ოქსიდი

ოქსიდი (ჟანგი) — ქიმიური ელემენტისა და ჟანგბადის ნაერთი, სადაც ჟანგბადი უერთდება მხოლოდ ნაკლებად ელექტროუარყოფით ელემენტებს. ქიმიური ელემენტი - ჟანგბადი (O), ელექტროუარყოფითობით მეორეა ფთორის შემდეგ, ამიტომაც ოქსიდებს ქმნიან თითქმის ყველა ელემენტი. გამონაკლისს წარმოადგენს ჟანგბადის დიფთორიდი OF2.
ოქსიდები მეტად გავრცელებული ნაერთია დედამიწის ქერქში და სამყაროში საერთოდ. ასეთი შენაერთების მაგალთს წარმოადგენს: ჟანგი, წყალი, ქვიშა, ნახშირორჟანგი, მთელი რიგი საღებავები. ოქსიდებად იწოდება მთელი რიგი მინერალებისა, სადაც ჟანგბადთან უმთავრესად ლითოენიბია შეერთებული. ოქსიდები გვხვდება სამივე აგრეგატულ მდგომარეობაში და აქვთ სხვადასხვა ფერი.
შენაერთები რომლებიც შეიცას ჟანგბადის ერთმანეთთან შეერთებულ ატომებს, ეწოდება პეროქსიდები (ზეჟანგი) და სუპეროქსიდები. ისინი ოქსიდების კატეგორიას არ მიეკუთვნებიან.
კლასიფიკაცია
ქიმიური თვისებების მიხედვით განასხვავებენ:
მარილ წარმომქმნელი ოქსიდები:
ფუძე ოქსიდები (მაგ. ნატრიუმის ოქსიდი Na2O, სპილენძის ოქსიდი (II) CuO): ლითონების ოქსიდები, რომლის დაჟანგვის ხარისხია I—II;
მჟავა ოქსიდები (მაგ., გოგირდის ოქსიდი(VI) SO3, აზოტის ოქსიდი (IV) NO2): ლითონის ოქსიდები დაჟანგვის ხარისხით V—VII;
ამფოტერული ოქსიდები (მაგ., თუთიის ოქსიდი ZnO, ალუმინის ოქსიდი Al2О3): ლითონთა ოქსიდები დაჟანგვის ხარისხით III—IV და გამონაკლისი (ZnO, BeO, SnO, PbO);
მარილ არ წარმომქმნელი ოქსიდები: ნახშირბადის ოქსიდი (II) СО, აზოტის ოქსიდი(I) N2O, აზოტის ოქსიდი(II) NO, სილიციუმის (კაჟის) ოქსიდი(II) SiO.
არამეტალები, ჰალოგენების გამორიცხვით, მეტნაკლებად უერთდებიან ჟანგბადს და წარმოქმნიან ოქსიდებს. ჰალოგენების ოქსიდები არაპირდაპირი გზით მიიღება. როგორც ცნობილია, არა მეტალების უმეტესობას ცვლადი ვალენტობა ახასიათებს. თითოეულ არამეტალს ერთი კი არა რამდნეიმე ოქსიდი აქვს. მაგ. ნახშირბადს ორი (CO და CO2) გოგირდს ორი (SO2, SO3), აზოტს ხუთი (N2O, NO, N2O3 NO2, N205) და ა.შ. ოქსიდებში მკაფიოდ იჩენს თავს არამეტალების თვისებები და მათი პერიოდულობა. მაგალითისათვის ავიღოთ მესამე პერიოდის არამეტალების უმაღლესი ოქსიდები: SiO2, P2O5, SO3, Cl2O7
დაბალვალენტიანი ოქსიდები თითქმის არ ურთიერთქმედებენ წყალთან, ამიტომაც უწოდებენ მათ განურჩეველს ანუ მარილარწარმომქმნელებს: CO, N2O, NO, H2O.
განვიხილოთ ფტორის ნაერთი ჟანგბადთან. ამ ოქსიდის მისაღებად ფტორს ატარებენ ტუტის სუსტ ხსნარში: 2NaOH+2F2=2NaF+H2O+F2O
მხოლოდ ამ ნაერთში ავლენს ჟანგბადი დადებით დაჟანგვის ხარისხს, რადგან ელექტრონული წყვილები, რომელებიც ამყარებენ ქიმიურ ბმას ფტორსა და ჟანგბადს შორის, გადანაცვლებულია უფრო აქტიური ფტორისაკენ. ფტორს უფრო მეტი ელექტროუარყოფითობა ახასიათებს ვიდრე ჟანგბადს.
ახლა განვიხილოთ სილიციუმის ორჟანგი (ოქსიდი). სილიციუმის ოქსიდი აირადი ნახშიროჟანგისაგან განსხვავებით მყარი, მტკიცე და ძნელად ლღობადია (ლღვება 17130). მის მიზეზია სილიციუმის ოქსიდის კრისტალის განსაკუთრებული აღნაგობა.
სილიცუმის თითოეული ატომი დაკავშირებულია არა ორ ატომ ჟანგბადთან, როგორც CO2-ის მოლეკულაში, არამედ ოთხ ატომთან ვღებულობთ მტკიცე სტრუქტურას. ამ მიზეზით სილიციუმის ოქსიდი არ იხსნება წყალში, სილიციუმმჟავა კი ამ ოქსიდზე რომ რეაგირებს და არა პირდაპირდაპირი გზით იღებენ, შედგება არა ცალკეული H2SIO3. მოლეკულისაგან, არამედ ნაწილობრივ ინარჩუნებს სილიციუმის ოქსიდის ბადისებურ სტრუქტურას ამიტომაც სილიციუმის მჟავა სხვა მინერალური მჟავებისაგან განსხვავებით არ იხსნება წყალში, არ არის სითხე და არააქროლადია.
ნომენკლატურა
ძალიან ხშირად გამოიყენება ოქსიდების სხვა სახელწოდება ჟანგბადის ატომების რაოდენობის მიხედვით. ჟანგბადის ერთი ატომის დროს - მონოოქსიდი, ორი ატომის დროს — დიოქსიდი ან ორჟანგი, სამი ატომის დროს — ტრიოქსიდი ან სამჟანგი და ა.შ. მაგალითად: ნახშირბადის მონოქსიდი CO, ნახშირბადის დიოქსიდი СО2, გოგირდის ტრიოქსიდი SO3.
ასევე გავრცელებულია ისტორიულად ჩამოყალიბებული ტრივიალური სახელწოდებები, მაგ. გოგირდის ანჰიდრიდი SO3 და ა.შ.
ქიმიური თვისებები: ფუძე ოქსიდები
ფუძე ოქსიდები არ ურთიერთქმედებენ ფუძეებთან
1. ფუძე ოქსიდი + მჟავა = მარილი + წყალი
CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O
შენიშვნა: ორთოფოსფორის ან ძლიერი მჟავა.
2. ძლიერფუძიანი ოქსიდი + წყალი = ტუტე
CaO + H2O = Ca(OH)2
3. ძლიერფუძიანი ოქსიდი + მჟავა ოქსიდი = მარილი
CaO + Mn2O7 = Ca(MnO4)2
Na2O + CO2 = Na2CO3
4. ფუძე ოქსიდი + წყალბადი = ლითონი+ წყალი
CuO + H2 = Cu + H2O
შენიშვნა: ლითონების უმეტესობა უფრო აქტიურია ვიდრე წყალბადი. მეტალთა აქტიურობის მწკრივი
ქიმიური თვისებები: მჟავა ოქსიდები
მჟავა ოქსიდები არ ურთიერთქმედებენ მჟავებთან.
1. მჟავა ოქსიდი + წყალი = მჟავა
SO3 + H2O = H2SO4
ზოგიერთი ოქსიდი მაგ. SiO2, წყალთან საერთოდ არ რეაგირებს, ამიტომ მათ მჟავებს პირდაპირი ხერხით ვერ იღებენ.
2. მჟავა ოქსიდი + ფუძე ოქსიდი = მარილი
CO2 + CaO = CaCO3
3. მჟავა ოქსიდი + ფუძე = მარილი + წყალი
SO2 + 2NaOH = Na2SO3 + H2O
თუ მჟავა ოქსიდი წარმოადგენს მრავალფუძიანი მჟავის ანჰიდრიდს, შესაძლებელია მჟავე ან საშუალო მარილების წარმოქმნა:
Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3↓ + H2O
CaCO3 + CO2 + H2O = Ca(HCO3)2
4. არა აირადი ოქსიდი + მარილი 1 = მარილი 2 + აირადი ოქსიდი
SiO2 + Na2CO3 = Na2SiO3 + CO2↑
ქიმიური თვისებები: ამფოტერული ოქსიდები
ამფოტეროს" ბერძნული სიტყვაა და ნიშნავს ორმაგს"
ჰიდროქსიდი/ ოქსიდი, რომელიც ურთიერთქმედებს როგორც მჟავასთან, ისე ტუტესთან, ამფოტერული ეწოდება.
ძლიერ მჟავეებთან ან მჟავე ოქსიდებთან ურთირთქმედების დროს ამჟღავნებენ ფუძე თვისებებს:
ZnO + 2HCl = ZnCl2 + H2O
ძლიერ ფუძეებთან ან ფუძე ოქაიდებთან ურთიერთქმედების დროს ამჟღავნებს მჟავა თვისებებს'':
ZnO + 2KOH + H2O = K2[Zn(OH)4] (წყლის ხსნარში)
ZnO + CaO = CaZnO2 (შედნობის დროს)
ოქსიდების მიღება
1. ელემენტარული ნივთიერებების (ინერტული აირების, ოქროს და პლატინას გარდა) ჟანგბადთან ურთიერთქმედებით:
2H2 + O2 = 2H2O
2Cu + O2 = 2CuO
ტუტე ლითონების ჟანგბადში წვის დროს (გარდა ლითიუმისა, ასევე სტრონციუმისა და ბარიუმისა რადგან წარმოიქმნება პეროქსიდები და ზეპეროქსიდები ):
2Na + O2 = Na2O2
K + O2 = KO2
2. ბინარული ნაერთების მოწვა ან წვა ჟანგბადში:
4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2↑
CS2 + 3O2 = CO2 + 2SO2
2PH3 + 4O2 = P2O5 + 3H2O
3. მარილების თერმული დაშლა:
CaCO3 = CaO + CO2↑
2FeSO4 = Fe2O3 + SO2↑ + SO3↑
4. ფუძეების ან მჟავეების თერმული დაშლა:
2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2O↑
4HNO3 = 4NO2↑ + O2↑ + 2H2O
5. დაბალი ოქსიდების დაჟანგვა მაღალში და მაღალი ოქსიდების აღდგენა დაბალით:
4FeO + O2 = 2Fe2O3
Fe2O3 + CO = 2FeO + CO2↑
6. ზოგიერთი ლითონების ურთიერთქმედება წყალთან მაღალი ტემპერატურის პირობებში:
Zn + H2O = ZnO + H2↑
7. მარილების ურთიერთქმედება მჟავა ოქსიდებთან კოქსის წვისა და აირადი ოქსიდის გამოყოფის თანაობისას:
Ca3(PO4)2 + 3SiO2+ 5C = 3CaSiO3 + P2O5↑ + 5CO
8. ლითონების ურთიერთქმედება მჟავეებთან:
Zn + 4HNO3(კონც.) = Zn(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O
9. წყალწამრთმევი ნივთიერებების მოქმედება მჟავეებთან და მარილთან:
2KClO4 + H2SO4(კონც.) = K2SO4 + Cl2O7 + H2O
10. სუსტი არამდგრადი მჟავათა მარილებზე უფრო ძლიერი მჟავების მოქმედებით:
NaHCO3 + HCl = NaCl + H2O + CO2↑
ინტერნეტში
ოქსიდთა კლასიფიკაციის ტაბულა
ლიტერატურა
ნ. ხმალაძე, ქიმია
ჟანგბადის ნაერთები