრულ გარემოშიც, მაგალითად, ოქსიდში BeO ≡ BeO 4|4. PbO ოქსიდში, რომელსაც ასევე აქვს კრისტალური კოორდინაცია (4.4), ტყვია არის ტეტრაგონალური პრიზმის ზედა ნაწილში, რომლის ძირში არის ჟანგბადის ატომები.
ლითონის ატომები შეიძლება იყოს ჟანგბადის ატომების სხვადასხვა გარემოში, მაგალითად, ოქტაედრულ და ტეტრაედრულ სიცარიელეებში, ხოლო ლითონი სხვადასხვა ჟანგვის მდგომარეობაშია.მაგალითად, მაგნეტიტში Fe 3 O 4 ≡ FeO. Fe2O3.
ბროლის გისოსების დეფექტები ხსნის ზოგიერთი ოქსიდის შემადგენლობის ცვალებადობას.
სივრცითი სტრუქტურების კონცეფცია შესაძლებელს ხდის გავიგოთ შერეული ოქსიდების წარმოქმნის მიზეზები. ჟანგბადის ატომებს შორის სიცარიელეებში შეიძლება იყოს არა ერთი ლითონის, არამედ ორი განსხვავებული ატომები., როგორიცაა,
ქრომიტი FeO-ში .
Cr2O3.
რუტილის სტრუქტურა
ლითონის ოქსიდების ზოგიერთი ფიზიკური თვისება
ჩვეულებრივ ტემპერატურაზე ოქსიდების დიდი უმრავლესობა მყარია. მათ აქვთ უფრო დაბალი სიმკვრივე, ვიდრე ლითონები.
ბევრი ლითონის ოქსიდი არის ცეცხლგამძლე ნივთიერება. ეს შესაძლებელს ხდის გამოიყენოს ცეცხლგამძლე ოქსიდები, როგორც ცეცხლგამძლე მასალა მეტალურგიული ღუმელებისთვის.
CaO ოქსიდი წარმოებულია სამრეწველო მასშტაბით 109 მლნ ტონა/წელიწადში. იგი გამოიყენება ღუმელების მოსაპირკეთებლად. BeO და MgO ოქსიდები ასევე გამოიყენება როგორც ცეცხლგამძლე. MgO ოქსიდი ერთ-ერთია იმ მცირედ ცეცხლგამძლე ნაერთებიდან, რომელიც ძალიან მდგრადია გამდნარი ტუტეების მოქმედების მიმართ.
ზოგჯერ ოქსიდების ცეცხლგამძლეობა ქმნის პრობლემებს ლითონების ელექტროლიზით მიღებისას მათი დნობიდან. ასე რომ, Al 2 O 3 ოქსიდი, რომელსაც აქვს დნობის წერტილი დაახლოებით 2000 ° C, უნდა იყოს შერეული Na 3 კრიოლიტით, რათა შემცირდეს დნობის ტემპერატურა ~ 1000 ° C-მდე და ამ დნობის მეშვეობით გადის ელექტრული დენი.
ცეცხლგამძლეა d-მეტალების ოქსიდები 5 და 6 პერიოდი Y 2 O 3 (2430), La 2 O 3 (2280), ZrO 2 (2700), HfO 2 (2080), Ta 2 O 5 (1870), Nb 2 O 5 (1490), აგრეთვე პერიოდის 4 დ-მეტალების მრავალი ოქსიდი (იხ. ცხრილი). მე-2 ჯგუფის s-მეტალის ყველა ოქსიდს, აგრეთვე Al 2 O 3, Ga 2 O 3, SnO, SnO 2, PbO, აქვს მაღალი დნობის წერტილი (იხ. ცხრილი).
დაბალი დნობის წერტილები (დაახლოებით C) ჩვეულებრივ შეიცავს მჟავე ოქსიდებს: RuO 4 (25), OsO 4 (41); Te 2 O 7 (120), Re 2 O 7 (302), ReO 3 (160), CrO 3 (197). მაგრამ ზოგიერთ მჟავას ოქსიდს აქვს საკმაოდ მაღალი დნობის წერტილი (o C): MoO 3 (801) WO 3 (1473), V 2 O 5 (680).
d-ელემენტების ზოგიერთი ძირითადი ოქსიდი, რომელიც ასრულებს სერიას, არის მყიფე, დნება დაბალ ტემპერატურაზე ან იშლება გაცხელებისას. იშლება HgO (400 o C), Au 2 O 3 (155), Au 2 O, Ag 2 O (200), PtO 2 (400) გაცხელებისას.
როდესაც თბება 400 ° C-ზე ზემოთ, ყველა ტუტე ლითონის ოქსიდი ასევე იშლება ლითონისა და პეროქსიდის წარმოქმნით. ოქსიდი Li 2 O უფრო სტაბილურია და იშლება 1000 o C-ზე მაღალ ტემპერატურაზე.
ქვემოთ მოყვანილი ცხრილი გვიჩვენებს მე-4 პერიოდის d-მეტალების, ასევე s- და p-მეტალების ზოგიერთ მახასიათებელს.
s- და p-მეტალის ოქსიდების მახასიათებლები
| მე | ოქსიდი | ფერი | T pl., оС | მჟავა-ტუტოვანი ხასიათი |
| ს-მეტალები | ||||
| ლი | Li2O | თეთრი | ყველა ოქსიდი იშლება T > 400 o C, Li 2 O T > 1000 o C |
ყველა ტუტე ლითონის ოქსიდი ძირითადია, წყალში ხსნადი |
| ნა | Na2O | თეთრი | ||
| კ | K2O | ყვითელი | ||
| რბ | Rb2O | ყვითელი | ||
| Cs | Cs2O | ფორთოხალი | ||
| იყავი | BeO | თეთრი | 2580 | ამფოტერული |
| მგ | MgO | თეთრი | 2850 | ძირითადი |
| დაახ | CaO | თეთრი | 2614 | ძირითადი, შეზღუდული ხსნადობა წყალში |
| უფროსი | SrO | თეთრი | 2430 | |
| ბა | BaO | თეთრი | 1923 | |
| პ-მეტალები | ||||
| ალ | Al2O3 | თეთრი | 2050 | ამფოტერული |
| გა | Ga2O3 | ყვითელი | 1795 | ამფოტერული |
| In | 2 O 3-ში | ყვითელი | 1910 | ამფოტერული |
| ტლ | Tl2O3 | ყავისფერი | 716 | ამფოტერული |
| Tl2O | შავი | 303 | ძირითადი | |
| sn | SNO | მუქი ლურჯი | 1040 | ამფოტერული |
| SnO 2 | თეთრი | 1630 | ამფოტერული | |
| Pb | PbO | წითელი | ყვითლდება T > 490 o C-ზე | ამფოტერული |
| PbO | ყვითელი | 1580 | ამფოტერული | |
| Pb3O4 | წითელი | განსხვავებები. | ||
| PbO2 | შავი | განსხვავებები. 300 o C-ზე | ამფოტერული | |
d-მეტალის ოქსიდების მახასიათებლები 4 პერიოდი
| ოქსიდი | ფერი | r, გ/სმ3 | T pl., оС | - Δ Go, kJ/mol | - ΔHo, კჯ/მოლ | გაბატონებული მჟავა-ტუტოვანი ხასიათი |
|
| სკ | Sc2O3 | თეთრი | 3,9 | 2450 | 1637 | 1908 | ძირითადი |
| ტი | TiO | ყავისფერი | 4,9 | 1780, გვ | 490 | 526 | ძირითადი |
| Ti2O3 | იისფერი | 4,6 | 1830 | 1434 | 1518 | ძირითადი | |
| TiO2 | თეთრი | 4,2 | 1870 | 945 | 944 | ამფოტერული | |
| ვ | VO | ნაცრისფერი | 5,8 | 1830 | 389 | 432 | ძირითადი |
| V 2 O 3 | შავი | 4,9 | 1970 | 1161 | 1219 | ძირითადი | |
| VO2 | ლურჯი | 4,3 | 1545 | 1429 | 713 | ამფოტერული | |
| V 2 O 5 | ფორთოხალი | 3,4 | 680 | 1054 | 1552 | მჟავა | |
| ქრ | Cr2O3 | მწვანე | 5,2 | 2335p | 536 | 1141 | ამფოტერული |
| CrO3 | წითელი | 2,8 | 197 გვ | 513 | 590 | მჟავა | |
| მნ | MNO | რუხი-მწვანე | 5,2 | 1842 | 385 | 385 | ძირითადი |
| Mn2O3 | ყავისფერი | 4,5 | 1000p | 958 | 958 | ძირითადი | |
| Mn3O4 | ყავისფერი | 4,7 | 1560p | 1388 | 1388 | ||
| MnO2 | ყავისფერი | 5,0 | 535p | 521 | 521 | ამფოტერული | |
| Mn2O7 | მწვანე | 2,4 | 6.55 გვ | 726 | მჟავა | ||
| ფე | FeO | შავი | 5,7 | 1400 | 265 | 265 | ძირითადი |
| Fe 3 O 4 | შავი | 5,2 | 1540p | 1117 | 1117 | ||
| Fe2O3 | ყავისფერი | 5,3 | 1565 გვ | 822 | 822 | ძირითადი | |
| თანა | COO | რუხი-მწვანე | 5,7 | 1830 | 213 | 239 | ძირითადი |
| Co 3 O 4 | შავი | 6,1 | 900p | 754 | 887 | ||
| ნი | NiO | რუხი-მწვანე | 7,4 | 1955 | 239 | 240 | ძირითადი |
| კუ | Cu2O | ფორთოხალი | 6,0 | 1242 | 151 | 173 | ძირითადი |
| CuO | შავი | 6,4 | 800p | 134 | 162 | ძირითადი | |
| ზნ | ZnO | თეთრი | 5,7 | 1975 | 348 | 351 | ამფოტერული |
ოქსიდების მჟავა-ტუტოვანი ხასიათი დამოკიდებულია ლითონის დაჟანგვის ხარისხზე და ლითონის ბუნებაზე.
რაც უფრო დაბალია ჟანგვის მდგომარეობა, მით უფრო ძლიერია ძირითადი თვისებები.თუ ლითონი X ჟანგვის მდგომარეობაშია £ 4 , მაშინ მისი ოქსიდი არის ძირითადი ან ამფოტერული.
რაც უფრო მაღალია ჟანგვის ხარისხი, მით უფრო გამოხატულია მჟავე თვისებები.. თუ ლითონი X ჟანგვის მდგომარეობაშია ≥ 5 , მაშინ მისი ჰიდროქსიდი მჟავეა.
მჟავე და ძირითადი ოქსიდების გარდა, არსებობს ამფოტერული ოქსიდები, რომლებიც ერთდროულად ავლენენ როგორც მჟავე, ასევე ძირითად თვისებებს..
ყველა პ-მეტალის ოქსიდი ამფოტერულია, გარდატლ 2 ო.
დანს-მეტალები, მხოლოდ Be-ს აქვს ამფოტერული ოქსიდი.
d-მეტალებს შორის ოქსიდები ამფოტერულია ZnO, Cr 2 O 3, Fe 2 O 3, Au 2 O 3, და თითქმის ყველა ლითონის ოქსიდი ჟანგვის მდგომარეობაში+4 გარდა ძირითადი ZrO 2 და HfO 2 .
ოქსიდების უმეტესობა, მათ შორის Cr 2 O 3 , Fe 2 O 3 და ლითონის დიოქსიდები, ამფოტერულობას ავლენს მხოლოდ ტუტეებთან შერწყმისას. ZnO, VO 2, Au 2 O 3 ურთიერთქმედებენ ტუტე ხსნარებთან.
ოქსიდებისთვის, მჟავა-ტუტოვანი ურთიერთქმედების გარდა, ანუ რეაქცია ძირითად ოქსიდებსა და მჟავებსა და მჟავა ოქსიდებს შორის, აგრეთვე მჟავა და ამფოტერული ოქსიდების რეაქცია ტუტეებთან, ასევე დამახასიათებელია რედოქსული რეაქციები.
ლითონის ოქსიდების რედოქს თვისებები
ვინაიდან ნებისმიერ ოქსიდში ლითონი ჟანგვის მდგომარეობაშია, ყველა ოქსიდს, გამონაკლისის გარეშე, შეუძლია გამოავლინოს ჟანგვის თვისებები.
ყველაზე გავრცელებული რეაქციები პირომეტალურგიაში- ეს არის რედოქსური ურთიერთქმედება ლითონის ოქსიდებსა და სხვადასხვა შემცირებულ აგენტებს შორის, რაც იწვევს ლითონის წარმოებას.
მაგალითები
2Fe 2 O 3 + 3C \u003d 4Fe + 3CO 2
Fe 3 O 4 + 2C \u003d 3Fe + 2CO 2
MnO 2 + 2C \u003d Mn + 2CO
SnO 2 + C \u003d Sn + 2CO 2
ZnO + C = Zn + CO
Cr 2 O 3 + 2Al \u003d 2Cr + Al 2 O 3
WO 3 + 3H 2 \u003d W + 3H 2 O
თუ ლითონს აქვს რამდენიმე დაჟანგვის მდგომარეობა, მაშინ ტემპერატურის საკმარისი მატებით, შესაძლებელი ხდება ოქსიდის დაშლა ჟანგბადის გამოყოფით.
4CuO \u003d 2Cu 2 O + O 2
3PbO 2 \u003d Pb 3 O 4 + O 2,
2Pb 3 O 4 \u003d O 2 + 6PbO
ზოგიერთი ოქსიდი, განსაკუთრებით კეთილშობილი ლითონის ოქსიდები, შეიძლება დაიშალა და წარმოქმნას ლითონი გაცხელებისას.
2Ag 2 O \u003d 4Ag + O 2
2Au 2 O 3 \u003d 4Au + 3O 2
ზოგიერთი ოქსიდის ძლიერი ჟანგვის თვისებები გამოიყენება პრაქტიკაში. Მაგალითად,
PbO 2 ოქსიდის ჟანგვის თვისებები გამოიყენება ტყვიის ბატარეებში, რომლებშიც ელექტრული დენი მიიღება PbO 2-სა და მეტალის ტყვიას შორის ქიმიური რეაქციის გამო.
PbO 2 + Pb + 2H 2 SO 4 \u003d 2PbSO 4 + 2H 2 O
MnO 2-ის ჟანგვის თვისებები ასევე გამოიყენება გალვანურ უჯრედებში ელექტრული დენის წარმოქმნისთვის (ელექტრული ბატარეები).
2MnO 2 + Zn + 2NH 4 Cl = + 2MnOOH
ზოგიერთი ოქსიდის ძლიერი ჟანგვის თვისებები იწვევს მათ თავისებურ ურთიერთქმედებას მჟავებთან.ასე რომ, ოქსიდები PbO 2 და MnO 2 მცირდება კონცენტრირებულ მარილმჟავაში გახსნისას.
MnO 2 + 4HCl \u003d MnCl 2 + Cl 2 + 2H 2 O
თუ მეტალი წარმოქმნის რამდენიმე ოქსიდს, მაშინ მეტალის ოქსიდებს დაბალი ჟანგვის მდგომარეობაში შეუძლიათ დაჟანგვა, ანუ გამოავლინონ შემცირების თვისებები.
განსაკუთრებით ძლიერი აღმდგენი თვისებები ავლენს ლითონის ოქსიდებს დაბალი და არასტაბილური ჟანგვის მდგომარეობებში, როგორიცაა, მაგალითად. TiO, VO, CrO. წყალში გახსნისას ისინი იჟანგება, აღადგენს წყალს. მათი რეაქცია წყალთან მსგავსია ლითონის რეაქციების წყალთან.
2TiO + 2H 2 O = 2TiOOH + H 2 .
ეს არის რთული ნივთიერებები, რომლებიც შედგება ორი ქიმიური ელემენტისგან, რომელთაგან ერთი არის ჟანგბადი ჟანგვის მდგომარეობით (-2). ოქსიდების ზოგადი ფორმულა: ემონ, სად მ- ელემენტის ატომების რაოდენობა ე, ა ნარის ჟანგბადის ატომების რაოდენობა. ოქსიდები შეიძლება იყოს მყარი (ქვიშა SiO 2, კვარცის სახეობები), თხევადი (წყალბადის ოქსიდი H 2 O), აირისებრი (ნახშირბადის ოქსიდები: ნახშირორჟანგი CO 2 და ნახშირბადის მონოქსიდი CO გაზები).
ქიმიური ნაერთების ნომენკლატურა განვითარდა ფაქტობრივი მასალის დაგროვებით. თავდაპირველად, სანამ ცნობილი ნაერთების რაოდენობა მცირე იყო, ფართოდ გამოიყენებოდა ტრივიალური სახელები,არ ასახავს ნივთიერების შემადგენლობას, სტრუქტურას და თვისებებს, - მინიუმი Pb 3 O 4, ლიტარგიარიო, მაგნეზია MgO რკინის ოქსიდი Fe 3 O 4, სიცილის გაზი N 2 O, თეთრი დარიშხანიროგორც 2 O 3 ტრივიალური ნომენკლატურა შეიცვალა ნახევრად სისტემატურინომენკლატურა - ნაერთში ჟანგბადის ატომების რაოდენობის მითითებები შედიოდა სახელში: აზოტოვანი- ქვედასთვის ოქსიდი- უფრო მაღალი ხარისხის დაჟანგვისთვის; ანჰიდრიდი- მჟავე ოქსიდებისთვის.
ამჟამად, თანამედროვე ნომენკლატურაზე გადასვლა თითქმის დასრულებულია. Მიხედვით საერთაშორისონომენკლატურა, სათაურში ოქსიდი, უნდა იყოს მითითებული ელემენტის ვალენტობა;მაგალითად, SO 2 - გოგირდის (IV) ოქსიდი, SO 3 - გოგირდის (VI) ოქსიდი, CrO - ქრომის (II) ოქსიდი, Cr 2 O 3 - ქრომის (III) ოქსიდი, CrO 3 - ქრომის (VI) ოქსიდი.
ქიმიური თვისებების მიხედვით ოქსიდები იყოფა მარილწარმომქმნელი და უმარილო.
ოქსიდების სახეები მარილის არწარმომქმნელიისეთ ოქსიდებს უწოდებენ, რომლებიც არ ურთიერთქმედებენ არც ტუტეებთან და არც მჟავებთან და არ წარმოქმნიან მარილებს. რამდენიმე მათგანია, შემადგენლობაში შედის არალითონები.
მარილის ფორმირებაოქსიდებს უწოდებენ მათ, რომლებიც რეაგირებენ მჟავებთან ან ფუძეებთან და წარმოქმნიან მარილს და წყალს.
მათ შორის მარილის ფორმირებაოქსიდები განასხვავებენ ოქსიდებს ძირითადი, მჟავე, ამფოტერული.
ძირითადი ოქსიდებიარის ოქსიდები, რომლებიც შეესაბამება ფუძეებს. მაგალითად: CuO შეესაბამება ფუძეს Cu (OH) 2, Na 2 O - NaOH-ის ფუძეს, Cu 2 O - CuOH და ა.შ.
ოქსიდები პერიოდულ სისტემაში ძირითადი ოქსიდების ტიპიური რეაქციები
1. ძირითადი ოქსიდი + მჟავა \u003d მარილი + წყალი (გაცვლის რეაქცია):
2. ძირითადი ოქსიდი + მჟავა ოქსიდი = მარილი (ნაერთი რეაქცია):
3. ძირითადი ოქსიდი + წყალი = ტუტე (ნაერთი რეაქცია):
მჟავა ოქსიდები არის ის ოქსიდები, რომლებსაც მჟავები შეესაბამება. ეს არის არამეტალის ოქსიდები: N 2 O 5 შეესაბამება HNO 3, SO 3 - H 2 SO 4, CO 2 - H 2 CO 3, P 2 O 5 - H 4 PO 4, ისევე როგორც ლითონის ოქსიდები მაღალი მნიშვნელობით. ჟანგვის მდგომარეობების: Cr 2 + 6 O 3 შეესაბამება H 2 CrO 4 , Mn 2 + 7 O 7 - HMnO 4 .
მჟავა ოქსიდების ტიპიური რეაქციები
1. მჟავა ოქსიდი + ფუძე \u003d მარილი + წყალი (გაცვლის რეაქცია):
2. მჟავა ოქსიდი + ძირითადი ოქსიდის მარილი (ნაერთი რეაქცია):
3. მჟავა ოქსიდი + წყალი = მჟავა (ნაერთი რეაქცია):
ასეთი რეაქცია შესაძლებელია მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ მჟავა ოქსიდი წყალში ხსნადია.
ამფოტერულიოქსიდებს უწოდებენ, რომლებიც პირობებიდან გამომდინარე ავლენენ ძირითად ან მჟავე თვისებებს. ეს არის ZnO, Al 2 O 3, Cr 2 O 3, V 2 O 5.
ამფოტერული ოქსიდები პირდაპირ წყალთან არ ერწყმის.
ამფოტერული ოქსიდების ტიპიური რეაქციები
1. ამფოტერული ოქსიდი + მჟავა \u003d მარილი + წყალი (გაცვლის რეაქცია):
2. ამფოტერული ოქსიდი + ბაზა \u003d მარილი + წყალი ან რთული ნაერთი:
ძირითადი ოქსიდები. რომ მთავარიმიმართეთ ტიპიური ლითონის ოქსიდები,ისინი შეესაბამება ჰიდროქსიდებს ფუძეების თვისებებით.
ძირითადი ოქსიდების მიღება
ჟანგბადის ატმოსფეროში გაცხელებისას ლითონების დაჟანგვა.
2Mg + O 2 \u003d 2MgO
2Cu + O 2 \u003d 2CuO
მეთოდი არ გამოიყენება ტუტე ლითონის ოქსიდების წარმოებისთვის. ჟანგბადთან რეაქციაში ტუტე ლითონები ჩვეულებრივ იძლევიან პეროქსიდებს, ამიტომ Na 2 O, K 2 O ოქსიდები ძნელად მისადგომია.
სულფიდის გამოწვა
2CuS + 3O 2 = 2CuO + 2SO 2
4FeS 2 + 110 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2
მეთოდი არ გამოიყენება აქტიურ ლითონის სულფიდებზე, რომლებიც იჟანგება სულფატებად.
ჰიდროქსიდების დაშლა
Cu(OH) 2 \u003d CuO + H 2 O
ესმეთოდი არ შეიძლება გამოყენებულ იქნას ტუტე ლითონების ოქსიდების მისაღებად.
ჟანგბადის შემცველი მჟავების მარილების დაშლა.
VaCO 3 \u003d BaO + CO 2
2Pb (NO 3) 2 \u003d 2PbO + 4N0 2 + O 2
4FeSO 4 \u003d 2Fe 2 O 3 + 4SO 2 + O 2
ნიტრატებისა და კარბონატების, მათ შორის ძირითადი მარილების დაშლა ადვილად ხდება.
2 CO 3 \u003d 2ZnO + CO 2 + H 2 O
მჟავა ოქსიდების მიღება
მჟავა ოქსიდები წარმოდგენილია არამეტალების ან გარდამავალი ლითონების ოქსიდებით მაღალი ჟანგვის მდგომარეობებში. მათი მიღება შესაძლებელია ძირითადი ოქსიდების მსგავსი მეთოდებით, მაგალითად:
- 4P + 5O 2 \u003d 2P 2 O 5
- 2ZnS + 3O 2 = 2ZnO + 2SO 2
- K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 \u003d 2CrO 3 ↓ + K 2 SO 4 + H 2 O
- Na 2 SiO 3 + 2HCl \u003d 2NaCl + SiO 2 ↓ + H 2 O
ოქსიდები, მათი კლასიფიკაცია და თვისებები არის ისეთი მნიშვნელოვანი მეცნიერების საფუძველი, როგორიცაა ქიმია. სწავლას იწყებენ ქიმიის სწავლის პირველ კურსზე. ისეთ ზუსტ მეცნიერებებში, როგორიცაა მათემატიკა, ფიზიკა და ქიმია, ყველა მასალა ურთიერთდაკავშირებულია, რის გამოც მასალის შეუთვისებლობა იწვევს ახალი თემების არასწორ გაგებას. აქედან გამომდინარე, ძალიან მნიშვნელოვანია ოქსიდების თემის გაგება და მასზე სრულად ნავიგაცია. დღეს შევეცდებით ამაზე უფრო დეტალურად ვისაუბროთ.
რა არის ოქსიდები?
ოქსიდები, მათი კლასიფიკაცია და თვისებები - ეს არის ის, რაც ყველაზე მნიშვნელოვანია. რა არის ოქსიდები? გახსოვთ ეს სკოლის სასწავლო გეგმიდან?
ოქსიდები (ან ოქსიდები) არის ორობითი ნაერთები, რომლებიც მოიცავს ელექტროუარყოფითი ელემენტის ატომებს (ჟანგბადზე ნაკლებად ელექტროუარყოფითი) და ჟანგბადს ჟანგვის მდგომარეობით -2.
ოქსიდები წარმოუდგენლად გავრცელებული ნივთიერებებია ჩვენს პლანეტაზე. ოქსიდის ნაერთების მაგალითებია წყალი, ჟანგი, ზოგიერთი საღებავი, ქვიშა და ნახშირორჟანგიც კი.
ოქსიდის წარმოქმნა
ოქსიდების მიღება შესაძლებელია სხვადასხვა გზით. ოქსიდების წარმოქმნას ასევე სწავლობს ისეთი მეცნიერება, როგორიცაა ქიმია. ოქსიდები, მათი კლასიფიკაცია და თვისებები - აი, რა უნდა იცოდნენ მეცნიერებმა, რათა გაიგონ, როგორ წარმოიქმნა ესა თუ ის ოქსიდი. მაგალითად, მათი მიღება შესაძლებელია ჟანგბადის ატომის (ან ატომების) ქიმიურ ელემენტთან პირდაპირი შეერთებით - ეს არის ქიმიური ელემენტების ურთიერთქმედება. თუმცა, ასევე ხდება ოქსიდების არაპირდაპირი წარმოქმნა, ეს მაშინ, როდესაც ოქსიდები წარმოიქმნება მჟავების, მარილების ან ფუძეების დაშლის შედეგად.
ოქსიდების კლასიფიკაცია
ოქსიდები და მათი კლასიფიკაცია დამოკიდებულია იმაზე, თუ როგორ წარმოიქმნა ისინი. მათი კლასიფიკაციის მიხედვით, ოქსიდები იყოფა მხოლოდ ორ ჯგუფად, რომელთაგან პირველი არის მარილწარმომქმნელი, ხოლო მეორე არამარილადწარმომქმნელი. ასე რომ, მოდით, უფრო ახლოს მივხედოთ ორივე ჯგუფს.
მარილწარმომქმნელი ოქსიდები საკმაოდ დიდი ჯგუფია, რომელიც იყოფა ამფოტერულ, მჟავე და ძირითად ოქსიდებად. ნებისმიერი ქიმიური რეაქციის შედეგად, მარილის წარმომქმნელი ოქსიდები წარმოქმნიან მარილებს. როგორც წესი, მარილწარმომქმნელი ოქსიდების შემადგენლობაში შედის ლითონებისა და არალითონების ელემენტები, რომლებიც წყალთან ქიმიური რეაქციის შედეგად წარმოქმნიან მჟავებს, მაგრამ ფუძეებთან ურთიერთობისას ქმნიან შესაბამის მჟავებსა და მარილებს.
მარილწარმომქმნელი ოქსიდები არის ოქსიდები, რომლებიც არ წარმოქმნიან მარილებს ქიმიური რეაქციის შედეგად. ასეთი ოქსიდების მაგალითებია ნახშირბადი.
ამფოტერული ოქსიდები
ოქსიდები, მათი კლასიფიკაცია და თვისებები ძალიან მნიშვნელოვანი ცნებებია ქიმიაში. მარილის წარმომქმნელი ნაერთები მოიცავს ამფოტერულ ოქსიდებს.
ამფოტერული ოქსიდები არის ოქსიდები, რომლებსაც შეუძლიათ გამოავლინონ ძირითადი ან მჟავე თვისებები, რაც დამოკიდებულია ქიმიური რეაქციების პირობებზე (ამფოტერულობის ჩვენება). წარმოიქმნება ასეთი ოქსიდები (სპილენძი, ვერცხლი, ოქრო, რკინა, რუთენიუმი, ვოლფრამი, რუტერფორდიუმი, ტიტანი, იტრიუმი და მრავალი სხვა). ამფოტერული ოქსიდები რეაგირებენ ძლიერ მჟავებთან და ქიმიური რეაქციის შედეგად წარმოქმნიან ამ მჟავების მარილებს.
მჟავა ოქსიდები
ან ანჰიდრიდები ისეთი ოქსიდებია, რომლებიც ქიმიურ რეაქციებში ავლენენ და ასევე ქმნიან ჟანგბადის შემცველ მჟავებს. ანჰიდრიდებს ყოველთვის ქმნიან ტიპიური არალითონები, ასევე ზოგიერთი გარდამავალი ქიმიური ელემენტი.
ოქსიდები, მათი კლასიფიკაცია და ქიმიური თვისებები მნიშვნელოვანი ცნებებია. მაგალითად, მჟავე ოქსიდებს აქვთ სრულიად განსხვავებული ქიმიური თვისებები ამფოტერულისგან. მაგალითად, წყალთან ანჰიდრიდის ურთიერთქმედებისას წარმოიქმნება შესაბამისი მჟავა (გამონაკლისია SiO2 - ანჰიდრიდები ურთიერთქმედებენ ტუტეებთან და ასეთი რეაქციების შედეგად გამოიყოფა წყალი და სოდა. ურთიერთქმედებისას წარმოიქმნება მარილი.
ძირითადი ოქსიდები
ძირითადი (სიტყვიდან "ფუძიდან") ოქსიდები არის ლითონების ქიმიური ელემენტების ოქსიდები +1 ან +2 ჟანგვის მდგომარეობით. მათ შორისაა ტუტე, მიწის ტუტე ლითონები, ასევე ქიმიური ელემენტი მაგნიუმი. ძირითადი ოქსიდები განსხვავდება სხვებისგან იმით, რომ მათ შეუძლიათ მჟავებთან რეაქცია.
ძირითადი ოქსიდები ურთიერთქმედებენ მჟავებთან, მჟავა ოქსიდებისგან განსხვავებით, აგრეთვე ტუტეებთან, წყალთან და სხვა ოქსიდებთან. ამ რეაქციების შედეგად, როგორც წესი, წარმოიქმნება მარილები.
ოქსიდების თვისებები
თუ ყურადღებით შეისწავლით სხვადასხვა ოქსიდების რეაქციებს, შეგიძლიათ დამოუკიდებლად გამოიტანოთ დასკვნები იმის შესახებ, თუ რა ქიმიური თვისებებით არის დაჯილდოებული ოქსიდები. აბსოლუტურად ყველა ოქსიდის საერთო ქიმიური თვისება არის რედოქს პროცესი.
მიუხედავად ამისა, ყველა ოქსიდი განსხვავდება ერთმანეთისგან. ოქსიდების კლასიფიკაცია და თვისებები ორი დაკავშირებული თემაა.
მარილწარმომქმნელი ოქსიდები და მათი ქიმიური თვისებები
მარილწარმომქმნელი ოქსიდები არის ოქსიდების ჯგუფი, რომლებიც არ ავლენენ არც მჟავე, არც ფუძე და არც ამფოტერულ თვისებებს. არამარილების ოქსიდებთან ქიმიური რეაქციების შედეგად მარილები არ წარმოიქმნება. ადრე ასეთ ოქსიდებს ეწოდებოდა არა მარილის წარმომქმნელი, არამედ გულგრილი და გულგრილი, მაგრამ ასეთი სახელები არ შეესაბამება მარილის შემქმნელი ოქსიდების თვისებებს. მათი თვისებების მიხედვით, ამ ოქსიდებს საკმაოდ შეუძლიათ ქიმიური რეაქციები. მაგრამ ძალიან ცოტაა არამარილების წარმომქმნელი ოქსიდები; ისინი წარმოიქმნება ერთვალენტიანი და ორვალენტიანი არალითონებით.
მარილის წარმომქმნელი ოქსიდები შეიძლება მიღებულ იქნეს არამარილის წარმომქმნელი ოქსიდებიდან ქიმიური რეაქციის შედეგად.
ნომენკლატურა
თითქმის ყველა ოქსიდს ჩვეულებრივ ასე უწოდებენ: სიტყვა "ოქსიდი", რასაც მოჰყვება ქიმიური ელემენტის სახელი გენიტიურ შემთხვევაში. მაგალითად, Al2O3 არის ალუმინის ოქსიდი. ქიმიურ ენაზე ეს ოქსიდი ასე იკითხება: ალუმინი 2 o 3. ზოგიერთ ქიმიურ ელემენტს, როგორიცაა სპილენძი, შეიძლება ჰქონდეს დაჟანგვის რამდენიმე ხარისხი, შესაბამისად, ოქსიდებიც განსხვავებული იქნება. მაშინ CuO ოქსიდი არის სპილენძის (ორი) ოქსიდი, ანუ ჟანგვის ხარისხით 2, ხოლო Cu2O ოქსიდი არის სპილენძის (სამი) ოქსიდი, რომელსაც აქვს ჟანგვის ხარისხი 3.
მაგრამ არსებობს ოქსიდების სხვა სახელები, რომლებიც გამოირჩევიან ნაერთში ჟანგბადის ატომების რაოდენობით. მონოქსიდი ან მონოქსიდი არის ოქსიდი, რომელიც შეიცავს მხოლოდ ერთ ჟანგბადის ატომს. დიოქსიდები არის ის ოქსიდები, რომლებიც შეიცავს ჟანგბადის ორ ატომს, რაც მითითებულია პრეფიქსით "di". ტრიოქსიდები არის ის ოქსიდები, რომლებიც უკვე შეიცავს ჟანგბადის სამ ატომს. სახელები, როგორიცაა მონოქსიდი, დიოქსიდი და ტრიოქსიდი უკვე მოძველებულია, მაგრამ ხშირად გვხვდება სახელმძღვანელოებში, წიგნებში და სხვა სახელმძღვანელოებში.
ასევე არსებობს ოქსიდების ეგრეთ წოდებული ტრივიალური სახელები, ანუ ის, რაც ისტორიულად განვითარდა. მაგალითად, CO არის ნახშირბადის ოქსიდი ან მონოქსიდი, მაგრამ ქიმიკოსებიც კი ყველაზე ხშირად ამ ნივთიერებას ნახშირბადის მონოქსიდს უწოდებენ.
ასე რომ, ოქსიდი არის ჟანგბადის კომბინაცია ქიმიურ ელემენტთან. მთავარი მეცნიერება, რომელიც სწავლობს მათ ფორმირებას და ურთიერთქმედებებს, არის ქიმია. ოქსიდები, მათი კლასიფიკაცია და თვისებები რამდენიმე მნიშვნელოვანი თემაა ქიმიის მეცნიერებაში, რომლის გაგების გარეშეც შეუძლებელია სხვა ყველაფრის გაგება. ოქსიდები არის აირები, მინერალები და ფხვნილები. ზოგიერთი ოქსიდი დეტალურად უნდა იცოდნენ არა მხოლოდ მეცნიერებმა, არამედ უბრალო ადამიანებმაც, რადგან ისინი შეიძლება საშიშიც კი იყოს დედამიწაზე სიცოცხლისთვის. ოქსიდები ძალიან საინტერესო და საკმაოდ მარტივი თემაა. ოქსიდის ნაერთები ძალიან გავრცელებულია ყოველდღიურ ცხოვრებაში.
თანამედროვე ქიმიური მეცნიერება მრავალფეროვანი დარგია და თითოეულ მათგანს, გარდა თეორიული ბაზისა, აქვს დიდი გამოყენებითი და პრაქტიკული მნიშვნელობა. რასაც არ უნდა შეეხოთ, ირგვლივ ყველაფერი ქიმიური წარმოების პროდუქტებია. ძირითადი განყოფილებებია არაორგანული და ორგანული ქიმია. განვიხილოთ ნივთიერებების რა ძირითადი კლასებია კლასიფიცირებული, როგორც არაორგანული და რა თვისებები აქვთ მათ.
არაორგანული ნაერთების ძირითადი კატეგორიები
ეს მოიცავს შემდეგს:
- ოქსიდები.
- Მარილი.
- ფონდები.
- მჟავები.
თითოეული კლასი წარმოდგენილია არაორგანული ნაერთების მრავალფეროვნებით და მნიშვნელოვანია ადამიანის ეკონომიკური და სამრეწველო საქმიანობის თითქმის ნებისმიერ სტრუქტურაში. ამ ნაერთებისთვის დამახასიათებელი ყველა ძირითადი თვისება, ბუნებაში ყოფნა და მიღება, შესწავლილია სკოლის ქიმიის კურსზე უშეცდომოდ, 8-11 კლასებში.
არსებობს ოქსიდების, მარილების, ფუძეების, მჟავების ზოგადი ცხრილი, სადაც მოცემულია თითოეული ნივთიერების მაგალითები და მათი აგრეგაციის მდგომარეობა ბუნებაში. ის ასევე აჩვენებს ურთიერთქმედებებს, რომლებიც აღწერს ქიმიურ თვისებებს. თუმცა, ჩვენ განვიხილავთ თითოეულ კლასს ცალკე და უფრო დეტალურად.
ნაერთების ჯგუფი – ოქსიდები
4. რეაქციები, რის შედეგადაც ელემენტები ცვლის CO-ს
Me + n O + C = Me 0 + CO
1. რეაგენტი წყალი: მჟავას წარმოქმნა (SiO 2 გამონაკლისი)
KO + წყალი = მჟავა
2. რეაქციები ბაზებთან:
CO 2 + 2CsOH \u003d Cs 2 CO 3 + H 2 O
3. რეაქცია ძირითად ოქსიდებთან: მარილის წარმოქმნა
P 2 O 5 + 3MnO \u003d Mn 3 (PO 3) 2
4. OVR რეაქციები:
CO 2 + 2Ca \u003d C + 2CaO,
ისინი აჩვენებენ ორმაგ თვისებებს, ურთიერთქმედებენ მჟავა-ტუტოვანი მეთოდის პრინციპის მიხედვით (მჟავებთან, ტუტეებთან, ძირითადი ოქსიდებთან, მჟავა ოქსიდებთან). ისინი არ ურთიერთობენ წყალთან.
1. მჟავებით: მარილების და წყლის წარმოქმნა
AO + მჟავა \u003d მარილი + H 2 O
2. ბაზებით (ტუტეებით): ჰიდროქსოკომპლექსების წარმოქმნა
Al 2 O 3 + LiOH + წყალი \u003d Li
3. რეაქციები მჟავა ოქსიდებთან: მარილების მომზადება
FeO + SO 2 \u003d FeSO 3
4. რეაქციები RO-სთან: მარილების წარმოქმნა, შერწყმა
MnO + Rb 2 O = ორმაგი მარილი Rb 2 MnO 2
5. შერწყმის რეაქციები ტუტეებთან და ტუტე ლითონის კარბონატებთან: მარილების წარმოქმნა
Al 2 O 3 + 2LiOH \u003d 2LiAlO 2 + H 2 O
ყოველი უმაღლესი ოქსიდი, რომელიც წარმოიქმნება ლითონისა და არალითონის მიერ, წყალში გახსნისას, იძლევა ძლიერ მჟავას ან ტუტეს.
მჟავები ორგანული და არაორგანული
კლასიკური თვალსაზრისით (ED - ელექტროლიტური დისოციაციის პოზიციებიდან გამომდინარე - მჟავები არის ნაერთები, რომლებიც იშლება H + კატიონებად და An - მჟავის ნარჩენების ანიონებად წყალში. თუმცა, დღეს მჟავები საგულდაგულოდ არის შესწავლილი უწყლო პირობებში, ამიტომ ბევრია. ჰიდროქსიდების სხვადასხვა თეორიები.
ოქსიდების, ფუძეების, მჟავების, მარილების ემპირიული ფორმულები შედგება მხოლოდ სიმბოლოებისგან, ელემენტებისა და ინდექსებისგან, რომლებიც მიუთითებენ მათ რაოდენობას ნივთიერებაში. მაგალითად, არაორგანული მჟავები გამოხატულია ფორმულით H + მჟავის ნარჩენი n-. ორგანულ ნივთიერებებს განსხვავებული თეორიული რუქა აქვთ. ემპირიულის გარდა, შესაძლებელია მათთვის სრული და შემოკლებული სტრუქტურული ფორმულის ჩაწერა, რომელიც ასახავს არა მხოლოდ მოლეკულის შემადგენლობას და რაოდენობას, არამედ ატომების განლაგებას, მათ ურთიერთობას ერთმანეთთან და მთავარ კარბოქსილის მჟავების ფუნქციური ჯგუფი -COOH.
არაორგანულში ყველა მჟავა იყოფა ორ ჯგუფად:
- ანოქსიური - HBr, HCN, HCL და სხვა;
- ჟანგბადის შემცველი (ოქსომჟავები) - HClO 3 და ყველაფერი, სადაც არის ჟანგბადი.
ასევე, არაორგანული მჟავები კლასიფიცირდება სტაბილურობის მიხედვით (სტაბილური ან სტაბილური - ყველაფერი ნახშირბადის და გოგირდის გარდა, არასტაბილური ან არასტაბილური - ნახშირბადის და გოგირდის). სიძლიერის მიხედვით მჟავები შეიძლება იყოს ძლიერი: გოგირდის, მარილმჟავას, აზოტის, პერქლორინის და სხვა, ასევე სუსტი: წყალბადის სულფიდი, ჰიპოქლორიანი და სხვა.
ორგანული ქიმია საერთოდ არ გვთავაზობს ასეთ მრავალფეროვნებას. ორგანული მჟავები არის კარბოქსილის მჟავები. მათი საერთო მახასიათებელია ფუნქციური ჯგუფის -COOH არსებობა. მაგალითად, HCOOH (ანტიტიკური), CH 3 COOH (ძმური), C 17 H 35 COOH (სტეარიული) და სხვა.
არსებობს მთელი რიგი მჟავები, რომლებიც განსაკუთრებით საგულდაგულოდ არის ხაზგასმული ამ თემის განხილვისას სასკოლო ქიმიის კურსში.
- Მარილი.
- აზოტი.
- ორთოფოსფორული.
- ჰიდრობრომული.
- Ქვანახშირი.
- იოდი.
- გოგირდის.
- ძმარმჟავა, ან ეთანი.
- ბუტანი ან ზეთი.
- ბენზოური.
ეს 10 მჟავა ქიმიაში არის შესაბამისი კლასის ფუნდამენტური ნივთიერებები, როგორც სასკოლო კურსში, ასევე ზოგადად მრეწველობასა და სინთეზში.
არაორგანული მჟავების თვისებები
ძირითადი ფიზიკური თვისებები პირველ რიგში უნდა მიეკუთვნებოდეს აგრეგაციის განსხვავებულ მდგომარეობას. ყოველივე ამის შემდეგ, არსებობს მთელი რიგი მჟავები, რომლებსაც აქვთ კრისტალების ან ფხვნილების (ბორის, ორთოფოსფორის) ფორმა ნორმალურ პირობებში. ცნობილი არაორგანული მჟავების დიდი უმრავლესობა სხვადასხვა სითხეებია. დუღილის და დნობის წერტილები ასევე განსხვავდება.
მჟავებმა შეიძლება გამოიწვიოს მძიმე დამწვრობა, რადგან მათ აქვთ ორგანული ქსოვილების და კანის განადგურების ძალა. მჟავების გამოსავლენად გამოიყენება ინდიკატორები:
- მეთილის ფორთოხალი (ნორმალურ გარემოში - ნარინჯისფერი, მჟავებში - წითელი),
- ლაკმუსი (ნეიტრალურში - იისფერი, მჟავებში - წითელი) ან სხვა.
ყველაზე მნიშვნელოვანი ქიმიური თვისებები მოიცავს როგორც მარტივ, ისე რთულ ნივთიერებებთან ურთიერთქმედების უნარს.
| რასთან ურთიერთობენ ისინი? | რეაქციის მაგალითი |
1. მარტივი ნივთიერებებით-ლითონებით. სავალდებულო პირობა: ლითონი უნდა იდგეს ECHRNM-ში წყალბადამდე, ვინაიდან წყალბადის შემდეგ მდგომი ლითონები ვერ ახერხებენ მის გადაადგილებას მჟავების შემადგენლობიდან. რეაქციის შედეგად წყალბადი ყოველთვის წარმოიქმნება გაზისა და მარილის სახით. | |
2. ბაზებით. რეაქციის შედეგია მარილი და წყალი. ძლიერი მჟავების ასეთ რეაქციებს ტუტეებთან ეწოდება ნეიტრალიზაციის რეაქციები. | ნებისმიერი მჟავა (ძლიერი) + ხსნადი ფუძე = მარილი და წყალი |
| 3. ამფოტერული ჰიდროქსიდებით. დედააზრი: მარილი და წყალი. | 2HNO 2 + ბერილიუმის ჰიდროქსიდი \u003d Be (NO 2) 2 (საშუალო მარილი) + 2H 2 O |
| 4. ძირითადი ოქსიდებით. შედეგი: წყალი, მარილი. | 2HCL + FeO = რკინის (II) ქლორიდი + H 2 O |
| 5. ამფოტერული ოქსიდებით. საბოლოო ეფექტი: მარილი და წყალი. | 2HI + ZnO = ZnI 2 + H 2 O |
6. უფრო სუსტი მჟავებით წარმოქმნილი მარილებით. საბოლოო ეფექტი: მარილი და სუსტი მჟავა. | 2HBr + MgCO 3 = მაგნიუმის ბრომიდი + H 2 O + CO 2 |
ლითონებთან ურთიერთობისას ყველა მჟავა არ რეაგირებს ერთნაირად. ქიმია (მე-9 კლასი) სკოლაში გულისხმობს ასეთი რეაქციების ძალიან ზედაპირულ შესწავლას, თუმცა, ამ დონეზეც კი ლითონებთან ურთიერთობისას გათვალისწინებულია კონცენტრირებული აზოტისა და გოგირდმჟავას სპეციფიკური თვისებები.
ჰიდროქსიდები: ტუტეები, ამფოტერული და უხსნადი ფუძეები
ოქსიდები, მარილები, ფუძეები, მჟავები - ნივთიერებების ყველა ამ კლასს აქვს საერთო ქიმიური ბუნება, რაც აიხსნება კრისტალური ბადის აგებულებით, ასევე ატომების ურთიერთგავლენით მოლეკულების შემადგენლობაში. თუმცა, თუ ოქსიდებისთვის შესაძლებელი იყო ძალიან კონკრეტული განმარტების მიცემა, მაშინ მჟავებისა და ფუძეებისთვის ამის გაკეთება უფრო რთულია.
ისევე, როგორც მჟავები, ED თეორიის თანახმად, ფუძეები არის ნივთიერებები, რომლებსაც შეუძლიათ წყალხსნარში დაშლა ლითონის კატიონებად Me n + და ჰიდროქსო ჯგუფების OH - ანიონებად.
- ხსნადი ან ტუტე (ძლიერი ფუძეები, რომლებიც იცვლებიან. წარმოიქმნება I, II ჯგუფების ლითონები. მაგალითი: KOH, NaOH, LiOH (ანუ მხედველობაში მიიღება მხოლოდ ძირითადი ქვეჯგუფების ელემენტები);
- ოდნავ ხსნადი ან უხსნადი (საშუალო სიძლიერის, ინდიკატორების ფერს არ ცვლის). მაგალითი: მაგნიუმის ჰიდროქსიდი, რკინა (II), (III) და სხვა.
- მოლეკულური (სუსტი ფუძეები, წყალში ისინი შექცევადად იშლება იონ-მოლეკულებად). მაგალითი: N 2 H 4, ამინები, ამიაკი.
- ამფოტერული ჰიდროქსიდები (აჩვენებენ ორმაგ ფუძემჟავურ თვისებებს). მაგალითი: ბერილიუმი, თუთია და ასე შემდეგ.
თითოეული წარმოდგენილი ჯგუფი ისწავლება სკოლის ქიმიის კურსზე „საფუძვლები“ განყოფილებაში. ქიმიის 8-9 კლასი მოიცავს ტუტეებისა და ნაკლებად ხსნადი ნაერთების დეტალურ შესწავლას.
ბაზების ძირითადი დამახასიათებელი თვისებები
ყველა ტუტე და ნაკლებად ხსნადი ნაერთები ბუნებაში გვხვდება მყარ კრისტალურ მდგომარეობაში. ამავდროულად, მათი დნობის წერტილები, როგორც წესი, დაბალია და ცუდად ხსნადი ჰიდროქსიდები გაცხელებისას იშლება. ძირითადი ფერი განსხვავებულია. თუ ტუტეები თეთრია, მაშინ ნაკლებად ხსნადი და მოლეკულური ფუძის კრისტალები შეიძლება იყოს ძალიან განსხვავებული ფერის. ამ კლასის ნაერთების უმეტესობის ხსნადობა შეგიძლიათ იხილოთ ცხრილში, სადაც მოცემულია ოქსიდების, ფუძეების, მჟავების, მარილების ფორმულები, ნაჩვენებია მათი ხსნადობა.
ტუტეებს შეუძლიათ შეცვალონ ინდიკატორების ფერი შემდეგნაირად: ფენოლფთალეინი - ჟოლო, მეთილის ნარინჯისფერი - ყვითელი. ეს უზრუნველყოფილია ხსნარში ჰიდროქსო ჯგუფების თავისუფალი არსებობით. ამიტომ იშვიათად ხსნადი ფუძეები ასეთ რეაქციას არ იძლევიან.
ფუძეების თითოეული ჯგუფის ქიმიური თვისებები განსხვავებულია.
| ქიმიური თვისებები | ||
| ტუტეები | იშვიათად ხსნადი ფუძეები | ამფოტერული ჰიდროქსიდები |
I. ურთიერთქმედება KO-სთან (სულ - მარილი და წყალი): 2LiOH + SO 3 \u003d Li 2 SO 4 + წყალი II. ურთიერთქმედება მჟავებთან (მარილი და წყალი): ჩვეულებრივი ნეიტრალიზაციის რეაქციები (იხ. მჟავები) III. ურთიერთქმედება AO-სთან მარილისა და წყლის ჰიდროქსოკომპლექსის წარმოქმნით: 2NaOH + Me + n O \u003d Na 2 Me + n O 2 + H 2 O, ან Na 2 IV. ურთიერთქმედება ამფოტერულ ჰიდროქსიდებთან ჰიდროქსოკომპლექსური მარილების წარმოქმნით: ისევე, როგორც AO-სთან, მხოლოდ წყლის გარეშე V. ურთიერთქმედება ხსნად მარილებთან უხსნადი ჰიდროქსიდების და მარილების წარმოქმნით: 3CsOH + რკინა (III) ქლორიდი = Fe(OH) 3 + 3CsCl VI. ურთიერთქმედება თუთიასთან და ალუმინის წყალხსნარში მარილების და წყალბადის წარმოქმნით: 2RbOH + 2Al + წყალი = კომპლექსი ჰიდროქსიდის იონთან 2Rb + 3H 2 | I. გაცხელებისას მათ შეუძლიათ დაშლა: უხსნადი ჰიდროქსიდი = ოქსიდი + წყალი II. რეაქციები მჟავებთან (სულ: მარილი და წყალი): Fe(OH) 2 + 2HBr = FeBr 2 + წყალი III. ურთიერთქმედება KO-სთან: Me + n (OH) n + KO \u003d მარილი + H 2 O | I. მჟავებთან რეაგირება მარილისა და წყლის წარმოქმნით: (II) + 2HBr = CuBr 2 + წყალი II. რეაქცია ტუტეებთან: შედეგი - მარილი და წყალი (მდგომარეობა: შერწყმა) Zn(OH) 2 + 2CsOH \u003d მარილი + 2H 2 O III. ისინი რეაგირებენ ძლიერ ჰიდროქსიდებთან: შედეგი არის მარილები, თუ რეაქცია მიმდინარეობს წყალხსნარში: Cr(OH) 3 + 3RbOH = Rb 3 |
ეს არის ყველაზე ქიმიური თვისებები, რომლებსაც ავლენენ ბაზები. ფუძეების ქიმია საკმაოდ მარტივია და ემორჩილება ყველა არაორგანული ნაერთების ზოგად კანონებს.
არაორგანული მარილების კლასი. კლასიფიკაცია, ფიზიკური თვისებები
ED-ის დებულებების საფუძველზე, მარილებს შეიძლება ეწოდოს არაორგანული ნაერთები, რომლებიც წყალხსნარში იშლება ლითონის კატიონებად Me + n და მჟავა ნარჩენების An n- ანიონებად. ასე რომ თქვენ შეგიძლიათ წარმოიდგინოთ მარილი. ქიმია იძლევა ერთზე მეტ განმარტებას, მაგრამ ეს ყველაზე ზუსტია.
ამავდროულად, ქიმიური ბუნების მიხედვით, ყველა მარილი იყოფა:
- მჟავე (წყალბადის კატიონის შემცველი). მაგალითი: NaHSO4.
- ძირითადი (ჰიდროქსო ჯგუფის მქონე). მაგალითი: MgOHNO 3, FeOHCL 2.
- საშუალო (შედგება მხოლოდ ლითონის კატიონისა და მჟავის ნარჩენებისგან). მაგალითი: NaCL, CaSO 4.
- ორმაგი (მოიცავს ორ სხვადასხვა მეტალის კატიონს). მაგალითი: NaAl(SO 4) 3.
- კომპლექსი (ჰიდროქსოკომპლექსები, აკვაკომპლექსები და სხვა). მაგალითი: K 2 .
მარილების ფორმულები ასახავს მათ ქიმიურ ბუნებას და ასევე საუბრობენ მოლეკულის ხარისხობრივ და რაოდენობრივ შემადგენლობაზე.
ოქსიდებს, მარილებს, ფუძეებს, მჟავებს აქვთ განსხვავებული ხსნადობა, რაც ჩანს შესაბამის ცხრილში.
თუ ვსაუბრობთ მარილების აგრეგაციის მდგომარეობაზე, მაშინ უნდა შეამჩნიოთ მათი ერთგვაროვნება. ისინი არსებობენ მხოლოდ მყარ, კრისტალურ ან ფხვნილ მდგომარეობაში. ფერის სქემა საკმაოდ მრავალფეროვანია. რთული მარილების ხსნარებს, როგორც წესი, აქვთ ნათელი გაჯერებული ფერები.
ქიმიური ურთიერთქმედება საშუალო მარილების კლასისთვის
მათ აქვთ ფუძეების, მჟავების, მარილების მსგავსი ქიმიური თვისებები. ოქსიდები, როგორც უკვე განვიხილეთ, გარკვეულწილად განსხვავდებიან მათგან ამ ფაქტორით.
საერთო ჯამში, საშუალო მარილებისთვის შეიძლება გამოიყოს ურთიერთქმედების 4 ძირითადი ტიპი.
I. ურთიერთქმედება მჟავებთან (მხოლოდ ძლიერი ედ-ის თვალსაზრისით) სხვა მარილისა და სუსტი მჟავის წარმოქმნით:
KCNS + HCL = KCL + HCNS
II. რეაქციები ხსნად ჰიდროქსიდებთან მარილების და უხსნადი ფუძეების გარეგნობით:
CuSO 4 + 2LiOH = 2LiSO 4 ხსნადი მარილი + Cu(OH) 2 უხსნადი ბაზა
III. სხვა ხსნად მარილთან ურთიერთქმედება უხსნადი და ხსნადი მარილის წარმოქმნით:
PbCL 2 + Na 2 S = PbS + 2NaCL
IV. რეაქცია მეტალებთან მარცხნივ, რომელიც ქმნის მარილს EHRNM-ში. ამ შემთხვევაში რეაქციაში შემავალი ლითონი ნორმალურ პირობებში არ უნდა იმოქმედოს წყალთან:
Mg + 2AgCL = MgCL 2 + 2Ag
ეს არის ურთიერთქმედების ძირითადი ტიპები, რომლებიც დამახასიათებელია საშუალო მარილებისთვის. რთული, ძირითადი, ორმაგი და მჟავე მარილების ფორმულები თავისთავად საუბრობენ გამოვლენილი ქიმიური თვისებების სპეციფიკაზე.
ოქსიდების, ფუძეების, მჟავების, მარილების ფორმულები ასახავს არაორგანული ნაერთების ამ კლასის ყველა წარმომადგენლის ქიმიურ არსს და გარდა ამისა, იძლევა წარმოდგენას ნივთიერების სახელსა და მის ფიზიკურ თვისებებზე. ამიტომ განსაკუთრებული ყურადღება უნდა მიექცეს მათ წერას. ნაერთების უზარმაზარი მრავალფეროვნება გვთავაზობს ზოგადად გასაოცარ მეცნიერებას - ქიმიას. ოქსიდები, ფუძეები, მჟავები, მარილები - ეს მხოლოდ დიდი ჯიშის ნაწილია.
