Ossidi non metallici: come si formano, nomenclatura, proprietà
Gli ossidi non metallici sono anche chiamati ossidi acidi, perché reagiscono con l'acqua per formare acidi o basi per formare sali. Ciò può essere osservato nel caso di composti come il diossido di zolfo (SO 2 ) e l'ossido di cloro (I), che reagiscono con l'acqua per produrre rispettivamente gli acidi deboli H 2 SO 3 e HOCl.
Gli ossidi non metallici sono covalenti, a differenza di quelli metallici che rappresentano ossidi di carattere ionico. L'ossigeno ha la capacità di formare legami con un numero enorme di elementi grazie alla sua capacità elettronegativa, rendendolo una base eccellente per una grande varietà di composti chimici.
Tra questi composti vi è la possibilità che la dianione di ossigeno si leghi a un metallo o non metallo per formare un ossido. Gli ossidi sono composti chimici di natura comune, che hanno la caratteristica di avere almeno un atomo di ossigeno collegato ad un altro elemento, metallico o non metallico.
Questo elemento appare in uno stato di aggregazione solida, liquida o gassosa, a seconda dell'elemento a cui è legato l'ossigeno e il suo numero di ossidazione.
Tra un ossido e l'altro, anche quando l'ossigeno è legato allo stesso elemento, ci possono essere grandi differenze nelle sue proprietà; pertanto, devono essere pienamente identificati per evitare confusione.
Come si formano?
Come spiegato sopra, gli ossidi acidi si formano dopo il legame di un catione non metallico con una dianione di ossigeno (O2-).
Questo tipo di composto è osservato negli elementi situati a destra della tavola periodica (i metalloidi di solito generano ossidi anfoteri) e nei metalli di transizione in stati di ossidazione elevati.
Un modo molto comune per formare un ossido non metallico è attraverso la decomposizione dei composti ternari chiamati ossacidi, che sono formati da un ossido non metallico e acqua.
È per questo motivo che gli ossidi non metallici sono anche chiamati anidridi, poiché sono composti che sono caratterizzati dall'aver perso una molecola di acqua durante la loro formazione.
Ad esempio, nella reazione di decomposizione dell'acido solforico ad alte temperature (400 ° C), H 2 SO 4 si decompone fino al punto di diventare totalmente vapore di SO 3 e H 2 O, a seconda della reazione: H 2 SO 4 + Calore → SO 3 + H 2 O
Un altro modo per formare ossidi non metallici è attraverso l'ossidazione diretta degli elementi, come nel caso del diossido di zolfo: S + O 2 → SO 2
Accade anche nell'ossidazione del carbonio con acido nitrico per formare anidride carbonica: C + 4HNO 3 → CO 2 + 4NO 2 + 2H 2 O
nomenclatura
Per denominare gli ossidi non metallici, devono essere presi in considerazione diversi fattori, come i numeri di ossidazione che possono avere l'elemento non metallico coinvolto e le sue caratteristiche stechiometriche.
La sua nomenclatura è simile a quella degli ossidi di base. Inoltre, a seconda dell'elemento con cui l'ossigeno viene combinato per formare l'ossido, l'ossigeno o l'elemento non metallico verrà prima scritto nella sua formula molecolare; tuttavia, ciò non influisce sulle regole di denominazione per questi composti.
Nomenclatura sistematica con numeri romani
Per nominare gli ossidi di questo tipo usando la vecchia nomenclatura di Stock (sistematica con numeri romani), l'elemento che si trova a destra nella formula viene nominato per primo.
Se è l'elemento non metallico, viene aggiunto il suffisso "uro", quindi la preposizione "de" e termina nominando l'elemento a sinistra; se è ossigeno, inizia con "ossido" e dai il nome all'elemento.
È finalizzato posizionando lo stato di ossidazione di ogni atomo seguito dal suo nome, senza spazi, in numeri romani e tra segni di parentesi; in caso di avere un solo numero di valenza, questo è omesso. Si applica solo agli elementi che hanno numeri di ossidazione positivi.
Nomenclatura sistematica con prefissi
Quando si utilizza la nomenclatura sistematica con prefissi, lo stesso principio viene utilizzato come nella nomenclatura Stock, ma i numeri romani non sono posizionati per indicare gli stati di ossidazione.
Invece, il numero di atomi in ciascuno deve essere indicato dai prefissi "mono", "di", "tri" e così via; Va notato che se non vi è alcuna possibilità di confondere un monossido con un altro ossido, questo prefisso viene omesso. Ad esempio, per l'ossigeno, "mono" è omesso in SeO (ossido di selenio).
Nomenclatura tradizionale
Quando viene utilizzata la nomenclatura tradizionale, la denominazione generica viene prima classificata - che in questo caso è il termine "anidride" - e viene continuata in base al numero di stati di ossidazione che il non-metallo possiede.
Quando ha un solo stato di ossidazione, è seguito dalla preposizione "di" più il nome dell'elemento non metallico.
D'altra parte, se questo elemento ha due stati di ossidazione, il finale "orso" o "ico" viene posto quando usa la sua valenza inferiore o superiore, rispettivamente.
Se il non-metallo ha tre numeri di ossidazione, il minore è chiamato con il prefisso "singhiozzo" e il suffisso "orso", l'intermedio con la desinenza "orso" e il maggiore con il suffisso "ico".
Quando il non-metallo ha quattro stati di ossidazione, il più piccolo di tutti è chiamato con il prefisso "singhiozzo" e il suffisso "orso", l'intermedio minore con la desinenza "orso", l'intermedio maggiore con il suffisso "ico" e il più grande di tutti con il prefisso "per" e il suffisso "ico".
Regole riassuntive per nominare gli ossidi non metallici
Indipendentemente dalla nomenclatura utilizzata, osservare sempre l'ossidazione (o valenza) di ciascun elemento presente nell'ossido. Le regole per nominarle sono riassunte qui sotto:
Prima regola
Se il non metallo ha uno stato di ossidazione unico, come nel caso del boro (B 2 O 3 ), questo composto è denominato come segue:
Nomenclatura tradizionale
Boro anidride
Sistematica con prefissi
Secondo il numero di atomi di ciascun elemento; in questo caso, diboro triossido.
Sistematica con numeri romani
Ossido di boro (poiché ha uno stato di ossidazione unico, questo è omesso).
Seconda regola
Se il non-metallo ha due stati di ossidazione, come nel caso del carbonio (+2 e +4, che originano gli ossidi CO e CO 2, rispettivamente), procediamo a nominarli come segue:
Nomenclatura tradizionale
Terminazioni "bear" e "ico" per indicare una valenza sempre più bassa, rispettivamente (anidride carbonica per CO e anidride carbonica per CO 2 ).
Nomenclatura sistematica con prefissi
Monossido di carbonio e anidride carbonica
Nomenclatura sistematica con numeri romani
Ossido di carbonio (II) e ossido di carbonio (IV).
Terza regola
Se il non-metallo ha tre o quattro stati di ossidazione, è denominato come segue:
Nomenclatura tradizionale
Se il non-metallo ha tre valenze, procedi come spiegato in precedenza. Nel caso dello zolfo, sarebbero rispettivamente l'anidride iosolforica, il diossido di zolfo e l'anidride solforica.
Se il non-metallo ha tre stati di ossidazione, è denominato nello stesso modo: anidride ipoclorosa, anidride cloridica, anidride clorica e anidride perclorica, rispettivamente.
Nomenclatura sistematica con prefissi o numeri romani
Le stesse regole usate per i composti in cui il loro non-metallo ha due stati di ossidazione vengono applicati, ottenendo nomi molto simili a quelli.
proprietà
- Possono essere trovati in vari stati di aggregazione.
- I non metalli che formano questi composti hanno alti numeri di ossidazione.
- Gli ossidi non metallici in fase solida sono generalmente di struttura fragile.
- Sono composti prevalentemente molecolari, di natura covalente.
- Sono di natura acida e formano composti oxacidi.
- Il suo carattere acido aumenta da sinistra a destra nella tavola periodica.
- Non hanno una buona conducibilità elettrica o termica.
- Questi ossidi hanno punti di fusione e di ebollizione relativamente più bassi rispetto alle loro controparti di base.
- Hanno reazioni con l'acqua per dare luogo a composti acidi o specie alcaline per originare sali.
- Quando reagiscono con ossidi di tipo basico, originano sali di osso-anioni.
- Alcuni di questi composti, come gli ossidi di zolfo o azoto, sono considerati inquinanti dell'ambiente.
applicazioni
Gli ossidi non metallici hanno una vasta gamma di usi, sia nel campo industriale e nei laboratori e in diversi campi della scienza.
I suoi usi includono la creazione di prodotti cosmetici, come arrossamenti o smalti per unghie, e la produzione di ceramiche.
Sono anche utilizzati nel miglioramento delle vernici, nella produzione di catalizzatori, nella formulazione del liquido negli estintori o nel gas propellente nei prodotti alimentari in aerosol, e sono persino usati come anestetico in operazioni minori.
Esempi
Ossido di cloro
Vengono forniti due tipi di ossido di cloro. L'ossido di cloro (III) è una sostanza solida marrone di aspetto scuro, che possiede proprietà altamente esplosive, anche a temperature inferiori al punto di fusione dell'acqua (0 ° K).
D'altra parte, l'ossido di cloro (VII) è un composto gassoso con proprietà corrosive e infiammabili che si ottiene combinando acido solforico con uno dei perclorati.
Ossido di silicio
È un solido noto anche come silice e utilizzato nella produzione di cemento, ceramica e vetro.
Inoltre, può formare diverse sostanze a seconda del suo ordine molecolare, quarzo originario quando costituisce cristalli ordinati e opale quando la sua disposizione è amorfa.
Ossido di zolfo
Il diossido di zolfo è un precursore gassoso incolore del triossido di zolfo, mentre il triossido di zolfo è un composto primario quando viene effettuata la solfonazione, che porta alla produzione di prodotti farmaceutici, coloranti e detergenti.
Inoltre, è un agente contaminante di grande importanza, in quanto è presente nelle piogge acide.
