Amfotära hydroxider

Amfoterism

Amfoterism är en sorts kemisk hermafroditism, vilket innebär att allt som är amfotärt kan associeras med demonstrationen av egenskaper på den motsatta sidan, vilket i detta fall betyder reaktionen av ett givet ämne både med syror och med baser. Detta betyder att en sådan hydroxid, när den placeras i miljön med en stark bas, kommer att reagera på samma sätt som en syra. Produkten av den reaktionen kommer att vara det lämpliga saltet vars syraradikal kommer från en amfoter hydroxid. Å andra sidan, om föreningen utsätts för en reaktion i en starkt sur miljö, kommer den att bete sig som en bas. En sådan reaktion kommer att syfta till att producera en förening av salt där katjonen kommer att vara en metall som härrör från den applicerade hydroxiden.

Exempel på amfotära hydroxider

De vanligaste amfotera hydroxidema är aluminiumhydroxid , zinkhydroxid, krom(III)hydroxid och koppar(II)hydroxid. Det finns dock många fler av dem, till exempel berylliumhydroxid, blyhydroxid eller antimonhydroxid. I motsats till tendensen är sådana föreningar inte kristallina. De bildar kolloidala avlagringar som är mycket svagt lösliga i vatten.

Reaktionerna av amfotära hydroxider

På grund av sin natur uppvisar de diskuterade föreningarna reaktioner både med starka syror och baser. Allmän beteckning:

1. Amfoter hydroxid + syra → salt + vatten
2. Amfoter hydroxid + bas → hydroxo-komplex (salt)

I båda fallen är reaktionsprodukterna salter, men i reaktionen med baser är de komplex där anjonen även innefattar en metall som härrör från hydroxiden. Exempel på reaktioner av aluminiumhydroxid:

1. Al(OH) ₃ + 3 HCl → _{AlCl3 +} 3H2O
2. Al(OH) ₃ + NaOH → Na[Al (OH) ₄]

Hur känner man igen om hydroxider är amfotera?

Det enklaste sättet att lokalisera sådana föreningar i det periodiska systemet är genom förhållandet mellan oxidernas natur och deras position i tabellen. Oxidernas sura egenskaper ökar från vänster till höger, så speciellt den första gruppen har tendenser till en bas och producerar sådana oxider, och produkterna från reaktionen med vatten är basiska hydroxider. På den extrema högra sidan, förutom de dyrbara gaserna, innehåller perioden vissa element som är orienterade mot sura oxider. Eftersom oxider, och följaktligen amfotära hydroxider, visar några av egenskaperna hos var och en av dem, kan vi förvänta oss att hitta dem någonstans i grupperna som ligger däremellan. Vi bör indikera att andelen av de basiska och sura egenskaperna i amfotära oxider är lika.

Förändring av oxidernas karaktär under olika perioder

Börjar med grupp 1: natrium i reaktion med vatten ger en stark bas, medan magnesium, som ligger i nästa grupp (2), när det reagerar med vatten också producerar en basisk hydroxid som dock inte är så stark – detta visar sig vara något högre andel av de sura egenskaperna hos Mg jämfört med Na. Ett annat grundämne, från grupp 13, är aluminium, som visar fortfarande olika egenskaper: i kontakt med vatten producerar dess oxid en hydroxid som är en mycket svag bas, men den reagerar också med starka baser i samma mekanism som typiska syror. Grupp 14 inkluderar sådana grundämnen som kisel, vars oxid endast reagerar med baser, vilket innebär att dess sura egenskaper överväger de grundläggande egenskaperna. För att jämföra, i föreningen av syre och aluminium, är andelarna av dessa egenskaper mycket lika, vilket gör att den kan modifiera och anpassa sin reaktion till den aktuella miljön. Det är liknande i grupperna 15 och 16, där fosfor till exempel producerar sura oxider och uppvisar en mycket låg andel basegenskaper, medan nästa grundämne (svavel) praktiskt taget inte har någon av dem.

Förändring av karaktären hos oxider i olika grupper

Platsen för ett element i förhållande till gruppen indikerar också dess elektronegativitet, som växer tillsammans med de minskande perioderna. För att ge en överblick bildar det icke-metalliska boret en oxid med sur karaktär, medan aluminium, som ligger under, kan reagera både mot starka baser och starka syror, och de efterföljande grundämnena gallium, indium och tallium producerar också alltid mer basiska oxider i linje med tendensen hos kraften av metallisk karaktär. Talliumoxid (Tl ₂ O) är redan helt basisk, och dess andel av sura egenskaper är försumbar i en reaktion.

Påverkar elektronegativitet syreföreningarnas karaktär?

Om vi tar en titt på de amfotera oxiderna kommer vi lätt att märka att skillnaden i elektronegativiteten för de grundämnen som de består av svänger runt 1,4–2,0, och andelen polariserade och joniska kovalenta bindningar är lika. I praktiken bestäms amfoterismen för en förening av vägen för elektrolytisk dissociation, och för en sådan liknande elektronegativitet mellan en metall och syre såväl som för hydroxylgruppbindningen, kan vi ha två separata vägar som är analoga med dissociationen av en förening. stark bas och syra. Detta betyder att de i en sur miljö dissocierar till en metallkatjon och OH ^– anjoner, och om miljön är basisk, sedan till en metallisk anjon MOn ^n- och H ₃ O ⁺ katjoner.

Påverkar oxidationstillståndet amfoterismen?

Beroendet mellan ett grundämnes oxidationstillstånd och dess karaktär ökar mot surhet. Detta innebär att ju lägre oxidationstillstånd, desto högre är grundämnets tendens till alkalinitet. För multivalensämnen som krom eller mangan är det möjligt att observera en karaktärsorienterad på båda sätten. Manganet, med möjliga valenser av II, III, IV, V, VI och VII, uppvisar ett brett spektrum av andelar av egenskaper. Den mellersta valensen (IV) antyder amfoterism, lägre valenser visar den grundläggande karaktären, medan de högre visar en allt högre andel av den sura karaktären. Således kommer manganoxiden vid det sjunde oxidationstillståndet, i reaktion med vatten, att producera en ganska stark syra (HMnO ₄ ). För en jämförelse, låt oss ta en titt på mangan- och kopparoxiderna (inkluderade i samma grupp): kopparoxid – CuO – som ligger precis vid mangan, visar en starkare sur karaktär. Men eftersom mangan tenderar att ändra andelen individuella egenskaper, är dess surhet redan i oxidationstillstånd III (Mn ₂ O ₃ ) nära CuO.