Oksiidid ja hapnikhapped
Elemendi oksiid on aluseline, kui element on tugevalt metalliline, happeline, kui element on tugevalt mittemetalliline, ja amfoteerne elementide jaoks, mis asuvad metalli-mittemetalli piiri lähedal, ning sama trend jätkub hapnikhapetes — hapetes, mis sisaldavad hapnikuga seotud tsentraalset aatomit —, mille happe tugevus kasvab selle tsentraalse aatomi elektronegatiivsuse ja oksüdatsiooniastmega.
Practise this conceptHapnik moodustab ühendeid, oksiide, peaaegu iga teise elemendiga, ja see, kuidas oksiid vees käitub, järgib selget trendi, mis on seotud perioodilisussüsteemiga. Tugevalt elektropositiivsete metallide oksiidid, näiteks naatriumoksiid (Na2O), lahustuvad vees, andes aluselisi (leeliselisi) lahuseid — metalli madal elektronegatiivsus tähendab, et see loovutab kergesti elektrontiheduse hapnikule, jättes oksiidiiooni vabaks vastu võtma prootonit veest ja tekitama hüdroksiidioone. Tugevalt elektronegatiivsete mittemetallide oksiidid, näiteks vääveltrioksiid (SO3), lahustuvad selle asemel, andes happelisi lahuseid — mittemetall hoiab elektrontihedust tugevalt ja tekkinud molekul reageerib veega, võttes vastu hüdroksiidilaadse fragmendi ja vabastades prootoni. Nende äärmuste vahel moodustavad elemendid perioodilisussüsteemi metalli-mittemetalli piiri lähedal, näiteks alumiinium ja tsink, amfoteerseid oksiide, mis reageerivad nii tugevate hapete kui tugevate alustega, otsene keemiline tunnusmärk elemendist, mis asub sellel piiril.
Hapnikhapped laiendavad sama loogika hapetele, mis on ehitatud ühe või mitme hapnikuaatomiga seotud tsentraalse aatomi ümber, millest vähemalt üks kannab ka ioniseeruvat vesinikku (näiteks väävelhape, H2SO4, või lämmastikhape, HNO3). Kaks tegurit kontrollivad hapnikhappe tugevust. Esiteks, fikseeritud hapnikuaatomite arvu juures kasvab happe tugevus koos tsentraalse aatomi elektronegatiivsusega, kuna elektronegatiivsem tsentraalne aatom tõmbab elektrontihedust O-H sidemest eemale, nõrgestades seda ja muutes prootoni kergemini vabastatavaks. Teiseks, ja sageli dramaatilisemalt, sama tsentraalse elemendi erinevate oksüdatsiooniastmete puhul kasvab happe tugevus järsult koos lisatud (mitte-vesinikku kandvate) hapnikuaatomite arvuga — võrdle hüpokloorishapet (HClO, kloori oksüdatsiooniaste +1) perkloorhappega (HClO4, kloori oksüdatsiooniaste +7): iga täiendav tugevalt elektronegatiivne hapnikuaatom tõmbab O-H sidemest veel enam elektrontihedust ja stabiliseerib ka tekkiva aniooni, levitades tema negatiivset laengut rohkematele hapnikuaatomitele, mõlemad efektid soosivad prootoni kaotust ja muudavad perkloorhappe üheks tugevamaks tavaliseks happeks, samal ajal kui hüpokloorishape on võrdlemisi nõrk.
Key ideas
Requires: Keemiline side, Happed, alused ja pH
Common misconceptions
- Kõik metallioksiidid on aluselised ja kõik mittemetallioksiidid happelised, ilma eranditeta.
- Hapnikhappe tugevus sõltub ainult hapnikuaatomite arvust, sõltumata tsentraalse aatomi olemusest.
- Amfoteerne oksiid saab reageerida ainult hapetega, mitte kunagi alustega.
Resources
Articles
Kuulub nende TÜ ainete hulka
See mõiste on kaardistatud järgmis(t)e Tartu Ülikooli õppekava aine(te) osaliseks kattmiseks.
- Anorgaaniline keemiaLOKT.01.007
- Anorgaanilise keemia praktikum ILOKT.01.010