ไฮดรอกไซด์

ชื่อ
ชื่อ IUPAC ไฮดรอกไซด์
ชื่อตามระบบ IUPAC ออกซิดาไนด์(ไม่แนะนำให้ใช้)
ตัวระบุ
หมายเลข CAS	14280-30-9
โมเดล 3 มิติ ( JSmol )	ภาพแบบโต้ตอบ
ชอีบี	เชบี:16234
เคมสไปเดอร์	936
PubChem CID	961
มหาวิทยาลัย	9159UV381P
อินชิ InChI=1S/H2O/h1H2/p-1
รอยยิ้ม [โอ้-]
คุณสมบัติ
สูตรเคมี	โอ้−
มวลโมลาร์	17.007  กรัม·โมล−1
ความเป็นเบส (p K b )	0.0 [ 1 ]
กรดคอนจูเกต	น้ำ
ฐานคู่ควบ	ไอออนออกไซด์
สารประกอบที่เกี่ยวข้อง
สารประกอบที่เกี่ยวข้อง	O 2 H + OH • O 2 2− H 2 O
เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่น ข้อมูลที่ให้ไว้เป็นข้อมูลสำหรับวัสดุในสภาวะมาตรฐาน (ที่อุณหภูมิ 25 °C [77 °F] ความดัน 100 kPa) ข้อมูลอ้างอิงในกล่องข้อมูล

ไฮดรอกไซด์เป็นไอออนสองอะตอมที่มีสูตรเคมี OH⁻ ประกอบด้วยอะตอมออกซิเจนและไฮโดรเจนที่ยึดติดกันด้วยพันธะโควาเลนต์เดี่ยว^และมีประจุลบ เป็นองค์ประกอบที่สำคัญแต่โดยทั่วไปมีปริมาณน้อยในน้ำทำหน้าที่เป็นเบสลิแกน ด์ นิ ว คลีโอไฟล์และตัวเร่งปฏิกิริยาไอออนไฮดรอกไซด์ก่อตัวเป็นเกลือซึ่งบางชนิดจะแตกตัวในสารละลายในน้ำ ปลดปล่อยไอออนไฮดรอกไซด์ที่ละลายอยู่ ในน้ำ โซเดียมไฮดรอกไซด์ เป็น สารเคมีพื้นฐานที่มีปริมาณการผลิตหลายล้านตันต่อปี สารประกอบ ที่เป็นกลางทางไฟฟ้าที่สอดคล้องกันHO ^•คืออนุมูลไฮดรอกซิล หมู่−OHที่ยึด ติดกันด้วย พันธะโค วาเลนต์ ที่สอดคล้องกันคือหมู่ไฮดรอก ซี ทั้งไอออนไฮดรอกไซด์และหมู่ไฮดรอกซีเป็นนิวคลีโอ ไฟล์ และสามารถทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในเคมีอินทรีย์ได้  

สาร อนินทรีย์หลายชนิดที่มีคำว่าไฮดรอกไซด์อยู่ในชื่อนั้น ไม่ใช่สารประกอบไอออนิกของไอออนไฮดรอกไซด์ แต่เป็นสารประกอบโคเวเลนต์ที่มีหมู่ไฮดรอกซีอยู่

ไอออนไฮดรอกไซด์เกิดขึ้นตามธรรมชาติจากน้ำโดย ปฏิกิริยา การแตกตัวเป็นไอออนด้วยตนเอง : ^{[ 2 ]}

H₃O⁺ ⁺ OH⁻ ^⇌ 2H₂O_​​_​​

ค่าคงที่สมดุลของปฏิกิริยานี้ กำหนดโดย

K _w = [H ⁺ ][OH ⁻ ] ^{[หมายเหตุ 1 ]}

มีค่าใกล้เคียง 10 ⁻¹⁴ที่ 25 °C ดังนั้นความเข้มข้นของไอออนไฮดรอกไซด์ในน้ำบริสุทธิ์จึงใกล้เคียง 10 ⁻⁷  mol∙dm ⁻³เพื่อให้เป็นไปตามข้อจำกัดประจุเท่ากันค่า pHของสารละลายเท่ากับค่าลอการิทึม ฐานสิบ ของความเข้มข้น ของ ไอออนไฮโดรเจน^{[หมายเหตุ 2 ]}ค่า pH ของน้ำบริสุทธิ์ใกล้เคียง 7 ที่อุณหภูมิห้อง ความเข้มข้นของไอออนไฮดรอกไซด์สามารถแสดงในรูปของpOHซึ่งใกล้เคียงกับ (14 − pH) ^{[หมายเหตุ 3 ]}ดังนั้น pOH ของน้ำบริสุทธิ์จึงใกล้เคียง 7 การเติมเบสลงในน้ำจะลดความเข้มข้นของไอออนไฮโดรเจนและทำให้ความเข้มข้นของไอออนไฮดรอกไซด์เพิ่มขึ้น (ลด pH เพิ่ม pOH) แม้ว่าเบสเองจะไม่มีไฮดรอกไซด์ก็ตาม ตัวอย่างเช่น สารละลาย แอมโมเนียมี pH มากกว่า 7 เนื่องจากปฏิกิริยา NH ₃ + H ⁺ ⇌ NH⁺ ₄ซึ่งจะทำให้ความเข้มข้นของไอออนไฮโดรเจนลดลง ส่งผลให้ความเข้มข้นของไอออนไฮดรอกไซด์เพิ่มขึ้น ค่า pOH สามารถคงอยู่ที่ค่าคงที่ได้เกือบตลอดเวลาด้วยสารละลายบัฟเฟอร์ต่างๆ

ในสารละลายในน้ำ^{[ 4 ]}ไอออนไฮดรอกไซด์เป็นเบสใน ความหมายของ Brønsted–Lowryเนื่องจากสามารถรับโปรตอน^{[หมายเหตุ 4 ]}จากกรด Brønsted–Lowry เพื่อสร้างโมเลกุลน้ำได้ นอกจากนี้ยังสามารถทำหน้าที่เป็นเบสของ Lewis โดยการบริจาคอิเล็กตรอนคู่หนึ่งให้กับกรด Lewis ในสารละลายในน้ำทั้งไอออนไฮโดรเจนและไอออนไฮดรอกไซด์จะถูก ละลายอย่างแน่นหนาด้วยพันธะไฮโดรเจนระหว่างอะตอมออกซิเจนและไฮโดรเจน อันที่จริง ไอออนไบไฮดรอกไซด์H₃โอ⁻ ₂สารประกอบนี้ได้รับการศึกษาลักษณะเฉพาะในสถานะของแข็งแล้ว สารประกอบนี้มีสมมาตรแบบจุดศูนย์กลางและมีพันธะไฮโดรเจนที่สั้นมาก (114.5  pm ) ซึ่งมีความยาวใกล้เคียงกับไอออนไบฟลูออไรด์HF⁻ ₂(114 น.) ^{[ 3 ]}ในสารละลายในน้ำ ไอออนไฮดรอกไซด์จะสร้างพันธะไฮโดรเจนที่แข็งแรงกับโมเลกุลของน้ำ ผลที่ตามมาคือสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์เข้มข้นจะมีความหนืด สูง เนื่องจากการก่อตัวของเครือข่ายพันธะไฮโดรเจนที่ขยายออกไปเช่นเดียวกับในสารละลาย ไฮโดรเจนฟลูออไรด์

ในสารละลาย เมื่อสัมผัสกับอากาศ ไอออนไฮดรอกไซด์จะทำปฏิกิริยาอย่างรวดเร็วกับคาร์บอนไดออกไซด์ ในบรรยากาศ ซึ่งทำหน้าที่เป็นกรดลูอิส เพื่อสร้างไอออน ไบคาร์บอเนต ในขั้นต้น

OH ⁻ + CO ₂ ⇌ HCO⁻ ₃

ค่าคงที่สมดุลของปฏิกิริยานี้สามารถระบุได้ทั้งในรูปของปฏิกิริยากับคาร์บอนไดออกไซด์ที่ละลายอยู่ หรือในรูปของปฏิกิริยากับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (ดู รายละเอียดและค่าต่างๆ ได้ที่หัวข้อ กรดคาร์บอนิก ) ที่ค่า pH เป็นกลางหรือเป็นกรด ปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นช้า แต่จะถูกเร่งปฏิกิริยาโดยเอนไซม์คาร์บอนิกแอนไฮดราส ซึ่งจะสร้างไอออนไฮดรอกไซด์ขึ้นที่บริเวณเร่งปฏิกิริยาอย่างมีประสิทธิภาพ

สารละลายที่มีไอออนไฮดรอกไซด์จะกัดกร่อนแก้วในกรณีนี้ซิลิเกตในแก้วจะทำหน้าที่เป็นกรด ไฮดรอกไซด์ที่เป็นเบส ไม่ว่าจะเป็นของแข็งหรือสารละลาย จะถูกเก็บไว้ในภาชนะพลาสติก ที่ปิดสนิท

ไอออนไฮดรอกไซด์สามารถทำหน้าที่เป็นลิแกนด์ ผู้ให้คู่อิเล็กตรอนทั่วไป โดยสร้างสารประกอบเชิงซ้อนเช่น เตตระไฮดรอกโซอะลูมิเนต/เตตระไฮดรอกซิโดอะลูมิเนต [Al(OH) ₄ ] ⁻นอกจากนี้ยังมักพบในสารประกอบเชิงซ้อนแบบผสมลิแกนด์ประเภท [ML _x (OH) _y ] ^{z +}โดยที่ L เป็นลิแกนด์ ไอออนไฮดรอกไซด์มักทำหน้าที่เป็นลิแกนด์เชื่อมโยงโดยบริจาคอิเล็กตรอนหนึ่งคู่ให้กับอะตอมแต่ละตัวที่ถูกเชื่อมโยง ดังตัวอย่างที่แสดงโดย [Pb ₂ (OH)] ³⁺ไฮดรอกไซด์ของโลหะมักเขียนในรูปแบบที่ง่ายขึ้น นอกจากนี้ยังสามารถทำหน้าที่เป็นผู้ให้คู่อิเล็กตรอน 3 คู่ได้ เช่นในเตตระเมอร์ [PtMe ³ ₍ OH)] ₄ ^[ 5 ^]

เมื่อจับกับศูนย์กลางโลหะที่มีคุณสมบัติในการดึงอิเล็กตรอนสูง ลิแกนด์ไฮดรอกไซด์มักจะแตกตัวเป็นลิแกนด์ออกไซด์ ตัวอย่างเช่น ไอออนไบคโครเมต [HCrO ₄ ] ⁻จะแตกตัวตามสมการ

[O ₃ CrO–H] ⁻ ⇌ [CrO ₄ ] ²⁻ + H ⁺

โดยมีค่า ap K _aประมาณ 5.9 ^{[ 6 ]}

สเปกตรัมอินฟราเรด ของสารประกอบที่มี หมู่ฟังก์ชัน OH มีแถบการดูดกลืน ที่แรง ในบริเวณที่มีจุดศูนย์กลางอยู่ที่ประมาณ 3500 cm⁻¹ [ ^{7 ]ความถี่สูง}ของการสั่นของโมเลกุลเป็นผลมาจากมวลของอะตอมไฮโดรเจนที่น้อยกว่าเมื่อเทียบกับมวลของอะตอมออกซิเจน และทำให้การตรวจจับหมู่ไฮดรอกซิลด้วยสเปกโทรสโกปีอินฟราเรดค่อนข้างง่าย แถบเนื่องจากหมู่ OH มักจะคมชัด อย่างไรก็ตามความกว้างของแถบจะเพิ่มขึ้นเมื่อหมู่ OH เกี่ยวข้องกับการพันธะไฮโดรเจน โมเลกุลของน้ำมีโหมดการดัดงอ HOH ที่ประมาณ 1600 cm⁻¹ ^{ดังนั้น}การไม่มีแถบนี้จึงสามารถใช้เพื่อแยกแยะหมู่ OH ออกจากโมเลกุลของน้ำได้

เมื่อหมู่ OH จับกับไอออนโลหะในสารเชิงซ้อนโคออร์ดิเนชันจะสามารถสังเกตโหมดการดัดงอ M−OH ได้ ตัวอย่างเช่น ใน [Sn(OH) ₆ ] ²⁻จะเกิดขึ้นที่ 1065 cm ⁻¹โหมดการดัดงอสำหรับไฮดรอกไซด์ที่เป็นตัวเชื่อมมักจะอยู่ที่ความถี่ต่ำกว่า เช่นใน [( bipyridine )Cu(OH) ₂ Cu( bipyridine )] ²⁺ (955 cm ⁻¹ ) ^{[ 8 ]}การสั่นแบบยืด M−OH เกิดขึ้นต่ำกว่าประมาณ 600 cm ⁻¹ตัวอย่างเช่น ไอออน ทรงสี่หน้า [Zn(OH) ₄ ] ²⁻มีแถบที่ 470 cm ⁻¹ ( Raman- active, polarized) และ 420 cm ⁻¹ (infrared) ไอออนเดียวกันนี้มีการสั่นแบบดัดงอ (HO)–Zn–(OH) ที่ 300 cm ^{−1 [ 9 ]}

สารละลาย โซเดียมไฮ ดรอกไซด์ หรือที่รู้จักกันในชื่อด่างและโซดาไฟ ใช้ในการผลิตเยื่อกระดาษและกระดาษสิ่งทอน้ำดื่มสบู่และผงซักฟอกและใช้เป็น น้ำยา ทำความสะอาดท่อระบายน้ำการผลิตทั่วโลกในปี 2547 มีประมาณ 60 ล้านตัน^{[ 10 ]}วิธีการผลิตหลักคือกระบวนการคลอรอัลคาไล

สารละลายที่มีไอออนไฮดรอกไซด์เกิดขึ้นเมื่อเกลือของกรดอ่อนละลายในน้ำตัวอย่างเช่นโซเดียมคาร์บอเนต ถูกใช้เป็นด่างโดยอาศัย ปฏิกิริยา ไฮโดรไลซิส

คอมโพสิชั่น²⁻ ₃+ H ₂ O ⇌ HCO⁻ ₃+ OH ⁻      ( p K _a2 = 10.33 ที่ 25 °C และความแรงไอออน เป็นศูนย์ )

ตัวอย่างหนึ่งของการใช้โซเดียมคาร์บอเนตเป็นด่างคือ เมื่อโซดาซักผ้า (อีกชื่อหนึ่งของโซเดียมคาร์บอเนต) ทำปฏิกิริยากับเอสเทอร์ ที่ไม่ละลายน้ำ เช่นไตรกลีเซอไรด์ซึ่งโดยทั่วไปรู้จักกันในชื่อไขมัน เพื่อไฮโดรไลซิสและทำให้ละลายน้ำได้

บ็อกไซต์ซึ่งเป็นไฮดรอกไซด์พื้นฐานของอะลูมิเนียมเป็นแร่หลักที่ใช้ในการผลิตโลหะ^{[ 11 ]}ในทำนองเดียวกันโกเอไทต์ (α-FeO(OH)) และเลพิโดโครไซต์ (γ-FeO(OH)) ซึ่งเป็นไฮดรอกไซด์พื้นฐานของเหล็กก็เป็นหนึ่งในแร่หลักที่ใช้ในการผลิตเหล็กโลหะ^{[ 12 ]}

นอกจาก NaOH และ KOH ซึ่งมีการใช้งานในระดับใหญ่มากแล้ว ไฮดรอกไซด์ของโลหะอัลคาไลอื่นๆ ก็มีประโยชน์เช่นกันลิเธียมไฮดรอกไซด์ (LiOH) ใช้ในระบบกรองก๊าซหายใจ สำหรับ ยานอวกาศเรือดำน้ำและเครื่องช่วยหายใจเพื่อกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากก๊าซที่หายใจออก^{[ 13 ]}

2 LiOH + CO ₂ → Li ₂ CO ₃ + H ₂ O

ลิเธียมไฮดรอกไซด์เป็นที่นิยมมากกว่าโซเดียมไฮดรอกไซด์เนื่องจากมีมวลน้อยกว่าโซเดียมไฮดรอก ไซ ด์โพแทสเซียมไฮดรอกไซด์และไฮดรอกไซด์ของโลหะอัลคาไล อื่นๆ ก็เป็นเบสที่แรงเช่น กัน ^{[ 14 ]}

เบริลเลียมไฮดรอกไซด์ Be(OH) ₂เป็นแอมโฟเทอริก [ ^{15 ] ไฮ}ดรอกไซด์เองไม่ละลายในน้ำ โดยมีค่าผลคูณการละลาย log  K * _spเท่ากับ −11.7 การเติมกรดจะให้ ผลิตภัณฑ์ ไฮโดรไลซิส ที่ละลายได้ รวมถึงไอออนไตรเมอร์ [Be ₃ (OH) ₃ (H ₂ O) ₆ ] ³⁺ซึ่งมีหมู่ OH เชื่อมระหว่างคู่ของไอออนเบริลเลียม ทำให้เกิดวงแหวน 6 สมาชิก^{[ 16 ]}ที่ค่า pH ต่ำมากจะเกิดไอออนน้ำ [Be(H ₂ O) ₄ ] ^{2+ การเติมไฮดรอกไซด์ลงใน Be(OH)} ₂ จะให้แอนไอออนเตตระไฮดรอกซีเบอริลเลตหรือเตตระไฮ ด รอกซีโดเบ อริลเลตที่ละลายได้[Be(OH) ₄ ] ²⁻

ความสามารถในการละลายในน้ำของไฮดรอกไซด์อื่นๆ ในกลุ่มนี้จะเพิ่มขึ้นตามเลขอะตอม ที่เพิ่ม ขึ้น^{[ 17 ]}แมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ Mg(OH) ₂เป็นเบสที่แรง (จนถึงขีดจำกัดของความสามารถในการละลาย ซึ่งต่ำมากในน้ำบริสุทธิ์) เช่นเดียวกับไฮดรอกไซด์ของโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธที่หนักกว่า ได้แก่แคลเซียมไฮดรอกไซ ด์ สตรอนเทียมไฮดรอก ไซด์ และแบเรียมไฮดรอกไซด์สารละลายหรือสารแขวนลอยของแคลเซียมไฮดรอกไซด์เรียกว่าน้ำปูนใสและสามารถใช้ทดสอบ คาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งเป็นกรดอ่อนได้ปฏิกิริยา Ca(OH) ₂ + CO ₂ ⇌ Ca ²⁺ + HCO⁻ ₃ไอออน +OH− ^แสดงถึงความเป็นเบสของแคลเซียมไฮดรอกไซด์ โซดาไลม์ซึ่งเป็นส่วนผสมของเบสแก่ NaOH และ KOH กับ Ca(OH) ₂ใช้เป็นสารดูดซับ _CO2

ไฮดรอกไซด์ที่ง่ายที่สุดของโบรอน B(OH) _₃หรือที่รู้จักกันในชื่อกรดบอริกเป็นกรดชนิดหนึ่ง แตกต่างจากไฮดรอกไซด์ของโลหะอัลคาไลน์และโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธตรงที่มันไม่แตกตัวในสารละลายในน้ำ แต่จะทำปฏิกิริยากับโมเลกุลของน้ำโดยทำหน้าที่เป็นกรดลูอิส ปล่อยโปรตอนออกมา

B(OH) ₃ + H ₂ O ⇌ B(OH)⁻ ₄+ H ⁺

เป็นที่ทราบกันว่า มีออกซิแอนไอออน ของโบรอน หลายชนิดซึ่งในรูปแบบโปรตอนจะมีหมู่ไฮดรอกไซด์^{[ 18 ]}

อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ Al(OH) ₃เป็นแอมโฟเทอริกและละลายในสารละลายด่าง^{[ 15 ]}

Al(OH) ₃ (ของแข็ง) + OH ⁻  (สารละลาย) ⇌ Al(OH)⁻ ₄ (aq)

ในกระบวนการไบเออร์^{[ 19 ]}สำหรับการผลิตอะลูมิเนียมออกไซด์บริสุทธิ์จากแร่บอกไซต์ สมดุลนี้จะถูกควบคุมโดยการควบคุมอุณหภูมิและความเข้มข้นของด่างอย่างระมัดระวัง ในระยะแรก อะลูมิเนียมจะละลายในสารละลายด่างร้อนในรูปของAl(OH)⁻ ₄แต่ไฮดรอกไซด์อื่นๆ ที่มักพบในแร่ เช่น เหล็กไฮดรอกไซด์ จะไม่ละลายเพราะไม่ใช่สารแอมโฟเทอริก หลังจากกำจัดสารที่ไม่ละลายน้ำออกไปแล้ว ซึ่งเรียกว่ากากตะกอนสีแดงจะทำให้ไฮดรอกไซด์อะลูมิเนียมบริสุทธิ์ตกตะกอนโดยการลดอุณหภูมิและเติมน้ำลงในสารสกัด ซึ่งการเจือจางด่างจะทำให้ค่า pH ของสารละลายลดลง ไฮดรอกไซด์อะลูมิเนียมพื้นฐาน AlO(OH) ซึ่งอาจมีอยู่ในบอกไซต์ ก็เป็นสารแอมโฟเทอริกเช่นกัน

ในสารละลายที่เป็นกรดอ่อนๆ คอมเพล็กซ์ไฮดรอกโซ/ไฮดรอกซิโดที่เกิดจากอะลูมิเนียมจะแตกต่างจากของโบรอนเล็กน้อย ซึ่งสะท้อนถึงขนาดที่ใหญ่กว่าของ Al(III) เมื่อเทียบกับ B(III) ความเข้มข้นของสปีชีส์ [Al ₁₃ (OH) ₃₂ ] ⁷⁺ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของอะลูมิเนียมทั้งหมดเป็นอย่างมาก คอมเพล็กซ์ไฮดรอกโซอื่นๆ อีกหลายชนิดพบได้ในสารประกอบผลึก บางทีสิ่งที่สำคัญที่สุดคือไฮดรอกไซด์พื้นฐาน AlO(OH) ซึ่งเป็นวัสดุพอลิเมอร์ที่รู้จักกันในชื่อของรูปแบบแร่โบห์ไมต์หรือไดแอสปอร์ขึ้นอยู่กับโครงสร้างผลึก แกลเลียมไฮดรอกไซด์ [ ^{15 ]}อินเดียมไฮดรอกไซด์และแทลเลียม(III) ไฮดรอกไซด์^ก็ เป็นแอมโฟเทอริกเช่นกันแทลเลียม(I) ไฮดรอกไซด์เป็นเบสที่แรง^{[ 20 ]}

คาร์บอนไม่ก่อให้เกิดไฮดรอกไซด์อย่างง่ายสารประกอบสมมุติ C(OH) ₄ ( กรดออร์โธคาร์บอนิกหรือเมทาเนเตตรอล) ไม่เสถียรในสารละลายในน้ำ: ^{[ 21 ]}

C(OH) ₄ → HCO⁻ ₃+ H ₃ O ⁺

เอชโค⁻ ₃+ H ⁺ ⇌ H ₂ CO ₃

สารนี้ถูกผลิตขึ้นในห้องทดลองเท่านั้น โดยใช้คาร์บอนไดออกไซด์และน้ำภายใต้อุณหภูมิและความดันต่ำมาก ร่วมกับการฉายรังสีพลังงานสูง

คาร์บอนไดออกไซด์ ยังเป็นที่รู้จักใน _ชื่อคาร์บอนิกแอนไฮไดรด์ ซึ่งหมายความว่ามันเกิดขึ้นจากการกำจัดน้ำของกรดคาร์บอนิก H₂CO₃ ₍ OC (OH) _₂ ) ^{[ 22 ]}

กรดซิลิซิกเป็นชื่อที่ใช้เรียกสารประกอบหลายชนิดที่มีสูตรทั่วไปคือ [SiO x ₍ OH) _{4−2 x} ] _n ^{[ 23 ] [ 24 ]}กรดออร์โธซิลิซิกได้รับการระบุในสารละลายเจือจางมากในน้ำ เป็นกรดอ่อนที่มี p K _a1  = 9.84, p K _a2  = 13.2 ที่ 25 °C สามารถเขียนได้เป็น H ₄ SiO ₄หรือ Si(OH) ₄ ^{[ 6} ] กรดซิลิซิกอื่นๆ เช่น กรดเมตาซิลิซิก (H ² _SiO 3 ₎ , กรดไดซิลิซิก (H ₂ Si ₂ O ₅ ) และกรดไพโรซิลิซิก (H ₆ Si ₂ O ₇ ) ได้รับการระบุลักษณะแล้ว กรดเหล่านี้ยังมีหมู่ไฮดรอกไซด์ติดอยู่กับซิลิคอน สูตรแสดงให้เห็นว่ากรดเหล่านี้เป็นรูปแบบโปรตอนของโพลีออกซิ แอนไอออน

มีการศึกษาลักษณะเฉพาะของสารประกอบไฮดรอกโซของเจอร์มาเนียม เพียงไม่กี่ชนิด ทิน(II) ไฮดรอกไซด์ Sn(OH) _₂ถูกเตรียมขึ้นในตัวกลางที่ปราศจากน้ำ เมื่อทิน(II) ออกไซด์ถูกบำบัดด้วยด่าง จะได้สารประกอบไฮดรอกโซเชิงพีระมิดSn(OH) ₂⁻ ₃ถูกสร้างขึ้น เมื่อสารละลายที่มีไอออนนี้ถูกทำให้เป็นกรด ไอออน [Sn ₃ (OH) ₄ ] ²⁺จะเกิดขึ้นพร้อมกับสารประกอบไฮดรอกโซเชิงซ้อนพื้นฐานบางชนิด โครงสร้างของ [Sn ₃ (OH) ₄ ] ²⁺มีอะตอมดีบุกรูปสามเหลี่ยมที่เชื่อมต่อกันด้วยหมู่ไฮดรอกไซด์ที่เป็นตัวเชื่อม^{[ 25 ]}ดีบุก(IV) ไฮดรอกไซด์ไม่เป็นที่รู้จัก แต่สามารถถือได้ว่าเป็นกรดสมมุติฐานที่สแตนเนต ซึ่ง มีสูตร [Sn(OH) ₆ ] ²⁻ได้มาจากการปฏิกิริยากับไอออนไฮดรอกไซด์พื้นฐาน (ลูอิส) ^{[ 26 ]}

การไฮโดรไลซิสของ Pb ²⁺ในสารละลายในน้ำเกิดขึ้นพร้อมกับการก่อตัวของสารเชิงซ้อนที่มีไฮดรอกโซหลายชนิด ซึ่งบางชนิดไม่ละลายน้ำ สารเชิงซ้อนไฮดรอกโซพื้นฐาน [Pb ₆ O(OH) ₆ ] ⁴⁺เป็นกลุ่มของศูนย์กลางตะกั่วหกแห่งที่มีพันธะโลหะ-โลหะล้อมรอบไอออนออกไซด์ตรงกลาง กลุ่มไฮดรอกไซด์ทั้งหกกลุ่มอยู่บนหน้าของเตตระเฮดรา Pb ₄ ภายนอกสองอัน ในสารละลายที่เป็นด่างเข้มข้นจะเกิดไอออนพลัมเบต ที่ ^{ละลาย} _{น้ำได้ รวมถึง [Pb(OH) 6} ] ²⁻ [ ^{27 ]}

กรดฟอสฟอรัส	กรดฟอสฟอริก	กรดซัลฟิวริก	กรดเทลลูริก	กรดออร์โธเพอร์ไอโอไดด์	กรดเพอร์เซนิก

ในสถานะออกซิเดชันที่สูงกว่าของ_ธาตุหมู่ 15ธาตุหมู่16ธาตุหมู่ 17 ธาตุหมู่ 18 ธาตุหมู่ 19 ธาตุหมู่10 ธาตุหมู่ 21 ^ธาตุ_หมู่18ธาตุ^หมู่ 21ธาตุหมู่ 19 _ธาตุหมู่₁₀ ^...

กรดเทลลูริกมักเขียนด้วยสูตร H ₂ TeO ₄ ·2H ₂ ^Oแต่โครงสร้างที่เหมาะสมกว่าคือ Te(OH) ₆ ^[ 29 ^]

กรดออร์โธเพอร์ไอโอได ด์ ^{[หมายเหตุ 6 ]}สามารถสูญเสียโปรตอนทั้งหมดได้ และในที่สุดจะเกิดเป็นไอออนเพอร์ไอโอเดต [IO ₄ ] ⁻นอกจากนี้ยังสามารถเกิดโปรตอนได้ในสภาวะที่เป็นกรดอย่างรุนแรงเพื่อให้ได้ไอออนทรงแปดเหลี่ยม [I(OH) ₆ ] ⁺ ซึ่ง ทำให้ครบ อนุกรม ไอโซอิเล็กตรอน [E(OH) ₆ ] ^z , E = Sn, Sb, Te, I; z = −2, −1, 0, +1 กรดไอโอดีน(VII) อื่นๆ ที่มีหมู่ไฮดรอกไซด์เป็นที่รู้จัก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเกลือ เช่น ไอออนเมโซเพอร์ไอโอเดตที่เกิดขึ้นใน K ₄ [I ₂ O ₈ (OH) ₂ ]·8H ₂ O ^{[ 30 ]}

เช่นเดียวกับที่ พบ ได้ทั่วไปนอกเหนือจากโลหะอัลคาไล _ไฮดรอกไซด์ของธาตุที่มีสถานะออกซิเดชันต่ำกว่านั้นมีความซับซ้อน ตัวอย่างเช่นกรดฟอสฟอรัส H₃PO₃ ส่วนใหญ่มีโครงสร้าง OP(H)(OH) _₂ซึ่ง อยู่ในสมดุลกับ P(OH) _{₃ ใน}ปริมาณเล็กน้อย^{[ 31 ] [ 32 ]}

กรดออกโซของคลอรีนโบรมีนและไอโอดีนมีสูตรเคมีเป็น_{O⁻n −1/2A} (OH) โดยที่ nคือเลขออกซิเดชัน : +1, +3, +5 หรือ +7 และ A = Cl, Br หรือ I กรดออกโซของฟลูออรีน เพียงชนิดเดียว คือ F(OH)กรดไฮโปฟลูออรัสเมื่อกรดเหล่านี้ถูกทำให้เป็นกลาง อะตอมไฮโดรเจนจะถูกกำจัดออกจากหมู่ไฮดรอกไซด์ ^{[ 33 ]}

ไฮดรอกไซด์ของโลหะทรานซิชันและโลหะหลังทรานซิชันมักจะมีโลหะอยู่ในสถานะออกซิเดชัน +2 (M = Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn) หรือ +3 (M = Fe, Ru, Rh, Ir) ไม่มีสารใดละลายในน้ำ และหลายชนิดมีโครงสร้างที่ไม่ชัดเจน ลักษณะที่ซับซ้อนอย่างหนึ่งของไฮดรอกไซด์คือแนวโน้มที่จะเกิดการควบแน่นต่อไปเป็นออกไซด์ ซึ่งกระบวนการนี้เรียกว่าโอเลชันไฮดรอกไซด์ของโลหะในสถานะออกซิเดชัน +1 ก็มีโครงสร้างที่ไม่ชัดเจนหรือไม่เสถียรเช่นกัน ตัวอย่างเช่นซิลเวอร์ไฮดรอกไซด์ Ag(OH) จะสลายตัวโดยธรรมชาติเป็นออกไซด์ (Ag₂O ₎ไฮดรอกไซด์ของทองแดง(I) และทองคำ(I) ก็ไม่เสถียรเช่นกัน แม้ว่าจะทราบสารประกอบเชิงซ้อนที่เสถียรของ CuOH และ AuOH แล้วก็ตาม^{[ 34 ]} โดยทั่วไป สารประกอบพอลิเมอร์ M(OH) ₂และ M(OH) ₃เตรียมได้โดยการเพิ่มค่า pH ของสารละลายในน้ำของแคตไอออนโลหะที่เกี่ยวข้องจนกระทั่งไฮดรอกไซด์ตกตะกอนออกจากสารละลาย ในทางกลับกัน ไฮดรอกไซด์จะละลายในสารละลายที่เป็นกรดซิงค์ไฮดรอกไซด์ Zn(OH) ₂เป็นแอมโฟเทอริก โดยสร้างไอออนเตตระไฮด รอก ซิโด ซิงเคต Zn(OH)²⁻ ₄ในสารละลายด่างเข้มข้น^{[ 15 ]}

มีสารประกอบเชิงซ้อนของโลหะเหล่านี้กับไอออนไฮดรอกไซด์ที่มีลิแกนด์ผสมอยู่มากมาย ในความเป็นจริง สารประกอบเหล่านี้โดยทั่วไปมีโครงสร้างที่ชัดเจนกว่าอนุพันธ์ที่เรียบง่ายกว่า และหลายชนิดสามารถสร้างขึ้นได้โดยการกำจัดโปรตอนออกจากสารประกอบ เชิงซ้อนของโลหะกับน้ำ ที่เกี่ยวข้อง

L _n M(OH ₂ ) + B ⇌ L _n M(OH) ^– + BH ⁺ (L = ลิแกนด์, B = เบส)

กรดวานาดิก_H₃VO₄แสดงความคล้ายคลึงกับกรดฟอสฟอริกH₃PO₄ _{แม้ว่าจะ มี เคมีของ} วา นาเดตออกโซแอนไอออน^ที่ซับซ้อนกว่ามากก็ตามกรดโครมิก_H₂CrO₄มีความคล้ายคลึงกับกรดซัลฟิวริก H₂SO₄ _{ตัวอย่าง}เช่น_ทั้งสองสร้างเกลือกรด A⁺ [HMO₄ _] ⁻ ^โลหะบางชนิด เช่น V, Cr, Nb, Ta, Mo, W มีแนวโน้มที่จะอยู่ในสถานะออกซิเดชันสูง แทนที่จะสร้างไฮดรอกไซด์ในสารละลายในน้ำ พวกมันจะเปลี่ยนเป็นคลัสเตอร์ออกโซโดยกระบวนการโอเลชันทำให้เกิด โพลี ออกโซเมทาเลต^{[ 35 ]}

ในบางกรณี ผลิตภัณฑ์จากการไฮโดรไลซิสบางส่วนของไอออนโลหะที่อธิบายไว้ข้างต้น สามารถพบได้ในสารประกอบผลึก ตัวอย่างที่โดดเด่นพบได้ในเซอร์โคเนียม (IV) เนื่องจากสถานะออกซิเดชันสูง เกลือของ Zr ⁴⁺จึงถูกไฮโดรไลซิสอย่างกว้างขวางในน้ำแม้ที่ค่า pH ต่ำ สารประกอบที่เดิมกำหนดสูตรเป็น ZrOCl ₂ ·8H ₂ O พบว่าเป็นเกลือคลอไรด์ของ แคตไอออน เตตระเมอร์ [Zr ₄ (OH) ₈ (H ₂ O) ₁₆ ] ⁸⁺ซึ่งมีไอออน Zr ⁴⁺ เป็นรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัส โดยมีกลุ่มไฮดรอกไซด์สองกลุ่มเชื่อมระหว่างอะตอม Zr ในแต่ละด้านของรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัส และมีโมเลกุลน้ำสี่โมเลกุลติดอยู่กับอะตอม Zr แต่ละอะตอม^{[ 36 ]}

แร่มาลาไคต์เป็นตัวอย่างทั่วไปของคาร์บอเนตพื้นฐาน สูตร Cu ₂ CO ₃ (OH) ₂แสดงให้เห็นว่าอยู่กึ่งกลางระหว่างคอปเปอร์คาร์บอเนตและคอปเปอร์ไฮดรอกไซด์อันที่จริง ในอดีตสูตรถูกเขียนเป็น CuCO ₃ ·Cu(OH) ₂โครงสร้างผลึกประกอบด้วยไอออนของทองแดง คาร์บอเนต และไฮดรอกไซด์^{[ 36 ]}แร่อะตาคาไมต์เป็นตัวอย่างของคลอไรด์พื้นฐาน มีสูตร Cu ₂ Cl(OH) ₃ในกรณีนี้องค์ประกอบจะใกล้เคียงกับไฮดรอกไซด์มากกว่าคลอไรด์: CuCl ₂ ·3Cu(OH) ₂ ^{[ 37} ] ทองแดงก่อตัวเป็นสารประกอบไฮดรอกซีฟอสเฟต ( ลิเบเธไนต์⁾อาร์เซเนต ( โอลิ เวไนต์ ) ซัลเฟต ( โบรแช นไนต์ ) และไนเตรตตะกั่วขาวเป็นตะกั่วคาร์บอเนตพื้นฐาน( PbCO ₃ ) ₂ ·Pb(OH) ₂ซึ่งใช้เป็นเม็ด สีขาว เนื่องจากมีคุณสมบัติทึบแสง แม้ว่าการใช้งานในปัจจุบันจะถูกจำกัดเนื่องจากอาจเป็นแหล่งที่มาของพิษตะกั่วได้^{[ 36 ]}

ไอออนไฮดรอกไซด์ดูเหมือนจะหมุนได้อย่างอิสระในผลึกของไฮดรอกไซด์โลหะอัลคาไลที่หนักกว่าที่อุณหภูมิสูงขึ้นเพื่อให้ปรากฏเป็นไอออนทรงกลม โดยมีรัศมีไอออน ที่มีประสิทธิภาพ ประมาณ 153 pm ^{[ 38 ]}ดังนั้น KOH และ NaOH ในรูปแบบอุณหภูมิสูงจึงมีโครงสร้างโซเดียมคลอไรด์^{[ 39 ]}ซึ่งค่อยๆ แข็งตัวเป็นโครงสร้างโซเดียมคลอไรด์ที่บิดเบี้ยวแบบโมโนคลินิกที่อุณหภูมิต่ำกว่าประมาณ 300 °C กลุ่ม OH ยังคงหมุนได้แม้ที่อุณหภูมิห้องรอบแกนสมมาตรของพวกมัน ดังนั้นจึงไม่สามารถตรวจพบได้ด้วยการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์^{[ 40 ]} NaOH ^{ในรูป}แบบอุณหภูมิห้องมี โครงสร้าง แทลเลียมไอโอไดด์อย่างไรก็ตาม LiOH มีโครงสร้างแบบชั้นที่ประกอบด้วยหน่วย เตตระเฮดรัล Li(OH) ₄และ (OH)Li ₄ ^{[ 38 ]}สิ่งนี้สอดคล้องกับลักษณะพื้นฐานที่อ่อนของ LiOH ในสารละลาย ซึ่งบ่งชี้ว่าพันธะ Li–OH มีลักษณะโคเวเลนต์มาก

ไอออนไฮดรอกไซด์แสดงสมมาตรทรงกระบอกในไฮดรอกไซด์ของโลหะสองวาเลนซ์ Ca, Cd, Mn, Fe และ Co ตัวอย่างเช่น แมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ Mg(OH) ₂ ( บรูไซต์ ) ตกผลึกด้วย โครงสร้างชั้น แคดเมียมไอโอไดด์ โดยมีการจัดเรียงตัวแบบแน่นของไอออนแมกนีเซียมและไฮดรอกไซด์^{[ 38 ] [ 41 ]}

ไฮดรอกไซด์แอมโฟเทอริก Al(OH) ₃มีรูปแบบผลึกหลักสี่แบบ ได้แก่กิบไซต์ ( เสถียรที่สุด) ไบเยอ ไรต์ นอร์ ดสแตรนไดต์และดอยไลต์ [ ^{หมายเหตุ 7 ]}โพลีมอร์ฟ ทั้งหมดนี้สร้างขึ้นจากไอออนไฮดรอกไซด์สองชั้น—อะตอมของอะลูมิเนียมอยู่บนสองในสามของรูแปดเหลี่ยมระหว่างสองชั้น—และแตกต่างกันเฉพาะในลำดับการเรียงซ้อนของชั้นเท่านั้น^{[ 42 ]}โครงสร้างคล้ายกับโครงสร้างบรูไซต์ อย่างไรก็ตาม ในขณะที่โครงสร้างบรูไซต์สามารถอธิบายได้ว่าเป็นโครงสร้างแบบอัดแน่น ในกิบไซต์ กลุ่ม OH ที่ด้านล่างของชั้นหนึ่งจะวางอยู่บนกลุ่มของชั้นด้านล่าง การจัดเรียงนี้ทำให้เกิดข้อเสนอแนะว่ามีพันธะทิศทางระหว่างกลุ่ม OH ในชั้นที่อยู่ติดกัน^{[ 43 ]}นี่เป็นรูปแบบพันธะไฮโดรเจน ที่ผิดปกติ เนื่องจากไอออนไฮดรอกไซด์สองตัวที่เกี่ยวข้องควรจะชี้ออกจากกัน อะตอมไฮโดรเจนได้รับการระบุตำแหน่งโดย การทดลอง การเลี้ยวเบนของนิวตรอนบน α-AlO(OH) ( ไดแอสปอร์ ) ระยะห่าง O–H–O สั้นมากที่ 265 pm ไฮโดรเจนไม่ได้อยู่ห่างเท่ากันระหว่างอะตอมออกซิเจน และพันธะ OH สั้นทำมุม 12° กับเส้น O–O ^{[ 44 ]}พันธะไฮโดรเจนประเภทที่คล้ายกันนี้ได้รับการเสนอสำหรับไฮดรอกไซด์แอมโฟเทอริกอื่นๆ รวมถึง Be(OH) ₂ , Zn(OH) ²_และ Fe(OH) ₃ ^{[ 38} ]

ไฮดรอกไซด์ผสมจำนวนหนึ่งเป็นที่รู้จักด้วยสัดส่วนทางเคมี A ₃ M ^III (OH) ₆ , A ₂ M ^IV (OH) ₆และ AM ^V (OH) ₆ดังที่สูตรแสดงให้เห็น สารเหล่านี้ประกอบด้วยหน่วยโครงสร้างทรงแปดเหลี่ยม M(OH) ₆ ^{[ 45 ]}ไฮดรอกไซด์คู่แบบชั้นอาจแสดงด้วยสูตร[M^{z +} _{1− x}เอ็ม³⁺ _x(โอ้)₂] ^{q +} (X ^{n −} )_{q ⁄ n}· y H₂O.โดยทั่วไปz  = 2 และ M ²⁺ = Ca ²⁺ , Mg ²⁺ , Mn ²⁺ , Fe ²⁺ , Co ²⁺ , Ni ²⁺ , Cu ²⁺หรือ Zn ²⁺ดังนั้นq  =  x

โพแทสเซียมไฮดรอกไซด์และโซเดียมไฮดรอกไซด์ เป็น สารเคมีสองชนิดที่รู้จักกันดีในวิชา เคมีอินทรีย์

ไอออนไฮดรอกไซด์อาจทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาเบส^{[ 46 ]}เบสจะดึงโปรตอนออกจากกรดอ่อนเพื่อให้ได้สารตัวกลางที่ทำปฏิกิริยากับรีเอเจนต์อื่นต่อไป สารตั้งต้นทั่วไปสำหรับการดึงโปรตอน ได้แก่แอลกอฮอล์ฟีนอลเอมีนและกรดคาร์บอนค่าpK a สำหรับการแตกตัวของพันธะ C–H _นั้นสูงมาก แต่ค่า pK _{a ของ}ไฮโดรเจนอัลฟาของสารประกอบคาร์บอนิลนั้นต่ำกว่าประมาณ 3 หน่วยลอการิทึม ค่า pK a ทั่วไปคือ_16.7สำหรับอะเซทัลดีไฮด์และ 19 สำหรับอะซิโตน [ ^{47 ] การ}แตกตัวสามารถเกิดขึ้นได้ในที่ที่มีเบสที่เหมาะสม

RC(O)CH ₂ R' + B ⇌ RC(O)CH ⁻ R' + BH ⁺

ค่า Kของฐานควรมี_ค่าไม่น้อยกว่าประมาณ 4 หน่วยลอการิทึมที่น้อยกว่า มิฉะนั้นจุดสมดุลจะเอียงไปทางซ้ายเกือบทั้งหมด

ไอออนไฮดรอกไซด์เพียงอย่างเดียวไม่มีฤทธิ์เป็นเบสมากพอ แต่สามารถเปลี่ยนให้มีฤทธิ์เป็นเบสได้โดยการเติมโซเดียมไฮดรอกไซด์ลงในเอทานอล

OH ^- + EtOH ⇌ EtO ^- + H ₂ O

เพื่อผลิต ไอออน เอทอกไซด์ ค่าpK _aสำหรับการแตกตัวของเอทานอลเองอยู่ที่ประมาณ 16 ดังนั้นไอออนอัลคอกไซด์จึงเป็นเบสที่แรงพอ^{[ 48 ]}การเติมแอลกอฮอล์ลงใน อัลดี ไฮด์เพื่อสร้าง เฮ มิอะซีทัลเป็นตัวอย่างของปฏิกิริยาที่สามารถเร่งปฏิกิริยาได้โดยการมีอยู่ของไฮดรอกไซด์ ไฮดรอกไซด์ยังสามารถทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาเบสของลูอิสได้อีกด้วย^{[ 49 ]}

ไอออนไฮดรอกไซด์มีคุณสมบัติความเป็นนิวคลีโอฟิลอยู่ระหว่าง ไอออน ฟลูออไร^ด์ F⁻ และไอออนอะไมด์NH₄⁺⁻ ₂[ ^{50 ]}การไฮโดรไลซิสเอสเทอร์ภายใต้สภาวะด่าง (เรียกอีกอย่างว่า การไฮโดรไลซิ ^สเบส )

R ¹ C(O)หรือ² + OH ⁻ ⇌ R ¹ CO(O)H + ⁻หรือ² ⇌ R ¹ CO ₂ ⁻ + HOR ²

เป็นตัวอย่างของไอออนไฮดรอกไซด์ที่ทำหน้าที่เป็นนิวคลีโอไฟล์^{[ 51 ]}

วิธีการผลิตสบู่ ในยุคแรกๆ นั้น ใช้ กรรมวิธีบำบัดไตรกลีเซอไรด์จากไขมันสัตว์ (เอสเทอร์) ด้วยด่าง

กรณีอื่นๆ ที่ไฮดรอกไซด์สามารถทำหน้าที่เป็นรีเอเจนต์นิวคลีโอฟิลิก ได้แก่การไฮ โดรไลซิส ของ เอไมด์ ปฏิกิริยาแคนนิซซาโร การแทนที่แบบนิวคลีโอฟิลิกในสารประกอบอะลิฟา ติก การแทนที่แบบนิวคลีโอฟิลิกในสารประกอบอะโรมาติก และใน ปฏิกิริยา การกำจัด ตัวกลางของปฏิกิริยาสำหรับ KOH และ NaOH มักจะเป็นน้ำ แต่ด้วย ตัวเร่งปฏิกิริยา แบบถ่ายโอนเฟสไอออนไฮดรอกไซด์สามารถถูกส่งไปยังตัวทำละลายอินทรีย์ได้เช่นกัน ตัวอย่างเช่น ในการสร้างสารตัวกลางที่ไวต่อปฏิกิริยาอย่างไดคลอโรคาร์บีน

• Holleman, AF; Wiberg, E.; Wiberg, N. (2001). เคมีอนินทรีย์ . สำนักพิมพ์ Academic press. ISBN 978-0-12-352651-9.
• Housecroft, CE; Sharpe, AG (2008). เคมีอนินทรีย์ (ฉบับที่ 3). Prentice Hall. ISBN 978-0-13-175553-6.
• กรีนวูด, นอร์แมน เอ็น. ; เอิร์นชอว์, อลัน (1997). เคมีของธาตุ (ฉบับที่ 2). บัตเตอร์เวิร์ธ-ไฮเนมันน์. doi : 10.1016/C2009-0-30414-6 . ISBN 978-0-08-037941-8.
• ชไรเวอร์, ดีเอฟ; แอตกินส์, พีดับบลิว (1999). เคมีอนินทรีย์ (ฉบับที่ 3). อ็อกซ์ฟอร์ด: สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยอ็อกซ์ฟอร์ด. ISBN 978-0-19-850330-9.
• Wells, AF (1962). เคมีอนินทรีย์เชิงโครงสร้าง (ฉบับที่ 3). อ็อกซ์ฟอร์ด: สำนักพิมพ์แคลเรนดอน. ISBN 978-0-19-855125-6.{{cite book}}:ปัญหาความไม่เข้ากันของหมายเลข ISBN / วันที่ ( ขอความช่วยเหลือ )