الأكاسيد الأساسية: التكوين ، التسمية ، الخصائص - كيمياء - 2026

و أكاسيد الأساسية هي تلك التي شكلتها النقابة من كاتيون المعادن مع dianion الأكسجين (O ^2-)؛ عادة ما تتفاعل مع الماء لتكوين قواعد ، أو مع الأحماض لتشكيل الأملاح. بسبب قدرته الكهربية القوية ، يمكن للأكسجين تكوين روابط كيميائية مستقرة مع جميع العناصر تقريبًا ، مما ينتج عنه أنواع مختلفة من المركبات.

أحد أكثر المركبات شيوعًا التي يمكن أن يشكلها ديانيون الأكسجين هو أكسيد. الأكاسيد عبارة عن مركبات كيميائية تحتوي على ذرة أكسجين واحدة على الأقل مع عنصر آخر في صيغتها ؛ يمكن أن تتولد من معادن أو غير فلزية وفي الحالات الثلاث لتجميع المادة (الصلبة والسائلة والغازية).

لهذا السبب ، لديهم عدد كبير من الخصائص الجوهرية التي يمكن أن تختلف ، حتى بين أكاسدين متكونين من نفس المعدن والأكسجين (مثل الحديد (II) وأكسيد الحديد (III) ، أو الحديدوز والحديد ، على التوالي). عندما ينضم الأكسجين إلى معدن ليشكل أكسيدًا فلزيًا ، يُقال إن أكسيدًا قاعديًا قد تشكل.

هذا لأنها تشكل قاعدة عن طريق الذوبان في الماء أو أنها تتفاعل كقواعد في عمليات معينة. مثال على ذلك هو عندما تتفاعل مركبات مثل CaO و Na ₂ O مع الماء وينتج عنها هيدروكسيدات Ca (OH) ₂ و 2NaOH ، على التوالي.

عادة ما تكون الأكاسيد الأساسية أيونية في طبيعتها ، وتصبح أكثر تساهمية أثناء الحديث عن العناصر الموجودة على يمين الجدول الدوري. توجد أيضًا أكاسيد حمضية (تتكون من غير فلزات) وأكاسيد مذبذبة (تتكون من عناصر مذبذبة).

تدريب

تشكل معادن الأرض القلوية والقلوية ثلاثة أنواع مختلفة من المركبات الثنائية من الأكسجين. بصرف النظر عن الأكاسيد ، يمكن أن يكون هناك أيضًا بيروكسيدات (التي تحتوي على أيونات البيروكسيد ، O ₂ ^2-) والأكسيد الفائق (التي تحتوي على أيونات الأكسيد الفائق O ₂ ^-).

يمكن تحضير جميع الأكاسيد المتكونة من الفلزات القلوية عن طريق تسخين النترات المقابلة للمعدن بمعدنه الأساسي ، كما هو موضح أدناه ، حيث يمثل الحرف M معدنًا:

2MNO ₃ + 10M + حرارة → 6M ₂ O + N ₂

من ناحية أخرى ، لتحضير الأكاسيد الأساسية من معادن الأرض القلوية ، يتم تسخين الكربونات المقابلة لها ، كما في التفاعل التالي:

OLS ₃ + Heat → MO + CO ₂

يمكن أن يحدث تكوين الأكاسيد الأساسية أيضًا بسبب العلاج بالأكسجين ، كما في حالة الكبريتيدات:

2MS + 3O ₂ + حرارة → 2MO + 2SO ₂

أخيرًا ، يمكن أن يحدث عن طريق أكسدة بعض المعادن بحمض النيتريك ، كما يحدث في التفاعلات التالية:

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

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

التسمية

تختلف تسمية الأكاسيد الأساسية وفقًا لقياسات العناصر المتفاعلة الخاصة بها ووفقًا لأرقام الأكسدة المحتملة التي يحتوي عليها العنصر المعدني المعني.

من الممكن استخدام الصيغة العامة هنا ، وهي معدن + أكسجين ، ولكن هناك أيضًا تسمية متكافئة (أو تسمية قديمة للمخزون) يتم فيها تسمية المركبات بوضع كلمة "أكسيد" ، متبوعة باسم المعدن و حالة الأكسدة بالأرقام الرومانية.

عندما يتعلق الأمر بالتسميات المنهجية ذات البادئات ، يتم استخدام القواعد العامة مع كلمة "أكسيد" ، ولكن تتم إضافة البادئات لكل عنصر مع عدد الذرات في الصيغة ، كما في حالة "ثنائي أكسيد ثلاثي أكسيد".

في التسمية التقليدية ، تُستخدم اللاحقتان "–oso" و "–ico" لتحديد المعادن المصاحبة ذات التكافؤ الأدنى أو الأعلى في أكسيد ، بالإضافة إلى حقيقة أن الأكاسيد الأساسية تُعرف باسم «أنهيدريدات أساسية» نظرًا لقدرتها على التكوين الهيدروكسيدات الأساسية عند إضافة الماء إليها.

بالإضافة إلى ذلك ، تستخدم هذه التسمية القواعد ، بحيث عندما يكون للمعدن حالات أكسدة تصل إلى +3 ، فإنه يتم تسميته بقواعد الأكاسيد ، وعندما يكون له حالات أكسدة أكبر من أو يساوي +4 ، يتم تسميته بـ قواعد أنهيدريد.

قواعد تلخيصية لتسمية الأكاسيد الأساسية

يجب دائمًا ملاحظة حالات الأكسدة (أو التكافؤ) لكل عنصر. يتم تلخيص هذه القواعد أدناه:

1- عندما يكون للعنصر رقم أكسدة واحد ، كما في حالة الألومنيوم على سبيل المثال (Al ₂ O ₃) ، يسمى الأكسيد:

التسميات التقليدية

أكسيد الألمونيوم.

النظاميات مع البادئات

حسب كمية الذرات التي يمتلكها كل عنصر ؛ وهذا هو ثالث أكسيد الألومنيوم.

علم اللاهوت النظامي بالأرقام الرومانية

أكسيد الألومنيوم ، حيث لا تتم كتابة حالة الأكسدة لأنه يحتوي على واحد فقط.

2- عندما يكون للعنصر رقمان للأكسدة ، على سبيل المثال في حالة الرصاص (+2 و +4 ، اللذان يعطيان أكاسيد PbO و PbO ₂ على التوالي) ، يتم تسميته:

التسميات التقليدية

لاحقات "تحمل" و "ico" للصغرى والكبرى ، على التوالي. على سبيل المثال: أكسيد راسيا لـ PbO وأكسيد الرصاص لـ PbO ₂.

تسمية منهجية مع البادئات

أكسيد الرصاص وثاني أكسيد الرصاص.

التسميات المنهجية بالأرقام الرومانية

أكسيد الرصاص (II) وأكسيد الرصاص (IV).

3- عندما يكون للعنصر أكثر من اثنين (حتى أربعة) أرقام أكسدة ، يتم تسميته:

التسميات التقليدية

عندما يكون للعنصر ثلاثة تكافؤ ، تضاف البادئة «hypo-» واللاحقة «–oso» إلى أصغر تكافؤ ، كما هو الحال في hypophosphore ؛ تضاف اللاحقة "–oso" إلى التكافؤ الوسيط ، كما هو الحال في أكسيد الفوسفور ؛ وأخيرًا ، يضاف إلى التكافؤ الأكبر "–ico" ، كما في أكسيد الفوسفوريك.

عندما يكون للعنصر أربعة تكافؤات ، كما في حالة الكلور ، يتم تطبيق الإجراء السابق على الأقل واثنين من التاليين ، ولكن على الأكسيد الذي يحتوي على أعلى رقم أكسدة ، تتم إضافة البادئة "per-" واللاحقة "–ico".. ينتج عن هذا (على سبيل المثال) أكسيد البيركلوريك لحالة الأكسدة +7 لهذا العنصر.

بالنسبة للأنظمة التي تحتوي على بادئة أو أرقام رومانية ، يتم تكرار القواعد التي تم تطبيقها على ثلاثة أرقام أكسدة ، وتبقى كما هي.

الخصائص

- توجد في الطبيعة كمواد صلبة بلورية.

- تميل الأكاسيد الأساسية إلى اعتماد هياكل بوليمرية ، على عكس الأكاسيد الأخرى التي تشكل الجزيئات.

- بسبب القوة الكبيرة لروابط MO والبنية البوليمرية لهذه المركبات ، فإن الأكاسيد الأساسية عادة ما تكون غير قابلة للذوبان ، ولكن يمكن أن تهاجمها الأحماض والقواعد.

- تعتبر العديد من الأكاسيد الأساسية مركبات غير متكافئة.

- تتوقف روابط هذه المركبات عن أن تكون أيونية وتصبح تساهمية كلما تقدم واحد إضافي في كل فترة في الجدول الدوري.

- تزداد الخاصية الحمضية للأكسيد عندما ينزل من خلال مجموعة في الجدول الدوري.

- كما أنه يزيد من حموضة الأكسيد بأعداد أكسدة أعلى.

- يمكن تقليل الأكاسيد الأساسية باستخدام الكواشف المختلفة ، ولكن يمكن تقليل الأكاسيد الأخرى عن طريق التسخين البسيط (التحلل الحراري) أو عن طريق تفاعل التحليل الكهربائي.

- توجد معظم الأكاسيد الأساسية (وليس المذبذبة) على الجانب الأيسر من الجدول الدوري.

- تتكون معظم قشرة الأرض من أكاسيد معدنية صلبة.

- الأكسدة هي أحد المسارات التي تؤدي إلى تآكل مادة معدنية.

أمثلة

أكسيد الحديد

يوجد في خامات الحديد على شكل معادن ، مثل الهيماتيت والمغنتيت.

بالإضافة إلى ذلك ، يشكل أكسيد الحديد "الصدأ" الأحمر الشهير المكون من كتل معدنية متآكلة تعرضت للأكسجين والرطوبة.

أكسيد الصوديوم

وهو مركب يستخدم في صناعة السيراميك والنظارات ، فضلاً عن كونه مقدمة في تصنيع هيدروكسيد الصوديوم (الصودا الكاوية ، مذيب قوي ومنتج تنظيف).

أكسيد المغنيسيوم

معدن صلب مسترطب ، هذا المركب عالي التوصيل الحراري ومنخفض في التوصيل الكهربائي له استخدامات متعددة في البناء (مثل الجدران المقاومة للحريق) ، وفي معالجة المياه والأرض الملوثة.

أكسيد النحاس

هناك نوعان مختلفان من أكسيد النحاس. أكسيد النحاس هو مادة صلبة سوداء يتم الحصول عليها من التعدين ويمكن استخدامها كصبغة أو للتخلص النهائي من المواد الخطرة.

من ناحية أخرى ، فإن أكسيد النحاس هو مادة صلبة من أشباه الموصلات الحمراء تضاف إلى الأصباغ ومبيدات الفطريات والدهانات البحرية لتجنب تراكم المخلفات على أجسام السفن.

المراجع

1. بريتانيكا ، إي (بدون تاريخ). أكسيد. تعافى من britannica.com
2. ويكيبيديا. (سادس). أكسيد. تم الاسترجاع من en.wikipedia.org
3. تشانغ ، ر. (2007). المكسيك: ماكجرو هيل.
4. LibreTexts. (سادس). أكاسيد. تم الاسترجاع من chem.libretexts.org
5. المدارس ، NP (سادس). تسمية الأكاسيد والبيروكسيدات. تم الاسترجاع من newton.k12.ma.us