Οξείδια 🧱

Ορισμένα οξείδια έχουν ιδιαίτερη βαρύτητα στην καθημερινή μας ζωή. Το πιο γνωστό είναι το διοξείδιο του άνθρακα $CO_2$, το βασικό προϊόν της αναπνοής των έμβιων όντων και συστατικό της φωτοσύνθεσης — αλλά και ο κύριος υπεύθυνος για το φαινόμενο του θερμοκηπίου. Το διοξείδιο του θείου $SO_2$, το μονοξείδιο του αζώτου $NO$, το διοξείδιο του αζώτου $NO_2$ και το μονοξείδιο του άνθρακα $CO$ ανήκουν στην κατηγορία των ατμοσφαιρικών ρύπων που ταλαιπωρούν τους κατοίκους πολλών μεγαλουπόλεων. Το οξείδιο του ασβεστίου $CaO$, ο γνωστός μας ασβέστης, είναι βασικό υλικό της οικοδομικής και πρώτη ύλη για την παρασκευή γυαλιού. Τέλος, τα οξείδια $Al_2O_3$ και $Fe_2O_3$, υπό μορφή ορυκτών, αποτελούν τη βάση για τη βιομηχανική παραγωγή (μεταλλουργία) του αργιλίου και του σιδήρου αντίστοιχα.

Ορισμός, Συμβολισμός και Ονοματολογία 🏷️

Οξείδια ονομάζονται οι ενώσεις των στοιχείων με το οξυγόνο. Τα περισσότερα οξείδια έχουν τον γενικό τύπο $\Sigma_2O_x$, όπου $x$ είναι ο αριθμός οξείδωσης του στοιχείου $\Sigma$.

Τα οξείδια ονομάζονται με τη λέξη «οξείδιο» και ακολουθεί το όνομα του στοιχείου:

Όταν ένα στοιχείο (συνήθως αμέταλλο) σχηματίζει περισσότερα από ένα οξείδια, αυτά διακρίνονται με πρόταξη στο όνομά τους των αριθμητικών «μονο-», «δι-», «τρι-» κ.λπ.:

Ταξινόμηση Οξειδίων 📚

Ανάλογα με τη χημική τους συμπεριφορά, τα οξείδια διακρίνονται σε όξινα, βασικά και επαμφοτερίζοντα.

1. Όξινα Οξείδια (Ανυδρίτες Οξέων) 💧

Τα όξινα οξείδια είναι κατά το πλείστον οξείδια αμετάλλων. Προκύπτουν θεωρητικά από τα αντίστοιχα οξυγονούχα οξέα, αν αφαιρέσουμε, με τη μορφή νερού, όλα τα άτομα υδρογόνου που περιέχουν.

Για να βρούμε τον ανυδρίτη του θειικού οξέος $H_2SO_4$, αφαιρούμε ένα μόριο $H_2O$ από ένα μόριο $H_2SO_4$:

Ομοίως, για τον ανυδρίτη του $HNO_3$, αφαιρούμε από δύο μόρια $HNO_3$ ένα μόριο νερού:

Υπάρχει κι ένας δεύτερος, πιο πρακτικός τρόπος: βρίσκουμε τον αριθμό οξείδωσης του κεντρικού στοιχείου στο οξύ — ο ανυδρίτης θα έχει τον ίδιο αριθμό οξείδωσης. Για παράδειγμα, στο $H_3PO_4$ ο φωσφόρος έχει αριθμό οξείδωσης:

Άρα ο ανυδρίτης του $H_3PO_4$ είναι το $P_2O_5$, αφού ο φωσφόρος διατηρεί τον αριθμό οξείδωσης $+5$.

2. Βασικά Οξείδια (Ανυδρίτες Βάσεων) 🏗️

Τα βασικά οξείδια είναι συνήθως οξείδια μετάλλων, όπως το $Na_2O$, το $CaO$ και το $Fe_2O_3$. Προκύπτουν θεωρητικά από τις αντίστοιχες βάσεις, με αφαίρεση, στη μορφή νερού, όλων των ατόμων υδρογόνου που περιέχουν:

Ένας πιο εύκολος τρόπος για να βρούμε τον ανυδρίτη μιας βάσης στηρίζεται στην παρατήρηση ότι τόσο ο ανυδρίτης όσο και η βάση περιέχουν το μέταλλο με τον ίδιο αριθμό οξείδωσης.

3. Επαμφοτερίζοντα Οξείδια ⚖️

Επαμφοτερίζον ονομάζεται το οξείδιο που άλλοτε συμπεριφέρεται ως οξύ και άλλοτε ως βάση, ανάλογα με τη φύση της ουσίας με την οποία αντιδρά.

Χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι το $Al_2O_3$:

• Κατά την αντίδρασή του με ένα οξύ, συμπεριφέρεται ως βάση, δίνοντας $Al(OH)_3$.
• Κατά την αντίδρασή του με μια βάση, συμπεριφέρεται ως οξύ, δίνοντας $H_3AlO_3$ (αργιλικό οξύ).