NICHTMETALLISCHE OXIDE: BILDUNG, NOMENKLATUR, EIGENSCHAFTEN - CHEMIE - 2025

Die Nichtmetalloxide werden auch Oxidsäuren genannt, die mit Wasser unter Bildung von Säuren oder Basen unter Bildung von Salzen reagieren. Dies ist bei Verbindungen wie Schwefeldioxid (SO ₂ ) und Chloroxid (I) zu beobachten, die mit Wasser unter Bildung der schwachen Säuren H ₂ SO ₃ bzw. HOCl reagieren .

Nichtmetallische Oxide sind vom kovalenten Typ, im Gegensatz zu Metalloxiden, die ionische Oxide darstellen. Sauerstoff hat aufgrund seiner elektronegativen Kapazität die Fähigkeit, Bindungen mit einer großen Anzahl von Elementen zu bilden, was ihn zu einer hervorragenden Basis für eine Vielzahl chemischer Verbindungen macht.

Quarz kann aus Siliziumoxid, einem nichtmetallischen Oxid, erzeugt werden

Unter diesen Verbindungen besteht die Möglichkeit, dass das Sauerstoffdianion an ein Metall oder Nichtmetall unter Bildung eines Oxids bindet. Oxide sind in der Natur übliche chemische Verbindungen, die die Eigenschaft haben, dass mindestens ein Sauerstoffatom an ein anderes Element gebunden ist, metallisch oder nichtmetallisch.

Dieses Element tritt in einem festen, flüssigen oder gasförmigen Aggregationszustand auf, abhängig von dem Element, an das der Sauerstoff gebunden ist, und seiner Oxidationszahl.

Selbst wenn Sauerstoff an dasselbe Element gebunden ist, kann es zwischen einem Oxid und einem anderen große Unterschiede in ihren Eigenschaften geben. Daher müssen sie vollständig identifiziert werden, um Verwirrung zu vermeiden.

Wie entstehen sie?

Wie oben erläutert, werden saure Oxide nach der Vereinigung eines nichtmetallischen Kations mit einem Dianion Sauerstoff (O ^2- ) gebildet.

Diese Art von Verbindung wird in den Elementen rechts vom Periodensystem (Metalloide erzeugen normalerweise amphotere Oxide) und in Übergangsmetallen in hohen Oxidationsstufen beobachtet.

Ein sehr häufiger Weg zur Bildung eines nichtmetallischen Oxids ist die Zersetzung von ternären Verbindungen, die als Oxacide bezeichnet werden und aus einem nichtmetallischen Oxid und Wasser bestehen.

Aus diesem Grund werden nichtmetallische Oxide auch als Anhydride bezeichnet, da es sich um Verbindungen handelt, die dadurch gekennzeichnet sind, dass sie während ihrer Bildung ein Wassermolekül verloren haben.

Beispielsweise zersetzt sich bei der Zersetzungsreaktion von Schwefelsäure bei hohen Temperaturen (400 ° C) H ₂ SO ₄ bis zu dem Punkt, an dem es vollständig zu SO _{3 -} und H ₂ O- Dampf wird , gemäß der Reaktion: H ₂ SO ₄ + Hitze → SO ₃ + H ₂ O.

Ein anderer Weg zur Bildung nichtmetallischer Oxide ist die direkte Oxidation der Elemente, wie im Fall von Schwefeldioxid: S + O ₂ → SO ₂

Es kommt auch bei der Oxidation von Kohlenstoff mit Salpetersäure zu Kohlendioxid vor: C + 4HNO ₃ → CO ₂ + 4NO ₂ + 2H ₂ O.

Nomenklatur

Um nichtmetallische Oxide zu benennen, müssen verschiedene Faktoren berücksichtigt werden, wie z. B. die Oxidationszahlen, die das betreffende nichtmetallische Element aufweisen kann, und seine stöchiometrischen Eigenschaften.

Seine Nomenklatur ähnelt der von basischen Oxiden. Abhängig von dem Element, mit dem sich Sauerstoff unter Bildung des Oxids verbindet, wird der Sauerstoff oder das nichtmetallische Element zuerst in seiner Summenformel geschrieben; Dies hat jedoch keinen Einfluss auf die Benennungsregeln für diese Verbindungen.

Systematische Nomenklatur mit römischen Ziffern

Um Oxide dieses Typs mit der alten Stock-Nomenklatur (systematisch mit römischen Ziffern) zu benennen, wird zuerst das Element rechts von der Formel benannt.

Wenn es sich um das nichtmetallische Element handelt, wird das Suffix „uro“ hinzugefügt, dann die Präposition „de“ und das Element wird links benannt. Wenn es Sauerstoff ist, beginnen Sie mit "Oxid" und benennen Sie das Element.

Zum Abschluss wird die Oxidationsstufe jedes Atoms gefolgt von seinem Namen ohne Leerzeichen in römische Ziffern und zwischen Klammern gesetzt. Bei nur einer Valenznummer entfällt diese. Dies gilt nur für Elemente mit positiven Oxidationszahlen.

Systematische Nomenklatur mit Präfixen

Bei Verwendung der systematischen Nomenklatur mit Präfixen wird das gleiche Prinzip wie in der Nomenklatur des Stock-Typs verwendet, es werden jedoch keine römischen Ziffern zur Angabe der Oxidationsstufen verwendet.

Stattdessen sollte die Anzahl der Atome von jedem durch die Präfixe "mono", "di", "tri" usw. angegeben werden. Es ist zu beachten, dass dieses Präfix weggelassen wird, wenn keine Möglichkeit besteht, ein Monoxid mit einem anderen Oxid zu verwechseln. Beispielsweise wird für Sauerstoff "Mono" in SeO (Selenoxid) weggelassen.

Traditionelle Nomenklatur

Wenn die traditionelle Nomenklatur verwendet wird, steht der Gattungsname an erster Stelle - in diesem Fall der Begriff "Anhydrid" - und setzt sich entsprechend der Anzahl der Oxidationsstufen fort, die das Nichtmetall besitzt.

Wenn es nur eine Oxidationsstufe hat, folgt die Präposition "von" plus der Name des nichtmetallischen Elements.

Wenn dieses Element andererseits zwei Oxidationsstufen aufweist, wird die Endung "Bär" oder "ico" angegeben, wenn es seine niedrigere bzw. höhere Wertigkeit verwendet.

Wenn das Nichtmetall drei Oxidationszahlen hat, wird die kleinste mit dem Präfix „Schluckauf“ und dem Suffix „Bär“ benannt, die Zwischenstufe mit der Endung „Bär“ und die größte mit dem Suffix „ico“.

Wenn das Nichtmetall vier Oxidationsstufen hat, wird die niedrigste von allen mit dem Präfix "hypo" und dem Suffix "bear" benannt, das Nebenintermediat mit der Endung "bear", das Hauptintermediat mit dem Suffix "ico" und das am höchsten mit dem Präfix "per" und dem Suffix "ico".

Zusammenfassende Regeln für die Benennung nichtmetallischer Oxide

Unabhängig von der verwendeten Nomenklatur müssen immer die Oxidationsstufen (oder die Wertigkeit) jedes im Oxid vorhandenen Elements beachtet werden. Die Regeln für ihre Benennung sind nachstehend zusammengefasst:

Erste Regel

Wenn das Nichtmetall eine einzige Oxidationsstufe aufweist, wie dies bei Bor (B ₂ O ₃ ) der Fall ist , wird diese Verbindung wie folgt benannt:

Traditionelle Nomenklatur

Borsäureanhydrid.

Systematik mit Präfixen

Nach der Anzahl der Atome jedes Elements; in diesem Fall Diborontrioxid.

Systematik mit römischen Ziffern

Boroxid (da es nur eine Oxidationsstufe hat, wird dies ignoriert).

Zweite Regel

Wenn das Nichtmetall zwei Oxidationsstufen aufweist, wie dies bei Kohlenstoff der Fall ist (+2 und +4, aus denen die Oxide CO bzw. CO _{2 entstehen} ), werden sie wie folgt benannt:

Traditionelle Nomenklatur

Die Endungen "tragen" und "ico" zeigen eine niedrigere bzw. höhere Wertigkeit an (kohlenstoffhaltiges Anhydrid für CO und Kohlendioxid für CO ₂ ).

Systematische Nomenklatur mit Präfixen

Kohlenmonoxid und Kohlendioxid.

Systematische Nomenklatur mit römischen Ziffern

Kohlenstoff (II) oxid und Kohlenstoff (IV) oxid.

Dritte Regel

Wenn das Nichtmetall drei oder vier Oxidationsstufen hat, wird es wie folgt benannt:

Traditionelle Nomenklatur

Wenn das Nichtmetall drei Valenzen hat, verfahren Sie wie zuvor erläutert. Im Fall von Schwefel wären dies Hyposchwefelanhydrid, Schwefelanhydrid bzw. Schwefelanhydrid.

Wenn das Nichtmetall drei Oxidationsstufen aufweist, wird es auf die gleiche Weise benannt: Hypochlorsäureanhydrid, Chlorsäureanhydrid, Chlorsäureanhydrid bzw. Perchlorsäureanhydrid.

Systematische Nomenklatur mit Präfixen oder römischen Ziffern

Es werden die gleichen Regeln angewendet, die für Verbindungen verwendet werden, bei denen ihr Nichtmetall zwei Oxidationsstufen aufweist, wobei Namen erhalten werden, die denen sehr ähnlich sind.

Eigenschaften

- Sie können in verschiedenen Aggregatzuständen gefunden werden.

- Die Nichtmetalle, aus denen diese Verbindungen bestehen, weisen hohe Oxidationszahlen auf.

- Nichtmetallische Oxide in fester Phase haben im Allgemeinen eine spröde Struktur.

- Die meisten von ihnen sind molekulare Verbindungen, die kovalent sind.

- Sie sind von Natur aus sauer und bilden Oxacidverbindungen.

- Sein Säurecharakter nimmt im Periodensystem von links nach rechts zu.

- Sie haben keine gute elektrische oder thermische Leitfähigkeit.

- Diese Oxide haben relativ niedrigere Schmelz- und Siedepunkte als ihre basischen Gegenstücke.

- Sie reagieren mit Wasser zu sauren Verbindungen oder mit alkalischen Spezies zu Salzen.

- Wenn sie mit Oxiden vom basischen Typ reagieren, entstehen Oxoanionsalze.

- Einige dieser Verbindungen wie Schwefel oder Stickoxide gelten als Umweltschadstoffe.

Anwendungen

Nichtmetallische Oxide haben ein breites Anwendungsspektrum, sowohl im industriellen Bereich als auch in Laboratorien und in verschiedenen Bereichen der Wissenschaft.

Zu seinen Verwendungszwecken gehören die Herstellung kosmetischer Produkte wie Rouge oder Nagellacke sowie die Herstellung von Keramik.

Sie werden auch zur Verbesserung von Farben, zur Herstellung von Katalysatoren, zur Formulierung der Flüssigkeit in Feuerlöschern oder des Treibgases in Aerosolnahrungsmitteln und sogar als Anästhetikum bei kleineren Operationen verwendet.

Beispiele

Chloroxid

Es gibt zwei Arten von Chloroxid. Chlor (III) oxid ist eine braune feste Substanz mit dunklem Aussehen, die selbst bei Temperaturen unter dem Schmelzpunkt von Wasser (0 ° K) hochexplosive Eigenschaften besitzt.

Andererseits ist Chloroxid (VII) eine gasförmige Verbindung mit ätzenden und brennbaren Eigenschaften, die durch Kombinieren von Schwefelsäure mit einigen der Perchlorate erhalten wird.

Siliziumoxid

Es ist ein Feststoff, der auch als Kieselsäure bekannt ist und zur Herstellung von Zement, Keramik und Glas verwendet wird.

Darüber hinaus kann es je nach molekularer Anordnung unterschiedliche Substanzen bilden, wodurch Quarz entsteht, wenn es geordnete Kristalle bildet, und Opal, wenn seine Anordnung amorph ist.

Schwefeloxid

Schwefeldioxid ist ein farbloses Vorläufergas für Schwefeltrioxid, während Schwefeltrioxid eine Hauptverbindung bei der Sulfonierung ist, die zur Herstellung von Pharmazeutika, Farbstoffen und Detergenzien führt.

Darüber hinaus ist es ein sehr wichtiger Schadstoff, da er im sauren Regen vorhanden ist.

Verweise

1. Wikipedia. (sf). Saure Oxide. Abgerufen von en.wikipedia.org
2. Britannica, E. (nd). Nichtmetalloxide. Von britannica.com abgerufen
3. Roebuck, CM (2003). Excel HSC Chemie. Von books.google.co.ve wiederhergestellt
4. BBC. (sf). Saures Oxid. Abgerufen von bbc.co.uk.
5. Chang, R. (2007). Chemie, 9. Auflage. Mexiko: McGraw-Hill.