اکسیدها پل شیمیایی بین اکسیژن و بقیه عناصر جدول تناوبی هستند، اما شخصیت آنها بسته به شریکشان به شدت متفاوت است. در حالی که اکسیدهای فلزی معمولاً ساختارهای جامد و بازی تشکیل میدهند که با اسیدها واکنش میدهند، اکسیدهای غیرفلزی اغلب ترکیبات اسیدی گازی یا مایع هستند که بخش زیادی از شیمی جو ما را تعریف میکنند.
جامدات بلوری که هنگام واکنش فلزات با اکسیژن تشکیل میشوند و با پیوند یونی و خواص شیمیایی اساسی مشخص میشوند.
ترکیبات کووالانسی که از غیرفلزات و اکسیژن تشکیل شدهاند و اغلب به صورت گاز یا مایع با خواص اسیدی وجود دارند.
| ویژگی | اکسید فلزی | اکسید غیرفلزی |
|---|---|---|
| پیوند شیمیایی | یونی | کووالانسی |
| حالت فیزیکی (RT) | جامد | گاز یا مایع |
| طبیعت در آب | پایه / قلیایی | اسیدی |
| نقاط ذوب/جوش | بالا | کم |
| رسانایی الکتریکی | رسانا در حالت مذاب | رساناها/عایقهای ضعیف |
| ساختار اتمی | شبکه یونی غول پیکر | مولکولی ساده |
تفاوت اساسی از سطح اتمی شروع میشود. اکسیدهای فلزی به پیوندهای یونی متکی هستند و یک «شبکه غولپیکر» سفت و سخت ایجاد میکنند که برای شکستن به گرمای بسیار زیادی نیاز دارد، به همین دلیل است که تقریباً همیشه جامد هستند. اکسیدهای غیرفلزی از پیوندهای کووالانسی برای تشکیل مولکولهای مجزا و مستقلی استفاده میکنند که آزادانه حرکت میکنند و در نتیجه گازها و مایعاتی را که در جو با آنها مواجه میشویم، تشکیل میدهند.
اگر اینها را با کاغذ لیتموس آزمایش کنید، تفاوت آشکاری خواهید دید. اکسیدهای فلزی «آنتیاسیدهای» دنیای شیمی هستند که به طور طبیعی بازی هستند و میتوانند نشتهای اسیدی را خنثی کنند. اکسیدهای غیرفلزی، معماران اصلی اسیدیته هستند؛ وقتی در آب شناور میشوند - مانند CO2 در اقیانوس یا SO2 در ابرهای بارانی - pH را کاهش میدهند و محیطهای اسیدی ایجاد میکنند.
اکسیدهای فلزی اغلب سرسخت هستند؛ بسیاری از آنها، مانند اکسید آهن (زنگ)، به هیچ وجه در آب حل نمیشوند. آنهایی که حل میشوند، مانند اکسید سدیم، به شدت واکنش نشان میدهند و قلیاهای قوی تشکیل میدهند. اکسیدهای غیرفلزی عموماً با آب «اجتماعیتر» هستند و به راحتی در آب حل میشوند و اکسیاسیدهای مختلفی تشکیل میدهند که مکانیسم کلیدی پشت کربناسیون در نوشابهها و تشکیل باران اسیدی است.
اکسیدهای فلزی به دلیل شبکه یونی خود، به طرز باورنکردنی در برابر حرارت مقاوم هستند و اغلب برای پوشش کورههای صنعتی استفاده میشوند. اکسیدهای غیرفلزی نیروهای بین مولکولی بسیار ضعیفتری دارند. این بدان معناست که آنها میتوانند به راحتی بین حالتهای ماده تبدیل شوند یا با انرژی بسیار کمتری در مقایسه با همتایان فلزی خود تجزیه شوند.
تمام اکسیدهای فلزی خاصیت بازی دارند.
در حالی که اکثر آنها بازی هستند، برخی از فلزات در حالتهای اکسیداسیون بالا یا آنهایی که در نزدیکی «پله» جدول تناوبی قرار دارند (مانند آلومینیوم یا روی) آمفوتر هستند، به این معنی که میتوانند با اسیدها و بازها واکنش نشان دهند.
اکسیدهای غیرفلزی همیشه آلایندههای خطرناکی هستند.
آب (H2O) از نظر فنی یک اکسید غیرفلزی هیدروژن است. در حالی که برخی مانند مونوکسید کربن سمی هستند، برخی دیگر برای وجود حیات و هیدراتاسیون سیاره ضروری هستند.
اکسیدهای فلزی را میتوان به راحتی به گاز تبدیل کرد.
به دلیل پیوندهای یونی قوی، اکسیدهای فلزی نقاط جوش بسیار بالایی دارند که اغلب از 2000 درجه سانتیگراد فراتر میرود و تبخیر آنها را در مقایسه با اکسیدهای غیرفلزی بسیار دشوار میکند.
فقط اکسیدهای نافلزی در آب حل میشوند.
اکسیدهای فلزی گروه ۱ و ۲ (مانند اکسید پتاسیم یا اکسید باریم) به خوبی در آب حل میشوند و محلولهای شفاف و بسیار قلیایی به نام هیدروکسید تشکیل میدهند.
وقتی به مواد نسوز پایدار و مقاوم در برابر حرارت بالا یا عوامل خنثی کننده بازی نیاز دارید، اکسیدهای فلزی را انتخاب کنید. وقتی با شیمی اتمسفری، واکنشهای گازی یا ایجاد محلولهای اسیدی سروکار دارید، به اکسیدهای غیرفلزی روی آورید.
محافظت از فلز در برابر پیشروی بیوقفه خوردگی نیاز به یک مانع فیزیکی دارد که معمولاً توسط آبکاری الکتریکی یا گالوانیزه کردن فراهم میشود. در حالی که آبکاری الکتریکی از جریانهای الکتریکی برای رسوب یک لایه نازک و دقیق از یک فلز روی فلز دیگر استفاده میکند، گالوانیزه کردن به یک حمام روی مذاب متکی است تا یک سپر آلیاژی ناهموار مخصوص فولاد و آهن ایجاد کند.
این مقایسه تفاوتهای بین آلکانها و آلکنها در شیمی آلی را توضیح میدهد و ساختار، فرمولها، واکنشپذیری، واکنشهای معمول، خواص فیزیکی و کاربردهای رایج آنها را پوشش میدهد تا نشان دهد چگونه وجود یا عدم وجود پیوند دوگانه کربن-کربن بر رفتار شیمیایی آنها تأثیر میگذارد.
اگرچه اسیدهای آمینه و پروتئینها اساساً به هم مرتبط هستند، اما مراحل مختلفی از ساختار بیولوژیکی را نشان میدهند. اسیدهای آمینه به عنوان بلوکهای سازنده مولکولی منفرد عمل میکنند، در حالی که پروتئینها ساختارهای پیچیده و عملکردی هستند که وقتی این واحدها در توالیهای خاصی به هم متصل میشوند تا تقریباً هر فرآیندی را در یک موجود زنده تأمین کنند، تشکیل میشوند.
این مقایسه به بررسی اسیدها و بازها در شیمی میپردازد و با توضیح ویژگیهای تعریفکننده، رفتار آنها در محلولها، خواص فیزیکی و شیمیایی، مثالهای رایج و تفاوتهایشان در زمینههای روزمره و آزمایشگاهی کمک میکند تا نقش آنها در واکنشهای شیمیایی، شناساگرها، سطوح pH و خنثیسازی روشنتر شود.
این مقایسه، تمایزات شیمیایی بین اسیدهای قوی و ضعیف را با تمرکز بر درجات مختلف یونیزاسیون آنها در آب روشن میکند. با بررسی اینکه چگونه قدرت پیوند مولکولی، آزادسازی پروتون را تعیین میکند، بررسی میکنیم که چگونه این تفاوتها بر سطح pH، رسانایی الکتریکی و سرعت واکنشهای شیمیایی در محیطهای آزمایشگاهی و صنعتی تأثیر میگذارند.
