ออกไซด์

การจำแนกประเภทของออกไซด์

ออกไซด์สามารถแบ่งออกได้เป็นหลายประเภท การจำแนกประเภททั่วไปที่สุดคือความแตกต่างระหว่างออกไซด์ของโลหะ เช่น ลิเธียมออกไซด์ แมกนีเซียมออกไซด์ อะลูมิเนียมออกไซด์ เหล็กออกไซด์ และออกไซด์ที่ไม่ใช่โลหะ ซึ่งรวมถึงคาร์บอนออกไซด์ ไนโตรเจนออกไซด์ ซัลเฟอร์ออกไซด์ และ คลอรีน ออกไซด์ อีกเกณฑ์หนึ่งคือ การจำแนกตามสภาพร่างกาย ออกไซด์ของโลหะเกือบทั้งหมดและอโลหะบางชนิด (SiO ₂ , P ₄ O ₁₀ ) เป็นของแข็ง น้ำ ซัลเฟอร์ (VI) ออกไซด์ และแมงกานีส (VII) ออกไซด์เป็นของเหลว ออกไซด์ของอโลหะ เช่น CO, CO ₂ , SO ₂ , NO i NO ₂ เป็นก๊าซ ออกไซด์สามารถจำแนกตามประเภทของพันธะที่เกิดขึ้นได้ แมกนีเซียมออกไซด์ MgO แคลเซียมออกไซด์ CaO หรือโซเดียมออกไซด์ Na ₂ O มี O ^2- ไอออนและพันธะไอออนิก ดังนั้นชื่อของมัน – ไอออนิกออกไซด์ อีกกลุ่มหนึ่งคือออกไซด์ของโควาเลนต์ เช่น คาร์บอน (II) มอนอกไซด์ CO, ไนตริก (II) ออกไซด์ NO หรือซัลเฟอร์ (IV) ออกไซด์ SO ₂ ซึ่งพันธะระหว่างอะตอมของออกซิเจนกับธาตุมีรูปแบบเป็นพันธะโควาเลนต์ที่มีขั้ว

ลักษณะทางเคมีของออกไซด์

สำหรับนักเคมี การจำแนกประเภทที่น่าสนใจที่สุดนั้นขึ้นอยู่กับลักษณะทางเคมีของออกไซด์ ออกไซด์มีสี่ประเภทหลัก ได้แก่ กรด ด่าง เป็นกลาง และแอมโฟเทอริก

1. ออกไซด์ที่เป็นกรด บางครั้งเรียกอีกอย่างว่าแอซิดแอนไฮไดรด์ แตกต่างจากความจริงที่ว่าพวกมัน ทำปฏิกิริยากับด่างด้วยการก่อตัวของเกลือ ส่วนสำคัญของออกไซด์ที่เป็นกรดก่อให้เกิดสารละลายที่เหมาะสมของ ออกซิแอซิด หลังจากละลายในน้ำ สิ่งนี้ใช้กับ เช่น ซัลเฟอร์ (IV) ออกไซด์ซึ่งเมื่อละลายในน้ำจะทำให้เกิด กรดซัลฟิวริก (IV) และกับโครเมียม (VI) ออกไซด์ซึ่งละลายเป็นกรดโครมิก (VI)

SO ₂ + H ₂ O → H ₂ SO ₃ CrO ₃ + H ₂ O → H ₂ CrO ₄ มีออกไซด์ที่เป็นกรดกลุ่มเล็กๆ ที่ไม่ละลายในน้ำ อย่างไรก็ตาม พวกมันสามารถละลายได้ในสารละลายของด่างแก่ เช่น ซิลิกอน ( IV) ออกไซด์ SiO ₂ , โมลิบดีนัม (VI) ออกไซด์ MoO ₃ , และทังสเตน (VI) ออกไซด์ WO ₃ . ปฏิกิริยากับด่างยืนยันลักษณะที่เป็นกรด: SiO ₂ + 2NaOH → Na ₂ SiO ₃ + H ₂ O MoO ₃ + 2KOH → K ₂ MoO ₄ + H ₂ O WO ₃ + 2NaOH → Na ₂ WO ₄ + H ₂ O As a ตามกฎแล้ว ออกไซด์ที่เป็นกรดคือออกไซด์ที่ไม่ใช่โลหะและออกไซด์ของโลหะที่สถานะออกซิเดชันสูงสุดที่เป็นไปได้ ถ้าองค์ประกอบหนึ่งๆ ก่อให้เกิดออกไซด์หลายสถานะที่สถานะออกซิเดชันต่างๆ เช่น โครเมียม คุณสมบัติที่เป็นกรดของออกไซด์ของธาตุนั้นจะเพิ่มขึ้นตามการเพิ่มขึ้นของสถานะออกซิเดชัน:

• โครเมียม (II) CrO ออกไซด์เป็นด่าง
• โครเมียม (III) ออกไซด์ Cr ₂ O ₃ มีคุณสมบัติแอมโฟเทอริก
• โครเมียม (VI) ออกไซด์ CrO ₃ มีสภาพเป็นกรด

2. ออกไซด์ของอัลคาลิก เป็นสารประกอบของออกซิเจนกับโลหะที่ ทำปฏิกิริยากับกรดเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ในรูปของเกลือที่สอดคล้องกัน บางส่วน ได้แก่ ออกไซด์ของธาตุจากกลุ่มที่หนึ่งและสองของตารางธาตุ ยกเว้นเบริลเลียม มีลักษณะเฉพาะด้วยปฏิกิริยากับน้ำซึ่งทำให้เกิดอัลคาลิกไฮดรอกไซด์ เกิดขึ้น เช่น ระหว่างปฏิกิริยาของโซเดียมออกไซด์ ลิเธียมออกไซด์ และแบเรียมออกไซด์กับน้ำ:

Na ₂ O + H ₂ O → 2NaOH Li ₂ O + H ₂ O → 2LiOH BaO + H ₂ O → Ba(OH) ₂ นอกจากนี้ยังมีอัลคาลิกออกไซด์ที่ไม่ละลายในน้ำ แต่จะละลายในสารละลายกรดเท่านั้น เหล่านี้รวมถึง เช่น แมงกานีส (II) ออกไซด์และเหล็ก (II) ออกไซด์: MnO + H ₂ SO ₄ → MnSO ₄ + H ₂ O FeO + 2HCl → FeCl ₂ + H ₂ O

3. ออกไซด์ที่เป็นกลาง เป็นกลุ่มออกไซด์ที่มีปฏิกิริยาน้อยที่สุด พวกเขาไม่ทำปฏิกิริยากับกรดหรือด่าง พวกเขายังไม่ละลายในน้ำ ตัวอย่างของออกไซด์กลุ่มนี้ ได้แก่ คาร์บอน (II) มอนอกไซด์ CO และไนตริก (II) ออกไซด์ NO
4. แอมโฟเทอริกออกไซด์ เป็นสิ่งที่ตรงกันข้ามกับออกไซด์ที่เป็นกลางและมีทั้งกรดและด่างในเวลาเดียวกัน ซึ่งหมายความว่าพวกมัน ทำปฏิกิริยากับทั้งด่างและกรดแก่ ผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยาเหล่านี้มักจะเป็นเกลือ และองค์ประกอบที่รวมกับออกซิเจนในขั้นต้นจะเปลี่ยนเป็นไอออนบวกหรือไอออนบวกที่เหมาะสมของกรดที่เหลือ ความคล้ายคลึงกันเพียงอย่างเดียวกับออกไซด์ที่เป็นกลางคือการละลายในน้ำได้ไม่ดี ตัวอย่างของแอมโฟเทอริกออกไซด์ได้แก่: เบริลเลียมออกไซด์ BeO, อะลูมิเนียมออกไซด์ Al ₂ O ₃ , โครเมียม (III) ออกไซด์, ดีบุก (II) ออกไซด์ SnO, ตะกั่ว (II) ออกไซด์ PbO และซิงค์ออกไซด์ ZnO โดยการทำปฏิกิริยากับสารละลายที่เป็นน้ำของด่างแก่ เช่น กับสารละลายที่เป็นน้ำของ โซเดียมไฮดรอกไซด์ พวกมันจะกลายเป็น เกลือเชิงซ้อน ในกรดตกค้าง อะตอมหรือไอออนของโลหะซึ่งได้มาจากออกไซด์นั้นอยู่ในสารเชิงซ้อนที่มีจำนวนหมู่ไฮดรอกซิลที่เหมาะสม จำนวนของพวกเขาขึ้นอยู่กับ หมายเลขการประสานงานขององค์ประกอบที่กำหนด ตัวอย่างเช่น อะตอมที่ได้จากออกไซด์ของ MO (M – โลหะ) เช่น เบริลเลียมออกไซด์ BeO มีหมายเลขโคออร์ดิเนชันเป็น 4 อะตอมที่มาจากออกไซด์ประเภท M ₂ O ₃ เช่น Al ₂ O ₃ สามารถมีหมายเลขโคออร์ดิเนชันต่างกันได้สองหมายเลข และ ขึ้นอยู่กับเงื่อนไขของปฏิกิริยาคือ 4 หรือ 6 ตัวอย่างปฏิกิริยาของแอมโฟเทอริกออกไซด์:

BeO + 2HCl → BeCl ₂ + H ₂ O BeO + 2NaOH + H ₂ O → Na ₂ [Be (OH) ₄] โซเดียมเตตระไฮดรอกซีซิลิเนต Al ₂ O ₃ + 6HCl → 2AlCl ₃ + 3H ₂ O Al ₂ O ₃ + 2KOH + 3H ₂ O → 2K[Al (OH) ₄] โพแทสเซียมเตตระไฮดรอกซีอะลูมิเนต Al ₂ O ₃ + 6NaOH + 3H ₂ O → 2Na ₃ [Al (OH) ₆] โซเดียมเฮกซะไฮดรอกซีอะลูมิเนต ออกไซด์บางชนิด เช่น ซิงค์ออกไซด์และแมงกานีส (IV) ออกไซด์ มีคุณสมบัติแอมโฟเทอริกค่อนข้างเฉพาะเจาะจง หลังไม่ว่าภายใต้สภาวะปกติหรือมาตรฐานจะไม่ทำปฏิกิริยากับด่าง ในทางกลับกัน ทั้งสองทำปฏิกิริยากับพวกมันโดยการหลอมรวมกับด่างที่เป็นของแข็ง เช่น:

การได้รับออกไซด์

1. การสังเคราะห์องค์ประกอบโดยตรง: a) การสังเคราะห์อะตอมของกำมะถันและอะตอมของออกซิเจนด้วยการก่อตัวของกำมะถัน (IV) ออกไซด์ S + O → SO ₂ b) การสังเคราะห์อะตอมของแมกนีเซียมและอะตอมของออกซิเจนด้วยการก่อตัวของแมกนีเซียมออกไซด์ 2Mg + O ₂ → 2MgO c) การสังเคราะห์อะตอมของคาร์บอนและอะตอมของออกซิเจนด้วยการก่อตัวของคาร์บอน (IV) มอนอกไซด์ C + O ₂ → CO ₂
2. การสลายตัวด้วยความร้อนของ เกลือ ไฮด รอกไซด์ และออกไซด์: ก) การสลายตัวของ แคลเซียมคาร์บอเนต เป็นแคลเซียมออกไซด์และคาร์บอน (IV) มอนอกไซด์ CaCO ₃ → CaO + CO ₂ ข) การสลายตัวของทองแดง (II) ไฮดรอกไซด์เป็นทองแดง (II) ออกไซด์และน้ำ Cu( OH) ₂ → CuO + H ₂ O c) การสลายตัวของแมงกานีส (IV) ออกไซด์เป็นแมงกานีส (III) ออกไซด์และออกซิเจน 4MnO ₂ → 2Mn ₂ O ₃ + O ₂
3. การเกิดออกซิเดชันของออกไซด์ที่สถานะออกซิเดชันที่ต่ำกว่า โดยมีความจุเพิ่มขึ้น: a) ออกซิเดชันของซัลเฟอร์ (IV) ออกไซด์เป็นซัลเฟอร์ (VI) ออกไซด์ 2SO ₂ + O ₂ → 2SO ₃ b) ออกซิเดชันของไนตริก (II) ออกไซด์เป็นไนตริก ( IV) ออกไซด์ 2NO + O ₂ → 2NO ₂ c) ปฏิกิริยาออกซิเดชันของคาร์บอน (II) มอนอกไซด์เป็นคาร์บอน (IV) มอนอกไซด์ (IV) 2CO + O ₂ → 2CO ₂
4. การลดลงของออกไซด์ที่สถานะออกซิเดชันที่สูงขึ้นโดยมีค่าลดลง: a) การลดลงของคาร์บอน (IV) มอนอกไซด์เป็นคาร์บอน (II) มอนอกไซด์ (II) CO ₂ + C → 2CO b) การลดลงของดีบุก (II) ออกไซด์เป็นดีบุก (I) ออกไซด์ 2SnO + O ₂ → 2SnO ₂
5. การเผาไหม้ของสารประกอบอินทรีย์ ก) การเผาไหม้ของมีเทนในออกซิเจนด้วยการก่อตัวของคาร์บอน (IV) มอนอกไซด์และน้ำ CH ₄ + 2O ₂ → CO ₂ + 2H ₂ O ข) การเผาไหม้ของแอมโมเนียในออกซิเจนเพื่อให้ได้ไนตริก (II) ออกไซด์และ น้ำ 4NH ₃ + 5O ₂ → 4NO + 6H ₂ O
6. ปฏิกิริยาของออกซิแอซิดที่ไม่เสถียร: a) การสลายตัวของ กรดคาร์บอนิก (IV) เป็นคาร์บอน (IV) มอนอกไซด์และน้ำ: H ₂ CO ₃ → CO ₂ + H ₂ O b) การสลายตัวของกรดซัลฟิวริก (IV) เป็นซัลเฟอร์ (IV) ออกไซด์ และ น้ำ: H ₂ SO ₃ → SO ₂ + H ₂ O