Óxidos Básicos: Treinamento, Nomenclatura, Propriedades e Exemplos
Os óxidos básicos são aqueles formados pela união de um cátion metálico com um dianion de oxigênio (O2-); eles geralmente reagem com a água para formar bases, ou com ácidos para formar sais. Devido à sua forte eletronegatividade, o oxigênio pode formar ligações químicas estáveis com quase todos os elementos, resultando em diferentes tipos de compostos.
Um dos compostos mais comuns que um dianion de oxigênio pode formar é o óxido. Óxidos são compostos químicos que contêm pelo menos um átomo de oxigênio ao lado de outro elemento em sua fórmula; pode ser gerado com metais ou não-metais e nos três estados de agregação da matéria (sólido, líquido e gasoso).
Portanto, eles têm um grande número de propriedades intrínsecas que podem variar, mesmo entre dois óxidos formados com o mesmo metal e oxigênio (como óxido de ferro (II) e óxido de ferro (III), ou óxido ferroso e férrico, respectivamente). Quando um oxigênio se liga a um metal para formar um óxido metálico, diz-se que um óxido básico foi formado.
Isso ocorre porque eles formam uma base dissolvendo-se em água ou reagindo como bases em certos processos. Um exemplo disto é quando compostos como CaO e Na2O reagem com água e resultam nos hidróxidos Ca (OH) 2 e 2NaOH, respectivamente.
Os óxidos básicos geralmente são caracteres iônicos, tornando-se mais covalentes ao discutir elementos à direita da tabela periódica. Existem também óxidos ácidos (formados a partir de não-metais) e óxidos anfóteros (formados a partir de elementos anfotéricos).
Treinamento
Os metais alcalinos e alcalino-terrosos formam três tipos diferentes de compostos binários do oxigênio. Além dos óxidos, peróxidos (que contêm íons peróxido, O 2 2-) e superóxidos (que possuem íons superóxido O 2 -) também podem ser administrados.
Todos os óxidos formados a partir de metais alcalinos podem ser preparados a partir do aquecimento do nitrato correspondente do metal com seu metal elementar, como por exemplo o que é mostrado abaixo, onde a letra M representa um metal:
2MNO 3 + 10M + Calor → 6M 2 O + N 2
Por outro lado, para preparar os óxidos básicos dos metais alcalino-terrosos, realiza-se um aquecimento de seus carbonatos correspondentes, como na seguinte reação:
MCO 3 + Calor → MO + CO 2
A formação de óxidos básicos também pode ocorrer devido ao tratamento com oxigênio, como no caso dos sulfetos:
2MS + 3O2 + Calor → 2MO + 2SO 2
Finalmente, pode ocorrer pela oxidação de alguns metais com ácido nítrico, como nas seguintes reações:
2Cu + 8HNO 3 + Calor → 2CuO + 8NO 2 + 4H 2 O + O 2
Sn + 4HNO 3 + Calor → SnO 2 + 4NO 2 + 2H 2 O
Nomenclatura
A nomenclatura dos óxidos básicos varia de acordo com a sua estequiometria e de acordo com os possíveis números de oxidação do elemento metálico envolvido.
É possível usar aqui a fórmula geral, que é metal + oxigênio, mas há também uma nomenclatura estequiométrica (ou antiga nomenclatura das ações) na qual os compostos são nomeados colocando a palavra "óxido", seguida do nome do metal e sua estado de oxidação em algarismos romanos.
Quando se trata da nomenclatura sistemática com prefixos, as regras gerais são usadas com a palavra "óxido", mas os prefixos são adicionados a cada elemento com o número de átomos na fórmula, como no caso do "di-ferro trióxido". .
Na nomenclatura tradicional, os sufixos "-oso" e "-ico" são usados para identificar os metais acompanhantes de menor ou maior valência em um óxido, além dos quais os óxidos básicos são conhecidos como "anidridos básicos" por sua capacidade de formar hidróxidos básicos quando a água é adicionada a eles.
Além disso, nesta nomenclatura as regras são usadas, de modo que quando um metal tem estados de oxidação de até +3 é nomeado com as regras dos óxidos, e quando tem estados de oxidação maiores ou iguais a +4, é nomeado com o regras de anidridos.
Regras resumidas para nomear os óxidos básicos
Os estados de oxidação (ou valência) de cada elemento devem ser sempre observados. Essas regras estão resumidas abaixo:
1- Quando o elemento possui um único número de oxidação, como por exemplo no caso do alumínio (Al 2 O 3 ), o óxido é denominado:
Nomenclatura tradicional
Óxido de alumínio
Sistemática com prefixos
De acordo com a quantidade de átomos que cada elemento possui; isto é, trióxido de dialuminio.
Sistemática com algarismos romanos
Óxido de alumínio, onde o estado de oxidação não é escrito porque tem apenas um.
2- Quando o elemento tem dois números de oxidação, por exemplo, no caso de chumbo (+2 e +4, que dão os óxidos PbO e PbO 2, respectivamente), é nomeado:
Nomenclatura tradicional
Sufixos «urso» e «ico» para menor e maior, respectivamente. Por exemplo: óxido sangüíneo para PbO e óxido plumoso para PbO 2 .
Nomenclatura sistemática com prefixos
Óxido de chumbo e dióxido de chumbo.
Nomenclatura sistemática com algarismos romanos
Óxido de chumbo (II) e óxido de chumbo (IV).
3- Quando o elemento tiver mais de dois (até quatro) números de oxidação, ele é denominado:
Nomenclatura tradicional
Quando o elemento tem três valências, o prefixo "hypo-" e o sufixo "-oso" são adicionados à menor valência, como por exemplo em hipofosforoso; à valência intermediária, o sufixo «-oso» é adicionado, como no óxido fosforoso; e finalmente, na valência mais alta, "-ico" é adicionado, como no óxido fosfórico.
Quando o elemento possui quatro valências, como no caso do cloro, o procedimento anterior é aplicado para o menor e os dois seguintes, mas para o óxido com maior número de oxidação são adicionados o prefixo "por-" e o sufixo "-ico". . Isto resulta (por exemplo) em um óxido perclórico para o estado de oxidação +7 deste elemento.
Para os sistemas com prefixo ou algarismos romanos, as regras aplicadas a três números de oxidação são repetidas, permanecendo as mesmas.
Propriedades
- Eles são encontrados na natureza como sólidos cristalinos.
- Os óxidos básicos tendem a adotar estruturas poliméricas, ao contrário de outros óxidos que formam moléculas.
- Devido à considerável força das ligações MO e da estrutura polimérica destes compostos, os óxidos básicos são geralmente insolúveis, mas podem ser atacados por ácidos e bases.
- Muitos dos óxidos básicos são considerados compostos não estequiométricos.
- As ligações desses compostos deixam de ser iônicas e se tornam covalentes à medida que mais progresso é feito por período na tabela periódica.
- A característica ácida de um óxido aumenta à medida que desce através de um grupo na tabela periódica.
- Também aumenta a acidez de um óxido em maior número de oxidação.
- Os óxidos básicos podem ser reduzidos com vários reagentes, mas outros podem ser reduzidos por simples aquecimento (decomposição térmica) ou por uma reação de eletrólise.
- A maioria dos óxidos realmente básicos (não anfotéricos) está localizada no lado esquerdo da tabela periódica.
- A maior parte da crosta terrestre é constituída por óxidos sólidos do tipo metálico.
- A oxidação é uma das formas que leva à corrosão de um material metálico.
Exemplos
Óxido de ferro
É encontrado em minério de ferro na forma de minerais, como hematita e magnetita.
Além disso, o óxido de ferro combina o famoso "óxido" vermelho que compõe as massas de metal corroído que foram expostas ao oxigênio e à umidade.
Óxido de sódio
É um composto utilizado na fabricação de cerâmicas e vidros, além de ser um precursor na fabricação de hidróxido de sódio (soda cáustica, um poderoso solvente e produto de limpeza).
Óxido de magnésio
Um mineral higroscópico sólido, este composto de alta condutividade térmica e baixa condutividade elétrica tem múltiplos usos no ramo de construção (como em paredes resistentes ao fogo) e na remediação de água e terra contaminada.
Óxido de cobre
Existem duas variantes de óxido de cobre. Óxido cúprico é um sólido preto que é obtido da mineração e que pode ser usado como pigmento, ou para o descarte final de materiais perigosos.
Por outro lado, o óxido cuproso é um semicondutor vermelho sólido que é adicionado a pigmentos, fungicidas e tintas marinhas para evitar o acúmulo de detritos em cascos de navios.
