Okshappe omadused, nende moodustumine, nomenklatuur ja näited

A oksiid või oksohape on vesinikust, hapnikust ja mittemetalsest elemendist koosnev kolmepoolne hape, mis moodustab nn keskse aatomi. Sõltuvalt hapniku aatomite arvust ja seetõttu mittemetallilise elemendi oksüdatsioonitingimustest võib moodustada mitu hapet..

Need ained on puhtalt anorgaanilised; Süsinik võib siiski moodustada ühe kõige tuntumast hapest: süsinikhape, H₂CO₃. Kuna selle keemiline valem tõestab iseenesest, on sellel kolm aatomit O, üks C ja kaks H.

H-i kaks H-aatomit₂CO₃ need vabanevad keskkonda kui H⁺, mis selgitab selle happelisi omadusi. Karbonhappe vesilahuse kuumutamisel vabastab see gaasi.

See gaas on süsinikdioksiid, CO₂, anorgaaniline molekul, mis pärineb süsivesinike põletamisel ja raku hingamisel. Kui CO tagastati₂ veepaaki, H₂CO₃ oleks uuesti moodustatud; seetõttu moodustub teatud aine reageerimisel veega oksohape.

Seda reaktsiooni ei täheldata ainult CO puhul₂, kuid teiste anorgaaniliste kovalentsete molekulide puhul, mida nimetatakse happe oksiidideks.

Oksiididel on suur hulk kasutusalasid, mida on üldiselt raske kirjeldada. Selle rakendamine sõltub tohutult kesk-aatomist ja hapnikuarvust.

Neid võib kasutada ühenditest materjalide, väetiste ja lõhkeainete sünteesimiseks, isegi analüütilisel otstarbel või karastusjookide valmistamisel; nagu süsinikhape ja fosforhape, H₃PO₄, moodustavad osa nende jookide koostisest.

Indeks

• 1 Happe happe omadused ja omadused
  • 1.1 Hüdroksürühmad
  • 1.2 Kesk-aatom
  • 1.3 Happeline tugevus
• 2 Kuidas moodustuvad oksiidid?
  • 2.1 Koolitusnäited
  • 2.2 Metallhapped
• 3 Nomenklatuur
  • 3.1 Valentsi arvutamine
  • 3.2 Määrake hape
• 4 Näited
  • 4.1 Halogeenrühmade happeid
  • 4.2 VIA rühma oksiidid
  • 4.3. Boorhapped
  • 4.4 Süsinikoksiidid
  • 4.5 Kroomhapped
  • 4.6 Silikoonhapped
• 5 Viited

Happe happe omadused ja omadused

Hüdroksürühmad

Ülemises pildis on hapete jaoks üldine valem H.E.O. Nagu näha, on sellel vesinik (H), hapnik (O) ja tsentraalne aatom (E); et süsinikhappe puhul on süsinik, C.

Oksiidides olev vesinik on tavaliselt seotud hapnikuaatomiga ja mitte kesk-aatomiga. Fosforhape, H₃PO₃, kujutab konkreetset juhtumit, kus üks vesinikest on seotud fosforiaatomiga; seetõttu on selle struktuurivalem kõige paremini esindatud kui (OH)₂OPH.

Samal ajal kui lämmastikhape, HNO₂, on skelett H-O-N = O, nii et sellel on hüdroksüülrühm (OH), mis dissotsieerub vesiniku vabastamiseks.

Seega ei ole üks happe happe põhiomadusi mitte ainult hapniku, vaid ka OH-rühma poolest.

Teisest küljest omavad mõned oksiidid seda, mida nimetatakse oksorühmaks, E = O. Fosforhappe puhul on sellel oksorühm, P = O. Neil puudub H-aatom, nii et nad ei vastuta happesuse eest.

Kesk-aatom

Kesk-aatom (E) võib olla või mitte olla elektronegatiivne element, sõltuvalt selle asukohast perioodilise tabeli plokis p. Teisest küljest, hapnik, element, mis on veidi rohkem elektronegatiivne kui lämmastik, meelitab OH-sidest elektrone; seega võimaldab H-i vabanemine⁺.

Seega on E seotud OH rühmadega. Kui vabaneb H-ioon⁺ toimub happe ionisatsioon; see tähendab, et ta saab elektrilaengu, mis tema puhul on negatiivne. Oksiid võib vabastada nii palju H-iioone⁺ kui OH-rühmadel on oma struktuur; ja mida rohkem on, seda suurem on negatiivne laeng.

Väävelhappe väävel

Väävelhappel, polüprotiinil, on molekulaarne valem H₂SO₄. Seda valemit saab kirjutada ka järgmiselt: (OH)₂SO₂, rõhutada, et väävelhappel on kaks väävli külge kinnitatud hüdroksüülrühma, selle kesk- aatom.

Selle ionisatsiooni reaktsioonid on järgmised:

H₂SO₄ => H⁺    +     HSO₄^-

Seejärel vabastatakse teine ​​H⁺ ülejäänud OH-rühma kohta, aeglasemalt punkti, kus on võimalik kindlaks teha tasakaal:

HSO₄^-    <=>   H⁺    +     SO₄^2-

Teine dissotsiatsioon on raskem kui esimene, kuna positiivne laeng peab olema eraldatud (H)⁺) kahekordse negatiivse maksu (SO₄^2-).

Happe tugevus

Peaaegu kõigi keskse aatomiga (mitte metallist) oksiidide tugevus suureneb keskelementi oksüdeerumisoleku suurenemisega; mis omakorda on otseselt seotud hapniku aatomite arvu suurenemisega.

Näiteks on näidatud kolm seeriat oksiidhapet, mille happesusjõud on tellitud madalaimast kuni suurima:

H₂SO₃ < H₂SO₄

HNO₂ < HNO₃

HClO < HClO₂ < HClO₃ < HClO₄

Enamikus oksiidides, millel on erinevad oksüdatsioonitingimustega elemendid, kuid mis kuuluvad perioodilise tabeli samasse rühma, suureneb happe tugevus otse keskse aatomi elektronegatiivsusega:

H₂SeO₃ < H₂SO₃

H₃PO₄ < HNO₃

HBrO₄ < HClO₄

Kuidas moodustuvad oksiidid?

Nagu juba alguses mainitud, tekivad hapetid, kui teatud ained, mida nimetatakse happeoksiidideks, reageerivad veega. Seda selgitatakse sama süsinikhappe näite abil.

CO₂   +    H₂O     <=>    H₂CO₃

Happe oksiid + vesi => oksiid

Mis juhtub, on see, et H-molekul₂Või kovalentselt seondub CO-ga₂. Kui vesi eemaldatakse kuumuse teel, nihkub tasakaal CO regenereerimisele₂; see tähendab, et kuum kuumutatud jook kaotab oma kihiseva tunde varem kui külm.

Teisest küljest moodustuvad happemetallid, kui mittemetallist element reageerib veega; kuigi täpsemalt, kui reaktiivne element moodustab kovalentse iseloomuga oksiidi, mille lahustumine vees tekitab H-iioone⁺.

On juba öeldud, et H ioonid⁺ on saadud happe ioonimise tulemus.

Koolitusnäited

Klooroksiid, Cl₂O₅, Reageerib veega, saades kloorhappe:

Cl₂O₅  +    H₂O => HClO₃

Vääveloksiid, SO₃, Reageerib veega, moodustades väävelhappe:

SO₃   +    H₂O => H₂SO₄

Ja perioodiline oksiid, mina₂O₇, Reageerib veega, moodustades perioodilise happe:

I₂O₇   +    H₂O => HIO₄

Lisaks nendele klassikalistele oksiidide moodustumise mehhanismidele on ka teisi sama eesmärgiga reaktsioone.

Näiteks fosfortrikloriid, PCl₃, reageerib veega, et saada fosforhapet, hapet ja vesinikkloriidhapet.

PCl₃    +    3H₂O => H₃PO₃ +      HCl

Ja fosforpentakloriid, PCl₅, reageerib veega, saades fosforhappe ja vesinikkloriidhappe.

PCl₅   +    4 H₂O => H₃PO₄    +    HCl

Metallhapped

Mõned üleminekumetallid moodustavad happe oksiide, st nad lahustuvad vees, et saada happeid.

Mangaanoksiid (VII) (veevaba permangaan) Mn₂O₇ ja kroomoksiid (VI) on kõige levinumad näited.

Mn₂O₇   +    H₂O => HMnO₄ (permangaanhape)

CrO₃      +   H₂O => H₂CrO₄ (kroomhape)

Nomenklatuur

Valentsuse arvutamine

Oksüdhappe õigeks nimetamiseks tuleb alustada keskse aatomi E. valentsi- või oksüdatsiooninumbri määramisest. Lähtudes üldisest valemist HEO, võetakse arvesse järgmist:

-O-l on valents -2

-H-i valentsus on +1

Seda silmas pidades on oksüdeeruv HEO neutraalne, seega peab valentside laengute summa olema võrdne nulliga. Seega on meil järgmine algebraline summa:

-2 + 1 + E = 0

E = 1

Seetõttu on E valentsus +1.

Siis peame kasutama võimalikke valentseid, millel võib olla E. Kui valentside vahel on väärtused +1, +3 ja +4, siis "töötab" siis madalam valents..

Nimetage hape

HEO nimetamiseks alustage seda happe nimetusega, millele järgneb E nimetus koos sufiksidega -ico, kui töötate kõrgeima valentsiga, u -oso, kui töötate madalaima valentsiga. Kolme või enama korral kasutatakse eesliite hüpo- ja per-nimetusi, et viidata väikseimatele ja suurimatele valentsidele..

Niisiis kutsutakse HEO:

Hape hüpoglükeemia(E nimi)kandma

Kuna +1 on selle kolme valentsist väikseim. Ja kui see oleks HEO₂, siis E oleks valents +3 ja seda nimetataks:

Hape (E nimi)kandma

Ja samal viisil HEO₃, kus E töötab valentsiga +5:

Hape (E nimi)ico

Näited

Allpool on toodud hulk happe happeid koos nende nomenklatuuridega.

Halogeenrühma oksiidid

Halogeenid sekkuvad oksiidide moodustamisse valentsidega +1, +3, +5 ja +7. Kloor, broom ja jood võivad moodustada nelja tüüpi happeid, mis vastavad nendele valentsidele. Kuid ainult fluorist valmistatud hapnikhape on hüpofluorhape (HOF), mis on ebastabiilne.

Kui rühma oksiid kasutab valentsi +1, nimetatakse seda järgmiselt: hüdrokloorhape (HClO); hüpobroomhape (HBrO); hüpoiodooshape (HIO); Hüdrofluorhape (HOF).

Valentsiga +3 ei kasutata prefiksit ja kasutatakse ainult karu sufiksi. Sul on kloorhapped (HClO)₂), bromoso (HBrO)₂) ja Yodoso (HIO)₂).

Valentsiga +5 prefiksit ei kasutata ja kasutatakse ainult sufiksit ico. Sul on kloorhapped (HClO)₃), brómico (HBrO)₃) ja jood (HIO)₃).

Valentsiga +7 töötades kasutatakse eesliidet ja sufiksit ico. Sul on perklorohapped (HClO)₄), perbromiid (HBrO)₄) ja perioodiline (HIO)₄).

Oksidid VIA grupist

Selle rühma mittemetallelemendid on kõige tavalisemad valentsid -2, +2, +4 ja +6, mis moodustavad kõige tuntumates reaktsioonides kolm hapet..

Valentsiga +2 kasutatakse eesliide hipo ja karu sufiks. Sul on hüposulfurhapped (H₂SO₂), hyposelenious (H₂SeO₂) ja hüpoteluroso (H₂TeO₂).

Valentsiga +4 prefiksit ei kasutata ja karu sufiksit kasutatakse. Sul on väävelhapped (H₂SO₃), selenious (H₂SeO₃) ja teluroso (H)₂TeO₃).

Ja kui nad töötavad valentsiga + 6, ei kasutata eesliidet ja kasutatakse ico sufiksi. Neil on väävelhapped (H₂SO₄), seleeniline (H₂SeO₄) ja telluur (H₂TeO₄).

Boori happeid

Booril on valents +3. Teil on metaboolsed happed (HBO)₂), piroboorne (H₄B₂O₅) ja orthororic (H₃BO₃). Erinevus on booroksiidiga reageeriva vee arvus.

Süsinikhapped

Süsinikul on valentsid +2 ja +4. Näited: koos valentsiga +2, süsinikuhape (H₂CO₂) ja valents +4, süsinikhape (H₂CO₃).

Kroomoksiidid

Kroomil on valentsid +2, +4 ja +6. Näited: valents 2, hüpokroomhape (H₂CrO₂); valents 4, kroomhape (H₂CrO₃); ja valents 6, kroomhape (H₂CrO₄).

Ränihapped

Räni on valentsid -4, +2 ja +4. Sellel on metasilihape (H₂SiO₃) ja pürosoolhape (H₄SiO₄). Pange tähele, et mõlemas Si-s on +4 valents, kuid erinevus seisneb veemolekulide arvus, mis reageerisid happe oksiidiga.

Viited

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Keemia (8. väljaanne). KESKMINE Õppimine.
2. Toimetaja (6. märts 2012). Oksiidide koostised ja nomenklatuur. Välja otsitud andmebaasist: si-educa.net
3. Wikipedia. (2018). Oksihape Välja otsitud andmebaasist: en.wikipedia.org
4. Steven S. Zumdahl. (2019). Oksihape Encyclopædia Britannica. Välja otsitud: britannica.com
5. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (31. jaanuar 2018). Üldised oksohappeühendid. Välja otsitud andmebaasist: thinkco.com