Tärkein ero - Peroxide vs Superoxide

Oksidi on mikä tahansa kemiallinen yhdiste, joka sisältää yhden tai useamman happiatomin. Oksidit voivat olla oksideja, jotka sisältävät oksidianioneja (O^2-), peroksidit, jotka sisältävät peroksidianioneja (O^–) tai superoksideja, jotka sisältävät superoksidianionia (O₂^–). Peroksidi on mikä tahansa yhdiste, joka koostuu happi-happi-yksinkertaisesta sidoksesta. Tämä voi olla joko anionin muodossa tai molekyylin muiden atomien välissä. Vetyperoksidi on yksinkertaisin löydettävä peroksidi. Superoksiidi koostuu erittäin reaktiivisista happiatomeista. Superoksidit muodostuvat vain alkalimetalleista (ryhmän 1 alkuaineet). Suurin ero peroksidin ja superoksidin välillä on se hapen hapetustila peroksidissa on -1, kun taas hapen hapetustila superoksidissa on -1/2.

Keskeiset alueet

1. Mikä on peroksidi - Määritelmä, rakenne, esimerkit 2. Mikä on superoksidi - Määritelmä, rakenne, esimerkit 3. Mikä on ero peroksidin ja superoksidin välillä? - Keskeisten erojen vertailu

Keskeiset termit: Alkalimetalli, Alkalimetallimetallit, Anioni, Sidoksen pituus, Metallit, Epämetallit, Oksi, Peroksidi, Peroksidianioni, Peroxo, Superoxide

Mikä on peroksidi

Peroksidi on mikä tahansa yhdiste, joka koostuu happi-happi-yksinkertaisesta sidoksesta. Siksi tärkein piirre peroksidiyhdisteen tunnistamiseksi on tämän O-O-kovalenttisen sidoksen läsnäolo. Joskus tämä sidos voidaan havaita anionina ionisessa yhdisteessä. Sitten se annetaan symboleina kuin O₂^-2. Tätä kutsutaan peroksidianioni. Kun O-O-sidos löytyy kovalenttisesta yhdisteestä, sitä kutsutaan a peroxo -ryhmä tai peroksidiryhmä.

Kuva 1: H₂O₂ on yksinkertaisin peroksidi

Peroksidiryhmässä yhden happiatomin hapetustila on -1. Normaalisti happi haluaa näyttää hapetustilan 0 tai -2. Mutta koska kaksi happiatomia on sitoutunut toisiinsa, yksi happiatomi saa -1 hapetustilan. Peroksidianionissa yhdellä happiatomilla on -1 sähkövaraus, koska anionin kokonaisvaraus on -2.

Ioniperoksidit koostuvat peroksidianionista, joka on sitoutunut alkalimetalli -ioneihin tai maa -alkalimetalli -ioneihin kationina. Esimerkkejä ovat natriumperoksidi (Na₂O₂), kaliumperoksidi (K.₂O₂), Magnesiumperoksidi (MgO) jne. Kovalenttiset peroksidiyhdisteet koostuvat O-O-yksinkertaisesta sidoksesta, joka on suoraan sitoutunut muihin molekyylin atomeihin; esimerkiksi vetyperoksidi (H₂O₂) ja peroksimonosulfuriinihappo (H.₂NIIN₅).

Peroksideja löytyy biologisista järjestelmistä ja luonnosta. Esimerkiksi jotkut soluissamme olevat entsyymit käyttävät peroksideja katalysoimaan tiettyjä reaktioita. Jotkut kasvilajit käyttävät peroksidiyhdisteitä signalointikemikaaleina. Peroksideja käytetään myös laboratoriomittakaavan sovelluksissa. Se on erittäin hyödyllinen orgaanisessa kemiassa Markovnikovin vastaisen tuotteen saamiseksi orgaanisesta reaktiosta.

Mikä on superoksidi

Superoksidit ovat yhdisteitä, jotka sisältävät anionin O₂^–. Superoksidiryhmässä yhden happiatomin hapetustila on -1/2. Normaalisti happi haluaa näyttää hapetustilan 0 tai -2. Mutta koska kaksi happiatomia on sitoutunut toisiinsa, yksi happiatomi saa -1/2 hapetustilan. Kohteessa superoksidianioni, yhdellä happiatomilla on -1/2 sähkövarausta, koska anionin kokonaisvaraus on -1.

Kuva 2: Superoksidianionin kemiallinen rakenne

Tämä anioni koostuu myös O-O-yksinkertaisesta sidoksesta. Superoksidianioni on erittäin reaktiivinen, koska hapetustila -1/2 ei ole vakaa. Superoksidianionia pidetään vapaina radikaaleina, joilla on paramagnetismi. Tämä johtuu parittoman elektronin läsnäolosta yhdessä happiatomissa (kuten yllä olevassa kuvassa).

O-sidoksen sidosetäisyys superoksidianionissa on noin 1,33^oA. Vain alkalimetalleilla on taipumus muodostaa superoksidiyhdisteitä. Ne muodostavat superoksidiyhdisteen suorassa reaktiossa O: n kanssa₂. Alkalimetallien superoksideja ovat NaO₂, KO₂, RbO₂ ja CsO₂. Tässä metallissa on +1 sähkövaraus. Vastaavasti anionilla pitäisi olla -1 sähkövaraus yhdisteen neutraloimiseksi.

Kun nämä superoksidiyhdisteet liuotetaan veteen, järjestelmä kärsii suhteettomuudesta nopeasti. Epäsuhtautuminen on redoksireaktio, jossa hapetusasteessa oleva yhdiste muuttuu kahdeksi eri yhdisteeksi. Tässä superoksidianioni ja vesi reagoivat muodostaen O: n₂ ja OH^– ioni.

4O₂^– + 2H₂O → 3O₂ + 4OH⁻

Tämän reaktion takia kaliumsuperoksidia käytetään hapenlähteenä kemiallisissa happigeneraattoreissa avaruussukkula- ja sukellusveneissä.

Ero peroksidin ja superoksidin välillä

Määritelmä

Peroksidi: Peroksidi on mikä tahansa yhdiste, joka koostuu happi-happi-yksinkertaisesta sidoksesta.

Superoksiidi: Superoksidit ovat yhdisteitä, jotka sisältävät anionin O₂^–.

Kemiallinen kaava

Peroksidi: Peroksidianionin kemiallinen kaava on O₂^-2.

Superoksiidi: Superoksidianionin kemiallinen kaava on O₂^–.

Sähköinen varaus

Peroksidi: Peroksidi -ionin sähkövaraus on -2.

Superoksiidi: Superoksidi -ionin sähkövaraus on -1.

Lainan pituus

Peroksidi: O-O-sidoksen pituus peroksidi-ionissa on 1,49 ° A.

Superoksiidi: O-O-sidoksen pituus superoksidi-ionissa on 1,33 ° A.

Luonto

Peroksidi: Metallit (kuten alkalimetallit) ja epämetallit (kuten vety) voivat muodostaa peroksidiyhdisteitä.

Superoksiidi: Vain alkalimetallit voivat muodostaa superoksidiyhdisteitä.

Esimerkkejä

Peroksidi: Esimerkkejä peroksidiyhdisteistä ovat Na2O₂, K2O₂, Rb2O₂ ja _Cs2O2

Superoksiidi: Esimerkkejä superoksidiyhdisteistä ovat NaO₂, KO₂, RbO₂ ja CsO_2.

Johtopäätös

Peroksidi ja superoksidi ovat oksideja, jotka sisältävät happiatomeja. Suurin ero peroksidin ja superoksidin välillä on se, että hapen hapetustila peroksidissa on -1, kun taas hapen hapetustila superoksidissa on -1/2.

Viite:

1. "12.4: Peroksidit ja superoksidit." Kemia LibreTexts, Libretexts, 21. heinäkuuta 2016, saatavana täältä. 2. "Superoksidi". Wikipedia, Wikimedia Foundation, 15. joulukuuta 2017, Avialable here.

Kuva:

1. ”H2O2 -kaasurakenne” SVG: Sassospicco; Raster: Walkerma - Tiedosto: H2O2 structure.png (GFDL) Commons Wikimedia 2. "Superoxide" (Public Domain) Commons Wikimedian kautta