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 nítric (NO), 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
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 ferro o Òxid de ferro (IV) (FeO2)
- 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; tetròxid
- Tetròxid d'osmi (OsO4)
- Sesquiòxids són els compostos que contenen tres equivalents de 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'enllaçen 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
S'anomenen amb la paraula òxid seuida del nom de l'element. Si l'element té més d'una valència, s'indica en nombres romans i entre parentèsi.
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
Br2O3 → òxid de brom (III)
NO → òxid de nitrogen
Nomenclatura estequiomètrica
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
Br2O5 → pentaòxid de dibrom
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
Vegeu la: Categoria:Òxids
Propietats químiques
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 halogens, trobem enllaços covalents entre l'oxigen i els altres elements. Generalment aquests compostos són gasos o liquids 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
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, l'heptòxid de diclor és un òxid àcid que amb aigua es converteix en l'àcid perclòric.
- Cl2O7 + H2O → 2·HClO4
- 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 (III), 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 formula 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 heptòxid de difluor (F2O7), 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
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 nitrós (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 clor (ClO2)
- 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)
- Pentòxid de dinitrogen (N2O5)
- Pentòxid de fòsfor (P2O5)
- Element amb estat d'oxidació (VI)
- Triòxid de molibdè (MoO3)
- Triòxid de sofre (SO3)
- Element amb estat d'oxidació (VII)
- Heptòxid de diclor (Cl2O7)
- Element amb estat d'oxidació (VIII)
- Tetròxid d'osmi (OsO4)