תחמוצת היא א יון של חמצן עם מצב חמצון שווה ל -2 או O2-. כל תרכובת כימית המכיל O2- כשלה אניון נקרא גם תחמוצת. יש אנשים שמשתמשים באופן רופף יותר במונח כדי להתייחס לכל תרכובת שבה חמצן משמש כאניון. תחמוצות מתכת (למשל Ag2הו, פה2הו3) הם צורת התחמוצות השכיחה ביותר, המהווים את רוב התאים מסת קרום כדור הארץ. תחמוצות אלה נוצרות מתי מתכות להגיב עם חמצן מאוויר או מים. ואילו תחמוצות מתכת הן מוצקים בטמפרטורת החדר נוצרים גם תחמוצות גזים. מים הם תחמוצת שהיא נוזל בטמפרטורה ולחץ רגילים. חלק מהתחמוצות שנמצאות באוויר הן חנקן דו חמצני (NO2), דו תחמוצת הגופרית (SO2), פחמן חד חמצני (CO), ופחמן דו חמצני (CO2).
טעימות עיקריות: הגדרת תחמוצת ודוגמאות
- תחמוצת מתייחסת לשני- אניון חמצן (O2-) או לתרכובת המכילה אניון זה.
- דוגמאות לתחמוצות נפוצות כוללות דו תחמוצת סיליקון (SiO2), תחמוצת ברזל (Fe2הו3), פחמן דו חמצני (CO2) ותחמוצת אלומיניום (Al2הו3).
- תחמוצות נוטות להיות מוצקים או גזים.
- תחמוצות נוצרות באופן טבעי כאשר חמצן מאוויר או מים מגיב עם אלמנטים אחרים.
היווצרות תחמוצת
רוב היסודות יוצרים תחמוצות. גזים אצילים יכולים ליצור תחמוצות, אך עושים זאת לעיתים רחוקות.
מתכות אצילות לעמוד בפני שילוב עם חמצן, אך יווצרו תחמוצות בתנאי מעבדה. היווצרות טבעית של תחמוצות כוללת חמצון על ידי חמצן או הידרוליזה אחרת. כאשר אלמנטים שורפים בסביבה עשירה בחמצן (כמו מתכות בתגובת התרמיט), הם מניבים בקלות תחמוצות. מתכות מגיבות גם עם מים (בעיקר המתכות האלקליות) כדי להפיק הידרוקסידים. מרבית משטחי המתכת מצופים בתערובת של תחמוצות והידרוקסידים. שכבה זו לרוב מפסילה את המתכת, ומאטה עוד יותר קורוזיה מחשיפה לחמצן או למים. ברזל באוויר יבש יוצר תחמוצת ברזל (II), אך תחמוצות ברזליות מיובשות (חלודה), Fe2הו3-x(אוה)2x, נוצרים כאשר קיימים גם חמצן וגם מים.שמות
תרכובת המכילה את אניון התחמוצת יכולה פשוט לקרוא תחמוצת. לדוגמה, CO ו- CO2 שניהם תחמוצות פחמן. CuO ו- Cu2O הם תחמוצת נחושת (II) ותחמוצת נחושת (I), בהתאמה. לחלופין, ניתן להשתמש ביחס בין אטומי הקטיון לאטוני החמצן. הקידומות המספריות היווניות משמשות לשמות. אז, מים או H2הו הוא דו מימן חד חמצני. שיתוף2 הוא פחמן דו חמצני. CO הוא פחמן דו חמצני.
תחמוצות מתכת עשויות להיקרא גם באמצעות ה- -א סיומת. אל2הו3, Cr2הו3ו- MgO הם בהתאמה אלומינה, כרומיה ומגנזיה.
שמות מיוחדים מיושמים על תחמוצות על בסיס השוואה בין מצבי חמצון חמצן נמוכים וגבוהים יותר. תחת שם זה O22- הוא מי חמצן ואילו O2- הוא סופר-אוקסיד. לדוגמא, ח2הו2 הוא מי חמצן.
מבנה
תחמוצות מתכת יוצרות לרוב מבנים הדומים לפולימרים, שם התחמוצת מחברת בין שלושה או שישה אטומי מתכת זה לזה. תחמוצות מתכתיות פולימריות נוטות להיות בלתי מסיסות במים. חלק מהתחמוצות הן מולקולריות. אלה כוללים את כל התחמוצות הפשוטות של חנקן, כמו גם פחמן חד חמצני ופחמן דו חמצני.
מה לא תחמוצת?
על מנת להיות תחמוצת, מצב החמצון של חמצן חייב להיות -2 והחמצן חייב לפעול כאניון. היונים והתרכובות הבאים אינם תחמוצות מבחינה טכנית מכיוון שהם אינם עומדים בקריטריונים הבאים:
- דיפלואוריד חמצן (OF2): פלואור הוא אלקטרונגטיבי יותר מחמצן, ולכן הוא משמש כקטיון (O2+) ולא האניון במתחם זה.
- דיוקסיגניל (O2+) ותרכובותיו: כאן אטום החמצן נמצא במצב חמצון +1.
מקורות
- צ'טמן, ש.; זרז'קי, פ.; רוסו, ק. M. (2015). "חמצון מים ספונטני בהמטיט (α-Fe2O3) פנים קריסטל". חומרים וממשקים יישומיים של ACS. 7 (3): 1550–1559. doi: 10.1021 / am5067783
- קורנל, ר. M.; Schwertmann, U. (2003). תחמוצות הברזל: מבנה, תכונות, תגובות, אירועים ושימושים (מהדורה שנייה). doi: 10.1002 / 3527602097. ISBN 9783527302741.
- קוקס, P.A. (2010). תחמוצות מתכת מעבר. מבוא למבנה האלקטרוני שלהם ולתכונותיהם. הוצאת אוניברסיטת אוקספורד. ISBN 9780199588947.
- גרינווד, נ. נ.; ארנשו, א. (1997). כימיה של המרכיבים (מהדורה שנייה). אוקספורד: Butterworth-Heinemann. ISBN 0-7506-3365-4.
- IUPAC (1997). קומפנדיום לטרמינולוגיה כימית (מהדורה שנייה) ("ספר הזהב"). הידור א. ד. מקנובה 'וא'. וילקינסון. פרסומים מדעיים של בלקוול, שורפורד.