Ossidi

Piombo rosso, composto cristallino contenente ossido di piombo

Cosa sono gli ossidi?

IL Ossidi Sono una famiglia di composti binari in cui ci sono interazioni tra elemento e ossigeno. In modo che un ossido abbia una formula molto generale del tipo EO, in cui E è qualsiasi elemento.

A seconda di molti fattori, come la natura elettronica di E, il suo raggio ionico e le sue valenze, si possono formare vari tipi di ossidi. Alcuni sono molto semplici e altri, come PB₃O₄ (chiamato Minio, Arcazón o Red Lead), sono miscelati; Cioè, derivano dalla combinazione di più di un semplice ossido.

Ma la complessità degli ossidi può andare oltre. Ci sono miscele o strutture in cui più di un metallo può intervenire e dove le proporzioni non sono stechiometriche. Nel caso di Pb₃O₄, Il rapporto Pb/O è pari a 3/4, di cui sia il numeratore che il denominatore sono numeri interi.

Negli ossidi non statichiometrici, le proporzioni sono numeri decimali. Il e_0.75O_1.78, È un esempio di ossido ipotetico non -sistoometrico. Questo fenomeno accade con gli ossidi metallici così chiamati, in particolare con i metalli di transizione (Faith, Au, Ti, Mn, Zn, ecc.).

Tuttavia, ci sono ossidi le cui caratteristiche sono molto più semplici e più differenziabili, come il carattere ionico o covalente. In quegli ossidi in cui predomina il carattere ionico, cationi e⁺ e anioni o^2-; e quelli puramente covalenti, i semplici collegamenti (e-o) o doppi (e = o).

Ciò che determina il carattere ionico di un ossido è la differenza di elettronegatività tra E e O. Quando E è un metallo molto elettropositivo, allora EO avrà un carattere ionico elevato. Mentre è elettronegativo, vale a dire un non metal, il suo ossido EO sarà covalente.

Questa proprietà definisce molti altri esibiti dagli ossidi, come la sua capacità di formare basi o acidi in soluzione acquosa. Da qui sorgono gli ossidi e gli acidi di base così chiamati. Coloro che non si comportano come nessuno dei due, o che al contrario manifestano entrambe le caratteristiche, sono ossidi neutri o anfotori.

Nomenclatura di ossidi

Esistono tre modi per nominare gli ossidi (che si applicano anche a molti altri composti). Questi sono corretti, indipendentemente dal carattere ionico dell'ossido EO, quindi i loro nomi non dicono nulla per quanto riguarda le loro proprietà o strutture.

Nomenclatura sistematica

Dati gli ossidi EO e₂O, e₂O₃ ed eo₂, A prima vista non puoi sapere cosa c'è dietro le sue formule chimiche. Tuttavia, i numeri indicano proporzioni stechiometriche o la relazione E/o. Da questi numeri possono essere dati nomi anche se non è specificato con cui Valencia "funziona" e.

I numeri di atomo per E e O, sono indicati con prefissi di numerazione greca. In questo modo, Mono- significa che esiste un solo atomo; Di-, due atomi; tri-, tre atomi e così via.

Quindi, i nomi degli ossidi precedenti, secondo la nomenclatura sistematica, sono:

-PaninoE (EO) XIDO.

-PaninoXido di ha datoE (e₂O).

-Triossido ha datoE (e₂O₃).

-Ha datoE EO (EO₂).

Quindi applicando questa nomenclatura per il PB₃O₄, L'ossido rosso della prima immagine è:

Pb₃O₄: Tetraossido TriGuida.

Per molti ossidi misti, o con elevate proporzioni stechiometriche, è molto utile ricorrere alla nomenclatura sistematica per nominarli.

Nomenclatura di stock

Valencia

Sebbene non sia noto quale elemento sia E, la relazione è sufficiente per sapere quale Valencia sta usando nel suo ossido. COME? Attraverso il principio di elettroneutralità. Ciò richiede che la somma dei carichi di ioni in un composto debba essere uguale a zero.

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Questo viene fatto assumendo un carattere ionico elevato per qualsiasi ossido. Pertanto, il carico O -2 perché è o^2-, ed E deve contribuire a n+ in modo da neutralizzare i carichi negativi di anione.

Ad esempio, nell'EO l'Atomo e funziona con Valencia +2. Altrimenti non potrebbe neutralizzare il carico -2 dell'unico o. Prua, testa₂Oppure, la E ha Valencia +1, poiché il carico +2 deve essere diviso per i due atomi di E.

E nella E₂O₃, Le cariche negative fornite dall'O devono prima essere calcolate. Come sono tre di loro, quindi: 3 (-2) = -6. Per neutralizzare il carico -6 è necessario che E fornisca +6, ma poiché ce ne sono due, +6 è diviso per due, essendo con Valencia di +3.

Regola mnemonica

L'O ha sempre Valencia -2 negli ossidi (a meno che non sia un perossido o un superossido). Quindi una regola mnemonica per determinare il valencia di ed è semplicemente quello di tenere conto del numero che accompagna il OR. E, d'altra parte, avrà il numero 2 che lo accompagna e, in caso contrario, significa che c'è stata una semplificazione.

Ad esempio, in eo il Valencia di E è +1, perché sebbene non sia scritto, c'è solo uno o. E per l'EO₂, Non avere 2 accompagnamenti E, c'è stata una semplificazione e per apparire, deve essere moltiplicato per 2. Pertanto, la formula rimane come E₂O₄ E la Valencia de e è quindi +4.

Tuttavia, questa regola fallisce per alcuni ossidi, come Pb₃O₄. Pertanto, i calcoli della neutralità sono sempre necessari.

In cosa consiste

Una volta che ha la Valencia, la nomenclatura delle azioni consiste nel specificarla all'interno di una parentesi e con un numero romano. Di tutte le nomenclature, questa è la più semplice e precisa rispetto alle proprietà elettroniche degli ossidi.

Se E, d'altra parte, ha un solo Valencia (che può essere consultato nella tabella periodica), allora non è specificato.

Pertanto, per l'ossido EO se e ha valenza +2 e +3, è chiamato: ossido di (nome di e) (ii). Ma se E ha solo Valencia +2, allora il suo ossido è chiamato: ossido di (nome di E).

Nomenclatura tradizionale

Per menzionare il nome degli ossidi, i suffissi -o o -ooso, per le più grandi o più grandi valenze, devono essere aggiunti ai loro nomi in latino. Nel caso in cui ci siano più di due, i prefissi vengono quindi ricorrenti a -per il più piccolo e -per, per il più grande di tutti.

Ad esempio, Lead funziona con Valence +2 e +4. Nel PBO ha Valencia +2, quindi si chiama: ossido di impulso. Mentre il PBO₂ Si chiama: ossido di plúmbico.

E qual è il nome del PB₃O₄, Secondo le due precedenti nomenclature? Manca il nome, perché il PB₃O₄ È davvero costituito da una miscela 2 [PBO] [PBO₂]; Cioè, il solido rosso ha una doppia concentrazione di PBO.

Per questo motivo sarebbe errato cercare di dare un nome al PB₃O₄ Ciò non consiste nella nomenclatura sistematica o sul popolare gergo.

Tipi di ossidi

A seconda della parte della tabella periodica e, quindi, della sua natura elettronica, un tipo di ossido o altro può formarsi. Da qui sorgono criteri multipli per assegnare loro un ragazzo, ma i più importanti sono quelli legati alla loro acidità o basicità.

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Ossidi di base

Gli ossidi di base sono caratterizzati dall'essere ionici, metallici e più importanti, generando una soluzione di base quando si dissolvono in acqua. Per determinare sperimentalmente se un ossido è di base, deve essere aggiunto a un contenitore con acqua e indicatore universale sciolto in esso. La sua colorazione prima di aggiungere l'ossido deve essere verde, pH neutro.

Una volta aggiunto l'ossido d'acqua, se il suo colore cambia da verde al blu, significa che il pH è diventato di base. Questo perché stabilisce un equilibrio di solubilità tra idrossido e acqua formati:

EO (S) + H₂O (l) => e (oh)₂(LUI²⁺(AC) + OH^-(AC)

Sebbene l'ossido sia insolubile nell'acqua, è sufficiente che una piccola porzione si dissolva per modificare il pH. Alcuni ossidi di base sono come solubili che generano idrossidi caustici come NaOH e KOH. Cioè ossidi di sodio e potassio, Na₂O e k₂Oppure sono molto semplici. Nota il Valencia di +1 per entrambi i metalli.

Ossidi acidi

Gli ossidi acidi sono caratterizzati da un elemento non metallico, sono covalenti e generano anche soluzioni acide con acqua. Ancora una volta, la tua acidità può essere verificata con l'indicatore universale. Se questa volta aggiungendo l'ossido all'acqua, il suo colore verde diventa rossastro, allora è un ossido acido.

La reazione che ha luogo è la seguente:

Eo₂(s) + H₂O (l) => h₂Eo₃(AC)

Un esempio di ossido acido, che non è solido ma un gas, è il CO₂. Quando si dissolve in acqua, forma acido carbonico:

Co₂(g) + H₂O (l) h₂Co₃(AC)

Inoltre, il CO₂ Non consiste in anioni o^2- e cationi c⁴⁺, ma in una molecola formata da legami covalenti: o = c = o. Questa è forse una delle maggiori differenze tra ossidi di base e acidi.

Ossidi neutri

Questi ossidi non cambiano il colore verde dell'acqua in pH neutro; Cioè, non formano idrossidi o acidi in soluzione acquosa. Alcuni di loro sono: n₂O, no e co. Come CO, hanno collegamenti covalenti che possono essere illustrati da Lewis Structures o da qualsiasi teoria dei collegamenti.

Ossidi di anfoteros

Un altro modo per classificare gli ossidi dipende dal fatto che reagiscono o meno con un acido. L'acqua è un acido molto debole (e anche una base), quindi gli ossidi di anfoteros non mostrano "le loro due facce". Questi ossidi sono caratterizzati da reagire con acidi e basi.

L'ossido di alluminio, ad esempio, è un ossido anfotero. Le seguenti due equazioni chimiche rappresentano la loro reazione con acidi o basi:

Al₂O₃(s) + 3h₂SW₄(ac) => a₂(SW₄)₃(AC) + 3H₂O (l)

Al₂O₃(s) + 2Naoh (AC) + 3H₂O (l) => 2naal (OH)₄(AC)

Al₂(SW₄)₃ È sale di alluminio solfato e naal (OH)₄ Un sale complesso chiamato aluminato di sodio tetraidrox.

Ossido di idrogeno, h₂O (acqua), è anche anfoterico e questo è evidenziato nel suo equilibrio di ionizzazione:

H₂O (l) h₃O⁺(AC) + OH^-(AC)

Ossidi misti

Gli ossidi misti sono quelli che consistono nella miscela di uno o più ossidi nello stesso solido. Il Pb₃O₄ Ne è un esempio. Magnetite, Faith₃O₄, È anche un altro esempio di ossido misto. Fede₃O₄ È una miscela di brutto e fede₂O₃ In proporzioni 1: 1 (a differenza di PB₃O₄).

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Le miscele possono essere più complesse, causando così una ricca varietà di minerali di ossido.

Proprietà degli ossidi

Le proprietà degli ossidi dipendono dal loro tipo. Gli ossidi possono essere ionici (E^N+O^2-), come il CAO (CA²⁺O^2-) o covalente, come il SO₂, O = s = o.

Da questo fatto, e la tendenza che hanno gli elementi della reazione con acidi o basi, vengono raccolte una serie di proprietà per ogni ossido.

Allo stesso modo, quanto sopra si riflette in proprietà fisiche come la fusione e i punti di ebollizione. Gli ossidi ionici tendono a formare strutture cristalline molto resistenti al calore, quindi i loro punti di fusione sono alti (più in alto di 1.000º C), mentre la fusione covalente a basse temperature o sono uniformi gas o liquidi.

Come si formano gli ossidi?

Gli ossidi si formano quando gli elementi reagiscono con ossigeno. Questa reazione può verificarsi con un semplice contatto con atmosfere ricche di ossigeno o richiede calore (come la fiamma di un accendino).

Cioè, quando brucia un oggetto reagisce con ossigeno (purché sia ​​presente nell'aria).

Se viene preso un pezzo di fosforo, ad esempio, e inserito nella fiamma, brucerà e formerà l'ossido corrispondente:

4p (s) + 5o₂(g) => p₄O₁₀(S)

Durante questo processo alcuni solidi, come il calcio, possono bruciare con una fiamma luminosa e colorata.

Un altro esempio è ottenuto dalla combustione di legno o qualsiasi sostanza organica, che hanno carbonio:

C (s) + o₂(g) => co₂(G)

Ma se c'è un'insufficienza di ossigeno, si forma CO anziché CO₂:

C (s) +1/2o₂(g) => co (g)

Nota come la relazione c/o serve a descrivere diversi ossidi.

Esempi di ossidi

Struttura di ossido covalente i₂O₅. Fonte: Wikimedia Commons

L'immagine superiore corrisponde alla struttura dell'ossido covalente i₂O₅, La forma più stabile della forma di iodio. Nota i tuoi legami semplici e doppi, nonché i carichi formali di I e l'ossigeno ai lati.

Gli ossidi alogeni sono caratterizzati da essere covalenti e molto reattivi, in quanto tali sono i casi di o₂F₂ (F-o-o-f) e di₂ (F-O-F). Biossido di cloro, clo₂, Ad esempio, è l'unico ossido di cloro che è sintetizzato a scale industriali.

Poiché gli alogeni formano ossidi covalenti, le loro valenze "ipotetiche" sono calcolate allo stesso modo attraverso il principio dell'elettroneutralità.

Ossidi di metallo di transizione

Oltre agli ossidi alogeni, vengono presi gli ossidi dei metalli di transizione:

• COO: ossido di cobalto (II); ossido cobalto; U cobalto monossido.
• HGO: Ossido di mercurio (II); ossido mercurico; U mercurio monossido.
• Ag₂O: ossido d'argento; ossido argico; o Diptaine Monossido.
• Au₂O₃: ossido d'oro (III); Ossido aurico; o Triossido di Dioro.

Esempi aggiuntivi

• B₂O₃: ossido di boro; ossido borico; o Triossido di diboro.
• Cl₂O₇: ossido di cloro (VII); ossido percloro; Dicloro Eptossido.
• NO: ossido di azoto (II); Monossido di azoto; Monossido di azoto.

Riferimenti

1. SHIVER & ATKINS. (2008). Chimica inorganica. (quarta edizione). Mc Graw Hill.
2. Ossidi metallici e non metal. Tratto da: Chem.Uiuc.Edu
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7. Chimica.Net (2018). Esempi di ossidi. Recuperato da: chimica.netto