Óxidos

Red Chumbo, composto cristalino contendo óxido de chumbo

O que são óxidos?

O óxidos Eles são uma família de compostos binários, onde há interações entre o elemento e oxigênio. Para que um óxido tenha uma fórmula muito geral do tipo EO, onde E é qualquer elemento.

Dependendo de muitos fatores, como a natureza eletrônica de E, seu raio iônico e suas valências, vários tipos de óxidos podem ser formados. Alguns são muito simples, e outros, como o PB₃QUALQUER₄ (chamado minio, arcazón ou chumbo vermelho), são misturados; isto é, eles resultam da combinação de mais de um óxido simples.

Mas a complexidade dos óxidos pode ir mais longe. Existem misturas ou estruturas nas quais mais de um metal pode intervir e onde as proporções não são estequiométricas. No caso de PB₃QUALQUER₄, A relação Pb/O é igual a 3/4, dos quais o numerador e o denominador são números inteiros.

Em óxidos não -estoquiométricos, as proporções são números decimais. O e_0.75QUALQUER_1.78, É um exemplo de um óxido hipotético não -estoquiométrico. Esse fenômeno acontece com os óxidos metálicos chamados, especialmente com metais de transição (Faith, Au, Ti, Mn, Zn, etc.).

No entanto, existem óxidos cujas características são muito mais simples e mais diferenciáveis, como caráter iônico ou covalente. Naqueles óxidos onde o caráter iônico predomina, cátions e⁺ e ânions ou^2-; e aqueles puramente covalentes, os links simples (e-o) ou duplos (e = o).

O que dita o caráter iônico de um óxido é a diferença na eletronegatividade entre e e o. Quando E é um metal muito eletropositivo, o EO terá um caráter iônico alto. Embora seja eletronegativo, ou seja, um não -metal, seu óxido de EO será covalente.

Esta propriedade define muitos outros exibidos por óxidos, como sua capacidade de formar bases ou ácidos em solução aquosa. A partir daqui, os óxidos e ácidos básicos e tão chamados surgem. Aqueles que não se comportam como nenhum deles, ou que, pelo contrário, manifestam ambas as características, são óxidos neutros ou anfóticos.

Nomenclatura de óxidos

Existem três maneiras de nomear óxidos (que também se aplicam a muitos outros compostos). Estes estão corretos, independentemente do caráter iônico do óxido de OE, então seus nomes não dizem nada sobre suas propriedades ou estruturas.

Nomenclatura sistemática

Dados os óxidos de EO e₂Ou, e₂QUALQUER₃ e eo₂, À primeira vista, você não pode saber o que está por trás de suas fórmulas químicas. No entanto, os números indicam proporções estequiométricas ou o e/ou relacionamento. A partir desses números, eles podem receber nomes, mesmo que não sejam especificados com os quais Valencia "funciona" e.

Os números de átomos para E e O são indicados com prefixos de numeração grega. Dessa maneira, mono- significa que existe apenas um átomo; di-, dois átomos; tri-, três átomos, e assim por diante.

Então, os nomes dos óxidos anteriores, de acordo com a nomenclatura sistemática, são:

-BUNE (EO) XIDO.

-BUNXido de deuE (e₂QUALQUER).

-Trióxido deuE (e₂QUALQUER₃).

-DeuE EO (EO₂).

Em seguida, aplicando esta nomenclatura para o PB₃QUALQUER₄, O óxido vermelho da primeira imagem é:

PB₃QUALQUER₄: Tetraóxido Triliderar.

Para muitos óxidos mistos, ou com altas proporções estequiométricas, é muito útil recorrer à nomenclatura sistemática para nomeá -los.

Nomenclatura de ações

Valencia

Embora não se saiba qual elemento é e, o relacionamento é suficiente para saber qual Valencia está usando em seu óxido. Como? Através do princípio da eletroneutralidade. Isso exige que a soma dos íons carregue em um composto seja igual a zero.

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Isso é feito assumindo um caráter iônico alto para qualquer óxido. Assim, a carga O -2 porque é ou^2-, e e deve contribuir com n+ para neutralizar as cargas negativas do ânion de óxido.

Por exemplo, no EO, o átomo e trabalha com Valencia +2. Caso contrário, não poderia neutralizar a carga -2 do único. Para e₂Ou, o E possui valência +1, pois a carga +2 deve ser dividida pelos dois átomos de e.

E no e₂QUALQUER₃, As cargas negativas fornecidas pelo O devem ser calculadas primeiro. Como são três deles, então: 3 (-2) = -6. Para neutralizar a carga -6, é necessário que e forneça +6, mas como há dois deles, +6 é dividido por dois, sendo com Valência de +3.

Regra mnemônica

O O sempre tem valência -2 em óxidos (a menos que seja um peróxido ou superóxido). Portanto, uma regra mnemônica para determinar a valência e é simplesmente levar em consideração o número que acompanha o ou. E, por outro lado, terá o número 2 que o acompanha e, se não, significa que havia uma simplificação.

Por exemplo, em EO, a Valência de E é +1, porque, embora não esteja escrito, existe apenas um ou. E para o EO₂, Não tendo um 2 acompanhante, houve uma simplificação e, para que apareça, deve ser multiplicado por 2. Assim, a fórmula permanece como e₂QUALQUER₄ E a Valencia de E é então +4.

No entanto, essa regra falha para alguns óxidos, como o PB₃QUALQUER₄. Portanto, os cálculos de neutralidade são sempre necessários.

Em que consiste

Depois de ter a Valencia de E, a nomenclatura de ações consiste em especificá -la em alguns parênteses e com números romanos. De todas as nomenclaturas, essa é a mais simples e mais precisa em relação às propriedades eletrônicas dos óxidos.

Se e, por outro lado, ele tem apenas uma valência (que pode ser consultada na tabela periódica), então não é especificado.

Assim, para o óxido EO se E tiver valência +2 e +3, é chamado: óxido de (nome de e) (ii). Mas se E tem apenas Valência +2, então seu óxido é chamado: óxido de (Nome de E).

Nomenclatura tradicional

Para mencionar o nome dos óxidos, os sufixos -o ou -ooso, para as maiores ou maiores valências, devem ser adicionados aos seus nomes em latim. No caso de haver mais de dois, os prefixos são então recorreram a -para o menor e -per, para o maior de todos.

Por exemplo, os trabalhos de chumbo com valências +2 e +4. No PBO, ele tem valência +2, por isso é chamado: óxido de plumboso. Enquanto o PBO₂ É chamado: óxido de plúmbico.

E qual é o nome do PB₃QUALQUER₄, De acordo com as duas nomenclaturas anteriores? Falta nome, porque o PB₃QUALQUER₄ Realmente consiste em uma mistura 2 [PBO] [PBO₂]; isto é, o sólido vermelho tem dupla concentração de PBO.

Por esse motivo, seria incorreto tentar dar um nome ao PB₃QUALQUER₄ Isso não consiste na nomenclatura sistemática ou na gíria popular.

Tipos de óxidos

Dependendo da parte da tabela periódica e, portanto, de sua natureza eletrônica, um tipo de óxido ou outro pode formar. A partir daqui, surgem vários critérios para atribuir um cara a eles, mas os mais importantes são aqueles relacionados à sua acidez ou basicidade.

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Óxidos básicos

Os óxidos básicos são caracterizados por serem iônicos, metálicos e mais importantes, gerando uma solução básica ao se dissolver na água. Para determinar experimentalmente se um óxido é básico, ele deve ser adicionado a um recipiente com água e indicador universal dissolvido nele. Sua coloração antes de adicionar o óxido deve ser verde, pH neutro.

Uma vez que o óxido de água acrescentou, se sua cor mudar de verde para azul, isso significa que o pH se tornou básico. Isso ocorre porque estabelece um equilíbrio de solubilidade entre o hidróxido formado e a água:

EO (S) + H₂Ou (l) => e (oh)₂(ELE²⁺(AC) + OH^-(AC)

Embora o óxido seja insolúvel na água, é suficiente para uma pequena porção se dissolver para modificar o pH. Alguns óxidos básicos são tão solúveis que geram hidróxidos cáusticos, como NaOH e KOH. Isto é, óxidos de sódio e potássio, na₂Ou e k₂Ou, eles são muito básicos. Observe a valência de +1 para ambos os metais.

Óxidos ácidos

Os óxidos ácidos são caracterizados por ter um elemento não -metálico, são covalentes e também geram soluções de ácido com água. Novamente, sua acidez pode ser verificada com o indicador universal. Se desta vez adicionando o óxido à água, sua cor verde ficará avermelhada, então é um óxido ácido.

A reação que ocorre é a seguinte:

EO₂(s) + h₂Ou (l) => h₂EO₃(AC)

Um exemplo de um óxido ácido, que não é sólido, mas um gás, é o CO₂. Quando se dissolve na água, forma ácido carbônico:

Co₂(g) + h₂Ou (l) h₂Co₃(AC)

Além disso, o CO₂ Não consiste em ânions ou^2- e cátions c⁴⁺, mas em uma molécula formada por ligações covalentes: o = c = o. Essa é talvez uma das maiores diferenças entre óxidos básicos e ácidos.

Óxidos neutros

Esses óxidos não mudam a cor verde da água para pH neutro; isto é, eles não formam hidróxidos ou ácidos em solução aquosa. Alguns deles são: n₂Ou não e co. Como CO, eles têm links covalentes que podem ser ilustrados por estruturas de Lewis ou qualquer teoria de links.

Óxidos de anfoteros

Outra maneira de classificar óxidos depende de reagir ou não com um ácido. A água é um ácido muito fraco (e uma base também), então os óxidos de anfoteros não exibem "seus dois rostos". Esses óxidos são caracterizados por reagir com ácidos e bases.

O óxido de alumínio, por exemplo, é um óxido de anfótero. As duas equações químicas a seguir representam sua reação com ácidos ou bases:

Para o₂QUALQUER₃(s) + 3h₂SW₄(AC) => para₂(SW₄)₃(AC) + 3h₂Ou (l)

Para o₂QUALQUER₃(s) + 2naoh (AC) + 3h₂Ou (l) => 2Naal (OH)₄(AC)

Al₂(SW₄)₃ É sal de sulfato de alumínio e naal (oh)₄ Um sal complexo chamado aluminato de sódio tetra -hidrox.

Óxido de hidrogênio, h₂Ou (água), também é anfotérico, e isso é evidenciado em seu equilíbrio de ionização:

H₂Ou (l) h₃QUALQUER⁺(AC) + OH^-(AC)

Óxidos mistos

Óxidos mistos são aqueles que consistem na mistura de um ou mais óxidos no mesmo sólido. O pb₃QUALQUER₄ É um exemplo deles. Magnetita, fé₃QUALQUER₄, É também outro exemplo de um óxido misto. Fé₃QUALQUER₄ É uma mistura de feio e fé₂QUALQUER₃ Nas proporções 1: 1 (diferentemente do PB₃QUALQUER₄).

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As misturas podem ser mais complexas, causando uma rica variedade de minerais de óxido.

Propriedades dos óxidos

As propriedades dos óxidos dependem de seu tipo. Os óxidos podem ser iônicos (eⁿ⁺QUALQUER^2-), como o CAO (CA²⁺QUALQUER^2-), ou covalente, como o SO₂, O = s = o.

A partir desse fato, e a tendência que os elementos de reagir com ácidos ou bases têm, várias propriedades para cada óxido são coletadas.

Da mesma forma, o acima é refletido em propriedades físicas, como fusão e pontos de ebulição. Os óxidos iônicos tendem a formar estruturas cristalinas muito resistentes ao calor, de modo que seus pontos de fusão são altos (maiores que 1.000º c), enquanto o derretimento covalente a baixas temperaturas, ou são até gases ou líquidos.

Como os óxidos são formados?

Os óxidos são formados quando os elementos reagem com oxigênio. Esta reação pode ocorrer com contato simples com atmosferas ricas em oxigênio ou requer calor (como a chama de um isqueiro).

Isto é, quando queimar um objeto que ele reage com oxigênio (desde que esteja presente no ar).

Se um pedaço de fósforo for tomado, por exemplo, e colocado na chama, ele queimará e formará o óxido correspondente:

4p (s) + 5o₂(g) => p₄QUALQUER₁₀(S)

Durante esse processo, alguns sólidos, como cálcio, podem queimar com uma chama brilhante e colorida.

Outro exemplo é obtido pela queima de madeira ou por qualquer substância orgânica, que possui carbono:

C (s) + O₂(g) => CO₂(g)

Mas se houver uma insuficiência de oxigênio, é formada CO em vez de co₂:

C (s) +1/2o₂(g) => co (g)

Observe como o relacionamento c/o serve para descrever diferentes óxidos.

Exemplos de óxidos

Estrutura de óxido covalente I₂QUALQUER₅. Fonte: Wikimedia Commons

A imagem superior corresponde à estrutura do óxido covalente I₂QUALQUER₅, O mais estável que a forma de iodo. Observe suas ligações simples e duplas, bem como as cargas formais do i e do oxigênio para seus lados.

Os óxidos de halogênio são caracterizados por serem covalentes e muito reativos, como tais são os casos do ou₂F₂ (F-o-o-f) e de₂ (F-o-f). Dióxido de cloro, CLO₂, Por exemplo, é o único óxido de cloro que é sintetizado em escalas industriais.

Como os halogênios formam óxidos covalentes, suas valores "hipotéticas" são calculadas da mesma maneira através do princípio da eletroneutralidade.

Óxidos de metal de transição

Além dos óxidos de halogênio, são tomados os óxidos dos metais de transição:

• COO: óxido de cobalto (II); óxido cobalto; U Monóxido de cobalto.
• HGO: óxido de mercúrio (II); óxido mercúrico; U Mercúrio monóxido.
• AG₂Ou: óxido de prata; óxido argical; o Monóxido de Dipinesa.
• Au₂QUALQUER₃: óxido de ouro (iii); Óxido aurico; o Trioxide Dioro.

Exemplos adicionais

• B₂QUALQUER₃: óxido de boro; óxido bórico; o Trioxido de Diboro.
• Cl₂QUALQUER₇: óxido de cloro (vii); óxido perclórico; Héptoxido de dicloro.
• Não: óxido de nitrogênio (II); óxido nítrico; Monóxido de nitrogênio.

Referências

1. Shiver & Atkins. (2008). Química Inorgânica. (quarta edição). Mc Graw Hill.
2. Óxidos de metal e não -metal. Tirado de: química.Uiuc.Edu
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