oksidai

oksdai (lot. oxy(genium) – deguonis < gr. oxys – aštrus, rūgštus), cheminių elementų junginiai su deguonimi, išskyrus peroksidus, superoksidus, ozonidus ir fluoro junginius su deguonimi (šiuose visuose junginiuose deguonies atomai yra susijungę tarpusavyje). Skiriami rūgštiniai, baziniai, amfoteriniai ir mišrieji oksidai. Oksidai, kurių elemento ir deguonies atomai susijungę joniniu ryšiu, yra dažniausiai kietos, aukštos lydymosi temperatūros medžiagos. Oksidai, kurių elemento ir deguonies atomai susijungę kovalentiniu ryšiu yra dujinės, pvz., anglies dioksidas CO₂, sieros dioksidas SO₂, azoto oksidai NO₂, N₂O₃, skystos, pvz., vanduo H₂O, bromo oksidas Br₂O, chloro oksidas Cl₂O₇, arba kietos žemos lydymosi temperatūros medžiagos, pvz. osmio oksidas OsO₄ lydosi 41 °C temperatūroje. Kai kurie oksidai lengvai sublimuoja. Rūgštinius oksidus sudaro nemetalai, pvz., siera, anglis, silicis, azotas, fosforas, ir metalai, kurių oksidacijos laipsnis +5, +6, +7, pvz., chromas, vanadis, šie oksidai dažniausiai vadinami rūgščių anhidridais. Reaguodami su vandeniu sudaro rūgštis, su bazėmis ir baziniais oksidais – druskas. Gaunami iš rūgščių atskeliant vandenį, jungiant elementus su deguonimi (pvz., 2Cr + 3O₂ → 2CrO₃), oksiduojant vandenilio sulfidą (2H₂S + 3O₂ → 2SO₂ + 2H₂O) arba vandenilio chloridą. Bazinius oksidus sudaro metalai, kurių oksidacinis laipsnis +1, +2. Tokie oksidai yra, pvz., ličio oksidas Li₂O, natrio oksidas Na₂O, bario oksidas BaO, kalcio oksidas CaO, vario oksidas CuO, geležies oksidas FeO. Reaguodami su vandeniu jie sudaro bazes, su šarminių ir šarminių žemių metalų oksidais – hidroksidus, su rūgštimis ir rūgštiniais oksidais – druskas. Gaunami jungiant elementus su deguonimi, termiškai skaidant hidroksidus, karbonatus, nitratus ir kitas deguoninių rūgščių druskas, anodiškai oksiduojant metalus. Amfoterinius oksidus sudaro metalai, kurių oksidacijos laipsnis +2, +3, +4, pvz., cinko oksidas ZnO, berilio oksidas BeO, aliuminio oksidas Al₂O₃, titano oksidas TiO₂, švino oksidas PbO₂. Šie oksidai reaguodami su rūgštiniais ir baziniais oksidais ( pvz., P₂O₅ + Al₂O₃ → 2AlPO₄, Al₂O₃ + Na₂O → 2NaAlO₂), t. p. su rūgštimis ir bazėmis (pvz., ZnO + 2HCl → ZnCl₂ + H₂O, ZnO + NaOH → Na₂[Zn(OH)₄]) sudaro druskas. Mišrieji oksidai sudaryti iš tų pačių tik skirtingo oksidacijos laipsnio elementų, pvz., švino mišrusis oksidas PbO·Pb₂O₃, geležies mišrusis oksidas FeO·Fe₂O₃. Oksidai gaunami termiškai skaidant druskas, sąveikaujant elementams su oksidais, pvz., 10Al + 3Nb₂O₅ → 5Al₂O₃ + Nb. Kai kuriuos metalų (vario, nikelio, kobalto) oksidus lengvai redukuoja vandenilis, kintamo oksidacijos laipsnio metalų oksidai redukuojasi laipsniškai, pvz., MnO₂ → Mn₂O₃ → Mn₃O₄ → MnO, Fe₂O₃ → Fe₃O₄ → FeO → Fe. Boro, silicio, arseno, fosforo oksidai yra stikliškos (amorfinės) medžiagos, magnio, aliuminio, silicio oksidai – dielektrikai, pereinamųjų metalų oksidai, pvz., geležies, chromo, dažniausiai puslaidininkiai. Gamtiniai oksidai – mineralų klasė; dar priskiriami metalų junginiai su hidroksilo grupe OH (kartais ir su deguonimi − oksihidratai). Žinoma apie 300 mineralų. Oksidai sudaro apie 17 % Žemės plutos masės. Labiausiai paplitę silicio, aliuminio, geležies ir mangano oksidai. Oksidams būdingas izomorfizmas, todėl jų sudėtyje būna įvairių cheminių elementų priemaišų. Skiriami paprastieji (kristalinėje gardelėje yra tik vieno cheminio elemento katijonas) ir sudėtingieji (yra dviejų ir daugiau cheminių elementų arba to paties elemento, bet skirtingo oksidacijos laipsnio katijonai) oksidai. Labiausiai paplitę paprastieji oksidai – kvarcas SiO₂, korundas Al₂O₃, hematitas Fe₂O₃, rutilas TiO₂, kasiteritas SnO₂, piroliuzitas MnO₂, mažiau − sudėtingieji oksidai – magnetitas Fe₃₊₂ Fe₂₊O₄, ilmenitas FeTiO₃, špinelė MgAl₂O₄, chrizoberilas BeAl₂O₄. Spalva įvairi, su silicio, aliuminio, magnio katijonais dažniausiai šviesi, su geležies, titano, mangano, chromo, vario, urano – tamsi. Dauguma oksidų (išskyrus kvarcą) yra sunkūs mineralai (tankis didesnis kaip 3500 kg/m³). Kai kurie oksidai yra stipriai (magnetitas) arba vidutiniškai (ilmenitas, hematitas, kasiteritas) magnetingi. Susidaro per endogeninius, egzogenius ir metamorfinius procesus. Daugelis oksidų (kvarcas, magnetitas, ilmenitas, rutilas, korundas, kasiteritas ir kiti) yra kieti, atsparūs dūlėjimui ir kaupiasi sąnašynuose. Oksidai − svarbios naudingosios iškasenos, ypač geležies, aliuminio, mangano, chromo, alavo, urano, vario rūdos. Kai kurie oksidai yra juvelyriniai akmenys (safyras, rubinas, taurioji špinelė, aleksandritas, ametistas, citrinas ir kiti). Dažniausiai naudojamiems gamtiniams juvelyriniams akmenims yra sukurti sintetiniai analogai. Gamtiniai oksidai naudojami kaip ugniai atsparios medžiagos, pvz., silicio oksidas SiO₂, magnio oksidas MgO, aliuminio oksidas Al₂O₃, adsorbentai, pvz., SiO₂, Al₂O₃, katalizatoriai, pvz., vanadžio oksidas V₂O₅, Al₂O₃, cementui, stiklui, porcelianui, fajansui, magnetinėms medžiagoms, pjezoelektrikams gaminti. Iš metalų oksidų gaunami metalai ir jų druskos, nemetalų oksidai naudojami rūgštims ir jų druskoms gauti.

2961

2509