Перекись металла

Элементарная ячейка перекиси натрия Na 2 O 2. Ионы натрия окрашены в фиолетовый цвет, а ионы перекиси - в красный цвет.

Пероксиды металлов - это металлосодержащие соединения с пероксидом с ионной или ковалентной связью ( O^2- _{2) группы. Это большое семейство соединений можно разделить на ионные и ковалентные пероксиды. Первый класс в основном содержит пероксиды щелочных и щелочноземельных металлов, тогда как ковалентные пероксиды представлены такими соединениями, как пероксид водорода и пероксимоносерная кислота (H 2 SO 5). В отличие от чисто ионного характера пероксидов щелочных металлов, пероксиды переходных металлов имеют более ковалентный характер.}

• 1 Связь в O 2 ^2-
• 2 Приготовление пероксидных солей
  • 2.1 Реакция пероксидных солей
• 3 Пероксиды переходных металлов
• 4 Приложения
• 5 История
• 6 См. Также
• 7 ссылки

Молекулярная орбитальная диаграмма пероксид-иона

Ион пероксида состоит из двух атомов кислорода, связанных одинарной связью. Молекулярная орбиталь диаграмма, пероксидного дианиона предсказывает дважды занимали антисвязывающих π * орбитали и порядка связи из 1. длина связи составляет 149 м, что больше, чем в основном состоянии ( триплетного кислорода ) молекулы кислорода ( ³ O 2, 121 пм). Это означает меньшую силовую постоянную связи (2,8  Н / см против 11,4 Н / см для ³ O 2) и более низкую частоту молекулярных колебаний (770 см ^-1 против 1555 см ^-1 для ³ O 2)..

Ион пероксида можно сравнить с супероксидом O^- _{2, который является радикалом, и кислородом, бирадикалом.}

Большинство пероксидов щелочных металлов можно синтезировать непосредственно путем оксигенации элементов. Перекись лития образуется при обработке гидроксида лития перекисью водорода:

2 LiOH + H 2 O 2 → Li 2 O 2 + 2 H 2 O

Пероксид бария получают оксигенацией оксида бария при повышенных температуре и давлении.

${\ displaystyle \ overbrace {\ ce {2 \, BaO}} ^ {\ ce {барий \ оксид}} + {\ ce {O2}} _ {\ ce {(воздух)}} {\ ce {-gt; [ 500 ^ {\ circ} {\ ce {C}}]}} \ overbrace {\ ce {2 \, BaO2}} ^ {\ ce {барий \ пероксид}} {\ ce {-gt; [700 ^ {\ circ } {\ ce {C}}]}} \ {\ ce {2 \, BaO}} + {\ ce {O2}}}$

Когда-то перекись бария использовалась для получения чистого кислорода из воздуха. Этот процесс основан на зависящем от температуры химическом балансе между оксидом и пероксидом бария: реакция оксида бария с воздухом при 500 ° C приводит к образованию пероксида бария, который при нагревании до температуры выше 700 ° C в кислороде снова разлагается до оксида бария с выделением чистого кислорода.. Более легкие щелочноземельные металлы - кальций, магний и стронций - также образуют пероксиды, которые коммерчески используются в качестве источников кислорода или окислителей.

Реакция пероксидных солей

Для пероксидной соли обычно разрабатывается несколько реакций. При избытке разбавленных кислот или воды они выделяют перекись водорода.

Na 2 O 2 + 2 HCl → 2 NaCl + H 2 O 2

При нагревании реакция с водой приводит к выделению кислорода. При контакте с воздухом пероксиды щелочных металлов поглощают CO 2 с образованием пероксикарбонатов.

В отличие от пероксидов щелочных и щелочноземельных металлов, бинарные пероксиды переходных металлов, то есть соединения, содержащие только катионы металлов и анионы пероксидов, встречаются редко. Широко распространены диоксиды металлов, такие как MnO 2 и рутил (TiO 2), но это оксиды, а не пероксиды. Хорошо охарактеризованные примеры включают катионы металлов d ¹⁰, пероксид цинка (ZnO 2), два взрывчатых полиморфа пероксида ртути (HgO 2) и пероксида кадмия (CdO 2).

Перекись является обычным лигандом в комплексах металлов. В области переходного металла дикислорода комплексов, О^2- _{2действует как бидентатный лиганд. Некоторые комплексы имеют только пероксидные лиганды, например, пероксид оксида хрома (VI) ( Cr (O 2)^2- 4). Аналогичным образом молибдат реагирует в щелочной среде с пероксидом с образованием пероксомолибдата красного цвета Mo (O 2)^2- 4. Реакция пероксида водорода с водным раствором титана (IV) дает ярко окрашенный пероксисомплекс, который является полезным тестом для титана, а также пероксида водорода. Многие дикислородные комплексы переходных металлов лучше всего описывать как аддукты пероксида.}

Многие неорганические пероксиды используются для отбеливания тканей и бумаги, а также в качестве отбеливающей добавки к детергентам и чистящим средствам. Растущие экологические проблемы привели к предпочтению пероксидов соединениям на основе хлора и резкому увеличению производства пероксидов. Прошлое использование перборатов в качестве добавок к детергентам и чистящим средствам в значительной степени было заменено перкарбонатами. Использование перекисных соединений в моющих средствах часто отражается в их торговых названиях; например, Persil представляет собой комбинацию слов в борат и Sil icate.

Некоторые соли перекиси выделяют кислород при реакции с диоксидом углерода. Эта реакция используется для производства кислорода из выдыхаемого углекислого газа на подводных лодках и космических кораблях. Пероксиды натрия или лития предпочтительны для использования в космосе из-за их более низкой молярной массы и, следовательно, более высокого выхода кислорода на единицу веса.

2 Na 2 O 2 + 2 CO 2 → 2 Na 2 CO 3 + O 2

Пероксиды щелочных металлов можно использовать для синтеза органических пероксидов. Одним из примеров является превращение бензоилхлорида пероксидом натрия в пероксид дибензоила.

Александр фон Гумбольдт синтезировал перекись бария в 1799 году как побочный продукт своих попыток разложить воздух.

Девятнадцать лет спустя Луи Жак Тенар понял, что это соединение можно использовать для получения перекиси водорода. Тенар и Жозеф Луи Гей-Люссак синтезировали пероксид натрия в 1811 году. Примерно в то время стало известно об отбеливающем действии пероксидов и их солей на природные красители, но первые попытки промышленного производства пероксидов потерпели неудачу, и в городе был построен первый завод по производству пероксида водорода. 1873 год в Берлине.

• Озонид, O^- ₃
• Супероксид, O^- ₂
• Пероксид водорода