أكاسيد أساسية: التدريب ، التسميات ، الخصائص والأمثلة
الأكاسيد الأساسية هي تلك المؤلفة من اتحاد الكاتيون المعدني مع dianion من الأكسجين (O2-) ؛ تتفاعل عادة مع الماء لتشكيل قواعد ، أو مع الأحماض لتشكيل الأملاح. بسبب قوتها الإلكترونية القوية ، يمكن للأكسجين تشكيل روابط كيميائية مستقرة مع جميع العناصر تقريبا ، مما أدى إلى أنواع مختلفة من المركبات.
واحد من أكثر المركبات شيوعا التي يمكن أن تتشكل من الأكسجين الأكسجين هو أكسيد. الأكاسيد هي مركبات كيميائية تحتوي على ذرة أكسجين واحدة على الأقل بجانب عنصر آخر في صيغتها ؛ يمكن أن تتولد مع المعادن أو غير المعادن وفي الحالات الثلاث لتجميع المادة (الصلبة والسائلة والغازية).
لذلك ، لديهم عدد كبير من الخصائص الجوهرية التي يمكن أن تختلف ، حتى بين اثنين من الأكاسيد المتكونة من نفس المعدن والأكسجين (مثل أكسيد الحديد (II) وأكسيد الحديد (III) ، أو أكسيد الحديد والصلب ، على التوالي). عندما يرتبط الأكسجين بالمعادن لتشكيل أكسيد الفلز ، يُقال إنه تم تشكيل أكسيد أساسي.
هذا لأنها تشكل قاعدة عن طريق الذوبان في الماء أو تتفاعل كقواعد في عمليات معينة. مثال على ذلك هو عندما تتفاعل مركبات مثل CaO و Na 2 O مع الماء وتؤدي إلى هيدروكسيدات Ca (OH) 2 و 2NaOH ، على التوالي.
الأكاسيد الأساسية عادة ما تكون حروفًا أيونية ، وتصبح أكثر تساهمية أثناء مناقشة العناصر على يمين الجدول الدوري. هناك أيضًا أكاسيد حمض (مكونة من معادن غير) وأكاسيد مذبذب (مكونة من عناصر مبيضة).
تدريب
تشكل المعادن الأرضية القلوية والقلوية ثلاثة أنواع مختلفة من المركبات الثنائية من الأكسجين. بصرف النظر عن الأكاسيد ، يمكن أيضًا إعطاء بيروكسيدات (التي تحتوي على أيونات بيروكسيد ، O 2 - 2 ) وأكسيد فائقة (التي تمتلك أيونات أكسيد فائق O 2 -).
يمكن تحضير جميع الأكاسيد المتكونة من معادن قلوية من تسخين النترات المقابلة من المعدن مع معدنها الأولي ، على سبيل المثال ما هو موضح أدناه ، حيث يمثل الحرف M معدنًا:
2MNO 3 + 10M + الحرارة → 6M 2 O + N 2
من ناحية أخرى ، لتحضير الأكاسيد الأساسية من الفلزات القلوية الأرضية ، يتم إجراء تسخين للكربونات المقابلة لها ، كما في التفاعل التالي:
MCO 3 + الحرارة → MO + CO 2
يمكن أن يحدث تكوين الأكاسيد الأساسية أيضًا بسبب معالجة الأكسجين ، كما في حالة الكبريتيدات:
2MS + 3O 2 + Heat → 2MO + 2SO 2
أخيرًا ، يمكن أن يحدث عن طريق أكسدة بعض المعادن بحمض النتريك ، كما في التفاعلات التالية:
2Cu + 8HNO 3 + الحرارة → 2CuO + 8NO 2 + 4H 2 O + O 2
Sn + 4HNO 3 + Heat → SnO 2 + 4NO 2 + 2H 2 O
تسمية
يختلف تسميات الأكاسيد الأساسية وفقًا لقياسات العناصر المتفاعلة ووفقًا لأعداد الأكسدة المحتملة للعنصر المعدني المعني.
من الممكن هنا استخدام الصيغة العامة ، وهي معدن + أكسجين ، ولكن هناك أيضًا تسميات متكافئة (أو تسميات مخزون قديمة) تُسمي فيها المركبات بوضع كلمة "أكسيد" ، متبوعًا باسم المعدن واسمها حالة الأكسدة بالأرقام الرومانية.
عندما يتعلق الأمر بالتصنيف المنهجي مع البادئات ، يتم استخدام القواعد العامة مع كلمة "أكسيد" ، ولكن يتم إضافة البادئات إلى كل عنصر مع عدد الذرات في الصيغة ، كما في حالة "ثلاثي أكسيد الحديد" .
في التسمية التقليدية ، تُستخدم اللاحقات "-oso" و "-ico" لتحديد المعادن المصاحبة للتكافؤ الأقل أو الأكبر في أكسيد ، بالإضافة إلى أن الأكاسيد الأساسية تُعرف باسم "أنهيدريدات أساسية" لقدرتها على تكوين هيدروكسيدات أساسية عند إضافة الماء إليها.
بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدام القواعد في هذا المصطلح ، بحيث عندما يحتوي المعدن على حالات أكسدة تصل إلى +3 ، يتم تسميته بقواعد الأكاسيد ، وعندما يكون لديه حالات أكسدة أكبر من أو تساوي +4 ، يتم تسميته باستخدام قواعد أنهيدريد.
ملخص القواعد لتسمية الأكاسيد الأساسية
يجب دائمًا ملاحظة حالات الأكسدة (أو التكافؤ) لكل عنصر. هذه القواعد ملخصة أدناه:
1- عندما يكون للعنصر رقم أكسدة واحد ، كما هو الحال في حالة الألومنيوم (Al 2 O 3 ) ، يتم تسمية الأكسيد:
التسميات التقليدية
أكسيد الألومنيوم
علم اللاهوت النظامي مع البادئات
حسب كمية الذرات التي يمتلكها كل عنصر ؛ وهذا هو ، ثالث أكسيد الديالينيوم.
علم اللاهوت النظامي مع الأرقام الرومانية
أكسيد الألومنيوم ، حيث لا يتم كتابة حالة الأكسدة لأنه يحتوي على واحد فقط.
2- عندما يكون للعنصر رقمان للأكسدة ، على سبيل المثال في حالة الرصاص (+2 و +4 ، والذي يعطي الأكاسيد PbO و PbO 2 ، على التوالي) ، فإنه يدعى:
التسميات التقليدية
اللواحق «الدب» و «منظمة البن الدولية» للقاصر والكبار ، على التوالي. على سبيل المثال: أكسيد البرقوق ل PbO وأكسيد البرقوق ل PbO 2 .
تسميات منهجية مع البادئات
أكسيد الرصاص وثاني أكسيد الرصاص.
تسميات منهجية مع الأرقام الرومانية
أكسيد الرصاص (II) وأكسيد الرصاص (IV).
3- عندما يحتوي العنصر على أكثر من رقمين للأكسدة (حتى أربعة) ، يتم تسميته:
التسميات التقليدية
عندما يحتوي العنصر على ثلاثة قيم ، تتم إضافة البادئة "hypo-" واللاحقة "-oso" إلى أصغر التكافؤ ، كما هو الحال في hypophosphorous ؛ إلى التكافؤ الوسيط ، تتم إضافة اللاحقة «-oso» ، كما في أكسيد الفوسفور ؛ وأخيرا ، في التكافؤ العالي ، يضاف "-ico" ، كما هو الحال في أكسيد الفوسفوريك.
عندما يكون للعنصر أربعة تكافؤ ، كما في حالة الكلور ، يتم تطبيق الإجراء السابق على القاصر والثاني التالي ، ولكن على أكسيد يحتوي على عدد أكبر من الأكسدة ، تتم إضافة البادئة "per-" واللاحقة "-ico". . ينتج عن هذا (على سبيل المثال) أكسيد البيركلوريك لحالة الأكسدة + 7 من هذا العنصر.
بالنسبة للأنظمة ذات الأرقام البادئة أو الرومانية ، يتم تكرار القواعد التي تم تطبيقها على ثلاثة أرقام أكسدة ، وتبقى كما هي.
خصائص
- توجد في الطبيعة كمادة صلبة بلورية.
- تميل الأكاسيد الأساسية إلى تبني هياكل بوليمرية ، على عكس الأكاسيد الأخرى التي تشكل جزيئات.
- بسبب القوة الكبيرة لروابط MO وهيكل البوليمر لهذه المركبات ، تكون الأكاسيد الأساسية غير قابلة للذوبان عادة ، لكن يمكن مهاجمتها بواسطة الأحماض والقواعد.
- العديد من الأكاسيد الأساسية تعتبر مركبات غير متكافئة.
- روابط هذه المركبات تتوقف عن أن تكون أيونية وتصبح تساهمية حيث يتم إحراز المزيد من التقدم لكل فترة في الجدول الدوري.
- تزيد الخاصية الحمضية للأكسيد أثناء نزولها من خلال مجموعة في الجدول الدوري.
- يزيد من حموضة الأكسيد بأعداد أكبر من الأكسدة.
- يمكن تقليل الأكاسيد الأساسية بعدة كواشف ، لكن يمكن أيضًا اختزال الأخرى عن طريق التسخين البسيط (التحلل الحراري) أو عن طريق تفاعل التحليل الكهربائي.
- توجد معظم الأكاسيد الأساسية (غير المبيضة) حقًا على الجانب الأيسر من الجدول الدوري.
- تتكون معظم قشرة الأرض من أكاسيد صلبة من النوع المعدني.
- الأكسدة هي إحدى الطرق التي تؤدي إلى تآكل المواد المعدنية.
أمثلة
أكسيد الحديد
تم العثور عليها في خام الحديد في شكل معادن ، مثل الهيماتيت والمغنتيت.
بالإضافة إلى ذلك ، يتكون أكسيد الحديد من "أكسيد" أحمر مشهور يتكون من كتل من المعادن المتآكلة التي تعرضت للأكسجين والرطوبة.
أكسيد الصوديوم
إنه مركب يستخدم في صناعة السيراميك والنظارات ، فضلاً عن كونه مقدمة في تصنيع هيدروكسيد الصوديوم (الصودا الكاوية ، وهو منتج قوي للتنظيف والمذيبات).
أكسيد المغنيسيوم
يعد هذا المركب عبارة عن معدن رطب صلب ، يحتوي على نسبة عالية من التوصيل الحراري ومنخفض في التوصيل الكهربائي ، له استخدامات متعددة في فرع البناء (مثل الجدران المقاومة للحريق) ، وفي معالجة المياه والأراضي الملوثة.
أكسيد النحاس
هناك نوعان مختلفان من أكسيد النحاس. أكسيد الكبريت هو مادة صلبة سوداء يتم الحصول عليها من التعدين والتي يمكن استخدامها كصباغ ، أو للتخلص النهائي من المواد الخطرة.
من ناحية أخرى ، فإن أكسيد النحاس هو أشباه الموصلات الصلبة الحمراء التي تضاف إلى الأصباغ ومبيدات الفطريات والدهانات البحرية لتجنب تراكم الحطام في هياكل السفن.
