Óxidos básicos: formação, nomenclatura, propriedades - Ciência - 2023

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o óxidos básicos são aqueles formados pela união de um cátion metálico com um diânion de oxigênio (O^2-); geralmente reagem com 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 diânion de oxigênio pode formar é o óxido. Os óxidos são compostos químicos que contêm pelo menos um átomo de oxigênio junto com outro elemento em sua fórmula; Eles podem ser gerados com metais ou não metais e nos três estados de agregação da matéria (sólido, líquido e gasoso).

Por esse motivo, apresentam 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 ferro (III), ou ferroso e férrico, respectivamente). Quando um oxigênio se junta a um metal para formar um óxido metálico, diz-se que um óxido básico se formou.

Isso ocorre porque eles formam uma base ao se dissolverem em água ou reagem como bases em certos processos. Um exemplo disso é quando compostos como CaO e Na₂Ou eles reagem com água e resultam nos hidróxidos Ca (OH)₂ e 2NaOH, respectivamente.

Os óxidos básicos são normalmente de caráter iônico, tornando-se mais covalentes ao falar sobre os elementos à direita da tabela periódica. Existem também óxidos ácidos (formados de não metais) e óxidos anfotéricos (formados de elementos anfotéricos).

Treinamento

Os metais alcalinos e alcalino-terrosos formam três tipos diferentes de compostos binários de oxigênio. Além de óxidos, peróxidos (que contêm íons peróxidos, O₂^2-) e superóxidos (que têm íons superóxido O₂^–).

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:

2MNO₃ + 10M + Calor → 6M₂O + N₂

Por outro lado, para preparar os óxidos básicos a partir dos metais alcalino-terrosos, seus carbonatos correspondentes são aquecidos, como na seguinte reação:

OLS₃ + Calor → MO + CO₂

A formação de óxidos básicos também pode ocorrer devido ao tratamento com oxigênio, como no caso dos sulfetos:

2MS + 3O₂ + Calor → 2MO + 2SO₂

Por fim, pode ocorrer por oxidação de alguns metais com ácido nítrico, como ocorre nas seguintes reações:

2Cu + 8HNO₃ + Calor → 2CuO + 8NO₂ + 4H₂O + O₂

Sn + 4HNO₃ + Calor → SnO₂ + 4NO₂ + 2H₂OU

Nomenclatura

A nomenclatura dos óxidos básicos varia de acordo com sua estequiometria e de acordo com os possíveis números de oxidação que o elemento metálico envolvido possui.

É possível usar a fórmula geral aqui, que é metal + oxigênio, mas também há uma nomenclatura estequiométrica (ou antiga nomenclatura Stock) na qual os compostos são nomeados colocando a palavra "óxido", seguida do nome do metal e seu estado de oxidação em algarismos romanos.

Quando se trata de nomenclatura sistemática com prefixos, as regras gerais são utilizadas com a palavra “óxido”, mas os prefixos são adicionados a cada elemento com o número de átomos da fórmula, como no caso do “dióxido de di-ferro” .

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 óxidos básicos conhecidos como “anidridos básicos” devido à sua capacidade de se formar hidróxidos básicos quando a água é adicionada a eles.

Além disso, nesta nomenclatura são utilizadas as regras, de modo que quando um metal possui estados de oxidação até +3, ele é nomeado com as regras dos óxidos, e quando possui estados de oxidação maiores ou iguais a +4, é nomeado com o regras de anidridos.

Regras resumidas para nomear 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 (Al₂OU₃), o óxido é denominado:

Nomenclatura tradicional

Óxido de aluminio.

Sistemática com prefixos

De acordo com a quantidade de átomos que cada elemento possui; isto é, trióxido de dialumínio.

Sistemática com algarismos romanos

Óxido de alumínio, onde o estado de oxidação não está escrito porque tem apenas um.

2- Quando o elemento possui dois números de oxidação, por exemplo no caso do chumbo (+2 e +4, que dão os óxidos PbO e PbO₂, respectivamente), é denominado:

Nomenclatura tradicional

Sufixos "urso" e "ico" para menor e maior, respectivamente. Por exemplo: óxido de prumo para PbO e óxido de chumbo para PbO₂.

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 tem mais de dois (até quatro) números de oxidação, ele é denominado:

Nomenclatura tradicional

Quando o elemento possui três valências, o prefixo “hipo-” e o sufixo “–oso” são adicionados à menor valência, como por exemplo no hipofósforo; à valência intermediária o sufixo "–oso" é adicionado, como no óxido de fósforo; e, finalmente, à valência superior “–ico” é adicionado, como no óxido fosfórico.

Quando o elemento tem quatro valências, como no caso do cloro, o procedimento anterior é aplicado para a menor e duas seguintes, mas para o óxido com maior número de oxidação adiciona-se o prefixo "per-" e o sufixo "–ico". . Isso resulta em (por exemplo) um óxido perclórico para o estado de oxidação +7 deste elemento.

Para sistemas com prefixo ou algarismos romanos, as regras que foram aplicadas para 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 força considerável das ligações M-O e à estrutura polimérica desses 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 quanto mais se avança por período na tabela periódica.

- A característica ácida de um óxido aumenta à medida que ele desce por um grupo na tabela periódica.

- Também aumenta a acidez de um óxido em números de oxidação mais elevados.

- Os óxidos básicos podem ser reduzidos com vários reagentes, mas outros podem ser reduzidos com um simples aquecimento (decomposição térmica) ou por uma reação de eletrólise.

- A maioria dos óxidos realmente básicos (não anfotéricos) estão localizados no lado esquerdo da tabela periódica.

- A maior parte da crosta terrestre é composta de óxidos de metal sólido.

- A oxidação é um dos caminhos que leva à corrosão de um material metálico.

Exemplos

Óxido de ferro

É encontrado em minérios de ferro na forma de minerais, como hematita e magnetita.

Além disso, o óxido de ferro constitui a famosa "ferrugem" vermelha que forma as massas de metal corroídas 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 do hidróxido de sódio (soda cáustica, poderoso solvente e produto de limpeza).

Óxido de magnésio

Um mineral sólido higroscópico, este composto de alta condutividade térmica e baixa condutividade elétrica tem múltiplos usos na construção (como paredes resistentes ao fogo) e na remediação de água e solo contaminados.

Óxido de cobre

Existem duas variantes de óxido de cobre. O óxido cúprico é um sólido preto obtido na mineração e pode ser usado como pigmento ou para destinação final de materiais perigosos.

Já o óxido cuproso é um sólido semicondutor vermelho que é adicionado a pigmentos, fungicidas e tintas marinhas para evitar o acúmulo de resíduos no casco dos navios.

Referências

Britannica, E. (s.f.). Óxido. Obtido em britannica.com
Wikipedia. (s.f.). Óxido. Obtido em en.wikipedia.org
Chang, R. (2007). México: McGraw-Hill.
LibreTexts. (s.f.). Óxidos. Obtido em chem.libretexts.org
Escolas, N. P. (s.f.). Nomeando Óxidos e Peróxidos. Obtido em newton.k12.ma.us