תחמוצות בסיסיות: היווצרות, שמות, תכונות - כִּימִיָה - 2025

התחמוצות הבסיסיות אלו נוצרות על ידי האיחוד של קטיון מתכת עם dianion של חמצן (O ² ); הם בדרך כלל מגיבים עם מים ליצירת בסיסים, או עם חומצות ליצירת מלחים. בגלל האלקטרוניטיביות החזקה שלו, חמצן יכול ליצור קשרים כימיים יציבים כמעט עם כל היסודות, והתוצאה היא סוגים שונים של תרכובות.

אחת התרכובות הנפוצות ביותר שדיאניון חמצן יכול ליצור היא תחמוצת. תחמוצות הן תרכובות כימיות המכילות לפחות אטום חמצן אחד יחד עם אלמנט אחר בפורמולה שלהם; הם יכולים להיווצר בעזרת מתכות או לא מתכות ובשלושת מצבי צבירת החומר (מוצק, נוזלי וגזי).

מסיבה זו, יש להם מספר רב של תכונות מהותיות שיכולות להשתנות, אפילו בין שתי תחמוצות הנוצרות באותה מתכת וחמצן (כמו ברזל (II) ותחמוצת ברזל (III), או ברזל וברזל, בהתאמה). כאשר חמצן מצטרף למתכת ליצירת תחמוצת מתכת, אומרים כי תחמוצת בסיסית נוצרה.

הסיבה לכך היא שהם מהווים בסיס על ידי התמוססות במים או שהם מגיבים כבסיסים בתהליכים מסוימים. דוגמה לכך היא כאשר תרכובות כמו CaO ו- Na ₂ O מגיבות עם מים וגורמות להידרוקסיד Ca (OH) ₂ ו- 2NaOH בהתאמה.

תחמוצות בסיסיות הן בדרך כלל יוניותן, הופכות להיות יותר קוולנטיות כשמדברים על אלמנטים מימין לטבלה המחזורית. יש גם תחמוצות חומציות (הנוצרות ממתכות שאינן מתכות) ותחמוצות אמפוטריות (נוצרות מאלמנטים אמפוטריים).

הַדְרָכָה

מתכות האדמה האלקליות והאלקליות יוצרות שלושה סוגים שונים של תרכובות בינאריות מחמצן. מלבד תחמוצות, יכולים להיות גם פרוקסידים (המכילים יוני חמצן, O ₂ ^2- ) וסופרוקסיד (שיש בהם יוני סופר-אוקסיד O ₂ ^- ).

ניתן להכין את כל התחמוצות הנוצרות ממתכות אלקליות על ידי חימום הנייטראט המתאים של המתכת עם המתכת האלמנטלית שלה, כמו למשל מה שמוצג להלן, שם האות M מייצגת מתכת:

2MNO ₃ + 10M + חום → 6M ₂ O + N ₂

לעומת זאת, להכנת התחמוצות הבסיסיות ממתכות האדמה הבסיסיות, הפחממות המתאימות להם מחוממות, כמו בתגובה הבאה:

OLS ₃ + חום → MO + CO ₂

היווצרות של תחמוצות בסיסיות יכולה להתרחש גם כתוצאה מטיפול בחמצן, כמו במקרה של סולפידים:

2MS + 3O ₂ + חום → 2MO + 2SO ₂

לבסוף, זה יכול להתרחש על ידי חמצון של כמה מתכות עם חומצה חנקתית, כפי שמתרחש בתגובות הבאות:

2Cu + 8HNO ₃ + חום → 2CuO + 8NO ₂ + 4H ₂ O + O ₂

Sn + 4HNO ₃ + חום → SnO ₂ + 4NO ₂ + 2H ₂ O

מִנוּחַ

המינוח של תחמוצות בסיסיות משתנה בהתאם לסטואיציומטריה שלהן ובהתאם למספרי החמצון האפשריים שיש לאלמנט המתכתי המעורב.

אפשר להשתמש כאן בנוסחה הכללית שהיא מתכת + חמצן, אך קיימת גם מונומטוריה סטויו-מטרית (או שמות מלאי ישנים) בה נקראים תרכובות על ידי הצבת המילה "תחמוצת", ואחריה שם המתכת ושמה מצב חמצון בספרות רומיות.

כשמדובר במונומיקה שיטתית עם קידומות, הכללים הכלליים משמשים במילה "תחמוצת", אך הקידומות מתווספות לכל יסוד עם מספר האטומים בפורמולה, כמו במקרה של "דו-ברזל דו-חמצני". .

בנומה-קלאסית מסורתית, הסיומות "-נו" ו- "-אקו" משמשים לזיהוי המתכות הנלוות בעלות ערך נמוך או גבוה יותר בתחמוצת, בנוסף לעובדה שתחמוצות בסיסיות ידועות כ"אנהידרידים בסיסיים "בשל יכולתן ליצור הידרוקסידים בסיסיים כשמוסיפים להם מים.

בנוסף, nomenclature זה משתמש בכללים, כך שכאשר מתכתית מצבי חמצון היא עד +3 היא נקראת על פי כללי תחמוצות, וכאשר יש לה מצבי חמצון גדולים או שווים ל- +4, היא נקראת עם כללי האנאידרידים.

כללי סיכום לשמות תחמוצות בסיסיות

תמיד יש להקפיד על מצבי החמצון (או הערכיות) של כל יסוד. כללים אלה מסוכמים להלן:

1- כאשר לאלמנט יש מספר חמצון יחיד, כמו למשל במקרה של אלומיניום (Al ₂ O ₃ ), נקראת התחמוצת:

שמות מסורתיים

תחמוצת אלומיניום.

שיטתיות עם קידומות

לפי כמות האטומים שיש לכל אחד מהאלמנטים; כלומר דיאלומיניום טריוקסיד.

שיטתיות עם ספרות רומיות

תחמוצת אלומיניום, שבה לא נכתב מצב החמצון מכיוון שיש בו רק אחד.

2- כאשר לאלמנט שני מספרי חמצון, למשל במקרה של עופרת (+2 ו- +4, שנותנים לתחמוצות PbO ו- PbO ₂ , בהתאמה), הוא נקרא:

שמות מסורתיים

סיומות "דוב" ו- "איקו" עבור קטינים ועיקריים, בהתאמה. לדוגמא: תחמוצת צנרת עבור PbO ותחמוצת עופרת ל- PbO ₂ .

Nomenclature שיטתית עם קידומות

עופרת תחמוצת ועופרת דו תחמוצית.

Nomenclature שיטתית עם ספרות רומיות

תחמוצת עופרת (II) ותחמוצת עופרת (IV).

3- כאשר לאלמנט יש יותר משניים (עד ארבעה) מספרי חמצון, הוא נקרא:

שמות מסורתיים

כאשר יש לאלמנט שלושה ערכים, הקידומת «היפו-» והסיומת «–וסו» מתווספות לערכיות הקטנה ביותר, כמו למשל בהיפופוספור; הסיומת «–oso» מתווספת לערך הביניים, כמו בתחמוצת זרחן; ולבסוף, לערכיות רבה יותר "-איקו" מתווסף כמו תחמוצת זרחן.

כאשר יש לגורם ארבע תעלות, כמו במקרה של כלור, הנוהל הקודם מיושם עבור הנמוכים והשניים הבאים, אך על תחמוצת המספר החמצון הגבוה ביותר מוסיפים הקידומת "לכל-" והסיומת "-ico". . התוצאה היא (לדוגמא) תחמוצת כלורכית למצב החמצון +7 של אלמנט זה.

עבור מערכות עם קידומת או ספרות רומיות, הכללים שהוחלו על שלושה מספרי חמצון חוזרים ונשארים זהים.

נכסים

- הם נמצאים בטבע כמוצקים גבישיים.

- תחמוצות בסיסיות נוטות לאמץ מבנים פולימריים, שלא כמו תחמוצות אחרות היוצרות מולקולות.

- בגלל החוזק הניכר של קשרי MO והמבנה הפולימרי של תרכובות אלה, תחמוצות בסיסיות בדרך כלל אינן מסיסות, אך ניתן לתקוף אותן על ידי חומצות ובסיסים.

- רבים מהתחמוצות הבסיסיות נחשבות לתרכובות לא סטואיציומטריות.

- הקשרים של תרכובות אלה מפסיקים להיות יוניים והופכים להיות קוולנטים ככל שמתקדמים לתקופה בטבלה המחזורית.

- החומצה האופיינית לתחמוצת גדלה ככל שהיא יורדת דרך קבוצה בטבלה המחזורית.

- זה גם מגביר את החומציות של תחמוצת במספרים חמצוניים גבוהים יותר.

- ניתן להפחית תחמוצות בסיסיות בעזרת ריאגנטים שונים, אך אחרות אף יכולות להיות מופחתות באמצעות חימום פשוט (פירוק תרמי) או על ידי תגובה אלקטרוליזה.

- רוב התחמוצות הבסיסיות (לא אמפוטריות) באמת נמצאות בצד שמאל של הטבלה המחזורית.

- רוב קרום כדור הארץ מורכב מתחמוצות מתכת מוצקות.

- חמצון הוא אחד השבילים המובילים לקורוזיה של חומר מתכתי.

דוגמאות

תחמוצת ברזל

הוא נמצא בעפרות ברזל בצורת מינרלים, כמו המטיט ומגנטיט.

בנוסף, תחמוצת הברזל מהווה את ה"חלודה "האדומה והמפורסמת המורכבת ממסות מתכת מקורזל שנחשפו לחמצן ולחות.

תחמוצת נתרן

זהו תרכובת המשמשת לייצור קרמיקה וכוסות, כמו גם להיות מבשר בייצור נתרן הידרוקסיד (סודה קאוסטית, ממס חזק ומוצר ניקוי).

תחמוצת מגנזיום

מינרל מוצק היגרוסקופי, תרכובת זו עשירה במוליכות תרמית ודלה במוליכות חשמלית היא בעלת שימושים רבים בבנייה (כמו קירות עמידים בפני אש), ובתיקון מים ואדמה מזוהמים.

תחמוצת נחושת

יש שתי גרסאות של תחמוצת נחושת. תחמוצת Cupric היא מוצק שחור המתקבל מכרייה ושיכול לשמש פיגמנט או לסילוק סופי של חומרים מסוכנים.

לעומת זאת, תחמוצת הקופרסים היא מוצק מוליך למחצה אדום שמוסיפים לפיגמנטים, קוטלי פטריות וצבעים ימיים בכדי למנוע הצטברות שאריות על גוף האוניה.

הפניות

1. בריטניקה, א '(נ'). תַחמוֹצֶת. נשלח מ- britannica.com
2. ויקיפדיה. (sf). תַחמוֹצֶת. נשלח מ- en.wikipedia.org
3. צ'אנג, ר '(2007). מקסיקו: מקגרו-היל.
4. LibreTexts. (sf). תחמוצות. נשלח מ- chem.libretexts.org
5. בתי ספר, NP (sf). שמות תחמוצות וחמצן. נשלח מ- newton.k12.ma.us