Các oxit phi kim loại: Cách chúng hình thành, danh pháp, tính chất
Các oxit phi kim loại còn được gọi là oxit axit, vì chúng phản ứng với nước tạo thành axit hoặc bazơ để tạo thành muối. Điều này có thể được quan sát trong trường hợp các hợp chất như sulfur dioxide (SO 2 ) và clo oxit (I), phản ứng với nước để tạo ra các axit yếu H 2 SO 3 và HOCl, tương ứng.
Các oxit phi kim là cộng hóa trị, không giống như các kim loại đại diện cho các oxit có tính chất ion. Oxy có khả năng hình thành liên kết với một số lượng lớn các nguyên tố do khả năng điện từ của nó, làm cho nó trở thành một cơ sở tuyệt vời cho một loạt các hợp chất hóa học tuyệt vời.
Trong số các hợp chất này có khả năng dianion oxy liên kết với kim loại hoặc phi kim để tạo thành oxit. Oxit là các hợp chất hóa học phổ biến trong tự nhiên, có đặc điểm là có ít nhất một nguyên tử oxy liên kết với một nguyên tố khác, kim loại hoặc phi kim.
Nguyên tố này xuất hiện ở trạng thái kết tụ rắn, lỏng hoặc khí, tùy thuộc vào nguyên tố mà oxy bị ràng buộc và số oxy hóa của nó.
Giữa một oxit và một oxit khác, ngay cả khi oxy liên kết với cùng một nguyên tố, có thể có sự khác biệt lớn về tính chất của nó; do đó, chúng phải được xác định đầy đủ để tránh nhầm lẫn.
Chúng được hình thành như thế nào?
Như đã giải thích ở trên, các oxit axit được hình thành sau khi liên kết của một cation phi kim loại với một dianion oxy (O2-).
Loại hợp chất này được quan sát thấy trong các nguyên tố nằm ở bên phải của bảng tuần hoàn (các kim loại thường tạo ra các oxit lưỡng tính) và trong các kim loại chuyển tiếp ở trạng thái oxy hóa cao.
Một cách rất phổ biến để tạo thành một oxit phi kim loại là thông qua sự phân hủy các hợp chất ternary gọi là oxacids, được hình thành bởi một oxit phi kim loại và nước.
Chính vì lý do này mà các oxit phi kim loại còn được gọi là anhydrid, vì chúng là các hợp chất được đặc trưng bởi đã mất một phân tử nước trong quá trình hình thành của chúng.
Ví dụ, trong phản ứng phân hủy axit sunfuric ở nhiệt độ cao (400 ° C), H 2 SO 4 bị phân hủy đến mức trở thành hơi hoàn toàn của SO 3 và H 2 O, tùy thuộc vào phản ứng: H 2 SO 4 + Nhiệt → SO 3 + H 2 O
Một cách khác để hình thành các oxit phi kim là thông qua quá trình oxy hóa trực tiếp các nguyên tố, như trong trường hợp lưu huỳnh điôxít: S + O 2 → SO 2
Nó cũng xảy ra trong quá trình oxy hóa carbon với axit nitric để tạo thành carbon dioxide: C + 4HNO 3 → CO 2 + 4NO 2 + 2H 2 O
Danh pháp
Để đặt tên cho các oxit phi kim loại, một số yếu tố phải được tính đến, chẳng hạn như các số oxy hóa mà nguyên tố phi kim có liên quan có thể có và các đặc tính cân bằng hóa học của nó.
Danh pháp của nó tương tự như các oxit cơ bản. Ngoài ra, tùy thuộc vào nguyên tố mà oxy được kết hợp để tạo thành oxit, nguyên tố oxy hoặc phi kim trước tiên sẽ được viết theo công thức phân tử của nó; tuy nhiên, điều này không ảnh hưởng đến quy tắc đặt tên cho các hợp chất này.
Danh pháp có hệ thống với chữ số La Mã
Để đặt tên cho các ôxit loại này bằng cách sử dụng danh pháp cũ của chứng khoán (có hệ thống với các chữ số La Mã), phần tử nằm bên phải trong công thức được đặt tên đầu tiên.
Nếu đó là phần tử phi kim, hậu tố "uro" được thêm vào, thì giới từ "de" và nó kết thúc bằng cách đặt tên cho phần tử ở bên trái; nếu đó là oxy, bắt đầu với "oxit" và đặt tên cho nguyên tố.
Nó được hoàn thiện bằng cách đặt trạng thái oxy hóa của mỗi nguyên tử theo tên của nó, không có khoảng trắng, bằng chữ số La Mã và giữa các dấu ngoặc đơn; trong trường hợp chỉ có một số hóa trị, điều này được bỏ qua. Chỉ áp dụng cho các yếu tố có số oxy hóa tích cực.
Danh pháp hệ thống với tiền tố
Khi sử dụng danh pháp hệ thống với tiền tố, nguyên tắc tương tự được sử dụng như trong danh pháp chứng khoán, nhưng chữ số La Mã không được đặt để biểu thị trạng thái oxy hóa.
Thay vào đó, số lượng nguyên tử trong mỗi nguyên tử phải được biểu thị bằng các tiền tố "mono", "di", "tri", v.v. Cần lưu ý rằng nếu không có khả năng nhầm lẫn một monoxide với một oxit khác, tiền tố này bị bỏ qua. Ví dụ, đối với oxy, "mono" được bỏ qua trong SeO (selenium oxide).
Danh pháp truyền thống
Khi sử dụng danh pháp truyền thống, mệnh giá chung được đặt đầu tiên - trong trường hợp này là thuật ngữ "anhydride" - và được tiếp tục theo số lượng trạng thái oxy hóa mà phi kim loại sở hữu.
Khi nó chỉ có một trạng thái oxy hóa, nó được theo sau bởi giới từ "của" cộng với tên của nguyên tố phi kim.
Mặt khác, nếu nguyên tố này có hai trạng thái oxy hóa, thì "gấu" hoặc "ico" kết thúc được đặt khi nó sử dụng hóa trị thấp hơn hoặc cao hơn, tương ứng.
Nếu phi kim có ba số oxi hóa, thì số phụ được đặt tên với tiền tố "nấc" và hậu tố "gấu", trung gian có "gấu" kết thúc và lớn hơn với hậu tố "ico".
Khi phi kim có bốn trạng thái oxy hóa, nhỏ nhất trong số tất cả được đặt tên bằng tiền tố "nấc" và hậu tố "gấu", trung gian nhỏ với "gấu" kết thúc, trung gian chính với hậu tố "ico" và lớn hơn tất cả với tiền tố "per" và hậu tố "ico".
Tóm tắt quy tắc đặt tên oxit phi kim
Bất kể danh pháp được sử dụng, luôn luôn quan sát quá trình oxy hóa (hoặc hóa trị) của mỗi nguyên tố có trong oxit. Các quy tắc để đặt tên chúng được tóm tắt dưới đây:
Nguyên tắc đầu tiên
Nếu phi kim loại có trạng thái oxy hóa duy nhất, như trường hợp của boron (B 2 O 3 ), hợp chất này được đặt tên như sau:
Danh pháp truyền thống
Boron anhydride.
Hệ thống với tiền tố
Theo số lượng nguyên tử của từng nguyên tố; trong trường hợp này, diboro trioxide.
Hệ thống với chữ số La Mã
Boron oxide (vì nó có trạng thái oxy hóa độc đáo, điều này được bỏ qua).
Quy tắc thứ hai
Nếu phi kim loại có hai trạng thái oxy hóa, như trong trường hợp carbon (+2 và +4, tạo ra các oxit CO và CO 2 tương ứng), chúng tôi tiến hành đặt tên cho chúng như sau:
Danh pháp truyền thống
Chấm dứt "chịu" và "ico" để chỉ ra hóa trị thấp hơn và cao hơn, tương ứng (anhydrid carbon cho CO và carbon dioxide cho CO 2 ).
Danh pháp hệ thống với tiền tố
Carbon monoxide và carbon dioxide.
Danh pháp có hệ thống với chữ số La Mã
Carbon (II) oxit và carbon (IV) oxit.
Quy tắc thứ ba
Nếu phi kim loại có ba hoặc bốn trạng thái oxy hóa, nó được đặt tên như sau:
Danh pháp truyền thống
Nếu phi kim có ba giá trị, tiến hành như đã giải thích trước đó. Trong trường hợp của lưu huỳnh, chúng sẽ lần lượt là hyydulfuric anhydride, sulfur dioxide và sulfuric anhydride.
Nếu phi kim loại có ba trạng thái oxy hóa, nó được đặt tên theo cùng một cách: hypoclorous anhydride, chlorous anhydride, chloric anhydride và perchloric anhydride, tương ứng.
Danh pháp hệ thống với tiền tố hoặc chữ số La Mã
Các quy tắc tương tự được sử dụng cho các hợp chất trong đó phi kim của chúng có hai trạng thái oxy hóa được áp dụng, thu được các tên rất giống với các hợp chất.
Thuộc tính
- Chúng có thể được tìm thấy trong các trạng thái tập hợp khác nhau.
- Các phi kim tạo thành các hợp chất này có số oxi hóa cao.
- Các oxit phi kim trong pha rắn thường có cấu trúc giòn.
- Chúng chủ yếu là các hợp chất phân tử, cộng hóa trị trong tự nhiên.
- Chúng có tính axit trong tự nhiên và tạo thành các hợp chất oxacid.
- Tính chất axit của nó tăng dần từ trái sang phải trong bảng tuần hoàn.
- Chúng không có tính dẫn điện hoặc nhiệt tốt.
- Các oxit này có điểm nóng chảy và sôi tương đối thấp hơn so với các đối tác cơ bản của chúng.
- Chúng có phản ứng với nước để tạo ra các hợp chất axit hoặc các loại kiềm để tạo ra muối.
- Khi chúng phản ứng với các oxit loại cơ bản, chúng tạo ra muối của oxoanions.
- Một số hợp chất này, chẳng hạn như oxit lưu huỳnh hoặc nitơ, được coi là chất gây ô nhiễm môi trường.
Công dụng
Các oxit phi kim loại có phạm vi sử dụng rộng rãi, cả trong lĩnh vực công nghiệp và trong phòng thí nghiệm và trong các lĩnh vực khoa học khác nhau.
Công dụng của nó bao gồm tạo ra các sản phẩm mỹ phẩm, như phấn má hoặc men móng, và sản xuất gốm sứ.
Chúng cũng được sử dụng để cải tiến sơn, trong sản xuất chất xúc tác, trong công thức của chất lỏng trong bình chữa cháy hoặc trong khí đẩy trong các sản phẩm thực phẩm trong bình xịt, và chúng thậm chí còn được sử dụng làm thuốc gây mê trong các hoạt động nhỏ.
Ví dụ
Ôxít clo
Hai loại oxit clo được đưa ra. Oxit clo (III) là một chất rắn màu nâu có vẻ ngoài tối, sở hữu tính chất nổ cao, thậm chí ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ nóng chảy của nước (0 ° K).
Mặt khác, clo oxit (VII) là một hợp chất khí có đặc tính ăn mòn và dễ cháy thu được bằng cách kết hợp axit sunfuric với một trong các perchlorat.
Ôxít silic
Nó là một chất rắn còn được gọi là silica và được sử dụng trong sản xuất xi măng, gốm sứ và thủy tinh.
Ngoài ra, nó có thể tạo thành các chất khác nhau tùy theo thứ tự phân tử của nó, tạo ra thạch anh khi nó tạo thành tinh thể và opal khi sắp xếp của nó là vô định hình.
Ôxít lưu huỳnh
Sulfur dioxide là tiền chất khí không màu của lưu huỳnh trioxide, trong khi lưu huỳnh trioxide là một hợp chất chính khi quá trình sulfon hóa được thực hiện, dẫn đến việc sản xuất dược phẩm, thuốc nhuộm và chất tẩy rửa.
Ngoài ra, nó là một tác nhân gây ô nhiễm có tầm quan trọng lớn, vì nó có mặt trong mưa axit.
