Metalloksiid vs mittemetalloksiid
Oksiidid on keemiline sild hapniku ja ülejäänud perioodilisussüsteemi vahel, kuid nende omadused erinevad järsult olenevalt paarilisest. Kui metalloksiidid moodustavad tavaliselt tahkeid, aluselisi struktuure, mis reageerivad hapetega, siis mittemetalloksiidid on sageli gaasilised või vedelad happelised ühendid, mis määravad suure osa meie atmosfäärikeemiast.
Esiletused
- Metalloksiidid soodustavad ioonseid "võrgu" struktuure, samas kui mittemetalloksiidid soodustavad sõltumatuid molekule.
- Oksiidi "aluselisus" suureneb üldiselt perioodilisustabelis allapoole ja vasakule liikudes.
- Mittemetalloksiidid on keskkonnas tekkivate happevihmade peamine põhjus.
- Amfoteersed oksiidid, nagu alumiiniumoksiid, on haruldased hübriidid, mis võivad toimida nii happe kui ka alusena.
Mis on Metalloksiid?
Metallide hapnikuga reageerimisel tekkivad kristallilised tahked ained, mida iseloomustavad ioonsed sidemed ja põhilised keemilised omadused.
- Tavaliselt esinevad toatemperatuuril tahkete ainetena kõrge sulamistemperatuuri tõttu.
- Moodustub ioonse sideme kaudu, kus elektronid kanduvad hapnikule.
- Üldiselt toimivad nad alusena, neutraliseerides happeid, moodustades soola ja vett.
- Paljud neist ei lahustu vees, kuid need, mis lahustuvad, moodustavad aluselisi hüdroksiide.
- Näideteks on magneesiumoksiid (MgO) ja kaltsiumoksiid (CaO).
Mis on Mittemetalli oksiid?
Mittemetallidest ja hapnikust moodustunud kovalentsed ühendid, mis esinevad sageli gaaside või happeliste omadustega vedelike kujul.
- Tavaliselt leidub toatemperatuuril gaaside või vedelike kujul.
- Moodustub kovalentse sideme kaudu, kus elektronid on hapnikuga ühised.
- Tavaliselt käituvad nad nagu happed, reageerides alustega, moodustades sooli.
- Lahustage vees, et luua happelisi lahuseid, näiteks süsi- või väävelhapet.
- Näideteks on süsinikdioksiid (CO2) ja vääveldioksiid (SO2).
Võrdlustabel
| Funktsioon | Metalloksiid | Mittemetalli oksiid |
|---|---|---|
| Keemiline sidumine | Iooniline | Kovalentne |
| Füüsikaline olek (RT) | Tahke | Gaas või vedelik |
| Loodus vees | Aluseline / leeliseline | Happeline |
| Sulamis-/keemistemperatuurid | Kõrge | Madal |
| Elektrijuhtivus | Juhtiv sulana | Halvad juhid / isolaatorid |
| Aatomi struktuur | Hiiglaslik ioonvõre | Lihtne molekulaarne |
Üksikasjalik võrdlus
Liimimine ja füüsiline struktuur
Põhimõtteline erinevus algab aatomi tasandil. Metalloksiidid tuginevad ioonsetele sidemetele, luues jäiga „hiiglasliku võre“, mille purunemiseks on vaja tohutut kuumust, mistõttu nad on peaaegu alati tahked ained. Mittemetalloksiidid kasutavad kovalentseid sidemeid, et moodustada diskreetseid, sõltumatuid molekule, mis liiguvad vabalt, mille tulemuseks on gaasid ja vedelikud, millega atmosfääris kokku puutume.
Happe-aluse spekter
Kui neid lakmuspaberiga testida, on selge erinevus. Metalloksiidid on keemiamaailma „antatsiidid”, mis on loomulikult aluselised ja suudavad neutraliseerida happelisi lekkeid. Mittemetalloksiidid on happesuse peamised loojad; kui nad triivivad vette – nagu CO2 ookeanis või SO2 vihmapilvedes –, alandavad nad pH-d ja loovad happelise keskkonna.
Lahustuvus ja reaktsioonivõime
Metalloksiidid on sageli kangekaelsed; paljud, näiteks raudoksiid (rooste), ei lahustu vees üldse. Need, mis lahustuvad, näiteks naatriumoksiid, reageerivad jõuliselt, moodustades tugevaid leeliseid. Mittemetalloksiidid on veega üldiselt „seltskondlikumad“, lahustudes kergesti, moodustades erinevaid oksohappeid, mis on nii soodavete karboniseerimise kui ka happevihmade tekke peamine mehhanism.
Termiline stabiilsus
Oma ioonvõre tõttu on metallioksiidid uskumatult kuumakindlad ja neid kasutatakse sageli tööstusahjude vooderdamiseks. Mittemetallioksiididel on palju nõrgemad molekulidevahelised jõud. See tähendab, et neid saab hõlpsasti teise aineolekusse üle viia või lagundada palju väiksema energiakuluga võrreldes metalliliste analoogidega.
Plussid ja miinused
Metalloksiid
Eelised
- +Kõrge termiline stabiilsus
- +Tõhusad neutraliseerijad
- +Vastupidavad tahked ained
- +Kasulik katalüsaatoritena
Kinnitatud
- −Sageli lahustumatu
- −Raske töödelda
- −Haprad struktuurid
- −Korrosioonioht (rooste)
Mittemetalli oksiid
Eelised
- +Lihtne transportida (bensiin)
- +Väga reaktiivne
- +Mitmekülgsed lahustid
- +Eluks hädavajalik (CO2)
Kinnitatud
- −Keskkonna saasteained
- −Sissehingamise ohud
- −Söövitav nagu happed
- −Madalad keemistemperatuurid
Tavalised eksiarvamused
Kõik metalloksiidid on aluselised.
Kuigi enamik neist on aluselised, on mõned kõrge oksüdatsiooniastmega metallid või perioodilisustabeli "trepikoja" lähedal asuvad metallid (nagu alumiinium või tsink) amfoteersed, mis tähendab, et nad võivad reageerida nii hapete kui ka alustega.
Mittemetallioksiidid on alati ohtlikud saasteained.
Vesi (H2O) on tehniliselt mittemetallist vesinikoksiid. Kuigi mõned, näiteks süsinikmonooksiid, on mürgised, on teised elu eksisteerimise ja planeedi niisutamise jaoks üliolulised.
Metalloksiide saab kergesti gaasideks muuta.
Tänu tugevatele ioonsetele sidemetele on metalloksiididel äärmiselt kõrge keemistemperatuur, sageli üle 2000 °C, mistõttu on neid mittemetalloksiididega võrreldes väga raske aurustada.
Ainult mittemetallioksiidid lahustuvad vees.
1. ja 2. rühma metalloksiidid (nagu kaalium- või baariumoksiid) lahustuvad vees üsna hästi, moodustades selgeid, väga aluselisi lahuseid, mida tuntakse hüdroksiididena.
Sageli küsitud küsimused
Mis juhtub, kui metallioksiid reageerib veega?
Miks peetakse CO2 happeliseks oksiidiks, kui see on gaas?
Kas on olemas oksiide, mis ei ole ei happelised ega aluselised?
Kuidas tuvastada metalloksiidi ainult perioodilisustabeli abil?
Milline oksiiditüüp põhjustab "kasvuhooneefekti"?
Miks on rooste (raudoksiid) CO2-st nii erinev?
Kas mittemetalli oksiid saab kunagi olla tahke aine?
Mis on amfoteerne oksiid?
Kas metalloksiidid juhivad elektrit?
Kuidas need oksiidid mõjutavad mulla pH-d?
Otsus
Stabiilsete, kõrge kuumusega tulekindlate materjalide või aluseliste neutraliseerivate ainete korral valige metallioksiidid. Atmosfäärikeemia, gaasiliste reaktsioonide või happeliste lahuste loomisel pöörduge mittemetallioksiidide poole.
Seotud võrdlused
Aatomnumber vs massinumber
Aatomnumbri ja massinumbri erinevuse mõistmine on perioodilisustabeli omandamise esimene samm. Kui aatomnumber toimib unikaalse sõrmejäljena, mis määrab elemendi identiteedi, siis massinumber kajastab tuuma kogukaalu, võimaldades meil eristada sama elemendi erinevaid isotoope.
Acid vs Base
See võrdlus käsitleb keemias happeid ja aluseid, selgitades nende määratlevad tunnused, käitumist lahustes, füüsikalisi ja keemilisi omadusi, tavalisi näiteid ning kuidas nad erinevad igapäevaelus ja laboritingimustes, et selgitada nende rolli keemilistes reaktsioonides, indikaatorites, pH-tasemetes ja neutralisatsioonis.
Alifaatsed vs aromaatsed ühendid
See põhjalik juhend uurib alifaatsete ja aromaatsete süsivesinike, orgaanilise keemia kahe peamise haru, põhilisi erinevusi. Uurime nende struktuurilisi aluseid, keemilist reaktsioonivõimet ja mitmekesiseid tööstuslikke rakendusi, pakkudes selget raamistikku nende erinevate molekulaarklasside tuvastamiseks ja kasutamiseks teaduslikus ja kaubanduslikus kontekstis.
Alkaan vs alkeen
See võrdlus selgitab alkaanide ja alkeenide erinevusi orgaanilises keemias, käsitledes nende struktuuri, valemeid, reaktsioonivõimet, tüüpilisi reaktsioone, füüsikalisi omadusi ning tavapäraseid kasutusalasid, et näidata, kuidas süsinik-süsinik kaksikside olemasolu või puudumine mõjutab nende keemilist käitumist.
Aminohape vs valk
Kuigi aminohapped ja valgud on omavahel põhimõtteliselt seotud, esindavad nad bioloogilise ehituse erinevaid etappe. Aminohapped toimivad üksikute molekulaarsete ehitusplokkidena, samas kui valgud on keerulised funktsionaalsed struktuurid, mis tekivad siis, kui need üksused ühenduvad kindlates järjestustes, et anda jõudu peaaegu kõigile elusorganismi protsessidele.