Hvordan kan vi teoretisk bestemme den sure eller basiske karakter af et oxid? Hvad er årsagerne / faktorerne, der gør en oxid sur, basisk, amfoter eller netural?
Kommentarer
- Du kan finde svarene givet til en ældre spørgsmål nyttigt.
Svar
Generelt vil den elektropositive karakter af oxidets centrale atom bestemme, om oxidet vil være surt eller basisk. Jo mere elektropositivt det centrale atom er, jo mere basisk er oxidet. Jo mere elektronegativt det centrale atom, jo mere surt er oxidet. Elektropositiv karakter stiger fra højre til venstre over det periodiske system og stiger ned i kolonnen. Tendensen for syre-base adfærd er fra stærkt basiske oxider på venstre side til stærkt sure til højre via et amfotert oxid (aluminiumoxid ) i midten. Et amfotert oxid er et, der viser både sure og basiske egenskaber. Denne tendens gælder kun for oxiderne af de enkelte grundstoffer i den højeste o xidationstilstande for disse elementer. Mønsteret er mindre klart for andre oxider.
Vi definerer surhedsgrad af ikke-metaloxid med hensyn til de sure opløsninger, der dannes i reaktioner med vand. Svoveltrioxid reagerer for eksempel med vand og danner svovlsyre.
Alt i alt er sure oxider oxider af ikke-metaller, og basiske oxider er oxider af metaller.
Der er tre ikke-metaloxider fra den øverste højre del af det periodiske system, $ \ ce {CO} $ , $ \ ce {NO} $ og $ \ ce {N2O} $ , som har så lave oxidationstal for det centrale atom, at de giver neutrale vandige opløsninger.
Da surhedsgraden i en kation stiger hurtigt med ladning, kan d-blokelementer, der udviser en lang række oxidationstal, have en eller flere oxider, der kun udviser basiske egenskaber, og en eller flere oxider, der kun udviser sure egenskaber. Jo højere oxidationstal, desto surere er det tilsvarende oxid. Krom er et eksempel på et sådant element. $ \ ce {CrO} $ er grundlæggende, $ \ ce {Cr2O3} $ er amfotisk og $ \ ce {CrO3} $ er surt.
Svar
Overvej et elektropositivt atoms oxid og et elektronegativt. Og betragt dem også som hydrolyserede (dvs. $ \ ce {E = O + H2O – > E- (OH) 2} $ eller $ \ ce {EOE + H2O – > E-OH + HO-E} $).
Oxygen er meget elektronegativ, så det skal altid være $ \ delta – $. Men det elektronegative atom tillader mindre elektrondensitet at blive trukket væk af iltet, så der vil være mindre negativ ladning på iltet. Dette betyder, at forskydning af protonen for at give iltet mere af en negativ ladning bliver mere gunstig. Således er oxidet surt .
Nu for det elektropositive atom får ilt næsten næsten hele atomets fornægtelse. Dette betyder, at ilt bare er en smule for negativt til at føle sig godt, så det vil trække protoner ud af den omgivende opløsning for at protonere sig selv. Således er oxiden basisk .
Kommentarer
- Det afhænger af, hvad du mener med at være sur eller basisk. Se på Lux-Flood-teorien;)
- @Shadock Br ø nsted-Lowry syre / base definition.
- Tænkte aldrig på syrer og baserer i dette lys, kunne virkelig godt lide dette svar.
Svar
Der er en teori udviklet af Hermann Lux og Håkon Flood, opkaldt Lux-Flood-teori for at forklare den grundlæggende eller sure karakter af et oxid.
Reglerne er meget enkle.
En syre af Lux-Flood er en acceptor af $ \ ce {O ^ {2 -}} $
En base af Lux-Flood er en donor af $ \ ce {O ^ {2 -}} $
Eksempler
$ \ ce {CaO} $ er en base for LF, fordi $ \ ce {CaO} = \ ce {Ca ^ {2 +}} + \ ce {O ^ {2 -}} $
$ \ ce {SiO2} $ er en syre af LF fordi e $ \ ce {Si} $ har ledig orbital, så den kan have en valens højere end to og accepterer derefter $ \ ce {O ^ {2 -}} $ -ioner.
Så kan de reagere for at give dig $ \ ce {CaSiO3} $
REDIGER
Hvis du bruger Fajans “regler, finder du det $ \ ce {CaO} $ er mere ionisk end $ \ ce {SiO2} $ det er derfor denne begrundelse er korrekt.
For at måle styrken af dem er det almindeligt at bruge skalaen $ \ ce {pO ^ {2 -}} = – \ log (\ ce {O ^ {2 -}}) $ som vi gør for $ \ ce {pH} $ .
Det findes muligvis amfoterisk Lux-Flood-forbindelse, men jeg har ikke eksempler i hovedet lige nu.
Kommentarer
- Dine eksempler gør ikke rigtig følelse. $ \ ce {SiO2} $ er også $ \ ce {Si ^ 4 + + O ^ 2 -} $. Selvom silicium har d-orbitaler et eller andet sted over himlen, har også calcium det. I hverken deltager de i binding på nogen væsentlig måde. Jeg tror, jeg forstår, hvor du vil hen, men det er dårligt formuleret.
- @Jan Jeg har en bedre forklaring, jeg redigerer mit indlæg.
- Meget interessant synspunkt. Jeg vil gerne have, at du tilføjer eksempler med amfotere oxider. Også forklaringer, der inkluderer involvering af 3d-orbitaler i kemien i elementerne i 3. række, er meget modløs. 🙂
- Jeg ved det, men jeg vil have, at du udvider dit svar og truer de amfotere oxider med Lux-Flood-teorien.