Deliti:
Lastnosti hidroksidov, nomenklatura in primeri
The hidroksidov so anorganske in ternarne spojine, ki sestojijo iz interakcije med kovinskim kationom in OH funkcionalno skupino (hidroksidni anion, OH-). Večina jih ima ionsko naravo, čeprav imajo lahko tudi kovalentne vezi.
Na primer, hidroksid lahko predstavimo kot elektrostatično interakcijo med kationom+ in OH anion-, ali kot kovalentna vez preko M-OH vezi (spodnja slika). V prvem je dana ionska vez, v drugem pa kovalentna vez. To dejstvo je v bistvu odvisno od kovine ali kationa M+, kot tudi njen polnilni in ionski polmer.
Ker jih veliko prihaja iz kovin, jih je treba omeniti kot kovinske hidrokside.
Indeks
- 1 Kako se oblikujejo?
- 2 Lastnosti hidroksidov
- 2.1 Anion OH-
- 2.2 Ionski in osnovni značaj
- 2.3 Periodični trend
- 2.4 Amfoterika
- 2.5 Strukture
- 2.6 Dehidracijska reakcija
- 3 Nomenklatura
- 3.1 Tradicionalno
- 3.2 Zaloga
- 3.3 Sistematika
- 4 Primeri hidroksidov
- 5 Reference
Kako se oblikujejo?
Obstajata dve glavni sintetični poti: z reagiranjem ustreznega oksida z vodo ali z močno bazo v kislem mediju:
MO + H2O => M (OH)2
MO + H+ + OH- => M (OH)2
Samo tisti kovinski oksidi, topni v vodi, reagirajo neposredno v obliki hidroksida (prva kemijska enačba). Drugi so netopni in zahtevajo kisle vrste, ki sproščajo M+, ki nato sodeluje z OH- iz močnih baz (druga kemijska enačba).
Vendar so omenjene močne baze kovinski hidroksidi NaOH, KOH in drugi iz skupine alkalijskih kovin (LiOH, RbOH, CsOH). To so ionske spojine, ki so zelo topne v vodi, torej njihovi OH- lahko sodelujejo v kemijskih reakcijah.
Po drugi strani pa obstajajo kovinski hidroksidi, ki so netopni in zato zelo šibki. Tudi nekatere izmed njih so kisle, kot je v primeru telurinske kisline, Te (OH)6.
Hidroksid vzpostavlja ravnovesje topnosti s topilom okoli njega. Če je na primer voda, potem je bilanca izražena takole:
M (OH)2 <=> M2+(ac) + OH-(ac)
Kjer (ac) pomeni, da je medij voden. Ko je trdna snov netopna, je koncentracija raztopljenega OH majhna ali zanemarljiva. Zato netopni kovinski hidroksidi ne morejo tvoriti raztopin kot bazičnih kot NaOH.
Iz zgoraj navedenega lahko sklepamo, da imajo hidroksidi zelo različne lastnosti, povezane s kemijsko strukturo in interakcijami med kovino in OH. Čeprav so mnogi ionski, z različnimi kristaliničnimi strukturami, drugi pa predstavljajo kompleksne in neurejene polimerne strukture..
Lastnosti hidroksidov
Anion OH-
Hidroksilni ion je kisikov atom, kovalentno vezan na vodik. Tako lahko to enostavno predstavimo kot OH-. Negativni naboj se nahaja na kisiku, zaradi česar je ta anion vrsta, ki daje elektron: bazo.
Če je OH- darovati svoje elektrone vodiku, nastane molekula H2O. Svoje elektrone lahko darujete tudi pozitivno nabite vrste: kot so kovinski centri M+. Tako se preko dativne povezave M-OH tvori koordinacijski kompleks (kisik prispeva par elektronov).
Da pa se to zgodi, mora biti kisik sposoben učinkovito koordinirati s kovino, sicer bodo interakcije med M in OH imele izrazit ionski značaj (M).+ OH-). Ker je hidroksilni ion enak v vseh hidroksidih, je razlika med njimi v kationu, ki ga spremlja.
Prav tako, ker lahko ta kation pride iz katere koli kovine v periodnem sistemu (skupine 1, 2, 13, 14, 15, 16 ali iz prehodnih kovin), se lastnosti teh hidroksidov zelo razlikujejo, čeprav so vsi predvideni. nekaterih vidikov.
Ionski in osnovni značaj
V hidroksidih imajo, čeprav imajo koordinacijske vezi, latentni ionski značaj. V nekaterih, kot je NaOH, so njeni ioni del kristalne mreže, ki jo tvorijo Na kationi.+ in anioni OH- v razmerjih 1: 1; to je za vsak Na-ion+ obstaja OH-ion- nasprotna stranka.
Glede na obremenitev kovin bo več ali manj OH anionov- okoli njega. Na primer, za kovinski kation M2+ obstajata dva OH iona- interakcija z njim: M (OH)2, kar je opisano kot HO- M2+ OH-. Na enak način se dogaja s kovinami M3+ in z drugimi pozitivnimi stroški (čeprav redko presegajo 3+).
Ta ionski karakter je odgovoren za mnoge fizikalne lastnosti, kot so tališča in vrelišča. Te so visoke, kar odraža elektrostatične sile, ki delujejo v kristalni rešetki. Tudi, ko se hidroksidi raztopijo ali raztopijo, lahko električni tok povzroči zaradi mobilnosti njihovih ionov.
Vendar pa vsi hidroksidi nimajo enakih kristalnih mrež. Tisti, ki imajo najbolj stabilne, bodo manj verjetno, da se raztopijo v polarnih topilih, kot je voda. Praviloma velja, da so ionski polmeri M različni+ in OH-, bolj topen bo enak.
Periodični trend
Zgoraj je pojasnjeno, zakaj se topnost hidroksidov alkalnih kovin povečuje, ko se skupina spušča. Tako naraščajoči red topnosti v vodi je naslednji: LiOH OH- je majhen anion, in ko kation postane bolj voluminozen, kristalna mreža energetsko oslabi. Po drugi strani pa zemeljsko alkalijske kovine zaradi svojih višjih pozitivnih naborov tvorijo manj topne hidrokside. To je zato, ker M2+ Močneje privlači OH- v primerjavi z M+. Prav tako so njegovi kationi manjši in zato manj različni glede na OH-. Rezultat tega so eksperimentalni dokazi, da je NaOH veliko bolj bazičen od Ca (OH).2. Enako sklepanje se lahko uporabi tudi za druge hidrokside, bodisi za prehodne kovine, bodisi za tiste iz kovin p-bloka (Al, Pb, Te, itd.) \ T. Tudi manjši in večji ionski polmer in pozitivni naboj M+, ionski značaj hidroksida bo nižji, z drugimi besedami, tistih z zelo visoko gostoto obremenitve. Primer tega se dogaja z berilijevim hidroksidom, Be (OH).2. Be2+ Je zelo majhen kation in njegova dvovalentna polnitev ga naredi električno zelo gosto. Hidroksidi M (OH)2 reagirajo s kislinami, da tvorijo vodni kompleks, to je M+ Konča se obkrožena z vodnimi molekulami. Vendar pa obstaja omejeno število hidroksidov, ki lahko reagirajo tudi z bazami. To so tako imenovani amfoterni hidroksidi. Amfoterni hidroksidi reagirajo s kislinami in bazami. Druga situacija je lahko predstavljena z naslednjo kemijsko enačbo: M (OH)2 + OH- => M (OH)3- Toda kako ugotoviti, ali je hidroksid amfoterni? S preprostim laboratorijskim poskusom. Ker je veliko kovinskih hidroksidov netopnih v vodi, z dodajanjem močne baze raztopini z M ioni+ raztopimo, na primer Al3+, bo precipitiral ustrezen hidroksid: Al3+(ac) + 3OH-(ac) => Al (OH)3(s) Toda s presežkom OH- hidroksid še naprej reagira: Al (OH)3(s) + OH- => Al (OH)4-(ac) Posledično se novi negativno nabiti kompleks raztopi z okoliškimi vodnimi molekulami in raztopi belo trdno snov iz aluminijevega hidroksida. Tisti, ki ostanejo nespremenjeni z dodatkom dodatne baze, se ne obnašajo kot kisline in zato niso amfoterni.. Hidroksidi imajo lahko kristalinične strukture, podobne tistim iz mnogih soli ali oksidov; nekateri preprosti, drugi pa zelo zapleteni. Poleg tega lahko tista, kjer se zmanjša ionski značaj, predstavljajo kovinska središča, povezana s kisikovimi mostovi (HOM-O-MOH). V rešitvi so strukture različne. Čeprav je za zelo topne hidrokside dovolj, da jih obravnavamo kot ione, raztopljene v vodi, za druge je treba upoštevati koordinacijsko kemijo.. Tako je vsak kation M+ Lahko se usklajuje z omejenim številom vrst. Bolj kot je voluminozen, večje je število molekul vode ali OH- povezan z njim. Zato je slavni oktaedron koordinacije mnogih kovin raztopljen v vodi (ali v katerem koli drugem topilu): M (OH2)6+n, pri čemer je n enak pozitivnemu naboju kovine. Cr (OH)3, Na primer, resnično tvori oktaeder. Kako? Glede na spojino kot [Cr (OH2)3(OH)3], od katerih so tri vodne molekule nadomeščene z OH anioni-. Če bi vse molekule nadomestili z OH-, Nato bi dobili kompleks negativnih nabojev in oktaedrične strukture [Cr (OH)]6]3-. Naboj -3 je rezultat šestih negativnih nabojev OH-. Hidroksidi se lahko štejejo za "hidrirane okside". Vendar pa je v njih "voda" v neposrednem stiku z M+; v hidriranih oksidih MO · nH2Ali pa so molekule vode del zunanje koordinacijske sfere (niso blizu kovine). Omenjene vodne molekule se lahko ekstrahirajo s segrevanjem vzorca hidroksida: M (OH)2 + Q (toplota) => MO + H2O MO je kovinski oksid, ki nastane kot posledica dehidracije hidroksida. Primer te reakcije je tista, ki jo opazimo pri dehidraciji bakrovega hidroksida, Cu (OH)2: Cu (OH)2 (modra) + Q => CuO (črna) + H2O Kakšen je pravilen način za omembo hidroksidov? IUPAC je v ta namen predlagal tri nomenklature: tradicionalne, založniške in sistematične. Pravilno je, da se uporabi katerikoli od treh, vendar je za nekatere hidrokside lahko bolj priročno ali praktično omeniti to na tak ali drugačen način.. Tradicionalna nomenklatura je preprosta dodajanje pripone -ico najvišji valenci, ki jo predstavlja kovina; in pripona -oso na najnižjo. Torej, na primer, če ima kovina M valenco +3 in +1, je hidroksid M (OH)3 imenoval se bo hidroksid (ime kovine)ico, medtem ko je MOH hidroksid (ime kovine)medved. Da bi določili valenco kovine v hidroksidu, je dovolj opazovati število po OH v oklepaju. Tako M (OH)5 pomeni, da ima kovina polnjenje ali valenco +5. Glavna pomanjkljivost te nomenklature pa je, da je lahko zapletena za kovine z več kot dvema oksidacijskima stanjima (kot s kromom in manganom). Za takšne primere se uporabljajo hiper- in hipo predpone za označevanje najvišjih in najnižjih valenc.. Torej, če M namesto samo valenc +3 in +1, ima tudi +4 in +2, potem so imena njenih hidroksidov višjih in nižjih valenc: hidroksid hiper(ime kovine)ico, in hidroksid hipo(ime kovine)medved. Od vseh nomenklatur je to najenostavnejši. Tukaj ime hidroksida sledi preprosto z valenco kovine, zaprte v oklepajih in napisano z rimskimi številkami. Tudi za M (OH)5, Nomenklatura zalog bi bila na primer: hidroksid (ime kovine) (V). (V) pomeni (+5). Nazadnje je za sistematično nomenklaturo značilna uporaba multiplikacijskih predpon (di-, tri-, tetra-, penta-, heksa-, itd.). Te predpone se uporabljajo za določitev števila kovinskih atomov in OH ionov-. Na ta način M (OH)5 Imenuje se kot: pentahidroksid (ime kovine). V primeru Hg2(OH)2, na primer, to bi bil dimerkurijev dihidroksid; eden od hidroksidov, katerih kemijska struktura je na prvi pogled kompleksna. Nekateri primeri hidroksidov in njihovih ustreznih nomenklatur so naslednji: -NaOH (natrijev hidroksid) -Ca (OH) 2 (kalcijev hidroksid) -Fe (OH)3. (Železov hidroksid; železov hidroksid (III); ali železov trihidroksid) -V (OH)5 (Pervanadični hidroksid; vanadijev hidroksid (V); ali vanadijev pentahidroksid). -Sn (OH)4 (Statični hidroksid; kositrov hidroksid (IV); ali kositrov tetrahidroksid). -Ba (OH)2 (Barijev hidroksid ali barijev dihidroksid). -Mn (OH)6 (Manganov hidroksid, manganov hidroksid (VI) ali manganov heksahidroksid). -AgOH (srebrov hidroksid, srebrov hidroksid ali srebrov hidroksid). Upoštevajte, da za to spojino ni razlike med staležem in sistematičnimi nomenklaturami. -Pb (OH)4 (Plúmbico hydroxide, svinčev hidroksid (IV) ali svinčev tetrahidroksid). -LiOP (litijev hidroksid). -Cd (OH) 2 (kadmijev hidroksid) -Ba (OH)2 (Barijev hidroksid) -Kromov hidroksidAnfoterismo
Strukture
Dehidracijska reakcija
Nomenklatura
Tradicionalna
Zaloga
Sistematika
Primeri hidroksidov
Reference