Hydroksidit

Mitä ovat hydroksidit?

Se Hydroksidit Ne ovat epäorgaanisia ja kolmiosaisia ​​yhdisteitä, jotka koostuvat metallikationin ja funktionaalisen ryhmän OH: n välisestä vuorovaikutuksesta (hydroksidianionin, OH^--A. Suurin osa heistä on luonteeltaan, vaikka niillä voi olla myös kovalenttisia sidoksia.

Esimerkiksi hydroksidi voidaan esittää sähköstaattisena vuorovaikutuksena kationin m: n välillä⁺ ja anionia Oh^-, tai kovalenttisena liitona M-OH-linkin kautta (alempi kuva). Ensimmäisessä annetaan ioninen sidos, kun taas toisessa kovalenttisesti. Tämä tosiasia riippuu olennaisesti metallista tai kationista⁺, samoin kuin sen kuormitus- ja ioniradio.

Hydroksidin esitys. Lähde: Gabriel Bolívar

Koska suuri osa heistä tulee metalleista, se vastaa niitä metallihydroksideina.

Kuinka hydroksidit muodostuvat?

Synteettisiä reittejä on kaksi: vastaavan oksidin reaktiolla veden kanssa tai voimakkaan emäksen kanssa happamassa väliaineessa:

Mo + H₂O => m (OH)₂

Mo + H⁺ + vai niin^- => M (OH)₂

Vain ne vesiliukoiset metallioksidit reagoivat suoraan hydroksidiin (ensimmäinen kemiallinen yhtälö). Toiset ovat liukenemattomia ja vaativat happoja, jotka vapautuvat m⁺, joka sitten on vuorovaikutuksessa OH: n kanssa^- vahvoista emäksistä (toinen kemiallinen yhtälö).

Nämä voimakkaat emäkset ovat kuitenkin NaOH, KOH ja muut alkalisista metalleista (LIOH, RBOH, CSOH) metallihydroksidit (CSOH). Nämä ovat erittäin liukoisia ionisia yhdisteitä vedessä, siksi niiden OH^- He voivat vapaasti osallistua kemiallisiin reaktioihin.

Toisaalta on liukenemattomia metallihydroksideja ja siten ne ovat erittäin heikkoja emäksiä. Jopa jotkut heistä ovat happamia, kuten telluurihapon tapauksessa, TE (OH)₆.

Hydroksidi luo liukoisuustasapainon sen ympärillä olevan liuottimen kanssa. Jos se on esimerkiksi vettä, tasapaino ilmaistaan ​​seuraavasti:

M (Voi)₂ M²⁺(AC) + OH^-(AC)

Missä (AC) tarkoittaa, että väliaine on vesipitoinen. Kun kiinteä aine on liukenematon, OH liuennut pitoisuus on pieni tai halveksittava. Tästä syystä liukenemattomat metallihydroksidit eivät voi tuottaa ratkaisuja yhtä emäksisiä kuin NaOH.

Yllä olevasta voidaan päätellä, että hydroksidilla on hyvin erilaisia ​​ominaisuuksia, jotka liittyvät kemialliseen rakenteeseen ja metallin ja OH: n vuorovaikutuksiin. Siten, vaikka monet ovat ionisia, monimuotoisilla kiteisillä rakenteilla, toisilla on sen sijaan monimutkaisia ​​ja sotkuisia polymeerirakenteita.

Hydroksidiominaisuudet

Voi anioni^-

Hydroksyyli -ioni on happiatomi, joka on kytketty vetyyn. Siten tämä voidaan helposti esitellä OH^-. Negatiivinen kuorma sijaitsee happea, mikä tekee tästä anionista lajien elektronien luovuttajan: emäs.

Jos^- Tehty sen elektronit vedeksi, muodostuu H -molekyyli₂JOMPIKUMPI. Voit myös lahjoittaa elektronejasi positiivisiin kuormituslajeihin: Metallikeskuksina m⁺. Siten koordinaatiokompleksi muodostuu M-OH-datiivisen linkin kautta (happi tarjoaa elektroniparin).

Jotta tämä tapahtuisi, hapen on kyettävä koordinoimaan tehokkaasti metallin kanssa, muuten M: n ja OH: n välisissä vuorovaikutuksissa on huomattava ioninen merkki (M⁺ vai niin^--A.

Voi palvella sinua: tilavuuspipetti: Ominaisuudet, käytöt, kalibrointi ja virheet

Koska hydroksyyli -ioni on sama kaikissa hydroksideissa, ero kaikkien välillä on kationissa, joka liittyy siihen.

Samoin, koska tämä kationi voi tulla mistä tahansa metallista jaksollisesta taulukosta (ryhmät 1, 2, 14, 15, 16 tai siirtymämetallit), tällaisten hydroksidien ominaisuudet vaihtelevat suuresti, vaikka kaikki harkitsevat joitain yhteisiä näkökohtia.

Ioni- ja perushahmo

Hydroksidit, vaikka niillä on koordinaatiolinkit, on piilevä ioninen merkki. Joissakin, kuten NaOH: ssa, sen ionit ovat osa Na -kationien muodostamaa kiteistä verkkoa⁺ Ja Voi anionit^- mittasuhteessa 1: 1; eli jokaiselle Na -ionille⁺ Siellä on OH -ioni^- vastoin.

Metallikuormasta riippuen on enemmän tai vähemmän OH -anionit^- sen ympärillä. Esimerkiksi metallikationille m²⁺ Siellä on kaksi OH -ionia^- vuorovaikutuksessa hänen kanssaan: M (OH)₂, Mikä on luonnokset kuten Ho^- M²⁺ vai niin^-.

Samalla tavalla se tapahtuu metallien m³⁺ ja muiden positiivisempien maksujen kanssa (vaikka ne ylittävät harvoin 3+).

Tämä ioninen merkki on vastuussa monista fysikaalisista ominaisuuksista, kuten fuusio- ja kiehumispisteistä. Nämä ovat korkeat, mikä heijastaa kiteisessä verkossa toimivia sähköstaattisia voimia. Lisäksi, kun hydroksidit on liuennut tai sulanut, ne voivat suorittaa sähkövirtaa ionien liikkuvuuden vuoksi.

Kaikilla hydroksideilla ei kuitenkaan ole samoja kiteisiä verkkoja. Ne, joilla on vakain. Pääsääntöisesti, sitä erillisempi m: n ioniset radiot⁺ ja oh^-, Lisää liukoista on sama.

Säännöllinen suuntaus

Yllä oleva selittää miksi alkalisen metallin hydroksidien liukoisuus kasvaa ryhmän laskeutuessa. Siten kasvava liukoisuusjärjestys vedessä näihin on seuraava: Lioh

VAI NIIN^- Se on pieni anioni, ja kun kationi muuttuu tilaa vievämmäksi, kiteinen verkko heikentää energiaa.

Toisaalta alkalinottimet metallit muodostavat vähemmän liukoisia hydroksideja suurimpien positiivisten kuormituksensa vuoksi. Tämä johtuu siitä, että m²⁺ Se houkuttelee enemmän voimaa OH: hon^- verrattuna m⁺. Samoin sen kationit ovat pienempiä ja siksi vähemmän epätasa -arvoisia verrattuna OH: hon^-.

Tämän tuloksena on kokeellinen näyttö siitä, että NaOH on paljon emäksisempi kuin CA (OH)₂. Sama päättely voidaan soveltaa muihin hydroksideihin, joko siirtymämetallien tai P -lohkon (AL, PB, TE: n jne. P -ryhmille, jne.-A.

Myös pienempi ja suuri ioninen säde ja m: n positiivinen kuorma⁺, Minorista on hydroksidin ioninen luonne, toisin sanoen ne, joilla on erittäin korkea kuormitustiheydet. Esimerkki tästä tapahtuu beryylihydroksidilla, BE (OH)₂. Hän olla²⁺ Se on hyvin pieni kationi ja sen kaksiarvoinen kuorma tekee siitä sähköisesti erittäin tiheän.

Antfoteerismi

M Hydroksidit (OH)₂ reagoi happojen kanssa muodostaakseen vesipilun, toisin sanoen m⁺ vesimolekyylien ympäröimä. Hydroksideja on kuitenkin rajoitettu määrä, jotka voivat myös reagoida emäksen kanssa. Nämä ovat niitä, jotka tunnetaan nimellä Amphoteros -hydroksidit.

Voi palvella sinua: jalokaasut: ominaisuudet, kokoonpano, reaktiot, käyttö

Anfoterihydroksidit reagoivat sekä happojen että emäksen kanssa. Toinen tilanne voidaan edustaa seuraavalla kemiallisella yhtälöllä:

M (Voi)₂ + vai niin^- => M (OH)₃^-

Mutta kuinka selvittää, onko hydroksidi amfoteria? Yksinkertaisen laboratoriokokeen kautta. Koska monet metalliset hydroksidit ovat liukenemattomia veteen, lisäämällä vahva pohja liuokseen, jossa on m -ioneja⁺ liuennut esimerkiksi³⁺, Se saostaa vastaavan hydroksidin:

Siihen³⁺(AC) + 3OH^-(AC) => AH (OH)₃(S)

Mutta jolla on ylimääräinen OH^- Hydroksidi jatkaa reagointia:

Al (OH)₃(S) + OH^- => Al (OH)₄^-(AC)

Seurauksena ympäröivät vesimolekyylit liukenevat uuden negatiivisen kuormituskompleksin liuottaen valkoisen alumiinihydroksidiyhtiön. Ne hydroksidit, jotka pysyvät muuttumattomina ylimääräisellä lisäaineella.

Rakenteet

Hydroksidit voivat olla kiteisiä rakenteita, jotka ovat samanlaisia ​​kuin monilla suoloilla tai oksideilla; Jotkut yksinkertaiset ja toiset erittäin monimutkaisia. Lisäksi ne, joissa ionien luonne vähenee.

Liuoksessa rakenteet ovat erilaisia. Vaikka erittäin liukoisten hydroksidien kohdalla riittää harkitsemaan niitä ioneina, jotka ovat liuenneet veteen, muille on tarpeen ottaa huomioon koordinointikemia.

Siten jokainen kationi m⁺ Se voidaan koordinoida rajoitetulle määrälle lajeja. Mitä tilaa vievämpi, sitä suurempi on veden tai OH -molekyylien lukumäärä^- häneen linkitetty. Täältä syntyy monien veteen liuotettujen metallien kuuluisa koordinointi oktaedrinen (tai missä tahansa muussa liuottimessa): M (OH₂-A₆⁺ⁿ, on yhtä suuri kuin positiivinen metallikuorma.

Cr (OH)₃, Esimerkiksi todella oktaedroni. Kuten? Kun otetaan huomioon yhdiste [cr (OH₂-A₃(VAI NIIN)₃], joista kolme vesimolekyyliä korvataan OH -anioneilla^-.

Jos kaikki molekyylit korvataan OH^-, Sitten saadaan negatiivinen kuorma ja oktaedrinen rakennekompleksi [CR (OH)₆-^3-. Kuorma -3 on seurausta OH: n kuudesta negatiivisesta maksusta^-.

Kuivumisreaktio

Hydroksideja voidaan pitää "hydratoituina oksideina". Niissä "vesi" on kuitenkin suorassa kosketuksessa m: n kanssa⁺; kun taas kosteutetut oksidit mo · nh₂Tai vesimolekyylit ovat osa ulkoista koordinaatiopalloa (ne eivät ole lähellä metallia).

Nämä vesimolekyylit voidaan uuttaa hydroksidinäytteen lämmittämisen kautta:

M (Voi)₂ + Q (lämpö) => mo + h₂JOMPIKUMPI

MO on metallioksidi, joka on muodostettu hydroksidin kuivumisen seurauksena. Esimerkki tästä reaktiosta on se, mitä havaitaan, kun kupri -hydroksidi, Cu (OH) on kuivunut₂-

Cu (OH)₂ (sininen) + q => cuo (musta) + h₂JOMPIKUMPI

Hydroksidi -nimikkeistö

Mikä on oikea tapa mainita hydroksidit? IUPAC kasvatti kolme nimikkeistä tätä tarkoitusta varten: perinteinen, osake ja systemaattinen. On oikein käyttää mitä tahansa kolmesta, mutta joillekin hydroksideille voi olla mukavampaa tai käytännöllisempää mainita se tavalla tai toisella.

Voi palvella sinua: pH -indikaattorit

Perinteinen

Perinteinen nimikkeistö koostuu yksinkertaisesti korkeimman valenssin lisäämisestä, jonka metalli esittelee; ja jälkiliite -vain alin. Siten esimerkiksi jos metallilla M on valenssit +3 ja +1, hydroksidi m (OH)₃ Sitä kutsutaan hydroksidiksi (metallin nimi)ICO, kun taas Moh -hydroksidi (metallin nimi)karhu.

Sen määrittäminen, mikä hydroksidin metalli Valencia on riittävä tarkkailemaan lukuja sulkuihin suljettujen OH: n jälkeen. Siten M (OH)₅ Se tarkoittaa, että metallin kuorma tai valenssi on +5.

Tämän nimikkeistön tärkein haitta on kuitenkin se, että se voi olla monimutkainen metalleille, joissa on yli kaksi hapettumista (kuten kromi ja mangaani). Tällaisissa tapauksissa hyper- ja hyper-etuliitteitä käytetään merkitsemään korkeimpia ja alhaisimpia valensseja.

Siten, jos M sen sijaan, että sillä olisi vain valensseja +3 ja +1, siinä on myös +4 ja +2, sen suurimpien hydroksidien ja pienempien valenssien nimet ovat: hydroksidi hyper(Metallin nimi)ICO, ja hydroksidi hikka(Metallin nimi)karhu.

Varaston

Kaikista nimikkeistä tämä on yksinkertaisin. Tässä hydroksidin nimeä seuraa yksinkertaisesti suluihin lukitun metallin valencia ja kirjoitettu roomalaisiksi numeroille. Jälleen M (OH)₅, Esimerkiksi sen varastossa olevat nimikkeistöt olisivat: hydroksidi (metallin nimi) (v). (V) Denota sitten (+5).

Systemaattinen

Lopuksi systemaattiselle nimikkeistölle on ominaista turvautua kertoimien etuliitteisiin (di-, tri-, tetra-, penta-, heksa-, jne.-A. Näitä etuliitteitä käytetään sekä metalliatomien että OH -ionien määrän määrittämiseen^-. Tällä tavalla m (OH)₅ Se on nimeltään: (metallin nimi) pentahidroksidi.

Hg: n tapauksessa₂(VAI NIIN)₂, Esimerkiksi se olisi dimercury dihydroksidi; Yksi hydroksideista, joiden kemiallinen rakenne on kompleksi ensi silmäyksellä.

Esimerkkejä hydroksideista

Joitakin esimerkkejä hydroksideista ja niiden vastaavista nimikkeistä ovat seuraavat:

-NaOH (natriumhydroksidi)

Natriumhydroksidin ulkonäkö

-CA (OH) 2 (kalsiumhydroksidi)

Kiinteän tilan kalsiumhydroksidin esiintyminen

-Usko (Voi)₃ (Ferrihydroksidi; rautahydroksidi (III); tai rautaritdroksidi).

-V (OH)₅ (Pervanaattihydroksidi; vanadiumhydroksidi (V); tai vanadium pentahroksidi).

-Sn (OH)₄ (Hydroksidi Isñico; Tina -hydroksidi (IV); tai TIN -tetrahydroksidi).

-Ba (OH)₂ (Bariumhydroksidi tai barium dihydroksidi).

-Mn (OH)₆ (Mangaaninen hydroksidi, mangaanihydroksidi (VI) tai mangaaniheksahydroksidi).

-AUGAH (Argical Hydroksidi, hopeahydroksidi tai hopeahydroksidi). Huomaa, että tälle yhdisteelle ei ole eroa varastossa ja systemaattisissa nimikkeistöissä.

-PB (OH)₄ (Plúmbic -hydroksidi, lyijyhydroksidi (IV) tai lyijytetrahydroksidi).

-LOP (litiumhydroksidi).

-CD (OH) 2 (kadmiumhydroksidi).

-Ba (OH)_{2 (}Bariumhydroksidi).

-Kromihydroksidi.

Viitteet

1. Kemian librettexts. Metallihydroksidien liukoisuus. Otettu: Chem.Librettexts.org
2. Clackamas Community College (2011). Oppitunti 6: Happojen, emästen ja suolojen nimikkeistö. Otettu: DL.clackamat.Edu
3. Monimutkaiset ionit ja amfoterismi [PDF]. Otettu: Oneonta.Edu
4. Fullquimica (14. tammikuuta 2013). Metallihydroksidit. Otettu: kemia2013.WordPress.com
5. Esimerkkien tietosanakirja (2017). Hydroksidit. Palautettu: Esimerkkejä.yhteistyö
6. Castaños e. (9. elokuuta 2016). Formulaatio ja nimikkeistö: Hydroksidit. Otettu: Lidiaconlachimica.WordPress.com