Oxizi de bază: formare, nomenclatură, proprietăți și exemple
Oxizii de bază sunt aceia formați prin unirea unui cation metalic cu un dianion de oxigen (O2-); aceștia reacționează de obicei cu apă pentru a forma baze sau cu acizi pentru a forma săruri. Datorită puternicei sale electronegativități, oxigenul poate forma legături chimice stabile cu aproape toate elementele, rezultând în diferite tipuri de compuși.
Unul dintre compușii cei mai obișnuiți pe care un dianion de oxigen îl poate forma este oxidul. Oxizii sunt compuși chimici care conțin cel puțin un atom de oxigen alături de un alt element din formula lor; pot fi generate cu metale sau nemetale și în cele trei stări de agregare a materiei (solid, lichid și gazos).
Prin urmare, ele au un număr mare de proprietăți intrinseci care pot varia, chiar și între doi oxizi formați cu același metal și oxigen (cum ar fi oxidul de fier (II) și oxidul de fier (III), respectiv oxidul feric și oxidul feric). Când un oxigen se leagă de un metal pentru a forma un oxid de metal, se spune că a fost format un oxid bazic.
Acest lucru se datorează faptului că acestea formează o bază prin dizolvarea în apă sau reacționează ca baze în anumite procese. Un exemplu în acest sens este atunci când compuși ca CaO și Na2O reacționează cu apă și conduc la hidroxizii Ca (OH) 2 și respectiv 2NaOH.
Oxizii de bază sunt de obicei caractere ionice, devin mai covalenți în timp ce discută elemente din dreapta mesei periodice. Există, de asemenea, oxizi de acid (formați din nemetale) și oxizi amfoterici (formați din elemente amfoterice).
pregătire
Metalele alcaline și alcalino-pământoase formează trei tipuri diferite de compuși binari din oxigen. În afară de oxizi, pot fi de asemenea administrați peroxizi (care conțin ioni de peroxid, O2-) și superoxiduri (care posedă ioni de superoxid).
Toți oxizii care se formează din metale alcaline pot fi preparați din încălzirea nitratului corespunzător al metalului cu metalul său elementar, ca de exemplu ceea ce este prezentat mai jos, în care litera M reprezintă un metal:
2MNO 3 + 10M + Încălzire → 6M2O + N2
Pe de altă parte, pentru a prepara oxizii bazici din metalele alcalino-pământoase, se efectuează o încălzire a carbonaților lor corespunzători, ca în următoarea reacție:
MCO 3 + Căldură → MO + CO 2
Formarea oxizilor bazici poate apărea, de asemenea, datorită tratamentului cu oxigen, ca în cazul sulfidelor:
2MS + 3O 2 + Încălzire → 2MO + 2SO2
În final, se poate produce prin oxidarea unor metale cu acid azotic, ca în următoarele reacții:
2Cu + 8HNO 3 + Căldură → 2CuO + 8NO2 + 4H2O + O2
Sn + 4HNO3 + Încălzire → Sn02 + 4NO2 + 2H20
nomenclatură
Nomenclatorul oxizilor bazici variază în funcție de stoichiometria lor și în funcție de numerele posibile de oxidare ale elementului metalic implicat.
Este posibil să se folosească aici formula generală, care este metalul și oxigenul, dar există, de asemenea, o nomenclatură stoichiometrică (sau veche nomenclatură de stoc) în care compușii sunt numiți prin plasarea cuvântului "oxid", urmată de numele metalului și al acestuia starea de oxidare în cifre romane.
Când vine vorba de nomenclatura sistematică cu prefixe, regulile generale sunt utilizate cu cuvântul "oxid", dar prefixele sunt adăugate la fiecare element cu numărul de atomi din formula, ca în cazul "trioxidului de fier" .
În nomenclatura tradițională sufixele "-oso" și "-ico" sunt folosite pentru a identifica metalele însoțitoare de valență mai mică sau mai mare într-un oxid, pe lângă care oxizii de bază sunt cunoscuți ca "anhidride de bază" pentru capacitatea lor de a forma hidroxizii bazici când se adaugă apă la acestea.
În plus, în această nomenclatură sunt folosite regulile, astfel încât atunci când un metal are stări de oxidare de până la +3 se numește cu regulile oxizilor și atunci când are stări de oxidare mai mari sau egale cu +4, el este denumit cu regulile anhidridelor.
Reguli rezumative pentru denumirea oxizilor de bază
Stările de oxidare (sau valența) ale fiecărui element trebuie respectate întotdeauna. Aceste reguli sunt rezumate mai jos:
1- Când elementul are un singur număr de oxidare, ca de exemplu în cazul aluminiului (Al2O3), oxidul este denumit:
Nomenclatura tradițională
Oxid de aluminiu
Sistematica cu prefixe
În funcție de cantitatea de atomi pe care fiecare element o posedă; adică trioxid de dialuminiu.
Sistematică cu cifre romane
Oxid de aluminiu, unde starea de oxidare nu este scrisă deoarece are doar una.
2- Când elementul are două numere de oxidare, de exemplu în cazul plumbului (+2 și +4, care dau oxizii PbO și respectiv PbO 2 ), el este denumit:
Nomenclatura tradițională
Suffixes «bear» și «ico» pentru minor și major, respectiv. De exemplu: oxidul plumb pentru PbO și oxidul plumic pentru PbO2.
Nomenclatura sistematică cu prefixe
Oxid de plumb și dioxid de plumb.
Nomenclatura sistematică cu cifre romane
Oxid de plumb (II) și oxid de plumb (IV).
3- Când elementul are mai mult de două (până la patru) numere de oxidare, acesta este numit:
Nomenclatura tradițională
Atunci când elementul are trei valențe, prefixul "hypo-" și sufixul "-oso" sunt adăugate la cea mai mică valență, ca de exemplu în hipofosfor; la valența intermediară se adaugă sufixul «-oso», ca și în oxidul fosforos; și, în final, la valența superioară, se adaugă "-ico", ca și în oxidul fosforic.
Atunci când elementul are patru valențe, ca în cazul clorului, procedura precedentă se aplică pentru minore și pentru cele două, dar la oxidul cu numărul mai mare de oxidare se adaugă prefixul "per-" și sufixul "-ico". . Acest lucru rezultă (de exemplu) într-un oxid percloric pentru starea de oxidare +7 a acestui element.
Pentru sistemele cu prefix sau numere romane, regulile care au fost aplicate pentru trei numere de oxidare se repetă, rămânând aceleași.
proprietăţi
- Se găsesc în natură ca solide cristaline.
- Oxizii de bază tind să adopte structuri polimerice, spre deosebire de alți oxizi care formează molecule.
- Datorită rezistenței considerabile a legăturilor MO și a structurii polimerice a acestor compuși, oxizii bazici sunt de obicei insolubili, dar pot fi atacați de acizi și baze.
- Mulți dintre oxizii de bază sunt considerați compuși non-stoichiometrici.
- Legăturile acestor compuși încetează să mai fie ionice și devin covalente, pe măsură ce se înregistrează mai multe progrese pe perioadă în tabelul periodic.
- Caracteristica acidă a unui oxid crește pe măsură ce coboară printr-un grup în tabelul periodic.
- De asemenea, crește aciditatea unui oxid în număr mai mare de oxidare.
- Oxizii bazici pot fi reduși cu diferiți reactivi, dar alții pot fi chiar redusi prin încălzire simplă (descompunere termică) sau printr-o reacție de electroliză.
- Majoritatea oxizilor cu adevărat de bază (non-amfoți) sunt localizați în partea stângă a tabelului periodic.
- Cea mai mare parte a crustei Pământului este constituită din oxizi solizi de tip metalic.
- Oxidarea este una dintre căile care duce la coroziunea unui material metalic.
Exemple
Oxid de fier
Se găsește în minereul de fier sub formă de minerale, cum ar fi hematitul și magnetitul.
În plus, compușii de oxid de fier renumit "oxidul" roșu care formează mase metalice corodate care au fost expuse la oxigen și umiditate.
Oxid de sodiu
Este un compus utilizat la fabricarea ceramicii și a ochelarilor, fiind un precursor în fabricarea hidroxidului de sodiu (sodă caustică, un solvent puternic și un produs de curățare).
Oxid de magneziu
Un mineral higroscopic solid, compus cu o înaltă conductivitate termică și o conductivitate electrică redusă, are multiple utilizări în ramura construcției (cum ar fi pereții rezistenți la foc) și în reabilitarea apei și a terenurilor contaminate.
Oxid de cupru
Există două variante de oxid de cupru. Oxidul de cupru este un solid negru care este obținut din minerit și care poate fi utilizat ca pigment sau pentru eliminarea finală a materialelor periculoase.
Pe de altă parte, oxidul cupros este un semiconductor solid roșu, care este adăugat la pigmenți, fungicide și vopsele marine pentru a evita acumularea de resturi în corpul navei.
