धातु ऑक्साइड गुण, नामकरण, उपयोग और उदाहरण

धातु आक्साइड वे अकार्बनिक यौगिक होते हैं जो धात्विक उद्धरण और ऑक्सीजन द्वारा निर्मित होते हैं। वे आम तौर पर एक बड़ी संख्या में आयनिक ठोस शामिल होते हैं, जिसमें ऑक्साइड आयन (O) होता है^2-) एम प्रजातियों के साथ इलेक्ट्रोस्टैटिक रूप से बातचीत करता है⁺.

एम⁺ यह कोई भी उद्धरण है जो शुद्ध धातु से प्राप्त होता है: क्षारीय और संक्रमण धातुओं से, कुछ महान धातुओं (जैसे सोना, प्लैटिनम और पैलेडियम) के अपवाद के साथ, आवधिक तालिका के ब्लॉक पी के भारी तत्वों के लिए ( सीसा और बिस्मथ की तरह).

ऊपरी छवि एक लोहे की सतह को दिखाती है जो लाल रंग की पपड़ी से ढकी होती है। इन "क्रस्ट्स" को जंग या जंग के रूप में जाना जाता है, जो बदले में धातु के ऑक्सीकरण के एक दृश्य परीक्षण को अपने पर्यावरण की स्थितियों के कारण दर्शाते हैं। रासायनिक रूप से, जंग लोहे के आक्साइड का एक हाइड्रेटेड मिश्रण है (III).

धातु के ऑक्सीकरण के परिणामस्वरूप इसकी सतह का क्षरण क्यों होता है? यह धातु के क्रिस्टल संरचना के भीतर ऑक्सीजन को शामिल करने के कारण है.

जब ऐसा होता है, तो धातु की मात्रा बढ़ जाती है और मूल इंटरैक्शन कमजोर हो जाते हैं, जिससे ठोस टूट जाता है। इसके अलावा, ये दरारें अधिक ऑक्सीजन के अणुओं को आंतरिक धातु की परतों में घुसने देती हैं, पूरे टुकड़े को भीतर से खा जाती हैं।.

हालांकि, यह प्रक्रिया अलग-अलग गति से होती है और यह धातु की प्रकृति (इसकी प्रतिक्रिया) और इसके चारों ओर स्थित भौतिक स्थितियों पर निर्भर करती है। इसलिए, ऐसे कारक हैं जो धातु के ऑक्सीकरण को तेज या धीमा करते हैं; उनमें से दो नमी और पीएच की उपस्थिति हैं.

क्यों? क्योंकि धातु ऑक्साइड का उत्पादन करने के लिए धातु का ऑक्सीकरण एक इलेक्ट्रॉन हस्तांतरण का अर्थ है। ये "यात्रा" एक रासायनिक प्रजाति से दूसरे तक जब तक माध्यम इसे सुविधाजनक बनाता है, या तो आयनों (एच) की उपस्थिति से⁺, ना⁺, मिलीग्राम²⁺, क्लोरीन^-, आदि), जो पीएच को संशोधित करता है, या पानी के अणुओं द्वारा जो परिवहन के साधन प्रदान करता है.

विश्लेषणात्मक रूप से, संबंधित ऑक्साइड बनाने के लिए एक धातु की प्रवृत्ति इसकी कमी की क्षमता में परिलक्षित होती है, जो यह बताती है कि कौन सी धातु एक दूसरे की तुलना में तेजी से प्रतिक्रिया करती है.

उदाहरण के लिए, सोने में लोहे की तुलना में बहुत अधिक कमी होती है, यही वजह है कि यह अपने ऑक्साइड के बिना अपनी चमक के साथ चमकता है।.

सूची

• गैर-धातु ऑक्साइड के 1 गुण
  • 1.1 मूलभूतता
  • 1.2 एम्फ़ोटेरिकवाद
• 2 नामकरण
  • २.१ पारंपरिक नामकरण
  • २.२ व्यवस्थित नामकरण
  • 2.3 स्टॉक नामकरण
  • 2.4 वैलेंस की संख्या की गणना
• 3 वे कैसे बनते हैं?
  • 3.1 ऑक्सीजन के साथ धातु की प्रत्यक्ष प्रतिक्रिया
  • 3.2 ऑक्सीजन के साथ धातु के लवण की प्रतिक्रिया
• 4 उपयोग
• 5 उदाहरण
  • 5.1 लौह आक्साइड
  • 5.2 क्षारीय और क्षारीय पृथ्वी आक्साइड
  • 5.3 समूह IIIA ऑक्साइड (13)
• 6 संदर्भ

गैर-धातु ऑक्साइड के गुण

धातु आक्साइड के गुण धातु के अनुसार भिन्न होते हैं और यह आयन ओ के साथ कैसे संपर्क करता है^2-. यह इस बात पर जोर देता है कि कुछ ऑक्साइड में पानी की उच्च घनत्व या घुलनशीलता होती है। हालांकि, सभी में धातु के समान चरित्र होते हैं, जो अनिवार्य रूप से इसकी मूलता में परिलक्षित होता है.

दूसरे शब्दों में: उन्हें मूल एनहाइड्राइड या बुनियादी ऑक्साइड के रूप में भी जाना जाता है.

क्षारकता

एसिड-बेस इंडिकेटर के उपयोग से धातु आक्साइड की मौलिकता को प्रयोगात्मक रूप से जांचा जा सकता है। कैसे? कुछ विघटित संकेतक के साथ जलीय घोल में ऑक्साइड का एक छोटा सा टुकड़ा जोड़ना; यह बैंगनी गोभी का द्रवीभूत रस हो सकता है.

तब पीएच के आधार पर रंगों की श्रेणी, ऑक्साइड मूल पीएच (इसी 8 और 10 के बीच के मूल्यों के साथ) के समान रस को नीले रंग में बदल देगा। ऐसा इसलिए है क्योंकि ऑक्साइड का भंग हुआ हिस्सा ओएच आयनों को छोड़ता है^- पर्यावरण में, पीएच में परिवर्तन के लिए जिम्मेदार प्रयोग में ये.

इस प्रकार, पानी में घुलने वाले एमओ ऑक्साइड के लिए, यह निम्नलिखित रासायनिक समीकरणों के अनुसार धातु हाइड्रॉक्साइड ("हाइड्रेटेड ऑक्साइड") में बदल जाता है:

एमओ + एच₂ओ => एम (ओएच)₂

एम (ओएच)₂ <=> एम²⁺ + 2OH^-

दूसरा समीकरण हाइड्रोक्साइड एम (OH) का घुलनशीलता संतुलन है₂. ध्यान दें कि धातु में 2+ चार्ज है, जिसका अर्थ यह भी है कि इसकी वैल्यू +2 है। इलेक्ट्रॉनों को प्राप्त करने की प्रवृत्ति से धातु की वैधता का सीधा संबंध है.

इस तरह, जितनी अधिक सकारात्मकता होगी, उसकी अम्लता उतनी ही अधिक होगी। इस मामले में कि M की वैलेंस +7 थी, तो M ऑक्साइड की₂हे₇ यह अम्लीय होगा और बुनियादी नहीं होगा.

amphoterism

धातु ऑक्साइड बुनियादी हैं, हालांकि, सभी में एक ही धातु का चरित्र नहीं है। कैसे जानें? आवर्त सारणी में धातु एम का पता लगाना। जितना अधिक यह इसके बाईं ओर है, और कम समय में, यह उतना ही अधिक धात्विक होगा और इसलिए इसका मूल भाग जितना अधिक होगा.

मूल और एसिड ऑक्साइड (गैर-धातु ऑक्साइड) के बीच की सीमा पर एम्फ़ोटेरिक ऑक्साइड हैं। यहाँ 'अम्फोटेरिक' शब्द का अर्थ है कि ऑक्साइड एक आधार और अम्ल दोनों के रूप में कार्य करता है, जो जलीय घोल में समान होता है, जो हाइड्रोक्साइड या जलीय परिसर M (OH) का निर्माण कर सकता है।₂)₆²⁺.

जलीय परिसर के समन्वय से अधिक कुछ नहीं है n एम कॉम्प्लेक्स (ओएच) के लिए धातु केंद्र एम के साथ पानी के अणु₂)₆²⁺, धातु एम²⁺ यह छह पानी के अणुओं से घिरा हुआ है, और इसे हाइड्रेटेड पिंजरे के रूप में माना जा सकता है। इन परिसरों में से कई में गहन रंग दिखाई देते हैं, जैसे कि तांबा और कोबाल्ट के लिए मनाया जाता है.

शब्दावली

धातु ऑक्साइड का नाम कैसे दिया जाता है? इसे करने के तीन तरीके हैं: पारंपरिक, व्यवस्थित और स्टॉक.

पारंपरिक नामकरण

आईयूपीएसी द्वारा शासित नियमों के अनुसार धातु ऑक्साइड को सही ढंग से नामित करने के लिए, धातु एम के संभावित मूल्यों को जानना आवश्यक है। सबसे बड़ा (सबसे सकारात्मक) धातु का नाम प्रत्यय -को सौंपा गया है, जबकि मामूली, उपसर्ग-जो.

उदाहरण: धातु M के मान +2 और +4 को देखते हुए, इसके संबंधित ऑक्साइड MO और MO हैं₂. यदि M लीड था, Pb, तो PbO ऑक्साइड प्लंब होगाभालू, और PbO₂ ऑक्साइड प्लमico. यदि धातु में केवल एक वैलेंस है, तो इसका प्रत्यय-एक्सो के साथ इसका ऑक्साइड नाम दिया गया है। तो, ना₂या यह सोडियम ऑक्साइड है.

दूसरी ओर, हाइपो- और प्रति-उपसर्ग तब जोड़े जाते हैं जब धातु के लिए तीन या चार वैल्यू उपलब्ध हों। इस तरह, एम.एन.₂हे₇ यह ऑक्साइड है प्रतिमंगनico, क्योंकि Mn में वैलेंस +7 है, जो सभी में सबसे ज्यादा है.

हालांकि, इस प्रकार का नामकरण कुछ कठिनाइयों को प्रस्तुत करता है और आमतौर पर कम से कम उपयोग किया जाता है.

व्यवस्थित नामकरण

यह एम परमाणुओं और ऑक्सीजन की संख्या पर विचार करता है जो ऑक्साइड के रासायनिक सूत्र को बनाते हैं। उनसे, यह संबंधित उपसर्ग मोनो-, डि-, ट्राई-, टेट्रा-, आदि को सौंपा गया है।.

एक उदाहरण के रूप में तीन हाल के धातु आक्साइड को लेते हुए, PbO सीसा मोनोऑक्साइड है; PbO₂ लीड डाइऑक्साइड; और ना₂या फिर डिसोडियम मोनोऑक्साइड। जंग के मामले के लिए, Fe₂हे₃, इसका संबंधित नाम डायहिरो का ट्राईऑक्साइड है.

स्टॉक नामकरण

अन्य दो नामकरणों के विपरीत, इसमें धातु की वैधता का अधिक महत्व है। कोष्ठक में रोमन अंकों द्वारा निर्दिष्ट है: (I), (II), (III), (IV), आदि। धातु ऑक्साइड को तब धातु ऑक्साइड के रूप में नामित किया गया है (n).

हमारे पास पिछले उदाहरणों के लिए स्टॉक नामकरण लागू करना:

-PbO: लेड ऑक्साइड (II).

-PBO₂: लेड ऑक्साइड (IV).

-ना₂O: सोडियम ऑक्साइड। चूँकि इसमें +1 की एक अद्वितीय वैलेंस है, यह निर्दिष्ट नहीं है.

-धर्म₂हे₃: आयरन ऑक्साइड (III).

-Mn₂हे₇: मैंगनीज ऑक्साइड (VII).

वैलेंस की संख्या की गणना

लेकिन, यदि आपके पास वैलेंस के साथ आवधिक तालिका नहीं है, तो आप उन्हें कैसे निर्धारित कर सकते हैं? इसके लिए हमें याद रखना चाहिए कि अनियन ओ^2- यह धात्विक ऑक्साइड में दो ऋणात्मक आवेशों का योगदान करता है। तटस्थता के सिद्धांत का पालन करते हुए, इन नकारात्मक आरोपों को धातु के सकारात्मक के साथ बेअसर किया जाना चाहिए.

इसलिए, अगर ऑक्सिजन की संख्या रासायनिक सूत्र से जानी जाती है, तो धातु की वैधता को बीजगणितीय रूप से निर्धारित किया जा सकता है, ताकि आवेशों का योग शून्य हो जाए.

द एमएन₂हे₇ सात ऑक्सीजेंस हैं, तो इसके नकारात्मक चार्ज 7x (-2) = -14 के बराबर हैं। -14 के नकारात्मक चार्ज को बेअसर करने के लिए, मैंगनीज को +14 (14-14 = 0) प्रदान करना होगा। गणितीय समीकरण लगाना तब है:

2X - 14 = 0

2 इस तथ्य से आता है कि दो मैंगनीज परमाणु हैं। सॉल्विंग और समाशोधन X, धातु की वैधता:

एक्स = 14/2 = 7

कहने का तात्पर्य यह है कि प्रत्येक Mn का मान +7 है.

वे कैसे बनते हैं?

आर्द्रता और पीएच सीधे उनके संबंधित ऑक्साइड में धातुओं के ऑक्सीकरण को प्रभावित करते हैं। सीओ की मौजूदगी₂, एसिड ऑक्साइड, पानी में पर्याप्त रूप से भंग किया जा सकता है जो धातु के क्रिस्टल संरचना के लिए आयनिक रूप में ऑक्सीजन के समावेश को तेज करने के लिए धातु के हिस्से को कवर करता है।.

तापमान में वृद्धि के साथ इस प्रतिक्रिया को भी तेज किया जा सकता है, खासकर जब यह थोड़े समय में ऑक्साइड प्राप्त करने के लिए वांछित होता है.

ऑक्सीजन के साथ धातु की प्रत्यक्ष प्रतिक्रिया

धातु ऑक्साइड धातु और आसपास के ऑक्सीजन के बीच प्रतिक्रिया के उत्पाद के रूप में बनते हैं। इसे नीचे दिए गए रासायनिक समीकरण के साथ दर्शाया जा सकता है:

2 एम (एस) + ओ₂(g) => 2MO (s)

यह प्रतिक्रिया धीमी है, क्योंकि ऑक्सीजन में एक मजबूत डबल ओ = ओ बंधन है और इसके और धातु के बीच इलेक्ट्रॉनिक हस्तांतरण अक्षम है.

हालांकि, यह तापमान और सतह क्षेत्र में वृद्धि के साथ काफी तेजी लाता है। यह इस तथ्य के कारण है कि ओ = ओ डबल बॉन्ड को तोड़ने के लिए आवश्यक ऊर्जा प्रदान की जाती है, और जैसा कि एक बड़ा क्षेत्र है, ऑक्सीजन धातु में समान रूप से चलती है, धातु के परमाणुओं के साथ एक ही समय में टकराती है।.

धातु के लिए ऑक्सीजन रिएक्टर की मात्रा जितनी अधिक होगी, वैलेंस या ऑक्सीकरण संख्या उतनी ही अधिक होगी। क्यों? क्योंकि ऑक्सीजन धातु से अधिक से अधिक इलेक्ट्रॉनों को छीन रही है, जब तक कि यह उच्चतम ऑक्सीकरण संख्या तक नहीं पहुंचता है.

यह तांबे के लिए देखा जा सकता है, उदाहरण के लिए। जब धातु तांबा का एक टुकड़ा सीमित मात्रा में ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करता है तो Cu बनता है₂O (कॉपर ऑक्साइड (I), कपरे ऑक्साइड या डाइकोबर मोनोऑक्साइड):

4Cu (ओं) + हे₂(g) + Q (ऊष्मा) => 2Cu₂O (s) (लाल ठोस)

लेकिन जब यह बराबर मात्रा में प्रतिक्रिया करता है, तो CuO (कॉपर ऑक्साइड (II), कप्रिक ऑक्साइड या कॉपर मोनोऑक्साइड) प्राप्त होता है:

2Cu (ओं) + हे₂(g) + Q (ऊष्मा) => 2CO (s) (ठोस काला)

ऑक्सीजन के साथ धातु के लवण की प्रतिक्रिया

थर्मल अपघटन के माध्यम से धातु आक्साइड का गठन किया जा सकता है। संभव होने के लिए, एक या दो छोटे अणुओं को प्रारंभिक यौगिक (एक नमक या एक हाइड्रॉक्साइड) से छोड़ा जाना चाहिए।

एम (ओएच)₂ + क्यू => एमओ + एच₂हे

MCO₃ + क्यू => एमओ + सीओ₂

2M (सं।)₃)₂ + क्यू => एमओ + ४। एनओ₂ + हे₂

ध्यान दें कि एच₂ओ, सीओ₂, नहीं₂ और हे₂ जारी किए गए अणु हैं.

अनुप्रयोगों

पृथ्वी की पपड़ी में धातुओं की समृद्ध संरचना और वायुमंडल में ऑक्सीजन के कारण, धातु ऑक्साइड कई खनिज स्रोतों में पाए जाते हैं, जिनसे नई सामग्री के निर्माण के लिए एक ठोस आधार प्राप्त किया जा सकता है।.

प्रत्येक धातु ऑक्साइड पोषण (ZnO और MgO) से सीमेंट एडिटिव्स (CaO) तक, या बस अकार्बनिक पिगमेंट (Cr) के रूप में बहुत विशिष्ट उपयोग करता है।₂हे₃).

कुछ ऑक्साइड इतने घने होते हैं कि उनकी परतों का नियंत्रित विकास आगे के ऑक्सीकरण से एक मिश्र धातु या धातु की रक्षा कर सकता है। यहां तक ​​कि अध्ययनों से पता चला है कि सुरक्षात्मक परत का ऑक्सीकरण होता है जैसे कि यह एक तरल था जो धातु के सभी दरारें या सतही दोष को कवर करता है.

धातु आक्साइड आकर्षक संरचनाओं को अपना सकते हैं, या तो नैनोकणों के रूप में या बड़े पॉलिमरिक समुच्चय के रूप में.

यह तथ्य उन्हें बुद्धिमान सामग्री के संश्लेषण के लिए अध्ययन का विषय बनाता है, इसकी बड़ी सतह क्षेत्र के कारण, जो कि उन उपकरणों को डिजाइन करने के लिए उपयोग किया जाता है जो कम से कम शारीरिक उत्तेजना का जवाब देते हैं.

इसी तरह, धातु ऑक्साइड कई तकनीकी अनुप्रयोगों के कच्चे माल हैं, दर्पण और मिट्टी के बरतन से लेकर इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए अद्वितीय गुणों के साथ, सौर पैनलों तक.

उदाहरण

आयरन ऑक्साइड

2 एफ (एस) + ओ₂(g) => 2FeO (s) आयरन ऑक्साइड (II).

6 एफईओ (ओ) + ओ₂(g) => 2Fe₃हे₄(s) चुंबकीय लौह ऑक्साइड.

आस्था₃हे₄, मैग्नेटाइट के रूप में भी जाना जाता है, यह एक मिश्रित ऑक्साइड है; इसका मतलब है कि इसमें FeO और Fe का ठोस मिश्रण है₂हे₃.

4Fe₃हे₄(s) + ओ₂(g) => 6Fe₂हे₃(s) आयरन ऑक्साइड (III).

क्षारीय और क्षारीय पृथ्वी आक्साइड

क्षारीय और क्षारीय दोनों पृथ्वी धातुओं में एक एकल ऑक्सीकरण संख्या होती है, इसलिए उनके ऑक्साइड अधिक "सरल" होते हैं:

-ना₂O: सोडियम ऑक्साइड.

-ली₂O: लिथियम ऑक्साइड.

-कश्मीर₂ओ: पोटेशियम ऑक्साइड.

-CaO: कैल्शियम ऑक्साइड.

-MgO: मैग्नीशियम ऑक्साइड.

-बीईओ: बेरिलियम ऑक्साइड (जो एक एम्फ़ोटेरिक ऑक्साइड है)

समूह IIIA ऑक्साइड (13)

समूह IIIA (13) के तत्व केवल ऑक्सीकरण संख्या +3 के साथ आक्साइड बना सकते हैं। इस प्रकार, उनके पास एक रासायनिक सूत्र एम है₂हे₃ और इसके आक्साइड निम्नलिखित हैं:

-को₂हे₃: एल्यूमीनियम ऑक्साइड.

-गा₂हे₃: गैलियम ऑक्साइड.

-में₂हे₃: इंडियम ऑक्साइड.

और अंत में

-tl₂हे₃: थैलियम ऑक्साइड.

संदर्भ

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