수산화물은 금속 양이온과 OH 관능기 (히드 록 사이드 음이온 OH 사이의 상호 작용으로 이루어지는 무기 화합물 인 원 - ). 공유 결합을 가질 수도 있지만 대부분은 본질적으로 이온 성입니다.
예를 들어, 수산화물이 M 사이의 정전 상호 작용으로서 표시 될 수 +의 양이온 및 OH - 음이온 , 또는 M-OH 결합을 통해 공유 결합과 같은 (저급 이미지). 첫 번째에서는 이온 결합이 발생하고 두 번째에서는 공유가 발생합니다. 이 사실은 본질적으로 금속 또는 양이온 M + , 전하 및 이온 반경 에 따라 달라집니다 .
출처 : Gabriel Bolívar
대부분이 금속에서 나오기 때문에 금속 수산화물이라고 부르는 것과 같습니다.
그들은 어떻게 형성됩니까?
두 가지 주요 합성 경로가 있습니다 : 해당 산화물을 물과 반응 시키거나 산성 매질에서 강염기와 반응시키는 것 :
MO + H 2 O => M (OH) 2
MO + H + + OH - => M (OH) 2
물에 용해되는 금속 산화물 만이 직접 반응하여 수산화물을 형성합니다 (첫 번째 화학 방정식). 기타 불용성이고 M 해제 산성 종을 필요 + , OH와 상호 작용을 다음 - 강염기 (화학 수식 제)로부터.
그러나 이러한 강염기는 알칼리 금속 그룹 (LiOH, RbOH, CsOH)의 금속 수산화물 NaOH, KOH 및 기타입니다. 이들은 따라서 그들의 OH, 물에 이온 성 화합물은 높은 가용성 - 화학 반응에 참여할 무료입니다.
반면에 불용성이고 결과적으로 매우 약한 염기 인 금속 수산화물이 있습니다. 그들 중 일부는 텔루르 산 Te (OH) 6 의 경우와 같이 심지어 산성 입니다.
수산화물은 주변 용매와 용해도 균형을 이룹니다. 예를 들어 물이라면 평형은 다음과 같이 표현됩니다.
M (OH) 2 <=> M 2+ (수성) + OH - (수성)
여기서 (ac)는 매체가 수성임을 나타냅니다. 고체가 불용성 인 경우 용해 된 OH 농도는 작거나 무시할 수 있습니다. 이러한 이유로 불용성 금속 수산화물은 NaOH만큼 염기성 용액을 생성 할 수 없습니다.
위에서 볼 때 수산화물은 금속과 OH 사이의 화학 구조 및 상호 작용과 관련하여 매우 다른 특성을 나타냄을 추론 할 수 있습니다. 따라서 많은 것이 이온 성이고 다양한 결정 구조를 가지고 있지만 다른 것들은 복잡하고 무질서한 고분자 구조를 가지고 있습니다.
수산화물의 특성
OH 음이온
히드 록실 이온은 수소에 공유 결합 된 산소 원자입니다. 따라서,이 용이 OH로 표현 될 수있다 - . 음전하는 산소에 위치하여이 음이온을 전자 공여 종인 염기로 만듭니다.
이 경우 OH - 수소의 전자를 기증 분자의 H 2 O가 형성되고, 또한 양으로 하전 된 종의 전자 기부 수 등 M있다. +의 금속 중심 . 따라서, 배위 복합체는 dative M – OH 결합을 통해 형성됩니다 (산소는 전자 쌍을 제공합니다).
(M이 그렇지 않으면, 금속 효율적으로 조정 할 수 있어야 산소를 발생하는 그러나, M 및 OH 사이의 상호 작용이 강한 이온 성 문자가됩니다 + OH를 - ). 모든 수산화물에서 히드 록실 이온이 동일하기 때문에 이들 모두의 차이점은 수산화물에 수반되는 양이온에 있습니다.
마찬가지로,이 양이온은 주기율표의 모든 금속 (그룹 1, 2, 13, 14, 15, 16 또는 전이 금속에서 유래)에서 나올 수 있기 때문에 이러한 수산화물의 특성은 매우 다양합니다. 일반적인 몇 가지 측면.
이오니아 및 기본 캐릭터
수산화물에서는 배위 결합이 있지만 잠재 이온 특성이 있습니다. 일부 예로서 NaOH를 그 이온이 결정 격자의 일부 나로 이루어진다 + 양이온 OH 및 - 음이온 1 비율 : 1은 즉, 각각의 나 대해 +의 이온가 대응 OH - 이온 .
금속의 전하에 따라 다소 OH가있을 것입니다 - 음이온 주위. 예를 들면, 금속 양이온에 대한 M 2+ 개의 OH있을 것이다 - 이온 M (OH)와 상호 작용 2 HO로 설명된다 - M 2+ OH - . M 3+ 금속 및 양전하가 더 많은 다른 금속에서도 마찬가지입니다 (3+를 거의 초과하지 않지만).
이 이온 특성은 융점 및 끓는점과 같은 많은 물리적 특성을 담당합니다. 이는 결정 격자 내에서 작용하는 정전기력을 반영하여 높입니다. 또한 수산화물이 용해되거나 녹을 때 이온의 이동성으로 인해 전류를 전도 할 수 있습니다.
그러나 모든 수산화물이 동일한 결정 격자를 갖는 것은 아닙니다. 가장 안정적인 것들은 물과 같은 극성 용매에 녹지 않을 것입니다. 일반적으로, 더 M의 이온 반경 이종 +를 하고 OH - 더 가용성 그들이 것이다.
주기적인 추세
위는 알칼리 금속 수산화물의 용해도가 그룹을 통해 내려갈 때 증가하는 이유를 설명합니다. 따라서 물에 대한 용해도의 증가 순서는 다음과 같습니다. LiOH
OH - 작은 음이온과 양이온이 더 방대한대로, 결정 격자가 정력적으로 약해진다.
반면에 알칼리 토금속은 더 높은 양전하로 인해 용해성이 낮은 수산화물을 형성합니다. M 있기 때문이다 2+는 OH 유치 - 보다 더 강하게 M + . 마찬가지로, 양이온의 작은 및 OH에 대해 크기 때문에, 이하 동일하지 - .
그 결과 NaOH가 Ca (OH) 2 보다 훨씬 더 염기성이라는 실험적 증거입니다 . 전이 금속 또는 p- 블록 금속 (Al, Pb, Te 등)의 수산화물에 대해서도 동일한 추론을 적용 할 수 있습니다.
또한 M + 의 이온 반경과 양전하가 더 작고 클수록 수산화물의 이온 특성, 즉 매우 높은 전하 밀도를 가진 특성이 낮아집니다. 이것의 예는 베릴륨 수산화물, Be (OH) 2에서 발생 합니다. Be 2+ 는 매우 작은 양이온이며 2가 전하는 전기적으로 매우 조밀합니다.
양쪽 성
M (OH) 2 수산화물 은 산과 반응하여 수성 복합체를 형성합니다. 즉, M + 는 물 분자로 둘러싸여 있습니다. 그러나 염기와도 반응 할 수있는 수산화물의 수는 제한되어 있습니다. 이들은 양쪽 성 수산화물로 알려진 것입니다.
양쪽 성 수산화물은 산과 염기 모두와 반응합니다. 두 번째 상황은 다음 화학 방정식으로 나타낼 수 있습니다.
M (OH) 2 + OH - => M (OH) 3 -
그러나 수산화물이 양쪽 성인 지 확인하는 방법은 무엇입니까? 간단한 실험실 실험을 통해. 많은 금속 수산화물은 물에 녹지 않기 때문에 M + 이온이 용해 된 용액 ( 예 : Al 3+ )에 강염기를 첨가하면 해당 수산화물이 침전됩니다.
알 3+ (수성) + 3OH - (수성) => 등 (OH) 3 (S)
그러나 OH의 과잉 - 수산화물은 반응을 계속 :
등 (OH) 3 (S) + OH - => 등 (OH) 4 - (수성)
결과적으로 새로운 음으로 하전 된 복합체는 주변의 물 분자에 의해 용해되어 백색 수산화 알루미늄 고체를 용해시킵니다. 추가 염기를 첨가해도 변하지 않는 수산화물은 산으로 작용하지 않으므로 양쪽 성이 아닙니다.
구조
수산화물은 많은 염 또는 산화물과 유사한 결정 구조를 가질 수 있습니다. 일부는 단순하고 다른 일부는 매우 복잡합니다. 더욱이 이온 특성이 감소한 곳은 산소 브릿지 (HOM – O – MOH)로 연결된 금속 중심을 가질 수 있습니다.
솔루션에서 구조가 다릅니다. 가용성이 높은 수산화물의 경우 물에 용해 된 이온으로 간주하면 충분하지만, 다른 경우에는 배위 화학을 고려해야합니다.
따라서 각 M + 양이온 은 제한된 수의 종으로 조정될 수 있습니다. 그것이 벌키 물이나 OH 분자의 수가 더 - 바인드. 이로부터 물 (또는 다른 용매)에 용해 된 많은 금속의 유명한 배위 팔면체가 발생합니다. M (OH 2 ) 6 + n , 여기서 n은 금속의 양전하와 같습니다.
예를 들어 Cr (OH) 3 은 실제로 팔면체를 형성합니다. 어떻게? 물 분자의 세 OH로 치환되어있는 화합물로서, 고려 - 음이온 . 모든 분자 OH로 치환 된 경우 - , 음전하 및 팔면체 구조 컴플렉스 3 - 얻어 질 것이다 . -3 요금은 OH의 여섯 음전하의 결과입니다 - .
탈수 반응
수산화물은 "수화 된 산화물"로 간주 될 수 있습니다. 그러나 그들에서 "물"은 M + 와 직접 접촉합니다 . MO · nH 2 O 수화 된 산화물 에서 물 분자는 외부 배위 구체의 일부입니다 (금속에 가깝지 않음).
이 물 분자는 수산화물 샘플을 가열하여 추출 할 수 있습니다.
M (OH) 2 + Q (열) => MO + H 2 O
MO는 수산화물의 탈수 결과로 형성된 금속 산화물입니다. 이 반응의 예는 수산화 구리 Cu (OH) 2 가 탈수 될 때 관찰되는 반응입니다 .
Cu (OH) 2 (파란색) + Q => CuO (검정색) + H 2 O
명명법
수산화물을 언급하는 적절한 방법은 무엇입니까? IUPAC는 이러한 목적을 위해 전통적, 주식형, 체계적 명명법의 세 가지 명명법을 제안했습니다. 세 가지 중 하나를 사용하는 것이 맞지만, 일부 수산화물의 경우 어떤 식 으로든 언급하는 것이 더 편리하거나 실용적 일 수 있습니다.
전통적인
전통적인 명명법은 단순히 금속의 가장 높은 원자가에 접미사 –ico를 추가하는 것입니다. 접미사 –oso는 가장 낮습니다. 따라서 예를 들어 금속 M의 원자가가 +3 및 +1 인 경우 수산화물 M (OH) 3 은 수산화물 (금속 이름) ico 라고 하며 MOH 수산화물 (금속 이름) 은 .
수산화물에서 금속의 원자가를 결정하려면 괄호로 묶인 OH 뒤의 숫자를보십시오. 따라서 M (OH) 5 는 금속의 전하 또는 원자가가 +5임을 의미합니다.
그러나이 명명법의 주요 단점은 산화 상태가 두 개 이상인 금속 (예 : 크롬 및 망간)의 경우 어려울 수 있다는 것입니다. 이러한 경우 접두사 hyper- 및 hypo-는 최고 및 최저 원자가를 나타내는 데 사용됩니다.
대신 갖는 M 만 +3 +1 원자가 경우에 따라서, 또한, +4 및 +2, 그 최고 및 최저의 원자가와의 수산화물의 이름이다 갖는 하이퍼 수산화물 (금속 이름) ICO 및 하이포 수산화물 ( 금속 이름) 곰 .
스톡
모든 명명법 중에서 이것이 가장 간단합니다. 여기서 수산화물의 이름 뒤에는 금속의 원자가가 괄호로 묶여 있고 로마 숫자로 표기되어 있습니다. 다시 M (OH) 5 에 대해 예를 들어 재고 명명법은 (금속 이름) (V) 수산화물입니다. (V)는 (+5)를 나타냅니다.
체계적
마지막으로, 체계적인 명명법은 승수 접두사 (di-, tri-, tetra-, penta-, hexa- 등)에 의존하는 특징이 있습니다. 이러한 접두사는 금속 원자 및 OH의 수 모두를 지정하는 데 사용된다 - 이온 . 이러한 방식으로 M (OH) 5 는 (금속 명) 오수 산화물로 명명됩니다.
예를 들어, Hg 2 (OH) 2의 경우 , 이수은 이수은이 될 것이고; 화학 구조가 언뜻보기에 복잡한 수산화물 중 하나입니다.
수산화물의 예
수산화물의 몇 가지 예와 해당 명명법은 다음과 같습니다.
-NaOH (수산화 나트륨)
수산화 나트륨의 외관
-Ca (OH) 2 (수산화칼슘)
고체 상태에서 수산화칼슘의 외관
-Fe (OH) 3. ( 수산화철, 수산화철 (III) 또는 삼수 산화철)
-V (OH) 5 (과 바나 딕 수산화물, 바나듐 (V) 수산화물, 또는 바나듐 오수 산화물).
-Sn (OH) 4 ( 수산화 주석, 수산화 주석 (IV) 또는 사수 산화 주석).
-Ba (OH) 2 (수산화 바륨 또는 이수산 화 바륨).
-Mn (OH) 6 ( 수산화 망간, 수산화 망간 (VI) 또는 육수 산화 망간).
-AgOH (수산화은, 수산화은 또는 수산화은). 이 화합물의 경우 스톡과 체계적인 명명법 사이에 구별이 없습니다.
-Pb (OH) 4 ( 수산화 납, 수산화 납 (IV) 또는 4 수산화 납).
-LiOP (수산화 리튬).
-Cd (OH) 2 (수산화 카드뮴)
-Ba (OH) 2 ( 수산화 바륨)
-수산화 크롬
참고 문헌
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