금속 산화물 특성, 명명법, 용도 및 예



그 금속 산화물 이들은 금속 양이온과 산소에 의해 형성된 무기 화합물이다. 그들은 일반적으로 엄청나게 많은 양의 이온 성 고체를 포함하는데, 여기서 산화물 음이온 (O2-)는 M 종과 정전 기적으로 상호 작용한다+.

남+ 이것은 귀금속 (예 : 금, 백금 및 팔라듐)을 제외하고는 알칼리 및 전이 금속에서부터 주기율표의 블록 p의 무거운 원소에 이르기까지 순수 금속에서 비롯된 모든 양이온이다 ( 납 및 비스무스와 같은).

위 이미지는 붉은 껍질로 덮힌 철 표면을 보여줍니다. 이러한 "껍질"은 녹 또는 녹으로 알려진 것으로, 환경 조건으로 인해 금속의 산화를 시각적으로 나타냅니다. 화학적으로, 녹은 산화철 (III).

왜 금속의 산화가 표면의 열화를 초래합니까? 이것은 금속의 결정 구조 내에 산소가 포함되어 있기 때문입니다.

이 경우, 볼륨이 증가하여 원래의 금속 상호 고체의 파열을 일으키는 약해진다. 또한,이 균열은 자신의 전체 부분을 갉아보다 산소 분자가 내부 금속 층을 관통 허용.

그러나,이 프로세스는 다른 속도로 발생하고, 금속 (반응성)의 특성과이를 둘러싼 물리적 환경에 의존한다. 따라서, 가속 또는 금속의 산화를 느리게 요인; 그들 중 두 사람은 수분과 산도의 존재입니다.

왜? 금속 산화물을 생성하는 금속의 산화는 전자 전달을 포함하기 때문이다. 또 길이가 이온의 존재에 의해, 매체 중을 용이로 한 화학 종으로부터 이러한 "여행"(H+, Na+, Mg2+, Cl-, 등), pH를 변화시키는 물질, 또는 수송 수단을 제공하는 물 분자.

분석적으로, 해당 산화물을 형성하는 금속의 경향은 그 금속의 환원 전위에 반영되어 어떤 금속이 다른 금속과 비교하여 더 빠르게 반응하는지 밝혀줍니다.

예를 들어, 금은 철보다 훨씬 더 큰 환원 잠재력을 가지고 있기 때문에, 산화가없는 블러를 가진 특징적인 황금빛 빛으로 빛난다..

색인

  • 1 비금속 산화물의 특성
    • 1.1 기초
    • 1.2 암성주의
  • 2 명칭
    • 2.1 전통적 명명법
    • 2.2 체계적인 전문어
    • 2.3 주식 명칭
    • 2.4 원자가 수의 계산
  • 3 어떻게 형성 되는가??
    • 3.1 금속과 산소의 직접 반응
    • 3.2 금속염과 산소의 반응
  • 4 용도
  • 5 예
    • 5.1 산화철
    • 5.2 알칼리 및 알칼리 토금속 산화물
    • 5.3 IIIA 족 산화물 (13)
  • 6 참고 문헌

비금속 산화물의 특성

금속 산화물의 특성은 금속과 그것이 음이온 O와 상호 작용하는 방식에 따라 다양합니다.2-. 이것은 일부 산화물이 다른 것보다 높은 밀도 또는 용해도를 갖는 것을 수반한다. 그러나 모든 사람들은 공통적으로 금속성을 가지며, 이는 필연적으로 염기도에 반영됩니다.

다른 말로하면, 그들은 또한 염기성 무수물 또는 염기성 산화물로 알려져있다..

기본

금속 산화물의 염기성은 산 - 염기 지시약을 사용하여 실험적으로 점검 할 수 있습니다. 어떻게? 일부 용해 된 지시약을 사용하여 수용액에 산화물의 작은 조각을 첨가하는 단계; 보라색 양배추 액즙이 될 수 있습니다..

그 다음 pH에 따라 다양한 색상을 갖는 산화물은 주스를 푸르스름한 색상으로 바꿀 것입니다. 기본 pH (8-10 사이의 값)에 해당합니다. 이것은 산화물의 용해 된 부분이 OH 이온을 방출하기 때문이다- 환경에 미치는 영향, pH 변화를 일으키는 실험.

따라서 물에 용해 된 MO 산화물의 경우 다음의 화학 반응식에 따라 금속 수산화물 (수산화 산화물)로 변환됩니다.

MO + H2O => M (OH)2

M (OH)2 <=> 남2+ + 2OH-

두 번째 방정식은 수산화물 M (OH)2. 금속은 2+ 전하를 띠는데 이는 또한 원자가가 +2라는 것을 의미합니다. 금속의 원자가는 전자를 얻는 경향과 직접적으로 관련이있다..

이런 식으로, 더 긍정적 인 원자가, 더 큰 산성. M이 원자가가 +7 인 경우, M 산화물2O7 그것은 산성 일 것이고 기본이 아닐 것이다..

안보증

금속 산화물은 기본이지만 모든 금속 문자가 같은 것은 아닙니다. 어떻게 알아? 주기율표에서 금속 M의 위치. 그것의 왼쪽에 더 많을수록 더 낮은 기간에 금속이 더 많을 것이고 따라서 더 많은 산화가 될 것입니다.

기본 산성 (비금속 산화물) 사이의 경계에 산화물 양쪽 성 산화물이다. 여기서 단어 "은 양쪽 성 산화물 OH (하이드 록 사이드 수용액 또는 M 착체를 형성 할 수있는 수성 용액에서와 동일한 양 염기 산으로 작용하는 것을 의미2)62+.

수성 복합체는 n 금속 중심 M을 갖는 물 분자 M 복합체 (OH2)62+, 금속 M2+ 그것은 6 개의 물 분자로 둘러싸여 있으며 수화 된 양이온으로 간주 될 수 있습니다. 이러한 복합체의 대부분은 구리 및 코발트에 대해 관찰 된 것과 같은 강한 착색을 나타낸다.

명명법

금속 산화물은 어떻게 명명 되나요? 그것을하기위한 세 가지 방법이 있습니다 : 전통적, 체계적 및 주식.

전통적 명칭

IUPAC가 적용되는 규칙에 따라 금속 산화물의 이름을 정확하게 지정하려면 금속 M의 가능한 원자가를 알아야합니다. 가장 큰 것 (가장 긍정적 인 것)은 금속 이름 접미사 -ico에 지정되며, 부전언, 접두사 -oso.

예 : 금속 M의 원자가 +2와 +4가 주어지면, 해당 산화물은 MO와 MO이다.2. M이 납 Pb 인 경우, PbO는 산화물 수직품다, 및 PbO2 산화물 매ico. 금속의 원자가가 하나 뿐인 경우 접미사 -ico가 붙은 산화물로 명명됩니다. 그래서, Na2아니면 그것은 산화 나트륨입니까?.

반면에, hypo와 per-prefixes는 금속에 3 ~ 4 가의 원자가가있을 때 더해진다. 이러한 방식으로, Mn2O7 그것은 산화물 당망간ico, Mn은 원자가가 +7이기 때문에.

그러나 이러한 유형의 명명법은 특정 어려움을 나타내며 일반적으로 가장 적게 사용됩니다.

체계적인 명칭

그것은 산화물의 화학식을 구성하는 M 원자와 산소의 수를 고려합니다. 그것들로부터, 대응하는 접두사 mono-, di-, tri-, tetra- 등이 할당됩니다..

최근 3 개의 금속 산화물을 예로 들자면, PbO는 일산화 납이다. PbO2 이산화 납; 와 Na2또는이 나트륨 일산화탄소. 녹의 경우 Fe2O3, 그것의 각각의 이름은 dihierro의 삼산화물이다..

주식 명칭

다른 두 명명법과 달리, 큰 중요성과 금속의 원자가이다. 원자가가 괄호 안에 로마 숫자로 지정된다 : (I), (II), (III), (IV) 등 금속 산화물은 다음 금속 산화물로 명명된다 (N).

앞의 예제에 대한 주식 명명법 적용 :

-PbO : 산화 납 (II).

-PbO2: 산화 납 (IV).

-Na2O : 나트륨 산화물. +1 값이 고유하기 때문에 지정되지 않았습니다..

-신앙2O3: 산화철 (III).

-Mn2O7: 산화 망간 (VII).

원자가의 계산

그러나 원자가를 가진 주기율표가 없다면 어떻게 결정할 수 있습니까? 이것을 위해서 우리는 음이온 O2- 그것은 금속 산화물에 2 개의 음전하를 제공한다. 중립성의 원리에 따라, 이러한 음전하는 금속의 양극으로 중성화되어야한다..

따라서, 화학 화학식에 의해 산소의 수를 알면 금속의 원자가를 대수적으로 결정하여 전하의 합이 0이되도록 할 수있다.

Mn2O7 7 개의 산소를 가지고 있다면 음전하는 7x (-2) = -14와 같습니다. -14의 음전하를 중화하기 위해서는 망간은 +14 (14-14 = 0)를 제공해야합니다. 수학 방정식은 다음과 같습니다 :

2X - 14 = 0

2는 망간 원자가 2 개인 사실에서 유래합니다. 금속의 원자가 인 X를 풀어서 제거 :

X = 14 / 2 = 7

즉, 각 Mn은 원자가가 +7.

그들이 어떻게 형성 되는가??

습도와 pH는 해당 산화물에서 금속의 산화에 직접적인 영향을 미친다. CO의 존재2, 산성 산화물은 금속의 결정 구조에 음이온 형태로 산소의 결합을 촉진하기 위해 금속 부분을 덮는 물에 충분히 용해 될 수있다..

이 반응은 또한 온도가 상승함에 따라 촉진 될 수 있는데, 특히 단시간에 산화물을 얻고 자 할 때.

금속과 산소의 직접 반응

금속 산화물은 금속과 주변 산소 사이의 반응의 생성물로서 형성된다. 이것은 아래의 화학 반응식으로 나타낼 수 있습니다.

2M (s) + O2(g) => 2MO (s)

산소는 그 사이에 강한 O = O 이중 결합 및 전자 전달을 갖기 때문에이 반응은 느리고 금속 비효율적.

그러나 온도와 표면적이 증가함에 따라 상당히 가속화됩니다. 이것은 O = O 이중 결합을 파괴하는 데 필요한 에너지가 제공되고, 더 큰 영역이 존재하기 때문에 산소가 금속 전체에 걸쳐 균일하게 이동하여 금속 원자와 동시에 충돌하기 때문입니다.

산소 반응물의 양이 많을수록 금속에 대한 원자가 또는 산화 수는 더 커진다. 왜? 산소가 가장 높은 산화 수에 도달 할 때까지 금속으로부터 전자를 점점 더 많이 빼앗기 때문에.

이것은 예를 들어 구리에 대해 볼 수 있습니다. 제한된 양의 산소와 반응하여 금속 구리 조각이 형성되면 Cu가 형성된다.2O (산화 구리 (I), 일산화탄소 또는 일산화탄소) :

4Cu (s) + O2(g) + Q (열) => 2Cu2O (s) (빨간색 고체)

그러나 동등한 양으로 반응 할 때, CuO (산화 구리 (II), 산화제 2 구리 또는 일산화 구리)가 얻어진다 :

2Cu (s) + O2(g) + Q (열) => 2CuO (s) (검정색)

금속염과 산소의 반응

금속 산화물은 열 분해를 통해 형성 될 수있다. 가능한 한 하나 또는 두 개의 작은 분자가 초기 화합물 (소금 또는 수산화물)에서 방출되어야합니다.

M (OH)2 + Q => MO + H2O

MCO3 + Q => MO + CO2

2M (NO3)2 + Q => MO + 4NO2 + O2

H2O, CO2, 아니오2 와 O2 방출 된 분자들.

용도

지구의 지각에서 풍부한 금속 성분과 대기의 산소 때문에 금속 산화물은 많은 광물 자원에서 발견되며, 그로부터 새로운 물질의 제조를 위해 고체 기지가 얻어 질 수 있습니다.

각 금속 산화물은 영양 (ZnO 및 MgO)에서 시멘트 첨가제 (CaO) 또는 단순히 무기 안료 (Cr)로 매우 구체적인 용도를 찾습니다.2O3).

일부 산화물은 너무 빽빽하여 층의 제어 된 성장이 합금 또는 금속을 추가 산화로부터 보호 할 수 있습니다. 연구조차도 보호 층의 산화가 마치 금속의 모든 균열이나 표면 결함을 덮는 액체처럼 진행되는 것으로 밝혀졌습니다.

금속 산화물은 나노 입자 또는 대형 고분자 응집체와 같은 매혹적인 구조를 채택 할 수 있습니다.

이 사실은 표면적이 크기 때문에 지능형 물질을 합성하는 연구 대상이되며, 물리적 인 자극을 최소화하는 장치를 설계하는 데 사용됩니다.

마찬가지로 금속 산화물은 전자 장비에 고유 한 특성을 갖는 거울 및 도자기에서부터 태양 전지판에 이르기까지 많은 기술적 응용의 원재료입니다.

예제들

산화철

2 Fe (s) + O2(g) => 2 FeO (s) 산화철 (II).

6FeO (s) + O2(g) => 2Fe3O4(s) 자성 산화철.

신앙3O4, 일컬어 자철석, 그것은 혼합 산화물이다; 이것은 FeO와 Fe의 고체 혼합물로 구성된다는 것을 의미합니다.2O3.

4Ee3O4(s) + O2(g) => 6Fe2O3산화철 (III).

알칼리 및 알칼리 토금속 산화물

알칼리 및 알칼리 토금속 모두 단일 산화수를 가지기 때문에 산화물은보다 단순합니다.

-Na2O : 산화 나트륨.

-리2O : 산화 리튬.

-케이2O : 산화 칼륨.

-CaO : 산화 칼슘.

-MgO : 산화 마그네슘.

-BeO : 산화 베릴륨 (양성 산화물 임)

IIIA 족 산화물 (13)

그룹 IIIA (13)의 원소는 오직 +3의 산화 수를 갖는 산화물만을 형성 할 수있다. 따라서, 이들은 화학식 M2O3 그 산화물은 다음과 같다.

-알2O3: 산화 알루미늄.

-가2O3: 산화 갈륨.

-있음2O3: 산화 인듐.

그리고 마침내

-T12O3: 산화 탈륨.

참고 문헌

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