Verbindungen von Sauerstoff

Quarz ist ein häufiges kristallines Mineral, das aus Kieselsäure oder Siliziumdioxid (SiO
2)

Der Rest der Erdkruste besteht ebenfalls aus Sauerstoffverbindungen, vor allem aus Kalziumkarbonat (in Kalkstein) und Silikaten (in Feldspäten). Wasserlösliche Silikate in Form von Na
4SiO
4, Na
2SiO
3 und Na
2Si
2O
5 werden als Reinigungsmittel und Klebstoffe verwendet.

Peroxide behalten einen Teil der ursprünglichen Molekularstruktur des Sauerstoffs ((-O-O-)). Weißes oder hellgelbes Natriumperoxid (Na
2O
2) wird gebildet, wenn metallisches Natrium in Sauerstoff verbrannt wird. Jedes Sauerstoffatom in seinem Peroxid-Ion kann ein vollständiges Oktett von 4 Elektronenpaaren haben. Superoxide sind eine Klasse von Verbindungen, die den Peroxiden sehr ähnlich sind, aber nur ein ungepaartes Elektron für jedes Paar Sauerstoffatome aufweisen (O-
2). Diese Verbindungen entstehen durch Oxidation von Alkalimetallen mit größeren Ionenradien (K, Rb, Cs). Kalium-Superoxid (KO
2) zum Beispiel ist ein orange-gelber Feststoff, der durch die Reaktion von Kalium mit Sauerstoff entsteht.

Wasserstoffperoxid (H
2O
2) kann hergestellt werden, indem ein Volumen von 96% bis 98% Wasserstoff und 2 bis 4% Sauerstoff durch eine elektrische Entladung geleitet wird. Eine wirtschaftlichere Methode besteht darin, ein in einem organischen Lösungsmittel gelöstes organisches Zwischenprodukt, 2-Ethylanthrachinon, durch Selbstoxidation zu H
2O
2 und 2-Ethylanthrachinon oxidieren zu lassen. Das 2-Ethylanthrachinon wird dann reduziert und in den Prozess zurückgeführt.

Wenn es in Wasser gelöst ist, bilden viele Metalloxide alkalische Lösungen, während viele Oxide von Nichtmetallen saure Lösungen bilden. Zum Beispiel bildet Natriumoxid in Lösung die starke Base Natriumhydroxid, während Phosphorpentoxid in Lösung Phosphorsäure bildet.

Sauerstoffhaltige Anionen wie Chlorate (ClO-
3), Perchlorate (ClO-
4), Chromate (CrO2-
4), Dichromate (Cr
2O2-
7), Permanganate (MnO-
4) und Nitrate (NO-
3) sind starke Oxidationsmittel. Sauerstoff bildet mit Wolfram, Molybdän und einigen anderen Übergangsmetallen Heteropolysäuren und Polyoxometallat-Ionen, z. B. Phosphowolframsäure (H
3PW
12O
40) und Octadecamolybdophosphorsäure (H
6P
2Mo
18O
62).

Eine unerwartete Sauerstoffverbindung ist Dioxygenylhexafluoroplatinat, O+
2PtF-
6, das bei der Untersuchung der Eigenschaften von Platinhexafluorid (PtF
6) entdeckt wurde. Eine Farbveränderung, wenn diese Verbindung der atmosphärischen Luft ausgesetzt wurde, deutete darauf hin, dass Dioxygen oxidiert wurde (die Schwierigkeit, Sauerstoff zu oxidieren, führte zu der Hypothese, dass Xenon durch PtF
6 oxidiert werden könnte, was zur Entdeckung der ersten Xenonverbindung Xenonhexafluoroplatinat Xe+
PtF-
6 führte). Die Sauerstoffkationen werden nur in Gegenwart von stärkeren Oxidationsmitteln als Sauerstoff gebildet, was sie auf die Wirkung von Fluor und bestimmten Fluorverbindungen beschränkt. Es sind einfache Sauerstofffluoride bekannt.

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