OXIT: DANH PHÁP, LOẠI, TÍNH CHẤT VÀ VÍ DỤ - HÓA HỌC - 2026

Các ôxít là một họ các hợp chất nhị phân, nơi tương tác giữa nguyên tố và ôxy. Vậy một oxit có công thức tổng quát thuộc loại EO, trong đó E là nguyên tố nào.

Tùy thuộc vào nhiều yếu tố, chẳng hạn như bản chất điện tử của E, bán kính ion và hóa trị của nó, các loại oxit khác nhau có thể hình thành. Một số rất đơn giản, và một số khác, như Pb ₃ O ₄ , (được gọi là minium, arcazón hoặc chì đỏ) được trộn lẫn; nghĩa là, chúng là kết quả của sự kết hợp của nhiều hơn một oxit đơn giản.

Chì đỏ, một hợp chất kết tinh có chứa chì oxit. Nguồn: BXXXD, qua Wikimedia Commons

Nhưng độ phức tạp của các oxit có thể đi xa hơn. Có những hỗn hợp hoặc cấu trúc trong đó nhiều hơn một kim loại có thể xen vào, và cũng có những nơi mà tỷ lệ không phải là phương pháp đo phân vị. Trong trường hợp Pb ₃ O ₄ , tỉ số Pb / O bằng 3/4, tử số và mẫu số đều là số nguyên.

Trong các oxit không phân vị, tỷ lệ là số thập phân. E _0,75 O _1,78 là một ví dụ về một oxit không phân vị theo giả thuyết. Hiện tượng này xảy ra với cái gọi là oxit kim loại, đặc biệt là với các kim loại chuyển tiếp (Fe, Au, Ti, Mn, Zn, v.v.).

Tuy nhiên, có những oxit có đặc điểm đơn giản và dễ phân biệt hơn nhiều, chẳng hạn như tính chất ion hoặc cộng hóa trị. Trong những oxit mà tính chất ion chiếm ưu thế, chúng sẽ bao gồm các cation E ⁺ và anion O ^2– ; và những liên kết đơn thuần (E - O) hoặc liên kết đôi (E = O).

Chính sự chênh lệch độ âm điện giữa E và O quyết định tính chất ion của oxit. Khi E là kim loại có tính điện động cao thì EO sẽ có tính chất ion cao. Trong khi nếu E có độ âm điện, cụ thể là phi kim, thì oxit EO của nó sẽ cộng hóa trị.

Tính chất này xác định nhiều tính chất khác được thể hiện bởi các oxit, chẳng hạn như khả năng tạo thành bazơ hoặc axit trong dung dịch nước của chúng. Từ đây ra đời cái gọi là bazơ và oxit axit. Những chất không hoạt động giống như một trong hai hoặc ngược lại thể hiện cả hai đặc điểm, là oxit trung tính hoặc lưỡng tính.

Danh pháp

Có ba cách gọi tên oxit (có thể áp dụng cho nhiều hợp chất khác). Những điều này đều đúng bất kể đặc tính ion của oxit EO, vì vậy tên của chúng không nói lên đặc tính hoặc cấu trúc của nó.

Danh pháp hệ thống

Cho các oxit EO, E ₂ O, E ₂ O ₃ và EO ₂ , thoạt nhìn không thể biết được công thức hóa học của chúng là gì. Tuy nhiên, các con số chỉ ra tỷ lệ phân tích hoặc tỷ lệ E / O. Từ những con số này, chúng có thể được đặt tên ngay cả khi nó không được chỉ định với hóa trị nào mà nó "hoạt động" E.

Số nguyên tử của cả E và O được biểu thị bằng các tiền tố đánh số trong tiếng Hy Lạp. Theo cách này, mono- có nghĩa là chỉ có một nguyên tử; di-, hai nguyên tử; tri-, ba nguyên tử, v.v.

Vì vậy, tên của các oxit trước theo danh pháp hệ thống là:

- Monoxit của E (EO).

- Monoxit của di E (E ₂ O).

- Tri oxit của di E (E ₂ O ₃ ).

- Di oxit của E (EO ₂ ).

Sau đó, áp dụng danh pháp này cho Pb ₃ O ₄ , oxit màu đỏ trong hình đầu tiên, chúng ta có:

Pb ₃ O ₄ : tri- chì tetra oxit .

Đối với nhiều oxit hỗn hợp, hoặc có tỷ lệ cân bằng cao, rất hữu ích khi sử dụng danh pháp hệ thống để đặt tên cho chúng.

Danh pháp cổ phiếu

Valencia

Mặc dù không biết nguyên tố nào là E, nhưng tỷ lệ E / O đủ để biết bạn đang sử dụng hóa trị nào trong oxit của mình. Làm sao? Theo nguyên tắc điện tử. Điều này đòi hỏi tổng điện tích của các ion trong một hợp chất phải bằng không.

Điều này được thực hiện bằng cách giả sử một đặc tính ion cao cho bất kỳ oxit nào. Như vậy, O có điện tích -2 vì nó là O ^2- , và E phải đóng góp n + để nó trung hòa điện tích âm của anion oxit.

Ví dụ, trong EO nguyên tử E hoạt động với hóa trị +2. Tại sao? Bởi vì nếu không nó sẽ không thể trung hòa điện tích -2 của chỉ O. Đối với E ₂ O, E có hóa trị +1, vì điện tích +2 phải được phân chia giữa hai nguyên tử E.

Và trong E ₂ O ₃ , trước hết phải tính các điện tích âm do O tạo ra, vì có ba trong số chúng nên: 3 (-2) = -6. Để trung hòa điện tích -6, E cần phải đóng góp +6, nhưng vì có hai trong số chúng, nên +6 chia đôi, để lại E có hóa trị +3.

Quy tắc ghi nhớ

O luôn có hóa trị -2 trong oxit (trừ khi nó là peroxit hoặc superoxit). Vì vậy, một quy tắc ghi nhớ để xác định hóa trị của E chỉ đơn giản là tính đến số đi kèm với O. Mặt khác, sẽ có số 2 đi kèm với nó, và nếu không, điều đó có nghĩa là đã có một sự đơn giản hóa.

Ví dụ, trong EO, hóa trị của E là +1, bởi vì ngay cả khi nó không được viết, chỉ có một O. Và đối với EO ₂ , vì không có 2 E đi kèm, nên có một sự đơn giản hóa, và để nó xuất hiện thì nó phải được nhân với 2. Do đó, công thức trở thành E ₂ O ₄ và hóa trị của E khi đó là +4.

Tuy nhiên, quy tắc này không thành công đối với một số oxit, chẳng hạn như Pb ₃ O ₄ . Vì vậy, nó luôn luôn cần thiết để thực hiện các phép tính trung lập.

Nó bao gồm những gì

Khi hóa trị của E có sẵn, danh pháp cổ phiếu bao gồm việc chỉ định nó trong ngoặc đơn và bằng chữ số La Mã. Trong tất cả các danh pháp, đây là danh pháp đơn giản và chính xác nhất đối với các tính chất điện tử của oxit.

Mặt khác, nếu E chỉ có một hóa trị (có thể tìm thấy trong bảng tuần hoàn) thì nó không được chỉ định.

Như vậy đối với oxit EO nếu E có hóa trị +2 và +3 thì được gọi là: (tên gọi của E) (II) oxit. Nhưng nếu E chỉ có hóa trị +2 thì oxit của nó được gọi là: oxit của (tên của E).

Danh pháp truyền thống

Để đề cập đến tên của oxit, các hậu tố –ico hoặc –oso phải được thêm vào tên Latinh của chúng, đối với các hóa trị lớn hơn hoặc nhỏ hơn. Trong trường hợp có nhiều hơn hai, các tiền tố –hipo, cho nhỏ nhất và –per, cho lớn nhất được sử dụng.

Ví dụ, chì hoạt động với các hóa trị +2 và +4. Trong PbO nó có hóa trị +2 nên được gọi là: oxit bazơ. Trong khi PbO ₂ được gọi là: oxit chì.

Và Pb ₃ O ₄ được gọi là gì theo hai danh pháp trước? Nó không có tên. Tại sao? Vì thực tế Pb ₃ O ₄ gồm hỗn hợp 2; tức là chất rắn màu đỏ có nồng độ PbO gấp đôi.

Vì lý do này, sẽ là sai lầm nếu cố đặt cho Pb ₃ O ₄ một cái tên không bao gồm danh pháp hệ thống hoặc tiếng lóng phổ biến.

Các loại oxit

Tùy thuộc vào phần nào của bảng tuần hoàn E và do đó, bản chất điện tử của nó, một loại oxit này hoặc một loại oxit khác có thể được hình thành. Từ đây nảy sinh nhiều tiêu chí để phân loại chúng, nhưng quan trọng nhất là những tiêu chí liên quan đến tính axit hoặc tính bazơ của chúng.

Oxit bazơ

Oxit bazơ có đặc điểm là ion, kim loại và quan trọng hơn là tạo ra dung dịch bazơ bằng cách hòa tan trong nước. Để xác định bằng thực nghiệm xem một oxit có phải là bazơ hay không, nó phải được thêm vào bình chứa có hòa tan nước và chất chỉ thị vạn năng. Màu của nó trước khi thêm oxit phải có màu xanh lục, pH trung tính.

Một khi oxit được thêm vào nước, nếu màu của nó chuyển từ xanh lục sang xanh lam, điều đó có nghĩa là độ pH đã trở thành bazơ. Điều này là do nó thiết lập sự cân bằng về độ hòa tan giữa hydroxit được tạo thành và nước:

EO (s) + H ₂ O (l) => E (OH) ₂ (s) <=> E ²⁺ (aq) + OH ^- (aq)

Mặc dù oxit không hòa tan trong nước nhưng chỉ một phần nhỏ hòa tan làm thay đổi độ pH. Một số oxit bazơ rất dễ hòa tan nên chúng tạo ra các hiđroxit ăn da như NaOH và KOH. Đó là, các oxit natri và kali, Na ₂ O và K ₂ O, rất bazơ. Lưu ý hóa trị của +1 cho cả hai kim loại.

Oxit axit

Oxit axit được đặc trưng bởi có một nguyên tố phi kim loại, có tính cộng hóa trị và cũng tạo ra các dung dịch axit với nước. Một lần nữa, tính axit của nó có thể được kiểm tra bằng chỉ thị vạn năng. Nếu lúc này khi cho oxit vào nước mà màu xanh của nó chuyển sang màu đỏ thì đó là oxit axit.

Phản ứng nào xảy ra? Tiếp theo:

EO ₂ (s) + H ₂ O (l) => H ₂ EO ₃ (aq)

Một ví dụ về một oxit axit, không phải là chất rắn mà là khí, là CO ₂ . Khi nó hòa tan trong nước, nó tạo thành axit cacbonic:

CO ₂ (g) + H ₂ O (l) <=> H ₂ CO ₃ (aq)

Tương tự như vậy, CO ₂ không bao gồm các anion O ^2- và cation C ⁴⁺ , mà là một phân tử được tạo thành bởi các liên kết cộng hóa trị: O = C = O. Đây có lẽ là một trong những điểm khác biệt lớn nhất giữa oxit bazơ và axit.

Ôxít trung tính

Các oxit này không làm thay đổi màu xanh của nước ở pH trung tính; nghĩa là chúng không tạo thành hydroxit hoặc axit trong dung dịch nước. Một số chúng là: N ₂ O, NO và CO. Giống như CO, chúng có liên kết cộng hóa trị có thể được minh họa bằng cấu trúc Lewis hoặc bất kỳ lý thuyết nào về liên kết.

Oxit lưỡng tính

Một cách khác để phân loại oxit phụ thuộc vào việc chúng có phản ứng với axit hay không. Nước là một axit rất yếu (và cả bazơ nữa), vì vậy các oxit lưỡng tính không thể hiện "hai mặt của chúng". Các oxit này có đặc điểm là phản ứng với cả axit và bazơ.

Ví dụ, nhôm oxit là một oxit lưỡng tính. Hai phương trình hóa học sau đây biểu diễn phản ứng của nó với axit hoặc bazơ:

Al ₂ O ₃ (s) + 3H ₂ SO ₄ (aq) => Al ₂ (SO ₄ ) ₃ (aq) + 3H ₂ O (l)

Al ₂ O ₃ (s) + 2NaOH (aq) + 3H ₂ O (l) => 2NaAl (OH) ₄ (aq)

Al ₂ (SO ₄ ) ₃ là muối nhôm sunfat, và NaAl (OH) _{4 là} một muối phức được gọi là natri tetrahydroxo aluminat.

Ôxit hydro, H ₂ O (nước), cũng là chất lưỡng tính, và điều này được chứng minh bằng cân bằng ion hóa của nó:

H ₂ O (l) <=> H ₃ O ⁺ (aq) + OH ^- (aq)

Oxit hỗn hợp

Oxit hỗn hợp là hỗn hợp gồm hỗn hợp của một hoặc nhiều oxit ở cùng một chất rắn. Pb ₃ O ₄ là một ví dụ về chúng. Magnetite, Fe ₃ O ₄ , cũng là một ví dụ khác của oxit hỗn hợp. Fe ₃ O ₄ là hỗn hợp của FeO và Fe ₂ O ₃ theo tỉ lệ 1: 1 (không giống Pb ₃ O ₄ ).

Hỗn hợp có thể phức tạp hơn, do đó tạo ra nhiều loại khoáng chất oxit phong phú.

Tính chất

Tính chất của oxit phụ thuộc vào loại của chúng. Oxit có thể ở dạng ion (E ^{n +} O ^2- ), như CaO (Ca ²⁺ O ^2– ), hoặc cộng hóa trị, như SO ₂ , O = S = O.

Từ thực tế này, và từ xu hướng của các nguyên tố phản ứng với axit hoặc bazơ, một số tính chất được thu thập cho mỗi oxit.

Ngoài ra, điều này được phản ánh trong các tính chất vật lý như điểm nóng chảy và điểm sôi. Các ôxít ion có xu hướng hình thành các cấu trúc tinh thể rất bền với nhiệt, do đó điểm nóng chảy của chúng cao (trên 1000ºC), trong khi các đồng hóa trị nóng chảy ở nhiệt độ thấp, hoặc thậm chí là chất khí hoặc chất lỏng.

Chúng được hình thành như thế nào?

Nguồn: Pete qua Flickr

Oxit được tạo thành khi các nguyên tố phản ứng với oxy. Phản ứng này có thể xảy ra khi tiếp xúc đơn giản với khí quyển giàu oxy, hoặc cần nhiệt (chẳng hạn như ngọn lửa nhẹ hơn). Tức là khi đốt cháy một vật, nó sẽ phản ứng với oxy (miễn là nó có trong không khí).

Ví dụ, nếu bạn lấy một miếng phốt pho và đặt nó vào ngọn lửa, nó sẽ cháy và tạo thành oxit tương ứng:

4P (s) + 5O ₂ (g) => P ₄ O ₁₀ (s)

Trong quá trình này, một số chất rắn, chẳng hạn như canxi, có thể cháy với ngọn lửa rực rỡ, nhiều màu sắc.

Một ví dụ khác thu được bằng cách đốt gỗ hoặc bất kỳ chất hữu cơ nào có carbon:

C (s) + O ₂ (g) => CO ₂ (g)

Nhưng nếu không có đủ oxy, CO được hình thành thay vì CO ₂ :

C (s) + 1 / 2O ₂ (g) => CO (g)

Lưu ý cách tỷ lệ C / O dùng để mô tả các oxit khác nhau.

Ví dụ về oxit

Nguồn: Bởi Yikrazuul, từ Wikimedia Commons

Hình trên tương ứng với cấu trúc của oxit cộng hóa trị I ₂ O ₅ , bền nhất tạo thành iot. Lưu ý các liên kết đơn và liên kết đôi của chúng, cũng như các điện tích chính thức của I và oxy ở mặt của chúng.

Các oxit halogen được đặc trưng bởi cộng hóa trị và phản ứng cao, như trường hợp của O ₂ F ₂ (FOOF) và OF ₂ (FOF). Ví dụ, clo đioxit, ClO ₂ , là oxit clo duy nhất được tổng hợp ở quy mô công nghiệp.

Bởi vì các halogen tạo thành oxit cộng hóa trị, hóa trị "giả định" của chúng được tính theo cùng một cách thông qua nguyên tắc điện tử.

Oxit kim loại chuyển tiếp

Ngoài các oxit halogen, còn có các oxit kim loại chuyển tiếp:

-CoO: coban (II) oxit; oxit coban; u coban monoxit.

-HgO: thủy ngân (II) oxit; thủy ngân oxit; u thủy ngân monoxit.

-Ag ₂ O: bạc oxit; bạc oxit; hoặc diplate monoxide.

-Au ₂ O ₃ : vàng (III) oxit; ôxit auric; hoặc dior trioxit.

Ví dụ bổ sung

-B ₂ O ₃ : oxit bo; oxit boric; hoặc diboron trioxit.

-Cl ₂ O ₇ : oxit clo (VII); oxit pecloric; dichloro heptoxide.

-NO: nitơ (II) oxit; Oxit nitric; nitơ monoxit.

Người giới thiệu

1. Rùng mình & Atkins. (2008). Hóa học vô cơ. (xuất bản lần thứ tư). Đồi Mc Graw.
2. Oxit kim loại và phi kim loại. Lấy từ: chem.uiuc.edu
3. Hóa học trực tuyến miễn phí. (2018). Ôxít và Ôzôn. Lấy từ: freechemistryonline.com
4. Toppr. (2018). Oxit đơn giản. Lấy từ: toppr.com
5. Steven S. Zumdahl. (Ngày 7 tháng 5 năm 2018). Ôxít. Bách khoa toàn thư Britannica. Lấy từ: britannica.com
6. Hóa học LibreTexts. (Ngày 24 tháng 4 năm 2018). Các oxit. Lấy từ: chem.libretexts.org
7. Quimicas.net (2018). Ví dụ về Oxit. Phục hồi từ: quimicas.net