氢氧化物

氢氧化物是一种双原子阴离子，化学式为OH-。它由一个氧和氢原子组成，由一个共价键结合在一起，并带有负电荷。它是水的重要但通常是次要的成分。它起到碱、配体、亲核试剂和催化剂的作用。氢氧根离子形成盐，其中一些在水溶液中解离，释放出溶剂化的氢氧根离子。氢氧化钠是一种年产数百万吨的商品化学品。相应的电中性化合物HO•是羟基自由基。原子的相应共价键合基团-OH是羟基。氢氧根离子和羟基是亲核试剂，在有机化学中可以作为催化剂。

许多名称中带有氢氧化物一词的无机物质并不是氢氧根离子的离子化合物，而是含有羟基的共价化合物。

除了NaOH和KOH具有非常大规模的应用，其他碱金属的氢氧化物也很有用。氢氧化锂是强碱，pKb为-0.36。氢氧化锂用于航天器、潜艇和循环呼吸器的呼吸气体净化系统，以去除呼出气体中的二氧化碳。

2LiOH+CO2→Li2CO3+H2O

锂的氢氧化物优于钠的氢氧化物，因为它的质量较低。氢氧化钠、氢氧化钾和其他碱金属的氢氧化物也是强碱。

氢氧化铍Be(OH)2是两性的。氢氧化物本身不溶于水，溶度积logK*sp为-11.7。加入酸会产生可溶性水解产物，包括三聚离子[Be3(OH)3(H2O)6]3+，其具有在铍离子对之间桥接形成六元环的OH基团。在非常低的pH值下，水离子[Be(H2O)4]2+形成了。将氢氧化物加成到Be(OH)2中得到可溶的四羟基铍酸盐/四羟基铍酸盐阴离子，[Be(OH)4]2-。

该组中其他氢氧化物在水中的溶解度随着原子序数的增加而增加。氢氧化镁的Mg（OH）2是一种强碱（最多其溶解度，这是非常低的纯水中的极限），因为是更重的碱土金属的氢氧化物：氢氧化钙，氢氧化锶，和钡氢氧化物。氢氧化钙的溶液或悬浮液称为石灰水，可用于测试弱酸性二氧化碳。反应Ca(OH)2+CO2⇌Ca2++HCO−3+OH-说明氢氧化钙的碱性。碱石灰是强碱NaOH和KOH与Ca(OH)2的混合物，用作CO2吸收剂。

硼B(OH)3最简单的氢氧化物，称为硼酸，是一种酸。与碱金属和碱土金属氢氧化物的氢氧化物不同，它在水溶液中不会离解。相反，它与充当路易斯酸的水分子反应，释放质子。

B(OH)3+H2O⇌B(OH)−4+H+

硼的多种氧阴离子是已知的，其质子化形式含有羟基。

四羟基铝酸盐(III)离子

氢氧化铝Al(OH)3是两性的，溶于碱性溶液。

Al(OH)3(固体)+OH-(aq)⇌Al(OH)−4(aq)

在从铝土矿矿物生产纯氧化铝的拜耳法中，这种平衡是通过仔细控制温度和碱浓度来控制的。在xxx相中，铝以Al(OH)的形式溶解在热碱性溶液中−4，但矿物中通常存在的其他氢氧化物，例如氢氧化铁，不溶解，因为它们不是两性的。去除不溶物后，即所谓的赤泥，通过降低温度和向提取物中加入水，使纯氢氧化铝沉淀，通过稀释碱，降低溶液的pH值。铝土矿中可能存在的碱性氢氧化铝AlO(OH)也是两性的。

在弱酸性溶液中，铝形成的羟基/羟基复合物与硼的复合物略有不同，这反映了Al(III)与B(III)的尺寸更大。[Al13(OH)32]7+物质的浓度非常依赖于总铝浓度。在结晶化合物中发现了各种其他羟基配合物。也许最重要的是碱性氢氧化物AlO(OH)，一种以矿物名称而闻名的聚合材料，根据晶体结构可形成勃姆石或硬水铝石。氢氧化镓、氢氧化铟和氢氧化铊(III)也是两性的。氢氧化铊（I）是一种强碱。

在某些情况下，上述金属离子部分水解的产物可以在结晶化合物中找到。一个引人注目的例子是锆(IV)。由于高氧化态，即使在低pH值下，Zr4+的盐也会在水中广泛水解。最初配制为ZrOCl2·8H2O的化合物被发现是四聚阳离子[Zr4(OH)8(H2O)16]8+的氯化物盐，其中Zr4+为正方形两个氢氧根离子在正方形的每一边的Zr原子之间桥接，并且每个Zr原子上连接有四个水分子。

矿物孔雀石是碱式碳酸盐的典型例子。式Cu2CO3(OH)2表明它介于碳酸铜和氢氧化铜之间。事实上，在过去，该公式被写为CuCO3·Cu(OH)2。该晶体结构由铜，碳酸根和氢氧根离子组成。矿物烟酰胺是碱式氯化物的一个例子。它的分子式为Cu2Cl(OH)3。在这种情况下，组成更接近氢氧化物而不是氯化物CuCl2·3Cu(OH)2。铜会形成羟基磷酸盐(libentenite)、砷酸盐(ollenite)、硫酸盐(brochantite)和硝酸盐化合物。白铅是一种碱式碳酸铅，(PbCO3)2·Pb(OH)2，由于其不透明的性质，它已被用作白色颜料，但现在它的使用受到限制，因为它可能成为铅中毒的来源。