Wie entscheidet man über die saure oder basische Natur von Oxiden?

Im Allgemeinen bestimmt der elektropositive Charakter des Zentralatoms des Oxids, ob das Oxid sauer oder basisch ist. Je elektropositiver das Zentralatom, desto basischer das Oxid. Je elektronegativer das Zentralatom, desto saurer das Oxid. Der elektropositive Charakter nimmt im Periodensystem von rechts nach links und in der Säule zu. Der Trend des Säure-Base-Verhaltens geht von stark basischen Oxiden auf der linken Seite zu stark sauren Oxiden auf der rechten Seite über ein amphoteres Oxid (Aluminiumoxid) ) in der Mitte. Ein amphoteres Oxid zeigt sowohl saure als auch basische Eigenschaften. Dieser Trend gilt nur für die Oxide der einzelnen Elemente im höchsten o xidationszustände für diese Elemente. Das Muster ist für andere Oxide weniger klar.

Wir definieren die Nichtmetalloxidacidität als saure Lösungen, die bei Reaktionen mit Wasser gebildet werden. Beispielsweise reagiert Schwefeltrioxid mit Wasser unter Bildung von Schwefelsäure.
Insgesamt sind saure Oxide Oxide von Nichtmetallen und basische Oxide Oxide von Metallen.

Es gibt drei Nichtmetalloxide im oberen rechten Teil des Periodensystems $ \ ce {CO} $ , $ \ ce {NO} $ und $ \ ce {N2O} $ , die so niedrige Oxidationszahlen für das Zentralatom aufweisen, dass sie neutrale wässrige Lösungen ergeben.

Da der Säuregehalt eines Kations mit der Ladung schnell ansteigt, können d-Block-Elemente, die eine Vielzahl von Oxidationszahlen aufweisen, ein oder mehrere Oxide aufweisen, die nur basische Eigenschaften aufweisen, und ein oder mehrere Oxide, die nur saure Eigenschaften aufweisen. Je höher die Oxidationszahl ist, desto saurer ist das entsprechende Oxid. Chrom ist ein Beispiel für ein solches Element. $ \ ce {CrO} $ ist einfach, $ \ ce {Cr2O3} $ ist amphoter und $ \ ce {CrO3} $ ist sauer.

Überlegen Sie ein elektropositives Atomoxid und ein elektronegatives. Betrachten Sie sie auch als hydrolysiert (dh $ \ ce {E = O + H2O – > E- (OH) 2} $ oder $ \ ce {EOE + H2O – > E-OH + HO-E} $).

Sauerstoff ist sehr elektronegativ, daher sollte er immer $ \ delta – $ sein. Durch das elektronegative Atom kann jedoch weniger Elektronendichte vom Sauerstoff weggezogen werden, sodass der Sauerstoff weniger negativ geladen ist. Dies bedeutet, dass das Verschieben des Protons, um dem Sauerstoff eine negativere Ladung zu verleihen, günstiger wird. Somit ist das Oxid sauer .

Für das elektropositive Atom erhält Sauerstoff nun fast die gesamte Elektronendichte des Atoms. Dies bedeutet, dass Sauerstoff nur ein bisschen zu negativ ist, um sich gut zu fühlen, sodass Protonen aus der umgebenden Lösung gezogen werden, um sich selbst zu protonieren. Somit ist das Oxid basisch .

Kommentare

• Es hängt davon ab, was Sie unter sauer oder basisch verstehen. Schauen Sie sich die Lux-Flood-Theorie an;)
• @Shadock Br ø nsted-Lowry-Säure / Base-Definition.
• Nie an Säuren und gedacht Basen in diesem Licht, mochte diese Antwort wirklich.

Es gibt eine Theorie, die von Hermann Lux und Hermann Lux entwickelt wurde Håkon Flood mit dem Namen Lux-Flood-Theorie zur Erklärung des basischen oder sauren Charakters eines Oxids.

Die Regeln sind sehr einfach.

Eine Säure von Lux-Flood ist ein Akzeptor von $ \ ce {O ^ {2 -}} $

Eine Basis von Lux-Flood ist ein Spender von $ \ ce {O ^ {2 -}} $

Beispiele

$ \ ce {CaO} $ ist eine Basis von LF, weil $ \ ce {CaO} = \ ce {Ca ^ {2 +}} + \ ce {O ^ {2 -}} $

$ \ ce {SiO2} $ ist eine Säure von LF weil e $ \ ce {Si} $ hat ein unbesetztes d-Orbital, dann kann es eine Wertigkeit über zwei haben und akzeptiert dann $ \ ce {O ^ {2 -}} $ -Ionen.

Dann können sie reagieren und Ihnen $ \ ce {CaSiO3} $

BEARBEITEN

Wenn Sie Fajans-Regeln verwenden, werden Sie dies feststellen $ \ ce {CaO} $ ist ionischer als $ \ ce {SiO2} $ , deshalb Diese Argumentation ist richtig.

Um deren Stärke zu messen, wird häufig die Skala von $ \ ce {pO ^ {2 -}} = – \ log verwendet (\ ce {O ^ {2 -}}) $ wie wir es für den $ \ ce {pH} $ tun.

Es kann eine amphotere Lux-Flood-Verbindung geben, aber ich habe derzeit keine Beispiele im Kopf.

Kommentare

• Ihre Beispiele machen nicht wirklich Sinn. $ \ ce {SiO2} $ ist auch $ \ ce {Si ^ 4 + + O ^ 2 -} $. Während Silizium irgendwo oben am Himmel D-Orbitale hat, tut dies auch Kalzium. In keinem Fall beteiligen sie sich in nennenswerter Weise an der Bindung. Ich denke, ich verstehe, wohin Sie wollen, aber es ist schlecht formuliert.
• @Jan Ich habe eine bessere Erklärung, ich werde meinen Beitrag bearbeiten.
• Sehr interessante Sichtweise. Ich möchte, dass Sie Beispiele mit amphoteren Oxiden hinzufügen. Von Erklärungen, die die Beteiligung von 3D-Orbitalen an der Chemie der Elemente der 3. Reihe beinhalten, wird dringend abgeraten.
• @Marko für amphoteren Zusammenschluss gibt es die Antwort von Yomen, die ich gerade gesehen habe. 🙂
• Ich weiß, aber ich möchte, dass Sie Ihre Antwort erweitern und die amphoteren Oxide mit der Lux-Flood-Theorie bedrohen.