Puhutaanpa kuinka määrittää oksidin luonne. Aloitetaan siitä, että kaikki aineet jaetaan yleensä kahteen ryhmään: yksinkertaisiin ja monimutkaisiin. Elementit jaetaan metalleihin ja ei-metalleihin. Monimutkaiset yhdisteet jaetaan neljään luokkaan: emäkset, oksidit, suolat, hapot.
Määritelmä
Koska oksidien luonne riippuu niiden koostumuksesta, määritellään ensin tämä epäorgaanisten aineiden luokka. Oksidit ovat monimutkaisia aineita, jotka koostuvat kahdesta alkuaineesta. Niiden erikoisuus on, että happi sijaitsee aina kaavassa toisena (viimeisenä) alkuaineena.
Yleisin vaihtoehto on yksinkertaisten aineiden (metallit, ei-metallit) vuorovaikutus hapen kanssa. Esimerkiksi kun magnesium reagoi hapen kanssa, muodostuu magnesiumoksidia, jolla on perusominaisuudet.
Nimikkeistö
Oksidien luonne riippuu niiden koostumuksesta. On olemassa tiettyjä sääntöjä, joiden mukaan tällaiset aineet nimetään.
Jos oksidin muodostavat pääalaryhmien metallit, valenssia ei ilmoiteta. Esimerkiksi kalsiumoksidi CaO. Jos samanlaisen alaryhmän metalli, jolla on muuttuva valenssi, on ensimmäinen yhdisteessä, niin se on välttämättämerkitty roomalaisilla numeroilla. Sijoitetaan yhteyden nimen jälkeen sulkeisiin. Esimerkiksi raudan oksideja (2) ja (3). Oksidien kaavoja laadittaessa on muistettava, että siinä olevien hapetustilojen summan on oltava nolla.
Luokittelu
Tarkastellaan kuinka oksidien luonne riippuu hapetusasteesta. Metallit, joiden hapetusaste on +1 ja +2, muodostavat emäksisiä oksideja hapen kanssa. Tällaisten yhdisteiden erityispiirre on oksidien emäksinen luonne. Tällaiset yhdisteet joutuvat kemialliseen vuorovaikutukseen ei-metallien suolaa muodostavien oksidien kanssa ja muodostavat suoloja niiden kanssa. Lisäksi emäksiset oksidit reagoivat happojen kanssa. Vuorovaikutuksen tulo riippuu siitä, kuinka paljon lähtöaineita on otettu.
Epämetallit, samoin kuin metallit, joiden hapetusaste on +4 - +7, muodostavat happamia oksideja hapen kanssa. Oksidien luonne viittaa vuorovaikutukseen emästen (emästen) kanssa. Vuorovaikutuksen tulos riippuu määrästä, jossa alkuperäinen alkali otettiin. Sen puutteella muodostuu reaktiotuotteena happosuola. Esimerkiksi hiilimonoksidin (4) reaktiossa natriumhydroksidin kanssa muodostuu natriumbikarbonaattia (happosuolaa).
Jos happooksidi on vuorovaikutuksessa ylimääräisen alkalin kanssa, reaktiotuote on keskimääräinen suola (natriumkarbonaatti). Happamien oksidien luonne riippuu hapettumisasteesta.
Ne on jaettu suolaa muodostaviin oksideihin (joissa alkuaineen hapetusaste on yhtä suuri kuin ryhmänumero) sekä välinpitämättömiinoksideja, jotka eivät voi muodostaa suoloja.
Amfoteeriset oksidit
Oksidien ominaisuudet ovat myös amfoteerisia. Sen ydin on näiden yhdisteiden vuorovaikutuksessa sekä happojen että alkalien kanssa. Millä oksideilla on kaksi (amfoteeristä) ominaisuutta? Näitä ovat metallien binääriset yhdisteet, joiden hapetusaste on +3, sekä beryllium- ja sinkkioksidit.
Hankintamenetelmät
Oksideja voidaan saada monella eri tavalla. Yleisin vaihtoehto on yksinkertaisten aineiden (metallit, ei-metallit) vuorovaikutus hapen kanssa. Esimerkiksi kun magnesium reagoi hapen kanssa, muodostuu magnesiumoksidia, jolla on perusominaisuudet.
Lisäksi oksideja voidaan saada myös monimutkaisten aineiden vuorovaikutuksesta molekyylihapen kanssa. Esimerkiksi rikkikiisua (rautasulfidi 2) poltettaessa voidaan saada kerralla kaksi oksidia: rikki ja rauta.
Toinen vaihtoehto oksidien saamiseksi on happea sisältävien happojen suolojen hajoamisreaktio. Esimerkiksi kalsiumkarbonaatin hajoaminen voi tuottaa hiilidioksidia ja kalsiumoksidia (poltettua kalkkia).
Emäksisiä ja amfoteerisia oksideja muodostuu myös liukenemattomien emästen hajoamisen aikana. Esimerkiksi kun rauta(3)hydroksidia kalsinoidaan, muodostuu rauta(3)oksidia sekä vesihöyryä.
Johtopäätös
Oksidit ovat luokka epäorgaanisia aineita, joilla on laajat teolliset sovellukset. Niitä käytetään rakennusteollisuudessa, lääketeollisuudessa, lääketieteessä.
Lisäksi käytetään usein amfoteerisia oksidejaorgaanisessa synteesissä katalyytteinä (kemiallisten prosessien kiihdyttimiä).
