شارك:
خصائص هيدروكسيدات ، تسميات وأمثلة
ال هيدروكسيدات هي مركبات غير عضوية وثلاثية تتكون من التفاعل بين الكاتيون المعدني والمجموعة الوظيفية OH (أنيون هيدروكسيد ، أوهايو-). معظمهم أيوني بطبيعته ، على الرغم من أنه يمكن أن يكون لهم روابط تساهمية.
على سبيل المثال ، يمكن تمثيل هيدروكسيد كتفاعل الكتروستاتي بين الكاتيون M+ وأوه أنيون-, أو كالرابطة التساهمية عبر رابطة M-OH (الصورة السفلية). في الأول ، يتم إعطاء الرابطة الأيونية ، بينما في الرابطة الثانية ، الرابطة التساهمية. هذه الحقيقة تعتمد بشكل أساسي على المعدن أو الكاتيون م+, وكذلك شحنه ونصف قطره الأيوني.
نظرًا لأن معظمها يأتي من معادن ، فإنه يكافئ ذكرها على أنها هيدروكسيدات معدنية.
مؤشر
- 1 كيف يتم تشكيلها?
- 2 خصائص هيدروكسيدات
- 2.1 أنيون أوهايو-
- 2.2 الأيونية والشخصية الأساسية
- 2.3 الاتجاه الدوري
- 2.4 Amphotericism
- 2.5 الهياكل
- 2.6 رد فعل الجفاف
- 3 تسميات
- 3.1 التقليدية
- 3.2 الأسهم
- 3.3 النظاميات
- 4 أمثلة للهيدروكسيدات
- 5 المراجع
كيف يتم تشكيلها?
هناك طريقان رئيسيان اصطناعيان: عن طريق تفاعل الأكسيد المقابل مع الماء ، أو مع وجود قاعدة قوية في الوسط الحمضي:
MO + H2O => M (OH)2
MO + H+ + OH- => م (أوهايو)2
تتفاعل أكاسيد الفلزات القابلة للذوبان في الماء مباشرة لتكوين هيدروكسيد (المعادلة الكيميائية الأولى). البعض الآخر غير قابلة للذوبان وتتطلب أنواع الحمضية التي تطلق M+, الذي يتفاعل بعد ذلك مع OH- من قواعد قوية (المعادلة الكيميائية الثانية).
ومع ذلك ، فإن القواعد القوية المذكورة هي هيدروكسيدات المعادن NaOH ، KOH وغيرها من مجموعة المعادن القلوية (LiOH ، RbOH ، CsOH). هذه هي المركبات الأيونية القابلة للذوبان في الماء للغاية ، وبالتالي ، أوهايو- أحرار في المشاركة في التفاعلات الكيميائية.
من ناحية أخرى ، توجد هيدروكسيدات المعادن غير القابلة للذوبان ، وبالتالي فهي قواعد ضعيفة للغاية. حتى أن بعضها حمضي ، كما هو الحال مع حمض التيلوريك ، Te (OH)6.
يؤسس هيدروكسيد توازن الذوبان مع المذيب المحيط به. إذا كان الماء ، على سبيل المثال ، يتم التعبير عن الرصيد على النحو التالي:
م (أوهايو)2 <=> M2+(ac) + OH-(آق)
حيث تشير (ac) إلى أن الوسط مائي. عندما تكون المادة الصلبة غير قابلة للذوبان ، يكون تركيز OH الذائب صغيرًا أو ضئيلًا. لهذا السبب ، لا يمكن أن تنتج هيدروكسيدات الفلزات غير القابلة للذوبان حلولًا أساسية مثل تلك الموجودة في هيدروكسيد الصوديوم.
مما سبق يمكن استنتاج أن الهيدروكسيدات تظهر خواص مختلفة تمامًا ، مرتبطة بالهيكل الكيميائي والتفاعلات بين المعدن و OH. وهكذا ، على الرغم من أن الكثير منها أيوني ، له هياكل بلورية متنوعة ، إلا أن بعضها الآخر يقدم هياكل بوليمرية معقدة وغير منظمة.
خصائص هيدروكسيدات
أنيون أوهايو-
أيون الهيدروكسيل عبارة عن ذرة أكسجين مرتبطة تساهميًا بالهيدروجين. وبالتالي ، يمكن تمثيل هذا بسهولة كـ OH-. توجد الشحنة السلبية على الأكسجين ، مما يجعل هذا الأنيون نوعًا من التبرعات بالإلكترون: قاعدة.
إذا كان OH- يتبرع الإلكترونات لهيدروجين ، يتم تشكيل جزيء من H2يمكنك أيضًا التبرع بإلكتروناتك للأنواع ذات الشحن الإيجابي: مثل المراكز المعدنية M+. وبالتالي ، يتم تشكيل مجمع التنسيق من خلال الرابط السالب M-OH (الأكسجين يساهم في زوج الإلكترونات).
ومع ذلك ، لكي يحدث هذا ، يجب أن يكون الأكسجين قادرًا على التنسيق بكفاءة مع المعدن ، وإلا ، فإن التفاعلات بين M و OH سيكون لها طابع أيوني ملحوظ (M+ OH-). نظرًا لأن أيون الهيدروكسيل هو نفسه في جميع الهيدروكسيدات ، فإن الفرق بينها جميعًا يكمن في الكاتيون المصاحب لها.
أيضًا ، نظرًا لأن هذا الكاتيون يمكن أن يأتي من أي فلز في الجدول الدوري (المجموعات 1 ، 2 ، 13 ، 14 ، 15 ، 16 ، أو من الفلزات الانتقالية) ، تختلف خصائص هذه الهيدروكسيدات بشكل كبير ، على الرغم من أنها كلها تفكر مشترك بعض الجوانب.
شخصية أيونية وأساسية
في هيدروكسيدات ، على الرغم من أن لها روابط تنسيق ، إلا أنها ذات طابع أيوني كامن. في البعض ، مثل NaOH ، فإن أيوناتها جزء من شبكة بلورية تتكون من الكاتيونات Na.+ والأنيونات OH- في 1: 1 النسب ؛ وهذا هو ، لكل نا نا+ هناك أيون OH- نظير.
اعتمادا على تحميل المعادن ، سيكون هناك أكثر أو أقل من الأنيونات OH- من حوله. على سبيل المثال ، للحصول على الكاتيونات المعدنية M2+ سيكون هناك اثنين من أيونات OH- التفاعل معها: M (OH)2, ما هو مبين كما هو- M2+ OH-. بنفس الطريقة يحدث مع المعادن م3+ ومع الآخرين من شحنات أكثر إيجابية (على الرغم من نادرا ما تتجاوز 3+).
هذه الشخصية الأيونية مسؤولة عن العديد من الخواص الفيزيائية ، مثل نقاط الانصهار والغليان. هذه عالية ، مما يعكس القوى الإلكتروستاتيكية التي تعمل داخل الشبكة البلورية. وأيضًا ، عندما يتم إذابة الهيدروكسيدات أو إذابتها ، فيمكنها إجراء التيار الكهربائي نظرًا لحركة أيوناتها.
ومع ذلك ، ليس كل هيدروكسيدات لديها نفس الشبكات البلورية. أولئك الذين لديهم أكثر الثباتات سيكونون أقل عرضة للذوبان في المذيبات القطبية مثل الماء. كقاعدة عامة ، كلما زاد التباين في نصف قطر الأيونات لـ M+ و OH-, أكثر للذوبان سيكون هو نفسه.
الاتجاه الدوري
يوضح ما سبق سبب زيادة قابلية ذوبان هيدروكسيدات الفلزات القلوية مع هبوط المجموعة. وبالتالي ، فإن الترتيب المتزايد للذوبان في الماء لهذه هي ما يلي: LiOH OH- هو أنيون صغير ، وبما أن الكاتيون يصبح أكثر كثافة ، فإن الشبكة البلورية تضعف بقوة. من ناحية أخرى ، تشكل المعادن الأرضية القلوية هيدروكسيدات أقل قابلية للذوبان بسبب الشحنات الإيجابية العالية. هذا لأن م2+ يجذب OHs بقوة أكبر- مقارنة م+. وبالمثل ، فإن الكاتيونات أصغر حجمًا ، وبالتالي فهي غير متساوية في الحجم فيما يتعلق ب OH-. نتيجة ذلك هي الدليل التجريبي على أن NaOH هو أكثر أساسية من Ca (OH)2. يمكن تطبيق نفس المنطق على هيدروكسيدات أخرى ، إما تلك الخاصة بالمعادن الانتقالية ، أو تلك الخاصة بالمعادن p-block (Al ، Pb ، Te ، إلخ.). أيضا ، أصغر وأكبر دائرة نصف قطرها الأيونية وشحنة موجبة من م+, ستكون الشخصية الأيونية للهيدروكسيد أقل ، بمعنى آخر ، تلك ذات الكثافة العالية جدًا في التحميل. مثال على ذلك يحدث مع هيدروكسيد البريليوم ، Be (OH)2. كن2+ إنه كاتيون صغير جدًا وشحنته المزدوجة تجعله كثيفًا جدًا كهربائيًا. هيدروكسيدات M (OH)2 تتفاعل مع الأحماض لتشكيل aquocomplex ، وهذا هو ، م+ ينتهي محاط بجزيئات الماء. ومع ذلك ، هناك عدد محدود من هيدروكسيدات التي يمكن أن تتفاعل أيضا مع القواعد. هذه هي ما تعرف باسم هيدروكسيدات مذبذب. تتفاعل هيدروكسيدات الأمفوتريك مع كل من الأحماض والقواعد. يمكن تمثيل الحالة الثانية بالمعادلة الكيميائية التالية: م (أوهايو)2 + OH- => م (أوهايو)3- ولكن كيف يمكن تحديد ما إذا كان الهيدروكسيد مذبذبًا؟ من خلال تجربة معملية بسيطة. نظرًا لأن العديد من هيدروكسيدات المعادن غير قابلة للذوبان في الماء ، من خلال إضافة قاعدة قوية إلى محلول مع أيونات M+ ذاب ، على سبيل المثال ، آل3+, سوف يعجل هيدروكسيد المقابلة: ل3+(ac) + 3OH-(ac) => Al (OH)3(S) ولكن وجود فائض من OH- يستمر هيدروكسيد في التفاعل: آل (أوهايو)3(ق) + OH- => آل (أوهايو)4-(آق) نتيجة لذلك ، يتم تحميص المركب السلبي الجديد بواسطة جزيئات الماء المحيطة ، إذابة المادة الصلبة البيضاء من هيدروكسيد الألومنيوم. لا تتصرف هيدروكسيدات تلك التي تظل دون تغيير مع إضافة قاعدة إضافية مثل الأحماض ، وبالتالي فهي ليست مفلورة. قد يكون للهيدروكسيدات هياكل بلورية مماثلة لتلك الموجودة في العديد من الأملاح أو الأكاسيد ؛ بعض بسيطة ، والبعض الآخر معقد للغاية. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن لتلك التي يوجد فيها انخفاض في الطابع الأيوني تقديم مراكز معدنية مرتبطة بجسور الأكسجين (HOM-O-MOH). في حل الهياكل مختلفة. على الرغم من وجود هيدروكسيدات قابلة للذوبان بشكل كبير ، فإنه يكفي اعتبارها أيونات مذابة في الماء ، لكن بالنسبة للآخرين ، من الضروري مراعاة كيمياء التنسيق. وهكذا ، كل الكاتيون م+ يمكن تنسيقه مع عدد محدود من الأنواع. كلما زاد حجمه ، زاد عدد جزيئات الماء أو OH- مرتبطة به. ومن هنا فإن المثمن الشهير لتنسيق العديد من المعادن المذابة في الماء (أو في أي مذيب آخر): M (OH2)6+ن, كونها تساوي الشحنة الموجبة للمعادن. Cr (OH)3, على سبيل المثال ، فإنه يشكل حقا مجسم. كيف؟ النظر في المجمع على أنه [Cr (OH2)3(OH)3] ، والتي يتم استبدال ثلاثة من جزيئات الماء بواسطة الأنيونات OH-. إذا تم استبدال جميع الجزيئات بواسطة OH-, ثم سيتم الحصول على مجمع الشحنة سالبة وهيكل ثماني السطوح [Cr (OH)6]3-. التهمة -3 هي نتيجة الشحنات السلبية الستة في OH-. يمكن اعتبار هيدروكسيدات "أكاسيد مميتة". ومع ذلك ، في نفوسهم "الماء" على اتصال مباشر مع م+. بينما في الأكاسيد المائية MO · nH2أو ، جزيئات الماء هي جزء من مجال التنسيق الخارجي (فهي ليست قريبة من المعدن). يمكن استخراج جزيئات الماء المذكورة من خلال تسخين عينة هيدروكسيد: م (أوهايو)2 + س (الحرارة) => MO + H2O MO هو أكسيد المعادن المتكون نتيجة للجفاف هيدروكسيد. مثال على هذا التفاعل هو الملاحظة عند تجفيف هيدروكسيد الكبريت ، Cu (OH)2: Cu (OH)2 (أزرق) + Q => CuO (أسود) + H2O ما هي الطريقة الصحيحة لذكر هيدروكسيدات؟ اقترحت IUPAC ثلاثة تسميات لهذا الغرض: التقليدية ، والأوراق المالية ، ومنهجية. من الصحيح استخدام أي من العناصر الثلاثة ، ولكن بالنسبة لبعض هيدروكسيدات قد يكون من المناسب أو العملي ذكرها بطريقة أو بأخرى.. تتكون التسمية التقليدية ببساطة من إضافة اللاحقة -ico إلى أعلى التكافؤ الذي يقدمه المعدن ؛ واللاحقة -oso إلى الأدنى. لذلك ، على سبيل المثال ، إذا كان المعدن M يحتوي على تكافؤ +3 و +1 ، فإن هيدروكسيد M (OH)3 سوف يطلق عليه هيدروكسيد (اسم المعدن)منظمة البن الدولية, بينما هيدروكسيد وزارة الصحة (اسم المعدن)تحمل. لتحديد تكافؤ المعدن في هيدروكسيد ، يكفي مراقبة العدد بعد OH الموجود بين قوسين. وبالتالي ، M (OH)5 يعني أن المعدن له شحنة أو تكافؤ +5. لكن العيب الرئيسي لهذه التسمية هو أنه يمكن أن يكون معقدًا بالنسبة للمعادن التي تحتوي على أكثر من حالتين للأكسدة (كما هو الحال مع الكروم والمنغنيز). بالنسبة لمثل هذه الحالات ، يتم استخدام البادئات الفائقة ونقص التداخل في الإشارة إلى القيم العليا والأدنى.. وبالتالي ، إذا كانت M بدلاً من وجود التكافؤين +3 و +1 فقط ، فإن لها أيضًا +4 و +2 ، إذن فإن أسماء هيدروكسيداتها ذات التكافؤ الأعلى والسفلي هي: هيدروكسيد hyper-(اسم المعدن)منظمة البن الدولية, وهيدروكسيد فواق(اسم المعدن)تحمل. من بين كل التسميات هذا هو الأبسط. هنا يتبع اسم هيدروكسيد ببساطة تكافؤ المعدن المحاط بالأقواس والمكتوب بالأرقام الرومانية. مرة أخرى ل M (OH)5, على سبيل المثال ، قد تكون تسمية المخزون هي: هيدروكسيد (اسم المعدن) (V). (V) يدل على ذلك (+5). أخيرًا ، تتميز التسمية المنهجية باللجوء إلى بادئات مضاعفة (ثنائية أو ثلاثية أو رباعية أو خماسية أو سداسية أو ما إلى ذلك). يتم استخدام هذه البادئات لتحديد عدد ذرات المعادن وأيونات OH-. بهذه الطريقة ، فإن M (OH)5 يدعى باسم: بنتاهيدروكسيد (اسم المعدن). في حالة الزئبق2(OH)2, على سبيل المثال ، سيكون ثنائي هيدروكسيد ثنائي الديكوروريوم ؛ أحد هيدروكسيدات التي يكون تركيبها الكيميائي معقدًا للوهلة الأولى. بعض الأمثلة على هيدروكسيدات وتسمياتها المقابلة هي تلك التي تتبع: -هيدروكسيد الصوديوم (هيدروكسيد الصوديوم) -الكالسيوم (OH) 2 (هيدروكسيد الكالسيوم) -Fe (OH)3. (هيدروكسيد الحديديك هيدروكسيد الحديد (الثالث) ؛ أو ثلاثي هيدروكسيد الحديد) -الخامس (OH)5 (هيدروكسيد Pervanadic؛ هيدروكسيد الفاناديوم (V) ؛ أو الفاناديوم بنتاهيدروكسيد). -Sn (OH)4 (هيدروكسيد ثابت ؛ هيدروكسيد القصدير (IV) ؛ أو القصدير رباعي هيدروكسيد). -با (أوهايو)2 (هيدروكسيد الباريوم أو ديهيدروكسيد الباريوم). -مليون (أوهايو)6 (هيدروكسيد المنغنيز ، هيدروكسيد المنغنيز (السادس) أو هيكساهيدروكسيد المنغنيز). -AgOH (هيدروكسيد الفضة ، هيدروكسيد الفضة أو هيدروكسيد الفضة). لاحظ أنه بالنسبة لهذا المركب ، لا يوجد تمييز بين الأسهم والتسميات المنهجية. -Pb (OH)4 (هيدروكسيد Plúmbico ، هيدروكسيد الرصاص (IV) أو رباعي هيدروكسيد الرصاص). -LiOP (هيدروكسيد الليثيوم). -الكادميوم (OH) 2 (هيدروكسيد الكادميوم) -با (أوهايو)2 (هيدروكسيد الباريوم) -هيدروكسيد الكرومتذبذبية التفاعل
الهياكل
رد فعل الجفاف
تسمية
تقليدي
الأوراق المالية
النظاميات
أمثلة على هيدروكسيدات
مراجع