المركبات الثنائية من الأكسجين مع العناصر غير المعدنية هي مجموعة كبيرة من المواد التي تدخل في فئة الأكاسيد. العديد من الأكاسيد غير المعدنية معروفة للجميع. هذه ، على سبيل المثال ، ثاني أكسيد الكربون والماء وثاني أكسيد النيتروجين. في مقالتنا ، سننظر في خصائصها ، ونكتشف نطاق المركبات الثنائية وتأثيرها على البيئة.
الخصائص العامة
يمكن لجميع العناصر غير المعدنية تقريبًا ، باستثناء الفلور والأرجون والنيون والهيليوم ، تكوين أكاسيد. معظم العناصر لها أكاسيد متعددة. على سبيل المثال ، يشكل الكبريت مركبين: ثاني أكسيد الكبريت وأنهيدريد الكبريت. هذه هي المواد التي يكون فيها تكافؤ الكبريت أربعة وستة على التوالي. يحتوي كل من الهيدروجين والبورون على أكسيد واحد فقط ، ويحتوي النيتروجين على أكبر عدد من المواد الثنائية التي تحتوي على الأكسجين. الأكاسيد الأعلى هي تلك التي تكون فيها حالة أكسدة الذرة غير المعدنية مساوية لعدد المجموعة التي يوجد بها العنصر في النظام الدوري. لذلك ، CO2و SO3هي أكاسيد عالية من الكربون والكبريت. بعض الوصلاتقد يخضع لمزيد من الأكسدة. على سبيل المثال ، يتحول أول أكسيد الكربون في هذه الحالة إلى ثاني أكسيد الكربون.
الهيكل والخصائص الفيزيائية
عمليا تتكون جميع الأكاسيد غير المعدنية المعروفة من جزيئات ، بين الذرات التي تتكون منها الروابط التساهمية. يمكن أن تكون جزيئات المادة نفسها إما قطبية (على سبيل المثال ، في ثاني أكسيد الكبريت) أو غير قطبية (جزيئات ثاني أكسيد الكربون). ثاني أكسيد السيليكون ، وهو شكل طبيعي من الرمل ، له تركيب ذري. يمكن أن تكون حالة تجمع عدد من الأكاسيد الحمضية مختلفة. لذا ، فإن أكاسيد الكربون ، مثل أول أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون ، غازية ، ومركبات الأكسجين الثنائية للهيدروجين (H2O) أو الكبريت في أعلى حالة أكسدة (SO 3 ) سوائل. من سمات الماء أن الأكسيد لا يتشكل ملحًا. يطلق عليهم أيضًا اسم اللامبالاة.
ثالث أكسيد الكبريت أو أنهيدريد الكبريتيك مادة بيضاء بلورية. تمتص الرطوبة من الهواء بسرعة ، لذلك يتم تخزين ثاني أكسيد الكبريت في قوارير زجاجية محكمة الغلق. تُستخدم المادة كمجفف هواء وفي إنتاج حامض الكبريتات. أكاسيد الفوسفور أو السيليكون مواد بلورية صلبة. يعتبر التحول المتبادل لحالة التجميع من سمات أكاسيد النيتروجين. إذن ، المركب NO2هو غاز بني ، والمركب بالصيغة N2O4يحتوي على سائل عديم اللون أو مادة صلبة بيضاء. عند تسخينه يتحول السائل إلى غاز وعندما يبردتشكيل المرحلة السائلة.
التفاعل مع الماء
تفاعلات أكاسيد الحمض مع الماء معروفة. ستكون نواتج التفاعل هي الأحماض المقابلة:
SO3+ H2O=H2SO4- حامض الكبريتات
وتشمل تفاعل خامس أكسيد الفوسفور ، وكذلك ثاني أكسيد الكبريت والنيتروجين والكربون مع جزيئات H2O. ومع ذلك ، لا يتفاعل أكسيد السيليكون مباشرة مع الماء. للحصول على حمض السيليكات ، يتم استخدام طريقة غير مباشرة. أولاً ، يتم دمج SiO2مع مادة قلوية مثل هيدروكسيد الصوديوم. يتم معالجة الملح المتوسط الناتج ، سيليكات الصوديوم ، بحمض قوي ، مثل الكلوريد.
والنتيجة هي راسب هلامي أبيض من حمض السيليك. يمكن أن يتفاعل ثاني أكسيد السيليكون مع الأملاح عند تسخينه لتكوين أكاسيد حمضية متطايرة. تشتمل أكاسيد الأحماض على عدة مركبات من النيتروجين والكبريت والفوسفور ، والتي تعد من المساهمين الرئيسيين في تلوث الهواء. تتفاعل مع الرطوبة الجوية ، مما يؤدي إلى تكوين حامض الكبريتيك والنترات والنيتروز. تسقط جزيئاتها ، جنبًا إلى جنب مع المطر أو الثلج ، على النباتات والتربة. لا يضر الترسيب الحمضي بالمحاصيل فقط من خلال تقليل غلالها ، ولكنه يؤثر أيضًا سلبًا على صحة الإنسان. تدمر المباني المصنوعة من الحجر الجيري أو الرخام وتسبب تآكل الهياكل المعدنية.
أكاسيد غير مبالية
أكاسيد الحمض هي مجموعة من المركبات التي لا يمكن أن تتفاعل مع الأحماض أو القلويات ولا تتشكلملح. جميع المركبات المذكورة أعلاه لا تتوافق مع أي من الأحماض أو القواعد ، أي أنها غير مكونة للملح. هناك القليل من هذه الروابط. على سبيل المثال ، تشمل هذه أول أكسيد الكربون وأكسيد النيتروز وأول أكسيده - NO. يشارك هو ، إلى جانب ثاني أكسيد النيتروجين وثاني أكسيد الكبريت ، في تكوين الضباب الدخاني فوق المؤسسات الصناعية والمدن الكبيرة. يمكن منع تكوين الأكاسيد السامة عن طريق خفض درجة حرارة احتراق الوقود.
التفاعل مع القلويات
القدرة على التفاعل مع القلويات هي سمة مهمة للأكاسيد الحمضية. على سبيل المثال ، عندما يتفاعل هيدروكسيد الصوديوم وثالث أكسيد الكبريت ، يتكون ملح (كبريتات الصوديوم) وماء:
SO3+ 2NaOH → Na2SO4+ H2O
ينتمي ثاني أكسيد النيتروجين إلى أكاسيد حمضية. ميزة مثيرة للاهتمام هي التفاعل مع القلويات ، يوجد نوعان من الأملاح في المنتجات: النترات والنتريت. ويرجع ذلك إلى قدرة أكسيد النيتريك (IV) عند تفاعله مع الماء على تكوين حمضين - النيتريك والنيتروز. يتفاعل ثاني أكسيد الكبريت أيضًا مع القلويات ، مما يؤدي إلى تكوين أملاح متوسطة - كبريتيت ، وكذلك الماء. المركب ، الذي يدخل الهواء ، يلوثه بشدة ، وبالتالي ، في المؤسسات التي تستخدم الوقود بمزيج من SO2، يتم تنظيف الغازات الصناعية العادمة عن طريق رش الجير الحي أو الطباشير فيها. يمكنك أيضًا تمرير ثاني أكسيد الكبريت عبر الماء الجيري أو محلول كبريتيت الصوديوم.
دور مركبات الأكسجين الثنائية للعناصر غير المعدنية
العديد من أكاسيد الحمضلها أهمية عملية كبيرة. على سبيل المثال ، يستخدم ثاني أكسيد الكربون في طفايات الحريق لأنه لا يدعم الاحتراق. أكسيد السيليكون - الرمل ، يستخدم على نطاق واسع في صناعة البناء. أول أكسيد الكربون هو المادة الأولية لإنتاج كحول الميثيل. خامس أكسيد الفوسفور هو أكسيد حمضي. تستخدم هذه المادة في إنتاج حامض الفوسفوريك.
تؤثر مركبات الأكسجين الثنائية من غير المعادن على جسم الإنسان. معظمهم سامة. تحدثنا عن الآثار الضارة لأول أكسيد الكربون في وقت سابق. كما تم إثبات التأثير السلبي لأكاسيد النيتروجين ، وخاصة ثاني أكسيد النيتروجين ، على الجهاز التنفسي والقلب والأوعية الدموية. تشمل أكاسيد الأحماض ثاني أكسيد الكربون الذي لا يعتبر مادة سامة. ولكن إذا تجاوز حجمه في الهواء 0.25٪ ، تظهر على الشخص أعراض الاختناق ، والتي يمكن أن تكون قاتلة بسبب توقف التنفس.
في مقالتنا ، درسنا خصائص أكاسيد الحمض وقدمنا أمثلة على أهميتها العملية في حياة الإنسان.
