Dvejetainiai deguonies junginiai su nemetaliniais elementais yra didelė medžiagų grupė, priskiriama oksidų klasei. Daugelis nemetalų oksidų yra gerai žinomi visiems. Tai, pavyzdžiui, anglies dioksidas, vanduo, azoto dioksidas. Straipsnyje apžvelgsime jų savybes, išsiaiškinsime dvejetainių junginių apimtį ir poveikį aplinkai.
Bendrosios charakteristikos
Beveik visi nemetaliniai elementai, išskyrus fluorą, argoną, neoną ir helią, gali sudaryti oksidus. Dauguma elementų turi kelis oksidus. Pavyzdžiui, siera sudaro du junginius: sieros dioksidą ir sieros anhidridą. Tai medžiagos, kurių sieros valentingumas yra atitinkamai keturi ir šeši. Vandenilis ir boras turi tik po vieną oksidą, o azotas turi daugiausiai dvejetainių medžiagų su deguonimi. Aukštesni oksidai yra tie, kuriuose nemetalinio atomo oksidacijos laipsnis yra lygus grupės, kurioje elementas yra periodinėje sistemoje, skaičiui. Taigi, CO2 ir SO3 yra didesni anglies ir sieros oksidai. Kai kurie ryšiaigali toliau oksiduotis. Pavyzdžiui, anglies monoksidas šiuo atveju virsta anglies dioksidu.
Struktūra ir fizinės savybės
Praktiškai visi žinomi nemetalų oksidai susideda iš molekulių, tarp kurių atomų susidaro kovalentiniai ryšiai. Pačios medžiagos dalelės gali būti polinės (pavyzdžiui, sieros dioksido sudėtyje) arba nepolinės (anglies dioksido molekulės). Silicio dioksidas, kuris yra natūrali smėlio forma, turi atominę struktūrą. Daugelio rūgštinių oksidų agregacijos būsena gali būti skirtinga. Taigi anglies oksidai, tokie kaip anglies monoksidas ir anglies dioksidas, yra dujiniai, o vandenilio (H2O) arba sieros dvejetainiai deguonies junginiai yra aukščiausios oksidacijos būsenos (SO). 3 ) yra skysčiai. Vandens ypatybė yra ta, kad oksidas nesudaro druskos. Jie taip pat vadinami abejingais.
Sieros trioksidas arba sieros anhidridas yra kristalinė b alta medžiaga. Jis greitai sugeria drėgmę iš oro, todėl sieros dioksidas laikomas sandariose stiklinėse kolbose. Medžiaga naudojama kaip oro džiovintuvas ir sulfatinės rūgšties gamybai. Fosforo arba silicio oksidai yra kietos kristalinės medžiagos. Azoto oksidams būdinga abipusė agregacijos būsenos transformacija. Taigi, junginys NO2 yra rudos dujos, o junginys, kurio formulė N2O4 turi bespalvį skystį arba b altą kietą medžiagą. Kaitinamas skystis virsta dujomis, o atvėsusskystosios fazės susidarymas.
Sąveika su vandeniu
Rūgščių oksidų reakcijos su vandeniu žinomos. Reakcijos produktai bus atitinkamos rūgštys:
SO3 + H2O=H2SO 4 – sulfato rūgštis
Tai apima fosforo pentoksido, taip pat sieros dioksido, azoto, anglies sąveiką su H2O molekulėmis. Tačiau silicio oksidas tiesiogiai su vandeniu nereaguoja. Norint gauti silikato rūgštį, naudojamas netiesioginis metodas. Pirma, SiO2 sulydoma su šarmu, pavyzdžiui, natrio hidroksidu. Gauta vidurinė druska, natrio silikatas, apdorojama stipria rūgštimi, tokia kaip chloridas.
Rezultatas – b altos želatininės silicio rūgšties nuosėdos. Kaitinamas silicio dioksidas gali reaguoti su druskomis ir sudaryti lakiuosius rūgštinius oksidus. Rūgščių oksidai apima keletą azoto, sieros ir fosforo junginių, kurie yra pagrindiniai oro taršos veiksniai. Jie sąveikauja su atmosferos drėgme, todėl susidaro sieros, nitratų ir azoto rūgštys. Jų molekulės kartu su lietumi ar sniegu krinta ant augalų ir dirvožemio. Rūgštūs krituliai ne tik kenkia pasėliams, mažindami jų derlių, bet ir neigiamai veikia žmonių sveikatą. Jie griauna pastatus iš kalkakmenio ar marmuro, sukelia metalinių konstrukcijų koroziją.
Abejingi oksidai
Rūgščių oksidai – tai grupė junginių, kurie negali reaguoti nei su rūgštimis, nei su šarmais ir nesusidarodruskos. Visi aukščiau išvardyti junginiai neatitinka nei rūgščių, nei bazių, tai yra, jie nesudaro druskos. Tokių ryšių yra nedaug. Pavyzdžiui, tai yra anglies monoksidas, azoto oksidas ir jo monoksidas - NO. Jis kartu su azoto dioksidu ir sieros dioksidu dalyvauja formuojant smogą virš didelių pramonės įmonių ir miestų. Nuodingų oksidų susidarymo galima išvengti sumažinus kuro degimo temperatūrą.
Sąveika su šarmais
Gebėjimas reaguoti su šarmais yra svarbi rūgščių oksidų savybė. Pavyzdžiui, kai natrio hidroksidas ir sieros trioksidas reaguoja, susidaro druska (natrio sulfatas) ir vanduo:
SO3 + 2NaOH → Na2SO4 + H 2O
Azoto dioksidas priklauso rūgštiniams oksidams. Įdomi jo savybė – reakcija su šarmais, produktuose randamos dviejų rūšių druskos: nitratai ir nitritai. Taip yra dėl azoto oksido (IV) gebėjimo, sąveikaujant su vandeniu, sudaryti dvi rūgštis – azoto ir azoto. Sieros dioksidas taip pat sąveikauja su šarmais, todėl susidaro vidutinės druskos – sulfitai, taip pat vanduo. Junginys, patekęs į orą, jį stipriai teršia, todėl įmonėse, naudojančiose kurą su SO2 priemaiša, išmetamosios pramoninės dujos valomos purškiant į jas negesintas kalkes arba kreidą. Sieros dioksidą taip pat galite praleisti per kalkių vandenį arba natrio sulfito tirpalą.
Nemetalinių elementų dvejetainių deguonies junginių vaidmuo
Daug rūgščių oksidųturi didelę praktinę reikšmę. Pavyzdžiui, anglies dioksidas naudojamas gesintuvuose, nes nepalaiko degimo. Silicio oksidas – smėlis, plačiai naudojamas statybų pramonėje. Anglies monoksidas yra metilo alkoholio gamybos žaliava. Fosforo pentoksidas yra rūgštinis oksidas. Ši medžiaga naudojama fosforo rūgščiai gaminti.
Dvejetainiai nemetalų deguonies junginiai veikia žmogaus organizmą. Dauguma jų yra toksiški. Apie žalingą anglies monoksido poveikį kalbėjome anksčiau. Taip pat įrodytas neigiamas azoto oksidų, ypač azoto dioksido, poveikis kvėpavimo ir širdies ir kraujagyslių sistemoms. Rūgščių oksidai apima anglies dioksidą, kuris nelaikomas toksiška medžiaga. Bet jei jo tūrinė dalis ore viršija 0,25 %, žmogui pasireiškia uždusimo simptomai, kurie gali būti mirtini dėl kvėpavimo sustojimo.
Straipsnyje ištyrėme rūgščių oksidų savybes ir pateikėme praktinės jų reikšmės žmogaus gyvenime pavyzdžių.
