Skābekļa binārie savienojumi ar nemetāliskiem elementiem ir liela vielu grupa, kas ietilpst oksīdu klasē. Daudzi nemetālu oksīdi ir labi zināmi visiem. Tie ir, piemēram, oglekļa dioksīds, ūdens, slāpekļa dioksīds. Mūsu rakstā mēs apsvērsim to īpašības, uzzināsim bināro savienojumu darbības jomu un to ietekmi uz vidi.
Vispārīgās īpašības
Gandrīz visi nemetāliskie elementi, izņemot fluoru, argonu, neonu un hēliju, var veidot oksīdus. Lielākajai daļai elementu ir vairāki oksīdi. Piemēram, sērs veido divus savienojumus: sēra dioksīdu un sēra anhidrīdu. Tās ir vielas, kurās sēra valence ir attiecīgi četri un seši. Ūdeņradim un boram ir tikai viens oksīds, un slāpeklī ir vislielākais bināro vielu skaits ar skābekli. Augstāki oksīdi ir tie, kuros nemetāla atoma oksidācijas pakāpe ir vienāda ar tās grupas skaitu, kurā elements atrodas periodiskajā sistēmā. Tātad CO2 un SO3 ir augstāki oglekļa un sēra oksīdi. Daži savienojumivar tikt tālāk oksidēts. Piemēram, oglekļa monoksīds šajā gadījumā pārvēršas oglekļa dioksīdā.
Struktūra un fizikālās īpašības
Praktiski visi zināmie nemetālu oksīdi sastāv no molekulām, starp kuru atomiem veidojas kovalentās saites. Vielas daļiņas pašas var būt polāras (piemēram, sēra dioksīdā) vai nepolāras (oglekļa dioksīda molekulas). Silīcija dioksīdam, kas ir dabiska smilšu forma, ir atomu struktūra. Vairāku skābo oksīdu agregācijas stāvoklis var būt atšķirīgs. Tātad oglekļa oksīdi, piemēram, oglekļa monoksīds un oglekļa dioksīds, ir gāzveida, un ūdeņraža (H2O) vai sēra binārie skābekļa savienojumi ir visaugstākajā oksidācijas pakāpē (SO). 3 ) ir šķidrumi. Ūdens iezīme ir tāda, ka oksīds neveido sāli. Viņus sauc arī par vienaldzīgiem.
Sēra trioksīds jeb sēra anhidrīds ir kristāliski b alta viela. Tas ātri uzsūc mitrumu no gaisa, tāpēc sēra dioksīds tiek uzglabāts noslēgtās stikla kolbās. Vielu izmanto kā gaisa žāvētāju un sulfātskābes ražošanā. Fosfora vai silīcija oksīdi ir cietas kristāliskas vielas. Agregācijas stāvokļa savstarpēja transformācija ir raksturīga slāpekļa oksīdiem. Tātad savienojums NO2 ir brūna gāze, un savienojums ar formulu N2O4 ir bezkrāsains šķidrums vai b alta cieta viela. Sildot, šķidrums pārvēršas gāzē, un, kad tas tiek atdzesēts,šķidrās fāzes veidošanās.
Mijiedarbība ar ūdeni
Ir zināmas skābju oksīdu reakcijas ar ūdeni. Reakcijas produkti būs atbilstošās skābes:
SO3 + H2O=H2SO 4 – sulfātskābe
Tie ietver fosfora pentoksīda, kā arī sēra dioksīda, slāpekļa, oglekļa mijiedarbību ar H2O molekulām. Tomēr silīcija oksīds tieši nereaģē ar ūdeni. Lai iegūtu silikātu, tiek izmantota netieša metode. Pirmkārt, SiO2 tiek sakausēts ar sārmu, piemēram, nātrija hidroksīdu. Iegūto vidējo sāli, nātrija silikātu, apstrādā ar spēcīgu skābi, piemēram, hlorīdu.
Rezultāts ir b altas želatīnveida silīcijskābes nogulsnes. Silīcija dioksīds karsējot var reaģēt ar sāļiem, veidojot gaistošus skābos oksīdus. Skābie oksīdi ietver vairākus slāpekļa, sēra un fosfora savienojumus, kas ir galvenais gaisa piesārņojuma izraisītājs. Tie mijiedarbojas ar atmosfēras mitrumu, kas izraisa sērskābes, nitrātu un slāpekļskābes veidošanos. To molekulas kopā ar lietu vai sniegu nokrīt uz augiem un augsnes. Skābie nokrišņi ne tikai kaitē kultūraugiem, samazinot to ražu, bet arī negatīvi ietekmē cilvēku veselību. Tie iznīcina kaļķakmens vai marmora ēkas, izraisa metāla konstrukciju koroziju.
Vienaldzīgi oksīdi
Skābie oksīdi ir savienojumu grupa, kas nevar reaģēt ne ar skābēm, ne sārmiem un neveidojassāls. Visi iepriekš minētie savienojumi neatbilst ne skābēm, ne bāzēm, tas ir, tie neveido sāļus. Šādu savienojumu ir maz. Piemēram, tie ietver oglekļa monoksīdu, slāpekļa oksīdu un tā monoksīdu - NO. Viņš kopā ar slāpekļa dioksīdu un sēra dioksīdu ir iesaistīts smoga veidošanā virs lieliem rūpniecības uzņēmumiem un pilsētām. Toksisku oksīdu veidošanos var novērst, pazeminot degvielas sadegšanas temperatūru.
Mijiedarbība ar sārmiem
Spēja reaģēt ar sārmiem ir svarīga skābo oksīdu īpašība. Piemēram, nātrija hidroksīdam un sēra trioksīdam reaģējot, veidojas sāls (nātrija sulfāts) un ūdens:
SO3 + 2NaOH → Na2SO4 + H 2O
Slāpekļa dioksīds pieder pie skābiem oksīdiem. Tā interesanta iezīme ir reakcija ar sārmu, produktos ir sastopami divu veidu sāļi: nitrāti un nitrīti. Tas ir saistīts ar slāpekļa oksīda (IV) spēju, mijiedarbojoties ar ūdeni, veidojot divas skābes - slāpekļa un slāpekļa skābes. Sēra dioksīds mijiedarbojas arī ar sārmiem, tādējādi veidojot vidējus sāļus – sulfītus, kā arī ūdeni. Savienojums, nokļūstot gaisā, to spēcīgi piesārņo, tāpēc uzņēmumos, kas izmanto degvielu ar SO2, rūpnieciskās izplūdes gāzes tiek attīrītas, iesmidzinot tajās dzēstos kaļķus vai krītu. Varat arī izlaist sēra dioksīdu caur kaļķa ūdeni vai nātrija sulfīta šķīdumu.
Nemetālisko elementu bināro skābekļa savienojumu loma
Daudzi skābju oksīditiem ir liela praktiska nozīme. Piemēram, oglekļa dioksīds tiek izmantots ugunsdzēšamos aparātos, jo tas neatbalsta degšanu. Silīcija oksīds - smiltis, tiek plaši izmantots būvniecības nozarē. Oglekļa monoksīds ir metilspirta ražošanas izejviela. Fosfora pentoksīds ir skābs oksīds. Šo vielu izmanto fosforskābes ražošanā.
Nemetālu binārie skābekļa savienojumi ietekmē cilvēka ķermeni. Lielākā daļa no tām ir toksiskas. Mēs jau iepriekš runājām par oglekļa monoksīda kaitīgo ietekmi. Ir pierādīta arī slāpekļa oksīdu, īpaši slāpekļa dioksīda, negatīvā ietekme uz elpošanas un sirds un asinsvadu sistēmām. Skābie oksīdi ietver oglekļa dioksīdu, kas netiek uzskatīts par toksisku vielu. Bet, ja tā tilpuma daļa gaisā pārsniedz 0,25%, cilvēkam rodas nosmakšanas simptomi, kas var būt letāli elpošanas apstāšanās dēļ.
Mūsu rakstā mēs pētījām skābo oksīdu īpašības un sniedzām piemērus par to praktisko nozīmi cilvēka dzīvē.
