Peatükk 1.1 (Keemia 9. kl)

Oksiidid

Oksiidid on looduses ühed kõige enam levinud ühendid. Oksiide moodustab enamik keemilisi elemente. Üksnes vähesed elemendid, näiteks väärisgaasid ja mõni väärismetall (nt kuld), ei moodusta püsivaid oksiide. 

Kupriit on mineraal, mis koosneb vask(I)oksiidist. Tänu ilusale särale ja granaatõunapunasele värvile võiks kupriit olla ka vääriskivi, kuid ei ole piisavalt kõva. Kupriit sarnaneb kõvaduselt paekiviga.

Oksiidide üldiseloomustus

Oksiidid on ained, mis koosnevad kahest elemendist, millest üks on hapnik (oksüdatsiooniastmes –II).

Oksiidi omadused näitavad ka seda moodustava keemilise elemendi üldisi omadusi. Seega, tundes oksiidide omadusi, saame teha järeldusi ka teiste ühendite omaduste kohta, ilma et peaksime kõigi nendega ükshaaval põhjalikult tutvuma ja nende omadusi pähe õppima.

Magnetiit on mineraal, mille keemiline valem on Fe3O4. Magnetiit tõmbub magneti külge ja selle saab muuta püsimagnetiks. Looduslikest mineraalidest on magnetiidil kõige tugevamad magnetilised omadused
Hematiidist ehk raud(III)oksiidist pärlikee
  • CO₂
  • H₂O
  • NaCl
  • H₂SO₄
  • H₂CO₃
  • Fe₂O₃
  • H₂S
  • SiO₂

Mõtlemist

Miks on oksiidid ühed levinumad ühendid Maal? Milliseid looduses leiduvaid oksiide sa tead?

Oksiidide nimetamine

Kui elemendil on ühendites vaid üks võimalik oksüdatsiooniaste, nagu on IA, IIA ja osa IIIA rühma elementidel, siis koosneb selle oksiidi nimetus vaid metalli nimetusest ja järelliitest -oksiid.

  • Na2O – naatriumoksiid

Ühe ja sama elemendi erinevas oksüdatsiooniastmes oksiidide eristamiseks on kaks võimalust.

  • Fe
  • Na
  • Mg
  • Al
  • K
  • Ag
  • Mn
  • Ca
  • Cr
  • Li
  • Co
  • Sn

      2   

     4  

     6  

    8  

1. Nimetuses märgitakse elemendi oksüdatsiooniaste

Seda võimalust kasutatakse eelkõige metallioksiidide nimetamisel, kuid tänapäeval on see järjest enam leidnud rakendust ka mittemetallioksiidide korral.

  • Fe2O3 – raud(III)oksiid (loe: raud-kolm-oksiid)
  • N2O5 – lämmastik(V)oksiid (loe: lämmastik-viis-oksiid)

2. Elementide aatomite arv märgitakse eesliidetega

See nimetamisviis on küllaltki levinud mittemetallioksiidide korral.

  • N2O3 dilämmastiktrioksiid
  • Ag2 
  • CuO 
  • Cu2
  • Na2

   

  • CO2   
  • SO3 
  • N2
  • N2O5 

  

Oksiidide liigitamine

Enamik oksiide on kas aluseliste või happeliste omadustega. Suurem osa metallioksiide on aluseliste omadustega ja enamik mittemetallioksiide on happeliste omadustega.

BeO on kerge (ρ = 3,0 g/cm3) ning kõrge sulamistemperatuuriga (∼2500 ℃) keemiliselt hästi vastupidav aine. Seetõttu saab seda kasutada näiteks raketikere ehitusmaterjalina
  1. Metallioksiidid on enamasti 
  2. Mittemetallioksiidid on enamasti 
  3. Leelis- ja leelismuldmetallide oksiidid on 

  

Aluselised oksiidid

Aluselised oksiidid on aluseliste omadustega, nad reageerivad hapetega.

Puitmaju värvitakse tihti Rootsi punasega. See värv sisaldab hematiidi (ehk Fe2O3) väikeseid osakesi
Korundi kristallid safiir ja rubiin
Tsinkoksiidi kasutatakse ka valge värvipigmendina

Suurem osa metallioksiide on aluseliste omadustega. Aktiivsete metallide (leelis- ja leelismuldmetallide) oksiidid on tugevalt aluselised. Vähemaktiivsete metallide oksiidid on nõrgalt aluselised, näiteks CrO, FeO, NiO, CuO.

Kõik metallioksiidid on tahked mittemolekulaarsed ained. Vähem­aktiivsete metallide oksiidid on keemiliselt väga püsivad. Paljusid neist kasutatakse värvide valmistamisel värvi­pigmendina. Cr2O3 kasutatakse näiteks rohelise ja Fe2O3 kollaka või pruunika värvi saamimiseks.

Enamik väheaktiivseid metallioksiide on üsna kõvad ja kõrge sulamis­temperatuuriga ained. Eriti kõva on näiteks Al2O3 (korund), mille suured läbipaistvad kristallid on hinnatud vääriskivid (nt punane rubiin ja sinine safiir).

Tugevalt aluselised

Oksiidid

Hüdroksiidid

Reageerivad aktiivselt veega ja moodustavad leelise

Vees hästi lahustuvad tugevad alused (leelised)

Li2O, Na2O, CaO, BaO

LiOH, NaOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2

Nõrgalt aluselised

Oksiidid

Hüdroksiidid

Veega peaaegu ei reageeri

Vees peaaegu lahustumatud nõrgad alused

CrO, FeO, NiO, CuO

Cr(OH)2, Fe(OH)2, Ni(OH)2, Cu(OH)2 

  • reageerivad alustega.
  • reageerivad hapetega.
  • vastavad mingile kindlale hüdroksiidile.
  • vastavad mingile kindlale happele.
  • lahustuvad hästi vees.
  • Li2 
  • MnO 
  • CaO 
  • Co2O3 

  

Happelised oksiidid

Happelised oksiidid on happeliste omadustega, nad reageerivad alustega.

Enamik mittemetalliliste elementide oksiide on happeliste omadustega. Mittemetallide oksiidid koosnevad enamasti molekulidest (v.a SiO2, mis on erandina mittemolekulaarne). Väiksemate molekulidega oksiidid on tavatingimustes gaasid (nt SO2, CO2, NO), suuremate molekulidega oksiidid aga tahked ained (nt P4O10).

Üks väheseid oksiide, mis tavatingimustes on vedelik, on vesi ehk divesinikoksiid.

Liivarannas leidub palju liiva (ränioksiidi) ja vett (divesinikoksiidi)
Süsinikdioksiid ehk süsihappegaas on happeline oksiid. Tahket süsihappegaasi (CO2) nimetatakse kuivaks jääks
  • reageerivad alustega.
  • reageerivad hapetega.
  • vastavad mingile kindlale hüdroksiidile.
  • vastavad mingile kindlale happele.
  • enamasti reageerivad veega, moodustades happe.
  • SO2  
  • CO2 
  • SO3 
  • P4O10 

Ma tean, et ...

  • Oksiid koosneb kahest elemendist, millest üks on hapnik (oksüdatsiooniastmes −II).
  • Oksiidide liigitus keemiliste omaduste järgi

Aluselised oksiidid

Happelised oksiidid

reageerivad hapetega

reageerivad alustega

tugevalt aluselised reageerivad veega

nõrgalt aluselised

ei reageeri veega

reageerivad veega

ei reageeri veega

Li2O, Na2O, CaO, BaO

CrO, Fe2O3, CuO, ZnO

SO2, NO2, CO2, P4O10

SiO2

  • Aluselised oksiidid on aluseliste omadustega, reageerivad hapetega.
  • Happelised oksiidid on happeliste omadustega, reageerivad alustega.

Küsimused

  1. Miks on oluline mainida osa oksiidide nimetustes oksüdatsiooniastet?
  2. Millised omadused peaksid olema ainel, et seda saaks kasutada a) värvipigmendina, b) vääriskivina?
  3. Mis on aluseline oksiid? 
  4. Mille poolest erinevad tugevalt aluselised ja nõrgalt aluselised oksiidid?
  5. Mis on happeline oksiid?
Palun oota