Òxid
Un òxid és un compost químic que conté un o diversos àtoms d'oxigen, presentant l'oxigen un estat d'oxidació -2, i altres elements. Per exemple són òxids l'òxid de calci (CaO) o el diòxid de nitrogen (NO₂). Els òxids són molt comuns i variats en l'escorça terrestre. Són compostos binaris constituïts per oxigen i un element qualsevol, excepte el fluor. Els òxids es poden classificar en metàl·lics i no-metàl·lics.
- Per formular un òxid, primer s'escriu el símbol de l'element, després el de l'oxigen i, a continuació, s'intercanvien les valències. En els òxids, l'oxigen té valència -2.
- Per anomenar els òxids, es pot utilitzar la nomenclatura de Stock i la nomenclatura estequiomètrica. Per anomenar els òxids no metàl·lics, se sol utilitzar més la nomenclatura estequiomètrica que la de Stock.
Nomenclatura
[modifica]Els òxids s'anomenen segons la quantitat d'àtoms d'oxigen presents. En cas de dubte, a més es pot afegir en quin estat d'oxidació actua l'element present en l'òxid.
- Els compostos amb un àtom d'oxigen s'anomenen; òxid o monòxid
- Monòxid de carboni (CO)
- Òxid de calci (CaO)
- Els compostos amb dos àtoms d'oxigen s'anomenen; diòxid
- Diòxid de carboni (CO₂)
- Diòxid de sofre (SO₂)
- Els compostos amb tres àtoms d'oxigen s'anomenen; triòxid
- Triòxid de ferro o òxid de ferro(III) (Fe₂O₃)
- Els compostos amb quatre àtoms d'oxigen s'anomenen; tetraòxid
- tetraòxid d'osmi (OsO₄)
- Sesquiòxids són els compostos que contenen tres equivalents d'oxigen i dos d'un altre element (com per exemple el sesquiòxid de ferro altrament dit òxid de ferro(III) (Fe₂O₃). És una nomenclatura antiga que tendeix a ser substituïda.
A més de l'òxid, on l'oxigen s'enllaça amb l'altre compost, actuant amb estat d'oxidació -2, existeixen a més dos altres tipus d'òxid. Els dos conten com a òxids, però tenen diferents estats d'oxidació i reaccionen de forma diferent a la dels òxids normals.
- Els peròxids, on dos àtoms d'oxigen s'enllacen entre ells oferint cadascun només un estat d'oxidació -1. Per exemple en el peròxid d'hidrogen (aigua oxigenada, H₂O₂)
- Els superòxids, on dos àtoms d'oxigen i un electró s'agrupen, oferint un estat d'oxidació -1. Per exemple en el superòxid de potassi (KO₂).
Nomenclatura de Stock
[modifica]S'anomenen amb la paraula òxid seguida del nom de l'element. Si l'element té més d'una valència, s'indica en nombres romans i entre parèntesis.
Exemple:
Òxids metàl·lics
Na₂O → òxid de sodi
CaO → òxid de calci
FeO → òxid de ferro(II)
Fe₂O₃ → òxid de ferro(III)
Òxids no-metàl·lics
P₂O₃ → òxid de fòsfor(III)
N₂O₅ → òxid de nitrogen(V)
Nomenclatura estequiomètrica
[modifica]S'anomena indicant el nombre d'àtoms mitjançant prefixos numerals grecs: mono-, di-, tri-, tetra-, penta-, hexa- i hepta-, col·locats davant del nom de l'element al qual es refereixen.
Exemple:
Òxids metàl·lics
Cr₂O₃ → triòxid de dicrom
FeO → monòxid de ferro (o òxid de ferro)
PtO₂ → diòxid de platí
Òxids no metàl·lics
P₂O₅ → pentaòxid de difòsfor
N₂O₃ → triòxid de dinitrogen
Els òxids es poden sintetitzar normalment directament per mitjà de processos d'oxidació, per exemple, amb magnesi:
- 2Mg + O₂ → 2 MgO.
o utilitzant substàncies oxidants:
Llista d'òxids
[modifica]Vegeu la: Categoria:Òxids
Propietats químiques
[modifica]Els òxids es generen durant les reaccions redox per oxidació. Quan un agent reductor reacciona amb oxigen molecular O₂ o amb agents oxidants que contenen oxigen, com el peròxid d'hidrogen (H₂O₂) o permanganat (MnO₄-). Els òxids es caracteritzen per una redistribució d'electrons entre l'oxigen, que està disposat a cedir-ne dos i els altres àtoms que els accepten.
En òxids d'hidrogen, carboni, nitrogen, sofre, fòsfor i halògens, trobem enllaços covalents entre l'oxigen i els altres elements. Generalment aquests compostos són gasos o líquids a temperatura ambient.
Els òxids metàl·lics, són compostos iònics o sals, i són sòlids a temperatura ambient. Les sals dels òxids, generalment són insolubles en aigua, tot i que algunes reaccionen amb aquesta.
Generalment, els òxids no són bons conductors elèctrics. L'ús d'aquesta característica en el silici i el seu òxid (diòxid de silici) que és fàcil d'obtenir, permet la construcció de transistor i és la base de molta de la tecnologia actual.
Classificació
[modifica]Segons les seves propietats àcides es classifiquen en:
- Òxids àcids; per exemple el diòxid de carboni, CO₂. Els òxids dels elements més electronegatius, tendeixen a ser àcids. S'anomenen també anhidres àcids, ja que si hi afegim aigua, poden formar-se àcids. Per exemple, el triòxid de sofre és un òxid àcid que amb aigua es converteix en l'àcid sulfúric.
- SO₃ + H₂O → H₂SO₄
- Òxids bàsics; per exemple l'òxid de calci, CaO. Els òxids dels elements més electropositius, tendeixen a ser bàsics. S'anomenen també anhidres bàsics, ja que si hi afegim aigua, es genera l'hidròxid;
- CaO + H₂O → Ca(OH)₂
- Òxids amfòters; per exemple el diòxid de titani, TiO₂, o l'òxid d'alumini, Al₂O₃. Segons les condicions es poden comportar com a àcids o com a bases. També hi ha alguns àcids que no mostren cap tendència àcida ni bàsica.
Els òxids dels elements químics en el seu estat d'oxidació més alt es pot predir i la fórmula s'obté a partir del nombre d'electrons de valència en aquest element. Inclús la fórmula de l'ozó es pot preveure, com els altres elements de grup 16. Existeixen almenys tres excepcions a aquesta regla;
- El coure, que el seu estat d'oxidació superior s'obté òxid de coure(II) i no òxid de coure(I)
- El fluor, que no existeix com a heptaòxid de difluor (O₇F₂), sinó com a OF₂, degut a la superior electronegativitat del fluor.
- El fòsfor, la fórmula esperada de l'òxid de fòsfor(V) és P₂O₅, però en realitat el trobem com a P₄O10.
Alguns òxids
[modifica]Llista amb alguns òxids ordenats segons l'estat d'oxidació o valència de l'element oxidat:
- Òxids covalents
- Aigua (H₂O)
- Diòxid de carboni (CO₂)
- Òxids de nitrogen (NOx)
- Diòxid de sofre (SO₂)
- Element amb estat d'oxidació (I)
- Òxid de sodi (Na₂O)
- Òxid de potassi (K₂O)
- Òxid de coure(I) (Cu₂O)
- Monòxid de diclor (Cl₂O)
- Òxid de dinitrogen (N₂O)
- Element amb estat d'oxidació (II)
- Òxid de beril·li (BeO)
- Òxid de calci (CaO)
- Monòxid de carboni (CO)
- Òxid de coure(II) (CuO)
- Òxid de ferro(II) (FeO)
- Òxid de plom(II) (PbO)
- Òxid de magnesi (MgO)
- Òxid de mercuri (HgO)
- Òxid de nitrogen (NO)
- Òxid de zinc (ZnO)
- Element amb estat d'oxidació (III)
- Òxid d'alumini (Al₂O₃)
- Triòxid d'antimoni (Sb₂O₃)
- Triòxid d'arsènic (As₂O₃)
- Òxid de bor (B₂O₃)
- Triòxid de dinitrogen (N₂O₃)
- Òxid de ferro(III) (Fe₂O₃)
- Òxid d'Itri(III) (Y₂O₃)
- Element amb estat d'oxidació (IV)
- Diòxid de carboni (CO₂)
- Òxid de ceri (CeO₂)
- Diòxid de manganès (MnO₂)
- Diòxid de nitrogen (NO₂)
- Ozó (O₃)
- Diòxid de plutoni (PuO₂)
- Diòxid de silici (SiO₂)
- Diòxid de sofre (SO₂)
- Diòxid de tel·luri (TeO₂)
- Diòxid de tori (ThO₂)
- Diòxid de titani (TiO₂)
- Diòxid d'urani (UO₂)
- Diòxid de zirconi (ZrO₂)
- Element amb estat d'oxidació (V)
- Pentaòxid de dinitrogen (N₂O₅)
- Pentaòxid de difòsfor (P₂O₅)
- Element amb estat d'oxidació (VI)
- Triòxid de molibdè (MoO₃)
- Triòxid de sofre (SO₃)
- Element amb estat d'oxidació (VII)
- Òxid de manganès(VII) (Mn₂O₇)
- Element amb estat d'oxidació (VIII)
- Tetraòxid d'osmi (OsO₄)