ძირითადი მჟავე და ამფოტერული ოქსიდების ფორმულები. არაორგანული ნაერთების ძირითადი კლასების ქიმიური თვისებები

ფრანგმა მეცნიერმა ლუი დე ბროლიმ წამოაყენა ჰიპოთეზა, რომ ყველა ნაწილაკს უნდა ჰქონდეს ტალღური თვისებები. დე ბროლის აზრით, თითოეული მიკროობიექტი ასოცირდება, ერთი მხრივ, კორპუსკულურ მახასიათებლებთან - ენერგიასთან ედა იმპულსი რ, ხოლო მეორეს მხრივ - ტალღის მახასიათებლები - სიხშირე n და ტალღის სიგრძე l. ნაწილაკების კორპუსკულური და ტალღური თვისებების დამაკავშირებელი რაოდენობრივი ურთიერთობები იგივეა, რაც ფოტონებისთვის:

E = hn, p = სთ / ლ. (3.6.1)

ამრიგად, იმპულსის მქონე ნებისმიერი ნაწილაკი ასოცირდება ტალღის პროცესთან, რომლის ტალღის სიგრძე განისაზღვრება დე ბროლის ფორმულით:

დე ბროლის ჰიპოთეზა ექსპერიმენტულად დადასტურდა. 1927 წელს ამერიკელმა ფიზიკოსებმა კ. დევისონმა და ლ. გერმერმა აღმოაჩინეს, რომ ბუნებრივი დიფრაქციული ბადედან მიმოფანტული ელექტრონული სხივი - ნიკელის კრისტალი - იძლევა მკაფიო დიფრაქციულ ნიმუშს.

ელემენტარული ნაწილაკების ერთ-ერთი მთავარი მახასიათებელია მათი განუყოფლობა. მაგალითად, მუხტი შეიძლება გადავიდეს ერთი სხეულიდან მეორეზე მხოლოდ იმ რაოდენობით, რომელიც არის ელექტრონის მუხტის ჯერადი. ტალღებს არ აქვთ ისეთი თვისებები, როგორიცაა განუყოფლობა.

თუ ნაწილაკების (კერძოდ, ელექტრონების) მთლიანობა შენარჩუნებულია ისეთი პროცესების დროს, როგორიცაა გარდატეხა და ასახვა, მაშინ შეიძლება ითქვას, რომ ინტერფეისზე დაცემისას ნაწილაკი ან აირეკლება ან ირღვევა. მაგრამ ამ შემთხვევაში, ნაწილაკების ტალღური თვისებების ინტერპრეტაცია შესაძლებელია მხოლოდ სტატისტიკურად .

ამ შემთხვევაში, თითოეული ცალკეული ნაწილაკის ქცევა დარწმუნებით არ შეიძლება განისაზღვროს, მაგრამ მხოლოდ ნაწილაკების ამა თუ იმ ქცევის ალბათობის მითითება შეიძლება.

განვიხილოთ ცდის გამარტივებული დიაგრამა დიფრაქციაზე d სიგანის ერთი ჭრილით.

მოდით შევაფასოთ გაურკვევლობა კოორდინატსა და იმპულსში, რომელიც ჩნდება მას შემდეგ, რაც მიკრონაწილაკი მოხვდება ბარიერის უფსკრულისკენ. მოდით, ჭრილი განთავსდეს მიკრონაწილაკების მოძრაობის მიმართულების პერპენდიკულურად. უფსკრულისთან ურთიერთობის დაწყებამდე Δp x = 0,და მიკრონაწილაკების x-კოორდინატი სრულიად გაურკვეველია. როდესაც ნაწილაკი გადის ჭრილს დიფრაქციის გამო, ჩნდება გაურკვევლობა:

Δp x = p sin a (3.6.3)

დიფრაქციის პირველი მინიმუმის მდგომარეობა ერთი ჭრილით.

d sina = l (3.6.4)

იმის გათვალისწინებით, რომ d = Δхჩვენ გვაქვს:

საიდანაც, დე ბროლის ფორმულის გამოყენებით (3.6.2), ვიღებთ მიმართებას:

Δх·Δp x = სთ (3.6.6)

შედეგად მიღებული გამოხატულება არის ჰაიზენბერგის განუსაზღვრელობის ურთიერთობების განსაკუთრებული შემთხვევა (1927), რომელიც ადგენს რაოდენობრივ კავშირს გაურკვევლობებს შორის კოორდინატის განსაზღვრისას და ამ კოორდინატის შესაბამისი იმპულსის კომპონენტს (გაურკვევლობის პრინციპი - შეუძლებელია მიკრონაწილაკების კოორდინატისა და იმპულსის მნიშვნელობის ერთდროულად ზუსტად განსაზღვრა).

(3.6.7)

გაურკვევლობის მიმართება ასევე მუშაობს ნებისმიერი ΔE სისტემის ენერგიაში გაურკვევლობებზე და ამ სისტემის არსებობის დროს Δt მოცემულ მდგომარეობაში E ენერგიით:

მიმართების ფიზიკური მნიშვნელობა (3.6.8) არის ის, რომ აღგზნებულ მდგომარეობაში ატომების სასრული სიცოცხლის გამო, ატომების აღგზნებული მდგომარეობების ენერგია ზუსტად არ არის განსაზღვრული და, შესაბამისად, შესაბამისი ენერგეტიკული დონე ხასიათდება სასრული სიგანით. აღგზნებული დონეების დაბინდვის გამო, გამოსხივებული ფოტონების ენერგია ხასიათდება გარკვეული გაფანტვით.

ფიზიკურად გონივრული გაურკვევლობა Δp ან Δx, ნებისმიერ შემთხვევაში, არ უნდა აღემატებოდეს თვით p იმპულსის მნიშვნელობას ან x კოორდინატს, შესაბამისად Δp £ p; Δx £ x.

მნიშვნელოვანია ამის გაგება გაურკვევლობის პრინციპი არის წმინდა ფიზიკური პრინციპი და არანაირად არ არის დაკავშირებული საზომი ხელსაწყოების მახასიათებლებთან. მისგან გამომდინარეობს ძალიან მნიშვნელოვანი შედეგები, რომლებიც ახასიათებს მთელ კვანტურ მექანიკას:

1. მიკრონაწილაკები არ შეიძლება იყოს მოსვენებული (მაგალითად, ელექტრონები მოძრაობენ ბირთვის გარშემო).

2. მიკრონაწილაკებისთვის არ არსებობს ტრაექტორიის ცნება (ჩვეულებრივ სიჩქარის, აჩქარების, ძალის ცნებებს ერიდება - არ არსებობს მისი გამოყენების აზრი).

გაურკვევლობის პრინციპი ასრულებს კვანტური მექანიკის საფუძველს, რადგან ის არა მხოლოდ ადგენს მისი მათემატიკური აპარატის ფიზიკურ შინაარსს და სტრუქტურას, არამედ სწორად პროგნოზირებს მიკრონაწილაკების მოძრაობასთან დაკავშირებული მრავალი პრობლემის შედეგებს. ეს არის კვანტური შეზღუდვა მიკროობიექტებზე კლასიკური მექანიკის გამოსაყენებლად.

Დაკავშირებული ინფორმაცია:

1. B. პრიზმა შთანთქავს ერთი ტალღის სიგრძის თეთრ შუქს და ასხივებს სხვადასხვა სიგრძის ტალღის შუქს. დ. პრიზმა შთანთქავს ერთი სიხშირის თეთრ შუქს და ასხივებს სხვადასხვა სიხშირის სინათლეს.

ვიდეო გაკვეთილი 2: ძირითადი ოქსიდების ქიმიური თვისებები

ლექცია: ოქსიდების დამახასიათებელი ქიმიური თვისებები: ძირითადი, ამფოტერული, მჟავე

ოქსიდები- ორობითი ნაერთები (რთული ნივთიერებები), რომლებიც შედგება ჟანგბადისგან -2 ჟანგვის მდგომარეობით და სხვა ელემენტისგან.

მარილების წარმოქმნის ქიმიური შესაძლებლობების მიხედვით, ყველა ოქსიდი იყოფა ორ ჯგუფად:

• მარილის ფორმირება,
• მარილის არწარმომქმნელი.

მარილწარმომქმნელი ნაერთები, თავის მხრივ, იყოფა სამ ჯგუფად: ძირითადი, მჟავე და ამფოტერული. არამარილების წარმომქმნელებს შორისაა ნახშირბადის ოქსიდი (II) CO, აზოტის ოქსიდი (I) N2O, აზოტის ოქსიდი (II) NO, სილიციუმის ოქსიდი (II) SiO.

ძირითადი ოქსიდები- ეს არის ოქსიდები, რომლებიც ავლენენ ძირითად თვისებებს, რომლებიც წარმოიქმნება ტუტე და მიწის ტუტე ლითონებით ჟანგვის მდგომარეობებში +1, +2, ასევე გარდამავალი ლითონები ქვედა ჟანგვის მდგომარეობებში.

ოქსიდების ამ ჯგუფს შეესაბამება შემდეგი ფუძეები: K 2 O – KOH; BaO – Ba(OH) 2; La 2 O 3 – La(OH) 3.

მჟავე ოქსიდებიარის მჟავე თვისებების მქონე ოქსიდები, რომლებიც წარმოიქმნება ტიპიური არალითონებით, ისევე როგორც ზოგიერთი გარდამავალი ლითონი ჟანგვის მდგომარეობებში +4-დან +7-მდე.

ოქსიდების ამ ჯგუფს შეესაბამება მჟავები: SO 3 –H 2 SO 4; CO 2 – H 2 CO 3 ; SO 2 – H 2 SO 3 და ა.შ.

ამფოტერული ოქსიდები- ეს არის ძირითადი და მჟავე თვისებების მქონე ოქსიდები, რომლებიც წარმოიქმნება გარდამავალი ლითონების მიერ დაჟანგვის მდგომარეობებში +3, +4. გამორიცხავს: ZnO, BeO, SnO, PbO.

ოქსიდების ეს ჯგუფი შეესაბამება ამფოტერულ ფუძეებს: ZnO – Zn(OH) 2; Al 2 O 3 - Al (OH) 3.

ყველაზე აქტიური ლითონების ძირითადი ოქსიდები რეაგირებენ წყალთან, წარმოქმნიან ძლიერ ფუძეებს - ტუტეებს. ნაკლებად აქტიური ლითონების ძირითადი ოქსიდები ნორმალურ პირობებში არ რეაგირებენ წყალთან. ამ ჯგუფის ყველა ოქსიდი ყოველთვის რეაგირებს მჟავებთან, წარმოქმნის მარილებს და წყალს. მაგრამ ისინი არ რეაგირებენ მიზეზებით.

მჟავე ოქსიდები უმეტესად წყალთან ურთიერთქმედებენ. მაგრამ ყველა არ რეაგირებს ნორმალურ პირობებში. ამ ჯგუფის ყველა ოქსიდი რეაგირებს ფუძეებთან, წარმოქმნის მარილებს და წყალს. ისინი არ რეაგირებენ მჟავებთან.

ძირითად და მჟავე ოქსიდებს შეუძლიათ ურთიერთქმედება ერთმანეთთან, რასაც მოჰყვება მარილის წარმოქმნა.

ამფოტერულ ოქსიდებს აქვთ ძირითადი და მჟავე თვისებები. ამიტომ, ისინი რეაგირებენ როგორც მჟავებთან, ასევე ფუძეებთან, წარმოქმნიან მარილებს და წყალს. ამფოტერული ოქსიდები რეაგირებენ მჟავე და ფუძე ოქსიდებთან. ისინი ასევე ურთიერთობენ ერთმანეთთან. ყველაზე ხშირად, ეს ქიმიური რეაქციები ხდება მარილების გაცხელებისას.

მარილწარმომქმნელი (ინდიფერენტული, ინდიფერენტული) ოქსიდები CO, SiO, N 2 0, NO.

მარილის წარმომქმნელი ოქსიდები:

ძირითადი. ოქსიდები, რომელთა ჰიდრატები ფუძეებია. ლითონის ოქსიდები ჟანგვის მდგომარეობით +1 და +2 (ნაკლებად ხშირად +3). მაგალითები: Na 2 O - ნატრიუმის ოქსიდი, CaO - კალციუმის ოქსიდი, CuO - სპილენძის (II) ოქსიდი, CoO - კობალტის (II) ოქსიდი, Bi 2 O 3 - ბისმუტის (III) ოქსიდი, Mn 2 O 3 - მანგანუმის (III) ოქსიდი).

ამფოტერული. ოქსიდები, რომელთა ჰიდრატები არის ამფოტერული ჰიდროქსიდები. ლითონის ოქსიდები ჟანგვის მდგომარეობით +3 და +4 (ნაკლებად ხშირად +2). მაგალითები: Al 2 O 3 - ალუმინის ოქსიდი, Cr 2 O 3 - ქრომის (III) ოქსიდი, SnO 2 - კალის (IV) ოქსიდი, MnO 2 - მანგანუმის (IV) ოქსიდი, ZnO - თუთიის ოქსიდი, BeO - ბერილიუმის ოქსიდი.

მჟავე. ოქსიდები, რომელთა ჰიდრატები არის ჟანგბადის შემცველი მჟავები. არამეტალის ოქსიდები. მაგალითები: P 2 O 3 - ფოსფორის ოქსიდი (III), CO 2 - ნახშირბადის ოქსიდი (IV), N 2 O 5 - აზოტის ოქსიდი (V), SO 3 - გოგირდის ოქსიდი (VI), Cl 2 O 7 - ქლორის ოქსიდი ( VII). ლითონის ოქსიდები ჟანგვის მდგომარეობით +5, +6 და +7. მაგალითები: Sb 2 O 5 - ანტიმონის (V) ოქსიდი. CrOz - ქრომის (VI) ოქსიდი, MnOz - მანგანუმის (VI) ოქსიდი, Mn 2 O 7 - მანგანუმის (VII) ოქსიდი.

ოქსიდების ბუნების ცვლილება ლითონის დაჟანგვის მდგომარეობის გაზრდით

ფიზიკური თვისებები

ოქსიდები არის მყარი, თხევადი და აირისებრი, სხვადასხვა ფერის. მაგალითად: სპილენძის (II) ოქსიდი CuO შავია, კალციუმის ოქსიდი CaO თეთრია - მყარი. გოგირდის ოქსიდი (VI) SO 3 არის უფერო აქროლადი სითხე, ხოლო ნახშირბადის მონოქსიდი (IV) CO 2 არის უფერო აირი ჩვეულებრივ პირობებში.

აგრეგაციის მდგომარეობა

CaO, CuO, Li 2 O და სხვა ძირითადი ოქსიდები; ZnO, Al 2 O 3, Cr 2 O 3 და სხვა ამფოტერული ოქსიდები; SiO 2, P 2 O 5, CrO 3 და სხვა მჟავა ოქსიდები.

SO 3, Cl 2 O 7, Mn 2 O 7 და ა.შ.

აირისებრი:

CO 2, SO 2, N 2 O, NO, NO 2 და ა.შ.

წყალში ხსნადობა

ხსნადი:

ა) ტუტე და მიწის ტუტე ლითონების ძირითადი ოქსიდები;

ბ) თითქმის ყველა მჟავა ოქსიდი (გამონაკლისი: SiO 2).

უხსნადი:

ა) ყველა სხვა ძირითადი ოქსიდი;

ბ) ყველა ამფოტერული ოქსიდი

ქიმიური თვისებები

1. მჟავა-ტუტოვანი თვისებები

ძირითადი, მჟავე და ამფოტერული ოქსიდების საერთო თვისებებია მჟავა-ტუტოვანი ურთიერთქმედება, რომელიც ილუსტრირებულია შემდეგი დიაგრამით:

(მხოლოდ ტუტე და მიწის ტუტე ლითონების ოქსიდებისთვის) (გარდა SiO 2).

ამფოტერული ოქსიდები, რომლებსაც აქვთ როგორც ძირითადი, ასევე მჟავე ოქსიდების თვისებები, ურთიერთქმედებენ ძლიერ მჟავებთან და ტუტეებთან:

2. რედოქსის თვისებები

თუ ელემენტს აქვს ცვლადი დაჟანგვის მდგომარეობა (s.o.), მაშინ მისი ოქსიდები დაბალი s. ო. შეუძლია გამოავლინოს აღმდგენი თვისებები და ოქსიდები მაღალი ც. ო. - ჟანგვითი.

რეაქციების მაგალითები, რომლებშიც ოქსიდები მოქმედებენ როგორც შემცირების აგენტები:

ოქსიდების დაჟანგვა დაბალი გ. ო. ოქსიდებს მაღალი გ. ო. ელემენტები.

2C +2 O + O 2 = 2C +4 O 2

2S +4 O 2 + O 2 = 2S +6 O 3

2N +2 O + O 2 = 2N +4 O 2

ნახშირბადის (II) მონოქსიდი ამცირებს ლითონებს მათი ოქსიდებიდან და წყალბადს წყლიდან.

C +2 O + FeO = Fe + 2C +4 O 2

C +2 O + H 2 O = H 2 + 2C +4 O 2

რეაქციების მაგალითები, რომლებშიც ოქსიდები მოქმედებენ როგორც ჟანგვის აგენტები:

ოქსიდების შემცირება მაღალი ო. ელემენტები ოქსიდებს დაბალი გ. ო. ან მარტივ ნივთიერებებზე.

C +4 O 2 + C = 2C +2 O

2S +6 O 3 + H 2 S = 4S +4 O 2 + H 2 O

C +4 O 2 + Mg = C 0 + 2MgO

Cr +3 2 O 3 + 2Al = 2Cr 0 + 2Al 2 O 3

Cu +2 O + H 2 = Cu 0 + H 2 O

დაბალაქტიური ლითონების ოქსიდების გამოყენება ორგანული ნივთიერებების დაჟანგვისთვის.

ზოგიერთი ოქსიდი, რომელშიც ელემენტს აქვს შუალედური c. ო., რომელსაც შეუძლია დისპროპორციულობა;

Მაგალითად:

2NO 2 + 2NaOH = NaNO 2 + NaNO 3 + H 2 O

მოპოვების მეთოდები

1. მარტივი ნივთიერებების - ლითონებისა და არამეტალების - ურთიერთქმედება ჟანგბადთან:

4Li + O 2 = 2Li 2 O;

2Cu + O 2 = 2CuO;

4P + 5O 2 = 2P 2 O 5

2. უხსნადი ფუძეების, ამფოტერული ჰიდროქსიდების და ზოგიერთი მჟავის დეჰიდრატაცია:

Cu(OH) 2 = CuO + H 2 O

2Al(OH) 3 = Al 2 O 3 + 3H 2 O

H 2 SO 3 = SO 2 + H 2 O

H 2 SiO 3 = SiO 2 + H 2 O

3. ზოგიერთი მარილის დაშლა:

2Cu(NO 3) 2 = 2CuO + 4NO 2 + O 2

CaCO 3 = CaO + CO 2

(CuOH) 2 CO 3 = 2CuO + CO 2 + H 2 O

4. რთული ნივთიერებების დაჟანგვა ჟანგბადით:

CH 4 + 2O 2 = CO 2 + H 2 O

4FeS 2 + 11O 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2

4NH 3 + 5O 2 = 4NO + 6H 2 O

5. დაჟანგვის მჟავების შემცირება ლითონებით და არალითონებით:

Cu + H 2 SO 4 (კონკ) = CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O

10HNO 3 (კონც.) + 4Ca = 4Ca(NO 3) 2 + N 2 O + 5H 2 O

2HNO 3 (განზავებული) + S = H 2 SO 4 + 2NO

6. ოქსიდების ურთიერთკონვერსიები რედოქსული რეაქციების დროს (იხ. ოქსიდების რედოქს თვისებები).