ไฮดรอกไซด์: คุณสมบัติระบบการตั้งชื่อและตัวอย่าง - เคมี - 2026

ไฮดรอกไซเป็นสารประกอบอนินทรีและ ternary ประกอบด้วยการปฏิสัมพันธ์ระหว่างไอออนโลหะและ OH ทำงานกลุ่ม (ไอออนไฮดรอกไซ OH ^- ) ส่วนใหญ่เป็นไอออนิกในธรรมชาติแม้ว่าจะมีพันธะโควาเลนต์ได้

ตัวอย่างเช่นไฮดรอกไซด์สามารถแสดงเป็นปฏิสัมพันธ์ไฟฟ้าสถิตระหว่างไอออนบวก M ⁺และ OH ^-แอนไอออนหรือเป็นพันธะโควาเลนต์ผ่านพันธะ M-OH (ภาพล่าง) ในขั้นแรกพันธะไอออนิกเกิดขึ้นในขณะที่พันธะที่สองโคเวเลนต์ ข้อเท็จจริงนี้ขึ้นอยู่กับโลหะหรือไอออนบวก M ⁺เช่นเดียวกับประจุและรัศมีไอออนิก

ที่มา: Gabriel Bolívar

เนื่องจากส่วนใหญ่มาจากโลหะจึงเทียบเท่ากับที่เรียกว่าโลหะไฮดรอกไซด์

เกิดขึ้นได้อย่างไร?

มีสองเส้นทางสังเคราะห์หลัก: โดยการทำปฏิกิริยาออกไซด์ที่สอดคล้องกับน้ำหรือกับเบสที่แข็งแกร่งในตัวกลางที่เป็นกรด:

MO + H ₂ O => M (OH) ₂

MO + H ⁺ + OH ^- => M (OH) ₂

เฉพาะโลหะออกไซด์ที่ละลายในน้ำเท่านั้นที่ทำปฏิกิริยาโดยตรงเพื่อสร้างไฮดรอกไซด์ (สมการเคมีแรก) อื่น ๆ ไม่ละลายน้ำและต้องการสิ่งมีชีวิตที่เป็นกรดเพื่อปลดปล่อย M ⁺ซึ่งจะทำปฏิกิริยากับ OH ^-จากฐานที่แข็งแกร่ง (สมการทางเคมีที่สอง)

อย่างไรก็ตามฐานที่แข็งแกร่งเหล่านี้ ได้แก่ โลหะไฮดรอกไซด์ NaOH, KOH และอื่น ๆ จากกลุ่มโลหะอัลคาไล (LiOH, RbOH, CsOH) เหล่านี้เป็นสารประกอบไอออนิกที่ละลายน้ำได้สูงในน้ำดังนั้นพวกเขา OH ^-มีอิสระที่จะเข้าร่วมในการเกิดปฏิกิริยาทางเคมี

ในทางกลับกันมีไฮดรอกไซด์ของโลหะที่ไม่ละลายน้ำจึงเป็นเบสที่อ่อนแอมาก บางคนก็มีความเป็นกรดแม้เป็นกรณีที่มีกรด telluric, Te (OH) 6

ไฮดรอกไซด์สร้างสมดุลความสามารถในการละลายกับตัวทำละลายโดยรอบ ตัวอย่างเช่นถ้าเป็นน้ำสมดุลจะแสดงดังนี้:

M (OH) ₂ <=> ม²⁺ (aq) + OH ^- (aq)

โดยที่ (ac) หมายถึงตัวกลางนั้นเป็นน้ำ เมื่อของแข็งไม่ละลายน้ำความเข้มข้นของ OH ที่ละลายจะมีขนาดเล็กหรือเล็กน้อย ด้วยเหตุนี้ไฮดรอกไซด์ของโลหะที่ไม่ละลายน้ำจึงไม่สามารถสร้างสารละลายพื้นฐานได้เหมือนกับ NaOH

จากที่กล่าวมาสามารถอนุมานได้ว่าไฮดรอกไซด์มีคุณสมบัติที่แตกต่างกันมากโดยเชื่อมโยงกับโครงสร้างทางเคมีและปฏิสัมพันธ์ระหว่างโลหะกับ OH ดังนั้นแม้ว่าหลายชนิดจะเป็นไอออนิก แต่ก็มีโครงสร้างผลึกที่แตกต่างกันไป แต่อย่างอื่นก็มีโครงสร้างโพลีเมอร์ที่ซับซ้อนและไม่เป็นระเบียบ

คุณสมบัติของไฮดรอกไซด์

OH แอนไอออน

ไฮดรอกซิลไอออนเป็นอะตอมของออกซิเจนที่จับกับไฮโดรเจนโควาเลนต์ ดังนั้นนี้สามารถแสดงเป็น OH - ประจุลบตั้งอยู่บนออกซิเจนทำให้แอนไอออนเป็นชนิดของผู้บริจาคอิเล็กตรอน: ฐาน

หาก OH ^-บริจาคอิเล็กตรอนไฮโดรเจนโมเลกุลของ H ₂ O จะเกิดขึ้นนอกจากนี้ยังสามารถบริจาคอิเล็กตรอนชนิดประจุบวก: เช่นเอ็ม. ⁺ศูนย์โลหะ ดังนั้นคอมเพล็กซ์โคออร์ดิเนชันจึงถูกสร้างขึ้นผ่านพันธะ Dative M - OH (ออกซิเจนให้อิเล็กตรอนทั้งคู่)

อย่างไรก็ตามเพื่อให้สิ่งนี้เกิดขึ้นออกซิเจนจะต้องสามารถประสานงานกับโลหะได้อย่างมีประสิทธิภาพมิฉะนั้นปฏิกิริยาระหว่าง M และ OH จะมีลักษณะเป็นไอออนิกที่แข็งแกร่ง (M ⁺ OH ^- ) เนื่องจากไฮดรอกซิลไอออนเหมือนกันในไฮดรอกไซด์ทั้งหมดความแตกต่างระหว่างทั้งหมดจึงอยู่ที่ไอออนบวกที่มาพร้อมกับมัน

ในทำนองเดียวกันเนื่องจากไอออนบวกนี้อาจมาจากโลหะใด ๆ ในตารางธาตุ (กลุ่มที่ 1, 2, 13, 14, 15, 16 หรือจากโลหะทรานซิชัน) คุณสมบัติของไฮดรอกไซด์ดังกล่าวจึงแตกต่างกันไปอย่างมากแม้ว่าทั้งหมดจะพิจารณาใน ทั่วไปบางประการ

อักขระไอออนิกและพื้นฐาน

ในไฮดรอกไซด์แม้ว่าจะมีพันธะประสาน แต่ก็มีลักษณะไอออนิกแฝงอยู่ ในบางตัวเช่น NaOH ไอออนของพวกมันเป็นส่วนหนึ่งของโครงข่ายผลึกที่ประกอบด้วย Na ⁺ cations และ OH ^-แอนไอออนในสัดส่วน 1: 1 นั่นคือสำหรับ Na ⁺ไอออนแต่ละตัวจะมี OH ^-ไอออนคู่กัน

ขึ้นอยู่กับประจุบนโลหะจะมี OH ^-แอนไอออนอยู่รอบ ๆขึ้นอยู่กับประจุไฟฟ้าตัวอย่างเช่นสำหรับโลหะไอออน M ²⁺จะมีสอง OH ^-ไอออนมีปฏิสัมพันธ์กับมัน: M (OH) ₂ซึ่งจะระบุไว้เป็น HO ^- M ^{2 +} OH -สิ่งเดียวกันนี้เกิดขึ้นกับโลหะ M ³⁺และโลหะอื่น ๆ ที่มีประจุบวกมากกว่า (แม้ว่าจะไม่ค่อยเกิน 3+)

อักขระไอออนิกนี้รับผิดชอบต่อคุณสมบัติทางกายภาพหลายประการเช่นจุดหลอมเหลวและจุดเดือด สิ่งเหล่านี้สูงสะท้อนให้เห็นถึงแรงไฟฟ้าสถิตในการทำงานภายในโครงตาข่ายคริสตัล นอกจากนี้เมื่อไฮดรอกไซด์ละลายหรือละลายพวกเขาสามารถนำกระแสไฟฟ้าได้เนื่องจากการเคลื่อนที่ของไอออน

อย่างไรก็ตามไฮดรอกไซด์ทั้งหมดไม่ได้มีโครงร่างคริสตัลเหมือนกัน ผู้ที่มีความเสถียรมากที่สุดจะมีโอกาสน้อยที่จะละลายในตัวทำละลายที่มีขั้วเช่นน้ำ ตามกฎทั่วไปที่มากกว่าที่แตกต่างกันรัศมีอิออนของ M ⁺และ OH ^-ที่ละลายน้ำได้มากกว่าที่พวกเขาจะได้รับ

แนวโน้มเป็นระยะ

ข้างต้นอธิบายว่าเหตุใดความสามารถในการละลายของไฮดรอกไซด์ของโลหะอัลคาไลจึงเพิ่มขึ้นเมื่อลงมาผ่านกลุ่ม ดังนั้นลำดับที่เพิ่มขึ้นของการละลายในน้ำสำหรับสิ่งเหล่านี้มีดังนี้: LiOH

OH ^-เป็นไอออนขนาดเล็กและเมื่อไอออนบวกมีจำนวนมากขึ้นโครงตาข่ายคริสตัลจะอ่อนตัวลงอย่างมีพลัง

ในทางกลับกันโลหะอัลคาไลน์เอิร์ ธ จะสร้างไฮดรอกไซด์ที่ละลายน้ำได้น้อยกว่าเนื่องจากมีประจุบวกสูงกว่า เพราะนี่คือ M ²⁺ดึงดูด OH ^-รุนแรงกว่าM + ในทำนองเดียวกันไพเพอร์ที่มีขนาดเล็กและดังนั้นจึงไม่เท่ากันน้อยในขนาดที่มีความเคารพต่อ OH -

ผลลัพธ์ที่ได้คือหลักฐานการทดลองที่แสดงว่า NaOH มีพื้นฐานมากกว่า Ca (OH) ₂มาก เหตุผลเดียวกันนี้สามารถนำไปใช้กับไฮดรอกไซด์อื่น ๆ ได้ไม่ว่าจะเป็นโลหะทรานซิชันหรือโลหะบล็อก p (Al, Pb, Te ฯลฯ )

นอกจากนี้รัศมีไอออนิกที่เล็กลงและใหญ่ขึ้นและประจุบวกของ M ⁺ก็จะยิ่งมีลักษณะไอออนิกของไฮดรอกไซด์ต่ำลงกล่าวอีกนัยหนึ่งคือผู้ที่มีความหนาแน่นของประจุไฟฟ้าสูงมาก ตัวอย่างนี้เกิดขึ้นกับเบริลเลียมไฮดรอกไซ Be (OH) 2 บี²⁺เป็นไอออนบวกที่มีขนาดเล็กมากและประจุดิวาเลนต์ทำให้มีความหนาแน่นทางไฟฟ้ามาก

Amphotericism

M (OH) ₂ไฮดรอกไซด์ทำปฏิกิริยากับกรดเพื่อสร้างสารประกอบเชิงซ้อนในน้ำนั่นคือ M ⁺จะถูกล้อมรอบด้วยโมเลกุลของน้ำ อย่างไรก็ตามมีไฮดรอกไซด์จำนวน จำกัด ที่สามารถทำปฏิกิริยากับเบสได้เช่นกัน สิ่งเหล่านี้เรียกว่าแอมโฟเทอริกไฮดรอกไซด์

แอมโฟเทอริกไฮดรอกไซด์ทำปฏิกิริยากับทั้งกรดและเบส สถานการณ์ที่สองสามารถแสดงได้ด้วยสมการทางเคมีต่อไปนี้:

ม (OH) ₂ + โอ^- => ม (OH) ₃ ^-

แต่จะตรวจสอบได้อย่างไรว่าไฮดรอกไซด์เป็นแอมโฟเทอริกหรือไม่? ผ่านการทดลองในห้องปฏิบัติการง่ายๆ เนื่องจากไฮดรอกไซด์ของโลหะจำนวนมากไม่ละลายในน้ำการเพิ่มฐานที่แข็งแกร่งให้กับสารละลายที่มีไอออน M ^{+ ที่}ละลายน้ำเช่น Al ³⁺จะตกตะกอนไฮดรอกไซด์ที่เกี่ยวข้อง:

อัล³⁺ (aq) + 3OH ^- (aq) => Al (OH) ₃ (s)

แต่มีส่วนที่เกินจาก OH ^-ไฮดรอกไซยังคงตอบสนอง:

อัล (OH) ₃ (s) + OH ^- => อัล (OH) ₄ ^- (aq)

เป็นผลให้สารประกอบเชิงซ้อนที่มีประจุลบใหม่ถูกละลายโดยโมเลกุลของน้ำโดยรอบละลายของแข็งสีขาวของอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ ไฮดรอกไซด์ที่ยังคงไม่เปลี่ยนแปลงกับการเติมฐานพิเศษจะไม่ทำงานเป็นกรดดังนั้นจึงไม่ใช่แอมโฟเทอริก

โครงสร้าง

ไฮดรอกไซด์สามารถมีโครงสร้างผลึกคล้ายกับเกลือหรือออกไซด์หลายชนิด บางอย่างเรียบง่ายและซับซ้อนมาก นอกจากนี้ผู้ที่มีการลดลงของอักขระไอออนิกอาจมีศูนย์กลางโลหะเชื่อมโยงด้วยสะพานออกซิเจน (HOM - O - MOH)

ในการแก้ปัญหาโครงสร้างแตกต่างกัน แม้ว่าไฮดรอกไซด์ที่ละลายน้ำได้สูงก็เพียงพอที่จะพิจารณาว่าเป็นไอออนที่ละลายในน้ำ แต่สำหรับคนอื่น ๆ ก็จำเป็นต้องคำนึงถึงเคมีที่ประสานกัน

ดังนั้น M ⁺ไอออนบวกแต่ละชนิดสามารถประสานกับสิ่งมีชีวิตจำนวน จำกัด ได้ bulkier มันเป็นมากขึ้นจำนวนของน้ำหรือ OH โมเลกุล^-ผูกพันกับมัน จากสิ่งนี้ทำให้เกิดรูปแปดเหลี่ยมประสานที่มีชื่อเสียงของโลหะหลายชนิดที่ละลายในน้ำ (หรือในตัวทำละลายอื่น ๆ ): M (OH ₂ ) ₆ ^{+ n}โดยที่ n เท่ากับประจุบวกของโลหะ

ตัวอย่างเช่นCr (OH) ₃เป็นรูปแปดเหลี่ยม อย่างไร? พิจารณาสารประกอบเป็นที่สามของโมเลกุลของน้ำจะถูกแทนที่ด้วย OH ^-แอนไอออน ถ้าโมเลกุลทั้งหมดถูกแทนที่ด้วย OH ^-แล้วที่ซับซ้อนที่มีประจุลบและโครงสร้างแปดด้าน^{ที่ 3 -} จะได้รับ -3 ค่าใช้จ่ายเป็นผลมาจากค่าใช้จ่ายหกลบของโอ้-

ปฏิกิริยาการคายน้ำ

ไฮดรอกไซด์ถือได้ว่าเป็น "ไฮเดรตออกไซด์" อย่างไรก็ตามในพวกเขา "น้ำ" สัมผัสโดยตรงกับ M ⁺ ; ในขณะที่ใน MO · nH ₂ O ไฮเดรตออกไซด์โมเลกุลของน้ำเป็นส่วนหนึ่งของทรงกลมโคออร์ดิเนชันภายนอก (ไม่ได้อยู่ใกล้กับโลหะ)

โมเลกุลของน้ำเหล่านี้สามารถสกัดได้โดยให้ความร้อนแก่ตัวอย่างของไฮดรอกไซด์:

M (OH) ₂ + Q (ความร้อน) => MO + H ₂ O

MO คือโลหะออกไซด์ที่เกิดขึ้นจากการคายน้ำของไฮดรอกไซด์ ตัวอย่างของปฏิกิริยานี้คือปฏิกิริยาที่สังเกตได้เมื่อ Cupric hydroxide, Cu (OH) ₂ขาดน้ำ:

Cu (OH) ₂ (สีน้ำเงิน) + Q => CuO (ดำ) + H ₂ O

ศัพท์เฉพาะ

วิธีที่เหมาะสมในการกล่าวถึงไฮดรอกไซด์คืออะไร? IUPAC เสนอสามระบบการตั้งชื่อเพื่อจุดประสงค์นี้: แบบดั้งเดิมหุ้นและระบบ มันถูกต้องที่จะใช้อย่างใดอย่างหนึ่งในสามอย่างนี้อย่างไรก็ตามสำหรับไฮดรอกไซด์บางชนิดอาจสะดวกกว่าหรือใช้ประโยชน์ได้มากกว่าที่จะกล่าวถึงไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง

แบบดั้งเดิม

ระบบการตั้งชื่อแบบดั้งเดิมเป็นเพียงการเพิ่มคำต่อท้าย –ico ลงในความจุสูงสุดของโลหะ และต่อท้าย –oso ให้ต่ำที่สุด ดังนั้นสำหรับตัวอย่างเช่นถ้ามีโลหะ M Valences 3 และ 1, ไฮดรอกไซ M (OH) ₃จะถูกเรียกว่าไฮดรอกไซ (ชื่อโลหะ) ICOขณะ MOH ไฮดรอกไซ (ชื่อโลหะ) หมี

ในการตรวจสอบความจุของโลหะในไฮดรอกไซด์ให้ดูที่ตัวเลขหลัง OH ที่อยู่ในวงเล็บ ดังนั้น M (OH) ₅หมายความว่าโลหะมีประจุหรือความจุเท่ากับ +5

อย่างไรก็ตามข้อเสียเปรียบหลักของระบบการตั้งชื่อนี้คือโลหะที่มีสถานะออกซิเดชันมากกว่าสองสถานะ (เช่นโครเมียมและแมงกานีส) อาจมีความซับซ้อน ในกรณีเช่นนี้คำนำหน้าไฮเปอร์และไฮโปจะใช้เพื่อแสดงวาเลนซ์สูงสุดและต่ำสุด

ดังนั้นหาก M แทนที่จะมีเพียง Valences 3 และ 1 ก็ยังมีที่ 4 และ 2 แล้วชื่อของไฮดรอกไซกับ valences สูงสุดและต่ำสุดคือไฮเปอร์ไฮดรอกไซ(ชื่อโลหะ) ICOและสำหรับผู้ที่ไฮดรอกไซ( ชื่อโลหะ) หมี .

คลังสินค้า

ในบรรดาระบบการตั้งชื่อนี้เป็นวิธีที่ง่ายที่สุด ในที่นี้ชื่อของไฮดรอกไซด์ตามด้วยความจุของโลหะที่อยู่ในวงเล็บและเขียนด้วยตัวเลขโรมัน อีกครั้งสำหรับ M (OH) ₅เช่นระบบการตั้งชื่อหุ้นของคุณจะเป็น: (ชื่อโลหะ) (V) ไฮดรอกไซด์ (V) แล้วหมายถึง (+5)

เป็นระบบ

ในที่สุดระบบการตั้งชื่อที่เป็นระบบจะมีลักษณะโดยการใช้คำนำหน้าแบบคูณ (di-, tri-, tetra-, penta-, hexa- ฯลฯ ) คำนำหน้าเหล่านี้จะถูกนำมาใช้เพื่อระบุทั้งจำนวนของอะตอมโลหะและโอ้^-ไอออน ด้วยวิธีนี้ M (OH) ₅จึงถูกตั้งชื่อเป็น: (ชื่อโลหะ) pentahydroxide

ในกรณีของ Hg ₂ (OH) ₂เช่น dimercuric dihydroxide หนึ่งในไฮดรอกไซด์ที่มีโครงสร้างทางเคมีซับซ้อนเมื่อมองแวบแรก

ตัวอย่างของไฮดรอกไซด์

ตัวอย่างบางส่วนของไฮดรอกไซด์และระบบการตั้งชื่อที่เกี่ยวข้องมีดังนี้:

-NaOH (โซเดียมไฮดรอกไซด์)

ลักษณะของโซเดียมไฮดรอกไซด์

-Ca (OH) 2 (แคลเซียมไฮดรอกไซด์)

ลักษณะของแคลเซียมไฮดรอกไซด์ในสถานะของแข็ง

-Fe (OH) _{3. (}เฟอร์ริกไฮดรอกไซด์; เหล็ก (III) ไฮดรอกไซด์หรือเหล็กไตรไฮดรอกไซด์)

-V (OH) _{5 (} Pervanadic hydroxide; vanadium (V) hydroxide; หรือ vanadium pentahydroxide)

-Sn (OH) _{4 (} Stanic hydroxide; tin (IV) hydroxide; หรือ tin tetrahydroxide)

-Ba (OH) ₂ (แบเรียมไฮดรอกไซด์หรือแบเรียมไดไฮดรอกไซด์)

-Mn (OH) _{6 (}แมงกานีสไฮดรอกไซด์แมงกานีส (VI) ไฮดรอกไซด์หรือแมงกานีสเฮกซะไฮโดรไซด์)

-AgOH (ซิลเวอร์ไฮดรอกไซด์ซิลเวอร์ไฮดรอกไซด์หรือซิลเวอร์ไฮดรอกไซด์) โปรดทราบว่าสำหรับสารประกอบนี้ไม่มีความแตกต่างระหว่างหุ้นกับระบบการตั้งชื่อ

-Pb (OH) _{4 (} Lead hydroxide, lead (IV) hydroxide หรือ lead tetrahydroxide)

-LiOP (ลิเทียมไฮดรอกไซด์)

-Cd (OH) 2 (แคดเมียมไฮดรอกไซด์)

-Ba (OH) _{2 (}แบเรียมไฮดรอกไซด์)

- โครเมียมไฮดรอกไซด์

อ้างอิง

1. เคมี LibreTexts การละลายของโลหะไฮดรอกไซด์ นำมาจาก: chem.libretexts.org
2. วิทยาลัยชุมชน Clackamas (2011) บทที่ 6: การตั้งชื่อของกรดเบสและเกลือ นำมาจาก: dl.clackamas.edu
3. ไอออนเชิงซ้อนและ Amphoterism . นำมาจาก: oneonta.edu
4. Fullchemistry (14 มกราคม 2556). ไฮดรอกไซด์ของโลหะ นำมาจาก: quimica2013.wordpress.com
5. สารานุกรมตัวอย่าง (2017). ไฮดรอกไซ ดึงมาจาก: example.co
6. Castaños E. (9 สิงหาคม 2559). สูตรและระบบการตั้งชื่อ: ไฮดรอกไซด์ นำมาจาก: lidiaconlaquimica.wordpress.com