תחמוצות הן הגשר הכימי בין חמצן לשאר הטבלה המחזורית, אך אישיותן שונה בתכלית בהתאם לשותפה שלהן. בעוד שתחמוצות מתכת יוצרות בדרך כלל מבנים מוצקים ובסיסיים המגיבים עם חומצות, תחמוצות לא מתכתיות הן לרוב תרכובות חומציות גזיות או נוזליות המגדירות חלק ניכר מהכימיה האטמוספירית שלנו.
מוצקים גבישיים נוצרים כאשר מתכות מגיבות עם חמצן, המאופיינים בקשר יוני ובתכונות כימיות בסיסיות.
תרכובות קוולנטיות הנוצרות מאל-מתכות וחמצן, ולעתים קרובות קיימות כגזים או נוזלים בעלי תכונות חומציות.
| תכונה | תחמוצת מתכת | תחמוצת אל-מתכת |
|---|---|---|
| קשר כימי | יוני | קוולנטי |
| מצב פיזי (RT) | מוּצָק | גז או נוזל |
| טבע במים | בסיסי / אלקליין | חומצי |
| נקודות התכה/רתיחה | גָבוֹהַ | נָמוּך |
| מוליכות חשמלית | מוליך כאשר מותך | מוליכים / מבודדים גרועים |
| מבנה אטומי | סריג יוני ענק | מולקולרי פשוט |
ההבדל הבסיסי מתחיל ברמה האטומית. תחמוצות מתכת מסתמכות על קשרים יוניים, ויוצרות "סריג ענק" נוקשה הדורש חום עצום כדי להישבר, ולכן הן כמעט תמיד מוצקות. תחמוצות לא מתכתיות משתמשות בקשרים קוולנטיים כדי ליצור מולקולות נפרדות ועצמאיות הנעות בחופשיות, וכתוצאה מכך נוצרות הגזים והנוזלים שאנו נתקלים בהם באטמוספרה.
אם תבדקו את אלה עם נייר לקמוס, תראו פער ברור. תחמוצות מתכת הן ה"נוגדות חומצה" של העולם הכימי, בסיסיות באופן טבעי ומסוגלות לנטרל נזילות חומציות. תחמוצות לא מתכתיות הן האדריכלים העיקריים של חומציות; כאשר הן נסחפות למים - כמו CO2 באוקיינוס או SO2 בענני גשם - הן מורידות את רמת החומציות ויוצרות סביבות חומציות.
תחמוצות מתכת הן לרוב עקשניות; רבות מהן, כמו תחמוצת ברזל (חלודה), אינן מתמוססות במים כלל. אלו שכן, כמו תחמוצת נתרן, מגיבות במרץ ויוצרות בסיסים חזקים. תחמוצות לא מתכתיות הן בדרך כלל "חברותיות" יותר עם מים, ומתמוססות בקלות ויוצרות חומצות אוקסואיד שונות, שהוא מנגנון מפתח העומד הן מאחורי פחמן במשקאות מוגזים והן מאחורי היווצרות גשם חומצי.
בגלל הסריג היוני שלהן, תחמוצות מתכת עמידות מאוד בחום, ומשמשות לעתים קרובות לציפוי תנורים תעשייתיים. לתחמוצות לא מתכתיות יש כוחות בין-מולקולריים חלשים בהרבה. משמעות הדבר היא שניתן להמיר אותן בקלות בין מצבי חומר או לפרק אותן עם הרבה פחות אנרגיה בהשוואה למקבילות המתכתיות שלהן.
כל תחמוצות המתכת הן בסיסיות.
בעוד שרובן בסיסיות, חלק מהמתכות במצבי חמצון גבוהים או כאלה הממוקמות ליד "המדרגות" של הטבלה המחזורית (כמו אלומיניום או אבץ) הן אמפוטריות, כלומר הן יכולות להגיב עם חומצות ובסיסים כאחד.
תחמוצות לא מתכתיות הן תמיד מזהמות מסוכנות.
מים (H2O) הם מבחינה טכנית תחמוצת מימן שאינה מתכתית. בעוד שחלקם, כמו פחמן חד-חמצני, רעילים, אחרים חיוניים לקיום החיים ולהידרציה של כדור הארץ.
תחמוצות מתכת יכולות להפוך לגזים בקלות.
בשל קשרי היונים העזים שלהן, לתחמוצות מתכת יש נקודות רתיחה גבוהות במיוחד, שלעתים קרובות עולות על 2000 מעלות צלזיוס, מה שמקשה מאוד על אידוי שלהן בהשוואה לתחמוצות שאינן מתכתיות.
רק תחמוצות לא מתכתיות מתמוססות במים.
תחמוצות מתכת מקבוצות 1 ו-2 (כמו תחמוצת אשלגן או בריום) מתמוססות היטב במים, ויוצרות תמיסות שקופות ובסיסיות מאוד המכונות הידרוקסידים.
בחרו תחמוצות מתכת כשאתם זקוקים לחומרים חסיני אש יציבים ועמידים בחום גבוה או לחומרים מנטרלים בסיסיים. פנו לתחמוצות לא מתכתיות כשמדובר בכימיה אטמוספרית, תגובות גזיות או יצירת תמיסות חומציות.
השוואה זו מפרטת את הקשר בין מולקולות לאיזומרים, ומבהירה כיצד חומרים שונים יכולים לחלוק נוסחאות כימיות זהות תוך כדי שהם בעלי מבנים ותכונות ייחודיים. היא מכסה הגדרות, שינויים מבניים וההשלכות המעשיות של ישויות כימיות אלו בתחומים כמו כימיה אורגנית ופרמקולוגיה.
ההשוואה הזו מסבירה את ההבדלים בין אלקאנים לאלקנים בכימיה אורגנית, תוך התייחסות למבנה שלהם, לנוסחאות, לתגובתיות, לתגובות האופייניות, לתכונות הפיזיקליות ולשימושים הנפוצים, כדי להראות כיצד נוכחות או היעדרות של קשר כפול פחמן-פחמן משפיעה על התנהגותם הכימית.
בעוד ששני החומרים מאפשרים לזרום חשמל דרך תמיסה, ההבדל העיקרי טמון באופן שבו הם מתפרקים לחלוטין ליונים. אלקטרוליטים חזקים מתמוססים כמעט לחלוטין לחלקיקים טעונים, ויוצרים נוזלים מוליכים מאוד, בעוד שאלקטרוליטים חלשים מייננים רק באופן חלקי, וכתוצאה מכך קיבולת נמוכה בהרבה לשאת זרם חשמלי.
השוואה מפורטת זו בוחנת את ההבדלים הבסיסיים בין אלקטרוליטים ללא-אלקטרוליטים, תוך התמקדות ביכולתם להוליך חשמל בתמיסות מימיות. אנו חוקרים כיצד דיסוציאציה יונית ויציבות מולקולרית משפיעות על התנהגות כימית, תפקודים פיזיולוגיים ויישומים תעשייתיים של שני סוגי חומרים שונים אלה.
הגנה על מתכת מפני צעדת הקורוזיה הבלתי פוסקת דורשת מחסום פיזי, המסופק בדרך כלל על ידי ציפוי אלקטרוליטי או גלוון. בעוד שציפוי אלקטרוליטי משתמש בזרמים חשמליים כדי להניח שכבה דקה ומדויקת של מתכת אחת על גבי מתכת אחרת, גלוון מסתמך על אמבט אבץ מותך כדי ליצור מגן סגסוגת עמיד במיוחד עבור פלדה וברזל.
