HYDROXIDES: MGA KATANGIAN, NOMENCLATURE AT MGA HALIMBAWA - CHEMISTRY - 2025

Ang hydroxides ay hindi organikong at ternary compound na binubuo ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng isang metal cation at OH functional group (hydroxide anion, OH ^- ). Karamihan sa kanila ay ionic sa kalikasan, kahit na maaari rin silang magkaroon ng mga covalent bond.

Halimbawa, ang isang hydroxide ay maaaring kinakatawan bilang pakikipag-ugnayan ng electrostatic sa pagitan ng M ⁺ cation at ng OH ^- anion , o bilang covalent bond sa pamamagitan ng M-OH bond (mas mababang imahe). Sa una, ang ionic bond ay nangyayari, habang sa pangalawa, ang covalent. Ang katotohanang ito ay talagang nakasalalay sa metal o cation M ⁺ , pati na rin ang singil nito at ionic radius.

Pinagmulan: Gabriel Bolívar

Yamang ang karamihan sa kanila ay nagmula sa mga metal, katumbas ito upang sumangguni sa mga ito bilang metal hydroxides.

Paano sila nabuo?

Mayroong dalawang pangunahing ruta ng sintetiko: sa pamamagitan ng pag-reaksyon ng kaukulang oxide na may tubig, o may isang malakas na base sa isang acidic medium:

MO + H ₂ O => M (OH) ₂

MO + H ⁺ + OH ^- => M (OH) ₂

Tanging ang mga metal oxides na natutunaw sa tubig ay direktang gumanti upang mabuo ang hydroxide (unang equation ng kemikal). Ang iba ay hindi matutunaw at nangangailangan ng mga acidic species na palayain ang M ⁺ , na pagkatapos ay nakikipag-ugnay sa OH ^- mula sa mga malakas na base (pangalawang kemikal na equation).

Gayunpaman, ang mga malakas na batayang ito ay mga metal hydroxides NaOH, KOH at iba pa mula sa pangkat ng mga alkali na metal (LiOH, RbOH, CsOH). Ang mga ito ay mga ionic compound na lubos na natutunaw sa tubig, samakatuwid, ang kanilang OH ^- libre upang lumahok sa mga reaksyon ng kemikal.

Sa kabilang banda, mayroong metallic hydroxides na hindi matutunaw at dahil dito ay masyadong mahina na mga base. Ang ilan sa mga ito ay kahit na acidic, tulad ng kaso sa telluric acid, Te (OH) ₆ .

Ang hydroxide ay nagtatatag ng isang balanse ng solubility kasama ang nakapalibot na solvent. Kung ito ay tubig, halimbawa, pagkatapos ng balanse ay ipinahayag tulad ng sumusunod:

M (OH) ₂ <=> M ²⁺ (aq) + OH ^- (aq)

Kung saan (ac) ay nagpapahiwatig na ang medium ay may tubig. Kapag ang solid ay hindi malulutas, ang natunaw na konsentrasyon ng OH ay maliit o bale-wala. Para sa kadahilanang ito, ang hindi matutunaw na metal hydroxides ay hindi maaaring makabuo ng mga solusyon bilang pangunahing bilang NaOH.

Mula sa itaas maaari itong maibawas na ang mga hydroxides ay nagpapakita ng iba't ibang mga pag-aari, na naka-link sa istruktura ng kemikal at mga pakikipag-ugnayan sa pagitan ng metal at OH. Kaya, bagaman marami ang ionic, na may iba't ibang mga istraktura ng mala-kristal, ang iba ay may kumplikado at nagkagulo na mga istruktura ng polimer.

Mga katangian ng hydroxides

OH anion

Ang hydroxyl ion ay isang atom na oxygen na covalently bonded sa hydrogen. Kaya, madali itong mailarawan bilang OH ^- . Ang negatibong singil ay matatagpuan sa oxygen, na ginagawa ang anion na ito ng isang species ng elektron: isang base.

Kung ang OH ^- ibibigay ang mga electron nito sa hydrogen, nabuo ang isang molekula ng H ₂ O. Maaari rin itong ibigay ang mga electron nito sa mga positibong sisingilin na species: tulad ng mga sentro ng metal na M ⁺ . Kaya, ang isang coordination complex ay nabuo sa pamamagitan ng dative M-OH bond (nagbibigay ng oxygen ang pares ng mga electron).

Gayunpaman, upang mangyari ang oxygen ay dapat na makapag-coordinate nang mahusay sa metal, kung hindi man, ang mga pakikipag-ugnayan sa pagitan ng M at OH ay magkakaroon ng isang malakas na character na ionic (M ⁺ OH ^- ). Tulad ng hydroxyl ion ay pareho sa lahat ng mga hydroxides, ang pagkakaiba sa pagitan ng lahat ng mga ito pagkatapos ay namamalagi sa cation na sinamahan nito.

Gayundin, dahil ang cation na ito ay maaaring magmula sa anumang metal sa pana-panahong talahanayan (mga pangkat 1, 2, 13, 14, 15, 16, o mula sa mga metal na paglipat), ang mga katangian ng naturang mga hydroxide ay nag-iiba-iba, bagaman ang lahat ay nagmuni-muni sa karaniwang ilang mga aspeto.

Ionic at pangunahing karakter

Sa hydroxides, kahit na mayroon silang mga bond bond, mayroon silang isang latent na ionic character. Sa ilan, tulad ng NaOH, ang kanilang mga ion ay bahagi ng isang kristal na sala-sala na binubuo ng Na ⁺ cations at OH ^- anion sa 1: 1 proporsyon; iyon ay, para sa bawat Na ⁺ ion mayroong isang katapat na OH ^- ion .

Depende sa singil sa metal, magkakaroon ng higit pa o mas kaunting OH ^- anion sa paligid nito. Halimbawa, para sa isang metal cation M ²⁺ magkakaroon ng dalawang OH ^- ion na nakikipag-ugnay dito: M (OH) ₂ , na kung saan ay nakabalangkas bilang HO ^- M ²⁺ OH ^- . Ang parehong nangyayari sa M ³⁺ riles at sa iba na may mas positibong singil (kahit na bihira silang lumampas sa 3+).

Ang katangiang ionic na ito ay responsable para sa marami sa mga pisikal na katangian, tulad ng pagtunaw at mga punto ng kumukulo. Ang mga ito ay mataas, na sumasalamin sa mga puwersa ng electrostatic sa trabaho sa loob ng kristal na sala-sala. Gayundin, kapag ang mga hydroxides ay natunaw o natutunaw maaari silang magsagawa ng electric current dahil sa kadaliang kumilos ng kanilang mga ion.

Gayunpaman, hindi lahat ng mga hydroxides ay may parehong mga lattice ng kristal. Ang mga may pinaka matatag ay mas malamang na matunaw sa mga polar solvent tulad ng tubig. Bilang isang pangkalahatang tuntunin, mas naiiba ang ionic radii ng M ⁺ at OH ^- , mas matutunaw sila.

Panahon ng takbo

Ipinapaliwanag ng nasa itaas kung bakit ang solubility ng alkali metal hydroxides ay nagdaragdag habang ang isang bumababa sa pamamagitan ng pangkat. Kaya, ang pagtaas ng pagkakasunud-sunod ng mga solubility sa tubig para sa mga ito ay ang mga sumusunod: LiOH

Ang OH ^- ay isang maliit na anion, at habang ang cation ay nagiging mas matingkad, ang kristal na lattice ay masiglang humina.

Sa kabilang banda, ang mga alkalina na metal na metal ay bumubuo ng mas matunaw na mga hydroxides dahil sa kanilang mas mataas na positibong singil. Ito ay dahil ang M ^{2+ ay} nakakaakit ng OH ^- mas malakas kaysa sa M ⁺ . Gayundin, ang mga cations nito ay mas maliit, at samakatuwid ay hindi gaanong pantay sa laki na may paggalang sa OH ^- .

Ang resulta nito ay katibayan sa pang-eksperimentong ang NaOH ay mas pangunahing kaysa Ca (OH) ₂ . Ang parehong pangangatwiran ay maaaring mailapat para sa iba pang mga hydroxides, alinman sa mga paglipat ng mga metal na metal, o para sa mga p-block metal (Al, Pb, Te, atbp.).

Gayundin, ang mas maliit at mas malaki ang ionic radius at positibong singil ng M ⁺ , mas mababa ang ionic character ng hydroxide, sa madaling salita, ang mga may napakataas na singil sa singil. Ang isang halimbawa nito ay nangyayari sa beryllium hydroxide, Be (OH) ₂ . Ang ²⁺ ay isang napakaliit na cation at ang singil nitong singil ay ginagawang electrically very siksik.

Amphotericism

Ang M (OH) ₂ hydroxides ay gumanti sa mga acid upang makabuo ng isang may tubig na kumplikado, iyon ay, ang M ^{+ ay} nagtatapos napapalibutan ng mga molekula ng tubig. Gayunpaman, mayroong isang limitadong bilang ng mga hydroxides na maaari ring gumanti sa mga base. Ito ang kilala bilang amphoteric hydroxides.

Ang mga amphoteric hydroxides ay gumanti sa parehong mga acid at base. Ang pangalawang sitwasyon ay maaaring kinakatawan ng mga sumusunod na equation ng kemikal:

M (OH) ₂ + OH ^- => M (OH) ₃ ^-

Ngunit paano matukoy kung ang isang hydroxide ay amphoteric? Sa pamamagitan ng isang simpleng eksperimento sa laboratoryo. Dahil maraming mga metal hydroxides ay hindi matutunaw sa tubig, ang pagdaragdag ng isang malakas na base sa isang solusyon na may natunaw na mga M ⁺ ions , halimbawa Al ³⁺ , ay mapapabagsak ang kaukulang hydroxide:

Al ³⁺ (aq) + 3OH ^- (aq) => Al (OH) ₃ (s)

Ngunit sa labis na OH ^- ang hydroxide ay patuloy na gumanti:

Al (OH) ₃ (s) + OH ^- => Al (OH) ₄ ^- (aq)

Bilang isang resulta, ang bagong negatibong sisingilin na komplikado ay nalulutas ng mga nakapalibot na mga molekula ng tubig, na natutunaw ang puting solid ng aluminyo hydroxide. Ang mga hydroxides na mananatiling hindi nagbabago kasama ang dagdag na karagdagan sa base ay hindi kumikilos bilang mga acid at, samakatuwid, ay hindi amphoteric.

Mga istruktura

Ang mga hydroxides ay maaaring magkaroon ng mga mala-kristal na istruktura na katulad ng sa maraming mga asing-gamot o mga oksido; ilang simple, at ang iba ay masalimuot. Bukod dito, ang mga kung saan mayroong pagbaba sa ionic character ay maaaring magkaroon ng mga metal center na naka-link sa pamamagitan ng mga tulay ng oxygen (HOM - O - MOH).

Sa solusyon ay magkakaiba ang mga istruktura. Bagaman para sa lubos na natutunaw na mga hydroxides ay sapat na upang isaalang-alang ang mga ito bilang mga ion na natunaw sa tubig, para sa iba kinakailangan na isaalang-alang ang koordinasyon ng kimika.

Kaya, ang bawat M ⁺ cation ay maaaring makipag-ugnay sa isang limitadong bilang ng mga species. Ang bulkier ito ay, mas malaki ang bilang ng mga molekula ng tubig o OH ^- nakagapos dito. Mula dito lumitaw ang sikat na koordinasyon ng octahedron ng maraming mga metal na natunaw sa tubig (o sa anumang iba pang solvent): M (OH ₂ ) ₆ ^{+ n} , kung saan ang n ay katumbas ng positibong singil ng metal.

Halimbawa, ang Cr (OH) ₃ , ay talagang bumubuo ng isang octahedron. Paano? Isinasaalang-alang ang tambalang bilang, kung saan ang tatlo sa mga molekula ng tubig ay pinalitan ng OH ^- anion . Kung ang lahat ng mga molekula ay pinalitan ng OH ^- , kung gayon ang kumplikadong may negatibong singil at istraktura ng octahedral ^{3 - makuha} . Ang -3 singil ay ang resulta ng anim na negatibong singil ng OH ^- .

Reaksyon ng pag-aalis ng tubig

Ang mga hydroxides ay maaaring isaalang-alang bilang "hydrated oxides". Gayunpaman, sa kanila ang "tubig" ay direktang nakikipag-ugnay sa M ⁺ ; samantalang sa MO · nH ₂ O hydrated oxides , ang mga molekula ng tubig ay bahagi ng isang panlabas na koordinasyon na globo (hindi sila malapit sa metal).

Ang mga molekula ng tubig na ito ay maaaring makuha sa pamamagitan ng pag-init ng isang sample ng hydroxide:

M (OH) ₂ + Q (init) => MO + H ₂ O

Ang MO ay ang metal oxide na nabuo bilang isang resulta ng pag-aalis ng tubig ng hydroxide. Ang isang halimbawa ng reaksyong ito ay ang na-obserbahan kapag ang cupric hydroxide, Cu (OH) _2, ay nalulunod :

Cu (OH) ₂ (asul) + Q => CuO (itim) + H ₂ O

Pangngalan

Ano ang tamang paraan upang mabanggit ang mga hydroxides? Ang IUPAC ay iminungkahi ng tatlong mga nomenclature para sa hangaring ito: ang tradisyonal, stock, at sistematikong. Tama na gamitin ang alinman sa tatlo, gayunpaman, para sa ilang mga hydroxides maaari itong maging mas maginhawa o praktikal na banggitin ito sa isang paraan o sa iba pa.

Tradisyonal

Ang tradisyunal na nomenclature ay idagdag lamang ang suffix –ico sa pinakamataas na valence ng metal; at ang suffix -oso hanggang sa pinakamababa. Kaya, halimbawa, kung ang metal M ay may mga valences +3 at +1, ang hydroxide M (OH) ₃ ay tatawaging hydroxide (metal name) ico , habang ang MOH hydroxide (metal name) bear .

Upang matukoy ang valence ng metal sa hydroxide, tingnan lamang ang numero pagkatapos ng OH na nakapaloob sa mga panaklong. Kaya, ang M (OH) _{5 ay} nangangahulugang ang metal ay may singil o valence ng +5.

Ang pangunahing disbentaha ng nomenclature na ito, gayunpaman, ay maaaring maging kumplikado para sa mga metal na may higit sa dalawang estado ng oksihenasyon (tulad ng kromo at mangganeso). Para sa mga naturang kaso, ang mga prefix na hyper- at hyp- ay ginagamit upang maipahiwatig ang pinakamataas at pinakamababang mga valente.

Kaya, kung ang M sa halip na magkaroon lamang ng +3 at +1 valences, mayroon din itong +4 at +2, kung gayon ang mga pangalan ng mga hydroxide na may mas mataas at mas mababang mga valences ay: hyper hydroxide (metal name) ico , at hypo hydroxide ( pangalan ng metal) bear .

Stock

Sa lahat ng mga katawagan ay ito ang pinakasimpleng. Narito ang pangalan ng hydroxide ay simpleng sinusundan ng valence ng metal na nakapaloob sa mga panaklong at nakasulat sa Roman number. Muli para sa M (OH) ₅ , halimbawa, ang iyong tatak ng stock ay: (pangalan ng metal) (V) hydroxide. (V) pagkatapos ay nagsasaad ng (+5).

Sistematikong

Sa wakas, ang sistematikong nomenclature ay nailalarawan sa pamamagitan ng paggamit ng pagdaragdag ng mga prefix (di-, tri-, tetra-, penta-, hexa-, atbp.). Ang mga prefix na ito ay ginagamit upang tukuyin ang parehong bilang ng mga metal atoms at OH ^- ion . Sa ganitong paraan, ang M (OH) ₅ ay pinangalanan bilang: (metal na pangalan) pentahydroxide.

Sa kaso ng Hg ₂ (OH) ₂ , halimbawa, magiging dimercuric dihydroxide; isa sa mga hydroxides na ang istraktura ng kemikal ay kumplikado sa unang sulyap.

Mga halimbawa ng mga hydroxides

Ang ilang mga halimbawa ng mga hydroxides at ang kanilang mga kaukulang nomensyo ay ang mga sumusunod:

-NaOH (Sodium Hydroxide)

Ang hitsura ng sodium hydroxide

-Ca (OH) 2 (Kaltsyum hydroxide)

Ang hitsura ng calcium hydroxide sa solidong estado

-Fe (OH) _{3. (} Ferric hydroxide; iron (III) hydroxide; o iron trihydroxide)

-V (OH) _{5 (} Pervanadic hydroxide; vanadium (V) hydroxide; o vanadium pentahydroxide).

-Sn (OH) _{4 (} Stanic hydroxide; lata (IV) hydroxide; o tin tetrahydroxide).

-Ba (OH) ₂ (Barium hydroxide o habangum dihydroxide).

-Mn (OH) _{6 (} Manganic hydroxide, manganese (VI) hydroxide o manganese hexahydroxide).

-AgOH (Silver hydroxide, pilak hydroxide o pilak na hydroxide). Tandaan na para sa tambalang ito ay walang pagkakaiba sa pagitan ng stock at sistematikong mga lagda.

-Pb (OH) _{4 (} Lead hydroxide, lead (IV) hydroxide o lead tetrahydroxide).

-LiOP (Lithium Hydroxide).

-Cd (OH) 2 (Cadmium hydroxide)

-Ba (OH) _{2 (} Barium Hydroxide)

- Chromium hydroxide

Mga Sanggunian

1. Chemistry LibreTexts. Solubility ng Metal Hydroxides. Kinuha mula sa: chem.libretexts.org
2. Clackamas Community College. (2011). Aralin 6: Pangngalan sa Asido, Mga Gas, at Salts Kinuha mula sa: dl.clackamas.edu
3. Kumplikadong Ions at Amphoterism. . Kinuha mula sa: oneonta.edu
4. Fullchemistry. (Enero 14, 2013). Mga hydroxides ng metal. Kinuha mula sa: quimica2013.wordpress.com
5. Encyclopedia ng Mga Halimbawa (2017). Hydroxides Nabawi mula sa: mga halimbawa.co
6. Castaños E. (August 9, 2016). Pagbubuo at nomenclature: hydroxides. Kinuha mula sa: lidiaconlaquimica.wordpress.com