Гидрокси́ды, неорганические соединения металлов общей формулы M(OH)_n, где n – степень окисления металла M. Являются основаниями или амфотерными соединениями. Гидроксиды щелочных, щёлочноземельных металлов и одновалентного таллия называются щелочами.

Физико-химические свойства

Кристаллические решётки гидроксидов щелочных и щёлочноземельных металлов содержат ионы OH⁻, которые легко обнаруживаются по широкой полосе в ИК-спектре при 3600 см⁻¹. Щёлочи при растворении в воде подвергаются электролитической диссоциации с образованием гидратированных ионов OH⁻ и аквакатионов металла. В концентрированных неводных растворах гидроксидов щелочных металлов возможно образование ионных пар, например (K⁺·OH⁻), c включением в их состав молекул растворителя. Гидроксиды щелочных металлов хорошо растворяются в воде, гидроксиды остальных металлов малорастворимы и часто выделяются из водного раствора в виде гелей переменного состава, содержащих молекулы воды.

К амфотерным гидроксидам относят Be(OH)₂, Zn(OH)₂, Al(OH)₃, Ga(OH)₃, Sn(OH)₂, Pb(OH)₂, CrO(OH) и др. При взаимодействии с кислотами они образуют соли, с сильными основаниями – гидроксокомплексы. Например, гидроксид цинка может реагировать как с кислотой, так и с основанием:

$Zn(OH)_2 + 2HCl → ZnCl_2 + 2H_2O,$

$Zn(OH)_2 + 2KOH → K_2[Zn(OH)_4].$

Гидроксиды многих металлов, особенно элементов IV B группы периодической системы, склонны к поликонденсации в результате процесса оляции – образования мостиковых групп OH. При этом гидроксиды превращаются в сложные нестехиометрические соединения – многоядерные гидроксоаквакомплексы, содержащие такие, например, фрагменты, как на рис. 1.

Рис. 1. Фрагмент многоядерного гидроксоаквакомплекса.Рис. 1. Фрагмент многоядерного гидроксоаквакомплекса.Образованию этих соединений способствует повышение температуры, концентрации раствора и водородного показателя (pH). При старении осадка многоядерных гидроксоаквакомплексов гидроксогруппы необратимо превращаются в оксогруппы (процесс оксоляции, рис. 2):

Рис. 2. Оксоляция гидроксоаквакомплекса титана.Рис. 2. Оксоляция гидроксоаквакомплекса титана.Многие гидроксиды и их водные растворы поглощают СО₂ из воздуха с образованием карбонатов, с кислотами дают соли. При нагревании гидроксиды щелочных металлов, кроме LiOH, плавятся, а остальные, в том числе и LiOH, разлагаются на оксид металла и воду, например:

$Cu(OH)_2 → CuO + H_2O.$

Гидроксиды Cu(I), Ag(I), Au(I) разлагаются на воду и оксид в процессе их образования.

Получение

Гидроксиды щелочных металлов получают: электролизом водных растворов солей, чаще всего хлоридов; методом ионного обмена с использованием анионитов в OH-форме; иногда по обменным реакциям, например:

$Li_2SO_4 + Ba(OH)_2 → 2LiOH + BaSO_4.$

Гидроксиды остальных металлов получают в основном по обменным реакциям. В отдельных случаях гидроксиды щёлочноземельных металлов синтезируют взаимодействием их оксидов с водой, например:

$CaO + H_2O → Ca(OH)_2.$

Нахождение в природе

Гидроксиды встречаются в природе в виде минералов, например гидраргиллита Al(OH)₃, брусита Mg(OH)₂.

Гидраргиллит. Гора Ньоркпахк, Хибины, Кольский полуостров (Мурманская область, Россия).Гидраргиллит. Гора Ньоркпахк, Хибины, Кольский полуостров (Мурманская область, Россия).

Номенклатура

Систематические названия гидроксидов составляются по обычным номенклатурным правилам. Например: NaOH – гидроксид натрия; Fe(OH)₂ – гидроксид железа(II); Al(OH)₃ – гидроксид алюминия.

Если в гидроксиде электроотрицательная составляющая включает оксидные и гидроксидные анионы одновременно, то в систематических названиях используются числовые приставки: TiO(OH)₂ – дигидроксид-оксид титана; MoO(OH)₃ – тригидроксид-оксид молибдена.

Для соединений, содержащих группу O(OH), используют традиционные названия с приставкой мета-: FeO(OH) – метагидроксид железа; CrO(OH) – метагидроксид хрома.

Для оксидов, гидратированных неопределённым числом молекул воды, например, Fe₂O₃·nH₂O, недопустимо писать формулы типа Fe(OH)₃. Называть такие соединениями гидроксидами также не рекомендуется. Примеры систематических названий: Au₂O₃·nH₂O – полигидрат оксида золота(III); MnO₂·nH₂O – полигидрат оксида марганца(IV).

Особо следует отметить гидрат аммика NH₃·H₂O, называемый раньше гидроксидом аммония NH₄OH.