1. Metal + Metal olmayan. İnert gazlar bu etkileşime girmezler. Metal olmayan bir maddenin elektronegatifliği ne kadar yüksek olursa, o kadar fazla metalle reaksiyona girer. Örneğin, flor tüm metallerle ve hidrojen yalnızca aktif olanlarla reaksiyona girer. Bir metal, metallerin aktivite serisinde ne kadar soldaysa, o kadar fazla metal olmayanla reaksiyona girebilir. Örneğin, altın sadece flor ile, lityum ise tüm metal olmayanlarla reaksiyona girer.
2. Metal olmayan + metal olmayan.
Bu durumda, daha elektronegatif metal olmayan bir oksitleyici ajan, daha az EO - bir indirgeyici ajan olarak işlev görür. Benzer elektronegatifliğe sahip metal olmayanlar birbirleriyle iyi etkileşime girmezler, örneğin, fosforun hidrojen ve silikonun hidrojen ile etkileşimi, bu reaksiyonların dengesi basit maddelerin oluşumuna doğru kaydırıldığından pratik olarak imkansızdır. Helyum, neon ve argon metal olmayanlarla reaksiyona girmez, diğer inert gazlar zorlu koşullar altında flor ile reaksiyona girebilir.
Oksijen klor, brom ve iyot ile etkileşime girmez. Oksijen, düşük sıcaklıklarda flor ile reaksiyona girebilir.
3. Metal + asit oksit. Metal, metal olmayanları oksitten geri yükler. Fazla metal daha sonra elde edilen metal olmayan ile reaksiyona girebilir. Örneğin:
2 Mg + SiO 2 \u003d 2 MgO + Si (magnezyum eksikliği için)
2 Mg + SiO 2 \u003d 2 MgO + Mg 2 Si (fazla magnezyum ile)
4. Metal + asit. Voltaj serisinde hidrojenin solundaki metaller, hidrojeni serbest bırakmak için asitlerle reaksiyona girer.
Bunun istisnası asitlerdir - hidrojenin sağındaki voltaj serisindeki metallerle reaksiyona girebilen oksitleyici maddeler (konsantre sülfürik ve herhangi bir nitrik asit), reaksiyonlarda hidrojen salınmaz, ancak su ve asit indirgeme ürünü Elde edilen.
Bir metal fazla polibazik asit ile etkileşime girdiğinde, bir asit tuzu elde edilebileceğine dikkat etmek gerekir: Mg +2 H 3 PO 4 \u003d Mg (H 2 PO 4) 2 + H 2.
Asit ve metal etkileşiminin ürünü çözünmeyen bir tuz ise, metalin yüzeyi çözünmeyen tuz tarafından asidin etkisinden korunduğu için metal pasifleştirilir. Örneğin, seyreltik sülfürik asidin kurşun, baryum veya kalsiyum üzerindeki etkisi.
5. Metal + tuz. çözümde bu reaksiyon, magnezyumun kendisi de dahil olmak üzere voltaj serisinde magnezyumun sağındaki, ancak tuz metalinin solundaki bir metali içerir. Metal magnezyumdan daha aktifse, tuzla değil, suyla reaksiyona girerek alkali oluşturur ve daha sonra tuzla reaksiyona girer. Bu durumda, başlangıç tuzu ve elde edilen tuz çözünür olmalıdır. Çözünmeyen ürün metali pasifleştirir.
Ancak, bu kuralın istisnaları vardır:
2FeCl3 + Cu \u003d CuCl 2 + 2FeCl2;
2FeCl3 + Fe = 3FeCl2. Demir bir ara oksidasyon durumuna sahip olduğundan, en yüksek oksidasyon durumundaki tuzu, daha az aktif metalleri bile oksitleyerek, ara oksidasyon durumunda bir tuza kolayca indirgenir.
erimiş haldebir dizi metal stresi çalışmaz. Bir tuz ile bir metal arasındaki reaksiyonun mümkün olup olmadığını ancak termodinamik hesaplamaların yardımıyla belirlemek mümkündür. Örneğin, potasyum daha uçucu olduğu için sodyum, potasyum klorür eriyiğinden potasyumun yerini alabilir: Na + KCl = NaCl + K (bu reaksiyon entropi faktörü tarafından belirlenir). Öte yandan, sodyum klorürden yer değiştirme ile alüminyum elde edildi: 3 Na + AlCl3 \u003d 3 NaCl + Al . Bu süreç ekzotermiktir ve entalpi faktörü tarafından belirlenir.
Tuz ısıtıldığında bozunabilir ve bozunma ürünleri alüminyum nitrat ve demir gibi metalle reaksiyona girebilir. Alüminyum nitrat, alümina, nitrik oksite ısıtıldığında ayrışır ( IV ) ve oksijen, oksijen ve nitrik oksit demiri oksitleyecektir:
10Fe + 2Al(NO 3) 3 = 5Fe 2 O 3 + Al 2 O 3 + 3N 2
6. Metal + bazik oksit. Ayrıca erimiş tuzlarda olduğu gibi bu reaksiyonların olasılığı termodinamik olarak belirlenir. Alüminyum, magnezyum ve sodyum genellikle indirgeyici ajanlar olarak kullanılır. Örneğin: 8 Al + 3 Fe 3 O 4 \u003d 4 Al 2 O 3 + 9 Fe ekzotermik reaksiyon, entalpi faktörü);2 Al + 3 Rb 2 O = 6 Rb + Al 2 O 3 (uçucu rubidyum, entalpi faktörü).
8. Metal olmayan + taban. Kural olarak, reaksiyon metal olmayan ve alkali arasında gerçekleşir Metal olmayanların tümü alkalilerle reaksiyona giremez: halojenlerin bu etkileşime (sıcaklığa bağlı olarak farklı), kükürt (ısıtıldığında), silikon, fosfor.
KOH + Cl2 \u003d KClO + KCl + H20 (soğukta)
6 KOH + 3 Cl 2 = KClO 3 + 5 KCl + 3 H 2 O (sıcak solüsyonda)
6KOH + 3S = K 2 SO 3 + 2K 2 S + 3H 2 O
2KOH + Si + H 2 O \u003d K 2 SiO 3 + 2H 2
3KOH + 4P + 3H20 = PH 3 + 3KPH 2 O 2
1) metal olmayan - indirgeyici ajan (hidrojen, karbon):
CO2 + C \u003d 2CO;
2NO 2 + 4H2 \u003d 4H20 + N2;
SiO 2 + C \u003d CO 2 + Si. Elde edilen metal olmayan, indirgeyici ajan olarak kullanılan metal ile reaksiyona girebilirse, reaksiyon daha da ileri gidecektir (fazla karbon ile) SiO 2 + 2 C \u003d CO 2 + Si C
2) metal olmayan oksitleyici ajan (oksijen, ozon, halojenler):
2C O + O 2 \u003d 2CO 2.
O + Cl2 = CO Cl2 İLE.
2 HAYIR + O 2 \u003d 2 N O 2.
10. Asit oksit + bazik oksit . Oluşan tuz prensipte mevcutsa reaksiyon devam eder. Örneğin, alüminyum oksit, alüminyum sülfat oluşturmak için sülfürik anhidrit ile reaksiyona girebilir, ancak karşılık gelen tuz olmadığı için karbon dioksit ile reaksiyona giremez.
11. Su + bazik oksit . Reaksiyon, bir alkali, yani çözünür bir baz (veya kalsiyum durumunda az çözünür) oluşursa mümkündür. Baz çözünmez veya az çözünür ise, o zaman ters tepki bazın oksit ve suya ayrışması.
12. Bazik oksit + asit . Elde edilen tuz varsa reaksiyon mümkündür. Elde edilen tuz çözünmezse, asidin oksit yüzeyine erişimini bloke ederek reaksiyon pasifleştirilebilir. Bir polibazik asidin fazla olması durumunda, bir asit tuzu oluşumu mümkündür.
13. asit oksit + baz. Kural olarak, reaksiyon alkali ve asit oksit arasında gerçekleşir. Asit oksit bir polibazik aside karşılık geliyorsa, bir asit tuzu elde edilebilir: CO2 + KOH = KHC03.
Güçlü asitlere karşılık gelen asit oksitler de çözünmeyen bazlarla reaksiyona girebilir.
Bazen zayıf asitlere karşılık gelen oksitler, çözünmeyen bazlarla reaksiyona girer ve ortalama veya bazik bir tuz elde edilebilir (kural olarak, daha az çözünür bir madde elde edilir): 2 Mg (OH) 2 + C02 \u003d (MgOH) 2 C03 + H20.
14. asit oksit + tuz. Reaksiyon eriyik içinde ve çözelti içinde gerçekleşebilir. Eriyikte, daha az uçucu oksit, daha uçucu oksiti tuzdan uzaklaştırır. Çözeltide, daha güçlü aside karşılık gelen oksit, daha zayıf aside karşılık gelen oksitin yerini alır. Örneğin, Na 2 CO 3 + SiO 2 \u003d Na 2 SiO 3 + CO 2 , ileri yönde, bu reaksiyon eriyikte ilerler, karbon dioksit silikon oksitten daha uçucudur; ters yönde reaksiyon çözelti halinde ilerler, karbonik asit silisik asitten daha güçlüdür ve silikon oksit çökelir.
Bir asit oksidi kendi tuzuyla birleştirmek mümkündür, örneğin dikromat kromattan elde edilebilir ve disülfat sülfattan elde edilebilir ve disülfit sülfitten elde edilebilir:
Na 2 SO 3 + SO 2 \u003d Na 2 S 2 O 5
Bunu yapmak için, bir kristal tuz ve saf oksit veya doymuş bir tuz çözeltisi ve fazla miktarda asidik oksit almanız gerekir.
Çözeltide, tuzlar asit tuzları oluşturmak için kendi asit oksitleriyle reaksiyona girebilir: Na 2 SO 3 + H 2 O + SO 2 \u003d 2 NaHSO 3
15. Su + asit oksit . Reaksiyon, çözünür veya az çözünür bir asit oluşursa mümkündür. Asit çözünmez veya az çözünür ise, asidin oksit ve suya ayrışmasının ters bir reaksiyonu vardır. Örneğin, sülfürik asit, oksit ve sudan elde etme reaksiyonu ile karakterize edilir, ayrışma reaksiyonu pratik olarak gerçekleşmez, silisik asit su ve oksitten elde edilemez, ancak bu bileşenlere kolayca ayrışır, ancak karbonik ve kükürtlü asitler katılabilir. hem doğrudan hem de geri reaksiyonlarda.
16. Baz + asit. Reaksiyon, reaktanlardan en az biri çözünürse devam eder. Reaktiflerin oranına bağlı olarak orta, asidik ve bazik tuzlar elde edilebilir.
17. Baz + tuz. Her iki başlangıç materyali de çözünürse ve bir ürün veya zayıf elektrolit(çökelti, gaz, su).
18. Tuz + asit. Kural olarak, her iki başlangıç materyali de çözünürse ve bir ürün olarak en az bir elektrolit olmayan veya zayıf bir elektrolit (çökelti, gaz, su) elde edilirse reaksiyon ilerler.
Güçlü asit, çözünmeyen tuzlarla reaksiyona girebilir zayıf asitler(karbonatlar, sülfürler, sülfitler, nitritler), gaz halinde bir ürün açığa çıkar.
arasındaki reaksiyonlar konsantre asitler ve daha uçucu bir asit elde edilirse kristal tuzlar mümkündür: örneğin, konsantre sülfürik asidin kristalli sodyum klorür, hidrojen bromür ve hidrojen iyodin üzerindeki etkisiyle hidrojen klorür elde edilebilir - fosforik asidin karşılık gelen tuzlar üzerindeki etkisiyle. Bir asit tuzu elde etmek için bir asit ile kendi tuzu üzerinde hareket etmek mümkündür, örneğin: BaSO 4 + H2SO4 \u003d Ba (HSO 4) 2.
19. Tuz + tuz.Kural olarak, her iki başlangıç materyali de çözünürse ve ürün olarak en az bir elektrolit olmayan veya zayıf bir elektrolit elde edilirse reaksiyon ilerler.
1) tuz yoktur çünkü geri dönüşümsüz olarak hidrolize . Bunlar karbonatların, sülfitlerin, sülfürlerin, üç değerlikli metallerin silikatlarının ve ayrıca iki değerlikli metallerin ve amonyumun bazı tuzlarının çoğunluğudur. Üç değerlikli metal tuzları karşılık gelen baz ve aside hidrolize edilir ve iki değerlikli metal tuzları daha az çözünür bazik tuzlara hidrolize edilir.
Örnekleri düşünün:
2 FeCl 3 + 3 Na 2 CO 3 = Fe 2 ( CO 3 ) 3 + 6 NaCl (1)
Fe 2 (CO 3) 3+ 6H20 \u003d 2Fe (OH) 3 + 3 H2CO3
H 2 CO 3 suya ve karbondioksite ayrışır, sol ve sağ kısımlardaki su azalır ve ortaya çıkar: Fe 2 ( CO 3 ) 3 + 3 H20 \u003d 2 Fe (OH) 3 + 3 CO 2 (2)
Şimdi (1) ve (2) denklemlerini birleştirir ve demir karbonatı azaltırsak, ferrik klorürün etkileşimini yansıtan toplam denklemi elde ederiz ( III ) ve sodyum karbonat: 2 FeCl 3 + 3 Na 2 CO 3 + 3 H 2 O \u003d 2 Fe (OH) 3 + 3 CO 2 + 6 NaCl
CuSO 4 + Na2CO3 \u003d CuCO 3 + Na2SO4 (1)
Geri dönüşü olmayan hidroliz nedeniyle altı çizili tuz mevcut değildir:
2CuCO3+ H20 \u003d (CuOH) 2 CO3 + CO2 (2)
Şimdi (1) ve (2) denklemlerini birleştirir ve bakır karbonatı azaltırsak, sülfat etkileşimini yansıtan toplam denklemi elde ederiz ( II ) ve sodyum karbonat:
2CuSO 4 + 2Na 2C03 + H 2 O \u003d (CuOH) 2 C03 + CO 2 + 2Na 2 SO 4
Oksitler, oksidasyon durumunda (-2) oksijenli bir elementin ikili bileşikleridir. Oksitler, aşağıdakiler için karakteristik bileşiklerdir: kimyasal elementler . D.I.'nin tesadüf değil. Mendeleev derlerken periyodik tablo daha yüksek oksitin stokiyometrisine odaklandı ve aynı yüksek oksit formülüne sahip elementleri bir grup halinde birleştirdi. En yüksek oksit, elementin kendisi için mümkün olan maksimum sayıda oksijen atomunu bağladığı oksittir. Daha yüksek oksitte, element maksimum (en yüksek) oksidasyon durumundadır. Yani, daha yüksek oksitler VI grubunun elemanları, hem metal olmayan S, Se, Te hem de Cr, Mo, W metalleri, aynı formül EO3 ile tanımlanır. Grubun tüm elemanları, en yüksek oksidasyon derecesinde tam olarak en büyük benzerliği gösterir. Bu nedenle, örneğin, VI grubunun tüm yüksek oksitleri asidiktir.
oksitler- bunlar metalurji teknolojilerinde en yaygın bileşiklerdir.
Yerkabuğunda birçok metal oksit formunda bulunur.. Doğal oksitlerden, önemli metaller gibi Fe, Mn, Sn, Cr.
Tablo, metal elde etmek için kullanılan doğal oksitlerin örneklerini göstermektedir.
| Ben | Oksit | Mineral |
| Fe | Fe 2 O 3 ve Fe 3 O 4 | hematit ve manyetit |
| Mn | MnO2 | piroluzit |
| cr | FeO . Cr2O3 | kromit |
| Ti | TiO2 ve FeO . TiO2 | Rutil ve ilmenit |
| sn | SnO 2 | kassiterit |
2ZnS + 3O 2 = 2 ZnO + 2SO 2
Doğal hidroksitler ve karbonatlar, bir oksit oluşumuna yol açan termal ayrışmaya uğrarlar.
2MeOOH \u003d Me203 + H2O
MeCO3 \u003d MeO + CO2
Ayrıca metaller, çevre, hava oksijeni ile oksitlenir ve birçok metalurji endüstrisinin özelliği olan yüksek sıcaklıklarda metallerin oksidasyonu artar, ortaya çıkan oksitlerin özellikleri hakkında bilgi gereklidir.
Yukarıdaki nedenler, metal kimyası tartışmalarında oksitlere neden özel önem verildiğini açıklamaktadır.
Metallerin kimyasal elementleri arasında - 85 ve birçok metal birden fazla okside sahiptir, bu nedenle oksit sınıfı çok sayıda bileşik içerir ve bu çeşitlilik, özelliklerini gözden geçirmeyi zor bir görev haline getirir. Ancak, tanımlamaya çalışacaktır:
- tüm metal oksitlerde bulunan genel özellikler,
- özelliklerindeki değişikliklerdeki desenler,
- metalurjide en yaygın olarak kullanılan oksitlerin kimyasal özelliklerini ortaya çıkarmak,
- Metal oksitlerin bazı önemli fiziksel özelliklerini sunalım.
oksitler metaller, metal ve oksijen atomlarının stokiyometrik oranlarında farklılık gösterir.. Bu stokiyometrik oranlar, oksit içindeki metalin oksidasyon derecesini belirler.
Tablo, metalin oksidasyon derecesine bağlı olarak metal oksitlerin stokiyometrik formüllerini listeler ve hangi metallerin belirli bir stokiyometrik tipte oksit oluşturabildiğini gösterir.
Genel durumda, X'in metalin oksidasyon durumu olduğu MeO X / 2 formülü ile tanımlanabilen bu tür oksitlere ek olarak, metali farklı oksidasyon durumlarında içeren oksitler de vardır, örneğin Fe3O 4 , ayrıca sözde karışık oksitler, örneğin FeO . Cr2O3.
Tüm metal oksitlerin sabit bir bileşimi yoktur, değişken bileşimli oksitler bilinmektedir, örneğin TiOx, burada x = 0.88 - 1.20; FeOx, burada x = 1.04 - 1.12, vb.
S-metal oksitlerin her birinde yalnızca bir oksit bulunur. P- ve d-bloklarının metalleri, kural olarak, Al, Ga, In ve grup 3 ve 12'nin d-elementleri hariç, birkaç okside sahiptir.
MeO ve Me 2 O 3 gibi oksitler, 4 periyodun hemen hemen tüm d-metallerini oluşturur.. 5. ve 6. periyotların çoğu d-metali, metalin yüksek oksidasyon durumlarında olduğu oksitlerle karakterize edilir.³ 4. MeO tipi oksitler sadece Cd, Hg ve Pd'yi oluşturur; Y ve La'ya ek olarak Me203 yazın Au, Rh; gümüş ve altın, Me 2 O tipi oksitler oluşturur.
Metal oksitlerin stokiyometrik türleri
| Paslanma durumu | oksit türü | Oksit oluşturan metaller |
| +1 | ben 2 O | Metaller 1 ve 11 grupları |
| +2 | ben | Herşeyd-metaller 4 periyot(Sc hariç), tüm metaller 2 ve 12 grupları, yanı sıra Sn, Pb; Cd, Hg ve Pd |
| +3 | Ben 2 O 3 | Neredeyse hepsid-metaller 4 periyot(Cu ve Zn hariç), grup 3 ve 13'ün tüm metalleri, Au, Rh |
| +4 | MeO2 | Metaller 4 ve 14 grupları ve diğer birçok d-metali: V, Nb, Ta; Cr, Mo, W; Mn, Tc, Re; Ru, Os; Ir, Pt |
| +5 | Ben 2 O 5 | metaller5 ve 15 gruplar |
| +6 | MeO 3 | metaller6 gruplar |
| +7 | Ben 2 O 7 | metaller7 gruplar |
| +8 | MeO 4 | işletim sistemi ve ru |
oksitlerin yapısı
Metal oksitlerin büyük çoğunluğu normal koşullar - kristal katılardır. Bunun istisnası asidik oksit Mn 2 O 7'dir (koyu yeşil bir sıvıdır). Sadece çok az sayıda asit metal oksit kristali moleküler bir yapıya sahiptir, bunlar çok metal içeren asit oksitlerdir. yüksek derece oksidasyon: RuO 4, OsO4, Mn 2 O 7, Tc 2 O 7, Re 2 O 7.
çok Genel görünüm birçok kristalli metal oksitin yapısı, uzayda oksijen atomlarının düzenli üç boyutlu bir düzenlemesi olarak temsil edilebilir; metal atomları, oksijen atomları arasındaki boşluklarda bulunur. Oksijen çok elektronegatif bir element olduğundan, metal atomundan değerlik elektronlarının bir kısmını çekerek onu bir katyona dönüştürür ve oksijenin kendisi de anyonik bir forma girer ve yabancı elektronların eklenmesi nedeniyle boyutu artar. Büyük oksijen anyonları bir kristal kafes oluşturur ve metal katyonlar aralarındaki boşluklarda bulunur. Sadece oksidasyon derecesi az olan ve elektronegatiflik değeri küçük olan metal oksitlerde, oksitlerdeki bağ iyonik olarak kabul edilebilir. Pratik olarak iyonik, alkali ve toprak alkali metallerin oksitleridir. Çoğu metal oksitte Kimyasal bağ iyonik ve kovalent arasında bir ara maddedir. Metalin oksidasyon derecesinin artmasıyla kovalent bileşenin katkısı artar.
Metal oksitlerin kristal yapıları
Oksitlerdeki metallerin koordinasyon sayıları
Oksitlerdeki metal, yalnızca oksidasyon derecesi ile değil, aynı zamanda koordinasyon sayısı ile de karakterize edilir., kaç oksijen atomunu koordine ettiğini gösteren.
Metal oksitlerde çok yaygın olan koordinasyon sayısı 6'dır, bu durumda metal katyon, altı oksijen atomundan oluşan bir oktahedronun merkezindedir. Oktahedronlar, metal ve oksijen atomlarının stokiyometrik oranı korunacak şekilde bir kristal kafes içine paketlenir. Böylece, kalsiyum oksit kristal kafesinde, kalsiyum koordinasyon sayısı 6'dır. Merkezde Ca2+ katyonu bulunan oksijen oktahedronları, her oksijen altı kalsiyum atomu ile çevrelenecek şekilde birbirleriyle birleşir, yani. oksijen aynı anda 6 kalsiyum atomuna aittir. Böyle bir kristalin (6, 6) koordinasyonuna sahip olduğu söylenir. Birincisi katyonun koordinasyon sayısı, ikincisi ise anyonun koordinasyon sayısıdır. Bu nedenle, CaO oksit formülü yazılmalıdır.
CaO 6/6 ≡ CaO.
Ti02 oksitte, metal ayrıca oksijen atomlarının oktahedral ortamındadır, oksijen atomlarının bazıları zıt kenarlarla ve bazıları köşelerle bağlanır. Ti02 rutil kristalinde koordinasyon (6, 3) oksijenin üç titanyum atomuna ait olduğu anlamına gelir. Titanyum atomları, rutil kristal kafesinde dikdörtgen bir paralelyüz oluşturur.
Oksitlerin kristal yapıları oldukça çeşitlidir. Metaller yalnızca oksijen atomlarının oktahedral ortamında değil, aynı zamanda tetrahedral ortamda, örneğin BeO ≡ BeO 4|4 oksitinde de bulunabilir. Aynı zamanda kristal koordinasyonuna (4.4) sahip olan PbO oksitte kurşun, tabanında oksijen atomlarının bulunduğu bir tetragonal prizmanın tepesindedir.
Metal atomları, örneğin oktahedral ve tetrahedral boşluklarda, oksijen atomlarının farklı ortamlarında olabilir ve metal, farklı oksidasyon durumlarındadır., örneğin manyetitte Fe 3 O 4 ≡ FeO. Fe2O3.
Kristal kafeslerdeki kusurlar, bazı oksitlerin bileşimindeki değişkenliği açıklar.
Mekansal yapılar kavramı, karışık oksitlerin oluşumunun nedenlerini anlamayı mümkün kılar. Oksijen atomları arasındaki boşluklarda bir değil iki farklı metal atomu bulunabilir., gibi,
kromit FeO .
Cr2O3.
rutil yapı
Metal oksitlerin bazı fiziksel özellikleri
Normal sıcaklıklarda oksitlerin büyük çoğunluğu katıdır. Metallerden daha düşük yoğunluğa sahiptirler.
Birçok metal oksit refrakter maddelerdir. Bu, metalurjik fırınlar için refrakter oksitlerin refrakter malzemeler olarak kullanılmasını mümkün kılar.
CaO oksit, endüstriyel ölçekte 109 milyon ton/yıl miktarında üretilmektedir. Fırınların astarlanmasında kullanılır. BeO ve MgO oksitleri de refrakter olarak kullanılır. MgO oksit, erimiş alkalilerin etkisine karşı çok dirençli olan birkaç refrakterden biridir.
Bazen oksitlerin refrakterliği, metallerin eriyiklerinden elektroliz yoluyla elde edilmesinde problemler yaratır. Yani erime sıcaklığı yaklaşık 2000 °C olan Al 2 O 3 oksit, erime sıcaklığını ~ 1000 ° C'ye düşürmek için Na 3 kriyolit ile karıştırılmak zorundadır ve bu eriyikten bir elektrik akımı geçirilir.
Refrakter, d-metallerinin oksitleridir 5 ve 6 periyotları 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) ve ayrıca 4 d-metal periyodundaki birçok oksit (tabloya bakınız). Grup 2 s-metallerinin tüm oksitlerinin yanı sıra Al 2 O 3, Ga 2 O 3, SnO, SnO 2, PbO, yüksek erime noktalarına sahiptir (tabloya bakınız).
Düşük erime noktaları (yaklaşık C) genellikle asidik oksitlere sahiptir: RuO 4 (25), OsO 4 (41); Te 2 O 7 (120), Re 2 O 7 (302), ReO 3 (160), CrO 3 (197). Ancak bazı asit oksitler oldukça yüksek erime noktalarına sahiptir (o C): MoO 3 (801) WO 3 (1473), V 2 O 5 (680).
Seriyi tamamlayan d-elementlerinin bazik oksitlerinden bazıları kırılgandır, düşük sıcaklıklarda erir veya ısıtıldığında ayrışır. HgO (400 o C), Au 2 O 3 (155), Au 2 O, Ag 2 O (200), PtO 2 (400) ısıtıldığında ayrışır.
400 °C'nin üzerinde ısıtıldığında, tüm alkali metal oksitler de metal ve peroksit oluşumu ile ayrışır. Oksit Li 2 O daha kararlıdır ve 1000 o C'nin üzerindeki sıcaklıklarda ayrışır.
Aşağıdaki tablo, 4. periyot d-metallerinin yanı sıra s- ve p-metallerinin bazı özelliklerini göstermektedir.
s- ve p-metal oksitlerin özellikleri
| Ben | Oksit | Renk | T pl., оС | asit-baz karakteri |
| s-metaller | ||||
| Li | Li2O | beyaz | Tüm oksitler ayrışır T > 400 o C, Li 2 O, T > 1000 o C'de |
Tüm alkali metal oksitler baziktir, suda çözünür |
| Na | Na2O | beyaz | ||
| K | K2O | Sarı | ||
| Rb | Rb2O | Sarı | ||
| C'ler | Cs2O | Turuncu | ||
| olmak | BeO | beyaz | 2580 | amfoterik |
| mg | MgO | beyaz | 2850 | temel |
| CA | CaO | beyaz | 2614 | Suda temel, sınırlı çözünürlük |
| Bay | SrO | beyaz | 2430 | |
| Ba | BaO | beyaz | 1923 | |
| p-metaller | ||||
| Al | Al2O3 | beyaz | 2050 | amfoterik |
| ga | Ga2O3 | Sarı | 1795 | amfoterik |
| İçinde | 2 O 3'te | Sarı | 1910 | amfoterik |
| TL | Tl2O3 | Kahverengi | 716 | amfoterik |
| Tl2O | siyah | 303 | temel | |
| sn | SNO | koyu mavi | 1040 | amfoterik |
| SnO 2 | beyaz | 1630 | amfoterik | |
| Pb | PbO | kırmızı | T > 490 o C'de sararır | amfoterik |
| PbO | Sarı | 1580 | amfoterik | |
| Pb3O4 | kırmızı | Fark. | ||
| PbO2 | siyah | Fark. 300 o C'de | amfoterik | |
d-metal oksitlerin özellikleri 4 dönem
| Oksit | Renk | r, g/cm3 | T pl., оС | - ΔGo, kJ/mol | - ΔHo, kJ/mol | hakim asit-baz karakteri |
|
| sc | sc2O3 | beyaz | 3,9 | 2450 | 1637 | 1908 | temel |
| Ti | TiO | Kahverengi | 4,9 | 1780, s | 490 | 526 | temel |
| Ti2O3 | menekşe | 4,6 | 1830 | 1434 | 1518 | temel | |
| TiO2 | beyaz | 4,2 | 1870 | 945 | 944 | amfoterik | |
| V | ses | gri | 5,8 | 1830 | 389 | 432 | temel |
| V 2 O 3 | siyah | 4,9 | 1970 | 1161 | 1219 | temel | |
| VO2 | mavi | 4,3 | 1545 | 1429 | 713 | amfoterik | |
| V2 O 5 | Turuncu | 3,4 | 680 | 1054 | 1552 | asit | |
| cr | Cr2O3 | Yeşil | 5,2 | 2335p | 536 | 1141 | amfoterik |
| cro3 | kırmızı | 2,8 | 197p | 513 | 590 | asit | |
| Mn | MNO | gri-yeşil | 5,2 | 1842 | 385 | 385 | temel |
| Mn2O3 | Kahverengi | 4,5 | 1000p | 958 | 958 | temel | |
| Mn3O4 | Kahverengi | 4,7 | 1560p | 1388 | 1388 | ||
| MnO2 | Kahverengi | 5,0 | 535p | 521 | 521 | amfoterik | |
| Mn2O7 | Yeşil | 2,4 | 6.55p | 726 | asit | ||
| Fe | FeO | Siyah | 5,7 | 1400 | 265 | 265 | temel |
| Fe3 O 4 | siyah | 5,2 | 1540p | 1117 | 1117 | ||
| Fe2O3 | Kahverengi | 5,3 | 1565 s | 822 | 822 | temel | |
| ortak | COO | gri-yeşil | 5,7 | 1830 | 213 | 239 | temel |
| Co3 O 4 | siyah | 6,1 | 900p | 754 | 887 | ||
| Ni | NiO | gri-yeşil | 7,4 | 1955 | 239 | 240 | temel |
| Cu | Cu2O | Turuncu | 6,0 | 1242 | 151 | 173 | temel |
| CuO | siyah | 6,4 | 800p | 134 | 162 | temel | |
| çinko | ZnO | beyaz | 5,7 | 1975 | 348 | 351 | amfoterik |
Oksitlerin asit-baz karakteri, metalin oksidasyon derecesine ve metalin doğasına bağlıdır.
Oksidasyon durumu ne kadar düşükse, temel özellikler o kadar güçlüdür.Metal oksidasyon durumunda ise X £ 4 , o zaman oksidi ya bazik ya da amfoteriktir.
Oksidasyon derecesi ne kadar yüksek olursa, asidik özellikler o kadar belirgindir.. Metal oksidasyon durumunda ise X ≥ 5 , o zaman hidroksiti asidiktir.
Asidik ve bazik oksitlere ek olarak, amfoterik oksitler hem asidik hem de bazik özellikler gösteren.
hariç tüm p-metal oksitler amfoteriktir.TL 2 Ö.
İtibarens-metaller, sadece Be amfoterik okside sahiptir.
D-metaller arasında oksitler amfoteriktir. ZnO, Cr 2 O 3, Fe 2 O 3, Au 2 O 3, ve oksidasyon durumundaki hemen hemen tüm metal oksitler+4 temel ZrO 2 ve HfO 2 hariç.
Cr 2 O 3 , Fe 2 O 3 ve metal dioksitler dahil olmak üzere çoğu oksit, yalnızca alkalilerle kaynaştığında amfoterisite sergiler. ZnO, VO 2 , Au 2 O 3, alkali çözeltilerle etkileşime girer.
Oksitler için, asit-baz etkileşimlerine, yani bazik oksitler ile asitler ve asit oksitler arasındaki reaksiyonlara ve ayrıca asit ve amfoterik oksitlerin alkalilerle reaksiyonlarına ek olarak, redoks reaksiyonları da karakteristiktir.
Metal oksitlerin redoks özellikleri
Herhangi bir oksitte metal oksitlenmiş bir durumda olduğundan, istisnasız tüm oksitler oksitleyici özellikler sergileyebilir.
Pirometalurjide en yaygın reaksiyonlar- bunlar metal oksitler ve çeşitli indirgeyici maddeler arasındaki, bir metalin üretimine yol açan redoks etkileşimleridir.
Örnekler
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
Metalin birkaç oksidasyon durumu varsa, sıcaklıkta yeterli bir artışla, oksijen salınımı ile oksidi ayrıştırmak mümkün hale gelir.
4CuO \u003d 2Cu 2 O + O 2
3PbO 2 \u003d Pb 3 O 4 + O 2,
2Pb 3 O 4 \u003d O 2 + 6PbO
Bazı oksitler, özellikle asil metal oksitler, ısıtıldıklarında metal oluşturmak üzere ayrışabilirler.
2Ag 2 O \u003d 4Ag + O 2
2Au 2 O 3 \u003d 4Au + 3O 2
Bazı oksitlerin güçlü oksitleyici özellikleri pratikte kullanılmaktadır. Örneğin,
PbO 2 oksidin oksitleyici özellikleri, PbO 2 ile metalik kurşun arasındaki kimyasal reaksiyon nedeniyle elektrik akımının elde edildiği kurşun pillerde kullanılır.
PbO 2 + Pb + 2H 2 SO 4 \u003d 2PbSO 4 + 2H 2 O
MnO 2'nin oksitleyici özellikleri de elde etmek için kullanılır. elektrik akımı içinde galvanik hücreler(elektrikli piller).
2MnO 2 + Zn + 2NH4Cl = + 2MnOOH
Bazı oksitlerin güçlü oksitleyici özellikleri, asitlerle özel etkileşimlerine yol açar. Böylece, PbO 2 ve MnO 2 oksitleri, konsantre hidroklorik asit içinde çözüldüğünde indirgenir.
MnO 2 + 4HCl \u003d MnCl 2 + Cl 2 + 2H20
Bir metal birkaç oksit oluşturursa, daha düşük oksidasyon durumundaki metal oksitler oksitlenebilir, yani indirgeme özellikleri gösterebilir.
Metal oksitler, örneğin, düşük ve kararsız oksidasyon durumlarında özellikle güçlü indirgeme özellikleri sergiler. TiO, VO, CrO. Suda çözündüklerinde oksitlenirler ve suyu eski haline getirirler. Su ile reaksiyonları, bir metalin su ile reaksiyonlarına benzer.
2TiO + 2H20 = 2TiOOH + H2.
oksitler aranan karmaşık maddeler, molekülleri oksidasyon durumunda oksijen atomları içeren - 2 ve başka bir element.
oksijenin başka bir elementle doğrudan etkileşimi ile veya dolaylı olarak (örneğin tuzların, bazların, asitlerin ayrışmasıyla) elde edilebilir. Normal şartlar altında oksitler katı, sıvı ve gaz halindedir, bu tip bileşikler doğada çok yaygındır. oksitler bulunur yerkabuğu. Pas, kum, su, karbondioksit oksitlerdir.
Tuz oluşturanlar ve tuz oluşturmayanlardır.
Tuz oluşturan oksitler sonuç olarak oksitlerdir, kimyasal reaksiyonlar tuzlar oluşturur. Bunlar, suyla etkileşime girdiğinde karşılık gelen asitleri oluşturan ve bazlarla etkileşime girdiğinde karşılık gelen asidik ve normal tuzları oluşturan metallerin ve metal olmayanların oksitleridir. Örneğin, bakır oksit (CuO) tuz oluşturan bir oksittir, çünkü örneğin, hidroklorik asit(HCl) tuzu oluşur:
CuO + 2HCl → CuCl 2 + H 2 O.
Kimyasal reaksiyonların bir sonucu olarak, başka tuzlar da elde edilebilir:
CuO + SO 3 → CuSO 4.
Tuz oluşturmayan oksitler tuz oluşturmayan oksitler denir. Bir örnek CO, N 2 O, NO'dur.
Tuz oluşturan oksitler de 3 tiptir: bazik (kelimeden «
temel »
), asidik ve amfoterik.
Bazik oksitler baz sınıfına ait hidroksitlere karşılık gelen bu tür metal oksitler denir. Bazik oksitler arasında örneğin Na2O, K2O, MgO, CaO vb. bulunur.
Bazik oksitlerin kimyasal özellikleri
1. Suda çözünür bazik oksitler su ile reaksiyona girerek bazlar oluşturur:
Na20 + H20 → 2NaOH.
2. Asit oksitlerle etkileşime girerek karşılık gelen tuzları oluşturur
Na 2 O + SO 3 → Na 2 SO 4.
3. Asitlerle reaksiyona girerek tuz ve su oluşturun:
CuO + H 2 SO 4 → CuSO 4 + H 2 O.
4. Amfoterik oksitlerle reaksiyona girin:
Li 2 O + Al 2 O 3 → 2LiAlO 2 .
Oksitlerin bileşimindeki ikinci element, metal olmayan veya daha yüksek değerlik sergileyen (genellikle IV'ten VII'ye kadar olan) bir metal ise, bu tür oksitler asidik olacaktır. Asit oksitler (asit anhidritler), asit sınıfına ait hidroksitlere karşılık gelen oksitlerdir. Bu, örneğin, CO 2, SO 3, P 2 O 5, N 2 O 3, Cl 2 O 5, Mn 2 O 7, vb. asit oksitler suda ve alkalilerde çözünerek tuz ve su oluşturur.
Asit oksitlerin kimyasal özellikleri
1. Su ile etkileşime girerek asit oluşturur:
SO 3 + H 2 O → H 2 SO 4.
Ancak asidik oksitlerin tümü doğrudan su ile reaksiyona girmez (SiO 2 ve diğerleri).
2. Bir tuz oluşturmak için baz oksitlerle reaksiyona girin:
CO 2 + CaO → CaCO 3
3. Alkalilerle etkileşime girerek tuz ve su oluşturur:
CO 2 + Ba (OH) 2 → BaCO 3 + H 2 O.
Bölüm amfoterik oksit amfoterik özelliklere sahip bir element içerir. Amfoterisite, bileşiklerin koşullara bağlı olarak asidik ve bazik özellikler sergileme yeteneği olarak anlaşılır.Örneğin çinko oksit ZnO hem baz hem de asit olabilir (Zn(OH)2 ve H2ZnO 2). Amfoteriklik, koşullara bağlı olarak amfoterik oksitlerin ya bazik ya da asidik özellikler sergilemesiyle ifade edilir.
Amfoterik oksitlerin kimyasal özellikleri
1. Tuz ve su oluşturmak için asitlerle etkileşime geçin:
ZnO + 2HCl → ZnCl 2 + H 2 O.
2. Reaksiyon tuzu - sodyum çinkoat ve su sonucu oluşan katı alkalilerle (füzyon sırasında) reaksiyona girer:
ZnO + 2NaOH → Na 2 ZnO 2 + H 2 O.
Çinko oksit bir alkali solüsyonla (aynı NaOH) etkileşime girdiğinde başka bir reaksiyon meydana gelir:
ZnO + 2 NaOH + H20 => Na 2.
Koordinasyon sayısı - en yakın parçacıkların sayısını belirleyen bir özellik: bir molekül veya kristaldeki atomlar veya iyonlar. Her amfoterik metalin kendi koordinasyon numarası vardır. Be ve Zn için 4; For ve Al 4 veya 6'dır; ve Cr için 6 veya (çok nadiren) 4'tür;
Amfoterik oksitler genellikle suda çözünmezler ve suyla reaksiyona girmezler.
Sormak istediğiniz bir şey var mı? Oksitlerle ilgili daha fazla bilgi edinmek ister misiniz?
Bir öğretmenden yardım almak için - kaydolun.
İlk ders ücretsiz!
site, materyalin tamamen veya kısmen kopyalanmasıyla, kaynağa bir bağlantı gereklidir.
Suyun kimyasal özelliklerini incelerken, su ile reaksiyona giren metal olmayan birçok oksitin (oksit) asit oluşturduğunu öğrendiniz, örneğin:
SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4 + Q
Su ile etkileşime giren bazı metal oksitler bazlar (alkaliler) oluşturur, örneğin:
CaO + H20 \u003d Ca (OH) 2 + Q
Bununla birlikte, oksitlerin suyla reaksiyona girme özelliği, bu sınıfın tüm maddelerinde ortak değildir. Silikon dioksit Si02 , karbon monoksit CO, nitrik oksit NO, bakır oksit CuO, demir oksit Fe203 ve diğerleri gibi birçok oksit su ile etkileşime girmez.
Oksitlerin asitlerle etkileşimi
Bazı metal oksitlerin asitlerle reaksiyona girerek tuz ve su oluşturduğunu biliyorsunuz, örneğin:
CuO + H 2 SO 4 \u003d CuSO 4 + H 2 O
Oksitlerin bazlarla etkileşimi
Bazı oksitler (karbon dioksit CO 2, kükürt dioksit SO 2, fosforik anhidrit P 2 O 5, vb.) asitlerle reaksiyona girerek tuz ve su oluşturmazlar. Öğrenelim: üslerle etkileşime giriyorlar mı?
Kuru bir şişeyi karbondioksit ile dolduruyoruz ve içine sodyum hidroksit NaOH döküyoruz. Şişeyi, içine bir cam tüp yerleştirilmiş lastik bir tıpa ve serbest ucuna bir kelepçeli bir kauçuk tüp ile kapatıyoruz. Şişeye elimizle dokunarak bardağın ısınmasını hissedeceğiz. Şişenin iç duvarlarında su damlaları belirdi. Bunların hepsi bir kimyasal reaksiyonun işaretleridir. Karbondioksit, kostik soda ile reaksiyona girdiyse, şişede bir vakum yaratıldığı varsayılabilir. Bunu kontrol etmek için balon oda sıcaklığına soğuduktan sonra cihazın kauçuk tüpünün ucunu suyla kristalizatöre indirip klempi açın. Su hızla şişeye akacaktır. Şişedeki seyrekleşme varsayımımız doğrulandı - karbondioksit, kostik soda ile etkileşime giriyor. Reaksiyon ürünlerinden biri sudur. Ortaya çıkan katının bileşimi nedir?
NaOH + CO2 \u003d H20 +? +Q
Karbondioksitin bir oksit (oksit) hidrat - karbonik asit H2C03'e karşılık geldiği bilinmektedir. Şişede oluşan katı madde, karbonik asit - sodyum karbonat Na2C03 tuzudur.
Bir molekül sodyum karbonat oluşturmak için iki molekül sodyum hidroksit gereklidir:
2NaOH + CO2 \u003d Na2C03 + H20 + Q
Karbondioksit, kostik soda ile reaksiyona girdiğinde, sodyum karbonat tuzu Na2C03 ve su elde edildi.
Karbondioksite ek olarak, tuz ve su oluşturmak üzere alkalilerle etkileşime giren daha birçok oksit (oksit) (SO 2, SO 3, SiO 2, P 2 O 5 vb.) vardır.
oksitler Moleküllerinin bileşimi oksidasyon durumunda oksijen atomları içeren karmaşık maddeler olarak adlandırılır - 2 ve diğer bazı elementler.
oksijenin başka bir elementle doğrudan etkileşimi ile veya dolaylı olarak (örneğin tuzların, bazların, asitlerin ayrışmasıyla) elde edilebilir. Normal şartlar altında oksitler katı, sıvı ve gaz halindedir, bu tip bileşikler doğada çok yaygındır. Oksitler yerkabuğunda bulunur. Pas, kum, su, karbondioksit oksitlerdir.
Tuz oluşturanlar ve tuz oluşturmayanlardır.
Tuz oluşturan oksitler- Kimyasal reaksiyonlar sonucunda tuz oluşturan oksitlerdir. Bunlar, suyla etkileşime girdiğinde karşılık gelen asitleri oluşturan ve bazlarla etkileşime girdiğinde karşılık gelen asidik ve normal tuzları oluşturan metallerin ve metal olmayanların oksitleridir. Örneğin, bakır oksit (CuO) tuz oluşturan bir oksittir, çünkü örneğin hidroklorik asit (HCl) ile reaksiyona girdiğinde bir tuz oluşur:
CuO + 2HCl → CuCl 2 + H 2 O.
Kimyasal reaksiyonların bir sonucu olarak, başka tuzlar da elde edilebilir:
CuO + SO 3 → CuSO 4.
Tuz oluşturmayan oksitler tuz oluşturmayan oksitler denir. Bir örnek CO, N 2 O, NO'dur.
Tuz oluşturan oksitler de 3 tiptir: bazik (kelimeden «
temel »
), asidik ve amfoterik.
Bazik oksitler baz sınıfına ait hidroksitlere karşılık gelen bu tür metal oksitler denir. Bazik oksitler arasında örneğin Na2O, K2O, MgO, CaO vb. bulunur.
Bazik oksitlerin kimyasal özellikleri
1. Suda çözünür bazik oksitler su ile reaksiyona girerek bazlar oluşturur:
Na20 + H20 → 2NaOH.
2. Asit oksitlerle etkileşime girerek karşılık gelen tuzları oluşturur
Na 2 O + SO 3 → Na 2 SO 4.
3. Asitlerle reaksiyona girerek tuz ve su oluşturun:
CuO + H 2 SO 4 → CuSO 4 + H 2 O.
4. Amfoterik oksitlerle reaksiyona girin:
Li 2 O + Al 2 O 3 → 2LiAlO 2 .
Oksitlerin bileşimindeki ikinci element, metal olmayan veya daha yüksek değerlik sergileyen (genellikle IV'ten VII'ye kadar olan) bir metal ise, bu tür oksitler asidik olacaktır. Asit oksitler (asit anhidritler), asit sınıfına ait hidroksitlere karşılık gelen oksitlerdir. Bu, örneğin, CO 2, SO 3, P 2 O 5, N 2 O 3, Cl 2 O 5, Mn 2 O 7, vb. Asit oksitler suda ve alkalilerde çözünür, tuz ve su oluşturur.
Asit oksitlerin kimyasal özellikleri
1. Su ile etkileşime girerek asit oluşturur:
SO 3 + H 2 O → H 2 SO 4.
Ancak asidik oksitlerin tümü doğrudan su ile reaksiyona girmez (SiO 2 ve diğerleri).
2. Bir tuz oluşturmak için baz oksitlerle reaksiyona girin:
CO 2 + CaO → CaCO 3
3. Alkalilerle etkileşime girerek tuz ve su oluşturur:
CO 2 + Ba (OH) 2 → BaCO 3 + H 2 O.
Bölüm amfoterik oksit amfoterik özelliklere sahip bir element içerir. Amfoterisite, bileşiklerin koşullara bağlı olarak asidik ve bazik özellikler sergileme yeteneği olarak anlaşılır.Örneğin çinko oksit ZnO hem baz hem de asit olabilir (Zn(OH)2 ve H2ZnO 2). Amfoteriklik, koşullara bağlı olarak amfoterik oksitlerin ya bazik ya da asidik özellikler sergilemesiyle ifade edilir.
Amfoterik oksitlerin kimyasal özellikleri
1. Tuz ve su oluşturmak için asitlerle etkileşime geçin:
ZnO + 2HCl → ZnCl 2 + H 2 O.
2. Reaksiyon tuzu - sodyum çinkoat ve su sonucu oluşan katı alkalilerle (füzyon sırasında) reaksiyona girer:
ZnO + 2NaOH → Na 2 ZnO 2 + H 2 O.
Çinko oksit bir alkali solüsyonla (aynı NaOH) etkileşime girdiğinde başka bir reaksiyon meydana gelir:
ZnO + 2 NaOH + H20 => Na 2.
Koordinasyon sayısı - en yakın parçacıkların sayısını belirleyen bir özellik: bir molekül veya kristaldeki atomlar veya iyonlar. Her amfoterik metalin kendi koordinasyon numarası vardır. Be ve Zn için 4; For ve Al 4 veya 6'dır; ve Cr için 6 veya (çok nadiren) 4'tür;
Amfoterik oksitler genellikle suda çözünmezler ve suyla reaksiyona girmezler.
Sormak istediğiniz bir şey var mı? Oksitlerle ilgili daha fazla bilgi edinmek ister misiniz?
Bir öğretmenden yardım almak için -.
İlk ders ücretsiz!
blog.site, materyalin tamamen veya kısmen kopyalanmasıyla, kaynağa bir bağlantı gereklidir.