Hapen binaariset yhdisteet, joissa on ei-metallisia alkuaineita, ovat suuri joukko aineita, jotka sisältyvät oksidien luokkaan. Monet ei-metallioksidit ovat kaikkien tuttuja. Näitä ovat esimerkiksi hiilidioksidi, vesi, typpidioksidi. Artikkelissamme tarkastellaan niiden ominaisuuksia, selvitetään binääriyhdisteiden laajuus ja niiden vaikutus ympäristöön.
Yleiset ominaisuudet
Lähes kaikki ei-metalliset alkuaineet, lukuun ottamatta fluoria, argonia, neonia ja heliumia, voivat muodostaa oksideja. Useimmissa alkuaineissa on useita oksideja. Esimerkiksi rikki muodostaa kaksi yhdistettä: rikkidioksidin ja rikkihappoanhydridin. Nämä ovat aineita, joissa rikin valenssi on neljä ja kuusi. Vetyllä ja boorilla on kummassakin vain yksi oksidi, ja typessä on eniten hapen kanssa olevia binäärisiä aineita. Korkeammat oksidit ovat niitä, joissa ei-metalliatomin hapetusaste on yhtä suuri kuin sen ryhmän lukumäärä, jossa alkuaine sijaitsee jaksollisessa järjestelmässä. Joten CO2 ja SO3 ovat korkeampia hiilen ja rikin oksideja. Jotkut yhteydetvoi hapettua lisää. Esimerkiksi hiilimonoksidi muuttuu tässä tapauksessa hiilidioksidiksi.
Rakenne ja fyysiset ominaisuudet
Käytännössä kaikki tunnetut ei-metallioksidit koostuvat molekyyleistä, joiden atomien välille muodostuu kovalenttisia sidoksia. Itse aineen hiukkaset voivat olla joko polaarisia (esimerkiksi rikkidioksidissa) tai ei-polaarisia (hiilidioksidimolekyylit). Piidioksidilla, joka on hiekan luonnollinen muoto, on atomirakenne. Useiden happamien oksidien aggregaatiotila voi olla erilainen. Joten hiilioksidit, kuten hiilimonoksidi ja hiilidioksidi, ovat kaasumaisia, ja vedyn (H2O) tai rikin binääriset happiyhdisteet ovat korkeimmassa hapetustilassa (SO). 3 ) ovat nesteitä. Veden ominaisuus on, että oksidi ei muodosta suolaa. Heitä kutsutaan myös välinpitämättömiksi.
Rikkitrioksidi tai rikkihappoanhydridi on kiteinen valkoinen aine. Se imee nopeasti kosteutta ilmasta, joten rikkidioksidia säilytetään suljetuissa lasipulloissa. Ainetta käytetään ilmankuivaimena ja sulfaattihapon valmistuksessa. Fosforin tai piin oksidit ovat kiinteitä kiteisiä aineita. Aggregaatiotilan keskinäinen muutos on tyypillistä typen oksideille. Joten yhdiste NO2 on ruskea kaasu, ja yhdiste, jolla on kaava N2O4 sisältää väritöntä nestettä tai valkoista kiinteää ainetta. Kuumennettaessa neste muuttuu kaasuksi, ja kun se jäähtyy,nestefaasin muodostuminen.
Vuorovaikutus veden kanssa
Happamien oksidien reaktiot veden kanssa tunnetaan. Reaktiotuotteet ovat vastaavia happoja:
SO3 + H2O=H2SO 4 – sulfaattihappo
Näihin kuuluvat fosforipentoksidin sekä rikkidioksidin, typen ja hiilen vuorovaikutus H2O-molekyylien kanssa. Piioksidi ei kuitenkaan reagoi suoraan veden kanssa. Silikaattihapon saamiseksi käytetään epäsuoraa menetelmää. Ensin SiO2 sulatetaan alkaliin, kuten natriumhydroksidiin. Saatu keskisuola, natriumsilikaatti, käsitellään vahvalla hapolla, kuten kloridilla.
Tuloksena on valkoinen hyytelömäinen piihapon sakka. Piidioksidi voi reagoida suolojen kanssa kuumennettaessa muodostaen haihtuvia happamia oksideja. Happamat oksidit sisältävät useita typen, rikin ja fosforin yhdisteitä, jotka ovat ilmansaasteiden johtava tekijä. Ne ovat vuorovaikutuksessa ilmakehän kosteuden kanssa, mikä johtaa rikki-, nitraatti- ja typpihapon muodostumiseen. Niiden molekyylit putoavat sateen tai lumen kanssa kasveille ja maaperään. Hapan saostus ei vain vahingoita satoa vähentämällä niiden satoa, vaan myös vaikuttaa kielteisesti ihmisten terveyteen. Ne tuhoavat kalkkikivestä tai marmorista valmistettuja rakennuksia, aiheuttavat metallirakenteiden korroosiota.
Politon oksidit
Happooksidit ovat joukko yhdisteitä, jotka eivät voi reagoida happojen tai alkalien kanssa eivätkä muodostasuola. Kaikki edellä mainitut yhdisteet eivät vastaa happoja tai emäksiä, eli ne eivät muodosta suolaa. Tällaisia yhteyksiä on vähän. Näitä ovat esimerkiksi hiilimonoksidi, typpioksiduuli ja sen monooksidi - NO. Hän osallistuu typpidioksidin ja rikkidioksidin ohella savun muodostumiseen suurten teollisuusyritysten ja kaupunkien yli. Myrkyllisten oksidien muodostuminen voidaan estää alentamalla polttoaineen palamislämpötilaa.
Vuorovaikutus alkalien kanssa
Kyky reagoida alkalien kanssa on happamien oksidien tärkeä ominaisuus. Esimerkiksi kun natriumhydroksidi ja rikkitrioksidi reagoivat, muodostuu suolaa (natriumsulfaattia) ja vettä:
SO3 + 2NaOH → Na2SO4 + H 2O
Typpidioksidi kuuluu happamiin oksideihin. Sen mielenkiintoinen ominaisuus on reaktio alkalin kanssa, tuotteista löytyy kahdenlaisia suoloja: nitraatteja ja nitriittejä. Tämä johtuu typpioksidin (IV) kyvystä muodostaa kaksi happoa - typpi- ja typpihappoa vuorovaikutuksessa veden kanssa. Rikkidioksidi on myös vuorovaikutuksessa emästen kanssa, jolloin muodostuu keskimääräisiä suoloja - sulfiitteja sekä vettä. Yhdiste ilmaan joutuessaan saastuttaa sitä voimakkaasti, joten yrityksissä, joissa käytetään polttoainetta SO2 sekoituksella, teollisuuden pakokaasut puhdistetaan ruiskuttamalla niihin poltettua kalkkia tai liitua. Voit myös kuljettaa rikkidioksidia kalkkiveden tai natriumsulfiittiliuoksen läpi.
Ei-metallisten alkuaineiden binaaristen happiyhdisteiden rooli
Monet happooksiditniillä on suuri käytännön merkitys. Esimerkiksi hiilidioksidia käytetään sammuttimissa, koska se ei tue palamista. Piioksidia - hiekkaa, käytetään laaj alti rakennusteollisuudessa. Hiilimonoksidi on metyylialkoholin tuotannon raaka-aine. Fosforipentoksidi on hapan oksidi. Tätä ainetta käytetään fosforihapon valmistuksessa.
Eimetallien binaariset happiyhdisteet vaikuttavat ihmiskehoon. Suurin osa niistä on myrkyllisiä. Puhuimme aiemmin hiilimonoksidin haitallisista vaikutuksista. Typen oksidien, erityisesti typpidioksidin, negatiivinen vaikutus hengitys- ja sydän- ja verisuonijärjestelmiin on myös todistettu. Happooksidit sisältävät hiilidioksidin, jota ei pidetä myrkyllisenä aineena. Mutta jos sen tilavuusosuus ilmassa ylittää 0,25 %, ihmiselle kehittyy tukehtumisoireita, jotka voivat olla hengenvaarallisia hengityspysähdyksen vuoksi.
Artikkelissamme tutkimme happooksidien ominaisuuksia ja annoimme esimerkkejä niiden käytännön merkityksestä ihmiselämässä.
